專題05 內能 內能的利用(講義)中考物理一輪復習_第1頁
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主題一聲、光、熱專題05內能內能的利用(3-7分)(原卷版)目錄TOC\o"1-3"\h\u 3 4考點一分子熱運動 4考點二內能 7考點三比熱容 11考點四熱機及熱機的效率 14考點五能量的轉化和守恒 19 21題型一擴散現(xiàn)象 21題型二分子間的作用力 21題型三內能的概念和大小比較 21題型四改變內能的兩種方式 22題型五溫度、熱量和內能的辨析 23題型六探究不同物質的吸熱能力 24題型七比熱容的概念和應用 25題型八關于比熱容的計算 26題型九熱機的工作原理及簡單計算 28題型十汽油機和柴油機比較 28題型十一熱值的概念和相關計算 29題型十二熱機效率的計算 30題型十三能量的轉化和轉移 30題型十四能量守恒定律 32

考點要求新課標要求命題預測分子熱運動1.3.1知道常見的物質是由分子、原子構成的。2.1.2了解分子熱運動的主要特點,知道分子動理論的基本觀點。屬于常考熱點。考題形式以選擇題、填空題為主,有時也會出現(xiàn)在綜合題中。主要命題點有:對分子熱運動理論的理解、擴散現(xiàn)象的判斷、分子間相互作用力等。內能3.3.1了解內能和熱量。對物體內能的認識和理解,屬于易錯的考點。改變物體內能的方式是常考熱點,也是與生活實際結合最緊密的考點。有關此考點的考題中,選擇題多于填空題。此考點的命題點主要有:內能的概念、影響物體內能大小的因素、改變內能的兩種方式、溫度與內能以及熱量的辨析等。比熱容3.3.2通過實驗,了解比熱容。能運用比熱容說明簡單的自然現(xiàn)象。比熱容是本單元重點內容,無論比熱容的概念還是比熱容的應用,都屬于常考熱點。對此考點的考查常見題型有選擇題、填空題、計算題,有時也會出現(xiàn)實驗探究題和簡答題。命題點大都是:比熱容的概念、比熱容的相關計算、水的比熱容大的應用、探究不同物質的吸熱能力等。熱機及熱機的效率3.3.3了解熱機的工作原理。知道內能的利用在人類社會發(fā)展史中的重要意義。3.3.1從能量轉化的角度認識燃料的熱值。熱機是內能利用最典型的例子,在利用的內能的過程中存在能量損失。在該考點中,熱機的效率是各地中考的常考熱點。該考點的考查形式多樣,難以程度也有所不同。主要命題點有:熱機工作原理、內燃機四沖程工作過程和能量轉化關系、熱值的概念及相關計算、熱機效率相關計算等。能量的轉化和守恒3.5.1知道能量守恒定律。有用能量轉化與守恒的觀點分析問題的意識。3.5.3列舉能量轉化和轉移具有方向性的常見實例。能量守恒定律是自然界普遍規(guī)律,認識能量轉化和轉移和在轉化和轉移過程中知道能量守恒是常考熱點。命題點主要有:能量轉化和轉移的辨別、能量轉化和轉移的方向性、能量守恒定律及其應用等。

考點一分子熱運動一、物質的構成1.物質的構成:常見物質是由大量及其微小的粒子—分子、原子構成的。2.分子的大小:分子的直徑很小,通常以10-10m來量度,肉眼看不見。二、分子熱運動1.物質的擴散氣體擴散實驗液體擴散實驗固體擴散實驗實驗操作和現(xiàn)象在透明的瓶中分別裝入空氣和二氧化氮,抽去玻璃板后,無色的空氣和紅棕色的二氧化氮混合在一起,最后顏色變得均勻在裝入清水的量筒底部注入藍色的硫酸銅溶液。靜待幾天后,清水與硫酸銅溶液的界面變得模糊,靜待幾周后顏色變得均勻把磨的很光滑鉛塊和金塊緊緊壓在一起,在室溫下防止五年后在將它們切開,發(fā)現(xiàn)它們互相滲入月1mm深現(xiàn)象分析空氣和二氧化氮氣體彼此進入對方水和硫酸銅溶液彼此進入對方金和鉛彼此進入對方實驗結論氣體、液體和固體分子都在不停地做無規(guī)則運動,能彼此進入分子的間隙中,即固體、液體和氣體都會發(fā)生擴散現(xiàn)象拓展分子很小,我們不能用肉眼觀察到分子運動情況,但可以通過分子構成的物體的宏觀表現(xiàn)來反映分子的情況,這種研究方法叫做轉換法。2.擴散現(xiàn)象(1)定義:不同的物質相互接觸時,彼此進入對方的現(xiàn)象叫擴散。如“花香襲人”“酒香不怕巷子深”等。(2)擴散現(xiàn)象表明:一切物質的分子都在永不停息地做無規(guī)則運動,也說明物質的分子間存在間隙。(3)影響擴散的因素:溫度越高,擴散越快(即分子無規(guī)則運動跟溫度有關,溫度越高分子無規(guī)則運動越劇烈)。(4)演示:分子間存在間隙將50mL水注入裝有50mL酒精的量筒中,搖晃幾次量筒,使水和酒精混合均勻,觀察量筒中的液體體積小于100mL。從微觀的角度看,酒精分子分散到了水分子中間,這一現(xiàn)象說明水分子和酒精分子間都有間隙。3.分子熱運動如圖所示,取兩個相同的燒杯,分別裝入質量相等的適量冷水和熱水,分別向兩杯水中滴入一滴紅墨水。現(xiàn)象分析:紅墨水在熱水擴散得快是因為熱水中分子運動劇烈,在冷水中擴散慢是因為冷水分子運動較慢。