第 5講 內(nèi) 能 和 內(nèi) 能 的 利 用 找 問 題 知 易1.(2018濱州)關(guān)于分子,下列認(rèn)識中正確的是( )A.紅墨水在水中散開說明分子間有斥力B.吸盤能牢牢吸在玻璃上,說明分子間存在引力C.塵土飛揚,說明分子在不停地運動D.糖在熱水中溶解得快,說明溫度越高,分子的熱運動越劇烈D 2.(2018濱州)如圖是內(nèi)燃機工作循環(huán)中的一個沖程,它是( )A.壓縮沖程,將化學(xué)能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能 B.壓縮沖程,將機械能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能C.做功沖程,將內(nèi)能轉(zhuǎn)化成機械能 D.做功沖程,將機械能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能C 3.(2018臨沂)小明用煤氣灶燒水時,進行了如下思考,正確的是( )A.煤氣燃燒越充分,其熱值越大 B.加熱過程中水的比熱容變大C.壺內(nèi)水溫度升高的過程中內(nèi)能增大D.水沸騰過程中吸收熱量,溫度不斷升高C 4.(2018臨沂)大多數(shù)汽車防凍冷卻液是以水和乙二醇為原料混合而成的,其中主要成分是水,這是利用了水的比熱容大的特點。配制防凍冷卻液時將乙二醇加入水中,二者混合后實際的總體積小于混合前水和乙二醇的總體積,這說明分子是運動的,同時也說明分子之間有間隙。 5.(2018昆明)在探究“物質(zhì)吸熱規(guī)律”的實驗中:(1)取相同質(zhì)量的水和煤油放入兩個相同的容器里,用同樣的兩個酒精燈對它們加熱(如圖所示)。加熱時,上下緩慢地提拉攪拌器,這是為了水和煤油受熱均勻。(2)實驗中加熱時間相同,水和煤油吸收的熱量可以認(rèn)為是相同的,假設(shè)加熱時間1 min吸收的熱量為Q。經(jīng)過實驗得到了以下兩組數(shù)據(jù): 液體名稱質(zhì)量/g初溫/末溫/加熱時間/min吸收的熱量水200 20 27 1 Q27 35 1 Q35 42 1 Q煤油200 20 35 1 Q35 51 1 Q 51 66 1 Q 從表中的數(shù)據(jù)可以得到:相同質(zhì)量的水或者煤油,它們吸收相同的熱量后升高的溫度幾乎是相同的;相同質(zhì)量的水和煤油,它們吸收相同的熱量后升高的溫度是不相同的。(3)由(2)中、兩個結(jié)論發(fā)現(xiàn),不同物質(zhì)吸熱的本領(lǐng)大小不相同,為了描述物質(zhì)吸熱本領(lǐng)大小,引入了一個物理量,它就是比熱容。(4)春城昆明之所以冬無嚴(yán)寒,夏無酷暑,一個原因是高原明珠“滇池”對氣溫起到了調(diào)節(jié)作用,因為水的比熱容較大,當(dāng)水吸收或放出相同的熱量,溫度變化較小。 體系構(gòu)建 夯 基 礎(chǔ) 學(xué) 易 考 點 一 分 子 動 理 論 5年 2考 1.(2018江西)經(jīng)過美食街時,同學(xué)們總能聞到風(fēng)味獨特的“臭豆腐”的味道,這屬于擴散現(xiàn)象;“臭豆腐”經(jīng)過燒烤后,加快了分子的無規(guī)則運動。 2.(2018重慶)描述二十四節(jié)氣的詩句中蘊含著豐富的物理知識,以下說法正確的是( )A.霜降:“一朝秋暮露成霜”,霜的形成需要吸熱B.清明:“清明時節(jié)雨紛紛”,雨的形成是凝固現(xiàn)象C.秋分:“丹桂小菊方徑香”,桂花飄香說明分子在永不停息地做無規(guī)則運動D.立春:“大地陽和暖氣生”,大地內(nèi)能的增加是太陽通過做功的方式實現(xiàn)的C學(xué)法提點小規(guī)律:聞到氣味、濕衣服變干,說明分子在不停地做無規(guī)則運動,看見的東西不能說明。 