第16講內能與熱機講義（原卷版）中考物理一輪復習專題講義強化訓練

備戰(zhàn)2022年中考物理一輪復習專題講義+強化訓練（全國通用）第16講內能與熱機TOC\o"12"\h\u知識回顧 1考點一分子熱運動、內能、比熱容、熱值等基礎概念理解 5考點二比熱容的探究實驗 8考點三熱機及熱機效率的計算 11知識回顧知識點一、分子熱運動1、物質的構成：常見的物質是由極其微小的粒子分子、原子構成的。2、分子熱運動：（1）不同的物質在互相接觸的過程中彼此進入對方的現象叫擴散。（2）擴散現象表明，一切物質的分子都在不停地做無規(guī)則運動。（3）由于分子的無規(guī)則運動跟溫度有關，所以這種無規(guī)則運動叫做分子的熱運動。3、分子之間存在引力和斥力：固體被壓縮時，分子間的距離變小，作用力表現為斥力；當固體被拉伸時，分子間的距離變大，作用力表現為引力。知識點二、內能1、定義：物體內部大量分子做無規(guī)則運動所具有的能量叫分子動能。由于分子之間有一定的距離，也有一定的作用力，因而分子具有勢能，稱為分子勢能。物體內部所有分子熱運動的動能與分子勢能的總和，叫物體的內能。2、單位：焦耳，符號J。3、影響內能大小的因素：質量、溫度、體積、狀態(tài)。4、改變內能的方法：（1）熱傳遞：熱傳遞能量從高溫物體傳遞到低溫物體，低溫物體內能增加，高溫物體內能減少。實質上熱傳遞是內能在不同的物質內部轉移的過程。（2）做功：外界對物體做功，物體內能增加；物體對外界做功，物體內能減小。要點詮釋：

1、一切物體都有內能，同一個物體，它的溫度越高，內能越大。物體內能的大小，除與溫度有關外，還與物體的體積、狀態(tài)、質量等因素有關。2、熱量：熱傳遞中，傳遞的能量的多少叫熱量。即“熱量”是一個過程量，只能說“吸收”或“釋放”了熱量，不能說物體含有熱量。熱量的單位是焦耳（J）。3、熱傳遞和做功改變內能是等效的。熱傳遞是能量的轉移，做功是能量的轉化。4、內能與機械能的區(qū)別

⑴由于物體內部的無規(guī)則運動不會停止，因此物體的內能不可能為0；而機械能可能為0。（如一個靜止在水平地面的足球，機械能為0但內能不為0）

⑵機械能是宏觀的能量，和物體整體的運動速度與是否受力有關；內能是物體內部分子的能量，是微觀的能量，和物體的整體無關。

⑶機械能和內能是不同形式的能，它們之間可以互相轉化。知識點三、比熱容1、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。符號c。2、單位：焦每千克攝氏度，符號是J/(㎏·℃）。3、熱量的計算（1）吸熱公式：式中Q吸表示物體吸收的熱量，c表示物質的比熱容，m表示物體的質量，t0表示物體原來的溫度，t表示物體后來的溫度。（tt0）表示溫度的升高量。（2）放熱公式：式中（t0t）表示物體溫度的降低量。要點詮釋：1、比熱容是物質本身的一種性質，

（1）同種物質在同一狀態(tài)下的比熱容與其質量、吸收（或放出）熱量的多少及溫度的改變無關。

（2）同一種物質在不同的狀態(tài)下比熱容不同，如冰、水的比熱容是不同的。

2、水的比熱容比較大，是4.2×103J/(㎏·℃）。主要表現：

（1）由于水的比熱容較大，一定質量的水升高（或降低）一定的溫度吸收（或放出）的熱量較多，我們用水作為冷卻劑和取暖用。

（2）由于水的比熱容較大，一定質量的水吸收（或放出）較多的熱量而自身的溫度卻改變不多，這一點有利于調節(jié)氣候。夏天，太陽曬到海面上，海水的溫度升高過程中吸收大量的熱，所以人們住在海邊并不覺得特別熱；冬天，氣溫低了，海水由于溫度降低而放出大量的熱，使沿海氣溫降得不是太低，所以住在海邊的人又不覺得特別冷。知識點四、熱機利用燃料燃燒釋放出能量做功的機械，叫做熱機。常見的熱機有：蒸汽機、內燃機、汽輪機、噴氣發(fā)動機等。要點詮釋：（1）內能利用的兩種方式：加熱、做功。（2）內燃機及其工作原理：