結論:分子無規(guī)則運動的快慢與溫度有關;溫度越高,物質擴散得越快,分子運動越劇烈。由于分子的無規(guī)則運動跟溫度有關,所以這種規(guī)則運動稱為分子的熱運動。三、分子間的作用力1.實驗探究-分子間的作用力實驗過程將兩個鉛柱的底面削平、削干凈,然后緊緊地壓在一起,兩個鉛柱就會結合起來,甚至下面吊上重物都不能把它們拉開。這是什么原因呢?在一個注射器中裝入一些水,用手指堵住注射口,用力壓活塞,你發(fā)現(xiàn)了什么?為什么會出現(xiàn)這樣的現(xiàn)象?現(xiàn)象分析因為物體分子之間存在引力,分子間的引力使兩個鉛塊結合在一起。雖然分子間有間隙,但要壓縮液體卻很困難,這是因為分子之間存在著斥力。實驗結論分子間存在引力分子間存在斥力2.對分子間引力和斥力的理解分子間同時存在相互作用的引力和斥力;實際表現(xiàn)出來的是分子引力和斥力的合力,稱為分子力;分子間的引力和斥力都跟分子間距離有關系。類似彈簧,如下圖。(1)分子間的距離變小,作用力表現(xiàn)為斥力。(2)分子間的距離變大,作用力表現(xiàn)為引力。(3)如果分子相距很遠,作用力就變得十分微弱,可以忽略。如氣體分子之間的距離就很遠,彼此之間幾乎沒有作用力。例如,“破鏡難重圓”就是因為分子間距離太大,分子間的作用力忽略不計。3.固液氣三態(tài)物質的宏觀特性和微觀特性物態(tài)固態(tài)液態(tài)氣態(tài)分子模型圖微觀特性分子間距離很小較大很大分子間作用力很大較大很小,可以忽略分子運動情況只能在平衡位置附近做微小振動既可以在一個位置振動,又可以移到另一位置振動除碰撞外,做勻速直線運動宏觀特性有無固定體積有有無有無固定形狀有無無4.分子動理論物質是由大量的分子、原子組成的,分子間有間隙;構成物質的分子在不停地做無規(guī)則熱運動;分子間存在著引力和斥力。1.分子熱運動(1)物質的分子運動和機械運動是不同的。分子運動是我們肉眼看不見的,如“香味撲鼻”“槐花飄香”;人眼直接看見的運動都是機械運動,如“塵土飛揚”“沙塵翻滾"等。(2)0℃的物體分子照樣做無規(guī)則熱運動:一切物質的分子都在不停地做無規(guī)則熱運動。只是分子運動的劇烈程度不同。溫度低時,分子熱運動相對緩慢,但并沒有停止,不能錯誤的認為0℃時物質分子不再做熱運動。2.分子間的作用力(1)分子間同時存在相互作用的引力和斥力,實際表現(xiàn)出來的是分子引力和斥力的合力。(2)固體中分子之間的距離小,相互作用力很大,分子只能在一定的位置附近振動,所以既有一定的體積,又有一定的形狀。(3)液體中分子之間的距離較小,相互作用力較大,以分子群的形態(tài)存在,分子可在某個位置附近振動,分子群卻可以相互滑過,所以液體有一定的體積,但有流動性,形狀隨容器而變化。(4)氣體分子間的距離很大,相互作用力很小,每一個分子幾乎都可以自由運動.所以氣體既沒有固定的體積,也沒有同定的形狀,可以充滿整個空間。1.(2024·四川宜賓·中考真題)下列描述中屬于擴散現(xiàn)象的是()A.桂花花香四溢 B.雪花漫天飄舞C.灰塵空中飛揚 D.江面霧氣彌漫2.(2024·江蘇鹽城·中考真題)將兩個表面光滑的鉛塊相互擠壓,它們會粘在一起,不容易拉開,這一現(xiàn)象說明()A.分子間有空隙 B.分子在運動C.分子間有斥力 D.分子間有引力考點二內能一、內能1.分子動能和分子勢能(1)分子動能:構成物質的分子做無規(guī)則運動所具有的能量稱為分子動能。物體的溫度越高,分子運動得越快,分子動能越大。(2)分子之間具有一定的距離,也具有一定的作用力,因而分子具有勢能,稱為分子勢能。2.內能(1)內能:物體內部所有分子熱運動的動能與分子勢能的總和,叫做物體的內能。(2)內能的單位:焦耳,簡稱焦,符號J。(3)主要影響因素:①溫度:溫度升高,內能增加;溫度降低,內能減少。②質量:同種物質在溫度、狀態(tài)均相同時,質量大的物體內能大。③其他:物體的內能與其體積、狀態(tài)(固、液、氣)也有關。(4)一切物體在任何溫度下都有內能。二、物體內能的改變1.熱傳遞改變物體的內能(1)熱傳遞:能量從高溫物體傳到低溫物體,或者是從同一物體的高溫部分傳到低溫部分,低溫物體溫度升高,內能增加,高溫物體溫度降低,內能減少。例如,如下圖用暖袋暖手、給工件淬火、燒水等。(2)對熱傳遞的理解條件不同物體或同一物體的不同部分之間存在溫度差方向由高溫物體轉移到低溫物體或由物體的高溫部分轉移到低溫部分最終狀態(tài)末溫相同,沒有溫度差實質是能量的轉移,能量的形式并未發(fā)生變化(3)熱傳遞的三種方式傳導--熱從物體溫度較高的部分沿著物體傳到溫度較低的部分。對流--靠液體或氣體的流動來傳熱的方式。輻射--物體以電磁波或粒子的形式向外傳遞熱量2.熱量(1)熱傳遞過程中,傳遞能量的多少叫作熱量(Q),熱量的單位是焦耳。(2)熱量是能量轉移多少的量度,是一個過程量,它存在于熱傳遞的過程中,只有發(fā)生了熱傳遞,有了能量的轉移,才能討論熱量問題,離開熱傳遞談熱量也就沒有了意義。