粤教沪科版中考物理复习第十二章内能与热机第一课时内能与热机教学课件（39页ppt）

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第十二章 内能与热机
第一课时 内能与热机
1. 了解内能和热量。
2. 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。
课程标准
考点梳理
1. 定义：在物理学中，把物体内所有的_______________与_______________的总和叫做内能。
2. 单位：焦耳（J）。
注意：内能和机械能是两种不同形式的能量。内能描述的对象是组成物质的微观分子，机械能描述的对象是宏观的物体，故不能把分子动能与分子势能理解为物体的动能和势能。
分子动能
内能
分子势能
3. 影响因素：物体的__________、__________、状态等。一般来说，物体的温度越高，表明分子的无规则运动越剧烈，物体的内能越__________。
4. 特点：一切物体在任何情况下都具有内能。
温度
质量
多
5. 改变方式：改变物体内能的方式有_______和__________。
（1）做功：①如图1-12-1所示，活塞迅速向下压缩气体对气体做功，此过程中气体的内能__________，温度__________，会观察到硝化棉燃烧起来；②如图1-12-2所示，不断打气，瓶塞会跳起来，是因为瓶内的水蒸气膨胀对瓶塞做功，此过程中瓶内水蒸气的温度__________，内能__________，在瓶口会观察到水蒸气__________成的小水珠（白气）。
做功
热传递
增大
升高
降低
减小
液化
（2）热传递：温度不同的物体之间会发生热传递，发生热传递时，能量会从__________物体传到__________物体（或从同一物体的__________部分传到__________部分），直到两者的__________相同为止。此过程中高温物体__________热量，内能__________；低温物体__________热量，内能__________。
高温
低温
高温
低温
温度
放出
减小
吸收
增大
6. 热量：在物理学中，把物体在__________过程中内能改变的多少叫做热量。热量通常用字母_______表示，单位是__________。
注意：热量是过程量，不能脱离热传递的过程，因此只能用“吸收”或“放出”等词语表述，不能用“具有”或“含有”等词语表述。
热传递
Q
焦耳（J）
7. 温度、内能和热量的关系:
（1）物体温度升高，内能__________；物体温度降低，内能__________。
（2）物体只吸收热量，内能__________，温度可能__________，可能__________；物体只放出热量，内能__________，温度可能__________，可能__________。
增加
减少
增加
不变
升高
减少
不变
降低
1. 常见的汽油机是由四个冲程不断循环来保证连续工作的。这四个冲程分别是______________、_______________、_____________、________________。
吸气冲程
热机的工作原理
压缩冲程
做功冲程
排气冲程
2. 汽油机四个冲程的动作特征:
冲程名称 工作示意图 进气门 排气门 活塞运动方向 能量转化 说明
吸气冲程 开 关 向____ 无 汽油与空气的混合物进入气缸（柴油机进入的只有空气）
下
冲程名称 工作示意图 进气门 排气门 活塞运动方向 能量转化 说明
压缩冲程 ____ ____ 向____ ______能转化为____能 混合气被压缩，温度______，内能______
关
关
上
机械
内
升高
增大
冲程名称 工作示意图 进气门 排气门 活塞运动方向 能量转化 说明
做功冲程 _____ _____ 向_____ _____能转化为_____能 ①点火方式为点燃式，利用火花塞产生电火花引燃燃料（柴油机为压燃式，利用被压缩的高温空气引燃燃料）；②气体膨胀对外做功，温度_______，内能_______
关
关
下
内
机械
降低
减小
冲程名称 工作示意图 进气门 排气门 活塞运动方向 能量转化 说明
排气冲程
____ ____ 向____ 无 排出的废气中含有大量能量
关
开
上
