2023浙江中考科学一轮复习（基础版）第27讲 内能、能量守恒和能源（课件 37张ppt）

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2023浙江中考科学一轮复习（基础版）
第27讲　内能、能量守恒和能源
分子动理论(七上教材P125)
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。
分子
原子
不停地做热运动
引力
斥力
引力
斥力
斥力
1．下列现象中与分子无规则运动有关的是( )
A．余音绕梁　　
B．尘土飞扬
C．桂花飘香
D．大雪纷飞
C
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。一切物体，不论温度高低，都具有内能。
(2)影响内能的因素：温度、质量、物质种类、状态。同一物体，温度________，内能______；温度越低，内能越小。
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。
无规则运动
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_______。内能只能从高温物体传递到低温物体，或者从同一物体的高温部分______到低温部分。实质是能量的转移。
(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。热量是过程量，不能说物体具有多少热量。
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
2．(2021，绍兴)如图所示，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”。以下分析不正确的是( )
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
D
3．(2022，黑龙江)下列关于内能知识的描述正确的是( )
A．物体温度越高内能越大，所以0 ℃的冰没有内能
B．温度越高的物体含有的热量越多，所以0 ℃的冰没有热量
C．摩擦生热是通过做功的方式改变了物体的内能
D．物体吸收热量，内能增加，温度一定升高
C
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
4．(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
热值、比热容(九上教材P102)
qm
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＝______(适用固体、液体) Q＝________
水比热容大的应用 冷却和取暖：北方冬天用热水袋取暖；初春傍晚，在秧田里灌水可以防止秧苗冻坏；给发动机降温用大的水箱，采用水做冷却剂等调节气候：夏季沿海地区的温度要比内陆温度低；修建人工湖减缓热岛效应等
cmΔt
种类
5．(2022，宿迁)“自嗨锅”成为当下一种时尚快餐，很受年轻人喜爱。它里面的发热包在将600 g水从10 ℃加热至沸腾(标准气压下)的过程中，提供给水的热量至少为_____________J。如果用酒精灯给600 g水加热升高同样温度，至少需要______g酒精。[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)、q酒精＝3×107 J/kg]
2.268×105
7.56
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
6．(2020，湖州)如图表示用中子轰击铀－235原子核产生氪核和钡核的模型。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
B
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量与总能量之比。
(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
7．(2022，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
C
改变物体内能的方法
做功改变内能的具体方式有：1.克服摩擦做功，机械能转化为内能，物体内能增加。2.压缩气体做功，机械能转化为内能，气体内能增加。3.气体膨胀对外做功，内能转化为机械能，气体的内能减小。
【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
1．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)蜡烛对铜制容器底部加热导致容
器内水温升高，这是通过________
的方式改变水的内能。
