2024年广东省中考物理一轮复习 第十七讲　热和能 课件(共60张PPT)

(共60张PPT)
第十七讲　热和能
1.知道自然界和生活中简单的热现象。了解分子热运动的主要特点,知道分子动理论的基本观点。
2.举例说明自然界存在的多种多样的运动形式。知道物质在不停地运动。
3.通过实验,认识能量可以从一个物体转移到其他物体,不同形式的能量可以相互转化。
4.了解内能和热量。从能量转化角度认识燃料的热值。
5.通过实验了解比热容,能运用比热容说明简单的自然现象。
6.了解热机的工作原理,知道内能的利用在人类社会发展史中的重要意义。
7.知道能量守恒定律,列举日常生活中能量守恒的实例。
较小
很大
有
有
较大
较大
无
有
很大
很弱
无
无
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打开
向下
向上
向下
向上
机械
内
内
机械
1.[九下,P75,图19-2-2]用如图所示的装置演示气体扩散现象,其中一瓶装有密度比空气大的红棕色二氧化氮气体,另一瓶装有空气。
(1)为了有力地证明气体发生扩散,装二氧化氮气体的应是　 　(选填“A”或“B”)瓶。过一段时间后的现象是　 .
　。
(2)扩散现象说明气体分子　 　。
B
B瓶内的气体颜色会变淡,A瓶内的气体颜色会变红
在永不停息地做无规则运动
2.[九下,P80,图19-3-8]如图所示,在烧瓶内盛少量水,给瓶内打气,当瓶塞跳起时,可以看到瓶内出现白雾,下列解释正确的是( )
A.烧瓶内的气体对瓶塞做功,气体温度升高,瓶底的水汽化,形成白雾
B.通过打气筒压缩瓶内气体做功,气体的体积减小,水蒸气液化,形成白雾
C.烧瓶内的气体对瓶塞做功,气体内能减小,温度降低,水蒸气液化,形成白雾
D.通过打气筒压缩瓶内气体做功,气体内能增大,瓶底的水汽化,形成白雾
C
3.[九下,P85,图19-5-4]下列对如图所示的实验过程的分析错误的是
( )
A.酒精灯中的酒精用掉一半后,剩余酒精的热值、比热容、密度均不变
B.试管中水的温度升高,增大内能的方式是热传递
C.此实验的原理等效内燃机压缩冲程,此时机械能转化为内能
D.试管口的“白气”,是水蒸气液化形成的
C
[典例1]下列现象用分子动理论解释,其中正确的是( )
A.石灰石能被粉碎成粉末,说明物质是由分子组成的
B.墨水在热水中比在冷水中扩散快,说明温度越高,分子运动越剧烈
C.用手捏海绵,海绵的体积变小了,说明分子间有间隙
D.扫地时尘土飞扬,说明分子在不停地运动
分子热运动
B
[变式训练]
1.中华民族传统文化源远流长!下列诗句能体现“分子在不停地做无规则运动”的是( )
A.大风起兮云飞扬 B.柳絮飞时花满城
C.满架蔷薇一院香 D.秋雨梧桐叶落时
C
2.某同学用浅绿色的洗洁精、红墨水和黄色的食用油调制了一杯“彩虹液体”,如图所示。用盖子密封好,过几天,发现不同颜色液体的界面变模糊,液面下降了一点。下列对上述现象的推测合理的是( )
A.现象:液体分层　推测:分子之间没有间隙
B.现象:界面变模糊　推测:分子在做无规则运动
C.现象:液面下降　推测:液体分子变小
D.现象:食用油在最上层　推测:食用油分子最小
B
3.端午节煮粽子时,空气中弥漫着清香,这是　 　现象。荷叶上的两滴水珠相遇时,能汇合成一滴较大的水珠是因为分子之间存在　
　(选填“引力”或“斥力”)。
扩散
引力
[典例2](2023 泰安模拟)关于温度、热量和内能,下列说法正确的是
( )
A.冰比水感觉更冷,因为冰的内能比水的内能小
B.物体温度升高,内能一定增加,但不一定是吸收了热量
C.青少年不宜大量食用巧克力,是因为巧克力含有的热量较多
