初中科学总复习系列 （七）“能量转化及守恒定律”知识点、练习（学案 含答案）

总复习（七）：能量转化及守恒定律
二.
教学目标：
1.
了解几种形式的能量：内能、电能、核能、化学能、太阳能及其转化。
2.
掌握内能、电能、核能、化学能的概念。
3.
掌握能量转化及守恒定律。
4.
掌握焦耳定律，了解电热器的构造和使用。
5.
学会用能量转化和守恒的思想分析自然过程。
6.
学会与能量有关的简单计算。
7.
了解能源与社会。
三.
知识要点：
1.
一种运动形式对应一种能量形式：
?运动形式
能量形式
机械运动
机械能
分子运动
内能
电荷运动
电能
化学运动
化学能
光运动
太阳能
原子核的运动变化
核能
?
2.
几种常见的能量：
内能：
①热运动：物体内大量分子的无规则运动叫热运动。
②内能：物质分子间存在相互作用的引力和斥力。分子在永不停息地做无规则运动。物体内所有分子热运动的动能与分子势能之和统称为物体的内能。内能的单位也是焦。
③改变物体内能的方法：做功和热传递。也是人类利用内能的两种方法。
④热量：在热传递中，物体放出或吸收的热的多少叫热量。热量只有在热传递中才有意义。在没有做功时，热量其实就是物体改变的内能，它的单位也是焦。
⑤比热：为了表示相同质量的不同物质升高相同的温度或降低相同的温度吸收或放出的热量不等这一热学性质，引入比热这一物理量。单位质量的某种物质，温度升高或降低1℃吸收或放出的热量叫做这种物质的比热。单位是：焦/（千克·℃）
⑥热量的计算：
吸热公式：
⑦燃料的热值：1千克某种燃料完全燃烧时放出的热量。
热值反映该燃料的优劣，热值由燃料本身决定。
⑧内能的利用：人类的发展史包含对内能利用的历史。主要是用来获取热量（热传递，如各种炉灶）和获取机械能（做功，如各种热机）。热机的一个工作循环由吸气、压缩、做功、排气四个冲程组成。压缩冲程机械能转化为热能，做功冲程热能转化为机械能。炉灶和热机都有个效率问题和环境污染问题。造成污染的主要是废气、粉尘、噪音。
核能：
①原子核在转变过程中所释放的能量叫核能。核能从原子核内部释放，比化学能大得多，核能释放的途径是重核裂变和轻核聚变。
②地球上的能量归根到底来自于两个方面：太阳能和地球本身的核能。
③太阳是通过内部热核聚变反应，不断地向周围空间辐射光和热。
④地球对太阳能的吸收：一是升高温度，以内能的形式吸收。二是通过化学作用或植物的光合作用，将太阳能转化为物体体内的化学能或生物质能储存起来。
电能：
①电能是电流运动所具有的能。
②电能是众多形式能量中最容易获得也最容易转化为其它形式能量的一种能量。
③人类将电能方便地转化成所需要的能量：
电热器——电能转化为热能；电灯——电能转化为光能和热能；
电动机——电能转化为机械能；扬声器——电能转化为声能
④电热器是利用电流热效应工作的。电流发热计算公式
若电能全部转化为热能，则
若电能只是部分转化为热能，则
3.
能量守恒定律：能量既不消灭，也不能创生。它只能从一种形式转化为另一种形式或从一物体转移到另一个物体。在转化和转移的过程中能量的总量保持不变。
能量守恒定律是自然界重要的规律，它指导人类的生活和生产活动。
4.
