2024辽宁中考物理二轮重点专题研究 第16讲 内能 内能的利用(课件)
展开实验 比较不同物质吸热的情况
分子动理论(辽宁2考,沈阳6考,抚本铁辽葫均6考)
1. (2021铁岭葫芦岛15题3分)如图是一个香熏炉,点燃炉内的蜡烛,加热香熏液,香薰液汽化后房间充满了香气,这是________现象.蜡烛熔化产生的蜡液会向下流动,是由于受向下的________力作用,蜡液凝固后会粘在炉上,是因为分子间存在________.
2. (2023大连22题2分)如图是某同学做“气体扩散”的实验装置,甲、乙两个瓶子中,一个装有红棕色的二氧化氮气体,一个装有空气.已知二氧化氮的密度大于空气的密度,则________瓶中装有二氧化氮气体.抽掉玻璃板后,过一段时间,两个瓶子中的气体颜色基本一致,说明气体分子是不停地________的.
3. (2022阜新4题3分)下列现象中,通过热传递方式改变物体内能的是( )
改变物体内能的方式(沈阳4考,抚铁辽均4考,本葫均4考)
4. (2023大连2题2分)下列现象中,通过做功改变内能的是( )
A. 铁锤敲打铁钉,铁钉变热B. 饮料放冰箱里,饮料变凉C. 勺子放热汤里,勺子变热D. 嘴向手“哈气”,手变暖和
5. (2020营口17题3分)如图所示,小刚从滑梯下滑的过程中,他的重力势能________(选填“增大”“不变”或“减小”),在此过程中,小刚感觉到臀部发热,这说明通过________的方式可以改变物体的内能,这个过程发生的能量转化类似于四冲程汽油机的________冲程.
6. (2020朝阳35题3分)如图所示,在一个厚壁玻璃筒里放一块浸有少量乙醚的棉花,用力把活塞迅速下压,棉花就会立即燃烧.因为空气分子间的间隔较大,分子间作用力较________(选填“大”或“小”),所以容易被压缩.这是通过________的方式使筒内气体内能增加的,温度越高,分子无规则运动越________.
比热容、热值的理解及应用(辽宁2020.11,沈阳2020.6B,本溪2021.15,抚辽均4考,铁岭2考,葫芦岛2020.16第2空)
7. (2020辽宁11题3分)2020年6月23日,北斗三号最后一颗全球组网卫星发射成功.如图所示,火箭搭载卫星正在加速升空,以火箭为参照物,卫星是______的.火箭加注的液态燃料需具有______(选填“热值”或“比热容”)大的特点.燃料燃尽的助推器与火箭分离后,由于具有______还会继续向上运动一段距离.
8. (2022辽阳20题2分)辽阳很多家庭冬季采用“水地热”取暖,就是将地热管埋置在地板下面,热水在地热管里面循环流动,使房间温度升高,这是利用水的________较大的性质;房间温度升高是通过________(选填“热传递”或“做功”)的方式来增加房间的内能.
9. (2023辽阳16题3分)如图是汽油机两个冲程的示意图,其中________图中的冲程为汽车提供了动力.汽油机在吸气冲程吸入汽缸的是_____________(选填“空气”或“汽油和空气”).汽车发动机用水来冷却,是利用了水的________大的特点.
热机及其能量转化(沈阳4考,抚顺2023.9CD,本溪2022.17第3空,葫芦岛2考,铁岭2022.13,辽阳2023.16第1、2空)
10. (2022朝阳8题3分)(多选)某四冲程汽油机,下图中明显体现内能和机械能相互转化的是( )
11. (2023营口15题3分)热水瓶注入一定量的热水后,立即盖上软木塞,软木塞会跳起来,在这一现象中瓶内气体的________能转化为软木塞的______能,该能量转化过程与汽油机的________冲程相同.
12. (2023锦州1题2分)一台四冲程柴油机的曲轴转速是3 000 r/min,它1秒钟对外做功________次;它在吸气冲程中,吸入汽缸里的物质是________.
