江西省2020中考物理大一轮复习第一篇教材复习第13课时内能和热机课件 1 42页

第 13 课时 内能和热机 第一篇　教材复习 考点梳理 夯实基础 考向探究 逐个击破 考点一　 分子热运动 1. 扩散现象： 不同的物质在互相接触时 , 彼此进入对方的现象叫 　　　　 现象。气体、液体和固体都可以发生扩散现象。例如“酒香不怕巷子深”“花气袭人知骤暖”“墙角放煤 , 日久变黑”等。扩散现象的剧烈程度与 　　　　 有关 , 　　　　 越高 , 扩散现象越 　　　　 。   2. 分子间的作用力： ① 分子之间存在 　　　　 , 如紧压在一起的铅柱很难被分开 ;② 分子之间存在 　　　　 , 如固体和液体很难被压缩。注意：破镜不能重圆是因为分子间距太大 , 几乎无作用力。   3. 分子动理论： 常见的物质是由大量的分子、原子构成的 ; 一切物质的分子都在 　　　　　 　 　 ;  分子之间存在相互作用的 　　 　　　　 。   扩散 温度 温度 明显 引力 斥力 不停地做无规则的运动 引力和斥力 考点梳理 夯实基础 考向探究 逐个击破 考点二 　 内能 1. 定义： 构成物体的所有分子 , 其热运动的动能与分子势能的总和 , 叫物体的内能。 (1) 一切物体 , 不论温度高低都具有内能。 (2) 同一个物体 , 温度越高 , 它具有的内能越 　　 　 。   大 考点梳理 夯实基础 考向探究 逐个击破 2. 改变物体内能的方式 方式 热传递 做功 实质 　 内能的转移 ( 包括辐射、对流和传导三种方式 ), 从高温物体传到低温物体 , 直到温度相同 　 能量的转化 ( 内能和其他形式能量 的 转化 ) 举例 　 晒太阳、烧水水变热、哈气取暖 　 钻木取火、搓手取暖、用活塞 压缩 气体 、铁丝弯折处发热 联系 　 热传递和做功在改变物体的内能上是 　　　　 的   等效 考点梳理 夯实基础 考向探究 逐个击破 3. 热量： 物体吸收热量 , 内能 　　　　 ; 放出热量 , 内能 　　　　 。注意：热量是过程量 , 不能说某个物体“具有”或“含有”热量 , 只能说物体“吸收”或“放出”热量。   增加 减小 考点梳理 夯实基础 考向探究 逐个击破 考点三 　 比热容 1. 比热容 (1) 定义：一定 　　　　 的某种物质 , 在温度升高时吸收的热量与它的质量和升高的温度乘积之比 , 叫这种物质的比热容。用符号 c 表示 , 单位为 J/(kg · ℃) 。   (2) 公式： Q = 　　　　　　 。   2. 比热容是物质的一种属性 , 只与物质的种类和状态有关 , 与质量、体积、温度等无关。比热容越大 , 该物质的吸放热能力越 　　 　 , 具体表现为质量相等时 , 升高相同的温度 , 吸收的热量 　　 　 ; 吸收相同的热量 ( 加热时间相等 ), 温度变化量 　　 　 。   质量 cm Δ t 强 多 小 考点梳理 夯实基础 考向探究 逐个击破 3. 水的比热容较大的应用： ① 作冷却剂 ;② 热水袋、暖气片用水作介质 ;③ 调节气候 ( 人工湖 ) 。 考点梳理 夯实基础 考向探究 逐个击破 考点四 　 热机 1. 工作原理： 燃料的化学能 内能 机械能。 2. 分类： 汽油机 ( 点燃式 ) 和柴油机 ( 压燃式 ) 。 考点梳理 夯实基础 考向探究 逐个击破 3. 汽油机工作过程 　 　 　 冲程   　 　 　 冲程   　 　 　 冲程   　 　 　 冲程   　 一门打开 , 活塞向下运动 　 两门关闭 , 活塞向上运动 　 两门关闭 , 活塞向下运动 , 火花塞有电火花 　 一门打开 , 活塞向上运动 　　　　 能转化为 　　 能   　　 能 转化 为 　　　　 能 , 此过程内能减小 , 温度降低   吸气 压缩 做功 排气 机械 内 内 机械 考点梳理 夯实基础 考向探究 逐个击破 [ 点拨 ] (1) 在一个工作循环中 , 只有做功冲程对外做功 , 其余冲程都是靠飞轮的惯性来完成。 (2) 热机工作代码： 14221 。即每个工作循环经过 4 个冲程 , 在一个工作循环中活塞往复运动 2 次 , 飞轮转动 2 周 , 对外做功 1 次。 探究一　 分子动理论 考点梳理 夯实基础 考向探究 逐个击破 1. [2018 · 眉山 ] 分子动理论是人们用来解释热现象的初步知识 , 图 13 - 1 中所描述的物理现象不符合分子动理论内容的是 ( 　　 )   图 13-1 D 2. 酒精和水混合后总体积变小 , 如图 13-2 所示 , 该现象直接说明了 ( 　　 ) A. 分子水不停息地做无规则运动 B. 分子间存在引力 C. 分子间存在斥力 D. 分子间有空隙 考点梳理 夯实基础 考向探究 逐个击破 图 13-2 [ 答案 ]D [ 解析 ] 因为分子间存在着空隙 , 水和酒精充分混合后 , 酒精分子和水分子分别进入了对方分子的空隙中 , 使得水和酒精混合后的总体积变小了 , 该现象直接说明了分子间有空隙。 3. [2019 · 江西 ] 当液体温度升高时 , 其分子 　　 　 加剧 , 以至于表层中有更多的分子脱离液体分子的束缚跑到空气中去。气体分子间距很大 , 相互作用力很小 , 表现为气体没有固定的 　　　　 和体积。   考点梳理 夯实基础 考向探究 逐个击破 无规则 ( 或热 ) 运动 形状 [ 解析 ] 气体分子之间的距离非常远 , 分子作用力非常小 , 可以忽略不计 , 所以气体分子几乎是“自由”的分子 , 气体没有固定的形状和体积。 探究二 　 内能 考点梳理 夯实基础 考向探究 逐个击破 4. [2018 · 百色 ] 图 13-3 所示的各种情景 , 属于用热传递的方式改变物体内能的是 ( 　　 )   图 13-3 B 考点梳理 夯实基础 考向探究 逐个击破 5. [2018 · 江西 ] 如图 13-4 所示 , 是课间同学们在教室里嬉戏的场景 , 恰巧被老师用手机拍下。上课后 , 老师形象地将图中 ① 的动作描述为热传递中的传导 , 则 ② 和 ③ 可分别描述为热传递中的 　　　　 和 　　　　 。         图 13-4 对流 辐射 考点梳理 夯实基础 考向探究 逐个击破 6. 如图 13-5 所示为某晶体的熔化图像 , 物体 t 3 时刻的内能 　　　　 ( 选填“大于”“小于”或“等于” ) t 2 时刻的内能 , 原因是 　　　　　　 　 。         图 13-5 大于 熔化要吸收热量 探究三 　 比热容 考点梳理 夯实基础 考向探究 逐个击破 7. 已知铝的比热容是 0.88×10 3 J/(kg · ℃), 把质量为 2 kg 、温度为 30 ℃ 的铝块加热到 100 ℃ 需要吸收的热量是 　　　　 　 J 。   8. 质量为 2 kg 的某种物质温度从 20 ℃ 升高到 40 ℃ 时 , 吸收的热量是 1.88×10 4 J, 则该物质的比热容是 　　　　 　 J/(kg · ℃) 。   9. 有一根烧红的铁钉 , 质量是 2 g, 放出 920 J 的热量后温度降低到 20 ℃, 该铁钉的初温为 　　　　 ℃ 。 [c 铁 =0.46×10 3 J/(kg · ℃)] 。   1.232×10 5 0.47×10 3 1020 10. [2018 · 达州 ] 如图 13-6 所示是小明同学在标准大气压下探究某物质熔化时温度随时间变化的关系图像 , 第 6 min 时的内能 　　　　 ( 选填“大于”“等于”或“小于” ) 第 8 min 时的内能 ; 该物质在 CD 段的比热容是 AB 段比热容的      倍。 ( 被加热的物质和吸、放热功率不变 )        图 13-6 考点梳理 夯实基础 考向探究 逐个击破 小于 2 考点梳理 夯实基础 考向探究 逐个击破 11. 将质量相同 , 材料不同的三块金属甲、乙、丙 , 加热到相同的温度后 , 放到上表面水平的长方体蜡块上。