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【2026年河南中考物理一轮复习】
第五讲 内能 内能的利用
考点1 热量 比热容
1.热量(Q)
(1)在热传递过程中,传递的________的多少叫作热量。
(2)热量的单位是______,简称焦,符号是J .
(3)热传递过程中传递的是能量,而不是_______。热量是过程量,只能说物体“吸收”或“放出”热量,不能说物体“具有”或“含有”热量。
2.比热容(c)
(1)一定质量的某种物质,在温度升高时吸收的热量与它的______和____________乘积之比,叫这种物质的比热容,用符号c表示。比热容的表达式:____________________。
(2)单位:________________,符号为__________。
(3)1kg的某种物质,温度降低1℃放出的热量,与它温度升高1℃吸收的热量相等,数值上等于它的____________。
(4)热量的计算
物体温度升高吸收的热量 Q吸=cm(t t0)
物体温度降低放出的热量 Q放=cm(t0 t)
t0为物体的初始温度,t 为物体的末温度。
(5)比热容是物质的一种特性,不同物质的比热容一般不同。物质的比热容只跟物质的种类、物质所处的物态有关,跟物体的_______、温度、____________、物体吸收(或放出)的热量均无关。质量相同、吸收(或放出)的热量相同时,比热容大的物质温度的变化量____。
水的比热容较大的应用:调节气温(人工湖)、取暖(水作为传热介质)、作冷却剂等。
(6)物质的导热性:物体传导热(能量)的性能,是物质的一种属性,金属的导热性一般比非金属的导热性_______。
【答案】1.(1)热(能量) (2)焦耳 (3)温度 2.(1)质量 升高的温度 (2)焦每千克摄氏度 J/(kg·℃) (3)比热容 (5)质量 温度变化量 小 (6)好(或强)
考点2 分子动理论
1.物质的构成
(1)常见的物质是由极其微小的粒子——______、______构成的。分子直径很小,通常以_______作单位量度分子、原子的尺度,我们可以用电子显微镜来观察分子、原子。
(2)微观尺度和宏观尺度
①微观尺度:分子>原子>原子核>质子>夸克
②宏观尺度:宇宙>银河系>太阳系>太阳>地球>月球>人类>PM2.5
(3)卢瑟福提出了原子核式结构模型:原子由_________和_________构成。
2.分子热运动
(1)扩散现象:不同物质互相接触时彼此进入对方的现象。______越高,扩散越______。
(2)分子热运动:一切物质的分子都在_________________。分子运动越剧烈,物体温度越高。物质的分子运动和物体的机械运动是不同的。分子运动人眼看不到;人眼直接看见的运动都是物体的机械运动。
3.分子间存在相互的作用力。分子之间既有_______,也有________。引力和斥力同时存在。分子间作用力的大小与分子间距离有关。分子间的距离越小,分子间作用力越大。
4.分子动理论:常见的物质是由大量的分子、原子构成的;构成物质的分子在不停地做无规则运动;分子之间存在间隙;分子之间存在相互作用的引力和斥力。
【答案】1.(1)分子 原子 10-10 m (3)原子核 核外电子 2.(1)温度 快 (2)不停地做无规则运动 3.引力 斥力
考点3 内能
1.内能
(1)内能:构成物体的所有分子,其热运动的动能与分子势能的总和叫作物体的内能。
(2)一切物体,不论温度高低,都具有______。同一物体温度越高,内能越大。
(3)内能的单位是______,简称焦,符号是J.
(4)物体的内能大小跟物体的温度、质量和所处的物态等有关。同一物体,在相同物态下,温度升高时,内能________;温度降低时,内能_______;在物体的温度、物态相同时,物体的质量越大,内能_____。物质熔化、汽化、升华过程中吸收热量,内能_______;物质凝固、液化、凝华过程中放出热量,内能_______。
2. 改变物体内能的方法
改变方式 热传递 做功
实质 内能的________ 能量的_______
发生条件 任何温度 达到________,继续吸热
实例 烧水做饭、烧气取暖等 钻木取火、搓手取暖等
说明 条件:存在温度差。 规律:高温物体放出热量,内能_____,温度______;低温物体吸收热量,内能______,温度______。 一般而言,外界对物体做功,物体的内能____;物体对外做功,物体的内能_____。
联系 热传递和做功在改变物体的内能上是______的。
【答案】1.(2)内能 (3)焦耳 (4)增大 减小 越大 增大 减小 2.转移 转化 减小 降低 增大 升高 增大 减小 等效
考点4 能量的转化和守恒
1.能量守恒定律:能量既不会_______,也不会_________,它只会从一种形式_______为其他形式,或者从一个物体_______到其他物体,而在转化和转移的过程中, 能量的总量_______。
2.能量的转化、能量的转移,都是具有__________的。如汽车制动时,由于摩擦,动能转化成了轮胎、地面和空气的内能,这些消耗的能量不能再自动地用来驱动汽车。
【答案】1.凭空消灭 凭空产生 转化 转移 保持不变 2.方向性
考点5 热机
1.热机
(1)热机是_____________的机器。
(2)热机有蒸汽机、_________、汽轮机、喷气式发动机等。
(3)热机工作过程中的能量转化:燃料燃烧将燃料储存的________转化为燃气的内能;通过_______,将燃气的一部分内能转化为_________。
2.内燃机
(1)内燃机根据使用的燃料不同分为________和柴油机。
(2)汽油机的工作过程
工作过程 吸气冲程 ______冲程 _____冲程 排气冲程
示意图
进气门 打开 关闭 关闭 关闭
排气门 关闭 关闭 关闭 打开
活塞运动方向 向下 向上 向下 向上
能量转化 —— ____能转化为__能 ____能转化为___能 ——
【答案】1.(1)利用内能做功 (2)内燃机 (3)化学能 做功 机械能 2.(1)汽油机 (2)压缩 做功 机械 内 内机械
考点6 热机的效率
1.燃料的热值
(1)某种燃料__________放出的热量与其质量(或体积)之比,叫做这种燃料的热值,用符号q表示。燃料的热值的表达式
或
(2)热值的单位有:焦每千克,符号是___________;焦每立方米,符号是J/m3.
