考點17 分子動理論 內能 熱機 （解析版）2

考點17分子動理論內能熱機一、分子動理論1．分子動理論內容：(1)物質由分子組成的。(2)一切物質的分子都在不停地做無規(guī)則的運動。(3)分子之間有相互作用的引力和斥力。2．構成物質的分子在不停地做無規(guī)則，叫做分子熱運動，溫度越高，分子的運動越劇烈。3．擴散現(xiàn)象表明分子在不停地做無規(guī)則運動。二、內能1．物體的內能是指物體內所有分子動能和勢能的總和。內能的單位是焦。2．一切物體在任何情況下都具有內能。3．改變物體內能的兩種方式分別是做功和熱傳遞。(1)熱傳遞改變物體的內能實質上是能量的轉移，做功改變物體的內能實質上是能量的轉化。(2)做功與熱傳遞改變物體的內能是等效的。三、熱機1．定義：蒸汽或燃氣的內能轉化為機械能的發(fā)動機統(tǒng)稱為熱機。2．熱機的四個沖程：吸氣沖程、壓縮沖程、做功沖程、排氣沖程。進氣口活塞火花塞進氣口活塞火花塞出氣口 吸氣沖程 壓縮沖程 做功沖程 排氣沖程注意：在壓縮沖程中，機械能轉化為內能，在做功沖程中，內能轉化為機械能。例1．（2020?上海中考）分子在不停地做無規(guī)則運動，能體現(xiàn)此規(guī)律的現(xiàn)象是（）A．雪花紛飛 B．樹葉飄落 C．花香撲鼻 D．水波蕩漾【答案】C【解析】解：由于分子的體積很小，分子的運動無法用肉眼直接看到，但可以通過氣味、顏色的變化來體現(xiàn)。因此，雪花紛飛、樹葉飄落、水波蕩漾都不是擴散現(xiàn)象，是宏觀物體的運動，不能說明分子在不停地做無規(guī)則運動，而花香撲鼻能說明分子在不停地做無規(guī)則運動。故ABD不符合題意，C符合題意。故選：C。例2．下列生活實例中，通過做功改變物體內能的是（）A．入冬用暖氣供熱，使室內暖和 B．用天然氣燒水，使水沸騰 C．兩手相互摩擦，手的溫度升高 D．海鮮放在冰上，可以降溫【答案】C【解析】解：A．入冬用暖氣供熱，使室內暖和，房屋從暖氣吸收熱量，屬于熱傳遞改變物體的內能，故A錯誤；B．用天然氣燒水，使水沸騰，水吸收熱量，屬于熱傳遞改變物體的內能，故B錯誤；C．兩手相互摩擦，手的溫度升高，是因為克服摩擦做功，使手的內能增加，溫度升高，屬于做功改變物體的內能，故C正確；D．海鮮放在冰上，可以降溫，是海鮮與冰之間發(fā)生了熱傳遞，屬于熱傳遞改變物體的內能，故D錯誤。故選：C。例3．（2019?上海中考）四沖程柴油機在工作過程中，將內能轉化為機械能的沖程是（）A．吸氣沖程 B．壓縮沖程 C．做功沖程 D．排氣沖程【答案】C【解析】解：四沖程柴油機在做功沖程中，高溫高壓燃氣推動活塞做功，將內能轉化為機械能，故C正確。故選：C。例4．（2022?上海中考）四沖程熱機工作過程中，將內能轉化為機械能的是_________沖程，李白在《望廬山瀑布》中寫道：“日照香爐生紫煙”，這是通過_________（選填“做功”或“熱傳遞”）的方式來改變香爐的內能，加熱1千克水，使其溫度上升2℃，則加熱過程中水吸收的熱量為_________焦。[c水＝4.2×103J/（kg?℃）]【答案】做功；熱傳遞；8.4×103?！窘馕觥拷猓海?）四沖程熱機在做功沖程中，高溫高壓的燃氣推動活塞做功，將內能轉化為機械能；（2）香爐在陽光照射下，從陽光中吸收熱量、內能增加，是通過熱傳遞的方式來改變的內能；（3）1千克水溫度上升2℃吸收的熱量為：Q吸＝c水mΔt＝4.2×103J/（kg?℃）×1kg×2℃＝8.4×103J。故答案為：做功；熱傳遞；8.4×103。一、選擇題（共10小題）1．