浙教版九年级科学中考复习课件：各种能、能的转化与守恒和能源

课件82张PPT。 各种能、能的转化与
守恒和能源分块讲解一　物体的内能【知识回顾】
物体的内能
(1)物体内部所有做___________的微粒所具有的能,
称为物体的内能,也称为___能。内能是能量的形式
之一,单位也是_____。无规则运动热焦耳(2)内能的特点:_________都具有内能。内能的大小
与_____有关。物体的温度升高,其内能增多;反之,温
度降低,物体内能减少。物体的内能还与_____有关。一切物体温度质量(3)改变内能的两种方式:_____和_______。做功:对
物体做功,可以使物体的内能_____;物体对外做功,其
本身的内能会_____。通过做功改变物体的内能,实质
上是其他形式的能与物体的内能相互转化的过程。热
传递:热能由高温物体(或高温部分)传递给低温物体
(或低温部分),直至温度相等时结束。热传递的实质
是内能(热能)由高温物体(或高温部分)传递给低温物
体(或低温部分),即是能的_________,不是能的转化
过程。做功热传递增加减少转移过程【基础落实】
1.(2016·福州)下列实例中,通过做功方式改变物体
内能的是 ( )
A.阳光晒热棉被　　 B.锯木头时锯条变热
C.用热水袋取暖 D.冷气使房间温度降低B解析　阳光晒热棉被,属于热传递改变物体的内能;锯木头时锯条变热,是因摩擦(克服摩擦力做功)而发热,属于做功改变物体的内能;用热水袋取暖,属于热传递改变物体的内能;冷气使房间温度降低,属于热传递改变物体的内能。2.(2017·舟山)下列各项都能使右图瓶内铁屑内能
增加,其中属于做功的是 ( )
A.不断晃动瓶子
B.用酒精灯加热
C.用手捂瓶子
D.在烈日下照射A解析　不断晃动瓶子,是克服摩擦做功,使其内能增大,故A正确;用酒精灯加热是属于热传递改变物体的内能,故B错误;用手捂瓶子是属于热传递改变物体的内能,故C错误;在烈日下照射是属于热传递改变物体的内能,故D错误;故应选A。3.(2017·绍兴)如图所示是某轿车发动机的四冲程
汽油机的一个工作循环示意图。表示做功冲程的是
( )C解析　A、进气门开启,汽油和空气的混合物流入汽缸,是吸气冲程;不符合题意;
B、两气门都关闭,活塞上行,汽缸容积变小,是压缩冲程,不符合题意;
C、两气门都关闭,活塞下行,汽缸容积变大,是做功冲程,符合题意;
D、排气门开启,气体流出汽缸,是排气冲程;不符合题意。【要点精讲】
要点　改变物体内能的方法和内能的利用
【重要提示】做功改变内能和热传递改变内能的不同,主要是依据是否对物体做了功。同时要理解当外界对物体做功时,物体的内能增大;当物体对外界做功时,物体的内能就会减少。燃料燃烧,将化学能转化为内能,气体膨胀对软木塞做功;在汽油机的做功冲程中,气体对外做功;通过内能的利用将气体膨胀做功和做功冲程中的能量转化相联系。【例1】(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。(1)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。?
