2021年浙江省中考科学复习课件第28讲　内能、能量守恒和能源（课件 52张PPT)

第28讲　内能、能量守恒和能源
思维导图
考点扫描
能量是以多种形式存在的，常见的能量形式有机械能、内能、 能、化学能、 能等。
考点一　能的多种形式(九上教材P74)
电
核
1．在“电闪雷鸣”这一自然现象中，没有涉及到的能量形式( )
A．电能　B．声能　C．电磁能　D．核能
D
1．定义：常见的物质是由大量的 、 构成的；一切物质的分子都在 ；分子之间存在 和 。
2．分子间的作用力：分子间同时存在着相互作用的
和 。分子间的距离小时，作用力表现为
；当分子间的距离稍大时，作用力表现为引力。
举例：被紧压在一起的铅柱很难被分开属于引力的作用；水很难被压缩是斥力的作用。
考点二　分子动理论(七上教材P125)
分子
原子
不停地做热运动
引力
斥力
引力
斥力
斥力
2．世界园艺博览会上，百花绽放，鸟语花香。远处就能闻到花香是由于分子在不停地 ；清晨荷叶上的两颗露珠接触后成为了更大的一颗水珠，表明分子之间存在 力。
做无规则运动
引
1．克服摩擦做功与物体内能改变的关系
(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。
考点三　内能(九上教材P99)
无规则运动
任何物体
越高
越大
2．改变内能的两种途径——做功和热传递
(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。能的形式发生了变化。
(2)热传递：物体吸热，内能增加；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。能的形式未发生转化。
(3)做功和热传递对改变物体的内能是 的。
增加
减少
减少
传递
等效
3．用热量来量度热传递过程中内能的变化。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。
热量
增加
减少
4．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，变成内能或其他形式的能量。
(2)常见吸热反应： 转变为化学能；大多数分解反应：需要加热或高温条件下才能进行。常见放热反应：化学能转变为内能[如燃烧、中和反应、金属与酸反应、一般化合反应(如生石灰与水反应)]。
化学变化
内能
3．(2020，无锡)关于内能，下列说法中正确的是( )
A．0℃的冰块没有内能
B．物体内能大小与温度无关
C．热量总是从内能大的物体向内能小的物体转移
D．金属汤勺放在热汤中，温度升高，这是通过热传递的方式改变内能
D
4．(2020，宜昌)下列通过做功方式改变物体内能的是
( )
A．双手互搓手掌变热
B．烤火时手掌变热
C．用热水洗手时手掌变热
D．抱热水袋手掌变热
A
5．(2020，杭州)如图一只瓶子，内装一些铁屑。我们既可以通过振荡，也可以通过加热，使铁屑的温度升高，内能增大。从改变物体内能的方法来看，前者是通过 方法，后者是通过 方法来增大铁屑的内能。如果你没有看到内能改变的过程，仅凭铁屑温度的改变，能否确定采用了什么方法改变了铁屑的内能？ (能或不能)，这是因为 。
做功
热传递
不能
二者效果相同
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。
考点四　热机(九上教材P104)
化学能
机械能
压缩
做功
排气
6．(2020，巴中)下列四幅图是汽油机一个工作循环的四个冲程，其中不是靠飞轮惯性完成的是( )
C
考点五　热值、比热容(九上教材P102)
?
热值
比热容
概念
1千克(或1立方米)的某种燃料完全燃烧时放出的热量，符号为q
单位质量的某种物质，温度升高(或降低)1℃所吸收(或释放)的热量，用符号c表示
单位
焦/千克(J/kg)，焦/米3(J/m3)
焦每千克摄氏度，即焦/(千克·摄氏度)，符号为J/(kg·℃)
影响
因素
热值是燃料的一种属性，与燃料的形状、体积、质量和是否充分燃烧无关，与燃料的 有关
比热容是反映物质自身的物理属性，不同物质比热容一般不同
种类
热量
计算
Q＝____(适用固体、液体)
Q＝____
水比热
容大的
应用
冷却和取暖：北方冬天用热水袋取暖；初春傍晚，在秧田里灌水可以防止秧苗冻坏；给发动机降温用大的水箱，采用水做冷却剂等
调节气候：夏季沿海地区的温度要比内陆温度低；修建人工湖减缓热岛效应等
?