(2)当管向右喷蒸汽时“船体”向左运动，这个过程的能量转化是______能转化为________能。这与热机的_______冲程相同。
热传递
内
机械
做功
2．如图甲装置所示，探究“做功改变物体内能”，该装置由圆底烧瓶、温度传感器、橡皮塞、橡皮管、打气筒等组成。向圆底烧瓶内注入适量酒精，使用打气筒向烧瓶内打气，根据传感器采集的数据，电脑处理后得到如图乙所示图像。
(1)结合图乙分析，描述打气筒打气5秒后出现的实验现象
___________________________________________________。
橡皮塞弹出，瓶口冒白雾，温度传感器显示温度下降
(2)有同学认为，图乙中BC段对应发生情况与热机中做功冲程相似，请说出相似处：_______________________________________。
(3)在用本装置进行实验时能否去掉瓶内的酒精，请判断并说明理由：_______________________________________________。
均为气体对外做功，内能转化为机械能
能，通过温度传感器的温度变化可反映内能改变情况
内能、热量和温度的关系
1．温度的变化可以说明物体内能的变化；传递热量的多少可以量度物体内能改变的多少。2.物体吸收或者放出热量，它的内能将发生改变，但它的温度不一定改变，如：晶体熔化时要吸收热量，内能增加，但温度却保持在熔点不变。
【例2】　(2022，连云港)关于温度、热量和内能，下列说法正确的是( )
A．物体温度升高一定是吸收了热量
B．温度高的物体含有的热量多
C．汽油机做功冲程气缸内燃气的内能增加
D．两个发生热传递的物体之间一定存在温度差
D
3．下列关于温度、热量和内能的说法，正确的是( )
A．发生热传递时，温度总是从高温物体传递给低温物体
B．在相同温度下，1 kg的水比1 kg的冰含有的热量多
C．一块0 ℃的冰熔化成0 ℃的水，内能增大
D．物体温度升高，内能不一定增加，但一定要吸收热量
C
热机的能量转化和冲程判断
热机一个工作循环中的“4，2，2，1”：4个冲程中，活塞往返2次，曲轴或飞轮转动2圈，对外做功1次。一个工作循环中只有做功冲程对外做功，其他三个冲程是靠惯性完成的。
【例3】　如图所示，吹足气的气球放手后，在空中飞行一段时间，气球喷气口温度降低。如图所示的热机四冲程与上述能量转化原理相同的是( )
C
4．如图所示，机械能与内能相互转化的事例中，与内燃机做功冲程相同的是( )
A
能量的转化与守恒
【例4】　(2021，杭州)如图所示，为两个光滑的圆弧槽和一段粗糙的水平面相连接的装置。将质量为m的物体从左侧圆弧槽A点由静止释放，最高到达右侧圆弧槽B点处，然后再次滑下，最高到达左侧圆弧槽C点处，其中A、B两点距离水平面的高度分别为H、h。(忽略空气阻力)
(1)物体从A点滑到水平面时，重力所做的功为________。
(2)物体从A点滑到B点的过程中，损失的机械能转化为物体内能的效率为η，则物体到达B点时温度升高了____________。(物体比热容用c表示)
(3)C点距离水平面的高度为_________。
mgH
(H－h)gη/c
2h－H
5．某同学观察到气象站每日放飞探空气球，如图甲，气球下吊有测量仪器，气球和仪器一起匀速上升，他认为它们的机械能增加了，增加的机械能是什么能量转化来的呢？
(1)首先排除了气球增加的机械能是由空气的内能转化而来，理由是_____________________________________________________________________________________________________。
在探空气球上升的过程中，由于克服空气摩擦，空气内
能增加，所以探空气球机械能的增加不是内能转化来的
(2)那么增加的机械能究竟是什么能量转化而来的呢？该同学做了以下实验：先把木块压入水中，当撤去压力时，木块上浮。木块升高了，同时会有一部分水下去填补木块原来占据的位置，当木块最终漂浮后，水面有所下降。气球在空气中的上升和木块在水中的上浮原理是相同的，从能量转化和守恒角度分析该同学提出的问题。
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
与木块在水中上浮相似，探空气球在空气中上升，其机械能
增加。气球上升后，周围有一部分空气流过来填补气球原来占
据空间的空缺，所以空气下降，其机械能减小。所以探空气球
的机械能是由空气的机械能转化而来
【例】　如图甲所示，有一半径为R的光滑的1/4圆弧槽与一粗糙的水平面相连接，将质量为m的物体从斜槽顶端由静止释放，停下后测出物块在水平面上滑行距离为s1。图乙中有一个半径为R的粗糙的1/4圆弧槽与和图甲中同样粗糙的水平面相连接，将图甲中质量为m的物体也从图乙中斜槽顶端由静止释放，停下后测出物块在水平面上滑行距离为s2。求：
(1)甲图中重力对物体做的功W＝________。
(2)乙图中物体在水平面上的摩擦力f。
mgR
(3)乙中物体在粗糙的1/4圆弧槽上运动这段时间内，若克服摩擦力做的功全部转化为内能并被该物体吸收，则物体上升的温度为多少？(物体的比热为c)