(3)熱量只能用“吸收”或“放出”來表述,而不能用“具有”或“含有”來表述,不能說某物體含有或具有多少熱量,只能說物體吸收或放出了多少熱量。3.做功改變物體的內能探究做功改變物體的內能做功的兩種情況外界對物體做功物體對外界做功探究過程與現(xiàn)象分析與論證迅速壓下活塞,玻璃筒內的氣體被壓縮,活塞對筒內氣體做功,從而使筒內氣體的內能增加,溫度升高,當溫度達到硝化棉的燃點時,硝化棉開始迅速燃燒向瓶內打氣,壓縮瓶內的空氣,不斷對瓶內空氣做功,瓶內空氣內能增加,溫度升高,隨著打入空氣的增加,氣壓越來越大,直至沖開瓶塞,此時,瓶內的空氣推動瓶塞做功,內能減少,溫度降低,其中水蒸氣液化成小水滴,形成白霧得出結論做功可以改變物體的內能;外界對物體做功,物體溫度升高,物體內能增加;物體對外界做功,物體溫度降低,物體內能減少4.熱傳遞和做功改變物體內能的區(qū)別與聯(lián)系熱傳遞做功實質能量的轉移能量的轉化條件存在溫度差/規(guī)律物體吸收熱量,內能增加物體放出熱量,內能減少外界對物體做功,物體內能增加物體對外界做功,物體內能減少實例哈氣取暖、用熱水袋或烤火來取暖、冬天曬太陽感覺暖和、利用太陽能熱水器“燒水”鋸木頭時鋸條變熱、搓手取暖、鉆木取火、摩擦生熱判斷方法由高溫物體轉移到低溫物體或從物體的高溫部分轉移到低溫部分通過關鍵詞“搓手”“壓縮”“摩擦”“鍛打”“擰彎”等動詞說明熱傳遞和做功在改變物體的內能上是等效的5.溫度、熱量、內能三者之間的區(qū)別與聯(lián)系溫度內能熱量概念宏觀上:表示物體的冷熱程度。微觀上:反映物體中大量分子無規(guī)則運動的劇烈程度。構成物體的所有分子,其熱運動的動能與分子勢能的總和。在熱傳遞過程中,物體間內能轉移的多少稱為熱量。性質狀態(tài)量狀態(tài)量過程量表述用“是”“降低(到)”“升高(到)”來描述。用“有”“具有”“改變”“增加”“減少”等描述。用“放出”“吸收”等描述。單位攝氏度(℃)焦耳(J)焦耳(J)聯(lián)系在熱傳遞的過程中,物體吸收熱量,內能會增加;物體放出熱量,內能會減少,但此過程中物體溫度不一定會發(fā)生改變。1.內能和機械能(1)內能是指物體的內能,不是分子的。內能是物體內部所有分子共同具有的動能和勢能的總和,不能說內能是個別分子和少數分子所具有的。(2)物體的溫度、質量、體積和狀態(tài)均不同時,無法比較內能的大小。(3)機械能與物體的機械運動情況有關;內能與物體內部分子的無規(guī)則運動和分子之間的相互作用情況有關。2.對熱傳遞的理解(1)熱傳遞的方向:熱量只能自發(fā)地從高溫物體傳到低溫物體,直至溫度相同。(2)熱傳遞過程中傳遞的是內能(熱量),而不是溫度,而且內能是從高溫物體傳遞到低溫物體,而不是從內能多的物體傳遞到內能少的物體。3.溫度、熱量和內能的辨析(1)熱量、溫度和內能的關系如下①一個物體溫度升高了,內能增加;②一個物體內能增加了,它的溫度不一定升高,如晶體熔化、液體沸騰;③一個物體吸收了熱量,它的內能一定增加(物體不對外做功);④一個物體內能增加了,不一定吸收了熱量,有可能是外界對物體做了功。⑤一個物體吸收了熱量,溫度不一定升高,如晶體熔化、液體沸騰等。(2)內能和物體的種類、質量、狀態(tài)和溫度有關,所以對于同一物體,溫度升高,內能一定增加,但內能增加的結果卻可能是狀態(tài)改變;(3)內能的改變同時有吸、放熱和做功兩種方式,因此內能和熱量沒有唯一確定關系;(4)溫度和熱量沒有直接關系。1.【日常生活情境】(2024·寧夏·中考真題)下列實例中屬于做功改變物體內能的是()A.圖甲中,爐火燒水 B.圖乙中,搓手取暖C.圖丙中,用暖手寶暖手 D.圖丁中,熱雞蛋放在冷水中冷卻2.(2024·山東濰坊·中考真題)(多選)如圖所示,用汽缸、固定隔板和活塞密閉甲、乙兩部分氣體,汽缸和活塞均不導熱,隔板導熱良好。迅速將活塞向左推至圖中虛線位置并固定,靜置一段時間。下列說法正確的是()A.與推動活塞前相比,甲、乙內能均變大B.與推動活塞前相比,甲內能不變、乙內能變大C.乙內能改變的方式只有做功D.乙內能改變的方式既有做功又有熱傳遞3.(2024·黑龍江雞西·中考真題)(多選)關于溫度、內能、熱量、功的說法正確的是(

