2022年浙江省中考科学一轮复习 第30课时　内能和核能的利用（课件 42张PPT）

(共42张PPT)
第30课时　内能和核能的利用
●知识体系梳理
●重难考点精讲
●当堂限时训练
知识体系
内能与核能
内能
核能
分子
无规则
　引
斥　
所有
　动
势
质量
状态　
温度　
转移
高温
低温　
cmΔt　
转化
摩擦
　压缩气体　
mq　
链式
核电站
原子弹
热核　
氢弹
重点梳理
1.区别温度、内能、热量:
项目 温度 内能 热量
定义 表示物体的________ 　　　;是分子热运动剧烈程度的标志 　内能是物体内部所有分子做无规则运动的动能和分子势能的总和 　热量是在________　　　　　过程中,物体吸收或放出热的多少,其实质是　 　的变化量
单位 　　　 　　　 　　　
状态量 是 是 不是
过程量 不是 不是 是
冷热
程度　
　热传递
内能　
　℃　
J　
J
(续表)
项目 温度 内能 热量
物理 术语 对同一物体而言,温度只能说“是多少”或“达到多少”,不能说“有”“没有”或“含有”等 　内能只能说“有”,不能说“无”。只有当物体内能改变,并与做功或热传递相联系时,才有数量上的意义 　热量跟热传递紧密相连,对热量只能说“吸收多少”或“放出多少”,不能在热量名词前加“有”“没有”或“含有”
(续表)
项目 温度 内能 热量
影响 因素 宏观角度:温度、质量、体积、状 态; 　微观角度:分子无规则运动程度、分子数、分子间距 　比热容、质量、温度变化量
2.判断内能变化的方法:
(1)同一物体没有发生物态变化时,比较温度。温度越高,内能越多。
(2)不同物体的内能除比较温度外,还要比较分子数的多少(宏观上表现为质量大小)。
(3)当物态变化时,通过吸放热判断内能变多变少。
3.汽油机的工作冲程:
项目 　　　冲程 　　　冲程 　　　冲程 　　　冲程
工 作 图
进气门 　　　 　　　 　　　 　　　
吸气
压缩　
　做功
排气
打开　
关闭
关闭
关闭
(续表)
排气门 　　　 关闭 关闭 　　　
活塞 向　　　 向　　　 向　　　 向　　　
能量 变化 　　　　能转化为　　能 　　　能转化为　　 能
活塞运 动原因
　一个工作循环,　　　　个冲程,对外做功　　　　次,活塞上下往复　　　　次,飞轮转动　　　　周
关闭
打开　
下　
上　
下　
上　
机械
　内
内　
机械
依靠飞轮惯性
依靠飞轮惯性
燃气推动活塞
依靠飞轮惯性
四　
一　
两
两
对点练习
1.[2013·杭州]实验装置如图30-1所示,在一个厚壁玻璃筒里放一块浸有少量乙醚(乙醚极易挥发)的棉花,用力把活塞迅速下压,棉花就会立即燃烧。根据该实验现象得出的下列结论中正确的是 (　　)
A.气体比液体更容易被压缩
B.浸有少量乙醚可以降低棉花的着火点
C.活塞迅速下压,乙醚蒸气液化放出热量,使棉花燃烧
D.外界对物体做功时,物体的内能会增加
图30-1
D
2.[2020·衢州]将冰块放在泡沫箱中可制成简易“冰箱”,把一瓶饮料放入“冰箱”后,冰块和饮料的温度随时间变化的曲线如图30-2所示,在两物体温度达到相同之前,下列说法正确的是 (　　)　　　　　 　　　　　
A.甲是冰块 B.乙吸收热量
C.甲内能增加 D.乙内能减少
B
图30-2
3.[2014·杭州]关于比热容的概念,下列说法错误的是 (　　)
A.单位质量的某种物质,温度升高1 ℃所吸收的热量,叫这种物质的比热容
B.单位质量的某种物质,温度降低1 ℃所放出的热量,也叫这种物质的比热容
C.某种物质吸收或放出的热量越多,比热容越大,比热容与热量有关
