中考物理总复习课件：第5章内能及其利用 57页

第 5 讲　内能及其利用 考点一 ) 　温度、热量、内能的关系 【 例 1 】 (2017 ， 连云港 ) 下列关于温度、内能和热量的说法 ， 正确的是 ( 　 ) A ． 0 ℃ 的冰没有内能 B ． 冬天搓手取暖是利用做功来改变内能 C ． 物体温度越高 ， 所含热量越多 D ． 物体的机械能越多 ， 其内能就越多 B 【 点拨 】 任何物体都有内能 ， 0 ℃ 的冰也有内能 ， 冬天搓手 ， 克服摩擦做功 ， 是利用做功来改变内能 ， 热量总是从温度高的物体传递到温度低的物体 ， 热量不是状态量 ， 不能说含有或者具有热量 ， 机械能是物体由于机械运动而具有的能 ， 内能的大小与机械能的大小没有必然联系。 【 答案 】 B 【 方法归纳 】 对温度、内能和热量的辨析 ， 可参照以下三点： (1) 温度：表示物体的冷热程度 ， 是一个状态量 ， 只能说一个物体温度是多少。 温度升高 → 内能增加 　　不一定吸热 ， 如钻木取火 ， 摩擦生热 (2) 热量：是一个过程量 ， 只能用 “ 吸收 ” 或 “ 放出 ” 描述。 吸收热量 → 温度不一定升高 ， 如晶体熔化 ， 水沸腾 　　内能不一定增加 ， 如吸收的热量全部对外做功 ， 内能可能不变。 (3) 内能：是一个状态量 ， 只能说 “ 具有 ”“ 增加 ” 或 “ 减少 ” 。 内能增加 → 温度不一定升高 ， 如晶体熔化 　　 不一定吸热 ， 如钻木取火。 考点二 ) 　比热容的理解和应用 【 例 2 】 (2017 ， 烟台 ) 小明在探究 “ 物质的放热能力与哪些因素有关 ” 时 ， 分别用质量均 0.5 kg 的水和另一种液体进行对比实验 ， 并用图象对实验数据进行了处理 ， 如图所示 ， 实验过程中 ， 水和另一种液体在相同时间内放出的热量相等 ， 分析图象可以得出： ________ ( 填 “ 甲 ” 或 “ 乙 ” ) 物质为水 ， 另一种液体的比热容为 ______________ ， 这种液体在 0 ～ 15 min 内放出的热量为 ________________ 。 甲 2.1×10 3 J(kg · ℃) 4.2 × 10 4 J 【 点拨 】 由题意 ， 两种液体在相同时间内 (0 ～ 15 min) 放出的热量相等 ， 由公式 Q 放 ＝ cm ( t 0 － t ) ， 在 m 、 Q 放 一定时 ， 温度变化量 Δt 小的物质比热容 c 大 ， 由公式和题意可以算出水在 0 ～ 15 min 内放出的热量 ， 即可知另一液体在相同时间内放出的热量 ， 由公式同样可求出另一液体的比熔容。 【 答案 】 甲　 2.1×10 3 J(kg · ℃) 　 4.2×10 4 J 【 方法归纳 】 利用热量公式进行计算时 ， 要注意各物理量的同一性 ， 单位的统一 ， 以及变化温度 Δt 与初温、末温的关系 ， 注意 “ 升高了 ” 与 “ 升高到 ” 的区别。 考点三 ) 　热值的理解与应用 【 例 3 】 ( 淄博中考 ) 一杯酒精倒出一半 ， 剩余酒精的质量、密度、比热容和热值的变化情况是 ( 　 ) A ． 质量、密度、比热容和热值不变 B ． 质量变为原来的一半 ， 密度、比热容和热值不变 C ． 质量和密度变为原来的一半 ， 比热容和热值不变 D ． 质量和热值变为原来的一半 ， 密度和比热容不变 B 【 答案 】 B 【 点拨 】 比热容、热值、密度三个物理量 ， 都是表示物质的某种特性；只与物质的种类和状态有关 ， 是一般不发生变化的量 ， 质量是物体本身含物质的多少 ， 与形状、状态、位置无关 ， 与含量多少有关。 【 图片与命题 】 图片 命题内容 如图所示 ， 抽掉玻璃板后 ， 过一会儿下方玻璃瓶中的气体颜色变浅 ， 上方玻璃瓶中的气体颜色变深 ， 最后颜色变得均匀 ， 说明分子在永不停息地 ① _____________________ 如图所示 ， 将两个铅柱的底面削平、削干净 ， 然后紧紧地压在一起 ， 两个铅柱就会结合起来 ， 甚至下面吊一个重物都不能把它们拉开 ， 主要是因为铅柱的分子之间存在 ② ________________ 在一个配有活塞的厚玻璃筒内放一小团硝化棉 ， 把活塞迅速压下去 ， 棉花燃烧起来 ， 这是通过 ③ __________ 的方式改变物体的内能 做无规则运动 引力 做功 在此图示实验过程中 ， 气体膨胀对外做功 ， 温度降低 ， 内能 ④ ___________ ， 这是通过 ⑤ _________ 的方式改变物体的内能。