分子在不停地做無規(guī)則運動，能體現(xiàn)此規(guī)律的現(xiàn)象是（）A．雪花紛飛 B．樹葉飄落 C．花香撲鼻 D．水波蕩漾【答案】C【解析】解：由于分子的體積很小，分子的運動無法用肉眼直接看到，但可以通過氣味、顏色的變化來體現(xiàn)。因此，雪花紛飛、樹葉飄落、水波蕩漾都不是擴散現(xiàn)象，是宏觀物體的運動，不能說明分子在不停地做無規(guī)則運動，而花香撲鼻能說明分子在不停地做無規(guī)則運動。故ABD不符合題意，C符合題意。故選：C。2．如圖所示是在電子顯微鏡下觀察2019新型冠狀病毒（2019～nCoV）的照片。該病毒一般呈球形，直徑在75～160nm之間，主要通過飛沫傳播。下列說法正確的是（）A．病毒分子也可以用肉眼直接看到 B．新型冠狀病毒隨飛沫傳播是一種分子運動 C．溫度越高，構成新型冠狀病毒的分子無規(guī)則運動越劇烈 D．健康人佩戴口罩可防止感染，是因為口罩材料的分子之間沒有空隙【答案】C【解析】解：A、由于病毒分子的體積很小，只有借助電子顯微鏡才能看到，故A錯誤；B、分子很小，直接用肉眼看不到，飛沫是肉眼可以看到的；所以新冠病毒隨飛沬傳播是機械運動，不是分子的運動，故B錯誤；C、溫度越高，構成新型冠狀病毒的分子無規(guī)則運動越劇烈，故C正確；D、由分子熱運動可知分子之間存在間隙，所以口罩材料分子之間也有空隙，故D錯誤。故選：C。3．四沖程熱機在工作時，將機械能轉化為內能的是（）A．吸氣沖程 B．壓縮沖程 C．做功沖程 D．排氣沖程【答案】B【解析】解：內燃機的四個沖程是吸氣、壓縮、做功、排氣沖程；壓縮沖程將汽油和空氣的混合物壓縮，將機械能轉化內能；在做功沖程中高溫高壓燃氣推動活塞向下運動做功，將內能轉化為機械能，故B正確。故選：B。4．下列事例中，由于熱傳遞改變物體內能的是（）A．彎折鐵絲，鐵絲會發(fā)熱 B．夏天雙手捂住冰袋感覺涼爽 C．冬天兩手相互摩擦感到暖和 D．用鋸條鋸斷木頭時，鋸條會發(fā)熱【答案】B【解析】解：A、彎折鐵絲，鐵絲會發(fā)熱是通過做功改變物體內能的，故A錯誤；B、夏天雙手捂住冰袋感覺涼爽是通過熱傳遞改變物體內能的，故B正確；C、在寒冷的冬天里，人們常常通過兩手互搓來取暖，這是通過做功的方法來改變內能的，故C錯誤；D、用鋸條鋸斷木頭時，鋸條會發(fā)熱，這是通過做功的方法來改變內能的，故D錯誤。故選：B。5．以下與機械能和內能的說法中正確的是（）A．物體的內能與溫度有關，只要溫度不變，物體的內能就一定不變 B．物體的內能就是物體的機械能 C．物體的機械能可能為零，內能不可能為零 D．熱傳遞一定是從能量的物體傳向能量小的物體【答案】C【解析】解：A、物體的內能與物體的質量、溫度以及狀態(tài)有關，因此當物體的溫度不變時，狀態(tài)發(fā)生改變，內能將發(fā)生改變，比如冰塊熔化時，溫度不變，但內能增加；故A說法錯誤。B、物體的內能與物體的機械能是完全不同的兩個概念，兩者沒有任何關系；故B錯誤。C、內能是物體內部分子具有的能量總和，而分子在永不停息地做無規(guī)則運動，因此內能不可能為零；而物體的速度為零、高度為零、沒有發(fā)生彈性形變時，物體的機械能為零；故C說法正確。D、熱傳遞是熱量從溫度高的物體傳向溫度低物體，或者從高溫部分傳往低溫部分。故D說法錯誤。故選：C。6．如圖所示，分別表示內燃機工作過程中的四個沖程，其中將內能轉化為機械能的沖程是（）A． B． C． D．