第八讲 热学
一、溶化和凝固
?知道熔化和凝固在生活中的现象；?会画晶体熔化图像；?知道晶体熔化和凝固过程的特点；
?知道晶体与非晶体的区别；?知道熔点、凝固点的物理意义，知道冰的熔点为0℃。
二、汽化与液化
?知道蒸发、沸腾的物理定义；?知道影响蒸发快慢的因素和蒸发的制冷作用；?知道液体沸腾过程中的特点； ?知道沸点的含义；?知道蒸发和沸腾的区别；?知道液化的概念与方法，知道液化的不同方式。
三、内能
?知道克服摩擦做功可以改变物体的内能；?知道做功和热传递是改变内能的两种途径；?知道温度、热量、内能之间的关系；?知道内能与化学能、生物能等如何转化。
四、能量的转化与守恒
?知道能量守恒定律；?举例说出能量的转化与传递有一定的方向性；?知道能量转化效率大小的原因。
五、核能的利用
?知道裂变和链式反应；?知道聚变和热核反应；?知道放射性及其应用；?知道核电站是利用核裂变的原理来工作的。
一、溶化与凝固
1.溶化
（1）物质从固态变为液态的过程叫熔化；晶体熔化时的温度叫熔点。
（2）熔化过程的特点：物质熔化时要吸收热量；对晶体来说，溶化时固、液共存，物质温度不变。
（3）晶体熔化的条件：1）温度达到熔点，2）继续吸热。
2.凝固
（1）物质从液态变为固态的过程叫凝固，熔化和凝固是可逆的两各物态变化过程。
（2）凝固过程的特点：固、液共存，物质凝固时要放出热量，温度不变。
（3）凝固点：晶体凝固时的温度叫凝固点，同种物质的熔点、凝固点相同。
（4）凝固的条件：1）达到凝固点，2）继续放热。
3.晶体和非晶体：固体可分为警惕和非晶体。
（1）晶体：熔化时有固定熔点的物质；非晶体：熔化时没有固定熔点的物质。
（2）晶体和非晶体的根本区别是：晶体有熔点（熔化时温度不变继续吸热），非晶体没有熔点（熔化时温度升高，继续吸热）。
二、汽化与液化
1.气化：物质从液态变为气态的过程叫汽化；汽化有两种形式，分别是沸腾和蒸发。
(1)蒸发在任何温度下都可以发生，是指在液体表面发生的缓慢的汽化现象。
蒸发的快慢与液体温度（温度越高蒸发越快-夏天洒在房间的水比冬天干的快；在太阳下晾晒衣服干的快等）、液体表面积的大小（表面积越大，蒸发越快-凉衣服时要把衣服撑开、把地下积水扫开等）和液体表面空气流动的快慢（空气流动越快，蒸发越快，如凉衣服要凉在通风处）有关。
(2)沸腾：在一定温度下，在液体表面和内部同时发生的剧烈的汽化现象。
1）沸点：液体沸腾时的温度叫沸点，不同液体的沸点一般不同；液体的沸点与压强有关，压强越大沸点越高（高压锅煮饭）。21*cnjy*com
2）液体沸腾的条件：温度达到沸点，还要继续吸热。
（3）沸腾和蒸发的区别与联系：第一、它们都是汽化现象，都吸收热量；第二、沸腾只在沸点时才进行，蒸发在任何温度下都能进行；第三、沸腾在液体内、外同时发生，蒸发只在液体表面进行；第四、沸腾比蒸发剧烈。
（4）蒸发可致冷：夏天在房间洒水降温，人出汗降温，发烧时在皮肤上涂酒精降温。不同物体蒸发快慢不同。
（5）汽化时能量的传递：汽化时要吸热。
2.液化：物质从气态变为液态的过程叫液化。汽化和液化是互为可逆的过程。
（1）液化的方法：（1）降低温度；（2）压缩体积（增大压强，提高沸点）如：氢的储存和运输、液化气。
（2）液化时能量的传递：物质液化时要放热。
三、内能 ?
1.内能：物体内部所有分子热运动的动能与分子势能的总和，叫做物体的内能。
(1)分子动能：分子在永不停息地做着无规则的热运动。物体内大量分子做无规则热运动所具有的能量称为分子动能。物体的温度越高，分子运动得越快，它们的动能越大。同一个物体（物态不变），温度越高，内能越大。
（2）由于分子之间具有一定的距离，也具有一定的作用力，因而分子具有势能，称为分子势能。分子间距发生变化时，物体的体积也会变，其内能会发生变化。所以分子势能与物体的体积有关。
（3）物体内能的大小：物体的内能与物体的质量、温度、体积及物态有关。
一切物体中的分子都在做永不停息的做无规则运动，分子间都有分子力的作用，无论物体处于何种状态，是何形状与体积、温度是高是低都是如此。因此，一切物体在任何情况下都具有内能。
2.内能的改变：改变物体内能的方法有热传递和做功；热传递是能量的转移，做功是能量的转化。这两种方法对改变物体内能是等效的。
1）做功：外界对物体做功，物体的内能会增大（例如：摩擦生热）；物体对外做功，物体内能会减小（例如：通过活塞向盛有水的烧瓶里打气，当活塞从瓶口跳起时，烧瓶中出现“白雾”）。实质：能量从一种形式的能（其它形式的能）转化为另一种形式的能（内能）。
2）热传递：只要物体之间或同一物体的不同部分间存在着温度差，就会发生热传递，直到温度变得相同(即没有温度差)为止。物体吸收热量，内能增加；物体放出热量，内能减小。
3.热量（Q）：在热传递过程中，传递能量的多少叫做热量；在国际单位制中，热量单位是焦耳，符号是J。
4.内能与机械能是两种不同形式的能量，它们之间是可以相互转化的。整个物体可以处于静止状态，没有动能；整个物体也可以处于相对高度为零的位置而没有势能，但它一定具有内能。物体可以同时具有内能和机械能。
5．热量、温度和内能：“热量不能含、温度不能传、内能不能算”。
1）热量是一个过程量，只有发生了热传递过程，有了内能的转移，才能讨论热量问题。所以物体本身没有热量，不能说某个物体具有多少热量，更不能比较两个物体热量的大小。
2）内能是一个状态量，但是它具有不可测量性，所以不能说物体具有多少的内能。
3）在热传递过程中，热量从高温物体传到低温物体，而不能说将高温物体的温度传递给了低温物体。
四、能量的转化与守恒 ?
1.能量守恒定律：能量既不会消灭，也不会创生，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，而在转化和转移过程中，能量的总量保持不变。
2．能量守恒定律是自然界最重要、最普遍的基本定律。大到天体，小到原子核，也无论是物理学问题还是化学、生物学、地理学、天文学的问题，所有能量转化的过程，都遵从能量守恒定律。
四、核能的利用 ?
1.原子、原子核的组成
（1）分子由原子构成，原子由原子核和核外电子构成，其中原子核带正电，核外电子带负电。
（2）原子由原子核和核外绕核旋转的电子构成，原子核由质子和中子组成，质子带正电荷，其电荷量跟电子的电荷量相等，中子不带电，整个原子不显电性。质子的质量比电子大得多，质子和中子的质量几乎相同，二者在一起构成非常小的原子核，就像几颗豆粒挤在原子这个大广场的中央。
2.核能
（1）质子、中子依靠强大的核力紧密的结合在一起，因此原子核十分牢固，要使它们分裂或结合是极其困难的。但是，一旦质量较大的原子核发生分裂或质量较小的原子核相互结合，就有可能释放出惊人的能量，这就是核能。
（2）核能属于一次能源，也属于新能源，释放核能的方式有两种：核裂变和核聚变。
考点一：融化与凝固
1.物质从固态变为液态的过程叫熔化；晶体熔化时的温度叫熔点。熔化过程的特点：物质熔化时要吸收热量；对晶体来说，溶化时固、液共存，物质温度不变。晶体熔化的条件：1）温度达到熔点，2）继续吸热。
2.物质从液态变为固态的过程叫凝固，熔化和凝固是可逆的两各物态变化过程。凝固过程的特点：固、液共存，物质凝固时要放出热量，温度不变。凝固点：晶体凝固时的温度叫凝固点，同种物质的熔点、凝固点相同。凝固的条件：1）达到凝固点，2）继续放热。
【典例】（2018?宁波）如图是某网友在四月拍摄的某地雪景：积雪初融后，在某停车场上出现了一个个“雪馒头”，甚为奇特。雪堆正下方是方形地砖，每块方形地砖周围是条形砖。气象专家调研发现：四周条形砖比中间方形地砖具有更好的导热性和渗水性。关于形成“雪馒头”景观的解释肯定不合理的是（ ）
A．空气温度较低是“雪馒头”得以保留的原因之一
B．方形地砖导热性差是形成“雪馒头”景观的原因之一
C．太阳辐射导致条形砖上方的雪比方形地砖上方的雪更易熔化
D．地表热量易通过条形砖及四周缝隙传递，使条形砖上的雪更易熔化
【分析】热量可以从高温物体传向低温物体，或从同一物体的高温部分传向低温部分，所以想发生热传递，即必须存在温度差。
【解答】解：
A、“雪馒头”是固态积雪，空气温度较低，低于雪的熔点，积雪长时间不能熔化，才会出现这一现象，故A正确；
B、方形地砖导热性差，使得地面温度不同，温度较高处积雪熔化，形成“雪馒头”现象，故B正确；
C、太阳对条形砖和方形地砖的辐射相同，故C错误；
D、地表热量易通过条形砖及四周缝隙传递，使条形砖温度较高，积雪更易熔化，故D正确；
故选：C。
考点二：汽化与液化
1.气化：物质从液态变为气态的过程叫汽化；汽化有两种形式，分别是沸腾和蒸发。
(1)蒸发在任何温度下都可以发生，是指在液体表面发生的缓慢的汽化现象。蒸发的快慢与液体温度（温度越高蒸发越快-夏天洒在房间的水比冬天干的快；在太阳下晾晒衣服干的快等）、液体表面积的大小（表面积越大，蒸发越快-凉衣服时要把衣服撑开、把地下积水扫开等）和液体表面空气流动的快慢（空气流动越快，蒸发越快，如凉衣服要凉在通风处）有关。21教育名师原创作品