①內燃機：燃料直接在發(fā)動機汽缸內燃燒產生動力的熱機，叫做內燃機。內燃機分為汽油機和柴油機，它們分別用汽油和柴油作為燃料。

②內燃機的工作原理：汽油或柴油在氣缸里燃燒時生成高溫高壓的燃氣，用來推動活塞做功?；钊ㄟ^連桿使內燃機的飛輪轉動，從而帶動其他機械轉動。（3）汽油機和柴油機的異同點：不同點相同點項目汽油機柴油機（1）構造基本相同都是燃料在氣缸內燃燒，都是內燃機。

（2）都將內能轉化為機械能。

（3）每一個工作循環(huán)都是由吸氣、壓縮、做功、排氣四個沖程組成。構造氣缸頂部有火花塞氣缸頂部有噴油嘴點火方式壓縮沖程末由火花塞放出電火花點燃，稱點燃式壓縮沖程末由噴油嘴向氣缸內噴霧狀柴油遇到高溫高壓的空氣自動燃燒，稱壓燃式燃料汽油、吸氣沖程吸進汽油和空氣混合物柴油、吸氣沖程吸進氣缸的只是空氣壓縮比壓縮沖程末氣體體積被壓縮為吸進體積的1／9至1／6壓縮沖程末氣體體積被壓縮為吸進體積的1／22至1／16做功做功沖程初燃氣壓強為30至50個大氣壓，溫度2000℃至2500℃，高溫高壓的氣體推動活塞做功做功沖程初燃氣壓強為50至100個大氣壓，溫度1700℃至2000℃，高溫高壓的氣體推動活塞做功效率效率較低20％至30％效率較高30％至45％用途輕便，多用于汽車、飛機、小型農機具笨重，多用于拖拉機、載重汽車、輪船等重型機械汽油機柴油機知識點五、熱值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。單位是：J/㎏。

要點詮釋：

（1）燃料燃燒放出的熱量與哪些因素有關：

①燃料的種類；②燃料的質量；③燃料是否充分燃燒。

（2）燃料完全燃燒放出熱量的計算公式：Q放=mq。其中m為燃料的質量，q為燃料的熱值。知識點六、熱機的效率熱機工作時，用來做有用功的能量與燃料完全燃燒放出的熱量之比，叫做熱機的效率。要點詮釋：（1）熱機的效率是熱機性能的一個重要指標，熱機的效率越高，它的機械性能就越好。（2）提高熱機效率的途徑：

①在設計和制造上，要不斷改進和革新，以減少各種能量損失，提高效率。

②在使用上，要正確使用，注意保養(yǎng)。③充分利用廢氣帶走的能量。知識點七、能量的轉化和守恒1．常見的能量形式有：機械能、內能、電能、光能、化學能等。這些不同形式的能在一定的條件下可以相互轉化。如摩擦生熱是機械能轉化為內能；水電站里的水輪機帶動發(fā)電機發(fā)電是機械能轉化為電能。