【答案】C【解析】解：A、圖中的一個氣閥打開，活塞向下運動，所以為吸氣沖程，吸氣沖程沒有能量的轉化，故A錯誤；B、圖中的一個氣閥打開，活塞向上運動，所以為排氣沖程，排氣沖程沒有能量轉化，故B錯誤；C、圖中的兩個氣閥都關閉，活塞下運動，所以為做功沖程，即內能轉化為機械能，故C正確；D、圖中的兩個氣閥都關閉，活塞向上運動，所以為壓縮沖程，即機械能轉化為內能，故D錯誤。故選：C。7．如圖所示是四沖程內燃機工作時的某個沖程，對它描述正確的是（）A．吸氣沖程，機械能轉化為內能 B．壓縮沖程，機械能轉化為內能 C．做功沖程，內能轉化為機械能 D．排氣沖程，內能轉化為機械能【答案】C【解析】解：如圖，進氣門和排氣門都是關閉的，活塞向下運動，可以判斷此沖程是做功沖程，即是將內能轉化為機械能的過程。故選：C。8．關于物體的內能，下列說法正確的是（）A．溫度高的物體內能一定多 B．太陽下曝曬的物體內能會增加 C．運動快的物體內能一定多 D．溫度為0℃的物體內能為零【答案】B【解析】解：A、溫度高的物體內能不一定多，還與質量有關，故A錯誤；B、太陽下曝曬的物體內能會增加，是通過熱傳遞的方法增大了內能，故B正確；C、運動快的物體動能大，但內能不一定多，故C錯誤；D、任何物體都具有內能，溫度為0℃的物體內能不為零，故D錯誤。故選：B。9．如圖是內燃機的某個沖程，下列幾種情況中與該沖程能的轉化方式一致的是（）A． B． C． D．【答案】C【解析】解：如圖，進氣門和排氣門都是關閉的，活塞上行，因此是壓縮沖程，壓縮沖程中機械能轉化為內能；A、滾擺上升時，質量不變，速度減小，高度增加，故將動能轉化為了重力勢能，不符合題意；B、火箭升空時，將內能轉化為機械能，不符合題意；C、鉆木取火是克服摩擦做功，將機械能轉化為了內能，符合題意；D、瀑布是將水的重力勢能轉化為了水的動能，不符合題意。故選：C。10．如圖所示，此時熱機氣缸內壓強增大，溫度升高，則該沖程是（）A.吸氣沖程 B.壓縮沖程C.做功沖程 D.排氣沖程【答案】B【解析】解：四沖程汽油機在工作過程中，進氣門和排氣門同時關閉的沖程是壓縮沖程和做功沖程，壓縮沖程活塞壓縮氣缸內氣體，使氣缸內壓強增大，因為壓縮沖程是機械能轉化為氣體內能，氣體溫度會升高，故B符合題意。故選：B。二．填空題（共11小題）11．2022年6月2日，我國在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心使用長征二號丙運載火箭，成功將衛(wèi)星順利進入預定軌道。在上升過程中，衛(wèi)星相對于地面是_________（選填“靜止”或“運動”）的，衛(wèi)星外殼溫度升高，這是通過_________的方法使之內能發(fā)生改變的；發(fā)射過程中，衛(wèi)星的重力勢能_________（選填“增大”、“不變”或“減少”）?！敬鸢浮窟\動；做功；增大?！窘馕觥拷猓涸谏仙^程中，衛(wèi)星相對于地面的位置發(fā)生改變，衛(wèi)星是運動的；衛(wèi)星與大氣層摩擦，克服摩擦做功，將機械能轉化為內能，溫度升高；發(fā)射過程中，衛(wèi)星的質量不變，高度增大，重力勢能增大。故答案為：運動；做功；增大。12．物理學在生產(chǎn)、生活和科學技術中有著廣泛的應用?；@球表面有凹凸不平的花紋，是為了增大______；依據(jù)__________________，用“懸掛法”可以確定物體重心的位置；四沖程內燃機有四個沖程，其中做功沖程是將______轉化為機械能的沖程。（均填寫所學物理概念、物理規(guī)律的名稱或內容）【答案】摩擦；二力平衡的條件；內能?！窘馕觥拷猓海?）籃球表面有凹凸不平的花紋，是為了增大摩擦；（2）用“懸掛法”可以確定物體重心的位置，是利用了二力平衡的條件﹣﹣重力和拉力在同一條直線上。