(2)沸腾：在一定温度下，在液体表面和内部同时发生的剧烈的汽化现象。沸点：液体沸腾时的温度叫沸点，不同液体的沸点一般不同；液体的沸点与压强有关，压强越大沸点越高（高压锅煮饭）。液体沸腾的条件：温度达到沸点，还要继续吸热。
（3）沸腾和蒸发的区别与联系：第一、它们都是汽化现象，都吸收热量；第二、沸腾只在沸点时才进行，蒸发在任何温度下都能进行；第三、沸腾在液体内、外同时发生，蒸发只在液体表面进行；第四、沸腾比蒸发剧烈。
（4）蒸发可致冷：夏天在房间洒水降温，人出汗降温，发烧时在皮肤上涂酒精降温。不同物体蒸发快慢不同。
（5）汽化时能量的传递：汽化时要吸热。
2.液化：物质从气态变为液态的过程叫液化。汽化和液化是互为可逆的过程。
（1）液化的方法：（1）降低温度；（2）压缩体积（增大压强，提高沸点）如：氢的储存和运输、液化气。
（2）液化时能量的传递：物质液化时要放热。
【典例】（2018秋?荔湾区校级期中）如图所示，烧杯中有水，水中倒扣着一玻璃瓶，瓶内水面比烧杯内水面低，当烧杯中听水被加热到一定温度时（ ）
A．烧杯和瓶内的水可能都会沸腾
B．烧杯中的水可能会沸腾，瓶内的水一定不会沸腾
C．烧杯中的水一定不会沸腾
D．烧杯和瓶内的水一定都不会沸腾
【分析】液体沸腾的条件：达到沸点，不断吸收热量。
液体的沸点跟气压有关，气压越高，沸点越高。
【解答】解：烧杯中有水，水中倒扣着一玻璃瓶，瓶内水面比烧杯内水面低，玻璃瓶内的压强大于外界压强。
烧杯内的水在一定气压下，达到水的沸点，还能不断吸收热量，能沸腾。
玻璃瓶内的气压高，水的沸点高，玻璃瓶内的水要从烧杯中的水吸收热量，玻璃瓶内的水最高达到烧杯内水的沸点，不能达到玻璃瓶内水的沸点，玻璃瓶内的水一定不能沸腾。
故选：B。
考点三：内能
1.内能：物体内部所有分子热运动的动能与分子势能的总和，叫做物体的内能。物体内能的大小：物体的内能与物体的质量、温度、体积及物态有关。一切物体中的分子都在做永不停息的做无规则运动，分子间都有分子力的作用，无论物体处于何种状态，是何形状与体积、温度是高是低都是如此。因此，一切物体在任何情况下都具有内能。
2.内能的改变：改变物体内能的方法有热传递和做功；热传递是能量的转移，做功是能量的转化。这两种方法对改变物体内能是等效的。做功：外界对物体做功，物体的内能会增大（例如：摩擦生热）；物体对外做功，物体内能会减小（例如：通过活塞向盛有水的烧瓶里打气，当活塞从瓶口跳起时，烧瓶中出现“白雾”）。实质：能量从一种形式的能（其它形式的能）转化为另一种形式的能（内能）。热传递：只要物体之间或同一物体的不同部分间存在着温度差，就会发生热传递，直到温度变得相同(即没有温度差)为止。物体吸收热量，内能增加；物体放出热量，内能减小。
【典例】（2017秋?西湖区校级期末）如图所示，在空塑料瓶内滴一滴酒精，用装有气门芯的橡皮塞塞紧瓶口，再用打气筒通过气门芯向瓶内打气。当气压达到足够大时，塞子从瓶口冲出，且原来透明的瓶内充满了白雾。则下列说法正确的是（ ）
A．该实验中只有气体对外界做功
B．被封闭气体的内能始终是减少的
C．手接触打气筒感觉到烫，说明做功改变手的内能
D．白雾的形成是因为瓶内气体内能减小，温度降低
【分析】改变物体内能的两种方法：做功、热传递。对物体做功（例如克服摩擦做功、压缩气体做功、弯折铁丝做功等）物体的内能增加、温度升高；物体对外做功（气体膨胀做功），物体的内能减少、温度降低。
【解答】解：
AB、此实验有两个能量的转化过程：向瓶内打气过程，压缩瓶内气体做功，使瓶内气体内能增加、温度升高；瓶塞冲出，气体对外做功，将内能转化为机械能，气体的内能减少；故AB错误；
C、手接触打气筒感觉到烫，手吸收热量，是通过热传递的方式改变手的内能；故C错误；
D、橡皮塞冲出时，瓶内气体对瓶塞做功，瓶内气体的内能减少，温度降低，白雾是酒精蒸气遇到冷空气液化成的小液滴；故D正确。
故选：D。
考点四：能量的转化与守恒
能量守恒定律：能量既不会消灭，也不会创生，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，而在转化和转移过程中，能量的总量保持不变。能量守恒定律是自然界最重要、最普遍的基本定律。
【典例】（2018?余杭区一模）两支蜡烛用木棒相连接，设法在其木棒中间插入一枚缝衣针，把针的两端分别放在两个玻璃杯上，将两端同时点燃，发现蜡烛可以绕 针轴上下来回摆动，如图所示。关于此装置，下列说法中正确的是（ ）
A．蜡烛燃烧过程中，化学能只转化为光能
B．该装置的转动，已不能用杠杆平衡来解释
C．只将蜡烛的一端点燃，蜡烛也可以绕针轴上下来回摆动
D．蜡烛转动的动能来源于蜡烛自身的重力对自己做功
【分析】（1）燃烧过程是化学能转化为内能和光能的过程；
（2）该装置相当于杠杆，可以用杠杆的平衡来解释；
（3）根据杠杆的平衡条件可解释其能否来回摆动；
（4）蜡烛在转动时，是重力做功或克服重力做功。
【解答】解：
A、蜡烛燃烧过程中，化学能转化为内能和光能，故A错误；
B、该装置相当于杠杆，该装置的转动，能用杠杆平衡来解释，故B错误；
C、只将蜡烛的一端点燃，这一侧蜡烛的重力越来越小，这一侧蜡烛只能向上偏，不是来回摆动，故C错误；
D、将两端同时点燃（如下图所示），在火焰的加热下会不断滴下蜡油；假设左边燃烧的速度快，那么左边很快就会变轻，于是右边下沉；因为火苗向上烧，所以下沉的一端由于火焰烧烤蜡烛而熔化较快，所以右边很快就变轻了，这样右边就翘起来，左边下沉，如此往复循环，装置就会来回自动摆个不停；在整个过程中，是由于重力做功使装置上下来回摆动的，即蜡烛转动的动能是由重力势能转化而来的，故D正确。
故选：D。
【典例】（2017?黄冈）下列关于能源和信息的说法正确的是（ ）。
A．当前核电站利用核聚变发电； B．太阳能电池板将太阳能转化为内能；
C．光纤通信利用超声波传递信息；D．卫星通信利用电磁波传递信息
【答案】D。
【解析】（1）核裂变和核聚变都能释放能量，但是又有区别，对于核裂变是可控的，如核电站的核反应堆就是通过核裂变提供能量的，对于核聚变过程不可控，如氢弹爆炸就是利用核聚变释放能量；（2）太阳能电池板是将太阳能转化为电能的装置；（3）光纤通信主要是利用激光在光导纤维中传输信息的通信方式，激光是一种光波；（4）现代电信网络中卫星通信、微波通信、移动通信都是利用电磁波来实现的。
解答如下：
A：核电站是利用铀核裂变发生链式反应释放出大量的核能来发电的，是可控链式反应，故A错误。
B：太阳能电池板是将太阳能转化为电能的装置，故B错误。
C：光纤通信主要是利用激光在光导纤维中传输信息的通信方式，激光是一种光波，故C错误。
D：卫星通信是利用电磁波来实现的，故D正确。
正确答案是D。
例一：（2017秋?涡阳县期末）如图是冰的熔化曲线，下面有关该图线的说法中，错误的是（ ）
A．AB段呈固态，吸收热量温度升高 B．BC段呈固态，吸收热量温度不变
C．CD段呈液态，吸收热量，温度升高 D．BC段是冰的熔化过程
【分析】晶体熔化特点：晶体熔化过程吸收热量，温度保持不变，处于固液共存状态。熔化前处于固态，熔化后，处于液态。
【纠错】解：A、读图可知，AB段冰还没有开始熔化呈固态，此时吸收热量，温度不断升高，故A正确；
B、BC段时冰吸热，但温度不再升高，说明此时物质达到了熔点，正在熔化，BC段是冰的熔化过程，处于固液共存状态，故B错误；D正确；
C、CD段冰已经熔化完毕，呈液态，吸收热量，温度升高，故C正确。
故选：B。
【易错点】读物质熔化的图象时，关键是要从曲线变化中判断物质是否有一定的熔点，从而确定是否属于晶体，再明确不同时间段时物质所处的状态。
例二：（2017春?西湖区校级月考）某种物质熔化过程中温度随时间变化的图线如图所示，据图可知，该物质（ ）
A．该物质是晶体，熔点是0℃ B．熔化时，液态部分将热量传递给固态部分
C．熔化前后比热容不变 D．t＝2min至t＝6min过程中，内能不变
【分析】要解决此题，需要掌握：
（1）晶体和非晶体在熔化过程中的区别：晶体在熔化过程中，吸收热量，温度不变，内能增加；非晶体在熔化过程中温度不断上升。
（2）会分析晶体的熔化图象。知道晶体熔化时的温度为熔点。
（3）热传递是从温度高的物体传向温度低的物体。
【纠错】解：
A、由图知，该物质在熔化过程中，温度保持0℃不变，所以该物质为晶体。并且熔点为0℃，故A正确。
B、热传递是从温度高的物体传向温度低的物体，熔化时，液态部分和固态部分温度相同，不发生热传递，熔化时，晶体吸收热量，与外界发生热传递，故B错误。
C、此晶体熔化前是冰，熔化后是水，比热容改变，故C错误；
D、t＝2min至t＝6min过程中，此时吸热，温度不变，但内能增加，D错误。
故选：A。