)A.物體溫度升高,一定吸收了熱量B.物體溫度升高,內能一定增加C.物體內能增加,一定是外界對它做了功D.物體吸收熱量,溫度可能不變考點三比熱容一、比較不同物質的吸熱能力實驗目的探究不同物體的吸熱能力實驗器材相同的鐵臺架、酒精燈、石棉網、燒杯、溫度計、攪拌器兩套,火柴、秒表、水和另一種液體(如煤油)。實驗方法(1)轉換法:①加熱相同的時間,通過溫度變化的多少反映物質的吸熱能力(變化小,吸熱能力強);②升高相同的溫度,通過加熱時間的長短反映物質的吸熱能力(時間長,吸熱能力強)。(2)控制變量法:控制相同的質量,選擇相同的熱源(保證相同時間內,兩種物質吸收的熱量相同),加熱相同的時間,觀察溫度的變化(或升高相同的溫度觀察加熱時間的長短)。實驗過程1.按圖組裝器材。2.取質量相同的水和煤油,常溫下待溫度穩(wěn)定后(控制兩種液體初溫相同),測出兩種液體的溫度,并計入表格。3.點燃酒精燈,同時給水和煤油加熱,加熱相同時間,測量此時兩種液體溫度并計入表格。4.實驗表格和數據圖像物質種類質量/g初溫/°C末溫/°C溫升/°C加熱時間(min)水煤油…實驗結論通過溫度-時間圖像判斷兩種物質的吸熱能力大小:平緩的圖像對應的物質吸熱能力強。交流與評估(1)測量物質的選取:應選取質量、初溫相同的不同物質;(2)器材安裝順序:自下而上。目的時使用酒精燈外焰加熱;(3)實驗改進:①用電加熱器代替酒精燈,優(yōu)點:熱源更加穩(wěn)定;②用同一熱源同時加熱(如圖所示)優(yōu)點:避免兩次加熱,同一熱源加熱確保相同時間內吸收的熱量相同;二、比熱容1.比熱容的物理意義:反映了物質的吸(放)熱本領。(1)比熱容大的物質,吸(放)熱本領強;(2)比熱容小的物質,吸(放)熱本領弱。2.定義一定質量的某種物質在溫度升高時,吸收的熱量與它的質量和升高的溫度乘積之比叫做這種物質的比熱容,用符號c表示。3.定義式:。4.單位:焦耳每千克攝氏度,符號是:J/(kg·℃),比熱容單位是由質量、溫度和熱量組成的組合單位。5.水的比熱容及意義:水的比熱容是4.2×103J/(kg·℃),表示的物理意義是:1Kg水溫度每升高1℃吸收的熱量是4.2×103J6.一些常見物質的比熱容7.特點:比熱容是反映物質自身性質的物理量,是物質的一種特性,只與物體的種類、狀態(tài)有關,與質量、體積、溫度、密度、吸熱放熱、形狀等無關。不同的物質,比熱容一般不同。8.水的比熱容較大的應用(1)做傳熱介質:水作冷卻劑、早春灌水護苗,汽車發(fā)動機常用水作冷卻劑。(2)調節(jié)溫度:內陸地區(qū)溫差比沿海地區(qū)大,濕地公園利用水調節(jié)氣溫。9.比熱容的應用比熱容是表示物質吸、放熱本領大小的物理量,在相同條件下不同的物質吸收(或放出)相同的熱量,物體的溫度不同,比熱容小的溫度變化大;相同質量的不同物質,升高(或降低)相同的溫度,吸收(或放出)的熱量不同,比熱容大的吸收(或放出)的熱量多,正是由于這一特性,自然界中有許多現(xiàn)象都是由比熱容的大小引起的。(1)培育秧苗時,為了保護秧苗在夜間不被冷空氣凍壞,常在傍晚往農田里灌水,就是因為水的比熱容大,在夜間溫度降低時水放出的熱量多,從而達到防凍的目的。(2)夏天,陽光照在海上,盡管海水吸收了許多熱量,但是由于它的比熱容較大,所以海水的溫度變化并不大,海邊的氣溫變化也不會很大。而在沙漠,由于沙石的比熱容較小,吸收同樣的熱量,溫度會上升很多,所以沙漠晝夜溫差很大。三、熱量的計算(1)物質吸熱時熱量的簡單計算吸熱:Q吸=cm△t=cm(t-t0);(2)物質放熱時熱量的計算放熱:Q放=cm△t=cm(t0-t)。(3)其中:Q吸—吸收的熱量,單位:焦(J),Q放—放出的熱量。c—比熱容,單位:焦每千克攝氏度(J/(kg·℃))m—質量,單位:千克(kg)△t—變化的溫度(升高或降低的溫度),單位:攝氏度(℃);t0—初始溫度、t—末溫。1.不是所有跟水有關的應用都是利用水的比熱容大的特點,如往教室灑水感到涼快是利用水蒸發(fā)吸熱的原理。2.比熱容是物質的一種特性,只與物體的種類、狀態(tài)有關,與質量、體積、溫度、密度、吸熱放熱、形狀等無關。不同的物質,比熱容一般不同1.(2024·山東濟寧·中考真題)關于水的性質,下列說法不正確的是(

)A.水的質量為 B.水結成冰后,其體積會增大C.水的沸點不會超過100℃ D.水倒去一半后,其比熱容不變2.(2024·山東青島·中考真題)(多選)小明在海邊玩耍,感覺沙灘上的沙子很熱,海水卻比較涼爽。某天,他從6時到22時對沙子和海水的溫度進行了測量,繪成的溫度隨時間變化圖象如圖所示.下列分析正確的是()A.早晨6時,海水的溫度比沙子高 B.6時到14時,沙子吸收的熱量比海水多C.14時到22時,海水降低的溫度比沙子小 D.利用此圖象可以比較海水和沙子的比熱容考點四熱機及熱機的效率一、熱機1.熱機:利用內能做功的機械叫熱機。汽車、輪船和飛機等的發(fā)動機都是利用燃燒燃料釋放的內能做功的裝置,都是熱機。2.熱機的種類:分為蒸汽機、內燃機、汽輪機、噴氣發(fā)動機。它們構造不同,但它們有一個共同特點,那就是利用內能做功。3.內燃機:燃料直接在發(fā)動機氣缸內燃燒產生動力的熱機。內燃機根據其所使用的燃料分為汽油機和柴油機兩類。內燃機的能量轉化:化學能轉化為內能,內能再轉化為機械能。二、汽油機1.構造(1)主要結構:由氣缸、火花塞、進氣門、排氣門、活塞、曲軸、連桿組成。2.工作過程(1)沖程:活塞在氣缸內往復運動時,從汽缸的一端運動到另一端的過程,叫做一個沖程。(2)多數汽油機是由吸氣、壓縮、做功、排氣四個沖程的不斷循環(huán)來保證連續(xù)工作的。