中考物理备考全攻略：专题12-内能与热机(含答案)

中考物理备考全攻略：内能与热机☞知识点1内能1、分子动能：分子由于运动而具有的能叫分子动能。2、分子势能：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。3、内能定义：物体内所有分子的动能和势能的总和叫做物体的内能。单位焦（J）4、影响因素：物质的质量、物质的温度、物体的体积、物质的种类、物体的物态都可以影响内能的大小。一般情况下，温度越高，质量越大，物体的内能越大。5、对内能理解1、一切物体在任何情况下都有内能；2、内能是指物体的内能，不是分子的内能；3、内能具有不可测量性，但可以与其他能量相互转化。例1（2018•自贡）关于分子热运动及热现象，下列说法正确的是（）A．扩散现象只能发生在气体与液体中B．固体很难被压缩，说明分子间存在斥力C．物体吸收热量，温度一定升高D．0℃的冰块内没有内能【答案】B【解析】例2（2018•滨州）关于分子，下列认识中正确的是（）A．红墨水在水中散开说明分子间有斥力B．吸盘能牢牢吸在玻璃上，说明分子间存在引力C．尘土飞扬，说明分子在不停地运动D．糖在热水中溶解得快，说明温度越高，分子的热运动越剧烈【答案】D【解析】☞知识点2改变内能的两种方式1、热传递改变物体的内能①方式：②方向：高温低温；③条件：温度差；④终止：温度一致；⑤实质：内能转移。2、做功改变物体的内能实质：其他形式的能与内能的转化3、区别与联系例1（2018•百色）如图所示的各种情景，属于热传递改变物体内能的是（）A．滑下滑梯B．给水加热C．压缩点火D．搓手取暖【答案】B【解析】A、从滑梯滑下，臀部发热，臀部与滑梯摩擦，机械能转化为内能，这是通过做功的方式改变物体内能，故A错误；B、对水壶加热，壶内水吸收热量、水温升高，是通过热传递的方式改变水的内能，故B正确；C、向下压活塞，棉花着火了，压缩筒内空气做功，使筒内空气的温度升高、内能增大，是通过做功方法改变物体内能的，故C错误；D、用“搓手”的方法取暖，克服摩擦做功，使手的温度升高、内能增大，是通过做功方法改变物体内能的，故D错误。例2（2018•赤峰）如图所示的实例中，属于做功改变物体内能的一组是（）A．①③④B．①②③C．②③④D．①②④【答案】D【解析】☞知识点3热量、温度和内能的比较1、温度、热量、内能的区别与联系项目温度热量内能定义宏观上：表示物体的冷热程度；微观上：反映物体中大量分子无规则运动的剧烈程度.在热传递过程中，内能改变的多少.物体内所有分子动能和势能的总和.量的性质状态量过程量状态量表述一般说“升高、降低、不变”等用“放出、吸收”表述用“具有、增加、减少”等单位℃JJ联系物体吸收热量，内能增加，温度不一定升高（如晶体的熔化和凝固过程）；物体温度升高，内能增加，不一定是吸收了热量，还可以是做功。例1（2018•锦州）下列关于内能、热量和温度的说法，正确的是（）A．物体温度升高，一定吸收热量B．物体吸收热量，温度一定升高C．物体温度升高，内能一定增加D．发生热传递时，热量总是从内能大的物体传递到内能小的物体【答案】C【解析】例2（2018•贵港）关于温度、热量、热传递和内能，下列说法中不正确的是（）A．0℃的冰块内能一定不为零B．物体温度升高，内能一定增加C．热量总是从内能大的物体向内能小的物体传递D．温度高的物体，内能不一定大【答案】C【解析】A、一切物体在任何温度下都具有内能，所以0℃的冰块一定有内能（即内能一定不为零）。故A正确；B、物体温度升高，分子无规则运动更剧烈，内能一定增加。故B正确；C、发生热传递的条件是存在温度差，所以热量总是从温度高的物体向温度低的物体传递。故C错误；D、内能与温度、状态、质量等都有关系，所以温度高的物体，内能不一定大。故D正确。☞知识点4热值1、定义：某种燃料完全燃烧时所放出的热量与燃料质量（或体积）的比。2、单位：焦每千克，符号为J/kg；焦每立方米，符号为J/m3.3、物理意义：表示一定质量的燃料完全时所放出热量的多少；反映燃料燃烧放热本领的物理量。