D.各种物质都有自己的比热容,它是物质的特性之一
C　
4.[2020·杭州]夏日晴朗的白天,在太阳光照射下,某海边城市陆地与海面之间空气流动示意图如图30-3所示,(图中箭头表示空气流动方向)合理的是 (　　)
图30-3
A　
B　
C　
D　
A　
5.[2020·湖州]如图30-4所示是用中子轰击铀-235原子核产生氪核和钡核模型。下列叙述正确的是 (　　)
A.该模型表示的是核聚变
B.该反应产生的中子可继续轰击其
他铀核形成链式反应
C.该反应不会产生放射性物质
D.不能用该反应获得能量的方式来发电
图30-4
B　
6.[2021·宁波]在如图30-5所示的“汽油机模型”实验中,将少量的汽油喷入筒内,用软木塞塞住筒口,摇动起电机,观察到放电针放电,汽油燃烧,软木塞被高温高压的气体冲出。该实验可模拟四冲程汽油机工作时的 (　　)
A.吸气冲程 B.压缩冲程
C.做功冲程 D.排气冲程
图30-5
C
7.[2011·杭州]人类的祖先钻木取火,为人类文明揭开了新的一页。钻木取火的一种方法如图30-6所示,将削尖的木棒伸到木板的洞里,用力压住木棒来回拉动钻弓。木棒在木板的洞里转动时,板与棒互相摩擦,机械能转化为内能,而热集中在洞内,不易散发,提高了木棒尖端的温度,当达到约260 ℃时木棒便开始燃烧。因木头是热的不良导体,故受热厚度很薄,木棒受热部分
的质量只有0.25 g。已知:来回拉一次钻弓需1.0
s,弓长为s=0.25 m,人拉弓的力为16 N,木头的比
热容c=2×103 J/(kg·℃),室温为20 ℃。问:
　图30-6
(1)人来回拉一次钻弓克服摩擦力所做的功为多少
(2)人克服摩擦力做功使机械能转化为内能,若其中有25%被木棒尖端吸收,则1 s内可使木棒尖端温度升高多少摄氏度
(3)请你估算至少用多长时间才能使木棒燃烧起来
因木头是热的不良导体,故受热厚度很薄,木棒受热部分的质量只有0.25 g。已知:来回拉一次钻弓需1.0 s,弓长为s=0.25 m,人拉弓的力为16 N,木头的比热容c=2×103 J/(kg·℃),室温为20 ℃。问:
(1)人来回拉一次钻弓克服摩擦力所做的功为多少
解:(1)W=2Fs=2×16 N×0.25 m=8 J。
因木头是热的不良导体,故受热厚度很薄,木棒受热部分的质量只有0.25 g。已知:来回拉一次钻弓需1.0 s,弓长为s=0.25 m,人拉弓的力为16 N,木头的比热容c=2×103 J/(kg·℃),室温为20 ℃。问:
(2)人克服摩擦力做功使机械能转化为内能,若其中有25%被木棒尖端吸收,则1 s内可使木棒尖端温度升高多少摄氏度
解:(2)Q=ηW,Q=cmΔt,则ηW=cmΔt,
Δt===4 ℃。
因木头是热的不良导体,故受热厚度很薄,木棒受热部分的质量只有0.25 g。已知:来回拉一次钻弓需1.0 s,弓长为s=0.25 m,人拉弓的力为16 N,木头的比热容c=2×103 J/(kg·℃),室温为20 ℃。问:
(3)请你估算至少用多长时间才能使木棒燃烧起来
解:(3)t时==60 s。
重点一
有关比热容的图像题
例1 [改编]小乐用如图30-7甲所示的实验装置比较不同物质的吸热能力。两支温度传感器(测量温度的仪器)及分别盛有a、b两种液体的两支试管通过铁夹固定在铁架台上,两支温度传感器的探头与a、b两种
液体接触良好,并通过数据采集
线与计算机相连,计算机上显示
的实验图线如图乙所示。
　图30-7
(1)试管中加入a、b两种液体除初温相同外,还应保证
　　　　(选填“体积”或“质量”)相同。
(2)实验中,“物质吸热的多少”是通过　　　　　来反映的,