考 點 二 內(nèi) 能 和 機 械 能 的 區(qū) 別 5年 內(nèi) 未 做 考 查 3.(2018沈陽)如圖所示,將冰塊放于單層的不銹鋼盆中,并加入適量的鹽,用筷子攪拌大約半分鐘,盆中冰與鹽水混合物的溫度低于0 。將裝有西瓜汁的小塑料杯放在盆中的冰塊里,幾分鐘后西瓜汁變成了水果冰棍,這時觀察到盆外壁出現(xiàn)白霜。下列說法正確的是( ) CA.西瓜汁變成了冰棍,屬于凝華B.西瓜汁變成冰棍的過程,內(nèi)能增加C.白霜是盆周圍的水蒸氣放熱形成的D.吃冰棍感覺涼爽,因為冰棍含有的熱量少 4.(2018蘇州)關(guān)于內(nèi)能,有以下四個觀點,你認(rèn)為正確的是( )熱機在做功沖程中內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能物體溫度越低,內(nèi)能越小,所以0 的物體沒有內(nèi)能兩物體相互接觸時,熱量總是從內(nèi)能大的物體轉(zhuǎn)移到內(nèi)能小的物體改變物體內(nèi)能的方法有很多,但本質(zhì)上只有做功和熱傳遞兩種方式 A. B. C. D.C學(xué)法提點注意:改變內(nèi)能的方式有好多種,但是實質(zhì)上只有做功和熱傳遞這兩種,一切物體任何時刻都具有內(nèi)能。 考 點 三 內(nèi) 能 的 利 用 5年 內(nèi) 未 做 考 查 5.(2018聊城)在熱機的四個沖程中,把機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的是壓縮沖程。汽油機工作時要產(chǎn)生大量的熱,通常采用水循環(huán)將熱帶走,這是利用水比熱容大的特性。6.(2018菏澤)關(guān)于熱學(xué)知識,下列說法錯誤的是( )A.寒冷的冬天,雙手互搓會使手的溫度升高,這是用做功的方式改變內(nèi)能B.剛煮熟的雞蛋放在冷水中,雞蛋的溫度降低C.汽油機的壓縮沖程是把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能D.用水作為汽車發(fā)動機的冷卻劑,是因為水的比熱容較大C 7.(2018常州)如圖所示,用力將空氣壓縮引火儀的活塞迅速下壓,玻璃筒底部的干棉花冒煙燃燒,壓縮過程能量的轉(zhuǎn)化方式是機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。 學(xué)法提點汽油機和柴油機最大的區(qū)別是汽缸上面汽油機是火花塞而柴油機是噴油嘴,對于熱機的四個沖程一定要熟記,汽油機和柴油機可以進行對比,這樣會加快記憶。 考 點 四 熱 量 及 熱 機 效 率 的 計 算 5年 2考 8.(2018昆明)昆明冬天的早晨,會看到嘴里呼出的“白氣”,這是 液化現(xiàn)象?！翱防铩焙喎Q“卡”,是熱量的另一個單位,現(xiàn)在仍被廣泛使用在營養(yǎng)計量和健身手冊中。1卡是這樣規(guī)定的:在一個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下,1克水溫度升高1 吸收的熱量。那么1卡= 4.2焦耳。一輛汽車發(fā)動機的效率是35%,那么該車完全燃燒1 kg汽油做的有用功是1.61107J。c水=4.2103 J/(kg ),q汽油=4.6107 J/kg 9.(2018安徽)一臺額定功率為2 000 W的電熱水器,水箱內(nèi)裝有50 kg的水,要把這箱水從20 加熱到60 ,熱水器正常工作需要 4.2103s ;若水吸收的熱量全部由燃燒天然氣提供,則需要完全燃燒 0.2m3 的天然氣不計能量損失,已知c水=4.2103 J/(kg ),=4.2107 J/m3。q天然氣 10.(2018菏澤)太陽能、水能、天然氣、地?zé)崮堋L(fēng)能、潮汐能中,屬于不可再生能源的是天然氣。