（3）四沖程內燃機的四個沖程依次是：吸氣沖程、壓縮沖程、做功沖程、排氣沖程；其中壓縮沖程將機械能轉化為內能，做功沖程將內能轉化成機械能。故答案為：摩擦；二力平衡的條件；內能。13．外出要戴好口罩，病毒會隨氣溶膠傳播，說明分子不停做____________。醫(yī)生用B超技術為病人診病，B超是利用________（選填“無線電波”、“聲波”），傳遞信息；醫(yī)生也可利用叩診術進行診斷，用聲音的_______判斷。（選填“響度”“音調”或“音色”）?！敬鸢浮繜o規(guī)則運動；聲波；音調。【解析】解：隨著分子在不停地做無規(guī)則的運動，病毒會隨之傳播；B超診病是利用超聲波給病人診斷病情；當敲擊患者腹部時，振動頻率會發(fā)生變化，音調就不同，所以可以根據(jù)音調判斷患者病情。故答案為：無規(guī)則運動；聲波；音調。14．我們知道溫度越______（選填“高”或“低”），分子運動越劇烈。我們能夠看到山上的石頭，這是因為光線照到石頭上發(fā)生了______（選填“反射”或“折射”），太陽光是______（選填“單色光”或“復色光”）?！敬鸢浮扛?；反射；復色光?！窘馕觥拷猓何矬w是有分子組成的，一切物體的分子都在不停地做無規(guī)則運動。溫度越高，分子的熱運動越劇烈；我們能夠看到山上的石頭，這是因為光線照到石頭上發(fā)生了反射；太陽光是復色光，由紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫七種顏色的色光組成。故答案為：高；反射；復色光。15．生活中的很多安全規(guī)范都蘊涵著物理學原理?？諝馇逍聞┑葔嚎s氣罐不要放置在高溫環(huán)境下，是因為______可以改變物體的內能（選填“熱傳遞”或“做功”），易使氣罐升溫爆炸；司機開車時要系好安全帶，是因為剎車時司機由于______會繼續(xù)向前運動，易造成傷害；嬉戲時不要用力推搡同學，是因為力可以改變物體的______，易使同學摔倒?！敬鸢浮繜醾鬟f；慣性；運動狀態(tài)【解析】解：（1）空氣清新劑等壓縮氣罐在高溫環(huán)境下通過“熱傳遞”提高了內能。（2）司機在開車時原來和車一起向前運動，緊急剎車時，車由運動突然變成靜止，而司機由于具有慣性，繼續(xù)向前運動，容易撞到擋風玻璃發(fā)生傷害，系安全帶是為了防止慣性帶來的危害；（3）本來這個同學相對于地面是靜止的，其他同學推他時，給他一個力，使他傾斜，體現(xiàn)了力可以改變物體的運動狀態(tài)。故答案為：熱傳遞；慣性；運動狀態(tài)。16．指出下列“熱”字的含義，把溫度、熱量、內能三個物理量分別填入空格中：（1）今天天氣真熱的“熱”是指______（2）摩擦生熱的“熱”是指______（3）冰融化成水要吸熱的“熱”是指______【答案】（1）溫度；（2）內能；（3）熱量。【解析】解：（1）今天天氣真熱的“熱”指天氣的溫度比較高，所以這里的“熱”表示溫度高；（2）摩擦生“熱”是機械能轉化為內能的過程，這里的“熱”是指內能；（3）晶體熔化要吸熱的“熱”是熔化過程中吸收熱量的多少，這里的“熱”是熱量。故答案為：（1）溫度；（2）內能；（3）熱量。17．“酒香不怕巷子深”，人們聞到酒香是由于分子在不停地做______________運動造成的。汽車的發(fā)動機選用水做冷卻劑，是由于水的比熱容較_________的緣故。烈日下，操場上單杠的溫度會升高，這是通過_____________的方式改變其內能的?！敬鸢浮繜o規(guī)則；大；熱傳遞?！