专题十四 热和能 能源与可持续发展.pdf

专题十四 热和能 能源与可持续性发展 惯性和大船 地球在高速地运动 为什么在地面上的人一点也感觉不出来呢 1 6 3 2年 伽利略对上述问题给了一个彻底的回答 他认为如果把你和 一些朋友关在一条大船甲板下的主舱里 让你们带着小飞虫 然后 挂上一个水瓶 让水一滴一滴地滴到下面的一个宽口罐里 船停着不动 时 小虫都以等速向舱内各方向飞行 水滴滴进下面的罐中 你把任何东西扔给你的朋友时 只要距离相等 向这一方向不必比另一方向用 更多的力 再使船以任何速度前进 只要运动是匀速的 船也不忽左忽右地摆动 你将发现 所有上述现象丝毫没有变化 内容清单能力要求 通过观察和实验 初步了解分子动理论的基本观点 并能用其解释某些热现象记住 列举 内能的概念 能简单描述温度和内能的关系理解 解释 从能量转化的角度认识燃料的热值理解 内能的利用在人类社会发展史上的重要意义列举 热量的概念理解 通过实验 了解比热容的概念 尝试用比热容解释简单的自然现象探究 应用 知道能量守恒定律 能举出日常生活中能量守恒的实例 有用能量转化与守恒的 观点分析物理现象的意识 记住 通过能量的转化和转移 认识效率理解 初步了解在现实生活中能量的转化与转移有一定的方向性记住 能通过具体事例 说出能源与人类生存和社会发展的关系列举 能结合实例 说出不可再生能源和可再生能源的特点列举 核能的优点和可能带来的问题说明 了解世界和我国的能源状况 对于能源的开发利用有可持续发展的意识说明 有保护环境和合理利用资源的意识说明 2 0 1 3 2 0 1 1年山东省中考真题演练 一 选择题 1 2 0 1 3 山东济宁 用两个相同的电热器给质量同为2k g的 物质甲和水加热 它们的温度随时间的变化关系如图所示 据 此判断甲物质1 0m i n吸收的热量为 A 5 0 4 1 0 5J B 4 2 1 0 5J C 2 5 2 1 0 5J D 条件不足 不能计算 2 2 0 1 3 山东泰安 如图所示实验或事例 属于内能转化为机 械能的是 3 2 0 1 3 山东泰安 关于温度 比热容 热量 内能 以下说法正 确的是 A 一块0 的冰没有内能 它的分子不会运动 3年中考 2年模拟 物理 近代科学之父伽利略 一 伽利略是伟大的意大利数学家 物理学家和天文学家 科学革命的先驱 他开创了以实验事实为基础并具有严密逻辑体系和数学表述 形式的近代科学 他为推翻以亚里士多德为旗号的哲学对科学的禁锢 证实和传播哥白尼的日心说 改变与加深人类对物质运动和宇宙的 科学认识而奋斗了一生 因此被誉为 近代科学之父 他的工作 为牛顿理论体系的建立奠定了基础 B 一个物体吸收了热量 它的温度一定会升高 C 一个物体温度升高了 它的一定内能增加 D 用水作为汽车发动机散热器的冷却剂 其主要原因是水的 比热容较小 4 2 0 1 2 山东滨州 检查酒驾时 司机打开车窗 交警闻到车内 有酒精气味 要求司机必须接受酒精含量的测试 交警能闻到 酒精气味是因为酒精 A 分子之间存在引力 B 分子之间存在斥力 C 分子间有空隙D 分子在不断运动 5 2 0 1 2 山东东营 近年 东营的路边出现了一种风光互补式 路灯 如图所示 该路灯装有风力和太阳能发电装置 白天该 路灯将获得的电能储存在蓄电池内 夜间蓄电池对灯泡供电 关于该路灯 下面说法不正确的是 A 太阳能发电装置是将太阳能转化为电能 B 风力发电机是将机械能转化为电能 C 白天 对蓄电池充电是将化学能转化为电能 D 风力发电机的工作原理是电磁感应 二 填空题 6 2 0 1 3 山东菏泽 利用一个空瓶子和一个装有红棕色二氧化 氮气体的瓶子 平板玻璃盖住瓶口 用来证明气体的分子是 运动的 已知二氧化氮的密度大于空气的密度 实验时 应该 把装有二氧化氮气体的瓶子放在空瓶子的 方 7 2 0 1 3 山东菏泽 小红对冰加热 她根据冰熔化成水直到沸 腾的过程的记录数据 绘制成如图所示的温度随时间变化的 图像 图像中的 段是熔化过程 