重难点05 机械能与内能-2023年中考物理【热点·重点·难点】专练（江苏专用）

这是一份重难点05 机械能与内能-2023年中考物理【热点·重点·难点】专练（江苏专用），文件包含重难点05机械能与内能解析版docx、重难点05机械能与内能原卷版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共56页， 欢迎下载使用。
专项二 热学

重难点05 机械能与内能

考点一、动能、势能、机械能及其相互转化
1． 动能：物体由于运动而具有的能，叫做动能；动能的大小与质量和速度有关。物体的速度越大，质量越大，则它的动能越大。
2． 重力势能：物体由于高度所决定的能，叫做重力势能；重力势能的大小与质量和高度有关。物体的质量越大，被举得越高，则它的重力势能越大。
3． 弹性势能：物体由于发生弹性形变而具有的能量，叫做弹性势能；弹性势能的大小与弹性形变的程度有关。
4． 机械能：动能、重力势能和弹性势能统称为机械能。
5． 在一定的条件下，动能和重力势能之间可以相互转化。如将一块小石块，从低处抛向高处，再从高处下落的过程中，先是动能转化为重力势能后，后来又是重力势转化为动能。
6． 在一定的条件下，动能和弹性势能之间可以相互转化。如跳板跳水运动员，在起跳的过程中，压跳板是动能转化为弹性势能，跳板将运动员反弹起来是弹性势能转化为动能。
7． 机械能守恒。如果一个过程中，只有动能和势能相互转化，机械能的总和就保持不变。这个规律叫做机械能守恒。
考点二、内能与热传递
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，叫做物体的内能。
2． 单位：焦耳，符号：J。
3． 影响内能大小的因素：温度、质量、体积、状态等。
4． 改变内能的方式：热传递、做功。
5． 内能与机械能的区别：物体的内能大小与物体内部分子的热运动以及分子间的相互作用情况有关，是物体能量的微观表现；物体的机械能则与整个物体的机械运动情况及相对位置有关，是物体能量的宏观表现。物体的内能在任何情况下都不会为零(因为分子不停地做无规则运动总有动能)，而物体的机械能可以相对为零。所以内能和机械能是两种不同形式的能量。
6． 热传递：
①　 发生条件：温度差。
②　 方向：能量从高温物体传递到低温物体。
③　 结果：物体温度相同。
④　 实质：内能的转移。
考点三、比热容及吸放热计算
1． 定义：一定质量的某种物质，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，叫做这种物质的比热容。符号c
2． 单位：焦每千克摄氏度，符号是J/(㎏·℃)。
3． 水的比热容比较大，是4.2×103J/(㎏·℃)。主要表现：
①　 由于水的比热容较大，一定质量的水升高(或降低)一定的温度吸收(或放出)的热量较多，我们用水作为冷却剂和取暖用。
②　 由于水的比热容较大，一定质量的水吸收(或放出)较多的热量而自身的温度却改变不多，这一点有利于调节气候。夏天，太阳晒到海面上，海水的温度升高过程中吸收大量的热，所以人们住在海边并不觉得特别热；冬天，气温低了，海水由于温度降低而放出大量的热，使沿海气温降得不是太低，所以住在海边的人又不觉得特别冷。
4． 热量的计算：
①　 吸热公式：
　　式中Q吸表示物体吸收的热量，c表示物质的比热容，m表示物体的质量，t0表示物体原来的温度，t表示物体后来的温度。(t-t0)表示温度的升高量。
②　 放热公式：
　　式中(t0-t)表示物体温度的降低量。
考点四、热值与热机
1． 热机：利用内能做功的机械。
2． 热机的种类：蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等。
3． 内燃机：燃料直接在发动机的汽缸内燃烧产生动力的热机。
①　 种类：汽油机和柴油机
②　 四个冲程：活塞在汽缸内往复运动，从汽缸缸的一端运动到另一端的过程，叫做一个冲程，汽油机是由吸气、压缩、做功、排气四个冲程的不断循环来保证连续工作的。在一个工作循环中，汽缸内的活塞往复两次，曲轴转动两周。四个冲程中只有做功冲程燃气对外做功，其他三个冲程都是靠飞轮惯性完成的。一个工作循环有两次能量转化，在压缩过程中，机械能转化为内能，在做功过程中，内能转化为机械能。
4． 燃料的热值：
①　 定义：把某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比，叫做这种燃料的热值。
②　 单位：焦每千克，符号：J/kg。
③　 热量的计算：，—燃料完全燃烧后放出的热量，m—质量，q—燃料的热值。
5． 热机的效率：
①　 定义：用来做有用功的那部分内里，与燃料完全燃烧放出的能量之比，叫做热机的效率。
②　 公式：。
考点五、能量的转化和守恒
1． 常见的能量形式有：机械能、内能、电能、光能、化学能等。这些不同形式的能在一定的条件下可以相互转化。如摩擦生热是机械能转化为内能；水电站里的水轮机带动发电机发电是机械能转化为电能。
2． 能量的转化和守恒定律：能量既不会凭空消灭，也不会凭空产生，它只会从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到其他物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变。
考点六、机械能与内能实验
1． 探究影响动能大小的因素
①　 【实验目的】探究影响动能大小的因素。
②　 【实验器材】木板，长方形木块，质量不同的小球。
③　 【实验原理】运动的小球碰到水平桌面上的木块，木块被推的越远，说明小球对木块做的功越多，小球动能越大。
④　 【实验步骤】
1) 实验装置如图。
2)
3) 让小球A从斜面顶端自由滚下，小球碰到木块B后，将B推动一段路程，记录路程大小s1，并计入表格。
4) 让小球A从斜面中间位置自由滚下，小球碰到木块B后，将B推动一段路程，记录路程大小s2，并计入表格。
5) 换另一个质量不同的小球，重复上述两步实验，并记录路程s3、s4；数据并计入表格。
6) 实验表格
实验步骤
小球A
实验步骤
小球B
次数
路程s/cm