(2)实验时若发现点火装置不能工作,可用火柴替代放电针。为了点燃圆筒内的火柴,可用________会聚太阳光使其燃着。?解析　(1)将适量的汽油喷入筒内,用软木塞塞住筒口,摇动起电机;当放电针放电时,汽油燃烧,圆筒内气体的内能增加,气体对软木塞做功,软木塞被高温高压的气体冲出,而汽油机的做功冲程对外做功,因此该实验可模拟四冲程汽油机工作时的做功冲程。(2)因为凸透镜、凹面镜对光线有会聚作用,所以为了点燃圆筒内的火柴,可用凸透镜或凹面镜会聚太阳光使其燃着。
答案　(1)冲出　做功　(2)凸透镜或凹面镜【变式训练1】(2017·黄冈)如图甲所示,在一个配有活塞的玻璃筒内放一团硝化棉,用力下压活塞,硝化棉被点燃:
(1)这是通过________的方式使玻璃筒内空气的内能________(选填“增大”或“减小”)。?(2)请在图乙中画出活塞下行过程中受到的摩擦力的示意图(力的作用点画在O点)。解析　(1)迅速向下压活塞,活塞会压缩空气做功,使空气的内能增加,温度升高,当温度达到硝化棉的燃点时,硝化棉就会燃烧,通过此实验可说明做功可以改变物体的内能。(2)活塞竖直向下运动,摩擦力的方向和活塞运动方向相反,竖直向上,作出摩擦力示意图如图所示。
答案　(1)做功　增大　(2)如图所示【例2】(2017·杭州)如图,汽油机处于工作过程中的某个冲程,对此冲程下列叙述正确的是 (　　)
A.压缩冲程,机械能转化为内能
B.压缩冲程,内能转化为机械能
C.做功冲程,机械能转化为内能
D.做功冲程,内能转化为机械能解析　如图,进气门和排气门都是关闭的,活塞上行,可以判断是压缩冲程,在压缩冲程中机械能转化为内能,故A正确,B、C、D错。
答案　A【变式训练2】(2017·临沂)关于如图所示实验的说法,错误的是 (　　)
A.试管口出现的白雾是液化的结果
B.该实验基本能反映热机的工作原理
C.木塞冲出的过程机械能转化为内能
D.该实验可以说明做功能改变物体的内能解析　A.试管口出现的白雾是由于蒸气对活塞做功,内能减少,温度降低,水蒸气液化的结果,故A正确。
B.该实验蒸汽推动软木塞做功,内能转化为机械能,所以该实验基本能反映热机的工作原理,故B正确。
C.木塞冲出的过程内能转化为机械能,故C错误,符合题意。D.蒸汽推动软木塞做功,内能减少,故该实验可以说明做功能改变物体的内能,D正确。
答案　C分块讲解二　热量和热值【知识回顾】
热量和热值
(1)热量:热传递过程中,传递___________叫做热量
(用Q表示),热量可以用来量度内能的变化,与功和
能的单位一样,热量的单位也是焦耳。能量的多少(2)比热容:_________的某种物质,温度升高(或降
低)1 ℃时吸收(或放出)的_____,称为该物质的比
热容,单位为J/(kg·℃),符号为c。水的比热容为
4.2×103 J/(kg·℃)。单位质量热量(3)计算公式:Q=cm(t-t0)=______。
(4)燃料的热值:1千克某种燃料_________时放出的热
量,叫做这种燃料的热值,单位是J/kg,符号为q。计算
公式:Q=mq,燃料燃烧是物质剧烈氧化的过程,该过程
可以放出大量的热量。从能量的转化看,燃料燃烧释
放热量的过程就是将贮存在燃料中的化学能转化为内
能的过程。cmΔt完全燃烧【基础落实】
1.(2016·邵阳)烈日炎炎的夏季,白天海滩上的沙子
热得烫脚,海水却很凉爽;傍晚,沙子很快凉了,但海水
却仍然暖暖的。同样的日照条件下,沙子和海水的温
度不一样的原因是 ( )
A.沙子的密度比海水的密度大
B.沙子的比热容比海水的比热容大
C.沙子的比热容比海水的比热容小
D.沙子的质量比海水小C解析　海水比沙子的比热容大,因此,相同质量的海水和沙子,在吸收相同的热量时,沙子温度高,海水温度低,故C符合题意。2.(2017·杭州)将一高温物体与一低温物体接触达到
相同温度(两物体与外界没有热量交换),则有 ( )
A.高温物体放出的热量一定大于低温物体吸收的热量
B.高温物体放出的热量一定等于低温物体吸收的热量
C.高温物体降低的温度一定大于低温物体升高的温度
D.高温物体降低的温度一定等于低温物体升高的温度B解析　将一高温物体与一低温物体接触达到相同温度,由于不知它们的初始温度,故无法判定温度的高低,故CD错误;高温物体放出热量,低温物体吸收热量,放出的热量等于吸收的热量,故B正确,A错误。【要点精讲】
要点　热量和比热容
【重要提示】比热容是物质本身的一种特性,物理学规定,单位质量的某种物质,温度升高(或降低)1 ℃所吸收(或放出)的热量为该物体的比热容。水的比热容大,在吸收和放出相同热量时,与同质量的其他物质相比,其温度变化小。【例】(2017·益阳)如表列举了部分物质的比热容。我国北方楼房中的“暖气”用水作为介质,把燃料燃烧产生的热量带到房屋中供人们取暖,这是利用了水的________的性质;现有2 kg的煤油吸收了4.2×104 J的热量后,它的温度将变化________℃。?解析　因为水的比热容大,相同质量的水和其他物质
比较,降低相同的温度时,水放出的热量多,所以暖气
装置中用水来供热;查表可知,煤油的比热容为2.1×