已知冰的比热容是 2 1 1 0 3J k g 在对1 0 0g冰加热的前2m i n内冰吸热 J 8 2 0 1 2 山东东营 已知铁的比热容小于铝的比热容 质量相 同的铁块和铝块吸收相同的热量后 温度升高的多 若它们降低相同的温度 放出的热量多 9 2 0 1 2 山东莱芜 近几年 我市在雪野环湖路 莱钢大道等很 多主要路段安装了太阳能L E D照明路灯 L E D灯具有高亮度 低能耗的有点 若这些L E D照明路灯8h内比普通路灯可节约 1 2 6 1 0 1 0J 这些电能可让 k g的水温度从2 0 上升 到8 0 不计热量损失 c水 4 2 1 0 3J k g 太阳能是 填 一次 或 二次 能源 清洁无污染 2 0 1 3 2 0 1 1年全国中考真题演练 一 选择题 1 2 0 1 3 福建福州 年初福州森林公园的梅花开得好美 小雪 不禁想起 墙角数枝梅 凌寒独自开 遥知不是雪 为有暗香 来 漫步丛中 她闻到淡淡梅花香 其原因是 A 分子很小B 分子间存在引力 C 分子在不停地做无规则运动D 分子间存存斥力 2 2 0 1 3 浙江温州 木工师傅做家具时 来回拉动锯条锯木头 锯条温度将升高 该过程主要通过 A 热传递使锯条的内能增加B 做功使锯条的内能增加 C 热传递使锯条的内能减少D 做功使锯条的内能减少 3 2 0 1 3四川乐山 如图为某一天中央电视台天气预报的截图 图中显示的四个地方 内陆地区的温差比沿海地区的温差大 造成这种差别的主要原因是 A 水的比热容比泥土 砂石的比热容大 B 水的内能比泥土 砂石的内能大 C 水的密度比泥土 砂石的密度小 D 水的温度比泥土 砂石的温度低 4 2 0 1 3 江苏苏州 关于温度 内能和热量 下列说法正确的是 A 物体的内能越多 放热一定越多 B 温度相同的物体 其内能一定相等 C 物体的内能增加 一定要吸收热量 D 晶体熔化时温度不变 其内能一定增加 5 2 0 1 3 湖北武汉 同学们都是未来理想能源的探索者和使用 者 关于未来理想能源 下列说法不合理的是 A 必须全部转化为电能 可保证大规模使用 B 必须足够丰富 可以保证长期使用 C 必须足够便宜 可以保证多数人用得起 D 必须足够安全 清洁 可以保证不会严重影响环境 6 2 0 1 3 江苏苏州 下列关于能源 能量转化及其获取的说法 正确的是 A 化石能源是可再生能源 B 太阳能不是清洁能源 C 能量在转化或转移的过程中总量保持不变 近代科学之父伽利略 二 伽利略除了具体的研究成果外 还在研究方法上为近代物理学的发展开辟了道路 是他首先把实验引进物理学并赋予重要的地位 革 除了以往只靠思辨下结论的恶习 他同时也很注意严格的推理和数学的运用 例如他用消除摩擦的极限情况来说明惯性运动 推论大石头 和小石块绑在一起下落应具有的速度来使亚里士多德的有关理论陷于自相矛盾的困境 从而否定重物比轻物下落快的结论 这些推理能 消除直觉的错误 从而更深入地理解现象的本质 为了纪念伽利略的功绩 人们把木卫一 木卫二 木卫三和木卫四命名为伽利略卫星 D 核能只能通过重核裂变获取 7 2 0 1 3 四川成都 关于原子 原子核和核能 表述正确的是 A 原子由质子和电子组成 B 原子核由质子和中子组成 C 核能清洁无污染 利用核能有利无害 D 核能是我国当前利用的最主要能源 8 2 0 1 3 四川雅安 下列说法中 正确的是 A 机械能为零的物体 内能一定也为零 B 炽热的铁水具有内能 冰冷的铁块不具有内能 C 铁丝被快速弯折的过程中 温度升高是因为机械能转化 成内能 D 汽油机的压缩冲程中 主要是用热传递的方式增加了气 缸内物质的内能 9 2 0 1 3 山西 如图是内燃机的某冲程工作 示意图 以下改变内能方式与此相同的是 A 烤火取暖 B 搓手取暖 C 向手 呵气 取暖 D 用热水袋取暖 1 0 2 0 1 3 四川自贡 下列流程图是用来说 明单缸四冲程汽油机的一个工作循环及 涉及到的主要能量转化情况 关于对图中 