次数
路程s/cm
斜面顶端s1
1

斜面顶端s3
1

2

2

3

3

斜面中间s2
1

斜面中间s4
1

2

2

3

3

7) 整理器材。
⑤　 【实验结论】物体动能与质量有关，与速度有关。质量越大、速度越大的物体，动能越大。
2． 探究不同物体的吸热能力
①　 【实验目的】探究不同物体的吸热能力。
②　 【实验器材】相同的铁台架、酒精灯、石棉网、烧杯、温度计、搅拌器两套，火柴、秒表、水和另一种液体(如煤油)。
③　 【实验步骤】
1) 按图组装器材。
2)
3) 取质量相同的水和煤油(60g)，常温下待温度稳定后(控制两种液体初温相同)，测出两种液体的温度，并计入表格。
4) 点燃酒精灯，同时给水和煤油加热，加热时间为5分钟，测量此时两种液体温度并计入表格。
5) 实验表格(参考数据)
物质种类
质量/g
初温/°C
末温/°C
温升/°C
加热时间(min)
水
60
20
40
20
5
煤油
60
20
56
36
5
…





6) 整理器材。
④　 【实验结论】质量相同的水和另一种液体(如煤油)，吸收相同的热量，煤油的温度升高较大。


考点一：动能、势能和机械能及其转化
【探究重点】
1． 一切运动的物体都有动能。动能是“由于运动”这个原因而产生的，一定不要把它理解成“运动的物体具有的能量叫动能”。例如在空中飞行的飞机，不但有动能而且还具有其它形式的能量。
2． 一切被举高的物体都有重力势能。重力势能是“被举高”这个原因而产生的，一定不要把它理解成“被举高的物体具有的能量叫重力势能”。例如在空中飞行的飞机，不但有重力势能而且还具有其它形式的能量。
3． 一切发生弹性形变的物体都有弹性势能。弹性势能是“由于发生弹性形变”这个原因而产生的，一定不要把它理解成“发生弹性形变的物体具有的能量叫弹性势能”。
4． 机械能守恒：如果物体只有重力或弹力做功，则物体运动过程中动能和势能可以相互转换，但他们的总和(即总机械能)保持不变。
【真题精讲】
1. (2022·四川攀枝花·中考真题)2022年北京冬奥会赛场上，我国选手谷爱凌摘得自由式滑雪大跳台比赛的金牌。谷爱凌离开跳台后，从低处向高处跃起后下落，在此过程中(　　)

A．动能一直减小 B．重力势能一直减小
C．动能先减小后增大 D．重力势能先减小后增大
【巩固训练】
2. (2022·山东济南·中考真题)爸爸开车带着小明行驶在高速公路上，小明看到图所示的限速标志，想起了学过的“动能”的知识，也产生了一系列有关的问题。其中最有探究价值且易于探究的是(　　)