D.冰熔化时吸热温度保持不变,内能也不变
内能及其改变
B
[典例3]下列实例通过做功的方式改变物体内能的是( )
A.炭火烤肉
B.火柴擦燃
C.用热水袋取暖
D.用冷毛巾降温
B
[变式训练]
4.如图所示是一种活塞式点火器,它以牛角作套筒,木质推杆前端黏附艾绒。取火时,一手握住套筒,另一手猛推推杆,艾绒即燃,随即将杆拔出,口吹立见火苗。手推杆入筒的过程中,筒内密封气体的( )
A.分子动能减小 B.密度不变
C.分子数增加 D.内能增大
D
5.小军利用身边物品进行物理实验:他将装有少量水的薄矿泉水瓶的瓶盖拧紧,然后握住瓶子中部不动,将瓶子下部向一个方向扭转几圈,最后用手指轻旋瓶盖,“砰”的一声,瓶盖快速飞出,瓶口出现大量的“白雾”。下列相关说法正确的是( )
A.瓶口出现的大量“白雾”是水蒸气
B.扭转瓶身的过程中瓶内气体的内能减少
C.瓶盖被冲出的过程中瓶内气体的内能减少
D.瓶盖被冲出是通过热传递改变了气体的内能
C
规律总结 温度、内能、热量的关系
1.物体吸热,内能增加,温度不一定升高;物体放热,内能减少,温度不一定降低。
2.物体温度升高,内能一定增加,可能吸热,可能外界对物体做功。
3.物体温度降低,内能一定减少,可能放热,也可能物体对外界做功。
[典例4](2023苏州)在沿海地区,炎热、晴朗的天气里常常出现“海陆风”,当出现如图所示风向时,通常( )
A.发生在白天,且陆地温度较高
B.发生在白天,且海水温度较高
C.发生在夜晚,且陆地温度较高
D.发生在夜晚,且海水温度较高
比热容的理解及应用
D
[变式训练]
6.(2023常德)表中是一些物质的比热容,根据表中数据和生活现象,下列判断正确的是( )
一些物质的比热容c/[J·(kg·℃)-1] 水 4.2×103 铝 0.88×103
煤油、冰 2.1×103 铁、钢 0.46×103
沙石 约0.92×103 铜 0.39×103
A.不同种类的物质,比热容一定不同
B.比热容与物质的状态无关
C.质量相同、初温相同的铝块和铜块吸收相同的热量,铜块的末温更低
D.沿海地区昼夜温差小,是因为水的比热容较大
D
[典例5](2023营口)下列四幅图为做功冲程的是( )
热机、热机效率
C
A
B
C
D
[变式训练]
7.如图所示为四冲程汽油机的某个冲程,在这个冲程中的能量转化是　
　(选填“机械能转化为内能”或“内能转化为机械能”);该汽油机的转速为1 800 r/min,在1 s内汽油机对外做了　
　次功。
机械能转化内能
15
[典例6]汽车的发动机大多数是内燃机,内燃机是热机的一种,下列关于热机和环境保护的说法中,正确的是( )
A.热机排出的尾气没有内能
B.热机的效率能达到100%
C.热机的大量使用会造成环境污染
D.汽油机的做功冲程将机械能转化成内能
C
[典例7]用某型号天然气热水器烧水,完全燃烧热值为3.2×107 J/m3的天然气0.125 m3,放出的热量为　 　J;若该热水器的加热效率为84%,则能将40 kg初始温度为20 ℃的水加热至　 　℃。[水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)]
热值和热量的计算
4×106
40
[变式训练]
8.(2023天心区模拟)一架运-20在一次执行任务的过程中,飞行距离为
4 000 km,消耗航空煤油的质量为50 t,若飞机飞行时受到的平均阻力的大小为2.5×105 N,该过程中飞机发动机的推力做的功为
　 　J,发动机的效率为　 　%。(航空煤油的热值为4×107 J/kg)
1×1012
50
