第26课时 内能、核能、能量守恒与转化

课件42张PPT。第二篇　物质科学(一)第26课时　内能、核能、能量守恒与转化
一、能的多种形式
考点1　列举能的多种形式(机械能、内能、电能、化学能、核能)　a
能量是以多种形式存在的，常见的能量形式有机械能、内能、________、化学能、_______等。
电能核能二、内能
考点2　知道克服摩擦做功与物体内能改变的关系　a

(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。无规则运动任何物质越高越大考点3　知道做功和热传递是改变内能的两种途径　a
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。能的形式发生了转化。
2.热传递：物体吸热，内能_______；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_______到低温部分的过程。能的形式未发生转化。
注意：做功和热传递对改变物体
的内能是______的。传递等效增加减少增加减少考点4　知道在热传递过程中用热量来量度内能的变化　a
在热传递中，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。
考点5　举例说出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，变成内能或者其他形式的能量。热量增加减少化学变化(2)化学能与内能的转化
常见吸热反应：_____转变为化学能
大多数分解反应；大多数需要加热或高温条件下才能进行的反应。
常见放热反应：化学能转变为内能
燃烧；中和反应；金属与酸反应；一般化合反应(如生石灰和水反应)。内能1．(2016·无锡)关于温度、热量和内能，下列说法正确的是 ( )
A．物体的温度升高，内能增大
B．物体的温度越高，所含的热量越多
C．物体内能增大，一定从外界吸收热量
D．物体的温度不变，其内能就一定不变A2．“辽宁舰”服役，圆了中国航母梦。如图为航母上简化的蒸汽弹射装置，能带动舰载机在两秒钟内达到起飞速度。
(1)牵引索与蒸汽活塞连接的两个滑轮为___________
(填“定滑轮”或“动滑轮”)。
(2)气缸内蒸汽体积膨胀，对外做功，内能_________，同时推动活塞，使舰载机获得巨大的牵引力。定滑轮减小三、热机
考点6　说出汽油机的工作过程，知道汽油机的能量转化　a
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3．(2016·宁波)在如图所示的“汽油机模型”实验中，厚壁有机玻璃圆筒内底装有两根与静电起电机相连接的放电针。
将适量的汽油喷入筒内，用软
木塞塞住筒口，摇动起电机。
如果观察到放电针放电，汽油
燃烧，软木塞被高温高压的气
体 ，即可模拟四冲程汽
油机工作时的 冲程。冲出做功4．(2015·宁波)如图所示，迅速下压活塞，筒内浸有乙醚的棉花被压燃。下压过程中，机械能转化为空气的____能；在四冲程汽油机工作过程中，实现这一能量转化过程的是_______冲程。内压缩四、核能的利用
考点7　知道裂变和链式反应；知道聚变和热核反应　a
(1)含义：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
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。
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。核裂变核聚变考点8　知道放射性及其应用　a
(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、γ射线、X射线、β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。
考点9　知道核电站是利用核裂变的原理来工作的　a
(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5．(2016·温州)据报道，氢能源和核能是二十一世纪最有前途的绿色能源。
(1)氢能源被称为绿色能源，是因为氢气在空气中燃烧的产物是____。
(2)发展核能是缓解能源紧张的一种方案。获得核能的途径有核裂变和核聚变，当前核电站获得核能的途径是 。核裂变水★6．(2014?东营)核电站发电流程如图所示，在核电站的发电过程中，下列所述能量转化顺序正确的是( )

A．核能→化学能→内能→电能