4、燃烧放出热量计算公式①固体：Q放=qmQ-热量-单位焦（J）、q-热值-单位焦每千克（J/kg）、m-质量-单位千克（kg）②气体：Q放=qVQ-热量-单位焦（J）、q-热值-单位焦每千克（J/kg）、V-体积-单位立方米（m3）4、理解：热值是燃料本身的一种性质，反映所有能燃烧的物质的一种性质，它只与燃料的种类有关，与燃料的形态、质量、体积、是否完全燃烧无关。例1（2018•株洲）木炭的热值为3.4×107J/kg，它表示1kg木炭（）A．具有3.4×107J的热量B．具有3.4×107J的内能C．完全燃烧对外做功3.4×107JD．完全燃烧放出热量3.4×107J【答案】D【解析】例2（2018•益阳）下列关于热值的说法正确的是（）A．2kg煤的热值大于1kg煤的热值B．燃料热值越大，燃烧放出的热量越多C．热量燃烧不完全时热值变小D．燃料的热值是燃料本身的特性，与其他因素无关【答案】D【解析】☞知识点5比热容1、定义：单位质量的某种物质，温度升高（或降低）1℃所吸收（或放出）的热量叫做这种物质的比热容。2、单位：焦每千克摄氏度，符号是J/（kg.℃）或J.（kg.℃）-13、注意事项①、比热容是物质本身的一种特性，反映了不同物质吸热或热本领的强弱。②、比热容的大小除了与物质种类有关外，还与物质的状态有关。比如：水和冰。例1（2018•巴彦淖尔）根据表中的数据，下列判断正确的是（）一些物质的比热容[J/（kg•℃）]水4.2×103干泥土0.84×103冰2.1×103铜0.39×103砂石0.92×103铝0.88×103A．阳光照射下，干泥土比湿泥土升温慢B．因为水的比热容较大，所以沿海地区比内陆地区昼夜温差大C．同种物质状态改变，比热容不变D．质量相同的铝块和铜块升高相同的温度，铝块吸收的热量多【答案】D【解析】例2（2018•宁夏）如图所示是质量相等的甲、乙两种液体温度随加热时间要化的关系图象。由图可知甲、乙两种液体的比热容，c甲________c乙（选填“大于”“小于”或“等于”）。【答案】小于【解析】由图像可知：给质量、初温都相同的甲、乙两种液体同时加热，加热相同的时间，会吸收相同的热量，图中所示甲升高的温度高，说明甲的比热容比乙的比热容小。☞知识点6热量的计算1、热量的计算公式①、吸热公式：Q吸=cm(t-t0)；②、放热公式：Q放=cm(t0-t)；③、统一公式：Q=cmΔt.2、注意事项（1）、计算过程中注意单位的统一；（2）、注意文字叙述中“升高、升高了、升高到、降低、降低了、降低到”所表达的区别所在，准确识别初温、末温、温度变化量所对应的意义。（3）、灵活使用热量公式的变形c=Q/mΔt,m=Q/cΔt,Δt=Q/cm（4）、在放热吸热的过程中，如果没有热量的损失，那么放出的热量等于吸收的热量。即Q放=Q吸（热平衡方程）。例1（2018•南通）小芳探究水沸腾的特点，用热水做实验，这是为了；小芳发现水沸腾时继续加热，水温保持不变，停止加热，水很快停止沸腾，这说明水沸腾时需要，烧杯中水的质量为100g，停止加热后，水温从100℃降至40℃，水放出的热量为J，相当于完全燃烧g酒精放出的热量。[c水=4.2×103J/（kg•℃），q酒精=3.0×107J/kg]【答案】节省时间；吸收热量；2.52×104；0.84。【解析】例2（2018•柳州）天然气是柳州市民常用的一种能源。某用户用天然气将50kg的水从20℃加热到60℃．已知水的比热容c水=4.2×103J/（kg•℃），天然气的热值q=4.2×107J/m3．求：（1）这些水升高的温度；（2）这些水吸收的热量；（3）加热这些水所需要天热气的体积（设天然气完全燃烧、不计热量损失）。【答案】（1）这些水升高的温度为40℃；（2）这些水吸收的热量为8.4×106J；（3）加热这些水所需要天热气的体积为0.2m3。【解析】☞知识点7热机与汽油机1、热机定义：利用燃料燃烧时释放的内能转化为机械能的机械统称为热机。