9.(2023聊城)高能聚合油是一种安全、清洁、可再生的新型环保燃料。某次用高能聚合油灶具将10 kg的水从25 ℃加热到100 ℃。已知水的比热容是4.2×103 J/(kg·℃),高能聚合油的热值约为4.2×107 J/kg。求:
(1)这些水吸收的热量。
(2)若该高能聚合油灶具烧水的热效率为75%,则燃烧了多少千克高能聚合油。
解析:(1)这些水吸收的热量Q吸=c水m水Δt=4.2×103 J/(kg·℃)×
10 kg×(100 ℃-25 ℃)=3.15×106 J。
答案:(1)3.15×106 J　(2)0.1 kg
实验　探究物质的吸热能力　　　　　 　　　　 　　　　
[实验全面剖析]
一、实验装置
1.烧杯:盛放不同物质。
2.电加热器:选择规格　 　的电加热器,目的是保证相同时间内物质吸收的热量　 　。
水
食用油
相同
相同
3.温度计:测量液体的温度。
4.秒表(停表):测量加热时间。
5.天平:测量液体的质量。
6.水、食用油。
二、过程及现象
1.实验时应该选择　 　相同的　 　物质。
2.实验方法
(1)转换法:实验中通过观察相同加热时间内　 　(或比较升高相同的温度　 　)来比较不同物质的吸热能力。
(2)控制变量法:控制物质的质量和加热方式相同,改变　 　。
质量
不同
温度变化的快慢
所需要加热时间
物质的种类
3.比较物质吸热能力的两种方法
(1)通过观察相同加热时间内温度变化的快慢来比较不同物质的吸热能力,　 　的物质吸热能力强。
(2)通过比较升高相同温度所需要的加热时间来比较不同物质的吸热能力,　 　的物质吸热本领强
三、实验结论
不同物质,在质量相等、升高的温度相同时,吸收的热量　 　。
温度变化慢
加热时间长
不同
例(2023牟平区模拟)某班同学利用如图甲所示的实验装置探究水和煤油的吸热能力。
秒表
(1)除了图甲中所给的实验器材外,还需要的测量工具有　 　。加热过程中,水和煤油吸收热量的多少是通过　 　来判断的。
加热时间长短
甲
(2)(数据分析)实验中第1、2两个小组记录的实验数据如表所示,通过分析实验数据,能够得出的结论:　 .
.
　。
质量相同的水和煤油升高相同温度,吸收的热量不同(或质量相同的水和煤油升高相同温度,水吸热的热量多)
实验 组别 液体 质量/g 初温/℃ 末温/℃ 加热时
间/min
1 水 200 25 40 13.5
煤油 200 25 40 6.5
2 水 200 25 40 12
煤油 200 25 40 5.5
(3)如图乙所示是第1组同学绘制的“吸收热量-时间”和“温度-时间”图象,能正确描述该实验真实情况的图象是　 　(填字母)。
C
(4)使质量相同的水升高相同的温度,加热时间应该相同,但1、2两组的同学在交流实验数据时发现:第1小组的加热时间明显偏长,其原因可能是　 　。
酒精灯的火焰大小不同
乙
(5)(装置改进)这两组同学对图甲的装置进行了改进,分别将装有水和煤油的试管放在同一个烧杯中用水加热,如图丙所示,而不是用两个酒精灯分别加热,这样做的好处是　 　　。
在相同时间内水和煤油吸收的热量相同
丙
(6)若第3组没有改变实验装置,用图甲装置加热水,最后发现当气泡上升的过程当中,体积越来越大,到水面破裂时,温度计的示数还在不断的上升,这与他所学过的知识相违背,你觉得他操作过程中出现的问题是　
　。
温度计玻璃泡接触到了容器底
[拓展延伸]
(7)如图丁所示,用同样的器材进行实验,现仅根据加热时间长短即可比较两种不同物质的吸热本领,则下列说法错误的是　 　(填字母)。

A.应控制两种物质的质量相等
B.应使用相同燃料对两种物质进行加热
C.应该控制两种物质的温度增加量相等
D.两次加热时需控制消耗燃料质量相等
丁
D
(8)下列事实能用上述实验结果解释的是　 　(填字母)。