B．核能→化学能→机械能→电能
C．核能→内能→机械能→电能
D．核能→机械能→内能→电能C五、能量的转化与守恒
考点10　举例说出能量的转化与守恒定律　a
(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)能量转化和守恒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转化和守恒定律守恒定律能量的转化和考点11　举例说出能量的转化与传递有一定的方向性　a
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。
考点12　知道能量利用效率和节能的关系　a
(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7．(2016·嘉兴、舟山)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
高频点1　多种形式的能之间的转化

★例1　如图所示，两只相同的塑料瓶，分别装有相等质量的水和沙子，从斜面的相同高度同时由静止滚下，结果装水的瓶子会先到达终点。原因是装水的瓶子在下滚过程中，通过克服摩擦做功把势能转化成的_____________较少，从而获得较大的动能。内能(或热能)
1．如图是我国在宁夏建造的一座试验性发电站的示意图，阳光穿过透明的集热棚顶使棚内空气变热，热空气从烟囱中上冲，带动发电机发电。这种发电站利用的能源是______________能。这种发电站________(填“能”或“不能”)将获得的能量完全转化为电能。这种发电方式与火力发电相比优点是_________________(写出一条即可)。太阳(光)不能清洁(经济等)高频点2　做功改变物体的内能
★例2　(2016·莆田)如图所示是古人锻造铁器的过程，关于改变物体内能的方式，下列说法中正确的是( )CA．加热和锻打属于热传递，淬火属于做功
B．加热属于热传递，锻打和淬火属于做功
C．加热和淬火属于热传递，锻打属于做功
D．加热和淬火属于做功，锻打属于热传递★2．(2015·聊城)如图所示实验，在橡胶塞受到水蒸气的压力而冲出的过程中，以下说法正确的是 ( )DA．试管口出现的“白雾”是气体
B．水蒸气对外做功，内能增加
C．水蒸气的温度升高
D．这个实验基本展示了蒸汽机的工作原理高频点3　能量的转化与守恒
★例3　物理兴趣小组的同学用图甲所示的装置来提升重物M，图乙是物体上升过程某段时间内的s－t图线，已知物体重为1N，闭合开关后，在2.4s～2.8s这段时间内，电流表和电压表的示数分别为0.2A和4V，则2.4s～2.8s这段时间内该装置提升重物做的有用功为 ________J，它的效率是________%。0.262.53．(2016·枣庄)太阳能是人类优先开发和利用的新能源之一，关于太阳能的利用，下列说法正确的是( )AA．图甲中，绿色植物通过光合作用将太阳能转化为
化学能
B．图乙中，太阳能热水器通过做功方式将太阳能转
化为水的内能C．图丙中，太阳能交通信号灯将太阳能直接转化为
信号灯的光能
D．图丁中，首架环球航行的太阳能飞机将太阳能直
接转化为飞机的机械能
【提醒】解决此题的关键是知道乒乓球上升的过程中，水的重心不断降低。
★例4　(2016·滨州)把一乒乓球压入盛有水的烧杯底部(如图所示)，松手后，乒乓球上升至水面最后漂浮在水面上。乒乓球在上升的过程中，它的机械能不断增加。下列关于乒乓球机械能来源的说法中正确的
是 ( )
A．是由水的内能转化来的
B．是由水的重力势能转化来的
C．是由乒乓球的内能转化来的
D．是由乒乓球的化学能转化来的B
★例5　(2015·嘉兴、舟山)2015年3月，全球最大的太阳能飞机“阳光动力2号”(如图所示)开始首次环球航行，途径我国重庆和南京两个城市，此行的重要目的是传播新能源理念。
(1)该机白天飞行时，利用高
效太阳能电池板将电磁能(太
阳能)转化成____能；夜间飞
行时，利用其超轻薄锂离子
电池储备的_______能转化成
电能，首次实现昼夜飞行而不耗费一滴燃油。电化学(2)该机从重庆飞往南京的航程约为1260千米。用时17.5小时，则它的飞行速度为多少千米/小时？
(3)为降低飞行时的能量消耗，该机选用新型轻质材料。取面积为1平方米、厚度为1毫米的新型材料，测得其质量为250克，则该材料的密度为多少？
(4)该机计划从南京起飞后直飞美国夏威夷。是此次环球航行中最具挑战性的一段航程，飞行时间长达120小时。飞行过程中依靠平均功率为10千瓦的电动机提供动力，其消耗的能量全部由电池板吸收的太阳能提供，则此段航行中至少需要吸收多少太阳能？(太阳能电池板的转化效率约为30%)【答案】(2)72千米/时　(3)0.25×103千克/米3(4)1.44×1010焦