窘馕觥拷猓海?）人們聞到酒香這是擴散現(xiàn)象，是由于酒的香味分子在空氣中不停地無規(guī)則運動造成的；（2）因為水的比熱容大，所以單位質量的水每升高1℃所吸收的熱量就多，發(fā)動機的熱量被水吸收就不至于溫度太高，所以用水做冷卻劑；（3）烈日下，操場上的單杠在烈日的照射下，吸收陽光中的熱，量溫度升高，這是通過熱傳遞的方式使內能增加。故答案為：無規(guī)則；大；熱傳遞。18．如圖（a）所示，將兩個底面削平的鉛柱緊壓在一起，下面懸掛一個重物也不能把它們拉開，說明分子間存在___________（選填“引力”或“斥力”）；如圖（b）所示，在一個配有活塞的厚玻璃筒里放一小團蘸了乙醚的棉花，把活塞迅速下壓時，棉花燃燒起來，說明通過_____________的方式可使氣體的內能_________（選填“增大”、“不變”或“減小”）。【答案】引力；做功；增大?！窘馕觥拷猓簝蓚€底面削平的鉛柱緊壓在一起，下面吊一個重物也不能把它們拉開，說明分子之間存在相互作用的引力。當活塞迅速壓下去時，活塞對氣體做功，使氣體的內能增大，溫度升高，達到棉花的著火點，因此棉花燃燒起來。故答案為：引力；做功；增大。19．小南根據(jù)“宏觀世界中物體由于運動而具有的能量叫做動能”的知識，類比得出：微觀世界中組成物體的分子具有分子動能。① 請寫出小南類比得出分子具有分子動能的依據(jù)是：_________________________________。② 類比宏觀世界中物體的動能有大小，微觀世界中的分子動能也有大小。（a）如圖表示不同時刻某物體內部分子運動情況（箭頭越長代表分子運動越快），______圖的分子動能較大（選填“A”或“B”）。（b）如果要衡量某一物體中所有分子動能的大小，可以用宏觀世界中的物理量______來反映?！敬鸢浮糠肿右簿哂匈|量且分子在運動； B； 溫度?！窘馕觥拷猓孩儆捎趧幽艿挠绊懸蛩厥琴|量和速度，而組成物體的大量分子也具有質量且分子在運動，因此它們也一定具有動能，這就是分子動能；②（a）對于同一物體，分子質量一定，B圖中箭頭比A圖中箭頭長，說明其分子運動快，因此B圖中的分子動能較大；（b）如果要衡量某一物體中所有分子動能的大小，可以用宏觀世界中的物理量溫度來反映，同一物體，溫度越高，分子運動越劇烈，其分子動能將會越大。故答案為：分子也具有質量且分子在運動；B；溫度。20．科學家研究了壁虎能抵抗地心引力吸附在物體表面的原因，壁虎的腳掌上長滿了被稱為“剛毛”的細微絨毛，每根剛毛末端又有成百上千個直徑僅0.25微來的凸出物。這種精細表面結構使剛毛和物體分子距離極近，從而產(chǎn)生了分子引力。科學家從壁虎的“剛毛”得到靈感研發(fā)了“納米微吸膠”。這種粘膠材料的表面類似平面“絨”布，把這種材料如圖（a）所示涂在手機支架上，當“納米微吸膠”接觸到手機的平滑背面，就能如圖（b）所示牢牢的“粘”住手機。①下列現(xiàn)象中，體現(xiàn)了分子間存在引力的是_________（選填“A““B”或“C”）。A．磁鐵吸引大頭針B．吸在墻上的吸盤難以脫離墻面C．端面平滑的兩塊鉛柱，相互緊壓后，鉛柱下方掛鉤碼，兩鉛柱也難以分開②根據(jù)上述信息，“納米微吸膠”能“粘”住手機，是由于_________作用。（選填“A““B”或“C”）A．大氣壓力B．分子引力C．磁力③請判斷：“納米微吸膠”_________（選填“能”或“不能”）“粘”牢帆布筆袋。【答案】①C； ②B； ③不能?！窘馕觥拷猓孩貯．磁鐵吸引大頭針是利用磁力的作用，故A不符合題意；B．吸在墻上的吸盤難以脫離墻面是利用大氣壓的作用