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2022年中考科学
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第29讲 内能、核能、能量 转化与守恒
考点扫描
1．定义：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______和_______。
2．分子间的作用力：分子间同时存在着相互作用的______和_______。分子间的距离小时，作用力表现为_______；当分子间的距离稍大时，作用力表现为引力。
举例：被紧压在一起的铅柱很难被分开属于引力的作用；水很难被压缩是斥力的作用。
考点一 分子动理论(七上教材P125)
分子
原子
不停地做热运动
引力
斥力
引力
斥力
斥力
考点二 内能(九上教材P99)
1．克服摩擦做功与物体内能改变的关系
(1)内能含义：构成物质的大量微粒(如分子、原子、离子等)做_____________而具有的能，俗称热能。__________都有内能。
(2)物体温度________，内能________；温度越低，内能越小。
(3)克服摩擦做功，能使物体的内能增加。
2．改变内能的两种途径——做功和热传递
(1)做功：对物体做功，物体的内能__________；物体对外界做功，物体的内能__________。实质是机械能转化为内能。能的形式发生了变化。
无规则运动
任何物体
越高
越大
增加
减少
(2)热传递：物体吸热，内能增加；物体放热，内能________。实质是内能从高温物体传递到低温物体，或者内能从同一物体的高温部分________到低温部分。能的形式未发生转化。
(3)做功和热传递对改变物体的内能是________的。
3．用热量来量度热传递过程中内能的变化。热传递中，传递的能量多少叫________。低温物体从外界吸收多少热量，内能就________多少；高温物体向外界放出多少热量，内能就______多少。
减少
传递
等效
热量
增加
减少
4．化学能与内能的转化
(1)化学能是物质发生化学反应时所释放的能量，它不能直接用来做功，只有在发生____________的时候才释放出来，变成内能或其他形式的能量。
(2)常见吸热反应：________转变为化学能；大多数分解反应，需要加热或高温条件下才能进行。常见放热反应：化学能转变为内能[如燃烧、中和反应、金属与酸反应、一般化合反应(如生石灰与水反应)]。
化学变化
内能
考点三 热机(九上教材P104)
1．热机是指各种利用内能做功的机械。热机原理是将燃料的__________转化成内能再转化成__________。
2．热机的四个冲程：吸气冲程、_______冲程、_______冲程、________冲程。
化学能
机械能
压缩
做功
排气
考点四 热值、比热容(七上教材P102)
热值 比热容
概念 1千克(或1立方米)的某种燃料完全燃烧时放出的热量，符号为q 单位质量的某种物质，温度升高(或降低)1 ℃所吸收(或释放)的热量，用符号c表示
单位 焦/千克(J/kg)，焦/米3(J/m3) 焦每千克摄氏度，即焦/(千克·摄氏度)，符号为J/(kg·℃)
影响
因素 热值是燃料的一种属性，与燃料的形状、体积、质量和是否充分燃烧无关，与燃料的______有关 比热容是反映物质自身的物理属性，不同物质比热容一般不同
热量
计算 Q＝_______(适用于固体、液体) Q＝_______
种类
qm
cmΔt
考点五 核能的利用(九上教材P119)
1．核能：原子核是可以改变的，且在有些改变的过程中还会释放出巨大的能量，这种能量叫做核能。
2．获得核能的途径
(1)重核裂变：质量较大的原子核在中子轰击下分裂成两个新原子核，并释放出能量的过程。
原子弹：根据__________的原理制成。
(2)轻核聚变：两个质量较小的原子核结合成质量较大的新核，同时释放出能量的过程。
氢弹：根据_________的原理制成。
核裂变
核聚变
3．放射性及其应用
(1)原子核的裂变和聚变都会产生一些放射性物质，如α射线、β射线、γ射线和X射线等。