A.夏天给教室洒水,感觉凉爽
B.用盐水腌蛋,一段时间后蛋会变咸
C.长期堆放煤的水泥地面变成黑色
D.沿海地区昼夜温差会比内陆地区小
D
1.(2022 菏泽)下列现象用分子动理论的观点解释中,正确的是( )
A.落叶在风中飞舞表明空气分子在不停地做无规则运动
B.铁块很难被压缩表明分子间没有间隙
C.鲜花香气四溢是一种扩散现象
D.水和酒精混合后总体积减小表明分子间有引力
分子热运动
C
2.(2023 泰安)小红在家学做菜,厨房里菜香四溢,属于　 　现象。
3.(2022烟台)装修房屋时,如果选用不环保的材料会闻到对人体有害的刺激性气味。材料散发刺激性气味是　 　现象,说明了　
　。这种现象在夏天特别明显,原因是　 　,所以我们要选用优质环保的材料进行装修。
扩散
扩散
一切物质的分子都在不停地做无规则运动
温度越高,扩散越快
4.(2019东营)下列说法不正确的是( )
A.一切物体,不论温度高低,都具有内能
B.钻木取火是利用做功来改变内能的
C.物体温度不变,内能一定不变
D.热传递可以改变物体的内能
内能及其改变
C
5.(2023烟台)下列实例中,改变物体内能的方式与其他三项不同的是
( )
A
A.给水加热
B.压缩空气
C.搓手取暖
D.钻木取火
6.(2022泰安)如图所示,用酒精灯给试管中的水加热,水温上升,直到沸腾一段时间后,会看到试管口的橡皮塞被冲出。下列描述正确的是( )
A.试管中的水在升温过程中是通过做功的方式增加内能的
B.试管中的水沸腾时吸收热量,温度升高
C.水蒸气对橡皮塞做功,水蒸气的内能增加
D.水蒸气对橡皮塞做功,其能量转化与汽油机做功冲程的能量转化相同
D
7.(2021威海)修建高铁时需要考虑钢轨温度变化导致的热胀冷缩问题。气温升高会导致钢轨内能增加,这是通过　 　的方式改变内能,钢轨的密度会　 　(选填“变大”“不变”或“变小”)。
热传递
变小
8.(2022 青岛)在践行青岛市中小学生全面发展“十个一”活动中,小明掌握了滑板运动技能,增强了体质,享受到体育运动的乐趣。
(1)小明提着滑板在水平路面上匀速行走,他对滑板　 　(选填“做功”或“不做功”),画出滑板的受力示意图。
(2)滑板滑行过程中,轮子发热,其内能　 　,这是通过　 　的方式改变内能的。
不做功
答案:如图所示
增加
做功
9.(2023济南) 如图所示为济南和青岛两市2022年全年平均气温的变化。由图可知:济南全年的平均气温和青岛相差不大,但济南的平均高温要明显高于青岛,而平均低温要比青岛低。从物理学的角度看,这主要是因为( )
比热容
C
A. 海水的密度比沙石的密度大
B. 海水的内能比沙石的内能大
C. 海水的比热容比沙石的比热容大
D. 海水的温度比沙石的温度高
济南市全年平
均气温
青岛市全年平
均气温
10.(2019滨州)质量和初温都相同的甲、乙两种物质,用相同的加热器加热,它们温度随时间变化的图象如图所示,下列说法正确的是( )
A.甲物质的沸点一定是80 ℃,乙物质的熔点一定是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
C
11.(2023泰安)质量均为0.5 kg的水和另一种液体在相同时间内放出的热量相等,它们温度随时间变化的关系如图所示。已知水的比热容c水=
4.2×103 J/(kg·℃),c水>c液。下列说法中( )
①甲物质是水
②0～12 min乙温度降低了20 ℃
③0～12 min甲放出了8.4×104 J的热量
④乙物质的比热容为2.1×103 J/(kg·℃)
A.只有①②正确 B.只有②④正确
C.只有①③正确 D.只有①④正确
热学图象分析
D