(3)汽油機的工作過程沖程吸氣沖程壓縮沖程做功沖程排氣沖程工作示意圖特點進氣門打開,排氣門關閉,活塞向下運動,汽油和空氣的混合物進入汽缸。進氣門和排氣門都關閉,活塞向上運動,燃料混合物被壓縮。火花塞產生電火花,使燃料猛烈燃燒,產生高溫高壓的氣體。高溫高壓的氣體推動活塞向下運動,帶動曲軸轉動,對外做功。進氣門保持關閉,排氣門打開,活塞向上運動,把廢氣排出汽缸。能量轉化(轉移)機械能轉化為內能(燃料化學能轉化為內能)內能轉化為機械能廢氣帶走大部分內能(4)在四個沖程中,只有做功沖程對外做功,其他三個沖程是輔助沖程,要靠安裝在曲軸上的飛輪的慣性帶動活塞完成,周而復始,使汽油機連續(xù)轉動下去。三、柴油機1.柴油機的構造:與汽油機的大致相同,不同的是柴油機氣缸頂部沒有火花塞而是一個噴油嘴。2.工作過程(1)柴油機的工作過程與汽油機大致相同,也是由吸氣、壓縮、做功、排氣四個沖程構成一個工作循環(huán),在一個工作循環(huán)中,活塞往復運動兩次,曲軸轉動兩周,對外做功一次。(2)柴油機和汽油機構造及工作過程的不同點:①汽油機汽缸頂部有火花塞,在壓縮沖程末,火花塞產生電火花,使燃料燃燒,產生高溫高壓的氣體(俗稱“點燃式”);柴油機汽缸頂部沒有火花塞,只有噴油嘴,在壓縮沖程結束時,壓縮空氣的溫度已經超過柴油的燃點,此時從噴油嘴噴出的霧狀柴油遇到熱空氣就立刻燃燒起來(俗稱“壓燃式”)。②汽油機吸氣沖程吸入空氣和汽油的混合物;柴油機吸入氣缸內的物質只有空氣。汽油機柴油機不同點結構圖吸氣沖程吸入的是空氣和汽油的混合物吸入的只有空氣壓縮沖程壓縮程度較柴油機低壓縮程度高做功沖程火花塞點火(點燃式)噴油嘴噴出柴油(壓燃式)相同點排氣沖程把廢氣排出氣缸四、燃料的熱值1.燃料(1)燃料的種類:固體燃料有木柴、煤炭等;液體燃料有汽油、柴油、酒精燈;氣體燃料有煤氣、天然氣等。(2)燃料的燃燒是一種化學變化,在燃燒過程中,燃料的化學能轉化為內能。2.燃料的熱值由于燃料的成分不同,相同質量的不同燃料在完全燃燒時放出的熱量不同,在物理學中用熱值來表示燃料完全燃燒時放熱本領的大小。(1)定義:我們把某種燃料完全燃燒放出的熱量與其質量之比,叫做這種燃料的熱值(q)。(比值定義法)。(2)單位:焦每千克,符號:J/kg。有些氣體的熱值單位為:J/m3。熱值大的物質常用作航空航天燃料。(3)燃料燃燒放出的熱量計算公式:或(用哪個公式計算取決于熱值的單位)。(4)熱值的物理意義:熱值在數值上等于1kg某種燃料完全燃燒放出的熱量。如木炭的熱值為3.4×107J/kg,它表示:1kg木炭完全燃燒時放出的熱量是3.4×107J。(5)常見燃料的熱值表(6)特點:熱值是燃料的一種特性,只與燃料的種類有關,與燃料的質量、燃料燃燒放出熱量的多少以及燃料是否完全燃燒無關。五、熱機的效率1.燃料的有效利用:燃料很難完全燃燒,放出的熱量往往比按熱值計算出的要小,而且有效利用的熱量又比放出的熱量要小。例如用煤燒水,有效利用的熱量只是被水吸收的熱量。高溫的煙氣帶走了相當一部分熱量還有一部分熱量直接散失掉了。2.鍋爐的效率(1)鍋爐是利用燃料或其他熱源把水加熱成熱水或蒸汽的設備。(2)提高鍋爐燃料利用率的途徑:一、讓燃料盡可能充分燃燒,如將煤研磨成粉狀,加大進風量等;二、減少熱量損失,如加大有效受熱面積等。3.內燃機中熱量燃燒的能量流向圖4.熱機效率(1)定義:用來做有用功的那部分能量與燃料完全燃燒放出的能量之比,叫做熱機的效率(η)。(比值定義法)(2)計算公式:(3)物理意義:熱機的效率是熱機性能的重要指標。熱機的效率表示使用熱機時對燃料的利用率的高低,熱機的效率高,在做功同樣多的情況下,就消耗更少的燃料,節(jié)約能源。(4)(5)提高熱機效率的方法①使燃料充分燃燒;②盡量減少各種熱量損失;③利用廢氣的能量;(廢氣帶走的能量最多)④注意保養(yǎng),保證良好的潤滑,減少因克服摩擦阻力而額外消耗的能量。1.熱值是燃料的一種特性,只與燃料的種類有關,與燃料的質量、燃料燃燒放出熱量的多少以及燃料是否完全燃燒無關。2.熱機效率計算公式中的指的是燃料完全燃燒釋放的能量,用或計算。不要與比熱容中的放熱計算公式混淆。1.(2024·北京·中考真題)下列說法正確的是()A.鐵塊很難被壓縮,說明分子間只存在斥力B.燃料完全燃燒時放出的熱量越多,其熱值越大C.汽油機的做功沖程主要是將內能轉化為機械能D.物體吸收熱量,溫度一定升高2.(24-25九年級上·江蘇常州·期中)如圖是四沖程汽油機的沖程,將能轉化為能。為了不讓汽油機在工作時溫度升得太高,在設計制造時,汽缸外有一個水套,讓汽缸被水包圍著,這是通過的方式減少汽缸內能。若該汽油機每秒完成了60個沖程,則它的飛輪轉速是。3.(2024·四川達州·中考真題)在1個標準大氣壓下,小明用天然氣灶將質量1kg的水,從20℃加熱到沸騰,水吸收的熱量是J。他家天然氣熱水器的熱效率是70%,他某次洗澡,耗水20kg,熱水器進水溫度是22℃,出水溫度是42℃,他這次洗澡消耗天然氣m3。已知水的比熱容是,天然氣的熱值是。考點五能量的轉化和守恒一、能量的轉化1.