【易错点】此题主要考查了晶体的熔化图象。要学会从图象中找出与晶体有关的信息。关键是掌握晶体的熔化特点：吸热但温度保持不变。
一．选择题（共2小题）
1．（2018?宁波）下列事例中，改变物体内能的途径与其他三项不同的是（ ）
A．柴火烧水 B．压缩空气发热
C．冬天搓手取暖 D．钻木取火
2．（2018?温州）某智能百叶窗的叶片上贴有太阳能板，在光照时发电，给电动机供电以调节百叶窗的开合。该过程中发生的能量转换是（ ）
A．电能→机械能→光能 B．光能→机械能→电能
C．光能→电能→机械能 D．机械能→电能→光能
二．填空题（共3小题）
3．（2018?杭州）援藏教师到达西藏后发现用普通锅煮饭不容易熟。请用学过的知识解析原因： ；提出一个把饭煮熟的方法 。
4．（2018?绍兴）2018年5月14日，川航3U8633航班客机驾驶舱右侧风挡玻璃突然破裂，机长在低压、极寒、缺氧、巨大噪声的恶劣条件下操纵飞机成功降落，被誉为一次“世界级”的备降。
（1）飞机玻璃破裂的瞬间，强大的气流损坏仪器面板，此时气流的方向是 （选填“从外界到驾驶舱”或“从驾驶舱到外界”）。
（2）此事件中的雷达观察员被媒体称为幕后英雄。太阳活动增强时会影响雷达等短波通讯，常见的太阳活动有太阳黑子、 、日珥等。
（3）高空中虽然气温极低，但飞机上的空调一般是制冷的，这是因为机外的冷空气吸人飞机后需要压缩，使空气的温度升到50℃以上，这种改变内能的途径属 。
5．（2018?温州）如图是小明制作的简易“蒸汽船”模型。将盛有一定量水的铜制容器安装在“船体”上，用蜡烛对铜制容器底部加热，一段时间后铜管会向右喷蒸汽，“蒸汽船”就向左行驶。
（1）蜡烛对铜制容器底部加热导致容器内水温升高，这是通过 的方式改变水的内能。
（2）当铜管向右喷蒸汽时“船体”获得喷出的蒸汽对其向左的推力，这说明了 。
三．实验探究题（共1小题）
6．（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 （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。
四．解答题（共3小题）
7．（2018?湖州）下面是两个有关热学方面的观点，请用实例说明它们是错误的。
（1）物体吸收热量，温度一定升高。 。
（2）物体温度升高，一定是吸收了热量。 。
8．（2017?义乌市）排球充气后，让排球从手上自由落下，排球每次弹回的高度都低于落下时的高度。
（1）解释整个过程中能量是否守恒。
（2）排球从接触地面到形变最大的过程中，速度v与形变大小△V之间的关系大致如图，请说明该过程中，排球受力情况与机械能变化的关系。
9．（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。
一．选择题（共15小题）
1．（2018?江干区模拟）下列关于温度、热量和内能的说法中，正确的是（ ）
A．物体温度升高时，它的内能不一定增加
B．物体温度升高时，它的内能一定增加
C．物体吸收了热量，温度一定升高
D．物体温度越高，含有的热量越多
2．（2018?永康市模拟）2018年我国的天宫一号完成历史使命，从太空坠落回地球。如图是3月29日天宫一号坠落到大气层中失控旋转的画面，旋转速度快到自转一周只需2分43秒，以下说法正确的是（ ）
A．天宫一号在大气层坠落的过程中，机械能转化成内能
B．坠落过程中是受力平衡的
C．照片中的天宫一号是红色的，那一定是其外壳原有的颜色
D．天宫一号原来在太空绕地球运动时，受到的重力变为零
3．（2018?富阳区一模）如图所示是某老师的自制教具，他在矿泉水瓶的侧壁上钻一个孔，把电火花发生器紧紧塞进孔中，实验时从瓶口喷入酒精并盖上锥形纸筒，按动电火花发生器的按钮，点燃瓶内酒精后，纸筒即刻飞出，瓶口出现大量白气，关于此实验，分析正确的是（ ）
A．矿泉水瓶中的酒精如果没有完全燃烧，其热值会变小
B．纸筒飞出后的瞬间瓶口出现的白气是汽化形成的
C．燃气推动纸筒飞出的过程相当于内燃机的压缩冲程
D．纸筒飞出时发生的能量转换是内能转化为机械能
4．（2018?萧山区模拟）《舌尖上的中国》热播，引起了人们对饮食文化的关注，广式腊味大受青睐，以下说法正确的是（ ）
A．腌制腊肉时，要把盐涂抹均匀，是因为盐不会扩散
B．腌制好腊肠后，要晾在通风的地方，是防止水分蒸发
C．蒸腊鸭时闻到香味，说明分子只在高温下运动
D．做腊味煲仔饭时，腊味煲仔饭温度升高，它的内能增加
5．（2018?江干区模拟）从节能安全的角度考虑，越来越多的家庭开始选择空气能热水器。空气能热水器把空气中的低温热量吸收进来，经过氟介质汽化，然后通过压缩机压缩后增压升温，再通过换热器转化给水加热，压缩后的高温热能以此来加热水温。则该种热水器内介质汽化的发生和吸放热情况（ ）
A．在低温物质处，介质从空气中吸热 B．在低温物质处，空气从介质中吸热
C．在高温物质处，介质从冷水中吸热 D．在高温物质处，空气从介质中吸热
6．（2018?秀洲区校级三模）冬天的晚上，小柯躲被窝看手机前，常将手机放在手心里捂一捂，这样做的目的是（ ）
A．怕手机冰到身体
B．使手机升温，防止被窝中的空气遇到手机屏液化
C．使手机升温，防止被窝中的水蒸气遇到手机屏凝固
D．使手机升温，防止被窝中的水蒸气遇到手机屏液化
7．（2018?江干区一模）下图为东北雪乡露天温泉附近的产生的雾凇，产生雾凇的最主要物态变化是（ ）
A．液化 B．凝华 C．凝固 D．结晶
8．（2018?路桥区模拟）如图是一种海水淡化装置，该装置由多个蒸发器串联而成，关于该装置的工作过程，下列说法错误的是（ ）
A．淡化水应从出水口甲获取 B．前一级装置比后一级水的蒸发快
C．该装置能充分利用内能，比较节能环保 D．淡化水的过程中多次发生了水的汽化和液化
9．（2018?上城区一模）甲图是汽油机的工作原理，乙图是常见的生活现象。（ ）
A．①冲程的原理和乙图所示一致 B．②冲程把机械能转化成内能
C．③冲程气体被压缩温度升高 D．④冲程是汽油机的排气冲程
10．（2018?西湖区校级二模）如图所示，甲、乙是两个演示实验的示意图；丙、丁是四冲程汽油机工作过程中的两个冲程示意图。下列说法中，正确的是（ ）
A．丙图是压缩冲程，其工作原理如甲图 B．丙图是做功冲程，其工作原理如乙图
C．丁图是压缩冲程，其工作原理如乙图 D．丁图是做功冲程，其工作原理如甲图
11．（2018?上城区一模）水是一种重要的自然资源，与生物生存、生产生活息息相关同学们在论述有关水的观点中正确的是（ ）
A．自来水是通过净化、消毒后生产出来的，属于纯净物
B．光合作用需要水，植物吸收的水主要用于光合作用
C．在淡水缺乏的海岛上，可用蒸馏法从海水中提取淡水
D．水循环中河流水转化为大气水的物态变化是升华
12．（2018?江干区校级模拟）下列关于热现象的说法中正确的是（ ）
A．0℃的冰和0℃的水内能相等
B．物体的内能减少，它的温度一定降低
C．内能小的物体也可能将热量传递给内能大的物体
D．做功和热传递都可以改变物体的内能，但功和热量是不同的物理量，单位也不同
13．（2018?下城区一模）如图所示，在厚玻璃筒内放一小团浸有少量乙醚的棉花，快速压下活塞，观察到棉花燃烧。下列说法正确的是（ ）
A．该实验说明只有做功才能改变物体的内能
B．该实验说明热传递不能改变物体的内能
C．该实验也能说明构成空气的微粒之间有间隙
D．活塞对棉花做功，使棉花内能增大，温度升高而燃烧
14．（2018?西湖区校级二模）下列有关内能及热现象的说法中，正确的是（ ）
A．分子间既有引力又有斥力，分子间的距离越大作用力也越大
B．机械能与整个物体的运动情况有关，内能与物体内部分子的热运动有关
C．物体的内能越多，放热不一定越多
D．做功和热传递都可以改变物体的内能，但功和热量是不同的物理量，单位也不同
15．（2018?镇海区校级二模）某工人在野外施工，需要将质量为4.2kg，初温为10℃的铝合金工件升高一定的温度，除了保温瓶中尚存的温度为90℃的1.2kg热水外，无其它热源。工人将热水分成5等份，将铝合金工件依次放入这5份热水中（每次热传递完全），放入第四份热水前，铝合金工件的温度为多少？已知铝合金的比热容为0.88×103J/（kg?℃），不计工件与热水向周围环境传递热量（ ）
A．47.7℃ B．51.2℃ C．59.5℃ D．66.0℃
二．多选题（共1小题）
16．（2018?下城区模拟）我国自主研发的氢燃料电池驱动客车已经亮相，氢燃料电池是使用氢做燃料，其基本原理是电解水的逆反应。与传统汽车相比，它的能量转化效率高达60～80%，比内燃机效率高1.5～2倍。燃料电池的燃料是氢和氧，生成物是水，它本身工作不产生一氧化碳和二氧化碳，也没有硫和微粒排出，实现了零排放。下列有关氢燃料电池和四冲程汽油内燃机的说法中，错误的是（ ）
A．氢燃料电池工作原理用化学方程式表示为：2H2+O22H2O