2．能量的轉化和守恒定律：能量既不會憑空消滅，也不會憑空產生，它只會從一種形式轉化為其他形式，或者從一個物體轉移到其他物體，而在轉化和轉移的過程中，能量的總量保持不變。要點詮釋：定律中能的轉化，是指通過做功，能的形式發(fā)生了變化，一種形式的能轉化為另一種形式的能。如鉆木取火，就是通過克服摩擦做功，使機械能轉化為內能。能的轉移，是指同一種能從一個物體轉移到另一個物體上，能的形式沒有變化，如熱傳遞過程中，內能從高溫物體轉移到低溫物體。考點一分子熱運動、內能、比熱容、熱值等基礎概念理解1．古詩詞往往蘊含豐富的物理知識，在下列詩詞中能體現“分子在不停地做無規(guī)則運動”是（）A．水晶簾動微風起，滿架薔薇一院香 B．兩岸青山相對出，孤帆一片日邊來 C．瀚海闌干百丈冰，愁云慘淡萬里凝 D．姑蘇城外寒山寺，夜半鐘聲到客船2．關于分子熱運動，下列說法正確的是（）A．石塊很難被拉長，也很難被壓縮，說明分子間既存在引力也存在斥力 B．用手捏海綿，海綿的體積變小了，說明分子間有間隙 C．霧霾天氣有大量細微塵粒懸浮在空中，說明分子在做無規(guī)則運動 D．當某物體的溫度降至0℃時，其分子就停止運動了3．兩只相同的集氣瓶中分別裝有空氣和紅棕色的二氧化氮氣體，用玻璃板隔開后按圖示放置，抽去玻璃板，保持兩瓶口緊貼靜置較長時間后，兩瓶中氣體顏色變得相同。已知瓶中二氧化氮氣體的密度比空氣的密度大，下列說法正確的是（）A．此現象能說明分子間存在相互作用的引力 B．此現象與“夏日炎炎槐花飄香”的成因相同 C．顏色變得相同后，瓶中氣體分子停止運動 D．顏色變得相同后，上方瓶中氣體密度比空氣小4．關于機械能和內能，下列說法中正確的是（）A．物體的機械能增加，它的內能一定增加 B．物體的動能不變，它的內能一定不變 C．物體的機械能為零，它的內能一定不為零 D．物體的重力勢能減小，它的內能一定減小5．關于內能，下列說法中正確的是（）A．0℃的冰塊，內能為零 B．物體的溫度降低，則物體的內能減少 C．溫度高的物體比溫度低的物體的內能多 D．質量大的物體內能一定比質量小的物體內能多6．下列關于溫度、內能、熱量的說法，正確的是（）A．物體的溫度越高，所含的熱量越多 B．物體內能增加，一定從外界吸收熱量 C．物體吸收熱量，溫度可能不變 D．物體內能增加，溫度一定升高7．關于熱量、內能、溫度間的關系，下列說法正確的是（）A．同一物體，若它的溫度升高，內能一定增加 B．物體吸收熱量，溫度一定升高 C．甲物體的溫度比乙物體的高，甲物體的內能一定比乙物體的內能多 D．物體溫度升高，一定是從外界吸收了熱量8．下列說法中正確的是（）A．1kg50℃的水比1kg30℃的水所含的熱量多 B．熱傳遞過程中，高溫物體將溫度傳給低溫物體 C．熱量可以從內能小的物體傳遞給內能大的物體 D．溫度升高得多的物體，它吸收的熱量一定多9．如所示各圖所列舉的事例中，屬于熱傳遞改變物體內能的是（）A．搓手取暖 B．燒煮食物 C．屁股感覺發(fā)熱 D．鋸條發(fā)燙10．下列實例中，通過做功改變物體內能的是（）A．冬天雙手互相摩擦取暖 B．太陽照射沙子，沙子變熱 C．利用太陽能熱水器“燒水” D．果汁里放入冰塊，飲用時感覺很涼爽11．下列說法正確的是（）A．夏天的中午時分，海邊沙子比海水熱，是因為沙子吸熱多，海水吸熱少 B．夏天在地面上灑水，感覺到涼快主要是因為水的比熱大 C．物質的比熱容跟物質的種類有關，與物質的狀態(tài)無關 D．在盛夏的夜晚，微風一般從陸地吹向海洋12．汽車油箱中的汽油用去一半后，剩余汽油的密度、比熱容和熱值（）A．以上各項數據和使用之前比都不發(fā)生改變 B．熱值變?yōu)樵瓉淼囊话耄芏?、比熱容不?C．各數據和使用之前比都會變?yōu)樵瓉淼囊话?D．熱值不變，密度、比熱容變?yōu)樵瓉淼囊话?3．據澎湃新聞，近日，廣西南寧隆生達發(fā)電力科技（簡稱“隆生達發(fā)”）聲稱研發(fā)出一款“突破能量守恒定律”的電機組，引發(fā)爭議．該公司官網稱，這一技術名為“一種電容補償式自循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)”，下列分析正確的是（）A．發(fā)電技術突破了能量守恒定律，證明能量可以不守恒 B．如果沒有能量補充，裝置最終會停下 C．根據能量守恒定律，裝置可以一直轉動下去 D．