103 J/(kg·℃),根据Q吸=cmΔt可得,煤油升高的温
度:Δt= =10 ℃。
答案　比热容大　10【变式训练】(2017·自贡)关于物质的比热容,下列说法中正确的是 (　　)
A.比热容是物质的一种属性,只和物质的种类有关
B.同种物质质量越大比热容就越大
C.因为水的比热容较大所以比较适合做冷却剂
D.物质的状态发生变化时其比热容一般不变解析　比热容是物质的一种特性,与物体质量、温度
高低、吸放热多少都没有关系;比热容是反映不同物
质吸放热能力强弱的一个物理量。A、比热容与物质
的种类、状态有关,故A错误;B、比热容是物质的一
种特性,和物体质量的大小没有关系,故B错误;C、水
的比热容最大,和其他物质比较,降低相同温度吸收热
量多,所以汽车散热器常用水作为冷却剂,故C正确;D、比热容与物质的种类、状态有关,种类不同,状态不同,比热容一般不同,故D错误。故选C。
答案　C分块讲解三　核能及能量守恒定律【知识回顾】
1.核能及获得方式
(1)原子核发生变化时释放出的巨大能量叫做核能。
获得核能的两条途径是_________和_________。重核
裂变指的是:质量较大的原子核在中子轰击下分裂成
2个新原子核,并释放出能量的过程。如果核裂变产生
的中子继续轰击其他原子核,使其他原子核发生分裂,
放出能量,再产生新的中子,轰击其他原子核,这样就重核裂变轻核聚变导致一系列原子核持续裂变,释放出大量核能。这种裂变自行持续下去的现象叫做链式反应。应用:核电站。核电站的能量转化为:核能→内能→机械能→电能。轻核聚变:使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。质量相同的核材料,聚变反应释放的核能比裂变反应释放的核能要多得多。(2)放射线:原子核的裂变和聚变都会产生一些放射性物质,这些物质的原子核内部会向外辐射出肉眼看不见的、高能量的射线,如α射线、β射线、γ射线。2.能量守恒定律
(1)能量转化与转移的普遍性。
(2)能量守恒定律的内容:能量既不会_____,也不会
_____,它只会从一种形式转化为另一种形式,或者从
一个物体转移到另一个物体,而在转化或转移的过程
中,能的总量_________。消灭创生保持不变(3)能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定律之一,无论是机械运动还是生命运动,无论是宇宙天体还是微观粒子,都遵循这个规律。能量的转移和转化具有一定的方向性。【基础落实】
1.核电站利用核能发电,它的核心设备是核反应堆。
下列说法错误的是 ( )
A.目前核电站都是通过聚变反应来利用核能
B.核反应堆中发生的链式反应是可以控制的
C.原子核分裂或聚合时释放出核能
D.核能是一种不可再生的能源A解析　核电站主要是利用核裂变的可控链式反应来发电的。核电站的核反应堆是利用可控的核裂变反应释放核能的设备。核能是指重核裂变或轻核发生聚变时释放出的能量。核能会越用越少,不可能在短期内从自然界得到补充,所以它们属于不可再生能源。故只有A说法错误,符合题意。2.(2017·金华)下列关于“热与能”的表述中正确
的是 ( )
A.物体在吸热过程中,其温度一定升高
B.在搓手取暖过程中,内能转化为机械能
C.水常被用作冷却剂,是因为水的比热容大
D.铁块在煅烧过程中,其内能从零开始增加C解析　A、物体在吸热过程中,其温度可能升高可能不变,如晶体在熔化过程中,尽管吸热,但是温度不变;B、人们搓手取暖,消耗了机械能,得到了内能,是机械能转化为内能的过程;C、水常被用作冷却剂,是因为水的比热容大,质量相同的水和其他液体相比较,升高相同的温度时,吸收的热量多;D、任何物体都具有内能,故铁块在煅烧过程中,其内能不是从零开始增加的。故选C。【要点精讲】
要点　各种能的相互转化
【重要提示】内能、电能、机械能等各种能量的转化
与转移是有方向性的。能量转化的过程都是有规律可
循的。在平常的学习中注意总结归纳是解决这一类问
题的关键,要结合生活经验分析。例如:燃料燃烧都是
将化学能转化为内能,风能和太阳能都是清洁能源,且
能量取之不尽、用之不竭。地球上的能量都是直接或
间接来自于太阳能等。能够巧妙地设计利用是关键。【例】(2017·通辽)如图是“长征六号”运载发射场景,它首次采用了我国最新研制的大推力液氧煤油发动机。下列说法正确的是(　　)A.煤油燃烧得越充分,其热值就越大
B.燃气对火箭做功,燃气的内能会增加
C.高温高压的燃气推动火箭升空把内能转化成机械能
D.使用煤油作燃料,是因为它是可再生能源解析　热值是燃料的一种特性,它只与燃料的种类有关,所以煤油燃烧过程中,其热值大小不变,故A错误;燃气对火箭做功,内能转化为机械能,燃气的内能会减小,故B错误;燃气对火箭做功,内能转化为机械能,故C正确;煤油从石油中提炼出来,所以煤油是不可再生能源,故D错误;故应选C。
答案　C【变式训练】(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______________。?