B．氢燃料电池驱动客车行驶时能量转化过程为：化学能→内能→机械能
C．四冲程内燃机的四个冲程中，发生能量转化的冲程为：压缩冲程、做功冲程
D．飞轮的转速为1800r/min的四冲程内燃机每秒钟的做功次数为：30次
三．填空题（共2小题）
17．（2018?诸暨市模拟）如图所示为有“东方之尾”美誉之称的斯诺克选手丁俊晖比赛时的情形。
（1）打台球的时候，在球与球相互撞击过程中还会因为摩擦而产生热量，这是通过障碍球 的方式改变了球的内能。
（2）在斯诺克台球比赛中，由于目标球被障碍球阻挡，有时运动员会用特殊的“扎杆”打法使白球高速旋转打出漂亮的“弧线球”，从而绕过障碍击中目标，则使白球在水平桌面上做曲线运动的施力物体是 （选填“球杆白球”或“桌面”）
18．（2018?吴兴区校级三模）如图所示，在打火机出气孔处加接了一根较长的导气管，在导气管外部中央滴了一滴水，然后打开打火机气阀，在导气管末端点燃排出的气体，不到一分钟的时间，导气管外的水滴就变成了冰粒。
（1）导气管外的水滴变成冰粒，原因是气阀打开后，液态的丁烷汽化并 （填“吸热”或“放热”），使附着在导气管外部的水滴发生 （填物态变化）成冰粒
（2）导气管末端的丁烷气体燃烧时，自动将化学能转化为内能和光能，这说明能量的转化和转移具有 性。
四．解答题（共2小题）
19．（2018?柯桥区校级二模）运用“蓝鲸一号”钻探平台，我国南海实现可燃冰试采成功。可燃冰，学名天然气水化合物，其化学式为CH4?8H2O．是由于埋于海底地层深处的大量有机质在细菌的分解作用下，在高压和低温下，最终形成的类冰状的结晶化合物。
同等条件下，“可燃冰”完全燃烧放出的热量达到煤气的十倍左右，说明“可燃冰”的 热值 很大；以10倍的关系粗略计算，1kg“可燃冰”完全燃烧放出的热量可以使多少千克的水从20℃加热至60℃？[q煤气＝4.2×107J/kg，水的比热容c＝4.2×103J/（kg?℃）]。
20．（2018?吴兴区校级二模）如图甲是我国某地区风力发电的外景，风力发电机组主要由风机叶片和发动机组成的。
（1）若叶片位置和风向如图乙所示，由于叶片两面空气流速不同产生压强差，而受到向 （上/下）的力使风叶旋转。
（2）某风力发电机的输出功率与风速的关系如图丙所示，由图象得到的下列信息，正确的有哪些
A．只要有风，机组就能产生电能
B．风速过大，机组不会产生电能
C．风速越大，机组产生的电功率一定越大
D．风速在一定范围内，机组产生的电功率可能不变
（3）如表给出了在不同风速下某风机获得的能量，当风速为5m/s时，这台风机工作1s所产生的电能可供1只“220V100W”电灯正常工作10s，求风机发电的效率。（发电机效率是产生的电能与获得风能的比值）
平均风速（m/s）
5
10
15
20
1s内获得的能量/（×104J）
1
8
27
64
第八讲 热学
一、溶化和凝固
?知道熔化和凝固在生活中的现象；?会画晶体熔化图像；?知道晶体熔化和凝固过程的特点；
?知道晶体与非晶体的区别；?知道熔点、凝固点的物理意义，知道冰的熔点为0℃。
二、汽化与液化
?知道蒸发、沸腾的物理定义；?知道影响蒸发快慢的因素和蒸发的制冷作用；?知道液体沸腾过程中的特点； ?知道沸点的含义；?知道蒸发和沸腾的区别；?知道液化的概念与方法，知道液化的不同方式。
三、内能
?知道克服摩擦做功可以改变物体的内能；?知道做功和热传递是改变内能的两种途径；?知道温度、热量、内能之间的关系；?知道内能与化学能、生物能等如何转化。
四、能量的转化与守恒
?知道能量守恒定律；?举例说出能量的转化与传递有一定的方向性；?知道能量转化效率大小的原因。
五、核能的利用
?知道裂变和链式反应；?知道聚变和热核反应；?知道放射性及其应用；?知道核电站是利用核裂变的原理来工作的。
一、溶化与凝固
1.溶化
（1）物质从固态变为液态的过程叫熔化；晶体熔化时的温度叫熔点。
（2）熔化过程的特点：物质熔化时要吸收热量；对晶体来说，溶化时固、液共存，物质温度不变。
（3）晶体熔化的条件：1）温度达到熔点，2）继续吸热。
2.凝固
（1）物质从液态变为固态的过程叫凝固，熔化和凝固是可逆的两各物态变化过程。
（2）凝固过程的特点：固、液共存，物质凝固时要放出热量，温度不变。
（3）凝固点：晶体凝固时的温度叫凝固点，同种物质的熔点、凝固点相同。
（4）凝固的条件：1）达到凝固点，2）继续放热。
3.晶体和非晶体：固体可分为警惕和非晶体。
（1）晶体：熔化时有固定熔点的物质；非晶体：熔化时没有固定熔点的物质。
（2）晶体和非晶体的根本区别是：晶体有熔点（熔化时温度不变继续吸热），非晶体没有熔点（熔化时温度升高，继续吸热）。
二、汽化与液化
1.气化：物质从液态变为气态的过程叫汽化；汽化有两种形式，分别是沸腾和蒸发。
(1)蒸发在任何温度下都可以发生，是指在液体表面发生的缓慢的汽化现象。
蒸发的快慢与液体温度（温度越高蒸发越快-夏天洒在房间的水比冬天干的快；在太阳下晾晒衣服干的快等）、液体表面积的大小（表面积越大，蒸发越快-凉衣服时要把衣服撑开、把地下积水扫开等）和液体表面空气流动的快慢（空气流动越快，蒸发越快，如凉衣服要凉在通风处）有关。
(2)沸腾：在一定温度下，在液体表面和内部同时发生的剧烈的汽化现象。
1）沸点：液体沸腾时的温度叫沸点，不同液体的沸点一般不同；液体的沸点与压强有关，压强越大沸点越高（高压锅煮饭）。21*cnjy*com
2）液体沸腾的条件：温度达到沸点，还要继续吸热。
（3）沸腾和蒸发的区别与联系：第一、它们都是汽化现象，都吸收热量；第二、沸腾只在沸点时才进行，蒸发在任何温度下都能进行；第三、沸腾在液体内、外同时发生，蒸发只在液体表面进行；第四、沸腾比蒸发剧烈。
（4）蒸发可致冷：夏天在房间洒水降温，人出汗降温，发烧时在皮肤上涂酒精降温。不同物体蒸发快慢不同。
（5）汽化时能量的传递：汽化时要吸热。
2.液化：物质从气态变为液态的过程叫液化。汽化和液化是互为可逆的过程。
（1）液化的方法：（1）降低温度；（2）压缩体积（增大压强，提高沸点）如：氢的储存和运输、液化气。
（2）液化时能量的传递：物质液化时要放热。
三、内能 ?
1.内能：物体内部所有分子热运动的动能与分子势能的总和，叫做物体的内能。
(1)分子动能：分子在永不停息地做着无规则的热运动。物体内大量分子做无规则热运动所具有的能量称为分子动能。物体的温度越高，分子运动得越快，它们的动能越大。同一个物体（物态不变），温度越高，内能越大。
（2）由于分子之间具有一定的距离，也具有一定的作用力，因而分子具有势能，称为分子势能。分子间距发生变化时，物体的体积也会变，其内能会发生变化。所以分子势能与物体的体积有关。
（3）物体内能的大小：物体的内能与物体的质量、温度、体积及物态有关。
一切物体中的分子都在做永不停息的做无规则运动，分子间都有分子力的作用，无论物体处于何种状态，是何形状与体积、温度是高是低都是如此。因此，一切物体在任何情况下都具有内能。
2.内能的改变：改变物体内能的方法有热传递和做功；热传递是能量的转移，做功是能量的转化。这两种方法对改变物体内能是等效的。
1）做功：外界对物体做功，物体的内能会增大（例如：摩擦生热）；物体对外做功，物体内能会减小（例如：通过活塞向盛有水的烧瓶里打气，当活塞从瓶口跳起时，烧瓶中出现“白雾”）。实质：能量从一种形式的能（其它形式的能）转化为另一种形式的能（内能）。
2）热传递：只要物体之间或同一物体的不同部分间存在着温度差，就会发生热传递，直到温度变得相同(即没有温度差)为止。物体吸收热量，内能增加；物体放出热量，内能减小。
3.热量（Q）：在热传递过程中，传递能量的多少叫做热量；在国际单位制中，热量单位是焦耳，符号是J。
4.内能与机械能是两种不同形式的能量，它们之间是可以相互转化的。整个物体可以处于静止状态，没有动能；整个物体也可以处于相对高度为零的位置而没有势能，但它一定具有内能。物体可以同时具有内能和机械能。
5．热量、温度和内能：“热量不能含、温度不能传、内能不能算”。
1）热量是一个过程量，只有发生了热传递过程，有了内能的转移，才能讨论热量问题。所以物体本身没有热量，不能说某个物体具有多少热量，更不能比较两个物体热量的大小。
2）内能是一个状态量，但是它具有不可测量性，所以不能说物体具有多少的内能。
3）在热传递过程中，热量从高温物体传到低温物体，而不能说将高温物体的温度传递给了低温物体。
四、能量的转化与守恒 ?
1.能量守恒定律：能量既不会消灭，也不会创生，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，而在转化和转移过程中，能量的总量保持不变。
2．能量守恒定律是自然界最重要、最普遍的基本定律。大到天体，小到原子核，也无论是物理学问题还是化学、生物学、地理学、天文学的问题，所有能量转化的过程，都遵从能量守恒定律。
四、核能的利用 ?