　　液体更适合作汽车发动机的冷却液。
　图30-7
质量
加热时间　
　b
(3)实验中,若控制红外加热器加热时间相同,则可比较
　　　　　　来探究两种液体吸热能力的差异,分析图乙的实验图线可知a、b两种液体的比热容之比为　　　　。
　图30-7
升高温度
1∶2
【变式1】[2021·浙江期末]质量和温度都相同的甲、乙两种物质,用同样的加热器进行加热,它们温度随时间变化的图像如图W
30-8所示,下列说法正确的是 (　　)
A.甲物质的沸点一定是80 ℃,乙物质的
沸点一定是40 ℃
B.0~6 min,甲比乙吸收的热量多
C.8~10 min,甲和乙继续吸热,虽然温度
各自保持不变,但甲和乙的内能都不断增加
D.甲的比热容大于乙的比热容
图30-8
C
重点二
内能的应用——内燃机
例2 [2020·浙江模拟]如图30-9甲所示是汽油机工作过程中的　　　　冲程,一单缸四冲程汽油机的飞轮转速是1 800 r/min,如图乙所示,其活塞面积S=3.0×10-3 m2,活塞冲程长度为L=0.06 m,某种工作状态下做
功冲程燃气的平均压强为p=1.0×
106 Pa。则该汽油机每秒内对外做
功　　　　次,该汽油机在此工作状
态下的功率是　　　　W。
图30-9
　压缩
15
2 700
【变式2】[2016·浙江模拟]发动机是汽车的核心部件,发动机的质量决定了整车的性能与品质,现代汽车主要分汽油与柴油两类发动机,其中汽油发动机提供动力的是内燃机的汽缸。某台以汽油为燃料的汽车,发动机内有四个汽缸,其相关数据如下表所示:
1 min内完成的工作循环 2600次 93″ 汽油 汽缸内汽油和空气的混合密度 1.5 kg/m3
热值 4.5×107 J/kg
排气量 2 L
发动机最 大功率 75 kW 空燃比 14∶1
(1)如果汽车以100 km/h的速度匀速运动时发动机的输出功率最大,则1 min内汽车所做的有用功为　　　　　　J。
(2)汽车内燃机一个工作循环包括四个冲程,如图30-10所示,一个汽缸正常工作时四个冲程
的顺序是　　　 　(对甲、乙、
丙、丁重新排序),其中　　 (选
填“甲”“乙”“丙”或“丁”)
冲程内燃机给汽车提供动力。
图30-10
4.5×106
乙甲丁丙
　丁
1.[2020·嘉兴三模]下列关于温度、内能、热量和做功的说法中,正确的是 (　　)
A.物体温度降低,内能一定减少
B.物体吸收热量,温度一定升高
C.温度高的物体把温度传给温度低的物体
D.一个物体温度升高,一定是外界对物体做了功
A
2.[2021·绍兴]如图30-11所示,在试管内装适量的水,用橡皮塞塞紧管口,加热一段时间后橡皮塞冲出,同时管口附近产生“白气”。下列分析不正确的是 (　　)
A.水温上升时,水的内能增加
B.加热时管内的水不断汽化
C.管内气体对橡皮塞做功,其内能减少
D.试管口的“白气”是水蒸气
图30-11
D
3.[2021·浙江模拟]2020年9月国务院批准建设苍南三澳核电站,该电站发电原理如图W20-12所示,下列关于核电站的说法正确的是 (　　)
A.核电站中的核能释放不可控
制的
B.当前的核电站是利用核聚变原理工作的
C.核泄漏释放的放射性物质对人体是无害的
D.核电站中能的转化过程:核能→内能→机械能→电能
图W20-12
D
4.[2021·温州一模]我国古代先民曾发明一种点火器(如图W20-13所示),用牛角做套筒,木质推杆前端粘着艾绒。猛推推杆,艾绒即可点燃,其原因是套筒内封闭的气体 (　　)
A.温度降低
B.气压增大
C.氧气增多
D.着火点升高