的补充 正确的是 A 做功冲程 内能转化为机械能 压缩冲程 机 械能转化为内能 B 压缩冲程 内能转化为机械能 做功冲程 机 械能转化为内能 C 压缩冲程 机械能转化为内能 做功冲程 内 能转化为机械能 D 做功冲程 机械能转化为内能 压缩冲程 内 能转化为机械能 1 1 2 0 1 2 陕西咸宁 世界上的一切物体 无论是一粒沙 一缕 烟 还是一朵花 都是由大量分子组成的 下列现象能说 明分子在不停息运动的是 A 沙尘暴起 飞沙满天B 微风拂过 炊烟袅袅 C 阳春三月 花香袭人D 丰收季节 麦浪起伏 1 2 2 0 1 2 黑龙江鸡西 如图所示是探究 电流通过导体时产生 热量的多少跟什么因素有关 的实验 烧瓶内用煤油而不用 水 你认为主要的原因是 A 因为煤油的热值大B 因为煤油的比热容小 C 因为煤油的密度小D 因为煤油具有可燃性 1 3 2 0 1 2 云 南 昆 明 下 列 关 于 热 现 象 的 说 法 正 确 的 是 A 温度越高的物体具有的热量就越多 B 汽油机的做功冲程是将机械能转化为内能 C 物体的温度越高 分子热运动越剧烈 D 物体吸收的热量越多 其比热容就越大 1 4 2 0 1 2 湖南岳阳 如图是四冲程内燃机工作循环中的一个 冲程 它是 A 压缩冲程 将内能转化为机械能 B 压缩冲程 将机械能转化为内能 C 做功冲程 将内能转化为机械能 D 做功冲程 将机械能转化为内能 1 5 2 0 1 2 四 川 内 江 关 于 热 现 象 下 列 说 法 中 正 确 的 是 A 有的分子之间只有引力 有的分子之间只有斥力 B 在固体中 分子只能在各自的平衡位置附近做微振动 而 气体分子可以在空间中到处移动 C 当物体的温度为0 时 组成物体的分子就停止热运动 了 物体的内能就等于零 D 摩擦生热 和 钻木取火 这两种方式 从能量转化的角 度来看 本质是不同的 1 6 2 0 1 1 江苏连云港 下列现象能说明分子间存在吸引力的 是 A 固体和液体很难被压缩 B 红墨水滴入水中很快散开 C 酒精和水混合后总体积变小 D 两个表面光滑的铅块紧压后会 粘 在一起 3年中考 2年模拟 物理 西方古代对力的概念的认识 亚里士多德是较早探讨力的概念的科学家 他的结论大多是一些猜想和推测的结果 也就导致了一些不正确的结论 他将自然界的运 动分为两类 一类是自然运动 是一种物体趋向自然位置的运动 符合物体的本性 不需要外力推动的运动 另一类是非自然运动 是一种物体向非自然位置的或离开自然位置的运动 是不符合物体本性的 是需要外力作用的受迫运动 他研究了一种自然运动 自由落 体 得出了重的物体比轻的物体落得快的结论 他的一些不正确的结论竟然持续两千多年 严重地阻碍了物理学的发展 与其说是亚里 士多德的不严谨给科学带来了不利影响 倒不如说是后来者的盲从和不求甚解的结果 1 7 2 0 1 1 江苏常州 为体现低碳经济的理念 上海世博会充分 利用太阳能发电技术 其主题馆屋面太阳能板的面积达3 1 0 4 m 2 年发电量3 1 06kW h 若这些电能由火力发电站 提供 煤的热值为3 1 0 7J k g 煤完全燃烧释放的内能转化 为电能的效率是3 0 则仅此一项每年可节约煤炭的质量 为 A 2 0 1 0 4 k g B 1 2 1 0 5 k g C 3 6 1 0 5 k g D 1 2 1 0 6 k g 二 填空题 1 8 2 0 1 3 湖北鄂州 美丽的鄂州 襟江抱湖枕名山 素有 百 湖之市 的美誉 市区及周边的湖泊 可以大大减弱该地区的 热岛效应 这是利用了水的 大的特性 春夏季节 漫步在洋澜湖畔 可以闻到阵阵的花香 从物理学的角度来 讲 这是 现象 1 9 2 0 1 3 四川南充 天然气是一种清洁燃料 南充市部分公交 车和出租车使用天然气来代替柴油或汽油 天然气 填 可 再 生 或 不 可 再 生 能 源 它 燃 烧 时 释 放 出 的 能转化为汽车的机械能 2 0 2 0 1 3 江苏泰州 能源危机日益加剧 