太陽能熱水器內(nèi)裝有100 kg水,水溫從20 升高到70 c水=4.2103 J/(kg )所吸收的熱量是2.1107J。學(xué)法提點熱量計算中一定注意溫度變化,變換單位,熟記公式,細(xì)心計算,一定可以取得成功。 解 教 材 圖 易 類型一 分子熱運動例1(2018山西,13,3分)端午情濃,粽葉飄香。端午節(jié)那天,小明家里彌漫著粽子的清香。這一現(xiàn)象表明( )A.分子間存在引力B.分子間存在斥力C.溫度越高分子運動越慢D.分子在不停地做無規(guī)則的運動D研 真 題 優(yōu) 易命題亮點本題考查了學(xué)生分析問題的基礎(chǔ)能力,該題以“端午節(jié)”為背景綜合考查學(xué)生對分子熱運動內(nèi)容的掌握程度。符合學(xué)科核心素養(yǎng)的要求,關(guān)注對知識的綜合理解。 解題思路該題屬于基礎(chǔ)題,粽葉飄香屬于擴散現(xiàn)象,擴散現(xiàn)象說明分子在不停地做無規(guī)則的運動。命題亮點本題考查了學(xué)生分析問題的基礎(chǔ)能力,該題以“端午節(jié)”為背景綜合考查學(xué)生對分子熱運動內(nèi)容的掌握程度。符合學(xué)科核心素養(yǎng)的要求,關(guān)注對知識的綜合理解。 1.(多選)下列現(xiàn)象中,能說明“分子在永不停息地運動”的是( )A.煙霧彌漫 B.酒香不怕巷子深C.香氣撲鼻 D.塵土飛揚2.“八月桂花香”這句話的物理含義指這是一種擴散現(xiàn)象,說明花香分子在不停地做無規(guī)則運動。BC 例2(2018山西,43,4分)在物理綜合實踐活動中,小明和小亮合作測量電磁灶的加熱效率。他們關(guān)閉家中的其他用電器,只讓電磁灶接入電路中燒水,水的質(zhì)量為2 kg。小明負(fù)責(zé)觀察電能表(如圖),小亮負(fù)責(zé)用溫度計測量水的溫度。5 min電能表上的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)了200 r,水的溫度恰好升高了50 。求解下列問題:類型二 熱量及效率的計算(1)水吸收的熱量是多少?c 水=4.2103 J/(kg )(2)電磁灶的實際功率是多少?(3)電磁灶燒水的效率是多少? 答案(1)4.2105 J(2)2 000 W(3)70%命題亮點本題屬于課外實踐活動內(nèi)容,屬于活動建議的觀察類。體現(xiàn)山西省六個維度中加大活動建議內(nèi)容考查的方向。解題思路對于通過比熱容求熱量的計算,在物理中算基礎(chǔ)類的計算,這類題考查難度較低,但是學(xué)生在答題過程中往往會在“變化的溫度”這一步的計算中出錯,所以學(xué)生一定要仔細(xì)閱讀題,看清溫度變化及單位換算,再套入公式,細(xì)心計算,定能拿分。 3.天然氣灶燒水,燃燒0.5 m3的天然氣,使100 kg的水從20 升高到70 。已知水的比熱容為c=4.2103 J/(kg ),天然氣的熱值為q=7.0107 J/m3。求:(1)0.5 m3天然氣完全燃燒放出的熱量Q放;(2)水吸收的熱量Q吸;(3)天然氣灶的效率。答案(1)3.510 7 J(2)2.1107 J(3)60% 4.有一家大型的特種專用汽車生產(chǎn)基地,該廠某型號專用車在車型測試中,在一段平直的公路上勻速行駛5.6 km,受到的阻力是3.0103 N,消耗燃油1.510-3 m3(假設(shè)燃油完全燃燒)。若燃油的密度=0.8103 kg/m3,熱值q=4107 J/kg,求:(1)專用車牽引力所做的功;(2)該專用車的熱機效率。答案(1)1.6810 7 J(2)35% 易錯點辨析 5.(2018聊城)關(guān)于溫度、內(nèi)能、熱量,下列說法正確的是( )A.物體溫度越高,含有的熱量越多B.物體運動越快,內(nèi)能越大C.熱傳遞能改變物體的內(nèi)能D.0 的冰塊,其內(nèi)能為零C 1.