12.(多选)(2023潍坊)如图甲所示为一款新型水杯,将沸水倒入杯中,轻摇几下后,水温便可降至55 ℃左右,并能保温3 h。图乙为其内部结构图,杯壁的不锈钢夹层中有晶体传热材料,其在常温下是固态,会随着温度的变化发生可逆的固液转换。取0.3 kg该晶体材料,对其进行加热,其温度与吸收的热量关系如图丙所示。下列分析正确的是( )
CD
A.该晶体材料的熔点为55 ℃
B.在BC段,该晶体材料的内能保持不变
C.在AB段,该晶体材料的分子热运动变剧烈
D.该晶体材料的比热容为0.88×103 J/
甲
乙
丙
13.(2022济宁)某柴油机工作一段时间后,油箱里的柴油没有发生变化的是　 　(选填序号:①质量;②密度;③比热容;④热值)。完全燃烧10 kg柴油放出的热量Q=　 　J。(q柴油=4.3×107 J/kg)
14.(2023枣庄)为全面推进“乡村振兴”工程,加快农业农村绿色发展,我市部分农村地区已经使用上了天然气烧水煮饭。小明同学用他家的天然气灶将质量为2 kg,将初温为20 ℃的水加热到100 ℃,水吸收的热量是　 　J;消耗了0.03 m3的天然气,则此天然气灶的热效率为　 　。[水的比热容c=4.2×103 J/(kg·℃),天然气的热值q=7.0×107 J/m3]
热学相关计算
②③④
4.3×108
6.72×105
32%
15.(2021潍坊)某同学估算煤气灶烧水时的效率,他在烧水壶中装入V=2.5 L水,加热前的水温为20 ℃,将水加热至100 ℃,立即关闭煤气,烧水前、后煤气表的示数变化ΔV=0.105 m3,该同学查得煤气的热值
q煤气=4×107 J/m3,ρ水=1.0×103 kg/m3,c水=4.2×103 J/(kg·℃)。求:
(1)水吸收的热量。
答案:(1)8.4×105 J
(2)煤气灶的烧水效率。
答案:(2)20%
16.(2022聊城)食物也是一种“燃料”,释放化学能的过程不断地发生在人体内,提供细胞组织所需的能量。人体摄入的能量(营养师常称之为热量)过多或过少,都有损于健康。
(1)某种油炸食品,每100 g可提供的能量约为1.26×106 J,假设这些能量全部被质量为5 kg、温度为25 ℃的水吸收,可使水的温度升高到多少摄氏度 [c水=4.2×103 J/(kg·℃)]
答案:(1)85 ℃
(2)如果上述能量全部用于克服重力做功,则能把多少千克的物体提升10 m (g取10 N/kg)
答案:(2)1.26×104 kg
17.(2019济宁)探究物质的吸热能力,通常有两种方案:
方案一:取相同质量的两种物质,吸收相等的热量,比较温度的变化。
方案二:取相同质量的两种物质,升高相同的温度,比较吸收的热量。
(1)为便于开展实验探究,我们将方案中的“吸收的热量”转换为“加热的时间”。热源相同时,通过加热时间的长短可知吸收热量的多少。实验室温度计就是应用这种转换思想测量温度的:当温度升高或降低
时,温度计中的液体膨胀或收缩,从温度计中　 　的变化便可知温度的变化。
探究物质的吸热能力
液柱
(2)表中是小明探究甲、乙两种液体的吸热能力时记录的实验数据。
方案二
液体 名称 液体质 量m/g 初温 t1/℃ 末温 t2/℃ 加热时 间t/min 液体吸
热情况
甲 10 30 40 6 多
乙 10 30 40 3 少
分析表中信息,小明采用的是　 　(选填“方案一”或“方案二”);分析表中数据,可得出的结论:　 .
　;如果甲、乙两种液体都可作发动机冷却液,从物质吸热能力角度考虑,应选液体　 　作发动机冷却液。
相同质量的不同物质,升高相同的温度,吸收的热量不同
甲
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