1.原子、原子核的组成
（1）分子由原子构成，原子由原子核和核外电子构成，其中原子核带正电，核外电子带负电。
（2）原子由原子核和核外绕核旋转的电子构成，原子核由质子和中子组成，质子带正电荷，其电荷量跟电子的电荷量相等，中子不带电，整个原子不显电性。质子的质量比电子大得多，质子和中子的质量几乎相同，二者在一起构成非常小的原子核，就像几颗豆粒挤在原子这个大广场的中央。
2.核能
（1）质子、中子依靠强大的核力紧密的结合在一起，因此原子核十分牢固，要使它们分裂或结合是极其困难的。但是，一旦质量较大的原子核发生分裂或质量较小的原子核相互结合，就有可能释放出惊人的能量，这就是核能。
（2）核能属于一次能源，也属于新能源，释放核能的方式有两种：核裂变和核聚变。
考点一：融化与凝固
1.物质从固态变为液态的过程叫熔化；晶体熔化时的温度叫熔点。熔化过程的特点：物质熔化时要吸收热量；对晶体来说，溶化时固、液共存，物质温度不变。晶体熔化的条件：1）温度达到熔点，2）继续吸热。
2.物质从液态变为固态的过程叫凝固，熔化和凝固是可逆的两各物态变化过程。凝固过程的特点：固、液共存，物质凝固时要放出热量，温度不变。凝固点：晶体凝固时的温度叫凝固点，同种物质的熔点、凝固点相同。凝固的条件：1）达到凝固点，2）继续放热。
【典例】（2018?宁波）如图是某网友在四月拍摄的某地雪景：积雪初融后，在某停车场上出现了一个个“雪馒头”，甚为奇特。雪堆正下方是方形地砖，每块方形地砖周围是条形砖。气象专家调研发现：四周条形砖比中间方形地砖具有更好的导热性和渗水性。关于形成“雪馒头”景观的解释肯定不合理的是（ ）
A．空气温度较低是“雪馒头”得以保留的原因之一
B．方形地砖导热性差是形成“雪馒头”景观的原因之一
C．太阳辐射导致条形砖上方的雪比方形地砖上方的雪更易熔化
D．地表热量易通过条形砖及四周缝隙传递，使条形砖上的雪更易熔化
【分析】热量可以从高温物体传向低温物体，或从同一物体的高温部分传向低温部分，所以想发生热传递，即必须存在温度差。
【解答】解：
A、“雪馒头”是固态积雪，空气温度较低，低于雪的熔点，积雪长时间不能熔化，才会出现这一现象，故A正确；
B、方形地砖导热性差，使得地面温度不同，温度较高处积雪熔化，形成“雪馒头”现象，故B正确；
C、太阳对条形砖和方形地砖的辐射相同，故C错误；
D、地表热量易通过条形砖及四周缝隙传递，使条形砖温度较高，积雪更易熔化，故D正确；
故选：C。
考点二：汽化与液化
1.气化：物质从液态变为气态的过程叫汽化；汽化有两种形式，分别是沸腾和蒸发。
(1)蒸发在任何温度下都可以发生，是指在液体表面发生的缓慢的汽化现象。蒸发的快慢与液体温度（温度越高蒸发越快-夏天洒在房间的水比冬天干的快；在太阳下晾晒衣服干的快等）、液体表面积的大小（表面积越大，蒸发越快-凉衣服时要把衣服撑开、把地下积水扫开等）和液体表面空气流动的快慢（空气流动越快，蒸发越快，如凉衣服要凉在通风处）有关。21教育名师原创作品
(2)沸腾：在一定温度下，在液体表面和内部同时发生的剧烈的汽化现象。沸点：液体沸腾时的温度叫沸点，不同液体的沸点一般不同；液体的沸点与压强有关，压强越大沸点越高（高压锅煮饭）。液体沸腾的条件：温度达到沸点，还要继续吸热。
（3）沸腾和蒸发的区别与联系：第一、它们都是汽化现象，都吸收热量；第二、沸腾只在沸点时才进行，蒸发在任何温度下都能进行；第三、沸腾在液体内、外同时发生，蒸发只在液体表面进行；第四、沸腾比蒸发剧烈。
（4）蒸发可致冷：夏天在房间洒水降温，人出汗降温，发烧时在皮肤上涂酒精降温。不同物体蒸发快慢不同。
（5）汽化时能量的传递：汽化时要吸热。
2.液化：物质从气态变为液态的过程叫液化。汽化和液化是互为可逆的过程。
（1）液化的方法：（1）降低温度；（2）压缩体积（增大压强，提高沸点）如：氢的储存和运输、液化气。
（2）液化时能量的传递：物质液化时要放热。
【典例】（2018秋?荔湾区校级期中）如图所示，烧杯中有水，水中倒扣着一玻璃瓶，瓶内水面比烧杯内水面低，当烧杯中听水被加热到一定温度时（ ）
A．烧杯和瓶内的水可能都会沸腾
B．烧杯中的水可能会沸腾，瓶内的水一定不会沸腾
C．烧杯中的水一定不会沸腾
D．烧杯和瓶内的水一定都不会沸腾
【分析】液体沸腾的条件：达到沸点，不断吸收热量。
液体的沸点跟气压有关，气压越高，沸点越高。
【解答】解：烧杯中有水，水中倒扣着一玻璃瓶，瓶内水面比烧杯内水面低，玻璃瓶内的压强大于外界压强。
烧杯内的水在一定气压下，达到水的沸点，还能不断吸收热量，能沸腾。
玻璃瓶内的气压高，水的沸点高，玻璃瓶内的水要从烧杯中的水吸收热量，玻璃瓶内的水最高达到烧杯内水的沸点，不能达到玻璃瓶内水的沸点，玻璃瓶内的水一定不能沸腾。
故选：B。
考点三：内能
1.内能：物体内部所有分子热运动的动能与分子势能的总和，叫做物体的内能。物体内能的大小：物体的内能与物体的质量、温度、体积及物态有关。一切物体中的分子都在做永不停息的做无规则运动，分子间都有分子力的作用，无论物体处于何种状态，是何形状与体积、温度是高是低都是如此。因此，一切物体在任何情况下都具有内能。
2.内能的改变：改变物体内能的方法有热传递和做功；热传递是能量的转移，做功是能量的转化。这两种方法对改变物体内能是等效的。做功：外界对物体做功，物体的内能会增大（例如：摩擦生热）；物体对外做功，物体内能会减小（例如：通过活塞向盛有水的烧瓶里打气，当活塞从瓶口跳起时，烧瓶中出现“白雾”）。实质：能量从一种形式的能（其它形式的能）转化为另一种形式的能（内能）。热传递：只要物体之间或同一物体的不同部分间存在着温度差，就会发生热传递，直到温度变得相同(即没有温度差)为止。物体吸收热量，内能增加；物体放出热量，内能减小。
【典例】（2017秋?西湖区校级期末）如图所示，在空塑料瓶内滴一滴酒精，用装有气门芯的橡皮塞塞紧瓶口，再用打气筒通过气门芯向瓶内打气。当气压达到足够大时，塞子从瓶口冲出，且原来透明的瓶内充满了白雾。则下列说法正确的是（ ）
A．该实验中只有气体对外界做功
B．被封闭气体的内能始终是减少的
C．手接触打气筒感觉到烫，说明做功改变手的内能
D．白雾的形成是因为瓶内气体内能减小，温度降低
【分析】改变物体内能的两种方法：做功、热传递。对物体做功（例如克服摩擦做功、压缩气体做功、弯折铁丝做功等）物体的内能增加、温度升高；物体对外做功（气体膨胀做功），物体的内能减少、温度降低。
【解答】解：
AB、此实验有两个能量的转化过程：向瓶内打气过程，压缩瓶内气体做功，使瓶内气体内能增加、温度升高；瓶塞冲出，气体对外做功，将内能转化为机械能，气体的内能减少；故AB错误；
C、手接触打气筒感觉到烫，手吸收热量，是通过热传递的方式改变手的内能；故C错误；
D、橡皮塞冲出时，瓶内气体对瓶塞做功，瓶内气体的内能减少，温度降低，白雾是酒精蒸气遇到冷空气液化成的小液滴；故D正确。
故选：D。
考点四：能量的转化与守恒
能量守恒定律：能量既不会消灭，也不会创生，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，而在转化和转移过程中，能量的总量保持不变。能量守恒定律是自然界最重要、最普遍的基本定律。
【典例】（2018?余杭区一模）两支蜡烛用木棒相连接，设法在其木棒中间插入一枚缝衣针，把针的两端分别放在两个玻璃杯上，将两端同时点燃，发现蜡烛可以绕 针轴上下来回摆动，如图所示。关于此装置，下列说法中正确的是（ ）
A．蜡烛燃烧过程中，化学能只转化为光能
B．该装置的转动，已不能用杠杆平衡来解释
C．只将蜡烛的一端点燃，蜡烛也可以绕针轴上下来回摆动
D．蜡烛转动的动能来源于蜡烛自身的重力对自己做功
【分析】（1）燃烧过程是化学能转化为内能和光能的过程；
（2）该装置相当于杠杆，可以用杠杆的平衡来解释；
（3）根据杠杆的平衡条件可解释其能否来回摆动；
（4）蜡烛在转动时，是重力做功或克服重力做功。
【解答】解：
A、蜡烛燃烧过程中，化学能转化为内能和光能，故A错误；
B、该装置相当于杠杆，该装置的转动，能用杠杆平衡来解释，故B错误；
C、只将蜡烛的一端点燃，这一侧蜡烛的重力越来越小，这一侧蜡烛只能向上偏，不是来回摆动，故C错误；
D、将两端同时点燃（如下图所示），在火焰的加热下会不断滴下蜡油；假设左边燃烧的速度快，那么左边很快就会变轻，于是右边下沉；因为火苗向上烧，所以下沉的一端由于火焰烧烤蜡烛而熔化较快，所以右边很快就变轻了，这样右边就翘起来，左边下沉，如此往复循环，装置就会来回自动摆个不停；在整个过程中，是由于重力做功使装置上下来回摆动的，即蜡烛转动的动能是由重力势能转化而来的，故D正确。
故选：D。
【典例】（2017?黄冈）下列关于能源和信息的说法正确的是（ ）。
A．当前核电站利用核聚变发电； B．太阳能电池板将太阳能转化为内能；
C．光纤通信利用超声波传递信息；D．卫星通信利用电磁波传递信息
【答案】D。
【解析】（1）核裂变和核聚变都能释放能量，但是又有区别，对于核裂变是可控的，如核电站的核反应堆就是通过核裂变提供能量的，对于核聚变过程不可控，如氢弹爆炸就是利用核聚变释放能量；（2）太阳能电池板是将太阳能转化为电能的装置；（3）光纤通信主要是利用激光在光导纤维中传输信息的通信方式，激光是一种光波；（4）现代电信网络中卫星通信、微波通信、移动通信都是利用电磁波来实现的。