(2)大量放射线对人畜会造成很大的伤害。如：建造核电站通常要修建很厚的水泥防护层，防止放射线外泄。
(3)较小量的射线可以为人类做许多事。如：利用γ射线探伤；育种；放射线治疗肿瘤等疾病。
4．核电站
(1)核电站原理：______________。
(2)核电站的能量转化：核能→________→机械能→________。
原子核裂变
内能
电能
考点六 能量的转化与守恒(九上教材P124)
1．能量的转化与守恒定律
(1)能量既不会消灭，也不会创生，它只会从一种形式________为其他形式，或者从一个物体_______到另一个物体，而在转化和转移的过程中，能的__________________，这就是_______________________。
(2)能量的转化和守恒定律是自然科学最基本的规律。“永动机”是不可能成功的，因为它违背了___________________________。
转化
转移
总量保持不变
能量的转化与守恒定律
能量的转化与守恒定律
2．能量的转化与传递有一定的方向性
能量的转化与传递有一定的_________：例如热能可以从高温物体转移到低温物体，而不能自发地从低温物体转移到高温物体；可燃物可以通过燃烧将化学能转化成内能，但不可能将内能自发地转化成化学能。
3．能量利用效率和节能的关系
(1)能量利用效率是指有效利用的能与总能量之比。
(2)提高能量利用效率的方法：减少能量浪费和损失；改进机械设备。
方向性
重点突破
1．改变物体内能的方法
从能的转化看，通过做功改变物体的内能，实质上是其他形式的能与物体内能相互转化的过程。因此功可以用来量度内能改变的多少。通过热传递可以改变物体的内能，实质上是内能在物体间的转移，热传递过程中传递的能量用热量表示。因此热量也可以量度物体内能的变化。
例1 如图所示，对于图片中所描述的物理过程，下列分析中正确的是( )
A．图甲，厚玻璃内的空气被压缩时，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，水蒸气的内能减少
D．图丁，汽缸内的气体推动活塞向下运动时，气体的内能增大
C
变式1 下列实例中，改变物体内能的途径与其他三个不同的是( )
A．用力搓手，手会发热
B．把冰冷的手放到嘴边哈气，手会变暖
C．用锯条锯木头，锯条温度升高
D．用手反复弯折铁丝，铁丝弯折处会发热
B
2．能量的转化与守恒
能量的转化与守恒定律普遍适用于自然界的任何科学现象。能量发生转化是指能量的形式发生了变化。例如：电阻通电发热，消耗的电能转化为热能。能量发生转移是指能量的形式没有变化，只是从一个物体转移到另一个物体。例如：热量从一个物体传到另一个物体，是内能在两个物体之间移动，在转移的过程中，内能没有变成另一种形式的能。能量的转化和转移是有方向的，内能不可能自发地从低温物体转移到高温物体，只能从高温物体自发地转移到低温物体；机械能可自发地转化为内能，但内能不可自发地转化为机械能。
例2 生活中能量转化的实例很多，下列描述中正确的是( )
A．摩擦生热是把内能转化为机械能
B．燃料燃烧放热是把内能转化为化学能
C．电动机带动水泵把水送到高处是把电能转化为机械能
D．摩擦起电是把电能转化为机械能
C
变式2 排球充气后，让排球从手上自由落下，排球每次弹回的高度都低于落下时的高度。
(1)解释整个过程中能量是否守恒。
(2)排球从接触地面到形变最大的过程中，速度v与形变大小ΔV之间的关系大致如图，请说明该过程中，排球受力情况与机械能变化的关系。
答：(1)整个过程中能量守恒。排球从手上自由落下，排球每次弹回的高度都低于落下时的高度，是因为由于空气的摩擦，有一部分机械能逐渐转化为内能，但能量的总量是守恒的。
(2)排球从接触地面到形变最大的过程中，受到重力和地面给予的弹力的作用，开始时重力大于弹力，速度逐渐增大；当重力等于弹力时，速度达到最大值；最后重力小于弹力，速度逐渐减小，直至速度为零。同时这一过程中动能转化为排球的弹性势能。
诊断自测
1．下列对宏观事实的微观解释错误的是( )
分子动理论
B
选项 宏观事实 微观解释
A 塑料带很难被拉断 分子之间有引力
B 水结冰后不再流动 分子停止了运动
C 切洋葱时眼睛被熏得直流泪 分子在不停运动
D 水很难被压缩 分子之间有斥力