不靠任何能量補充，1度電可變?yōu)?0度電的裝置可以實現考點二比熱容的探究實驗14．為了比較甲乙兩種液體的吸熱能力，某同學設計了如下實驗：①在兩個相同的燒杯中，分別裝入初溫、體積相等的甲、乙兩種液體；②在兩個燒杯中分別放入規(guī)格相同的電加熱器，在額定電壓下加熱相同時間；③用溫度計分別測出甲乙兩種液體的末溫。請回答下列問題：（1）在上述三個實驗步驟中，存在錯誤的是步驟（填寫步驟前的序號），該步驟中錯誤的內容應改為。（2）步驟②中“加熱相同時間”是為了。（3）甲液體第3min的內能（選填“大于”“等于”或“小于”）第5min的內能。（4）根據實驗測得的數據分別描繪出了甲乙兩種液體的溫度隨加熱時間變化的圖象，如圖所示，由圖可知，（選填“甲”或“乙”）液體的吸熱能力較強。若要使甲乙兩種液體升高相同的溫度，則（選填“甲”或“乙”）液體需要加熱更長時間。（5）進一步分析發(fā)現，若甲的比熱容為4.2×103J/（kg?℃），則乙的比熱容為J/（kg?℃）。15．在實驗課上，為比較甲和乙兩種不同液體吸熱能力，各實驗小組用如圖所示的實驗裝置完成實驗。（1）設計實驗時，需要對變量進行控制，下列變量控制中錯誤的是。（選填字母序號）A.兩個燒杯的規(guī)格相同B.兩個電加熱器的規(guī)格相同C.甲、乙兩種液體的體積相同（2）加熱過程中，某一時刻溫度計的示數是（乙圖中）℃。（3）小江組實驗數據記錄如表：液體名稱液體質量m/g液體初溫t1/℃液體末溫t2/℃加熱時間t/min甲20040501220040506分析以上實驗數據可得：相同質量的不同種物質，升高相同的溫度，吸收的熱量（選填“相同”或“不同”），的吸熱本領更強（選填“甲”或“乙”）.則兩液體的比熱容關系是c甲c乙（選填“＞”、“＜”或“＝”）。若冬天小江想自制一個暖手袋，如果甲、乙兩種液體都可裝入暖手袋中作為供熱物質，從物質放熱能力角度考慮，則應選擇（選填“甲”或“乙”）。16．小明在學習了物質的比熱容之后，想要比較相同質量的兩種不同液體的吸熱能力，采用圖甲中A、B兩個相同的裝置進行實驗，收集的實驗數據如表所示。加熱時間/min00.51.01.52.02.5溫度/℃液體1202530354045液體2202836445260（1）實驗中用間接反映液體吸收熱量的多少。（2）分析表中數據可知，吸收相同的熱量升溫較快的是，說明吸收能力較強。（均填“液體1”或“液體2”）（3）如果液體1為水，其比熱容為4.2×103J/（kg?℃），則液體2的比熱容為J/（kg?℃）（4）兩次實驗中，實驗器材的組裝順序都應是（填“至上而下”或“自下而上”）。（5）在初溫相等的情況下，如果要使液體1和液體2最后的溫度相同，就要給加熱更長的時間，這樣液體1吸收的熱量（填“大于”、“小于”或“等于”）液體2吸收的熱量。（6）在受太陽照射的條件相同時，內陸地區(qū)晝夜溫差比沿海地區(qū)，這是因為干泥土和水相比，干泥土的較小。（7）另一同學將小明的實驗裝置改進成如圖乙所示的裝置，與原裝的相比，改進后的裝置的優(yōu)點是。考點三熱機及熱機效率的計算17．汽車的發(fā)動機工作時，吸入汽缸的汽油和空氣的比例，決定了汽車的動力性能和經濟性能。某汽車四沖程汽油發(fā)動機的氣缸總排量為2L（發(fā)動機每個工作循環(huán)吸入或排出的流體體積稱為氣缸排量），發(fā)動機工作時，吸入氣缸的是由汽油和空氣所形成的混合物，混合物的密度ρ＝1.44kg/m3，汽油和空氣的質量比為1：15，汽油的熱值q＝4.5×107J/kg。如果發(fā)動機曲軸在1min轉動3×103轉，發(fā)動機的效率為40%，那么在這種情況下：（1）汽車在1min做的有用功是多少？（2）汽車在平直公路上勻速行駛時受到的阻力為f＝3×103N，汽車行駛的速度是多少？18．4月24日，國產075型兩棲攻擊艦“海南艦”正式入列，該艦入列標志著我國海軍遠洋兩棲作戰(zhàn)能力發(fā)生歷史性飛躍。資料顯示，075型兩棲攻擊艦的排水量為4萬噸，其動力系統(tǒng)為16PC2﹣6B柴油發(fā)動機組，發(fā)動機組全部工作時輸出的總功率是5萬千瓦，其中有80%用于驅動艦艇航行，柴油發(fā)動機的效率為40%。某次海試，“海南艦”發(fā)動機全部工作時，勻速航行180km海域用了5h，g取10N/kg。求：（1