解答如下：
A：核电站是利用铀核裂变发生链式反应释放出大量的核能来发电的，是可控链式反应，故A错误。
B：太阳能电池板是将太阳能转化为电能的装置，故B错误。
C：光纤通信主要是利用激光在光导纤维中传输信息的通信方式，激光是一种光波，故C错误。
D：卫星通信是利用电磁波来实现的，故D正确。
正确答案是D。
例一：（2017秋?涡阳县期末）如图是冰的熔化曲线，下面有关该图线的说法中，错误的是（ ）
A．AB段呈固态，吸收热量温度升高 B．BC段呈固态，吸收热量温度不变
C．CD段呈液态，吸收热量，温度升高 D．BC段是冰的熔化过程
【分析】晶体熔化特点：晶体熔化过程吸收热量，温度保持不变，处于固液共存状态。熔化前处于固态，熔化后，处于液态。
【纠错】解：A、读图可知，AB段冰还没有开始熔化呈固态，此时吸收热量，温度不断升高，故A正确；
B、BC段时冰吸热，但温度不再升高，说明此时物质达到了熔点，正在熔化，BC段是冰的熔化过程，处于固液共存状态，故B错误；D正确；
C、CD段冰已经熔化完毕，呈液态，吸收热量，温度升高，故C正确。
故选：B。
【易错点】读物质熔化的图象时，关键是要从曲线变化中判断物质是否有一定的熔点，从而确定是否属于晶体，再明确不同时间段时物质所处的状态。
例二：（2017春?西湖区校级月考）某种物质熔化过程中温度随时间变化的图线如图所示，据图可知，该物质（ ）
A．该物质是晶体，熔点是0℃ B．熔化时，液态部分将热量传递给固态部分
C．熔化前后比热容不变 D．t＝2min至t＝6min过程中，内能不变
【分析】要解决此题，需要掌握：
（1）晶体和非晶体在熔化过程中的区别：晶体在熔化过程中，吸收热量，温度不变，内能增加；非晶体在熔化过程中温度不断上升。
（2）会分析晶体的熔化图象。知道晶体熔化时的温度为熔点。
（3）热传递是从温度高的物体传向温度低的物体。
【纠错】解：
A、由图知，该物质在熔化过程中，温度保持0℃不变，所以该物质为晶体。并且熔点为0℃，故A正确。
B、热传递是从温度高的物体传向温度低的物体，熔化时，液态部分和固态部分温度相同，不发生热传递，熔化时，晶体吸收热量，与外界发生热传递，故B错误。
C、此晶体熔化前是冰，熔化后是水，比热容改变，故C错误；
D、t＝2min至t＝6min过程中，此时吸热，温度不变，但内能增加，D错误。
故选：A。
【易错点】此题主要考查了晶体的熔化图象。要学会从图象中找出与晶体有关的信息。关键是掌握晶体的熔化特点：吸热但温度保持不变。
一．选择题（共2小题）
1．（2018?宁波）下列事例中，改变物体内能的途径与其他三项不同的是（ ）
A．柴火烧水 B．压缩空气发热
C．冬天搓手取暖 D．钻木取火
【解答】解：
A、柴火烧水是通过热传递的方式改变内能的；
BCD、压缩空气发热、搓手取暖、钻木取火都是做功使物体的内能增加的；
显然A选项与其它三个选项改变物体内能的方式不同。
故选：A。
2．（2018?温州）某智能百叶窗的叶片上贴有太阳能板，在光照时发电，给电动机供电以调节百叶窗的开合。该过程中发生的能量转换是（ ）
A．电能→机械能→光能 B．光能→机械能→电能
C．光能→电能→机械能 D．机械能→电能→光能
【解答】解：太阳能板，在光照时发电，即把太阳能转化为电能；电能供给电动机，转化为机械能，调节百叶窗的开合；故该过程中发生的能量转换是光能→电能→机械能。
故选：C。
二．填空题（共3小题）
3．（2018?杭州）援藏教师到达西藏后发现用普通锅煮饭不容易熟。请用学过的知识解析原因： 西蔵海拔高，气压低，液体的沸点低 ；提出一个把饭煮熟的方法 用高压锅 。
【解答】解：西蔵海拔高，气压低，液体的沸点低，食物在低温环境中不容易熟；
要煮熟饭，可采用高压锅，提高水的沸点。
故答案为：西蔵海拔高，气压低，液体的沸点低；用高压锅。
4．（2018?绍兴）2018年5月14日，川航3U8633航班客机驾驶舱右侧风挡玻璃突然破裂，机长在低压、极寒、缺氧、巨大噪声的恶劣条件下操纵飞机成功降落，被誉为一次“世界级”的备降。
（1）飞机玻璃破裂的瞬间，强大的气流损坏仪器面板，此时气流的方向是 从驾驶舱到外界 （选填“从外界到驾驶舱”或“从驾驶舱到外界”）。
（2）此事件中的雷达观察员被媒体称为幕后英雄。太阳活动增强时会影响雷达等短波通讯，常见的太阳活动有太阳黑子、 耀斑（或太阳风） 、日珥等。
（3）高空中虽然气温极低，但飞机上的空调一般是制冷的，这是因为机外的冷空气吸人飞机后需要压缩，使空气的温度升到50℃以上，这种改变内能的途径属 做功 。
【解答】解：（1）飞机在空中飞行时，玻璃破裂，由于外界气体的流速大于飞机驾驶舱内部气体的流速，故外界气压要小于驾驶舱内部的气压，此时气流的方向是从驾驶舱到外界；
（2）常见的太阳活动有太阳风、太阳黑子、耀斑、日珥等；
（3）机外的冷空气吸人飞机后需要压缩，对空气做功使空气的内能增加，温度升高。
故答案为：（1）从驾驶舱到外界；（2）耀斑（或太阳风）；（3）做功。
5．（2018?温州）如图是小明制作的简易“蒸汽船”模型。将盛有一定量水的铜制容器安装在“船体”上，用蜡烛对铜制容器底部加热，一段时间后铜管会向右喷蒸汽，“蒸汽船”就向左行驶。
（1）蜡烛对铜制容器底部加热导致容器内水温升高，这是通过 热传递 的方式改变水的内能。
（2）当铜管向右喷蒸汽时“船体”获得喷出的蒸汽对其向左的推力，这说明了 物体间力的作用是相互的 。
【解答】解：
（1）蜡烛燃烧放出热量被水吸收而增大水的内能，这是通过热传递的方式改变水内能的；
（2）由图可知，水沸腾时产生大量的水蒸气，水蒸气从铜管喷出时是内能转化为机械能，喷出时给空气一个力，由于物体间力的作用是相互的，空气给水蒸气一个大小相等，方向相反的力推动蒸汽船前行。
故答案为：热传递；物体间力的作用是相互的。
三．实验探究题（共1小题）
6．（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 所挂重物的重力（质量） 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 研究摩擦做功和产生热量的关系 。
（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） （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。
【解答】解：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。
故答案为：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）。
四．解答题（共3小题）
7．（2018?湖州）下面是两个有关热学方面的观点，请用实例说明它们是错误的。
（1）物体吸收热量，温度一定升高。 冰在熔化过程中，物体吸收热量，温度不变 。
（2）物体温度升高，一定是吸收了热量。 压缩空气做功，使空气温度升高 。
【解答】解：（1）晶体熔化过程中，物体吸收热量，温度不变；故（1）错误；
（2）物体的内能增大，可能是从外界吸收了热量，也可能是由于外界物体对它做了功；如压缩空气做功，使空气温度升高，故（2）错误。
故答案为：（1）冰在熔化过程中，物体吸收热量，温度不变；
（2）压缩空气做功，使空气温度升高。
8．（2017?义乌市）排球充气后，让排球从手上自由落下，排球每次弹回的高度都低于落下时的高度。
（1）解释整个过程中能量是否守恒。
（2）排球从接触地面到形变最大的过程中，速度v与形变大小△V之间的关系大致如图，请说明该过程中，排球受力情况与机械能变化的关系。
【解答】答：（1）整个过程中能量守恒。排球从手上自由落下，排球每次弹回的高度都低于落下时的高度，是因为由于空气的摩擦，有一部分机械能逐渐转化为内能，但能量的总量是守恒的。
（2）排球从接触地面到形变最大的过程中，受到重力和地面给予的弹力的作用，开始时重力大于弹力，速度逐渐增大；当重力等于弹力时，速度达到最大值；最后重力小于弹力，速度逐渐减小，直至速度为零。整体过程中可以认为是动能转化为排球的弹性势能。
9．（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 冲出 ，即可模拟四冲程汽油机工作时的 做功 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 凸透镜或凹面镜 会聚太阳光使其燃着。
【解答】解：（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。
故答案为：（1）冲出；做功；（2）凸透镜或凹面镜。
一．选择题（共15小题）
1．（2018?江干区模拟）下列关于温度、热量和内能的说法中，正确的是（ ）
A．物体温度升高时，它的内能不一定增加
B．物体温度升高时，它的内能一定增加