2.[2020，温州16(2)]茶是人类健康的饮品之一，联合国将今年5月21日定为首个“国际茶日”。
(2)在泡茶过程中，会闻到茶特有的香气，这是因为分子
_________________________。
不停地做无规则运动
3．下列都是教材中的实验，其中为了说明“对物体做功，物体内能增加”的是( )
A．图甲：手帕摩擦塑料丝后，塑料丝散开
B．图乙：缝衣针与磁铁摩擦后，有了磁性
C．图丙：加热后，水蒸气把木塞冲出试管
D．图丁：迅速下压活塞后，浸过乙醚的棉花燃烧
改变物体内能的方式
D
4．(2020，杭州)如图一只瓶子，内装一些铁屑。我们既可以通过振荡，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________方法，后者是通过__________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
______________________________________________________。
做功
热传递
不能
做功与热传递两种方法对改变物体的内能是等效的
5．如图是小明制作的简易“蒸汽船”模型。将盛有一定量水的铜制容器安装在“船体”上，用蜡烛对铜制容器底部加热，一段时间后铜管会向右喷蒸汽，“蒸汽船”就向左行驶。
(1)蜡烛对铜制容器加热导致容器内水温升高，这是通过_______的方式改变水的内能。
(2)当铜管向右喷蒸汽时，“船体”获得喷出的蒸汽对其向左的推力，这说明了_____________________________。
热传递
物体间力的作用是相互的
6．将一高温物体与一低温物体接触达到相同温度(两物体与外界没有热量交换)，则有( )
A．高温物体放出的热量一定大于低温物体吸收的热量
B．高温物体放出的热量一定等于低温物体吸收的热量
C．高温物体降低的温度一定大于低温物体升高的温度
D．高温物体降低的温度一定等于低温物体升高的温度
内能、热量与温度的关系
B
7．下列关于“热与能”的表述中正确的是( )
A．物体在吸热过程中，其温度一定升高
B．在搓手取暖过程中，内能转化为机械能
C．水常被用作冷却剂，是因为水的比热容大
D．铁块在煅烧过程中，其内能从零开始增加
C
8．对于同一物态的某种物质，根据c＝QmΔt 得知( )
A．比热跟热量成正比
B．比热跟质量成反比
C．比热跟温度变化成反比
D．吸收或放出的热量跟质量与温度变化量的乘积之比是个恒量
比热容的理解和相关计算
D
9．关于比热的概念，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，叫作这 种物质的比热
B．单位质量的某种物质，温度降低1 ℃所放出的热量，也叫作 这种物质的比热
C．某种物质吸收或放出的热量越多，比热也越大，比热与热量 有关
D．各种物质都有自己的比热，它是物质的特性之一
C
11．如图，汽油机处于工作过程中的某个冲程，对此冲程下列叙述正确的是( )
A．压缩冲程，机械能转化为内能
B．压缩冲程，内能转化为机械能
C．做功冲程，机械能转化为内能
D．做功冲程，内能转化为机械能
热机的理解和冲程判断
A
12．(2021，宁波)在如图所示的“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
C
13．(2020，温州)英国物理学家斯特林于1816年发明了“斯特林发动机”。斯特林发动机气缸内工作介质易汽化、易液化，该介质经过吸热膨胀、冷却压缩的循环过程输出动力，因此又被称为热气机。某工程师按照“斯特林发动机”原理设计了如图甲所示的模型机，工作过程中飞轮持续旋转如图乙。请结合所学知识解释飞轮能持续转动的工作原理。
答：酒精灯加热将化学能转化为内能，热气缸中的工作介质吸热汽化膨胀，推动活塞A向右运动做功，将内能转化为机械能；由于飞轮具有惯性，带动活塞A向左运动，活塞A将热气缸中的工作介质推入冷气缸并液化，活塞B又将介质推回热气缸。如此反复。
14．某智能百叶窗的叶片上贴有太阳能板，在光照时发电，给电动机供电以调节百叶窗的开合。该过程中发生的能量转换是( )
A．电能→机械能→光能
B．光能→机械能→电能
C．光能→电能→机械能