当瓶塞跳起时 ， 可以看到瓶内出现白雾 ， 说明水蒸气 ⑥ __________ 成了小水滴 如图所示 ， 用橡胶塞塞住管口 ， 将水加热一段时间后 ， 软木塞受到水蒸气的压力而冲出去 ， 水蒸气的内能转化为塞子的 ⑦ ___________ ， 利用这个原理人们制造了热机 进气门和排气门都 ⑧ _________ ， 活塞向 ⑨ ________ 运动 ， 将 ⑩ __________ 能转化为 ⑪ _________ 能 ， 是内燃机的 ⑫ ____________ 冲程 进气门和排气门都 ⑬ _________ ， 活塞向 ⑭ _______ 运动 ， 将 ⑮ ________ 能转化为 ⑯ _________ 能 ， 是汽油机的 ⑰ ___________ 冲程 减少 做功 液化 机械能 关闭 上 机械 内 压缩 关闭 下 内 机械 做功 实验 ) 　探究不同物质的吸热能力 命题点 1 ． 实验应选用的器材中用到的测量工具有 _________ 、 _______ 、 ________ 。 2 ． 实验中应选用 ________ ( 填 “ 质量 ” 或 “ 体积 ” ) 相同的不同液体进行实验。 3 ． 选用相同热源 ， 表明在加热相同的 _________ 释放的热量相同 ， 方便比较吸热的多少。 4 ． 在组装器材时 ， 应先确定 _________ 的位置 ， 再确定 ______________ 的位置。 5 ． 转换法的应用：通过加热液体的 _______________ 来判定物体吸热的多少。 温度计 天平 秒表 质量 时间 石棉网 烧杯和温度计 时间长短 6 ． 控制变量法的应用： ①控制物质种类和升高的温度相同时 ， 探究物质的吸热能力与质量的关系。 ②控制物质种类和质量相同时 ， 探究物质的吸热能力与升高温度的关系。 ③控制物质质量和升高温度相同时 ， 探究物质的吸热能力与物质种类的关系。 7 ． 比较不同物质吸热能力大小的方法： ①质量相同的不同物质升高相同的温度 ， 加热时间越长 ， 吸热能力越强。 ②质量相同的不同物质加热相同的时间 ( 吸收相同的热量 ) ， 温度升得快的物质吸热能力弱。 【 例 1 】 (2017 ， 福建 ) 利用如图甲所示的实验装置探究 “ 沙子和水的温度变化与吸热的关系 ” 。操作如下： (1) 在两烧杯中分别装入初温相同且 _________ 相等的沙子和水。 (2) 用相同的酒精灯火焰加热 ， 并用玻璃棒不断搅拌 ， 每隔相同的时间记录一次温度 ， 其中某时刻的温度如图乙所示 ， 其示数为 ________℃ 。根据实验数据绘制成温度与时间的关系图象 ， 如图丙所示。 (3) 实验中 ， 是通过比较 _________ 来间接反映沙子和水吸收的热量。 (4) 分析图象可知 ， 对于质量相等的沙子和水 ， 升温较快的是 ________ ；若使两者升高相同的温度 ， 则 ________ 吸收的热量较多 ， 由此可见 ， ________ 的比热容较大。 质量 39 加热时间 沙子 水 水 【 拓展设问 】 (4) 除了图中的器材外 ， 完成该探究实验 ， 还需要的测量工具有： ___________ 、 ____________ 。 (5) 实验器材的安装顺序是 _____________ ( 填 “ 自上而下 ” 或 “ 自下而上 ” ) 。 (6) 该实验中给水和煤油加热 ， 你认为用 __________ ( 填 “ 热得快 ” 或 “ 酒精灯 ” ) 加热效果更好一些 ， 理由是 ___________________________________________________________ 。 