qm
cmΔt
7．将一杯质量为0.2千克、温度为20℃的水放入冰箱的冷藏室内，一段时间后水温降低了5℃，则水放出的热量为 焦，水的内能将 (选填“减少”或“增加”)，这是通过 的方法改变了它的内能。[c水＝4.2×103焦/(千克·℃)]
4.2×103
减少
热传递
8．(2020，盐城)小华在燃烧皿中放入5g酒精，对300g水加热，待酒精燃尽后水温升高了50℃。已知水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)，酒精的热值为3.0×107J/kg。此过程中，酒精燃烧放出的热量为 J，水吸收的热量为 J，水的内能是通过 方式增加的。
1.5×105
6.3×104
热传递
1．核能：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
(1)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。
考点六　核能的利用(九上教材P119)
核裂变
(2)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。
3．放射性及其应用
(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、β射线、γ射线和X射线等。
核聚变
(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。
4．核电站
(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
9．(2020，甘孜州)关于原子核和核能，下列说法正确的是( )
A．核反应堆发生的是可控链式反应
B．核能是可再生能源也是二次能源
C．原子核占据了原子的大部分空间
D．原子核是由电子组成的
A
10．(2020，河北)核能是一种 (选填“可再生”或“不可再生”)能源。核电站利用核能发电，它的核心设备是核反应堆，核反应堆是通过可控 (选填“核裂变”或“核聚变”)反应释放核能的设备。核电站中的汽轮机属于 (选填“发电机”“电动机”或“热机”)。
不可再生
核裂变
热机
1．能量的转化与守恒定律
(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)能量的转化和守恒定律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
。
考点七　能量的转化与守恒(九上教材P124)
转化
转移
总量保持不变
能量的转化与守恒定律
能量的转化与守恒定律
2．能量的转化与传递有一定的方向性
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。
3．能量利用效率和节能的关系
(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
11．(2020，衢州)下列用电器把电能主要转化为机械能的是( )
A．电风扇　　　B．电灯
C．电饭煲 D．电熨斗
A
12．(2020，湘西州)关于能量守恒定律的下列说法中。正确的是( )
A．能量可以凭空消失
B．能量可以凭空产生
C．热机的工作过程不遵循能量守恒定律
D．能量转化和转移过程中，能量的总量保持不变
D
精讲释疑
从能的转化看，通过做功改变物体的内能，实质上是其他形式的能与物体内能相互转化的过程。因此功可以用来量度内能改变的多少。通过热传递可以改变物体的内能，实质上是内能在物体间的转移，热传递过程中传递的能量用热量表示。因此热量也可以量度物体内能的变化。
题型一　改变物体内能的方法
【例1】　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( )
C
A．图甲，厚玻璃内的空气被压缩时，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塞子冲出时，水蒸气的内能减少
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
1．(2020，贵港)下列实例中，改变物体内能的途径与其他三个不同的是( )
A．用力搓手，手会发热
B．把冰冷的手放到嘴边哈气，手会变暖
C．用锯条锯木头，锯条温度升高
D．用手反复弯折铁丝，铁丝弯折处会发热
B
2．如图所示，用酒精灯给水加热一段时间后，观察到软木塞冲岀试管口。
(1)软木塞冲出试管口，说明力能