D．机械能→电能→光能
能量的转化和守恒
C
15．能量的形式多种多样且可以相互转化，下列事例中，属于内能转化为机械能的是( )
D
16．各种形式的能量都不是孤立的，它们可以在一定条件下发生转化，且能量的转化是有方向的，下面几幅图按能量转化的顺序，排列正确的是( )
A．①②③④ B．②③④①
C．②①③④ D．①③④②
C
17．(2021，绍兴节选)我国研发的“液态太阳燃料合成技术”如图所示，甲醇(CH3OH)等液体燃料被形象地称为“液态阳光”。甲醇制取过程中能量转化是太阳能→电能→________能。
化学
18．(2021，宁波节选)电瓶车自燃的原因很多，常见的是由于电源短路，形成大电流并产生大量的热。这一过程中，化学能转化为电能，电能再转化为______能。
19．下面是两个有关热学方面的观点，请用实例说明它们是错误的。
(1)物体吸收热量，温度一定升高。
____________________________________________________。
(2)物体温度升高，一定是吸收了热量。
____________________________________________________。
内
冰熔化时吸收热量，但温度保持不变
压缩空气做功使空气温度升高(或“摩擦生热”等)
20．(2020，金华)2020年3月9日19时55分，我国成功发射北斗导航系统第五十四颗导航卫星。北斗导航系统将在国家安全、经济效益、技术储备等方面发挥作用。火箭喷出的燃气温度高达1300 ℃，发射塔下方的导流槽设有喷水设施，在火箭点火前几秒钟喷水，水在高温下大量汽化。
(1)升空时，火箭相对于发射塔是_______
(选填“运动”或“静止”)的。
(2)导流槽喷出的水汽化所需的能量来源于
火箭燃料贮存的_______能。
运动
化学
21．某电子打火机打火原理如图，压电陶瓷受到撞击时表面电荷重新分布，产生高电压，发出电火花点燃气体。撞击时，通过压电陶瓷实现的能量转化是______________________；放电时，两块压电陶瓷的连接方式是_______联。
机械能转化为电能
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2022年中考科学
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第29讲 内能、核能、 能 量转化与守恒
1．(2021，河北)按如图所示进行实验，当观察到热水大面积变成红色时，冷水中只有品红周围变成红色。对该现象的微观解释合理的是( )
A．温度越高，分子质量越小
B．温度越高，分子体积越大
C．温度越高，分子间隔越小
D．温度越高，分子运动越快
D
2．(2021，长沙)辣椒萝卜是湖南人最喜欢的食品之一，制作辣椒萝卜首先需将新鲜的萝卜切条，然后将萝卜条放在太阳下晾晒两三天使其变成萝卜干，再拌上剁辣椒和盐，腌制8至10天即可食用。下列说法中正确的是( )
A．晒萝卜利用了太阳能来做功
B．腌制好的萝卜内外都又辣又咸，说明分子在不停地做无规则 运动
C．萝卜干没有内能
D．萝卜条变干是因为水升华了
B
3．(2021，成都)成都正以新发展理念创建公园城市，让市民可以出门见绿意，抬头望雪山。对下列美好生活场景的分析，正确的是( )
A．春天，蒲江品茗春茶暖；热茶暖手，是通过做功改变手的内能
B．夏天，龙泉戏水浸心凉；水比岸边石头凉，说明水的比热容小
C．秋天，新都赏桂满城香；花香袭人，是分子无规则运动的结果
D．冬天，郫都望雪西岭上；山顶积雪常年不化，积雪的内能为零
C
4．(2021，青海)下列实例，通过做功改变物体内能的是( )
A．晒太阳 B．搓手取暖
C．用电褥子取暖 D．向双手哈气取暖
B
5．(2021，常德)如图所示，是根据“探究不同物质吸热能力”实验数据绘制的a、b物质的温度－时间图像，实验中两种物质的质量相同，初温度相同，选用的加热器相同，由图像可知( )
A．加热相同时间，a物质吸收
热量多，比热容小
B．加热时间相同，a物质的末
温度高，比热容大
C．吸收热量相同，b物质温度升高慢，比热容小
D．吸收热量相同，b物质的末温度低，比热容大
D