A．物体的动能与物体的形状是否有关？
B．物体的动能与它的速度有什么关系？
C．物体的动能与它的质量和速度有什么关系？
D．物体的动能与哪些因素有关？
考点二：内能与热传递
【探究重点】
1.内能与温度：同一个物体，它的温度越高，内能越大。物体的温度升高，内能增加，内能增加，温度不一定升高，如：晶体熔化的过程，物体吸收热量内能增加，但是温度不变。
3.热量：热传递中，传递的能量的多少叫热量。即“热量”是一个过程量，只能说“吸收”或“放出”了热量，不能说物体含有热量。热量的单位是焦耳(J)。
4.做功：外界对物体做功，物体内能增加；物体对外界做功，物体内能减小。做功的实质是能量的转化。
【真题精讲】
3. (2022·江苏淮安·中考真题)日常生活中，物体内能的改变，通过做功方式实现的是(　　)
A．照晒取暖 B．摩擦生热 C．冰敷降温 D．炉火加热
【巩固训练】
4. 关于内能和热量，下列说法正确的是(　　)
A．物体的温度升高，内能增大
B．物体运动的越快，物体的内能越大
C．物体吸收热量，温度一定升高
D．温度越高的物体，所含的热量越多
考点三：比热容及吸放热计算
【探究重点】
1． 比热容是物质本身的一种性质：
2． 同种物质在同一状态下的比热容与其质量、吸收(或放出)热量的多少及温度的改变无关。
3． 同一种物质在不同的状态下比热容不同，如冰、水的比热容是不同的。
【真题精讲】
5. (2022·山东济南·中考真题)炎炎夏日，小梅来到美丽的海滨城市青岛。她发现，在这里白天的风常常从海面吹向陆地，而每到夜晚风却从陆地吹向海面。她利用学过的物理知识进行分析，并画出陆地和海面之间空气流动情况的示意图，如图所示。形成这一现象的主要原因是(　　)

A．海水的密度小于砂石的密度 B．海水的密度大于砂石的密度
C．海水的比热容小于砂石的比热容 D．海水的比热容大于砂石的比热容
【巩固训练】
6. 用相同的酒精灯分别对a、b两种液体加热，根据测得的数据分别描绘出两种液体的温度随时间变化的图像(如图乙)，在相同的时间内两种液体吸收的热量相等，不计热量散失，分别用ma、mb、ca、cb 表示两液体的质量和比热容，在给出的四个判断中，下面的组合正确的是(　　)

①ca=cb，mamb
③ma=mb，ca >cb     ④ ma=mb，ca mB，高度hA>hB，距离sA>sB。他得出“物体的质量越大，动能越大”的结论，他的实验方法___________（选填“正确”或“错误”），理由是___________；
（3）小红让钢球A分别从同一斜面的不同高度由静止自由滚下，撞击木块，这是为了探究物体动能与___________的关系。
【巩固训练】
12. 小明同学学习了燃料的热值后，考虑到燃料燃烧放出的热量会被水吸收，而水的比热容已知．（注：燃料完全燃烧放热用Q放＝mq计算，某燃料的热值用q表示，其质量用m表示）．自己设计一个实验来探究煤油和菜籽油的热值的大小关系．他组装了如图所示的装置进行实验，记录结果见下表：

燃料
加热前的水温/℃
燃料燃尽后水温/℃
煤油
25
44
菜籽油
25
34
（1）为了保证实验结论的可靠，小明同学选择了两套相同装置，在实验中还应控制：煤油和菜籽油的________及________________相同．
（2）分析得出：煤油和菜籽油两种燃料中，热值较大的是________．
（3）小明同学还想利用这种实验方案计算出煤油和菜籽油的热值，那么小明还需要补充的实验仪器是：________．利用此实验方法计算出的热值将比真实值________（选填“偏大”或“偏小”），主要原因是（写出一条即可）________________________________．


1. 柚子树上有甲、乙、丙、丁四个柚子，甲和乙的质量都是1.5kg；丙和丁的质量都是1.2kg。它们的位置如图所示则重力势能最大的是(　　)

A．甲 B．乙 C．丙 D．丁
2. （2022·湖南常德）北京冬奥会引入的AI评分系统，能逐帧抓取运动员从起跳到落地之间的空中姿态，将运动员的精彩表现在最短时间内真切地呈现给观众，为裁判评分提供可视依据。如图所示，某次比赛系统呈现运动员上升（ab）及下落（bc）瞬间，下列说法中正确的是（　　）。