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1．(2016·随州)如图(a)所示，把凉牛奶放在热水里加热，经过一段较长时间，它们的温度随时间变化的图像如图(b)所示，下列说法正确的是 ( )
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
A．甲是牛奶温度变化图像
B．水和牛奶最后温度相同
C．水的温度变化比牛奶大
D．牛奶温度变化比水慢B第1题图2．(2016·沈阳)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 ( )CA．图甲，厚玻璃筒内的空气被压缩时，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了塞子冲出时，水蒸
气的内能减少第2题图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3.(2015·北京)在下列实例中，用做功的方式来改变物体内能的是 ( )
A.用热水袋暖手，手温度升高
B.将冰块放入饮料中，饮料的温度降低
C.在炉子上烧水，水的温度升高
D.用手反复弯折铁丝，弯折处铁丝的温度升高D4．(2016·宿迁)如图，给试管里的水加热，水沸腾后，水蒸气推动橡皮塞冲出试管口，这个过程与四冲程汽油机的哪一个冲程中的能量转化是相同的 ( )
A．吸气冲程
B．压缩冲程
C．做功冲程
D．排气冲程C第4题图5．(2016·南昌)汽油机在做功冲程中，高温气体迅速膨胀而做功，此时气体的温度和内能的变化情况是 ( )
A．温度降低，内能增大 B．温度不变，内能不变
C．温度升高，内能增大 D．温度降低，内能减小D★6．冲击钻是一种打孔的工具。工作时，钻头在电动机带动下不断地冲击墙壁打出圆孔(如图所示)。冲击钻在工作的过程中 ( )
A．只有电能和内能的转化
B．只有电能和机械能的转化
C．有电能、机械能和内能的转化
D．没有机械能和内能的转化C第6题图7．(2016·丽水)央视二套“是真的吗”栏目播出：人站在风车下就能让它转动(如图)。原理是人体可以加热周围的空气，热空气密度变小会上升，导致风车转动。
(1)人体加热周围空气，导致风车转动，
其实质是内能转化为 ；
(2)若风车正下方站的人越多，则风车
转动越 。机械能快第7题图★8.(2015·北京)有甲、乙两种不同品牌的保温杯，为了比较这两种品牌的保温杯盛水时的保温效果，小明按照科学探究的程序，明确了具体的探究问题，选择了适当的器材，在控制变量的前提下，在室内进行了实验，得到了一段时间内，甲、乙两种保温杯内水的温度的实验数据，根据数据绘制的图像如图所示。请你根据图像所提供的信息回答以下问题：
第8题图(1)小明探究的问题的自变量是____。(选填选项前的字母)
A．保温杯的品牌　　
B．水冷却的时间　　
C．水的温度
(2)请比较甲、乙两种保温杯的保温效果：____。(选填选项前的字母)
A．甲保温杯的保温效果好
B．乙保温杯的保温效果好
C．甲、乙两种保温杯的保温效果一样好
(3)请估计实验过程中第5小时的室温：____℃。AB209．(2016·杭州)小金看到工人为水平广场换新的地砖，他发现地砖已经被太阳晒得很热。这引起了他的兴趣：地砖经过一整天的暴晒，温度能达到多高？这么多地砖对广场地面会产生多大的压强？他发现地砖包装盒上印着砖的规格为50cm×50cm×4cm；每块质量为30kg；密度为3×103kg/m3。小金用红外线温度计测得一天内，砖的最高温度为52℃，最低温度为22℃。[g＝10N/kg；砖的比热为900J/(kg·℃)]根据上述数据，回答下列问题：
(1)广场受到地砖产生的压强为多大？
(2)一块广场砖的温度从22℃升高到52℃，需要吸收的热量是多少？(3)小金查到，晴天时地球表面每平方米接受到太阳辐射功率大约为1.2×103W。若根据这一数据，实际辐射到这块地砖上的太阳能将远远大于问题(2)的计算结果，由此可得地砖的温度将远远高于52℃。为什么会出现如此大的差异呢？请你作出分析。【答案】(1)设广场上铺有n块砖　
p＝ ＝1.2×103Pa　
(2)Q＝cm(t2－t1)
＝900J/(kg·℃)×30kg×(52℃－22℃)
＝8.1×105J　　(3)砖在吸收热量的同时，还在向大地和空气放出热量。因此砖净吸收的热量远远少于太阳辐射到同样面积的地球表面的热量。