(2016山西,29,2分)物理應(yīng)用廣泛,廣告中也常蘊含著物理知識。例如:“你覺得美味,別人呢?”倡議人們不要在公交、地鐵上用餐,因為食物氣味會彌漫在整個車廂,這是擴散現(xiàn)象;又如“開發(fā)新型能源,共創(chuàng)碧水藍天。”太陽能等新型能源的開發(fā)利用是解決社會發(fā)展的能源危機、環(huán)境污染、氣候變化等問題的必由之路,太陽能屬于可再生(選填“可再生”或“不可再生”)能源。試 真 題 練 易 2.(2015山西,15,3分)下列情景對應(yīng)的說法錯誤的是 ( ) B 3.(2014山西,15,3分)生活中的許多現(xiàn)象都與我們學(xué)過的物理知識有關(guān),下列說法正確的是( )A.塵土飛揚,說明分子在不停地做無規(guī)則運動B.劃燃火柴,利用做功來改變物體的內(nèi)能C.人工湖能調(diào)節(jié)氣溫,利用水的比熱容小D.夏天吃冰糕,看到冰糕周圍冒“白氣”是汽化現(xiàn)象B 活 動 課 行 易調(diào)查研究類實驗一 永動機【命題點】是否能制作出永動機(不能因為違背了能量守恒定律)。 例1達芬奇是意大利著名的畫家,他曾經(jīng)設(shè)計了一個“永動機”,如圖所示。他設(shè)計時認(rèn)為右邊的鋼球比左邊的鋼球離輪心更遠(yuǎn)些,在兩邊不均衡的作用力下,輪子會沿箭頭方向轉(zhuǎn)動不息。你認(rèn)為達芬奇的“永動機”不能(選填“能”或“不能”)永遠(yuǎn)轉(zhuǎn)動。你的判斷理由是違背了能量守恒定律。 解題思路本題屬于考查能量守恒的問題,這類問題要先搞清楚能量守恒是怎么一回事,使“永動機”永遠(yuǎn)轉(zhuǎn)動要有持續(xù)不斷的機械能,但是因為機器在轉(zhuǎn)動過程中,克服空氣阻力及摩擦力要消耗機械能,使其原有的機械能越來越少,機器的轉(zhuǎn)動會逐漸減慢,最終停止,整個過程機械能不守恒,因此“永動機”不能永遠(yuǎn)轉(zhuǎn)動。 焦耳是一位偉大的物理學(xué)家,他成功地發(fā)現(xiàn)了焦耳定律,測出了熱功當(dāng)量 。但他在探索科學(xué)真理的道路上,也走過彎路。年輕的時候,焦耳也和許多人一樣設(shè)想制作一種“永動機”不需要給它提供任何動力(即不消耗任何能源)就能自動工作起來的機械裝置。他曾通宵達旦地冥思苦想,不斷地設(shè)計、制作,但沒有一次是成功的。接連的失敗引起了焦耳的深思,他沒有像有些人那樣“執(zhí)迷不悟”,而是反思原來的設(shè)想,重新確定新的探究課題。經(jīng)過不懈的努力,他終于在新的研究領(lǐng)域中取得了成功,發(fā)現(xiàn)了科學(xué)真理?！坝绖訖C”制造一直失敗的原因是:它違背了能量守恒定律。你從焦耳科學(xué)探究的歷程中得到的啟示是:科學(xué)探究不可能一帆風(fēng)順,必須幾經(jīng)周折才能成功(答案合理即可)。 實驗二 驗證溫度影響分子熱運動的快慢設(shè)計實驗類【命題點】1.實驗用到的探究方法(控制變量法、類比法)。2.實驗結(jié)論(溫度越高,分子熱運動越快)。 例2請你設(shè)計一個實驗,驗證“分子熱運動的速度與溫度有關(guān)”這一觀點的正確性。要求:簡要寫出實驗的過程(含器材)、現(xiàn)象和結(jié)論。答案器材:兩個相同的燒杯、等質(zhì)量的熱水和冷水、一些紅墨水步驟:將等質(zhì)量的熱水和冷水放入相同的燒杯中,再向其中加入等質(zhì)量的紅墨水現(xiàn)象:熱水中整杯水變紅得快結(jié)論:溫度越高,分子熱運動越劇烈解題思路本題主要考查內(nèi)容是分子熱運動由宏觀的擴散現(xiàn)象來體現(xiàn),如果要證明分子熱運動與溫度有關(guān),就需要證明出擴散現(xiàn)象與溫度有關(guān),有了這個思路,該題就迎刃而解了。