热学综合题(沈阳3考,抚葫均3考,本溪4考,铁岭5考)
13. (2021沈阳3题2分)如图所示,下列各种与热有关的现象,说法正确的是( )
A. 如图甲,炽热的岩浆有内能,皑皑白雪无内能B. 如图乙,冬天搓手取暖,利用热传递改变手的内能C. 如图丙,燃气推动活塞向下运动,是汽油机的压缩冲程D. 如图丁,四溢的花香能引来长喙天蛾,说明分子在不停地运动
14. (2020沈阳6题2分)如图所示是实验室中常用的酒精灯,关于酒精灯下列说法正确的是( )
A. 向灯内添加酒精时会闻到酒精味儿,这是扩散现象B. 酒精不断燃烧,其热值会减小C. 酒精灯的火焰温度约为70~90 ℃D. 灯内a处酒精的压强大于b处酒精的压强
15. (2023沈阳4题2分)打开放有樟脑丸的衣柜,就会闻到樟脑的气味,天气越热樟脑味越浓,樟脑丸放置时间长了会变小,甚至消失.关于这些现象,下列说法正确的是( )
A. 樟脑丸变小与放在饮料里的冰块变小是相同的物态变化B. 樟脑丸消失与放在空气中的干冰消失一样都要放出热量C. 闻到樟脑的气味表明气体分子在不停地做无规则运动D. 天气越热樟脑味越浓表明温度越高分子热运动越缓慢
16. (2023抚顺9题3分)(多选)小明放学回家闻到了一股香味,原来妈妈正在用高压锅炖排骨,小明看到高压锅排气时排气阀在跳动.根据以上描述,下列说法正确的是( )
A. 闻到香味是因为发生了扩散现象B. 给排骨加热的过程是利用热传递的方式使其内能增大的C. 喷出的气体对排气阀做功,其内能减小D. 气体推动排气阀跳动的能量转化与汽油机的压缩冲程相同
17. (2020本溪铁岭辽阳10题3分)(多选)进入7月,辽宁多地出现高温天气.图中是人们在烫脚的地面上用锅煎鸡蛋的情景,下列有关说法正确的是( )
A. 地面烫脚是因为含有的热量多B. 煎鸡蛋是通过热传递的方式增大了鸡蛋内能C. 能闻到煎鸡蛋的香味属于扩散现象D. 蛋液粘在锅壁上是分子间引力的作用
18. (2023铁岭25题3分)小红家里装修时,她看到工人用电热熔器将两个 PVC 管套在热熔器的加热盘上加热,热熔后再将两个 PVC 管对接,这样就把两个管子连接在一起. 请问: (1)工作时将两个 PVC 管套在加热盘上热熔时 PVC 管的内能有什么变化? (2)用分子动理论的观点解释, 连接在一起的 PVC 管冷却后很难拉开的原因. (3)电热熔器工作时小红闻到刺鼻的气味,这是什么现象?
答:(1)熔化吸热,内能增大.(2)分子间有引力.(3)扩散现象.