经过一定时间后 , 蜡块形状基本不再变化时的情形如图 13-7 所示。则三块金属的比热容 c 甲 、 c 乙 、 c 丙 的大小相比 ( 　　 ) 图 13-7 A. c 甲 最大 B. c 乙 最大 C. c 丙 最大 D. 一样大 考点梳理 夯实基础 考向探究 逐个击破 [ 答案 ]C [ 解析 ] 金属块丙下方的蜡块熔化最多 , 说明金属块丙放出的热量最多 , 甲、乙、丙的初温、末温都是相等的 , 温度变化值就是相同的 , 根据公式 Q 放 = cm ( t - t 0 ) 可知： 甲、乙、丙三个金属块的质量、温度的变化值相等 , 金属块丙放出的热量最多 , 所以金属块丙的比热容最大。 考点梳理 夯实基础 考向探究 逐个击破 考点梳理 夯实基础 考向探究 逐个击破 12. 沿海地区昼夜之间的温差 , 与同纬度内陆地区昼夜之间的温差不同 , 下表列出的是 2019 年 6 月某日同纬度的沿海某城市和内陆某城市的气温情况 , 请判断甲是 　　 ( 选填“沿海”或“内陆” ) 城市 , 你的依据是 　　　 　　　　 　 。 2019 年 6 月某日城市甲 　 晴 　 22~30 ℃ 城市乙 　 晴 　 19~37 ℃ 沿海 沿海城市昼夜温差小 [ 解析 ] 沿海地区水多 , 水的比热容较大 , 白天 , 相同质量的水和砂石比较 , 吸收相同的热量 , 水的温度升高得少 ; 夜晚 , 放出相同的热量 , 水的温度降低得少 , 使得沿海地区昼夜的温差小。由表知城市甲的温差小 , 所以甲是沿海城市。 探究四 　 热机 考点梳理 夯实基础 考向探究 逐个击破 13. 如图 13-8 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 , 图 C 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。 ( 后两空均选填字母 )          图 13-8 做功 F B [ 解析 ]A 图中 , 进气门开启 , 活塞下行 , 气体流入汽缸 , 是吸气冲程。 B 图中 , 两气门都关闭 , 活塞上行 , 汽缸容积变小 , 是压缩冲程 , 此冲程将机械能转化为内能。 C 图中 , 两气门都关闭 , 活塞下行 , 汽缸容积变大 , 是做功冲程 , 此冲程将内能转化为机械能。 D 图中 , 排气门开启 , 活塞上行 , 气体流出汽缸 , 是排气冲程。 E 图是用力将活塞压下 , 活塞对空气做功 , 空气的内能增大 , 温度升高 , 达到了棉花的着火点 , 棉花就会燃烧 , 这是通过对物体做功来增大物体内能的 , 即将机械能转化为内能的过程。 F 图对试管中的水加热 , 加快水的蒸发 , 试管中气体的内能增大 , 体积膨胀 , 对外做功 , 使塞子飞出去 , 内能转化为塞子的机械能 ; 汽油机的做功冲程中将内能转化为机械能 , 因此与做功冲程原理相同的是 F 图实验。 考点梳理 夯实基础 考向探究 逐个击破 14. [2017 · 江西 ] 在汽油机的做功冲程中 , 高温、高压的燃气推动活塞运动做功 , 则下列说法中正确的是 ( 　　 ) A. 燃气的内能减少 , 温度升高 B. 燃气的内能增加 , 温度升高 C. 燃气的内能减少 , 温度降低 D. 燃气的内能增加 , 温度降低 考点梳理 夯实基础 考向探究 逐个击破 C 15. 如图 13-9 所示 , 在比较不同燃料热值的实验中 , 林红同学用完全相同的两套实验装置 , 分别在两空酒精灯中加入质量相同的燃料甲和燃料乙 , 点燃后分别对质量相同为 100 g 、初温相同为 20 ℃ 的水加热。燃烧相同时间后 , 用甲加热后的水温度为 30 ℃, 用乙加热后的水温度为 24 ℃, 此过程水的内能 　　　 　 ( 选填“增大”或“减小” ), 用甲加热的水吸收的热量为 　　　　 　 J, 此时               ( 选填“能”或“不能” ) 说明甲的热值较大 , 原因是       　　　　　　　　　　　　 。   