能量的轉化在一定條件下,能量可以從一種形式的能量轉化為另一種形式的能量,這種現(xiàn)象叫能量的轉化。自然界轉化各種形式的能,在一定條件下都可以相互轉化。如圖為能量轉化示意圖。2.能量的轉移:能量可以從一個物體轉移到另一個物體,也可以從物體的一部分轉移到另一部分。例如,在熱傳遞過程中,內能從高溫物體轉移到低溫物體,或從物體的高溫部分轉移到低溫部分,這屬于能量的轉移。二、能量守恒定律1.能量守恒定律(1)能量守恒定律內容:能量既不會消滅,也不會創(chuàng)生,它只會從一種形式轉化為另一種形式,或者從一個物體轉移到另一個物體,而在轉化和轉移過程中,能量的總量保持不變。(2)對能量守恒定律的理解①能量守恒定律是自然界最重要、最普遍的基本定律。大到天體,小到原子核,也無論是物理學問題還是化學、生物學、地理學、天文學的問題,所有能量轉化的過程,都遵從能量守恒定律。②能量守恒定律包括“能量轉化”和“能量轉移”兩個方面。③能量的轉化和轉移具有方向性。2.永動機(1)不少人曾設想制造一種不需要動力就能源源不斷地對外做功的機器,人們把這種機器叫做永動機。然而,從沒有一種永動機成功過。(2)能量守恒定律使人們認識到:任何一部機器,只能使能量從一種形式轉化為其他形式,而不能無中生有地制造能量。因此,根本不可能制造出永動機。1.機械能守恒和能量守恒的區(qū)別與聯(lián)系(1)機械能守恒需要滿足一定的條件,能量守恒不需要條件。(2)機械能守恒是能量守恒的特殊情況。1.【結合生活場景】(2024·山東濟南·中考真題)自然界中,能量不但可以從一個物體轉移到其他物體,而且可以從一種形式轉化為其他形式。例如泉城廣場荷花音樂噴泉利用電動機把水噴向空中時,電動機將轉化為機械能和內能,此過程中能的總量(選填“逐漸增大”“保持不變”或“逐漸減小”)。題型一擴散現(xiàn)象一、識別分子熱運動和機械運動分子熱運動是分子運動。所以,如果研究對象是宏觀物體,則它的運動一定不是分子熱運動;二、明確擴散概念:擴散是不同物質相互接觸時,彼此進入對方的現(xiàn)象。注意擴散現(xiàn)象的標識:不同物質、相互接觸、彼此進入對方。三、溫度對擴散現(xiàn)象的影響:討論擴散的快慢,一般只考慮溫度的影響;反之,看到溫度不同,就應想到擴散得快慢不同。1.【民族優(yōu)秀文化】(24-25九年級上·安徽阜陽·期中)杜甫的詩句“遲日江山麗,春風花草香。泥融飛燕子,沙暖睡鴛鴦”中,描寫了一派生機盎然的春景春色。人們聞到花草散發(fā)的馨香,這屬于現(xiàn)象。2.(24-25九年級上·北京·期中)下列四字短語中和擴散現(xiàn)象相關的是(

)A.香山紅葉 B.盧溝曉月 C.暗香浮動 D.黃沙漫天題型二分子間的作用力3.(2024·四川廣元·中考真題)“女皇蒸涼面”是廣元地方特色美食,涼面的口感、香氣深受人們喜歡,下列說法正確的是()A.油辣子附著在涼面上,說明分子間只存在引力B.香氣四溢,表明分子在不停地做熱運動C.涼面條之間有空隙,說明分子間有間隙D.吃一口涼面,只有幾個分子進入口中4.(24-25九年級上·安徽安慶·期中)如圖所示是物質在三種不同狀態(tài)下的分子模型,下列說法正確的是()A.甲圖中的物質具有流動性,但較難被壓縮B.乙圖中分子相距最近,分子間的作用力最小C.乙圖中分子靜止,甲、丙兩圖中分子在做熱運動D.甲、乙、丙分別表示固體,液體,氣體分子的排列情況題型三內能的概念和大小比較1.任何物體在任何情況下都有內能,因為分子在永不停息地做無規(guī)則運動;2.影響物體內能大小的因素有溫度、質量、體積、狀態(tài)、物質的種類,僅根據其中某一因素無法判斷內能的大小。3.內能與機械能完全不同:(1)內能是微觀和統(tǒng)計上的概念,而機械能是宏觀上的概念;機械能與宏觀物體的機械運動對應,內能與微觀的熱運動對應;(2)機械能與物體的質量、速度、高度、彈性形變程度等有關;內能只與物體內分子熱運動和分子間的相互作用有關。5.【應用實踐】(2024·山東濰坊·中考真題)物理學的宗旨是發(fā)現(xiàn)自然現(xiàn)象背后的規(guī)律,使人們可以運用物理規(guī)律解決實際問題。根據所學物理學知識,下列表述正確的是()A.使用杠桿可以同時省力又省距離 B.物體不論溫度高低都具有內能C.選用精密的測量工具可以消除誤差 D.導體的電阻跟它兩端的電壓成正比6.(24-25九年級上·四川成都·期中)下列情景中,畫橫線物體內能減小的是(

)A.媽媽把被子晾在陽光下 B.悅悅把飲料喝掉一半C.爸爸給自行車胎打氣 D.奶奶正在用熱水泡腳題型四改變內能的兩種方式1.做功改變物體的內能:做功可以改變物體的內能有兩層含義:外界對物體做功,則機械能轉化為物體的內能;若物體對外界做功,則物體的內能轉化為機械能。2.判斷內能改變方式(1)判斷物體內能的改變方式的關鍵是看內能改變過程中能量形式是否發(fā)生了變化。熱傳遞是能量的轉移過程,在此過程中能的形式不發(fā)生變化;做功的實質是能的轉化過程,能量從一種形式轉化成另一種形式。(2)通過關鍵詞“搓手”“壓縮”“摩擦”“鍛打”“擰彎”等動詞可判斷為做功的方式改變物體內能。7.(2024·山東淄博·中考真題)如圖,玻璃瓶內有少量水,用橡膠塞塞住瓶口,向瓶內打氣,瓶塞跳起。下列說法正確的是(