19. (2021营口6题2分)下列关于内能、热量等说法正确的是( )
A. 汽油机的做功冲程中机械能转化为内能B. 端午节粽叶飘香是扩散现象C. 烧水是通过做功的方式改变水的内能D. 物体温度越高,含有的热量越多
20. (2022沈阳17题2分)出于对安全和环保的考虑,沈阳市政府为喜爱户外烧烤的市民提供了专门的场所.烧烤的主要燃料是木炭,已知它的热值是3.4×107 J/kg,那么84 g的木炭完全燃烧放出___________J热量;如果这些热量全部被水吸收,则能使初温为20 ℃,质量为17 kg的水,温度升高到________℃.[水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)]
热量及热效率的相关计算[辽宁2020.15(2),沈阳5考,抚本铁辽葫6考]
21. (2021抚顺本溪辽阳26题9分)如图所示的小型汽油耕地机的质量为80 kg,静止时与水平地面的接触面积为20 cm2.在水平土地上匀速直线行驶时速度为2 m/s,此时汽油机的输出功率为4 kW,效率为25%.求:
(1)耕地机静止时对水平地面的压强.(g=10 N/kg)(2)耕地机以2 m/s匀速直线行驶时受到的阻力.(3)耕地机以2 m/s匀速直线行驶了2.3 km,消耗汽油的质量.(q汽油=4.6×107 J/kg)
22. (2022本溪26题9分)如图是一种以柴油机为动力的抓斗起重机,其部分参数如下表.求:
(1)起重机空载静止在水平地面上时,对地面的压强是2.4×105 Pa,它与地面的接触面积是多少?(g=10 N/kg)(2)将1.0×104 N的物料抓举到最大高度用时15 s,起重机对物料做功的功率多大?(3)起重机空载时以最大行驶功率行驶1 h,消耗柴油多少kg?(取q柴油=4×107 J/kg)
23. (2023锦州13题1分)“卡路里”简称“卡”,是热量的另一个单位,现在仍被广泛使用在营养计量中.“卡”是这样规定的:1卡等于在一标准大气压下,1 g水温度升高1 ℃吸收的热量.那么1卡等于_____焦耳.[c水=4.2× 103 J/(kg·℃)]
24. (2022鞍山27题9分)在一次测试中,某家用小汽车沿水平道路以72 km/h的速度匀速行驶1.5 h,消耗汽油6 L.(g=10 N/kg,汽油的密度ρ=0.7×103 kg/m3,汽油的热值q=4.6×107 J/kg)
(1)若该车连同乘客总质量为1 800 kg,轮胎与地面接触的总面积为600 cm2,则静止时汽车对水平路面的压强是多大?(2)测试中,若平均阻力为500 N,牵引力做功的功率是多大?(3)在本次测试中,该车内燃机的效率是多大?(计算结果精确到1%)
25. (2023沈阳21题5分)在实验课上,为比较不同物质吸热的情况,各实验小组用如图所示的实验装置完成实验. (实验过程中水和食用油的温度均未达到沸点)
探究不同物质的吸热能力(沈阳2考)
(1)小明设计的实验表格如下,在表格中横线处补全缺少的项目.
(2)为了测量水和食用油的质量,小明先将天平放在________桌面上,再用调好的天平测出质量相等的水和食用油.(3)在实验中,小明选用了相同的电加热器.加热时间越长,物质吸收的热量越________.(4)小明通过实验发现在加热时间相同时,食用油的温度变化较大.根据这个现象可知:水和食用油相比较,________的吸热能力强.(5)小明看到另一组同学在加热时间相同时,质量相等的水和食用油相比,水温始终比油温升得快.由此可判断出,放入水中的电加热器实际功率________(选填“大”或“小”).
一、分子的热运动1、分子动理论:常见的物质是由大量的_______、_______构成的;一切物质的分子都在_____________________.分子之间存在相互的____________.2、扩散现象(1)定义:不同的物质在相互接触时彼此进入对方的现象,叫做扩散.
(2)影响因素:扩散现象的剧烈程度与______有关,_____越高,扩散越______.
(3)举例:“酒香不怕巷子深”、“蝴蝶嗅到花香”、“墙角放煤,日久变黑”等.3、分子间作用力(1)分子之间存在________.如被紧压在一起的铅柱很难被分开.(2)分子之间还存在________.如水很难被压缩.
二、内能 1、定义:构成物体的所有分子,其热运动的_______与__________的总和,叫做物体的内能,单位是__________. 2、影响因素:一切物体,不论温度高低,都具有内能.内能的大小不可能为零.物体温度降低时内能________, 温度升高时内能________,内能还与物体质量、种类、结构、状态有关.
3、物体内能的改变方式
三、热量 1、定义:在热传递过程中,传递能量的多少叫做热量.单位是焦耳(J).
2、热量与内能的关系:物体吸收热量时内能________,放出热量时内能________.
四、比热容 1、定义:一定________的某种物质,在温度升高时所吸收的热量与它的质量和升高的温度________之比,用符号c表示.2、物理意义:表示物质吸热或放热能力强弱的物理量,比热容越大,其吸热或放热能力越强.水的比热容是 __________________,表示质量为1 kg的水的温度每升高(或降低)1 ℃,水吸收(或放出)的热量是_____________.3、单位及符号:单位是__________________,符号是___________.