图 13-9 探究五 　 热值与热机的效率 考点梳理 夯实基础 考向探究 逐个击破 增大 4.2×10 3 不能 相同时间内 , 不同燃料 燃烧的质量可能不相等 16. 氢燃料热值大 , 火箭中运用了液态氢作为燃料。已知氢气的热值为 1.4×10 8 J/m 3 , 完全燃烧 5 m 3 氢气放出的热量是 　　　 　 J 。若 1 罐氢气用去了一半 , 则剩余氢气的热值 　　　　 ( 选填“增大”“减小”或“不变” ) 。   考点梳理 夯实基础 考向探究 逐个击破 7×10 8 不变 [ 解析 ] 完全燃烧 5 m 3 的氢气可放出热量 Q = Vq =5 m 3 ×1.4×10 8 J/m 3 =7×10 8 J; 因为热值是燃料的一种性质 , 只与燃料的种类和状态有关 , 故剩余氢气热值不变。 17. 一辆重为 5×10 4 N 的汽车 , 在平直马路上以 72 km/h 的速度匀速行驶时 , 遇到的阻力为车重的 0.02 倍 , 每小时需汽油 6 kg, 则这辆汽车发动机的效率为 　　　 　 。 ( 汽油的热值为 4.6×10 7 J/kg, 结果写成百分数形式 , 保留三位有效数字 )  考点梳理 夯实基础 考向探究 逐个击破 26.1% 18. 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 考点梳理 夯实基础 考向探究 逐个击破 [ 答案 ]D [ 解析 ] 热机效率是指热机有效利用的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比。所以减少热量的损失可以提高热机的效率 ; 使燃料充分燃烧、减少废气带走的热量、减少热机部件间的摩擦都可以减少热量的损失 , 提高效率 ; 增加热机的工作时间并不能减少热量的损失 , 所以不能提高热机的效率。 考点梳理 夯实基础 考向探究 逐个击破 19. 林红同学周末做了个家庭实验 , 用煤炉给 8 kg 的水加热 , 同时她绘制了如图 13-10 所示的加热过程中水温随时间变化的图线。若在 4 min 内完全燃烧了 1.4 kg 的煤 , 水的比热容为 4.2×10 3 J/(kg · ℃), 煤的热值为 3×10 7 J/kg 。求： (1) 加热 4 min 内 , 水所吸收的热量。 (2) 在 4 min 内煤完全燃烧放出的热量。 (3) 煤炉烧水时的热效率。 考点梳理 夯实基础 考向探究 逐个击破 图 13-10 解： (1) 加热 4 min, 水吸收的热量 Q 吸 = cm ( t - t 0 )=4.2×10 3 J/(kg · ℃)×8 kg ×(70 ℃-20 ℃)=1.68×10 6 J 。 19. 林红同学周末做了个家庭实验 , 用煤炉给 8 kg 的水加热 , 同时她绘制了如图 13-10 所示的加热过程中水温随时间变化的图线。若在 4 min 内完全燃烧了 1.4 kg 的煤 , 水的比热容为 4.2×10 3 J/(kg · ℃), 煤的热值为 3×10 7 J/kg 。求： (2) 在 4 min 内煤完全燃烧放出的热量。 考点梳理 夯实基础 考向探究 逐个击破 图 13-10 解： (2)1.4 kg 煤完全燃烧放出的热量 Q 放 = m 煤 q =1.4 kg×3×10 7 J/kg= 4.2×10 7 J 。 19. 林红同学周末做了个家庭实验 , 用煤炉给 8 kg 的水加热 , 同时她绘制了如图 13-10 所示的加热过程中水温随时间变化的图线。若在 4 min 内完全燃烧了 1.4 kg 的煤 , 水的比热容为 4.2×10 3 J/(kg · ℃), 煤的热值为 3×10 7 J/kg 。求： (3) 煤炉烧水时的热效率。 考点梳理 夯实基础 考向探究 逐个击破 图 13-10 实验突破 素养提升 【 设计和进行实验 】 1. 