改变物体的 。
(2)此过程中，水蒸气减少的内能 (选填“大于”“等于”或“小于”)软木塞增加的机械能，这与热机的 冲程相似。
运动状态
大于
做功
能量的转化与守恒定律普遍适用于自然界的任何科学现象。能量发生转化是指能量的形式发生了变化。例如：电阻通电发热，消耗的电能转化为热能。能量发生转移是指能量的形式没有变化，只是从一个物体转移到另一个物体。例如：热量从一个物体传到另一个物体，是内能在两个物体之间移动，在转移的过程中，内能没有变成另一种形式的能。能量的转化和转移是有方向的，内能不可能自发地从低温物体转移到高温物体，只能从高温物体自发地转移到低温物体；机械能可自发地转化为内能，但内能不可自发地转化为机械能。
题型二　能量的转化与守恒
【例2】　生活中能量转化的实例很多，下列描述中正确的是( )
A．摩擦生热是把内能转化为机械能
B．燃料燃烧放热是把内能转化为化学能
C．电动机带动水泵把水送到高处是把电能转化为机械能
D．摩擦起电是把电能转化为机械能
C
【例3】　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ΔV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。
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。同时这一过程中动能转化为排球的弹性势能。
3．关于做功或能量转化的过程中，下列说法正确的是( )
A．汽油机在压缩冲程中，是内能转化为机械能
B．拉弯的弓将箭射出，其弹性势能主要转化为动能
C．电动机工作过程中，是机械能转化为电能
D．吊车吊着货物沿水平方向移动一段距离，此过程中货物的重力对自身做了功
B
4．(2020，贵港)利用燃烧酒精给水加热，使质量为2kg的水温度升高30℃。c水＝4.2×103J/(kg·℃)，q酒精＝3.0×107J/kg。
(1)求水吸收的热量是多少焦？
(2)若完全燃烧酒精产生的热量全部被水吸收，则需要完全燃烧多少千克的酒精？
解：(1)水吸收的热量：Q吸＝cmΔt＝4.2×103J/(kg·℃)×2kg×30℃＝2.52×105J；
(2)由Q放＝mq得，需要酒精的质量：
m酒精＝ ＝0.0084kg。
答：(1)水吸收的热量是2.52×105J；
(2)若完全燃烧酒精产生的热量全部被水吸收，则需要完全燃烧0.0084kg的酒精。
诊断自测
1．(2020，扬州)分子很小，看不见摸不着，但我们可以通过一些现象来认识分子。对于分子的认识，下列说法正确的是( )
A．固体很难被压缩，说明固体分子间无空隙
B．液体可以流动，说明液体分子间无作用力
C．塑料吸盘能“吸”在墙壁上，说明分子间存在吸引力
D．闻到远处的花香，说明分子在不停地做无规则运动
D
2．(2020，连云港)关于温度、热量和内能，下列说法正确的是( )
A．0℃的冰块内能为0
B．汽油机做功冲程气缸内燃气的内能增加
C．存在温度差的两个物体相接触会发生热传递
D．出笼的馒头变凉的过程中所含的热量在减少
C
3．下列事例中，改变物体内能的途径与其他三项不同的是( )
A
4．(2020，东营)如图是四冲程汽油机工作循环中的一个冲程，下列关于该冲程及其能量转化判断正确的是
( )
A.做功冲程，将机械能转化为内能
B．做功冲程，将内能转化为机械能
C．压缩冲程，将机械能转化为内能
D．压缩冲程，将内能转化为机械能
B
5．(2020，云南)较轻的原子核结合成为较重的原子核发生 (选填“核裂变”或“核聚变”)可以释放出巨大的核能，太阳的能量源自于这样的核反应。冬天的早晨大雾弥漫，太阳升起后浓雾渐渐散去，雾气消散是 (填物态变化名称)现象。
核聚变
汽化
6．(2020，宁波)科学上通常用“功”和“热量”来量度物体能量的变化。
(1)在“使用动滑轮”活动中，小科利用如图所示装置，用竖直向上的大小为10N的拉力F使物体A匀速提升了0.1m。如果该装置的机械效率为70%，则这一过程中，克服物体A的重力所做的功为 J，这个值也是物体A增加的机械能。
1.4
(2)把质量为2kg，温度为25℃的水加热到100℃，至少需要完全燃烧 g的酒精。上述过程中，水的内能增加是通过 (填“做功”或“热传递”)的途径实现的。[已知：水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)，酒精的热值为3.0×107J/kg]
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热传递