4.2×103 J /(kg·℃)
4、理解(1)比热容是物质的一种特性,只与物质的种类和状态有关,与质量、体积、温度等无关.(2)质量相同的不同物质,当吸收或放出同样热量时,比热容____的物质温度变化较小.(3)质量相同的不同物质,当温度的变化量相同时,比热容____的物质吸收或放出的热量多. 5、水的比热容较大的应用:调节气温(人工湖)、取暖(水作传热介质)、作冷却剂等.
五、热值1、定义:某种燃料__________放出的热量与其质量之比,用符号___表示.2、单位:焦每千克,符号是________;焦每立方米,符号是J/m3.3、特性:热值是燃料本身的一种性质,它只与燃料的种类有关,与燃料的形状、体积、质量、是否充分燃烧无关.
六、热量的计算1、利用比热容计算(1)吸热公式:Q吸=________c表示比热容,单位是J/(kg·℃).m表示质量,单位必须是kg.Q表示热量,单位是J.(2)放热公式:Q放=_________(t表示变化后的温度,t0表示变化前的温度)(3)变形公式:求质量:m=______.
2、利用热值计算 (1)Q=mq(适用于固体和液体燃料,q的单位是J/kg). (2)Q=qV(适用于气体燃料,q的单位是J/m3).
七、热机1、定义:利用______做功的机械叫做热机.2、原理:燃料的化学能内能机械能.3、种类:蒸汽机、内燃机(汽油机和柴油机)、汽轮机、喷气发动机等.
4、四冲程 汽油机 的工作过程及特点
5、热机的效率 (1)定义:热机工作时,用来做________的那部分能量与燃料____________放出的热量之比.
(2)公式: .(3)提高效率的途径:①使燃料充分燃烧;②减少热量损失;③机械间保持良好润滑,减小摩擦.
八、能量的转化和守恒 1、能量的转化:在一定条件下,各种形式的能量是可以相互转化的. 2、能量守恒定律:能量既不会凭空消灭,也不会__________,它只会从一种形式______为其他形式,或者从一个物体______到其他物体,而在转化和转移的过程中,能量的总量__________. 3、能量的转移和转化具有一定的方向性.
判断下列说法的正误,正确的打“√”,错误的打“×”.(1)“破镜难圆”是由于分子间存在斥力( )(2)分子间的引力和斥力是同时存在的( )(3)同种物质之间不能发生扩散现象( )(4)物体的温度为0 ℃时,其内能为零( )(5)物体内能增大,一定是从外界吸收了热量( )
(6)物体吸收热量,内能一定增加( )(7)在热传递的过程中,传递的是热量而不是温度( )(8)水和冰是同一种物质,所以水和冰的 比热容相同( )(9)热机燃料的热值越大,热机的效率越高( )
1、如图所示,抽掉玻璃板后,过一段时间,观察到的现象是________________, 说明了_____________________________.分别在不同室温下进行实验,发现温度越高时,两瓶中气体颜色变均匀所用时间越短,说明温度越高________________.(2021衡阳3题改编)
分子在不停地做无规则运动
(RJ九年级P3图13.1-2)
2. 如图所示,将一块干净的玻璃板吊在弹簧测力计下,弹簧测力计的示数为F1,然后使玻璃板水平接触水面,稍稍向上用力提拉弹簧测力计,当玻璃板即将离开水面时,此时测力计的示数为F2,则F2____F1(选填“>”“<”或“=”),此现象间接说明分子间存在______(选填“引力”或“斥力”).再将玻璃板慢慢浸没在水中,玻璃板没有接触杯底,静止时测力计示数为F3,则F3 ____F1(选填“>”“<”或“=”).(2021玉林18题改编)
(RJ九年级P6图13.1-8)
3. 如图所示,给试管内装入适量水,用橡胶塞塞住,用酒精灯对试管进行加热,一段时间后,观察到橡胶塞突然被推出.在此过程中,燃料燃烧放出热量,通过________的方式使水的内能增加;试管内的水蒸气对橡胶塞做功,水蒸气的____能转化为橡胶塞的机械能.此过程发生的能量转化与汽油机的________冲程相似.(2020铜仁36题改编)
(RJ九年级P17图14.1-1)
4. 把一个底部封闭的薄壁金属管固定在支座上,管中装一些乙醚,然后用塞子塞紧管口,把一根橡皮条缠在管子上并迅速来回拉动(如图),很快会观察到塞子被乙醚蒸气顶出的现象.请分析发生这一现象的原因.