答案　(1)水　(2)核裂变分块讲解四　综合提升
【综合运用】
能量转化和守恒定律的应用
【重要提示】考查能量转化和守恒定律的应用,“研究摩擦做功和产生热量的关系”的实验设计的实验目的、实验步骤等知识,从题目的求解中不难看出,此类题综合性强、难度较大。解题时学生应具有较强的识图、分析、归纳能力,体现了学以致用思想。【例】(2017·衢州)大家都知道:“摩擦生热”,那摩
擦做功与生热之间存在怎样的关系?
焦耳等科学家运用多种方法、不同实验,测出做功(W)
和做功产生的热(Q)两者之间的比值关系。其中最经
典的是1847年焦耳设计的桨叶轮实验:如图甲,在一个
装满水的绝热桶里放入铜制的翼轮,多次用下落的重
物带动翼轮上的叶片转动,转动的叶片与水摩擦,产生
的热使水的温度升高。焦耳通过测量________和重物下落的距离,计算出重物做的功,即翼轮克服水的摩擦所做的功(W);测量绝热桶中水升高的温度,从而计算出水吸收的热(Q)。?(1)焦耳做这个实验的目的是_________________。?
(2)小柯利用刻度尺、温度计、天平、双层真空平底圆柱体保温杯、水等器材,粗略测定做功和做功产生的热之间的比值关系。具体方案是:
①用刻度尺测量空保温杯内部高度,记为h杯。
②用天平称量一定质量的水,记为m水,用温度计测出水的温度,记为t1。③将水倒入保温杯中,测量杯中水的高度,记为h水。计
算出h杯-h水,这也就是杯中水下落的高度。
④在保温杯盖子上安装一支分度值为0.1 ℃的温度计
(连接处密闭绝热),盖紧保温杯,如图乙。
⑤____________________________________(填写操
作),计算出水的重力所做的功(W)。?
⑥测出杯中水的温度,记为t2,计算出水吸收的热(Q)。
⑦根据⑤、⑥数据,得出两者的比值关系。解析　根据W=Gh知要计算出重物做的功,需要测量所挂物体的重力G和重物下落的距离h;
(1)由题意知焦耳做这个实验的目的是研究摩擦做功和产生热量的关系。
(2)要粗略测量做功和做功产生的热之间的比值关系,具体方案是:
①用刻度尺测量空保温杯内部高度,记为h杯。②用天平称量一定质量的水,记为m水,用温度计测出水的温度,记为t1。
③将水倒入保温杯中,测量杯中水的高度,记为h水。计算出h杯-h水,这也就是杯中水下落的高度。
④在保温杯盖子上安装一支分度值为0.1 ℃的温度计(连接处密闭绝热),盖紧保温杯,如图乙。
⑤将保温杯慢慢上下翻转多次(n次),根据W=Gh=nm水g(h杯-h水),算出水的重力所做的功W。⑥测出杯中水的温度,记为t2,计算出水吸收的热(Q)。
⑦根据⑤、⑥数据,得出两者的比值关系。
答案　所挂重物的重力　(1)研究摩擦做功和产生热量的关系　(2)将保温杯慢慢上下翻转多次(n次)。【变式训练】(2015·金华)阅读下列材料,回答相关
问题:
材料一:氢气作为未来理想能源的优点:来源广泛,可
以由水制得;燃烧的热值高,大约是汽油热值的二倍;
最突出的优点是燃烧产物是水,不污染环境;燃烧生成
的水还可继续制氢,反复循环使用。氢能源的开发主
要有两种:一是电解水的方法,但消耗电量太多,成本
高,不经济,不能大规模地制取氢气。第二种方法,也是最理想的制氢方法是寻找合适的光分解催化剂,使水在太阳光的照射下分解产生氢气。材料二:太阳能具有总量巨大、安全经济、清洁无污染等优点。人类利用太阳能有三大技术领域,即光热转换、光电转换和光化转换。光电转换就是太阳能电池把太阳能直接转换成电能;光化转换包括:光合作用、光电化学作用、光敏化学作用及光分解反应,目前该技术领域尚处在实验研究阶段。材料三:太阳能可以就地开发利用,不存在运输问题,尤其对交通不发达的农村、海岛和边远地区更具有利用的价值。如图是某海岛上一村民建在房顶上的分布式光伏电站,它属于家用并网型太阳能发电系统,发电功率为2 kW,该电站发的电,满足自家使用后,多余的并入电网。(1)①水分解产生氢气的过程属于________变化。?