主要器材： ① 测量工具： 温度计 、 停表 和 天平 ( 选用质量相等的不同物质进行实验 ) 。 ② 热源：酒精灯或电加热器 ( 电加热器更好 , 因为内部加热 , 相对稳定 , 热损失少 ; 实验中选用 相同热源 是保证 不同物质在相同时间内吸收的热量相同 ) 。 2. 实验方法： 转换法 ( 加热相同时间 , 比较 升高的温度 , 或升高相同温度 , 比较 加热时间 ) 和控制变量法 ( 相同热源 , 被加热物质的 质量和初温相同 ) 。 突破 　 比较不同物质吸热的情况 实验突破 素养提升 【 数据处理和分析 】 3. 设计实验数据记录表格并绘制温度 - 时间图像 , 分析可得出： ① 升高相同的温度 , 加热时间长的物质吸热能力强 ;② 加热相同时间 , 温度变化小的物质吸热能力强。 【 交流、反思与评估 】 4. 改变内能的方式： 热传递 。热量的计算： Q 吸 = cm ( t-t 0 ) 。 　 5. 误差分析： 实验过程中存在着 热量的损失 。 实验突破 素养提升 例 1 在“探究比较不同物质吸热的情况”的实验中 , 实验装置如图 13-11 所示。   图 13-11 (1) 实验中应量取 　　　　 ( 选填“质量”或“体积” ) 相等的甲、乙两种液体 , 分别倒入相同的烧杯中。   (2) 选用两个相同规格的电加热器加热 , 目的是使甲、乙两种液体在相同时间内 　　　　　　　　 。通过 　　 　　 来比较甲和乙两种液体吸收热量的多少。 质量 吸收的热量相同 加热时间 实验突破 素养提升 (3) 实验记录的数据如下表所示 , 分析实验数据可知 　　　　 物质的吸热能力强。 加热时间 /min 0 1 2 3 4 甲的温度 /℃ 30 34 38 42 46 乙的温度 /℃ 10 18 26 34 42 甲 实验突破 素养提升 · 实验拓展 · (4) 实验中除了天平、温度计外 , 我们还需要的测量工具是 　　　　 。   (5) 如果要使甲液体和乙液体升高的温度相同 , 就要给 　　　　 加热更长的时间 , 此时甲液体吸收的热量 　　　　 ( 选填“大于”“小于”或“等于” ) 乙液体吸收的热量。   (6) 若甲、乙两液体分别为水和食用油 , 则图 13-12 中能合理反映该实验结果的图像是 　　　　 。         图 13-12 停表 甲液体 大于 B 实验突破 素养提升 例 2 林红是一个喜欢思考的同学 , 她随家人到海边玩耍时 , 发现阳光下的海水和岸边的沙子温度相差很大 , 于是她进行了一次实验探究。她带回一些岸边的沙子想比较沙子和水这两种物质吸热能力的差异 , 设计了如图 13-13 所示的实验装置 , 在两个相同的烧杯中分别装有质量、初温都相同的水和沙子 , 用两个相同的酒精灯对其加热。   图 13-13 图 13-14 实验突破 素养提升 (1) 在实验时要控制 　　　　 　 ( 选填“加热时间”或“温度变化” ) 相同就可以确定水和沙子吸收了相同的热量 ; 加热完成后只要比较它们 　　　　 　 ( 选填“加热时间”或“温度变化” ) 的多少就可以比较出沙子和水吸热能力的差异。 (2) 在两烧杯上方分别盖上玻璃片 , 过一会儿发现装水烧杯上方的玻璃片内侧有小水珠 , 用手摸两个玻璃片 , 发现装 　　　　 ( 选填“水”或“沙子” ) 烧杯上方的玻璃片温度比较高 , 原因是 　　　　 　　 。   (3) 林红同学根据实验数据绘制出这两种物质的温度随加热时间变化的图线 , 如图 13-14 所示 , 则图中 　　　　 ( 选填“ a ”或“ b ” ) 是沙子吸热升温的图线。   加热时间 温度变化 水 水蒸气液化放热 a 实验突破 素养提升 (4) 林红查表发现 , 实验测出的沙子的比热容比实际值要大一些 , 若测量过程中没有错误 , 你认为造成此误差的原因是   　   。 酒精燃烧时不一定完全燃烧 , 酒精燃烧时 释放的热量不能完全被沙子吸收