(BS九年级P28图10-13)
答:拉动橡皮条时,克服摩擦力做功,将机械能转化为内能,使得金属管的内能增大、温度升高;因金属管与乙醚有温度差,所以金属管会把热量传递给乙醚,乙醚的温度升高、内能增加,乙醚会汽化为蒸气,金属管内压强增大,最终乙醚蒸气对塞子做功,将乙醚蒸气的内能转化为塞子的机械能,故会看到塞子被顶出.
利用比热容公式Q=cmΔt进行计算时应注意以下几个问题:①在进行热量相关计算时,一定要看清题目在描述温度变化时用的是“升高了t ℃”还是“升高到t ℃”,“降低了t ℃”还是“降低到t ℃”.“升高了t ℃”和“降低了t ℃”对应的是温度的改变量,即Δt ℃;“升高到℃”和“降低到t ℃”对应的是物体的末温t ℃;②水温一般不会超过100 ℃;③计算时注意单位统一.
例1 “环保·节能”是当今倡导的主题,太阳能热水器已经走进千家万户,现使用太阳能热水器使60 kg的水由25 ℃升高到75 ℃时,水所吸收的热量为__________J,若这些热量由焦煤完全燃烧提供,则需要_____kg焦煤.(q焦煤=3.0×107 J/kg)
例2 (2020连云港改编)一款无人驾驶汽车,汽车自动驾驶时使用雷达传感器,以及激光测距来了解周围的交通状况.该款车以 90 km/h的速度在一段平直公路上行驶了10 km,消耗燃油1.5 L.汽车匀速行驶时功率为3.5×104 W.假设燃油完全燃烧,那么在这段运动过程中.(已知:燃油的密度为0.8×103 kg/m3.燃油的热值4.5×107 J/kg)求:(1)行驶10 km所用的时间?(2)汽车发动机所做的有用功?(3)以90 km/h的速度行驶时牵引力?(4)消耗燃油1.5 L所释放的热量?(5)发动机的效率为多少?(保留一位小数)
实验 比较不同物质吸热的情况(沈阳 2 考)
例 小明在研究“不同物质的温度变化与吸热关系”的实验中,取质量和初温都相同的A,B两种液体,分别装入相同的烧杯中,用相同的加热器加热,如图甲所示.
(1)除了所给的实验器材外,还需要的测量工具有天平和______;加热过程中,液体吸收热量的多少是通过_________来判断的.(2)实验中选取相同电加热器而不选用酒精灯加热的原因是:__________________________________________________.(3)如图乙所示是A、B两种液体加热前的温度,其示数为______℃.
电加热器作为热源热量输出更稳定,更加容易控制
(4)下表是小明同学实验时记录的实验数据:①该设计的表格中存在的问题是________________.②分析以上实验数据可得:相同质量的不同种物质,升高相同的温度,吸收的热量________(选填“相同”或“不同”);_____(选填“A”或“B”)液体的吸热能力强.
变式 (2021赤峰改编)另一位同学小华选用另外两种液体C、D进行实验,每隔2 min测量一次C液体和D液体的温度,一段时间后,撤去加热源,将实验数据记录在下表中:
C液体在第6 min时的内能_______第8 min时的内能(选填“大于”“等于”或“小于”),分析数据可知,当C液体和D液体加热相同时间时,________升高的温度多,________的吸热本领更强.(后两空均选填“C液体”或“D液体”)
(5)若将A、B两种液体加热到相同的温度后停止加热,冷却相同时间后____(选填“A”或“B”)液体的末温高.
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