能源与社会发展：
能源家族
①化石能源：千百万年前埋在地下的动植物经过漫长的地质年代形成的能源。
②一次能源：从自然界直接获取的能源。
③二次能源：无法从自然界直接获取，必须通过一次能源的消耗才能得到的能源。
④生物质能：由生命物质提供的能量。
⑤不可能在短期内从自然界中得到补充的能源属于不可再生能源。
能源的三次技术革命
①第一次能源技术革命的标志是钻木取火。人类从利用自然火到利用人工火的转变，导致了以柴薪作为主要能源的时代的到来。
②第二次能源技术革命的标志是蒸汽机的发明。人类从此逐步以机械动力大规模代替人力和畜力，人类的主要能源由柴薪向煤、石油等化石能源转化。
③第三次能源技术革命的标志是发明了可以控制核能释放的装置——核反应堆。核电已经成为一种相当成熟的技术，由于核电比火电更清洁、安全、经济，核能在许多发达国家已经成为常规能源。
能源的转移和转化的方向性
①内能自发地从高温物体转移到低温物体，不能相反。
②由于某些摩擦而使动能转化的内能，虽然没有消失，但不能利用。
③能量是在转化或转移过程中才能得以利用，是有条件和代价的。
能源与环境
①能量失控会造成危害。火灾是一种典型的失控能量释放，大部分火灾是由于不遵守安全规则引起的，火灾的直接原因是乱丢火种，输电线破损和超负荷运行引起的。
②能源消耗对环境的影响，大量燃烧化石能源势必造成空气污染和温室效应的加剧。
能源危机和未来的理想能源
①由于人类消耗能量迅速增长，化石能源不能长期满足人类的要求，将会出现能源危机，新能源的开发和利用势在必行。
②理想能源的四个条件：
第一，必须足够丰富，可以保证长期使用；第二，足够便宜，可以保证多数人用得起；第三，相关技术必须成熟，可以保证大规模使用；第四，必须足够安全、清洁，可以保证不会严重影响环境。
【典型例题】
例1.
在炎热的夏天，赤脚走在河岸边，你会感到砂石烫脚，再走入河中时，觉得河水凉快，这是为什么？
解析：砂石的比热小于水的比热，夏天在相同的日照即吸收相同的热量时，砂石升高的温度高于水升高的温度。因此，人在砂石上感到烫脚，再走入水中，水的温度低于砂石温度，又会感觉凉快。
例2.
某些液体吸收了2.1×104J的热量后，其温度由25℃升高到35℃，请你再添加一个适当的条件，使之变成一道计算题，并求解。
解析：补充条件：液体质量为1kg，求液体比热
例3.
在铝壶中放入3kg温度是20℃的水，将它加热至100℃，所需的热量［c水＝4.2×103J/（kg·℃）］
A.
等于1.008×105J
B.
大于1.008×105J
C.
小于1.008×105J
D.
条件不足无法确定
解析：
∴应选B
例4.
最近我国一些城市出现了环保汽车，该车型采用“清洁燃料”加“汽油”双燃料系统，使尾气中有害气体的成分降低了80%。这种燃料是气态碳氢化合物，在微微加压的情况下即变为液体而储存于钢瓶中，加装到汽车供油系统。当向发动机供“油”时，该燃料在钢瓶中逐渐汽化，然后进入气缸被点燃，从而产生动力。
（1）根据下表可知，最适合作为清洁燃料的物质是_____________（填化学式）
?化学式
沸点（℃）
-164
-89
-0.5
69
?
（2）该物质在气缸内充分燃烧后的产物是__________和__________。
（3）在该汽车的四冲程工作循环中，图中能实现内能转化为机械能的是__________图。
解析：（1）
（2）
（3）B
这是一道综合知识很强的题，近年中考出题方向向这方面靠拢。
例5.
A、B、C、D四个相同的容器，里面分别装有质量相等、温度相同的水，现用相同的电阻丝做成线圈（长度与线圈的圈数成正比），如图所示连入电路，并分别放入A、B、C、D四个容器里，若同时开始通电，经过一段时间后，水温升得最高的容器是（
）
解析：B最高，AB相比用
【模拟试题】（答题时间：40分钟）
一、选择题（第5小题为多选，其余为单选）
1.
由可知（
）
A.
比热容与物体吸收的热量成正比
B.
比热容与物质的质量成反比
C.
比热容跟物质的温度有关
D.
以上说法均错误
2.
用两个酒精灯分别给质量相等的甲、乙两种物质加热，若在相等的时间内，它们吸收的热量相等，则下列判断正确的是（
）
A.