C．物体吸收了热量，温度一定升高
D．物体温度越高，含有的热量越多
【解答】解：
AB、物体温度升高时，分子的无规则运动加快，分子动能增大，物体的内能一定增加，故A错误，B正确；
C、物体吸收了热量，温度不一定升高，如晶体熔化时吸热但温度不变，故C错误；
D、热量是一个过程量，不能说“某物体含有或具有多少热量”，故D错误。
故选：B。
2．（2018?永康市模拟）2018年我国的天宫一号完成历史使命，从太空坠落回地球。如图是3月29日天宫一号坠落到大气层中失控旋转的画面，旋转速度快到自转一周只需2分43秒，以下说法正确的是（ ）
A．天宫一号在大气层坠落的过程中，机械能转化成内能
B．坠落过程中是受力平衡的
C．照片中的天宫一号是红色的，那一定是其外壳原有的颜色
D．天宫一号原来在太空绕地球运动时，受到的重力变为零
【解答】解：
A、天宫一号在大气层坠落的过程中，穿越大气层时，火箭克服摩擦做功，将机械能转化成内能，故A正确；
B、天宫一号坠落到大气层中失控旋转的下落，处于非平衡状态，所以天宫一号在坠落过程中是受到非平衡力的作用，故B错误；
C、照片中的天宫一号是红色的，那一定是其外壳与空气摩擦燃烧出现的颜色，故C错误；
D、天宫一号原来在太空绕地球运动时，仍然受到重力作用，故D错误。
故选：A。
3．（2018?富阳区一模）如图所示是某老师的自制教具，他在矿泉水瓶的侧壁上钻一个孔，把电火花发生器紧紧塞进孔中，实验时从瓶口喷入酒精并盖上锥形纸筒，按动电火花发生器的按钮，点燃瓶内酒精后，纸筒即刻飞出，瓶口出现大量白气，关于此实验，分析正确的是（ ）
A．矿泉水瓶中的酒精如果没有完全燃烧，其热值会变小
B．纸筒飞出后的瞬间瓶口出现的白气是汽化形成的
C．燃气推动纸筒飞出的过程相当于内燃机的压缩冲程
D．纸筒飞出时发生的能量转换是内能转化为机械能
【解答】解：
A、热值是燃料的一种特性，其大小只与燃料的种类有关，与燃料是否充分燃烧无关，故A错误；
B、瓶口出现的白气是由水蒸气液化形成的，故B错误；
C、燃气推动纸筒飞出的过程是燃气推动纸筒做功的过程，相当于内燃机的做功冲程，故C错误；
D、纸筒飞出后瓶内气体的内能减小，内能转化为机械能，故D正确。
故选：D。
4．（2018?萧山区模拟）《舌尖上的中国》热播，引起了人们对饮食文化的关注，广式腊味大受青睐，以下说法正确的是（ ）
A．腌制腊肉时，要把盐涂抹均匀，是因为盐不会扩散
B．腌制好腊肠后，要晾在通风的地方，是防止水分蒸发
C．蒸腊鸭时闻到香味，说明分子只在高温下运动
D．做腊味煲仔饭时，腊味煲仔饭温度升高，它的内能增加
【解答】解：A、在腌制腊肉时，要把盐涂抹均匀，是因为盐扩散慢，而不是不会扩散，故A错误；
B、灌制好香肠后，要晾在通风的地方，是为了加快水分的蒸发，故B错误；
C、蒸腊鸭时闻到香味，说明分子在不停的做无规则运动，温度越高，分子运动越剧烈，故C错误；
D、做腊味煲仔饭时，对腊味煲仔饭加热，腊味煲仔饭吸收热量，温度升高，它的内能增加，故D正确。
故选：D。
5．（2018?江干区模拟）从节能安全的角度考虑，越来越多的家庭开始选择空气能热水器。空气能热水器把空气中的低温热量吸收进来，经过氟介质汽化，然后通过压缩机压缩后增压升温，再通过换热器转化给水加热，压缩后的高温热能以此来加热水温。则该种热水器内介质汽化的发生和吸放热情况（ ）
A．在低温物质处，介质从空气中吸热
B．在低温物质处，空气从介质中吸热
C．在高温物质处，介质从冷水中吸热
D．在高温物质处，空气从介质中吸热
【解答】解：由“空气能热水器把空气中的低温热量吸收进来，经过氟介质汽化”和“增压升温后通过换热器转化给水加热”知，介质在低温物质处由液态变为气态发生汽化，吸收热量；在高温物质中由气态变为液态发生液化，放出热量，冷水吸收介质液化时放出的热量。
故选：A。
6．（2018?秀洲区校级三模）冬天的晚上，小柯躲被窝看手机前，常将手机放在手心里捂一捂，这样做的目的是（ ）
A．怕手机冰到身体
B．使手机升温，防止被窝中的空气遇到手机屏液化
C．使手机升温，防止被窝中的水蒸气遇到手机屏凝固
D．使手机升温，防止被窝中的水蒸气遇到手机屏液化
【解答】解：冬天，体温比手机的温度高得多，将手机放在手心里捂一捂，主要是提高手机的温度，防止被窝中的水蒸气遇到冷的手机屏发生液化现象，使屏变得模糊不清。
故ABC错误，D正确。
故选：D。
7．（2018?江干区一模）下图为东北雪乡露天温泉附近的产生的雾凇，产生雾凇的最主要物态变化是（ ）
A．液化 B．凝华 C．凝固 D．结晶
【解答】解：雾凇是空气中的水蒸气遇冷凝华形成的冰晶。
故选：C。
8．（2018?路桥区模拟）如图是一种海水淡化装置，该装置由多个蒸发器串联而成，关于该装置的工作过程，下列说法错误的是（ ）
A．淡化水应从出水口甲获取
B．前一级装置比后一级水的蒸发快
C．该装置能充分利用内能，比较节能环保
D．淡化水的过程中多次发生了水的汽化和液化
【解答】解：A、由图知海水汽化后变成蒸气都流入乙管，故乙管出来的是淡化水，故A错误；
B、前一级装置中的水蒸气遇冷液化成的小水珠，放出热量使下一级水的温度升高，温度越高，蒸发越快，故前一级装置比后一级水的蒸发快，故B正确；
C、该装置能充分利用内能使水的温度升高，加快蒸发使海水淡化，比较节能环保，故C正确；
D、淡化水的过程中多次发生了水的汽化和液化，使海水转化成淡水，故D正确。
故选：A。
9．（2018?上城区一模）甲图是汽油机的工作原理，乙图是常见的生活现象。（ ）
A．①冲程的原理和乙图所示一致
B．②冲程把机械能转化成内能
C．③冲程气体被压缩温度升高
D．④冲程是汽油机的排气冲程
【解答】解：由图乙，保温瓶内水温度较高，内能较大，当瓶内气体体积膨胀，对外做功，使塞子飞出去，内能转化为塞子的机械能；
A、由图甲①排气门打开，活塞向下运动，是汽油机的排气冲程；其原理与乙图所示不同；故A错误；
B、由图甲②，气门都关闭，活塞向下运动，是汽油机的做功冲程，内能转化为机械能，故B错误；
C、由图甲③，气门都关闭，活塞向上运动，是汽油机的压缩冲程，活塞压缩气缸内气体，气体内能增加，温度升高，机械能转化为内能；故C正确；
D、由图甲④，气门都关闭，活塞向上运动，是汽油机的吸气冲程；故D错误。
故选：C。
10．（2018?西湖区校级二模）如图所示，甲、乙是两个演示实验的示意图；丙、丁是四冲程汽油机工作过程中的两个冲程示意图。下列说法中，正确的是（ ）
A．丙图是压缩冲程，其工作原理如甲图
B．丙图是做功冲程，其工作原理如乙图
C．丁图是压缩冲程，其工作原理如乙图
D．丁图是做功冲程，其工作原理如甲图
【解答】解：
由图甲，往锥形瓶中打气后，瓶内压缩气体推动瓶塞做功，将内能转化为机械能；
由图乙，用力将活塞压下，活塞对空气做功，空气的内能增大，温度升高，达到了棉花的着火点，棉花就会燃烧。是将机械能转化为内能的过程。
由图丙，气门都关闭，活塞向上运动，所以是汽油机的压缩冲程，机械能转化为内能；
由图丁，气门都关闭，活塞向下运动，所以是汽油机的做功冲程，内能转化为机械能。
由以上分析可知，ABC错误，D正确。
故选：D。
11．（2018?上城区一模）水是一种重要的自然资源，与生物生存、生产生活息息相关同学们在论述有关水的观点中正确的是（ ）
A．自来水是通过净化、消毒后生产出来的，属于纯净物
B．光合作用需要水，植物吸收的水主要用于光合作用
C．在淡水缺乏的海岛上，可用蒸馏法从海水中提取淡水
D．水循环中河流水转化为大气水的物态变化是升华
【解答】解：A、生活中的自来水中含有很多微量元素、矿物质等，属于混合物，故A错误；
B、植物吸收的水主要用于蒸腾作用，一部分用于光合作用，故B错误；
C、在淡水缺乏的海岛上，可用蒸馏法通过先汽化后液化的形式从海水中提取淡水，故C正确；
D、水循环中河流水转化为大气水是从液态变为气态，属物态变化中的汽化，故D错误。
故选：C。
12．（2018?江干区校级模拟）下列关于热现象的说法中正确的是（ ）
A．0℃的冰和0℃的水内能相等
B．物体的内能减少，它的温度一定降低
C．内能小的物体也可能将热量传递给内能大的物体
D．做功和热传递都可以改变物体的内能，但功和热量是不同的物理量，单位也不同
【解答】解：A、0℃的冰和水状态不同，如果质量相同，冰的内能小于水；如果质量不相同，内能无法比较。故A错误；
B、水结冰时，内能减少，温度保持不变。故B错误；
C、内能只能从高温物体转移到低温物体，所以物体可以将热量从内能小的物体传递给内能大的物体。故C正确；
D、做功和热传递都可以改变物体的内能，功和热量虽然是不同的物理量，但单位相同，都是焦耳。故D错误。
故选：C。
13．（2018?下城区一模）如图所示，在厚玻璃筒内放一小团浸有少量乙醚的棉花，快速压下活塞，观察到棉花燃烧。下列说法正确的是（ ）
A．该实验说明只有做功才能改变物体的内能
B．该实验说明热传递不能改变物体的内能
C．该实验也能说明构成空气的微粒之间有间隙
D．活塞对棉花做功，使棉花内能增大，温度升高而燃烧
【解答】解：