注意：在四个冲程中，只有做功冲程是将内能转化为机械能，其他三个冲程均为辅助冲程，要靠安装在曲轴上的飞轮的惯性来完成动作。
内
内
机械
课本简练
1. （九上P25自我评价与作业1改编）四个相同规格的烧杯中装有水，水量及其温度如图1-12-3所示。 关于四个烧杯中水的内能的大小，下列判断正确的是（ )
A. 甲烧杯中水的内能大于乙烧杯中水的内能
B. 丙烧杯中水的内能大于丁烧杯中水的内能
C. 甲烧杯中水的内能大于丙烧杯中水的内能
D. 丁烧杯中水的内能大于丙烧杯中水的内能
D
2. （九上P23活动1改编）如图1-12-4所示，向装有少量水的烧瓶中缓慢打气。一段时间后，塞子突然跳起来，同时瓶内出现了“白雾”，关于该现象，下列说法正确的是（ ）
A. 白雾是水蒸气
B. 瓶内气体膨胀对外做功
C. 瓶内气体内能增加
D. 瓶内气体温度升高
B
3. （九上P37活动改编）如图1-12-5所示，图甲是四冲程内燃机吸气冲程的示意图，图乙是该内燃机做功冲程的示意图，请在图乙的方框中画出曲轴的旋转方向并画出进气门和排气门的开闭情况。
如答图1-12-1所示。
4. （九上P41自我评价与作业3改编）发动机是汽车的心脏，发动机的效率是汽车的经济性能指标之一，目前发动机的效率还是很低。“节能减排”已引起全球的关注，提高汽车发动机的效率越来越受到人们的重视，请在图1-12-6中的上、下两个方框内各写出一种可
能的能量损失方式。
废气带走的能量
机器散热损失的能量
易错精讲
【例1】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少
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
易错点1
内能、温度和热量的区别与联系
B
【变式1】关于温度、内能和热量，下列说法正确的是（ ）A. 温度越高的物体所含的热量越多
B. 物体温度为0 ℃ 时内能为0
C. 双手互搓，手的内能不会增加
D. 内能可自动地从高温物体转移到低温物体
D
【例2】（2023北京改编）如图1-12-7所示，在试管内装适量水，用橡胶塞塞住管口。将水加热一段时间后，橡胶塞被推出，管口出现大量“白气”。下列说法正确的是（ ）
A. 管口出现的“白气”是水蒸气
B. 水蒸气推出橡胶塞导致水蒸气的内能增加，
橡胶塞的机械能减小
C. 水被加热的过程中，其内能是通过做功的方
式改变的
D. 水蒸气推出橡胶塞的过程中，橡胶塞的动能
是由水蒸气的内能转化来的
易错点2
热机工作过程中的物理量变化
D
思路点拨：注意分清是研究对象对外界做功还是外界对研究对象做功。物体对外界做功，物体的内能减小；外界对物体做功，物体的内能增大。
【变式2】【物理学与工程实践】（2024山西）二氧化碳（CO2）爆破技术是现代工程建设中非常环保的技术，起爆前高压泵将CO2压缩成高压气体，液化后输入爆破筒内。如图1-12-8所示，爆破时电加热管发热。使筒内的液态CO2迅速汽化，形成的高压气体从泄气孔中喷出，实施爆破。下列说法正确的是（ ）
A. 高压泵压缩CO2，气体内能增大，温度降低
B. 高压泵压缩CO2，气体内能减小，温度升高
C. 高压CO2气体喷出时，内能增大，温度升高
D. 高压CO2气体喷出时，内能减小，温度降低
D
考点1 内能［10年6考：2016年(选择和综合)、2018年(选择)、2020年(填空)、2022年(填空)、2023年(填空)、2024年(选择)考查］
1. （2024广东）如图1-12-9所示是古代省油灯的示意图。它下层盛水，能减慢上层油的消耗。点灯后，水在升温的过程中（ ）
A. 吸热，内能增加 B. 吸热，内能减少
C. 放热，内能增加 D. 放热，内能减少
考点精练
A
2. （2023金昌）如图1-12-10所示，在一个配有活塞的厚玻璃筒里放一小团硝化棉，迅速压下活塞，观察到硝化棉燃烧起来。在下压活塞的过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 活塞对筒内气体做了功
B. 筒内气体温度降低
C. 筒内气体的内能不变
D. 筒内气体的内能转化为活塞的机械能
A
3. 【科学思维】如图1-12-11所示，在气缸A中密封有压缩空气，B是一种被销钉K锁住的活塞，C是一个温度计。若活塞与气缸壁间没有摩擦，当把销钉拔出后，温度计的示数将_________（填“变大”“变小”或“不变”）。