天平 秒表 自下而上 热得快 热得快”更容易控制在相同时间吸收的热量相同 【 例 2 】 (2017 ， 重庆模拟 ) 小明同学学习了燃料的热值后 ， 自己设计了一个实验探究煤油和食用菜籽油的热值大小关系 ， 他实验时组装了如图所示的两套规格完全相同的装置 ， 记录结果如表所示。 燃料 加热前的水温 / ℃ 燃料燃尽后的水温 / ℃ 菜籽油 20 31 煤油 20 43 (1) 在安装、调整实验器材时 ， 合理的顺序是 ( 图甲中 ) ：应先调整固定 ____ 的位置 ， 再调整固定 ____ 的位置。 ( 均填 “ A ” 或 “ B ” ) (2) 为了保证实验结论的可靠性 ， 小明同学选择了两套相同的装置 ， 在实验中应控制煤油和菜籽油的 __________ 及烧杯中水的 _________________ 相同。 (3) 为了正确完成实验 ， 除了如图所示装置 ， 还需要的一个测量器材是 ___________ 。 (4) 通过表中记录的数据 ， 你认为煤油和菜籽油两种燃料中热值较大的是 _______________ 。 B A 质量 质量和初温 天平 煤油 1 ． (2017 ， 南京 ) “ 端午浓情 ， 粽叶飘香 ” 。 “ 粽叶飘香 ” 说明分子在 _____________________ ；将两个表面光滑的铅块相互紧压 ， 它们会粘在一起 ， 说明分子间存在 ______________ ；若把分子看成一个小球 ， 则一般分子直径的数量级为 10 － 10 m ， 合 __________nm 。 做无规则运动 引力 0.1 2 ． (2017 ， 宿迁 ) 如图所示 ， 在空气压缩引火仪的玻璃筒底部 ， 放入一小团干燥的棉花 ， 用力将活塞迅速下压 ， 玻璃筒内的空气温度升高 ， 空气的内能 ___________ ( 填 “ 增加 ” 或 “ 减少 ” ) ， 空气的内能是通过 ______________ 方式改变的；筒内的棉花由于温度升高到着火点而燃烧 ， 棉花的内能是通过 _____________ 方式改变的。 增加 做功 热传递 3 ． (2017 ， 黄石 ) 某品牌太阳能热水器内装有 50 kg 的水 ， 阳光照射一段时间后 ， 热水器中的水从 15 ℃ 升高到 55 ℃ ， 热水器中的水吸收的太阳能为 _________________J ；同样的水改用电加热 ， 则消耗的电能为 ____________kW · h [ 已知水的比热容 c 水 ＝ 4.2 × 10 3 J/(kg · ℃) ， 热水器热散失忽略不计 ] 。 8.4×10 6 2.33 4 ． (2016 ， 广东 ) 如图所示 ， 图 A 、 B 、 C 、 D 是四冲程汽油机的工作示意图 ， 图 E 、 F 是演示实验的示意图 ， C 图是 _________ 冲程 ， 与它原理相同的是 ________ 图所示的演示实验 ， 汽油机的工作示意图中机械能转化为内能的冲程是 ________ 图。 ( 后两空均填字母 ) 做功 F B 5 ． (2016 ， 达州 ) 一台单缸四冲程内燃机正常工作时的转速为 1 800 r/min ， 该内燃机每秒共经历了 ________ 个冲程 ， 做功 ________ 次。 6 ． (2017 ， 宜昌 ) 某些物质的微观特性表现为分子间距离很远 ， 彼此间几乎没有力的作用 ， 宏观特性表现为既无固定形状 ， 也无固定体积 ， 则该物质可能是 ( ) A ． 冰块　　　 B ．水　　　 C ．水蒸气 　　 D ．雪 60 15 C 7 ． (2016 ， 宜昌 ) 下列现象能说明分子在不停地做无规则运动的是 ( ) A ． 碟子中的酒精蒸发变少 B ． 建筑工地上尘土飞扬 C ． 空气中 PM2.5 超标形成雾霾 D ． 两个干净的铅块粘在一起 A 8 ． (2017 ， 成都 ) 小明根据下表所提供的数据得出了四个结论 ， 其中正确的是 ( ) D 几种物质的比热容 /J · (kg · ℃ ) － 1 水 4.2 × 10 3 水银 0.14 × 10 3 酒精 2.4 × 10 3 沙石 0.92 × 10 3 煤油 2.1 × 10 3 铝 0.88 × 10 3 冰 2.1 × 10 3 铜 0.39 × 10 3 A. 