ABD、快速下压活塞时，活塞对筒内的空气做功，将机械能转化为筒内空气的内能，使空气温度升高，说明做功可以改变物体的内能；筒内空气又将热量传递给棉花，当棉花温度达到着火点时，棉花将燃烧起来，所以棉花内能增加是通过热传递方式实现的，故ABD错误；
C、快速压下活塞时，玻璃筒内空气体积变小，说明构成空气的微粒之间有间隙，故C正确。
故选：C。
14．（2018?西湖区校级二模）下列有关内能及热现象的说法中，正确的是（ ）
A．分子间既有引力又有斥力，分子间的距离越大作用力也越大
B．机械能与整个物体的运动情况有关，内能与物体内部分子的热运动有关
C．物体的内能越多，放热不一定越多
D．做功和热传递都可以改变物体的内能，但功和热量是不同的物理量，单位也不同
【解答】解：A、分子间存在相互作用的引力与斥力，分子间作用力随分子间距离的增大而减小。故A错误；
B、机械能与整个物体的机械运动情况有关，内能与物体内部分子的热运动与相互作用情况有关。故B错误；
C、物体放热多少与物体的比热容、质量和降低的温度有关，与内能多少没有关系。所以内能越多，放出的热量不一定多。故C正确；
D、做功和热传递都可以改变物体的内能，功和热量是表示能量的物理量，它们的单位相同，都是焦耳。故D错误。
故选：C。
15．（2018?镇海区校级二模）某工人在野外施工，需要将质量为4.2kg，初温为10℃的铝合金工件升高一定的温度，除了保温瓶中尚存的温度为90℃的1.2kg热水外，无其它热源。工人将热水分成5等份，将铝合金工件依次放入这5份热水中（每次热传递完全），放入第四份热水前，铝合金工件的温度为多少？已知铝合金的比热容为0.88×103J/（kg?℃），不计工件与热水向周围环境传递热量（ ）
A．47.7℃ B．51.2℃ C．59.5℃ D．66.0℃
【解答】解：将1.2kg热水分成5等份，每份质量m0＝0.24kg，第一次使热水与构件达到热平衡的过程中：
Q1＝c0m0（t﹣t1），Q1′＝cm（t1﹣t0）
不计工件与热水向周围环境传递热量，热传递完全后，则Q1＝Q1′
所以，c0m0（t﹣t1）＝cm（t1﹣t0）
即：4.2×103J×0.24kg×（90℃﹣t1）＝0.88×103J×4.2kg×（t1﹣10℃）
解得：t1≈27.1℃，
同理：t2≈40.6℃，t3≈51.2℃；t4≈59.5℃；t5≈66.0℃。
则放入第四份热水前，铝合金工件的温度为t3≈51.2℃。
故选：B。
二．多选题（共1小题）
16．（2018?下城区模拟）我国自主研发的氢燃料电池驱动客车已经亮相，氢燃料电池是使用氢做燃料，其基本原理是电解水的逆反应。与传统汽车相比，它的能量转化效率高达60～80%，比内燃机效率高1.5～2倍。燃料电池的燃料是氢和氧，生成物是水，它本身工作不产生一氧化碳和二氧化碳，也没有硫和微粒排出，实现了零排放。下列有关氢燃料电池和四冲程汽油内燃机的说法中，错误的是（ ）
A．氢燃料电池工作原理用化学方程式表示为：2H2+O22H2O
B．氢燃料电池驱动客车行驶时能量转化过程为：化学能→内能→机械能
C．四冲程内燃机的四个冲程中，发生能量转化的冲程为：压缩冲程、做功冲程
D．飞轮的转速为1800r/min的四冲程内燃机每秒钟的做功次数为：30次
【解答】解：
A、在燃料电池中，根据燃料电池的电极反应规律：总反应即为燃料燃烧的化学方程式，即O2+2H2═2H2O，不需要点燃条件，故A错误；
B、氢燃料电池驱动客车行驶时燃料的化学能转变为内能，内能再转化为汽车的机械能，故B正确；
C、压缩冲程中，活塞向上运动，对汽缸内的汽油和空气的混合燃料气体做功，使其内能增加，将机械能转化为内能；
做功冲程中，活塞向下运动，火花塞放电，点燃混合气体，高温高压的燃气推动活塞做功，将内能转化成机械能，故C正确；
D、飞轮转速为1800 r/min＝30r/s，所以内燃机每秒钟经过60个冲程，做功15次，故D错误。
故选：AD。
三．填空题（共2小题）
17．（2018?诸暨市模拟）如图所示为有“东方之尾”美誉之称的斯诺克选手丁俊晖比赛时的情形。
（1）打台球的时候，在球与球相互撞击过程中还会因为摩擦而产生热量，这是通过障碍球 做功 的方式改变了球的内能。
（2）在斯诺克台球比赛中，由于目标球被障碍球阻挡，有时运动员会用特殊的“扎杆”打法使白球高速旋转打出漂亮的“弧线球”，从而绕过障碍击中目标，则使白球在水平桌面上做曲线运动的施力物体是 桌面 （选填“球杆白球”或“桌面”）
【解答】解：
（1）打台球时，在球与球相互撞击过程中会因为摩擦而产生热，此时消耗的是机械能，得到的是内能，使球的内能有一定的增加，这一过程属于做功改变球的内能；
（2）运动员用特殊的“扎杆”打法使白球高速旋转，绕过障碍击中目标，白球在水平桌面上运动时，使白球改变运动状态的力的施力物体是桌面。
故答案为：（1）做功；（2）桌面。
18．（2018?吴兴区校级三模）如图所示，在打火机出气孔处加接了一根较长的导气管，在导气管外部中央滴了一滴水，然后打开打火机气阀，在导气管末端点燃排出的气体，不到一分钟的时间，导气管外的水滴就变成了冰粒。
（1）导气管外的水滴变成冰粒，原因是气阀打开后，液态的丁烷汽化并 吸热 （填“吸热”或“放热”），使附着在导气管外部的水滴发生 凝固 （填物态变化）成冰粒
（2）导气管末端的丁烷气体燃烧时，自动将化学能转化为内能和光能，这说明能量的转化和转移具有 方向 性。
【解答】解：（1）打火机内装的是液态的丁烷气体，气阀打开后，丁烷气体会由液态变为气态，汽化吸热。使温度降低，附着在导气管外部的水滴遇冷会凝固成冰粒。
（2）丁烷气体燃烧时，此过程中的能量转化关系是将燃料的化学能转化为火的内能，这说明能量的转化和转移具有方向性。
故答案为：（1）吸热；凝固；（2）方向。
四．解答题（共2小题）
19．（2018?柯桥区校级二模）运用“蓝鲸一号”钻探平台，我国南海实现可燃冰试采成功。可燃冰，学名天然气水化合物，其化学式为CH4?8H2O．是由于埋于海底地层深处的大量有机质在细菌的分解作用下，在高压和低温下，最终形成的类冰状的结晶化合物。
同等条件下，“可燃冰”完全燃烧放出的热量达到煤气的十倍左右，说明“可燃冰”的 热值 很大；以10倍的关系粗略计算，1kg“可燃冰”完全燃烧放出的热量可以使多少千克的水从20℃加热至60℃？[q煤气＝4.2×107J/kg，水的比热容c＝4.2×103J/（kg?℃）]。
【解答】解：
（1）在同等条件下（包含质量相同），“可燃冰”完全燃烧放出的热量达到煤气的数十倍，说明“可燃冰”的热值很大；
（2）1kg煤气完全燃烧放出的热量：
Q放＝mq煤气＝1kg×4.2×l07J/kg＝4.2×l07J，
1kg“可燃冰”完全燃烧放出的热量：
Q放′＝Q放×10＝4.2×l07J×10＝4.2×l08J；
由题知，Q吸＝Q放′＝4.2×l08J，
根据Q吸＝cm△t可得，加热水的质量为：
m＝＝＝2.5×103kg。
故答案为：热值；1kg“可燃冰”完全燃烧放出的热量可以使2.5×103kg的水从20℃加热至60℃。
20．（2018?吴兴区校级二模）如图甲是我国某地区风力发电的外景，风力发电机组主要由风机叶片和发动机组成的。
（1）若叶片位置和风向如图乙所示，由于叶片两面空气流速不同产生压强差，而受到向 上 （上/下）的力使风叶旋转。
（2）某风力发电机的输出功率与风速的关系如图丙所示，由图象得到的下列信息，正确的有哪些 BD
A．只要有风，机组就能产生电能
B．风速过大，机组不会产生电能
C．风速越大，机组产生的电功率一定越大
D．风速在一定范围内，机组产生的电功率可能不变
（3）如表给出了在不同风速下某风机获得的能量，当风速为5m/s时，这台风机工作1s所产生的电能可供1只“220V100W”电灯正常工作10s，求风机发电的效率。（发电机效率是产生的电能与获得风能的比值）
平均风速（m/s）
5
10
15
20
1s内获得的能量/（×104J）
1
8
27
64
【解答】解：（1）由乙图知，叶片的上面是突出的弧形，下面是平面，空气流过时，上面空气流速大于下面空气流速，上面压强小于下面压强，叶片受到向上的力使风叶旋转。
（2）由丙图知，
A．在风很小和很大时，即风速小于v1或大于v3时，不能产生电能。故选项错误。
B．风速过大，即风速大于v3时，机组不会产生电能。故选项正确。
C．在一定范围内（v1与v2之间），风速越大，机组产生的电功率越大；在一定范围内（v2与v3之间），风速越大，机组产生的电功率不变；故选项错误。
D．风速在一定范围内（v2与v3之间），机组产生的电功率可能不变。故选项正确。
故正确的说法是BD。
（3）当风速为5m/s时，根据表中数据可得获得的风能：W总＝10000J，
由P＝得，电灯消耗的能量：W有＝Pt＝100W×10s＝1000J，
η＝×100%＝×100%＝10%。
故答案为：（1）上；（2）BD；（3）风机发电的效率为10%。
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日期：2019/1/10 0:03:43；用户：薛老师；邮箱：xueyuhuan111@xyh.com；学号：24494304