甲、乙两种物质的比热容一定相等
B.
甲、乙两种物质的温度变化一定相等
C.
温度变化大的物质比热容大
D.
温度变化大的物质比热容小
3.
下列说法中，能反映物体放出热量多少跟物体降低的温度有关的是（
）
A.
相同质量的同种物质，降低不同的温度，放出的热量不同
B.
相同质量的不同物质，降低相同的温度，放出的热量一般不同
C.
不同质量的同种物质，降低相同的温度，放出的热量不同
D.
不同质量的同种物质，降低不同的温度，放出的热量一般不同
4.
下列做法中不是利用水的比热容较大的是（
）
A.
炎热的夏天在室内地上洒水感到凉爽
B.
用水做内燃机的冷却液
C.
在城市里修建人工湖，除了美化环境外，还能调节周围的气候
D.
供暖系统使用热水循环供暖
5.
下列说法中错误的是（
）（多选）
A.
质量相等的物质，吸收相等的热量，升高的温度一定相等
B.
一桶水的比热容比一杯水的比热容大
C.
单位质量的某种物质，温度升高1℃吸收的热量大于它降低1℃放出的热量
D.
沿海地区比内陆地区昼夜温差小，是因为水的比热容大于泥土的比热容
6.
质量相等，初温相同的a、b两种不同液体，分别用两个完全相同的加热器加热，加热过程中，温度随时间变化的图线如图所示。根据图线，比较两液体的比热容，结果是（
）
A.
a液体的比热容大
B.
b液体的比热容大
C.
两种液体的比热容一样大
D.
无法判断
7.
有甲乙两台汽油机，若在同样时间内甲所做的有用功是乙的2倍，甲的效率是25%，乙的效率是20%，则在同样的时间内，甲、乙两机消耗的汽油之比是（
）
A.
5：8
B.
8：5
C.
5：2
D.
2：5
8.
单缸四冲程汽油机飞轮的转速为1200转/分，每秒钟做功冲程出现的次数和曲轴转动的周数为（
）
A.
20次和20周
B.
20次和10周
C.
10次和20周
D.
10次和10周
9.
下列现象中，属于内能转化为机械能的是（
）
A.
用打气筒打气，气筒壁发热
B.
锯木头时，锯条发热
C.
用电熨斗熨衣服
D.
炮弹里的火药燃烧产生的高温高压气体将弹壳炸开
10.
曾记否，恐怖分子利用劫持的客机，对美国的多个目标实施攻击，其中，一架质量为104t，约载51t燃油的波音757飞机，水平撞击世贸大楼的北部塔楼；另一架质量为156t，约载35t燃油的波音767飞机，则水平撞击南部塔楼，使两大楼产生幅度1m的晃动和猛烈的燃烧。一个多小时后两幢110层的高楼相继倒塌，造成数千人的伤亡，使两幢世贸大楼遭受重创的巨大能量是（
）
A.
飞机的重力势能
B.
飞机的动能
C.
飞机的内能
D.
燃油燃烧产生的内能
二、填空与综合题
11.
“城市尚余三伏热，秋光先到野人家”，说明在陆游那个时代，人们就已察觉到城市暖于郊区。分析城市“热岛效应”的主要原因，一是工厂、交通工具排放大量的_________；二是建筑群、马路中的砂石、水泥的_________小，在相同日照条件下温度上升更明显；三是城市水面小，水的_________吸热少；四是楼群林立，空气难以形成对流。
12.
许多公园里都设有供游人休息的石凳或木椅，在夏日阳光的照射下，用手摸石凳和木椅，感到石凳比木椅热。对于这种现象的原因，张扬同学提出了以下几种假设：
A.
石头比木头的温度高
B.
石头比木头的比热容小
C.
石头比木头的密度大
D.
石头比木头传热快
对这几种假设你认为正确的是______________________________。
13.