液体的比热容一定比固体的比热容大 B ． 同种物质发生物态变化后 ， 比热容不变 C ． 由于水的比热容大 ， 白天海水温度比沙滩高 D ． 2 kg 的水温度升高 50 ℃ ， 吸收的热量是 4.2×10 5 J 9 ． (2017 ， 天津 ) 下列实例中 ， 改变物体内能的方式与其它三个不同的是 ( ) A ． 用力搓手 ， 手会发热 B ． 用炉灶烧水 ， 水温升高 C ． 气缸内气体被压缩 ， 温度升高 D ． 用锯条锯木头 ， 锯条温度升高 B 10 ． (2017 ， 河北 ) 下列说法正确的是 ( ) A ． 热机消耗的燃料越多 ， 效率就越低 B ． 热传递中温度总是从热的物体传给冷的物体 C ． 同一物体 ， 温度降低的越多 ， 放出热量就越多 D ． 人体内水的比例很高 ， 有助于调节体温 ， 以免温度变化太快对身体造成危害 D 11 ． (2017 ， 益阳 ) 为了节约能源 ， 需要提高热机的效率 ， 下列措施不能提高热机效率的是 ( ) A ． 让燃料与空气混合充分 ， 使燃料燃烧得比较完全 B ． 在设计与制造热机时要不断改进与创新 ， 以减少能量的损失 C ． 尽量减少热机内部各部件间的摩擦 D ． 尽量增加热机的工作时间 D 12 ． (2017 ， 烟台 ) 科学探究需要进行实验 ， 在取得数据和事实后 ， 再进行分析和推理 ， 因此 ， 在科学探究中我们需要区分事实与推论。下列叙述是事实或推论的是 ( ) ① 在气体扩散实验中 ， 抽去玻璃板后 ， 红棕色的 NO 2 气体进入到空气中 ② 在液体扩散实验中 ， 红墨水滴入热水 ， 热水很快变红 ③ 扩散现象表明 ， 一切物质的分子都在不停地做无规则运动 ④ 温度越高 ， 分子的无规则运动越剧烈 A A ． ①②是事实 ， ③④是推论 B ． ①②④是事实 ， ③是推论 C ． ①是事实 ， ②③④是推论 D ． ③④是事实 ， ①②是推论 13. (2017 ， 随州 ) 以下说法正确的是 ( ) A ．如图甲 ， 量筒里上方清水和下方蓝色硫酸铜溶液静置几天 ， 界面模糊。扩散现象主要原因是分子引力 B ． 如图乙 ， 两个底面很平、很干净的铅柱压在一起后好像 “ 粘 ” 成一个整体 ， 甚至在下面挂上重物也拉不开。主要说明分子是不停运动的 C ． 如图丙 ， 玻璃片重为 G ， 当测力计显示的力比 G 大很多时 ， 仍然不能将玻璃片从水面提起。主要说明水分子和水分子之间有引力 ， 玻璃分子与玻璃分子之间有引力 D ． 如图丁 ， 两位同学分别握住处于原长的弹簧的两端 ， 可以将人比作组成某些物质的分子 ， 物质被压缩 ， 分子间表现出斥力；物质被拉伸 ， 分子间表现为引力 D 14 ． (2017 ， 无锡 ) 用如图所示的装置 ， 先后加热初温、质量均相同的水和煤油 ， 比较两种液体比热容的大小 ， 多次实验表明：要让水和煤油升高相同的温度 ， 水需要的加热时间更长 ， 以下关于该实验的操作及分析错误的是 ( ) A ． 水比煤油的比热容大 B ． 加热时用玻璃棒不断搅拌 ， 是为了使水和煤油受热均匀 C ． 实验中可以不使用温度计 ， 让水和煤油都沸腾后再比较加热时间 D ． 相同质量的水和煤油 ， 若吸收相同热量后 ， 煤油比水升高的温度大 C 15 ． (2017 ， 南京 ) 小明将铁丝快速弯折十余次 ， 铁丝弯折处的温度会升高 ， 以下四个事例中能量转化与之相同的是 ( ) A ．甲、丙　　 B ．甲、丁　　 C ．乙、丙　　 D ．乙、丁 A 16 ． (2017 ， 广州 ) 甲、乙两物体质量都为 1 kg ， 丙物体质量为 2 kg ， 三个物体温度都升高 1 ℃ ， 吸收热量如图所示 ， 以下说法正确的是 ( ) ( 导学号　 14184016 ) A ． 乙的比热容与丙的相等 B ． 甲的比热容比乙的大 C ． 甲的温度升高 1 ℃ ， 需吸收 2000 J 的热量 D ． 