)A.向瓶內打氣,通過熱傳遞的方式改變瓶內空氣的內能B.瓶塞跳起時,瓶內空氣溫度降低,內能減少C.瓶塞跳起時,瓶內出現(xiàn)“白霧”是汽化現(xiàn)象D.瓶塞跳起過程與熱機壓縮沖程的能量轉化相同8.(2024·青海·中考真題)我們常吃的月餅是在烤箱里“烤”的,但根據南宋《武林舊事》記載,最早的月餅出自籠屜,青海就保留著用蒸籠“蒸”月餅的傳統(tǒng)習俗。下列情境中,改變物體內能的方式與“蒸”“烤”相同的是()A.彎折鐵絲B.鉆木取火C.壓縮空氣D.酒精燈加熱9.【中考新考法】(2024·山西·中考真題)二氧化碳(CO2)爆破技術是現(xiàn)代工程建設中非常環(huán)保的技術。起爆前高壓泵將CO2壓縮成高壓氣體,液化后輸入爆破筒內。如圖所示,爆破時電加熱管發(fā)熱,使筒內的液態(tài)CO2迅速汽化,形成的高壓氣體從泄氣孔中噴出,實施爆破。下列說法正確的是()A.高壓泵壓縮CO2,氣體內能增大,溫度降低B.高壓泵壓縮CO2,氣體內能減小,溫度升高C.高壓CO2氣體噴出時,內能增大,溫度升高D.高壓CO2氣體噴出時,內能減小,溫度降低題型五溫度、熱量和內能的辨析(1)溫度表示物體的冷熱程度,同一物體,溫度越高,分子熱運動越劇烈,內能越大;(2)熱量是過程量,只是用來衡量物體內能的變化,離開過程,談熱量毫無意義。就某一狀態(tài)而言,只有內能,不存在熱量。“熱”不只是溫度的高低,“熱”在不同的語境中具有不同的含義:1)表示溫度,如“今天很熱”;2)表示“熱量”,如“物體吸熱”;3)表示內能,如“摩擦生熱”,機械能轉化為內能,這里的“熱”指的是內能。(3)物體內能的改變有兩種方式,因此溫度的變化和熱量沒有直接關系。如物體吸收熱量,溫度不一定升高;物體溫度升高,不一定吸收熱量。10.(24-25九年級上·安徽合肥·期中)下列說法正確的是()A.同一物體溫度越高,所含的熱量越多B.熱量可以從內能小的物體向內能大的物體傳遞C.熱量不可以在同一個物體內進行傳遞D.摩擦生熱中的“熱”指的是溫度11.(24-25九年級上·北京·期中)(多選)關于溫度、熱量和內能,下列說法中正確的是()A.溫度高的物體所含的熱量一定多B.物體從外界吸收熱量,其內能也可能減小C.物體的溫度不變,其內能也可能增加D.鐵塊的質量越大,溫度降低得越多,其放出的熱量越多題型六探究不同物質的吸熱能力12.(2024·黑龍江齊齊哈爾·中考真題)小姜利用如圖1所示的裝置“比較不同物質吸熱的情況”。(1)器材:相同規(guī)格的電加熱器、燒杯、溫度計各兩個,以及(填測量工具)、托盤天平(含砝碼)、水和煤油;(2)選取兩個相同規(guī)格的電加熱器進行實驗,目的是為了通過比較來比較物質吸收熱量的多少;(3)實驗中選取初溫不同、相同的水和煤油,分別倒入燒杯中,用電加熱器加熱,當它們吸收相同的熱量時,通過比較來比較不同物質吸熱能力的強弱;(4)如圖2所示,小姜正確使用溫度計測量液體的溫度,按照圖中(選填“A”、“B”或“C”)方法讀數是正確的;實驗中某時刻溫度計示數如圖3所示為℃;(5)部分實驗數據如下表所示,分析數據可得出結論:(選填“水”或“煤油”)的吸熱能力更強。加熱時間/min01234……10水的溫度/℃3034384246……70煤油溫度/℃1018263442……9013.(24-25九年級上·重慶梁平·期中)為了比較水和食用油的吸熱能力,物理興趣小組用兩個相同的裝置做了如圖所示的實驗。用溫度計測量液體吸收熱量后升高的溫度值,并用鐘表記錄加熱時間。物質質量/g初始溫度/℃加熱時間/min最后溫度/℃水6020645食用油6020668(1)這個實驗中以實驗中水和食用油的質量應該(選填“相同”或“不相同”);并且還要控制兩個酒精燈完全一樣,這是為了使相同的時間里液體相同,這里用到了法(填物理研究方法);(2)小明的實驗數據記錄如表所示,在實驗過程中通過比較來研究水和食用油吸熱能力的差異;(3)由表中數據可知,在此實驗中,如果要使水和食用油的最后溫度相同,加熱更長的時間,此時水吸收的熱量(選填“大于”、“小于”或“等于”)食用油吸收的熱量;(4)通過實驗可以初步得出結論:不同的物質吸熱能力不同,物質的這種特性用這個物理量來描述;(5)同組小紅認為,為了使結論更可靠,應該。題型七比熱容的概念和應用1.比熱容是物質的一種特性,只與物質的種類和狀態(tài)有關。2.比熱容圖像(1)等時分析法:作一條垂直于溫度軸的直線,可以看出升高相同的溫度時,加熱時間的長短;(2)等溫分析法:作一條垂直于時間的直線,可以比較加熱時間相同時,溫度升高的多少。3.水的比熱容大的應用,主要有兩個方面(1)一定質量的水吸收(或放出)很多的熱量而自身的溫度卻變化不多,有利于調節(jié)溫度;(2)一定質量的水升高(或降低)一定溫度,吸熱(或放熱)很多,常用作冷卻劑或供熱介質。14.(2024·山東東營·中考真題)取質量相同、初溫相同的兩種物質的粉末狀樣品a和b,用完全相同的加熱裝置同時對a、b加熱,它們的溫度隨加熱時間變化的圖像如圖所示。由圖可知,物質a的比熱容(選填“大于”或“小于”)物質b的比熱容;在t1~t2時間內,物質b的內能(選填“增加”“減少”或“不變”)。(樣品受熱均勻,不計熱損失)15.(2024·山東濱州·中考真題)如圖所示是某物質熔化時溫度隨時間變化的圖象,下列說法正確的是(