(3)热值是燃料的一种特性,只与燃料的种类有关,,与燃料的质量、体积、燃烧情况无关。
(4)燃料完全燃烧放出的热量
①当q的单位为J/kg时,Q=_______;
②当q的单位为J/m3时,Q=_______。
2.热机的效率
(1)热机的效率:用来做________的那部分能量,与燃料__________所释放的能量之比。用符号η表示。
(2)热机的效率公式:
(3)由于热机工作时需克服摩擦做功、热传递损失能量等无法避免,故热机的效率总_____1,即无法将全部能量都用于做功。
(4)提高热机效率的途径:使燃料_____________;尽量减少______________;保持良好的润滑以_____________等。
【答案】1.(1)完全燃烧 (2)J/kg (4)①qm ②qV 2.(1)有用功 完全燃烧 (3)小于 (4)充分燃烧 热量散失 减小摩擦
热量 比热容
1.如图所示是“比较不同物质的吸热能力”实验装置。
(1)实验时,用相同规格的电加热器给初温相同和_______相等的水和食用油加热,这里采用的
实验方法是_______________。
(2)除了图中的实验器材外,还需要用到的测量仪器有:_______和_______ 。
(3)加热相同时间,水和食用油吸收的热量______ (选填“相同”或“不同”),水升高的温度更少,若让水和食用油升高相同的温度,对______的加热时间短一些。
(4)实验时测量并记录加热前后水和食用油的初温t1、末温t2和加热时间t,将数据记录在下表中:
液体 质量m/kg 初温t1/℃ 末温t2/℃ 加热时间/min
水 0.05 20 68 10
食用油 0.05 20 68 5
分析表格数据可知,给相同质量的水和食用油加热,使它们升高相同的温度,所需的加热时间是 ________的,这表明______(选填“水”或“食用油”)吸收的热量多。
(5)进一步分析可知,水的比热容________(选填“大于”或“小于”)食用油的比热容。
(6)小明认为用酒精灯替代电加热器也可以完成本实验,你认为选用______(选填“酒精灯”或“电加热器”)的效果更好,原因是___________________________________________。
(7)小明想自制一个暖手袋,若只考虑吸热能力,根据以上实验的对比结果,应选_______ (选填“水”或“食用油”)作为供暖物质,效果更佳。
2. 如图所示是沿海地区和内陆沙漠地区的图片。沙漠地区昼夜温差大,而沿海地区昼夜温差比较小,是因为砂石的比热容________(选填“大于”、“小于”或“等于”)水的比热容,所以与水相比,相同质量的砂石吸收或放出相同的热量时,温度升高或降低得较_____(选填“多”或“少”),导致沙漠地区夜晚温度较低,白天温度较高。
【答案】1.(1)质量 控制变量法 (2)秒表 天平 (3)相同 食用油 (4)不同 水 (5)大于 (6)电加热器 容易控制相同时间水和煤油吸收的热量相同 (7)水 2.小于 多
分子动理论
1.“墙角数枝梅,凌寒独自开。遥知不是雪,为有暗香来。”这首诗描绘了梅花不惧严寒、傲然独放的情境(如图)。花香在距离梅花很远的地方都能够闻到是因为________________________。
2.在装着红棕色二氧化氮气体的瓶子上面,倒扣一个空瓶子,使两个瓶口相对,之间用一块玻璃板隔开,如图所示。抽掉玻璃板后,保持两瓶口紧贴静置较长时间,两瓶中气体的颜色变得均匀,这是______现象,说明分子在_______________________。分别在气温高的夏天和气温低的冬天做该实验,夏天能更快看到实验现象,这说明_____________________________ 。
(1)若实验时的环境温度分别为①10 ℃、②20 ℃、③30 ℃,则在______(填序号)温度下两瓶中气体的颜色变得均匀所需的时间最短。
(2)若将装有空气和二氧化氮的瓶子位置互换,如图所示,也出现了同样的现象,_______(选填“能”或“不能”)从该实验也得出上述结论,理由是_______________________________________。 3.如图所示,将两个铅柱底面削平、削干净,然后紧紧地压在一起,两个铅柱就会结合在一起,甚至下面吊一个质量为20kg的物体都不能把它们拉开,出现上述现象的原因是______________。用力压铅柱时,发现铅柱很难被压缩,说明__________________。