苹果从2m高的树上落下越来越快；停止发动机后，电力机车牵引列车车厢前进一段距离；燃烧的气体使火箭从地面升到高空。探究这些实例，可归纳出三个方面的物理概念和规律，具体表述为
（1）____________________________________________________；
（2）____________________________________________________；
（3）____________________________________________________。
14.
一把“220V，40W”的电烙铁L，接在如图所示的220V的电路中，当开关S闭合时，电烙铁L可以正常使用。当电烙铁暂不用时，为了避免电烙铁过热，可把开关S断开，将电阻R串联在电路中。此时电烙铁L的实际功率为14.4W，问串联电阻R的阻值应为多少？（设电烙铁的电阻不随温度变化）
15.
小华分别用如图甲所示的两个完全相同的电加热器给A、B两种液体加热，绘制它们的温度随时间变化的图象，如图乙所示。
（1）如果A、B两种液体的质量相同，则_________液体的比热容较大。
（2）如果A、B是同种液体，则_________液体的质量较大。
16.
小明学习了燃料的热值知识后，自己设计一个实验来比较煤油和菜籽油的热值。他实验时组装了如图所示的装置。并每隔1min记录了杯中水的温度（见下表）。
加热时间/min
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
甲杯水温/℃
25
27
29
32
34
36
38
40
42
44
乙杯水温/℃
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
（1）为了保证实验结论的可靠，小明在实验时应控制两套装置中相同的量有_______________________。
（2）通过表中记录的数据，你认为煤油和菜籽油两种燃料中，热值较大的是_________。
（3）小明实验前用天平测出了烧杯中水的质量及油灯中燃料的质量，并由记录的数据，利用公式计算出水吸收的热量。他想通过这些数据计算出煤油和菜籽油的热值。你认为他的计算结果可靠吗？为什么？
17.
材料A：一座10×106kW的燃煤电站，每年燃煤约3.5×106t，向大气排放二氧化碳、二氧化硫、微尘及其它致病有害物质可达1.09×106t。（如图A所示）
图A
材料B：（如图B所示）
图B
（1）上述两材料主要是针对_________而言的。图A是燃煤电站工作时的外景，你发现的主要问题是___________________________（至少回答两条）。图B中发现的主要问题是___________________________。
（2）针对两图中的主要问题，你采取的措施是：图A中的建议与措施___________________________。图B中的建议与措施______________________________。
（3）上述现象很易让人想到城市“热岛效应”，其形成的主要原因是什么？通过上述材料提出你对改善城市生态环境的一点有益建议。
（4）所产生的废气中有大量的，它将加剧地球的__________________，那么避免其产生的后果，人类应采取的措施有哪些？
【试题答案】
一、选择题
1.
D
2.
D
3.
A
4.
A
5.
ABC
6.
B
7.
B
8.
C
9.
D
10.
D
二、填空与综合：
11.
废气；比热；蒸发（汽化）
12.
B
13.
①物体间力的作用是相互的。
②物体在力的方向上通过一段距离，则力对物体做功。
③不同形式的能量可以相互转化
14.
电路中串联
过程：
与R串串联时
15.
①B
②B
16.
①水的质量；煤油和菜籽油的质量
②煤油
③不可靠，因为煤油和菜籽油并没有完全燃烧，而且燃烧产生的热量并没有完全被水吸收。
17.
（1）环境污染：燃料燃烧不完全；烟气带走大量的热，造成能量损失；烟气污染大气，过多的使用化石能源使得全球环境恶化，大气污染、噪音污染严重。
（2）提高燃料的利用率，对烟气进行能量回收，再处理。为理想能源进行广泛应用，减少化石资源的使用，对污染源进行合理处理，安装消声器，安装吸尘装置等。植树造林和种植草被，减小热污染和噪声污染。
（3）即CO2的温度效应，（热机的应用，燃料的燃烧，人都产生CO2气体）种植成片的树林比种花、草为主的景点广场对改善环境好；改善锅炉的燃烧条件和使用较低污染的热机；大力提倡使用清洁能源（如太阳能、电能）。
（4）温室效应。人类可植树造林、控制人口，减少对化石燃料的使用，推广节能技术，使用清洁能源等。