开发和利用新能源成 为当务之急 光伏发电是将 能转化为 能 目前的核能发电 是通过 填 核裂变 或 核聚变 释放的核能来发电的 2 1 2 0 1 3 甘肃庆阳 能源问题是现代社会发展的三大基本问 题之一 能源家族中 煤炭 核能 石油 天然气 水能 风能 地热能等 属于不可再生的是 不 是直接或间接来自于太阳的是 填序号 2 2 2 0 1 3 四川南充 某中学为学生供应开水 用焦炭作为燃 料 已知焦炭的热值是3 1 0 7J k g 现完全燃烧了4 2k g的 焦炭 放出的热量 设该热量有2 5 被水吸收 能将 k g的水从2 5 加热到1 0 0 已知c水 4 2 1 0 3J k g 2 3 2 0 1 2 海南 把碳素墨水分别滴入质量相等的清水中 一段 时间后观察到的现象如图所示 这个实验演示的是 现象 比 较 图 甲 和 图 乙 可 知 越 高 分 子 运 动 越 激烈 2 4 2 0 1 2 江苏淮安 太阳能是 填 可再生 或 不可 再生 能源 利用太阳能的方式有多种 绿色植物的光合作 用是 将 光 能 转 化 为 能 太 阳 能 热 水 器 是 通 过 的方式增加水的内能 三 实验与简答题 2 5 2 0 1 3 甘肃庆阳 2 0 1 1年3月 日本发生了强烈地震并引 发了海啸 对福岛核电站造成了很大的破坏 如图甲所示 1 核电站是利用 能来发电的 其能量是原子核发 生了核 填 裂变 或 聚变 2 由于一系列的爆炸 使得大量的核燃料外泄 周围的人们 处在核污染中 图乙是核辐射标志的是 3 为了给处于高温中的核反应堆外壳降温 消防员通过喷 水的方法来有效降温 这是用 的方法来改变内 能的 4 如果核电站每年需要5 0t的核燃料 而同等规模火电站 每年需要6 1 0 6t的煤炭 6 1 06t的煤炭完全燃烧放 出的热量为多少 煤炭的热值为3 1 0 7J k g 5 能源和环境 是世界各国共同面临的问题 保护环境 节 约能源要从我做起 下列说法中需要改正的是 A 尽可能用太阳能热水器代替电热水器 B 养成及时关掉水龙头和人走关灯的习惯 C 用洗脸水冲厕所 将废报纸 空酒 瓶等 送到 废 品收 购站 D 及时将生活垃圾 废电池装在一起丢入垃圾箱 2 6 2 0 1 3 江苏扬州 如图 在两个相同的烧杯中分别装有质 量 初温都相同的水和沙子 用两个相同的酒精灯对其加热 1 加热相同时间后 分别测量两者的温度 发现沙子的温度 明显高于水 这是因为 加热时搅拌沙子 目的 是 2 在两烧杯上方分别盖上玻璃片 过一会儿发现装水烧杯 上方的玻璃片内侧有小水珠 用手摸两个玻璃片 发现装 填 沙子 或 水 烧杯上方的玻璃片温度比较 高 原因是 2 7 2 0 1 2 江苏无锡 为比较酒精和碎纸片这两种燃料的热值 小明采用如图所示的装置进行实验 他将一定质量的酒精和 碎纸片分别放入两个燃烧皿中 点燃它们 分别给装有质量 相等的水 的两 个相 同 烧 杯 加 热 直 至 酒 精 和 碎 纸 片 完 全 燃烧 力的科学概念的建立 英国物理学家牛顿首先提出了严格而科学的力的定义 他在 自然哲学之数学原理 称 力 外加力是加于物体上的一种作用 以改变 其运动状态 而不论这种状态是静止或匀速直线运动状态 牛顿让人们认识到外力存在于作用过程中 一旦作用消失 它将不复存在 物 体自身的性质 惯性则保持原来的以及新获得的运动状态 现代力学中的定义则几乎是牛顿的力的定义 我们通常不说力使物体的运 动状态发生改变 而说是使物体获得了加速度 现代力的定义带有牛顿第三定律的烙印 1 小明设计了一张记录实验数据的表格 其中 两项内 容漏写了 请你帮他补充完整 2 实验后小明根据实验数据利用公式Q c m t算出了水 吸收的热量 结合 1 0g酒精 这一数据 算出了酒精的热 值 算出的酒精热值是否可靠 请说明理由 温度燃料加热前水温 1 0g酒精 四 计算题 2 8 2 0 1 3 江苏苏州 太阳能热水器是把太阳能转化为内能的 设备之一 