A. 运动员在ab段重力势能增大，动能减小；
B. 运动员在ab段重力势能减小，动能增大；
C. 运动员在bc段重力势能减小，动能减小；
D. 运动员在bc段重力势能增大，动能增大
3. 关于温度、热量和内能，下列说法正确的是(　　)
A．0℃的物体没有内能 B．温度越高的物体，具有的内能越大
C．内能不等的物体接触时可能不发生热传递 D．物体的温度越高，所含热量越多
4. (2021·黑龙江中考真题)下列说法正确的是(　　)
A．内燃机消耗的燃料越多，其效率越高
B．物体吸收热量，其温度一定升高
C．外界对物体做功，物体内能可能增加
D．在热传递过程中，热量只能自发地从高温物体转移到低温物体
5. 质量相等的铜块和铝块分别放出相等热量时(c铝>c铜)，则(　　)
A．铜块降低的温度比铝块多 B．铜块和铝块降低的温度相同
C．铝块末温一定比铜块高 D．铝块和铜块末温一定不同
6. （2022·四川自贡）关于能量守恒定律，下列说法正确的是（　　）。
A. 能量可以凭空消失；
B. 能量可以凭空产生；
C. 能量在转化和转移过程中，能量的总量保持不变；
D. 热机在工作的过程中不遵循能量守恒定律
7. （2022·湖南郴州）热水器将质量为20kg、温度为15℃的水加热到65℃，消耗天然气0.15m3，在此过程中水吸收的热量是______J，热水器的热效率是______。[c水=4.2×103J/（kg·℃）；q天然气=3.2×107J/m3]
8. （2022·湖北宜昌）现代电动汽车为了节能，都安装了能量回收装置，在汽车刹车时带动发电机，将汽车的______能转化为电能，为汽车提供后续运动的能量。有人认为，只要不断改进，这种汽车就可以一边行驶，一边发电，永远运动下去，这种观念违背了______。
9. (2020鄂尔多斯)某实验小组在“探究影响动能大小的因素”实验中，准备的器材有：质量分别为m、2m两个钢球，木块和斜面等。实验过程如图：

(1)本实验是通过______来反映钢球动能大小的；
(2)为了探究物体动能大小与质量的关系，应选择______两图进行实验分析；
(3)实验中为了探究动能大小与速度的关系，应让质量相同的钢球，从同一斜面______(填“相同高度”或“不同高度”)由静止滚下。实验现象表明：当质量一定时，钢球速度越大，动能越______。这个结论可用解释汽车______(填“超速”或“超载”)带来的危害；
(4)实验装置中，如果水平面光滑，能否完成本实验的探究内容?并说明理由。______。
10. （2022·湖南岳阳）图甲是“比较不同物质的吸热能力”的实验装置。

（1）两支试管里水和煤油的质量_______（选填“相同”或“不同”）；
（2）相同时间内，水吸收的热量_______（选填“大于”、“等于”或“小于”）煤油吸收的热量；
（3）由图乙可知，________的吸热能力更强。

1. （2022·湖南衡阳）2022年2月15日，中国选手苏翊鸣夺得北京2022年东奥会单板滑雪男子大跳台冠军，实现了中国单板滑雪在东奥会上金牌“零的突破”。如图，苏翊鸣在助滑区从起点A由静止开始加速下滑到最低点的过程中，他的（　　）。

A. 重力势能增大，动能减小 B. 重力势能减小，动能增大
C. 重力势能减小，动能减小 D. 重力势能增大，动能增大
2. 如图所示，弹簧的一端固定在竖直墙上，另一端连接一个小球。弹簧未发生形变时，小球静止在A点。用手把小球向左运动压缩弹簧至B点后松开手，小球在水平光滑地面BC间来回运动。不考虑空气阻力，下列说法中正确的是(　　)

A．当小球从B运动至A的过程，弹簧产生的弹力变大
B．当小球从B运动至C的过程，弹簧的弹性势能转化为小球的动能
C．小球在A点时的机械能最大
D．在来回运动中，小球的机械能保持不变
3. （2022·江苏苏州） 手机具有录音和显示波形的功能。某乒乓球爱好者将一乒乓球从一定高度由静止释放，利用手机记录下乒乓球碰撞台面发出的声音，其波形随时间的变化如图所示。下列说法正确的是（　　）。

A. 每次发声的时间间隔相等；
B. 整个过程中乒乓球的机械能不变；
C. 乒乓球每次弹起时的动能依次减小；
D. 乒乓球每次与台面碰撞的最大形变程度相同
4. 如图所示为四冲程内燃机工作示意图，下列说法正确的是(　　)

A．在一个工作循环中，工作过程依次是乙、甲、丁、丙
B．依靠飞轮惯性完成的冲程是甲、乙、丁
C．丁图冲程能量转化为内能转化为机械能
D．飞轮转速，则该汽油机能做功次
5. 如图所示为内燃机的能量流向图，下列说法正确的是(　　)

A．使燃料燃烧更加充分，可以增大燃料的热值
B．图中(1)处应该是燃料燃烧后产生的内能
C．该热机效率不可能达到100%，但一般在80%以上
D．增加热机工作的时间，热机效率并不会增加
6. (2021·河北中考真题)小明用相同的酒精灯给质量相等的甲、乙两种物质加热。根据测量数据描绘温度—时间的图像如图所示，由图可知，甲物质比热容______(选填“>”“