甲、乙的温度都降低 1 ℃ ， 乙比甲放出的热量多 B 17 ． (2017 ， 北京 )( 多选 ) 为了比较两种新型保温材料甲和乙的保温效果 ， 将这两种保温材料分别做成形状、结构、厚度完全相同的保温筒 ， 两保温筒内同时分别放置完全相同、温度均为 80 ℃ 的恒温源 ， 其截面图如图甲所示。将两保温筒放在室温为 20 ℃ 的房间内 ， 每隔 10 min 测量一次两保温筒外表面 A 点和 B 点处的温度 ， 根据记录的实验数据绘制的图象如图乙所示 ， 图中图象 Ⅰ 表示用保温材料甲做成的保温筒外表面温度随时间变化的图象 ， 图象 Ⅱ 表示用保温材料乙做成的保温筒外表面温度随时间变化的图象。根据实验过程及图象 ， 下列四个选项中 ， 判断正确的是 ( ) AC A ．可用单位时间内保温筒外表面的温度变化表示保温效果 B ． 甲材料的保温效果比乙材料的保温效果好 C ． 乙材料的保温效果比甲材料的保温效果好 D ． 如果把两保温筒内 80 ℃ 的恒温源换成－ 18 ℃ 的恒温源 ， 其它条件不变 ， 则无法比较甲、乙两种保温材料的保温效果 ( 导学号　 14184017 ) 18 ． (2017 ， 鸡西 ) 炎炎烈日下 ， 松花江边的沙子热得烫脚 ， 而江水却很清凉。这是为什么？ 答：因为水的比热容比沙石的大 ， 由 Q ＝ cmΔt 可知 ， 相同质量的水和沙石比较 ， 吸收相同的热量 ( 都在太阳照射下 ) ， 水的温度升高的少 ， 江水是凉凉的 ， 而沙子的温度升高的多 ， 热得烫脚。 19 ． (2017 ， 南京 ) 如图所示是 “ 探究不同物质吸热升温的现象 ” 实验装置 ， 取质量和初温都相同的甲、乙两种液体 ， 分别倒入相同的易拉罐中 ， 用相同的装置加热 ， 实验数据记录如下表： (1) 实验中 ， 可以通过 ______________( 填 “ 升高的温度 ” 或 “ 加热时间 ” ) 来比较两种液体吸收热量的多少。 (2) 分析实验数据可知：当它们升高相同温度时 ， ________ ( 填 “ 甲 ” 或 “ 乙 ” ， 下同 ) 液体需要吸收的热量更多；当它们吸收相同热量时 ， __________ 液体升温更高。 (3) 若在这两种液体中选择一种作为汽车发动机的冷却剂 ， __________ 液体冷却效果更好。 加热时间 甲 乙 甲 20 ． (2017 ， 北京 ) 实验桌上有电源一个、开关一个、导线若干以及如图所示的两个完全相同的保温烧瓶。烧瓶内装有完全相同的温度计和阻值相等且不变的电阻丝 R ， 甲烧瓶内装有水 ， 乙烧瓶内装有煤油 ， 水和煤油的质量相等 ， 初温相同。水和煤油的比热容如下表所示。以上器材均能满足实验要求 ， 请利用上述实验器材 ， 设计一个实验证明：液体温度的变化与液体的比热容有关。请画出实验电路图 ， 写出实验步骤 ， 画出实验数据记录表格。 ( 导学号　 14184018 ) 水 4.2 × 10 3 煤油 2.1 × 10 3 答：实验电路图 实验步骤： ①按电路图连接电路 ， 读出甲、乙烧瓶中温度计的示数 t 0 ， 并记录在表格中；查水和煤油的比热容表 ， 将数据记录在表格中。②闭合开关 S ， 通电一段时间后 ， 同时读出甲、乙烧瓶中温度计的示数 t ， 并记录在表格中；断开开关 S 。③利用 Δt ＝ t － t 0 计算出温度变化 ， 并将 Δt 的值记录在表格中。 实验数据记录表 c /[J · (kg · ℃ ) － 1 ] t 0 / ℃ t / ℃ Δt / ℃ 21. (2017 ， 聊城 ) 2017 年 5 月 18 日 ， 中国科学家首次在南海试采可燃冰取得圆满成功。实现了我国天然气水合物开发的历史性突破。可燃冰清洁无污染、储量巨大 ， 是一种非常理想的新型能源。可燃冰的热值很大 ， 是天然气热值的 10 倍以上 ， 若按 15 倍计算。 [ c 水 ＝ 4.2 × 10 3 J/(kg · ℃) ；天然气的热值 q ＝ 7 × 10 7 J/m 3 ] 求： (1) 体积为 0.01 m 3 的可燃冰完全燃烧放出的热量为多少？ (2) 若这些热量的 90% 被质量为 100 kg 的水吸收 ， 则水升高的温度是多少？