变小
考点2 热机的工作原理及热机效率［10年6考：2016年(填空)、2019年(填空)、2021年(选择)、2022年(填空)、2023年(选择)、2024年(综合)考查］
4. 【物理观念】（2023广东改编）图1-12-12是四冲程内燃机的某一冲程示意图，下列说法正确的是（ ）
A. 在这个过程中，气缸内的气体内能增大
B. 该内燃机排出的尾气温度越高，它的效率就越高
C. 该冲程是做功冲程
D. 该冲程的能量转化情况是机械能转化为内能
C
5. 【科学思维】十八世纪，瓦特发明的冷凝器蒸汽机推动了人类第一次工业革命。图1-12-13为蒸汽机的工作原理图：打开阀门A，关闭阀门B，锅炉内的高压蒸气进入气缸，推动活塞上行。当活塞达到气缸顶部时，关闭阀门A，打开阀门B，蒸气进入冷凝器，气缸内压强减小，活塞下降，如此循环往复。下列说法错误的是（ ）
A. 用水冷凝蒸气是利用热传递改变内能的
B. 蒸汽机在整个工作过程中的机械能守恒
C. 蒸汽机活塞上行过程与汽油机的做功冲程相似
D. 蒸气推动活塞向外做功后，蒸气的内能会减小
B
6. （2024潍坊）某建筑工地上，起重机在10 s内将质量为2.15 t的重物沿竖直方向匀速提升6 m，此过程起重机消耗柴油0.01 kg。柴油的热值q＝4.3×107 J/kg，g取10 N/kg。问：
（1）重物上升的速度是多少？
（2）起重机提升重物的功率？
（3）若将起重机提升重物做的功与消耗的柴油完全燃烧释放的热量之比定义为其提升效率，用字母η表示，则起重机的提升效率是多少？

考点3 跨学科实践燃油汽车与电动汽车的对比研究
7. 公交车作为现代化城市出行的主要交通工具，也承担着低碳节能的重要任务，油电混合动力公交车、气电混合动力公交车、纯电动公交车等各式新能源公交车陆续投入示范运营，为我国公交车的发展增加了一抹绿色。下表是某燃油汽车与纯电动汽车进行测试时的部分数据：
若燃油汽车与电动汽车正常行驶100 km。则：
（1）燃油汽车消耗________kg汽油，排放二氧化碳________kg。
（2）燃油汽车与纯电动汽车的能量转化效率分别是__________、__________。（结果精确到0.1%)
5.6
车型 燃油汽车 纯电动汽车
能源种类 汽油（q汽油＝4.5×107 J/kg，ρ汽油＝0.7×103 kg/m3） 电能
牵引力 600 N 600 N
行驶100 km的能耗 8×10-3 m3 20 kW·h
二氧化碳排放量 每消耗1 kg汽油，排放2 kg二氧化碳 0
11.2
23.8%
83.3%
考点4 综合真题
8. （2021广东）关于四冲程汽油机的工作过程，下列说法正确的是（ ）
A. 吸气冲程：只吸入空气
B. 压缩冲程：缸内温度降低
C. 做功冲程：气体推动活塞做功
D. 排气冲程：内能转化为机械能
C
9. 【物理观念】（2022广东）图1-12-14表示四冲程汽油机处于__________冲程。汽车尾气带走的能量__________（填“能”或“不能”）自动汇集回来转化成燃料的化学能，这反映了能量的转化具有__________。
排气
不能
方向性
10. （2024广东节选）阅读下列短文，回答问题。
载 人 飞 艇
2024年3月30日，我国自主研制的“祥云”AS 700载人飞艇成功完成首飞。某飞艇如图1-12-15甲所示，其气囊体积巨大，采用轻质材料制作。飞艇升空靠浮力来实现，水平飞行靠发动机提供动力。发动机输出的能量用于做推动功和辅助功：推动功指克服空气阻力推动飞艇水平飞行做的功；辅助功指发动机驱动飞艇上发电机工作所做的功，辅助功的功率恒定。
当飞艇低速（v≤12 m/s）水平直线飞行时，其受到的空气阻力F阻与速度v的关系如图1-12-15乙所示。飞艇部分参数如下表。忽略气囊厚度及气囊外其他部分受到的浮力。
空载质量（不含氦气） 3 750 kg 气囊总容积 4 200 m3
发动机额定输出功率 3×105 W 辅助功的功率 5×104 W
发动机效率 36% 最大速度 70 km/h
（1）飞艇先后以3 m/s和6 m/s的速度水平匀速直线飞行相同的时间，推动功分别为W1和W2，则W1∶W2＝__________。
（2）飞艇低速水平匀速直线飞行时，若消耗10 kg燃油，可飞行的最大距离为__________km。（燃油热值q油＝4.5×107 J/kg）
1∶4
16.2