6．(2021，海南)在冬天，人们常常搓手取暖，这个过程中的能量转化与四冲程内燃机的哪个冲程相同( )
A．吸气冲程 B．压缩冲程
C．做功冲程 D．排气冲程
B
7．(2021，广东)如图为火箭发射的场景，火箭的燃料使用了液态氢，主要是因为它的______大，火箭发射升空时，燃料的化学能转化为______能，再转化为火箭的机械能，这个过程中火箭的机械能________(选填“守恒”或“不守恒”)。
热值
内
不守恒
8．(2021，攀枝花)端午节到了，家人团聚常食用咸鸭蛋。咸蛋的制作方法之一：在洗净的鸭蛋表面涂抹白酒，粘上盐后用纸包起来，放置一段时间后就变咸了，从分子运动的角度看，鸭蛋变咸属于________现象。煮咸鸭蛋时，温度升高，内能_______(选填“增加”“减少”或“不变”)。
9．(2021，扬州)在玻璃瓶内装入约半瓶细沙，盖上瓶盖，包裹一层泡沫塑料，迅速振动瓶子几十次，细沙温度升高，这是用_______方法使沙子内能增大，泡沫塑料的作用是_______。如果换成水做该实验，升温不明显是因为水的_________大。
扩散
增加
做功
保温
比热容
10．(2021，连云港)人骑电动自行车下坡时重力势能__________(选填“增大”“减小”或“不变”)。到达坡底后在水平路面上匀速骑行过程中，机械能________(选填“增大”“减小”或“不变”)。刹车后很快停了下来，发现刹车片很烫，这是通过_______的方式改变刹车片的内能。
11．(2021，济宁)完全燃烧140 g焦炭所放出的热量有60%被初始温度为10 ℃、质量为10 kg的水吸收，则水吸收的热量为__________J，水的温度将升高到_______℃。[在1个标准大气压下，q焦炭＝3.0×107 J/kg，c水＝4.2×103 J/(kg·℃)]
减小
不变
做功
2.52×106
70
12．(2021，自贡)在探究“物质的放热能力与哪些因素有关”时，分别用质量均为1 kg的水和某种液体进行对比实验(水的比热容较大)，并用图像对实验数据进行了处理，如图所示，实验过程中，水和某种液体在相同时间内放出的热量相等，分析图像可以得出：________(选填“甲”或“乙”)物质是某种液体，某种液体的比热容为____________J/(kg·℃)。
乙
2.1×103
13．(2021，武汉)某实验小组用如图甲所示的装置比较水和煤油的吸热本领。
(1)加热前，在一个烧杯中倒入240 mL的水，为了使水和煤油的质量相同，需要在另一个相同烧杯中倒入________mL的煤油。
300
(2)用两个相同规格的电加热器来加热水和煤油，每隔1 min记录一次温度，整个实验操作无误。图乙中，若图线②反映水的温度随时间的变化规律，则图线______(填序号)可以反映煤油的温度随时间的变化规律。加热过程中，煤油的热值_________(选填“变大”“不变”或“变小”)。
(3)同时停止加热，在相同质量的水和煤油温度降低的过程中，水放出的热量与降低的温度之比________(填“大于”“等于”或“小于”)煤油放出的热量与降低的温度之比。
①
不变
大于
14．(2021，南京)小明一家驾车旅行。
(1)加油时，闻到汽油味，说明分子在
________________________________。
(2)图示为车发动机的一个冲程，其能
量转化情况是____________________。
(3)若车的总质量为1.5 t，匀速直线行驶9 km，所受阻力为车重的0.1倍，完全燃烧汽油1 L，则1 L汽油完全燃烧放出的热量是_________J，车所受牵引力是________N，车的工作效率是_________%。(ρ汽油＝0.8×103 kg/m3，q汽油＝4.5×107 J/kg，g取10 N/kg)
不停地做无则规运动
机械能转化为内能
3.6×107
1.5×103
37.5
15．小琦家新安装了一台容积为0.5 m3的太阳能热水器，加满水后，经过4 h阳光的照射水温由原来的25 ℃升高到45 ℃(已知：水的比热容c＝4.2×103 J/(kg·℃)，焦炭的热值q＝3.0×107 J/kg，水的密度ρ＝1.0×103 kg/m3)。问：
(2)若这些热量由效率为20%的火炉燃烧焦炭来提供，则需要燃烧多少千克的焦炭？