②自然界最普遍的光化转换发生在植物体上,植物体实现光化转换的主要器官是________。?
③该并网型太阳能发电系统光照6小时能发电________千瓦时。?(2)对于氢能源和太阳能的开发,你认为以下课题中具有研究价值的是________。(填字母编号)?
①寻找直接从空气中分离氢气的方法,节约制氢成本
②寻找合适的催化剂,使水在太阳光的照射下分解产生氢气
③寻找制作太阳能电池的新型材料,提高光电转换效率(3)面对“能源危机”和“环境问题”,从自身出发,谈谈在日常生活中你该怎么做。请写出一项具体做法。解析　(1)③由题意知太阳能发电系统发电功率为2 kW,光照6小时能发电:W=Pt=2 kW×6 h=12 kW·h。
答案　(1)①化学　②叶　③12　(2)②③
(3)合理即可【实验探究】
控制变量法与探究性实验,能量转化与守恒定律
【重要提示】探究型实验综合题。考查了实验工具的选择、能量的转化及实验数据的分析,有一定的难度。【例】(2017·温州)根据能量转化与守恒定律,在与外界没有热传递的条件下,物体内能的增加量与外界对物体做功多少相等。为了验证此规律,某兴趣小组设计了如图所示的实验:在容器里装一定质量的水,中间装上带有叶片的转轴,转轴上绕上绳子,绳子另一端通过滑轮与一重物相连;当重物下降时,绳子拉动转轴转动,带动叶片旋转,使容器里的水温度升高,结合水的比热计算出水增加的内能,以此验证水的内能增加量与重物的重力做功多少是否相等。(1)为了完成此实验,除已提供测质量的电子天平外,还需要的测量工具有:________。?
(2)兴趣小组在实验过程中发现,水内能的增加量小于重物做功的大小,请写出造成这种现象的一种原因:
_______________________________________。?(3)改进实验后,获得了如下数据,规律得到验证。若使容器内相同质量水的温度升高2.5 ℃,则25 kg的重物需下降________m。?解析　(1)实验中应需要用刻度尺测量重物下降的高度、用温度计测出水升高的温度。
(2)在实验的过程中,由于滑轮存在摩擦、液体会散热等情况,使得水内能的增加量小于重物做功的大小。(3)由第2次实验可知:20 kg的重物下降10 m,升高的
温度为1 ℃,则1 kg的重物下降1 m,升高的温度为
;使容器内相同质量水的温度升高2.5 ℃,
则需要下降的高度为:h= =20 m。
答案　(1)刻度尺、温度计　(2)滑轮存在摩擦　(3)20【易错警示】
【例】(2016·内江)以下四幅图中,关于能量转化说法错误的是 (　　)A.图甲所示,过山车向下运动时是重力势能转化为动能
B.图乙所示,水电站将水的机械能转化为电能
C.图丙所示,自行车运动员奋力蹬车时,人体内的一部分化学能转化为动能
D.图丁所示,汽车在刹车过程中,刹车片会发热,将内能转化为动能解析　A.图甲所示,过山车向下运动时高度减小,速度增大,是重力势能转化为动能,故A正确;B.图乙所示,水力发电,将机械能转化为电能,故B正确;C.图丙所示,自行车运动员奋力蹬车时,人体内的一部分化学能转化为动能,故C正确;D.图丁所示,汽车在刹车过程中,刹车片会发热,将动能转化为内能,故D错误。错解原因　各种能量的变化、能量转化的过程中的规律的总结归纳,学生在平常的学习中往往较难掌握,这就容易使学生在解此类题时出错。
答案　D