图W20-13
B
5.[2021·杭州育才模拟]水具有比热容大的特点,下列现象与此特点无关的是 (　　)
A.沿海地区温差比内陆地区小
B.空调房里放盆水可增加空气湿度
C.冬天的暖气设备用热水供暖
D.白天的海风多是从海面吹向陆地,夜晚的海风多是从陆地吹向海面
B
6.下列关于核能说法正确的是 (　　)
A.核反应堆中发生的链式反应是不可控制的
B.核电站产生的核废料仍具有放射性,一般深埋在人烟稀少的地方
C.核反应堆可将核能直接转化成电能
D.我国已建成可控核聚变反应堆
B
7.[2021·杭州萧山城区六校质检]对于图30-14中所描述的物理过程,下列分析中正确的是 (　　)
图30-14
A.图甲,厚玻璃筒内的空气被压缩时,空气的内能减少
B.图乙,瓶子内的空气推动塞子跳起时,空气的内能增大
C.图丙,试管内的水蒸气推动塞子冲出时,水蒸气的内能增加
D.图丁,汽缸内的气体推动活塞向下运动时,气体的内能减少
[答案]D
图30-14
8.[2020·杭州]如图30-15所示的一只瓶子,内装一些铁屑。我们既可以通过震荡,也可以通过加热,使铁屑的温度升高,内能增大。从改变物体内能的方法来看,前者是通过　　　　的方法,后者是通过　　　　　的方法来增大铁屑的内能。如果你没有看到内能改变的过程,仅凭铁屑温度的改变,能
否确定采用了什么方法改变了铁屑的内能 　　　(选
填“能”或“不能”),这是因为　　　　　　　　。
图30-15
做功
热传递
不能
二者效果相同
9.如图30-16所示,甲、乙完全相同的两玻璃瓶内有阻值分别为R甲、R乙的电阻丝,瓶中插入温度计a、b。
(1)利用此装置探究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关时,在两瓶中加入质量、初温均相同的煤油。闭合开关一段时间,可以通过观察温度计示数升高的多少
来判断电阻丝产生热量的多少。此方案是
探究通电电流和时间相同时,电流通过电
阻产生的热量与　　　　大小的关系。
图30-16
电阻
(2)在甲、乙两瓶内换用质量、初温都相同的不同液体,且电阻丝的阻值R甲　　　　(选填“>”“=”或“<”,下同)R乙时,可以比较不同物质的吸热能力。若温度计a比温度计b温度升高得快,则甲、乙两瓶内液体比热容关系:c甲　　　c乙。
图30-16
=　
　<
10.根据能量转化与守恒定律,在与外界没有热传递的条件下,物体内能的增加量与外界对物体做功多少相等。为了验证此规律,某兴趣小组设计了如图30-17所示的实验:在容器里装一定质量的水,中间装上带有叶片的转轴,转轴上绕上绳子,绳子另一端通过滑轮与一重物相连;当重物下降时,
绳子拉动转轴转动,带动叶片旋转,使容器里的水
温度升高,结合水的比热容计算出水增加的内能,
以此验证水的内能增加量与重物的重力做功多
少是否相等。
图30-17
(1)为了完成此实验,除已提供测质量的电子天平外,还需要的测量工具有:　　　　　　　　。
(2)兴趣小组在实验过程中发现,水内能的增加量小于重物做功的大小,请写出一种造成这种现象的原因:_______________
　 。
米尺、温度计
由于转轴处存在摩擦(或水散热损失了一部分热量,其他答案合理即可)
(3)改进实验后,获得了如下数据,规律得到验证。
若使容器内相同质量水的温度升高2.5 ℃,则25 kg的重物需下降　　　　m。
实验序号 重物质量/kg 下降高度/m 升高温度/℃
1 20 5 0.5
2 20 10 1.0
3 20 15 1.5
4 10 10 0.5
5 30 10 1.5
6 40 10 2.0
20