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4.将一块干净的玻璃板吊在弹簧测力计下面,记下弹簧测力计的示数 F,然后使玻璃板的下表面水平接触水面,如图所示。稍稍用力向上拉玻璃板,则弹簧测力计的示数______,当玻璃板即将离开水面时,弹簧测力计的示数______(选填“大于”、“小于”或“等于”) F,这表明玻璃板的分子和水分子间存在____力。
【答案】1.分子在不停地做无规则运动 2.扩散 不停地做无规则运动 温度越高,分子热运动越剧烈 (1)③ (2)不能 二氧化氮的密度大于空气的密度,也可能是受重力作用向下运动 3.分子之间存在引力 分子间有斥力 4.变大 大于 引
内能
1.如图所示,古人钻木取火、小朋友双手互搓手会发热、小朋友从滑梯上滑下时臀部发热,都是通过_________的方式改变物体的内能的,该过程发生的能量转化情况是__________________。另一种改变物体内能的方式是_________。下列现象中,改变物体内能的方式和钻木取火改变物体内能的方式相同的是___________________________(填序号)。
A. 用热水袋取暖 B. 晒太阳 C. 炙手可热 D. 烤火御寒
E. 用锯条锯木板,锯条和木板发热 F.冬天向手掌哈气取暖 G.烧水水变热
2.如图所示,在一个配有活塞的厚玻璃筒内放一小团硝化棉,迅速下压活塞,硝化棉被引燃。
(1)迅速向下压活塞时,活塞对筒内空气______,空气的内能______,温度______,达到硝化棉的着火点,硝化棉被引燃。
(2)硝化棉在燃烧过程中将化学能转化为____能。
3..如图所示,烧瓶内装有少量的水,用打气筒向瓶内打气.请回答下列问题:
(1)向瓶内打气时,瓶内气体的内能______,气压______,这是通过______的方式改变瓶内气体的内能的。
(2)瓶塞跳起过程中,气体的____能转化为瓶塞的______能。
(3)瓶塞跳出时的能量转化形式与热机的______冲程的能量转化形式相同。
【答案】1.做功 机械能转化为内能 热传递 E 2. (1)做功 增大 升高 (2)内 3. (1)增大 增大 做功 (2)内 机械 (3)做功
能量的转化与守恒
1.如图所示,掉在地上的弹性小球会跳起,但是越跳越低。小球在弹跳过程中的机械能逐渐_____,原因是小球在运动过程中,有一部分机械能转化成了_________。
2.如图所示的“风光互补”路灯,其太阳能电池板和风力发电机产生的电能,输送至蓄电池储存起来,供路灯照明使用。风力发电机工作时将______能转化成电能;太阳能电池板将______能转化成电能;蓄电池充电时将电能转化为______能;蓄电池对路灯供电时将_________能转化为电能;路灯工作时将电能主要转化为_______能。
【答案】1.减小 内能 2.风(或机械) 太阳(或光) 化学 化学 光
5 热机
1.如图所示,在试管内装适量水,用橡胶塞塞住管口,将水加热一段时间,可以看到橡胶塞被冲出,这是通过________的方式改变了水的内能,水蒸气的内能转化成塞子的________能.塞子被冲出的过程与图中内燃机工作时________(选填“乙”或“丙”)图的冲程相似,请你写出图中另一冲程的能量转化:________________________。
2.如图所示的是我国传统的走马灯。点燃底部的蜡烛,上升的热空气驱动扇叶转动,带动纸片小人转动。在这一过程中,蜡烛燃烧将______能转化为____能;上升的热空气驱动扇叶转动,将_____能转化为_______能,这一能量转化过程与四冲程汽油机的________冲程相似。
【答案】1.热传递 机械 丙 机械能转化为内能 2.化学 内 内 机械 做功
6 热机的效率
1.如图所示,汽油机等内燃机中,消耗的燃料储存的化学能并不会全部转化为有用机械能。请写出图中向上箭头表示的能量流向:(1)___________________;(2)___________________。
2.汽车是现代生活中最常见的一种交通工具,如图甲、乙分别是某汽油机的某冲程及能量流向图。下列有关说法正确的是【 】
A.图甲是压缩冲程,活塞对汽缸内的气体做功,气体的温度升高
B.由图乙可知,该汽油机的效率是 30%
C.汽车尾气中的“汽油味”越浓,燃料燃烧得越不充分,这会降低燃料的热值
D.冬天为节能,汽车都会利用尾气中的余热给车内供暖,该举措大大提高了燃料的热值
【答案】1.(1)克服摩擦做功消耗的能量和散热损失的能量 (2)废气携带的能量 2.A