)A.該物質是非晶體B.熔化過程持續(xù)了25minC.該物質熔化過程中不斷吸熱,溫度保持不變D.熔化前后,該物質的比熱容不變16.(24-25九年級上·四川南充·期中)關于比熱容,說法正確的是()A.一桶水比熱容比一杯水比熱容大B.質量相同的不同物體,升高相同的溫度,吸收熱量相同C.沿海地區(qū)晝夜溫差較小,跟水的比熱容比較大有關D.比熱容與物體的質量和吸收(或放出)的熱量多少有關題型八關于比熱容的計算(1)用公式計算時注意區(qū)分溫度和溫度差:計算物質吸收或放出熱量時,要注意公式中的△t是溫度差而不是某一溫度。(2)在計算水的末溫時,應注意題目中是否含有一個標準大氣壓的條件,若出現(xiàn)則需考慮水的末溫最高只能是100℃。(3)用比例法解題:第一步,以比值的形式寫出要求的比值;第二步,用公式展開要求的比值;第三步,代入各物理量的數值;第四步,計算求解。17.(24-25九年級上·重慶·期中)兩個相同的杯子內裝有質量相等的熱水和冷水,將1/3的熱水倒入冷水杯,熱平衡時冷水杯內的溫度升高了20℃,若再將剩余熱水的一半倒入冷水杯內,熱平衡時冷水杯內的溫度又會升高(不計熱量損失和水的質量損失)(

)A.12℃ B.13℃ C.14℃ D.15℃18.(24-25九年級上·湖北武漢·期中)某同學用質量相同的銅塊和鋁塊(c銅<c鋁),使它們吸收相同的熱量后,再相互接觸。下列說法正確的是()A.熱量從銅塊傳到鋁塊 B.熱量從鋁塊傳到銅塊C.它們之間不發(fā)生熱傳遞 D.無法確定題型九熱機的工作原理及簡單計算熱機是利用內能來做功的機械,一般由燃料的化學能轉化為內能,內能轉化為機械能對外做功。汽油機工作沖程的判斷:第一步看氣門看兩氣門開、閉情況。若兩氣門都關閉,則內燃機處于壓縮或做功沖程;若有一個氣門打開,內燃機處于吸氣或排氣沖程第二步看活塞看活塞運動方向。活塞向上運動時,內燃機處于壓縮或排氣沖程;若活塞向下運動,內燃機處于吸氣或做功沖程第三步看火花塞火花塞點燃一定是做功沖程第四步綜合分析綜合兩個氣門和活塞的工作情況得出結論內燃機做功中的關聯(lián)條件:內燃機的一個工作循環(huán)完成四個沖程,曲軸和飛輪轉動兩周,活塞往返兩次,對外做功一次。19.(2024·黑龍江牡丹江·中考真題)關于熱機,下列說法正確的是()A.蒸汽機不屬于熱機 B.柴油機的效率能達到100%C.汽油機會散發(fā)出汽油味屬于擴散現(xiàn)象 D.內燃機的壓縮沖程將內能轉化為機械能20.(2024·四川廣元·中考真題)1883年人類發(fā)明了汽油機。一臺四沖程汽油機的一個沖程中,火花塞點火,燃料猛烈燃燒,產生高溫高壓的氣體推動活塞對外做功,則該沖程()A.是壓縮沖程 B.氣體對外做功,內能轉化為機械能C.活塞依靠飛輪的慣性而運動 D.氣體對外做功,氣體的內能增加21.(2024·山東臨沂·中考真題)2024年4月20日,我國研制的全球首款本體熱效率達53.09%的柴油機正式亮相世界內燃機大會,刷新了柴油機熱效率的世界紀錄。下圖所示內燃機的四個沖程,氣缸內氣體的內能最小的是()A. B.C. D.題型十汽油機和柴油機比較汽油機與柴油機的判斷汽油機柴油機結構氣缸頂部有火花塞氣缸頂部有噴油嘴吸氣沖程吸進空氣和汽油的混合物吸進空氣點火方式點燃式壓縮式22.(24-25九年級上·四川成都·期中)關于熱機,下列說法正確的是(

)A.蒸汽機、噴氣發(fā)動機、內燃機都屬于熱機B.柴油機吸氣沖程吸入的是柴油和空氣的混合物C.柴油機和汽油機的點火方式都是壓燃式D.柴油機的效率比汽油機的效率高是因為柴油比汽油的熱值大23.(2024·湖北·一模)如圖所示,甲是汽油機某個沖程的工作示意圖,乙是柴油機某個沖程的工作示意圖。下列說法正確的是()A.甲是汽油機的壓縮沖程,此時進氣門和排氣門均關閉B.甲是汽油機的做功沖程,汽缸頂部的火花塞產生電火花C.乙是柴油機的吸氣沖程,吸進汽缸的是空氣和柴油的混合物D.乙是柴油機的排氣沖程,此時汽缸頂部的噴油嘴正在噴油題型十一熱值的概念和相關計算(1)對熱值的理解某種燃料完全燃燒放出的熱量與其質量之比,叫這種燃料的熱值。從定義上看,熱值是燃料的一種性質,它只與燃料的種類有關,與燃料的質量、燃燒程度等無

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