2、工作原理3、内燃机：燃料直接在发动机内燃烧产生动力的热机叫内燃机，主要是汽油机和柴油机。4、汽油机的工作过程进气门打开，排气门关闭活塞由上端向下端运动；汽油和空气组成的燃料混合物从进气门吸入气缸。进气门和排气门都关闭，活塞向上运动；燃料混合物被压缩，压强增大，温度升高；机械能转化为内能。在压缩冲程末尾，火花塞产生电火花，使燃料猛烈燃烧，产生高温高压的燃气，推动活塞向下运动并通过连杆带动曲轴转动。内能转化为机械能进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，把废气排出气缸。（1）在汽油机的一个工作循环中，活塞来回往复两次，曲轴转动两周,对外作功一次。（2）在压缩冲程中,是机械能转化成内能,在做功冲程中,是内能转化为机械能。（3）能的转化:在做功冲程燃气对活塞做功，内能转化为机械能。其余三个冲程靠飞轮的惯性来完成。5、汽油机、柴油机异同表例1（2018•兰州）下列关于四冲程内燃机的说法中正确的是（）A．热机效率越高，所做的有用功就越多B．汽油机在吸气冲程中吸入气缸的是空气C．一个工作循环对外做功一次D．压缩冲程中将内能转化为机械能【答案】C【解析】例2（2018•滨州）如图所示是内燃机工作循环中的一个冲程，它是（）A．压缩冲程，将化学能转化成内能B．压缩冲程，将机械能转化成内能C．做功冲程，将内能转化成机械能D．做功冲程，将机械能转化成内能【答案】C【解析】图中的气门关闭，活塞下行，并且电火花打火，这是做功冲程的特点；在做功冲程中，能量转化关系是气体的内能转化为机械能。☞知识点8热机效率和环境保护1、热机效率：热机工作时，用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比。2、热机效率公式：η=×100%3、热机能量的损失①、废气带走大量能量；②、燃料未完全燃烧；③、克服机械摩擦做无用功；④、燃料产生的热量被热量散失。4、提高热机效率的方法（1）使燃烧更充分；（2）添加润滑剂，减小摩擦；（3）改进设备，采用新技术；（4）减小热量散失。5、保护环境的措施1、提高燃料综合利用率，集中供热；2、改进机械设备，消除烟尘；3、开发利用清洁新能源，如太阳能，风能；4、安装消音设备，减小噪音污染。例1（2018•益阳）关于热机的效率，下列说法正确的是（）A．一般情况下柴油机的效率比汽油机的高B．热机的效率越高，在做功同样多的情况下消耗的能量越多C．热机的效率越高说明做功越快D．热机损失的能量中，废气带走的能量较少，主要是由于机械摩擦损失的【答案】A【解析】A、柴油机的效率一般要高于汽油机，多用在重型机器上。故A正确；B、热机效率越高，做有用功与燃料完全燃烧放出的内能的比值越大，即在做功相同的情况下，消耗的燃料较少，或消耗相同的燃料，做功较多。故B错误；C、热机效率是有用能量在燃料完全燃烧放出热量中所占比值，功率是热机做功的快慢，两者没有必然联系。故C错误；D、在热机的各种能量损失中，废气带走的热量最多。故D错误。例2（2018•聊城）在“探究水沸腾时温度变化的特点”实验中，用酒精灯给烧杯中的水加热，烧杯中盛有20℃、质量为100g的水，在一个标准大气压下加热至沸腾，假如完全燃烧酒精3g。[水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），酒精的热值为3.0×107J/kg]求：（1）水吸收的热量是多少？（2）此过程中酒精灯烧水的热效率。（3）科学研究表明：1g100℃的水汽化成同温度的水蒸气需要吸收2.26×103J的热量。水开始沸腾后持续观察沸腾现象，同时发现水的质量减少了5g，求此过程水汽化成水蒸气所吸收的热量。【答案】（1）水吸收的热量是3.36×104J；（2）酒精灯烧水的热效率是37.3%；（3）5g，100℃的水汽化成同温度的水蒸气需要吸收的热量是1.13×104J。【解析】