某品牌太阳能热水器每小时平均接收4 2 1 0 6J 的太阳能 在5小时的有效照射时间内 将热水器中质量为 1 0 0k g 初温为2 0 的水温度升高到4 0 求 1 热水器中的水吸收的热量Q 水的 比热 容c 4 2 1 0 3J k g 2 热水器5小时内接收到的太阳能E 3 热水器的效率 4 若改用煤气来加热这些水 需要完全燃烧多少千克煤气 煤气的热值q 4 2 1 0 7J k g 假设煤气燃烧放出的热 量全部被水吸收 2 9 2 0 1 2 江苏常州 液化石油气的热值高达4 6 1 0 7J k g 一些不法商贩为谋取暴利 常将液化石油气与价格低廉 热 值仅为2 9 1 0 7J k g 的二甲醚混合装入钢瓶内销售给客 户 常州市质监局对某液化石油气站销售的瓶装燃气进行检 测 将质量为1 0 0k g 初始温度为3 1 的水装入容器内 用 高效炉灶燃烧瓶内燃气加热容器中的水直至1 0 0 恰好沸 腾 瓶内燃气消耗了0 8 4k g 通过高效炉灶 水能吸收燃气 完全燃烧释放热量的7 5 已知水的比热容为c水 4 2 1 0 3J k g 问 1 瓶内燃气的热值是多少 2 该液化 石 油 气 站 销 售 的 瓶 装 液 化 石 油 气 有 无 掺 混 二 甲醚 3 0 2 0 1 2 黑龙江哈尔滨 同学们学习了 能源与可持续发展 的内容后 知道热电站既能发电 又能供热 随着热电站技术 不断更新 煤的燃烧程度比传统火电站更充分 为深入了解 他们对某热电站进行调查 获取信息如下 工作 时间 燃煤发电总功率废气 热电站 2 0h40 0 0t 5 1 0 5kW 向周边居民供热 3 4 1 0 1 3J 1 40 0 0t煤完全燃烧放出多少热量 2 0h发电多少千瓦时 q煤 3 1 0 7J k g 2 该热电站的能量利用率是多少 3 请你结合以上信息 写出提高热电站能量利用率的方法 趋势总揽 从近三年的各地中考来看 对本部分的考察呈现如下趋势 1 中考涉及到本专题的题型有选择题 填空题 简答题 实 验题和计算题 其中实验题和计算题主要是关于比热容的探究 和计算问题 2 本专题包含的主要知识点有分子动理论 内能 热量 热 值 比热容 热机 能量守恒定律 常规能源和新能源等知识 3 本专题的知识与生活 社会的联系密切 应该多观察身边 的物理现象 积极参与到社会调查中去 实现将物理教学与生 活 科技 社会问题进行有机结合 了解科学技术对社会发展所 起的作用 另外涉及的中考试题 学科内和学科间综合题也在逐 渐增多 学科内综合主要是内能与其他形式能之间的综合 而学 科间综合涉及到与化学 生物和地理等学科的综合 2 0 1 4年的中考命题方向预测 重视基础知识考查 结合最新 的生活 生产 科技发展的新材料进行命题 难度很低 高分锦囊 1 理解分子间作用力 分子之间存在着相互作用的引力和斥力 这是比较抽象的 概念 理解这一点 同样也需要根据一些实际现象来认识 例 如 液体 固体都有一定的体积 分子不是处于各自散开的状态 而是聚合在一起 要将物体分开需要外力 这些现象都说明 分子之间存在引力 液体和固体很难被压缩 分子之间总存在空 隙等现象则说明分子之间存在斥力 分子间的引力和斥力是同时存在的 当斥力大于引力时 分 3年中考 2年模拟 物理 关羽比张飞更有力气吗 民间关于三国时期的故事很多 话说刘备 关羽 张飞 桃园三结义 之后 张飞对自己排在第三位总感到不服气 有一天 兄弟三人饮 酒聚会 张飞喝了不少酒 趁着酒劲提出要与关羽比力气 想出出这口气 他提出 谁能把自己提起来谁的力气就大 说罢 他用双手紧抓自 己的头发 使劲向上提 尽管他使出了最大的力气 憋得满脸通红 甚至把头发都拔掉了一大把 结果还是不能使自己离开地面 最后便只 好气呼呼地坐到自己的椅子上去了 关羽观察到张飞的失败 沉思了一会儿 找来一根绳子 把绳子的一端拴在自己腰上 另一端跨过一个 树杈 双手使劲下拉 结果身体慢慢离开了地面 关羽获胜了 子力表现为斥力 当斥力小于引力时 分子力表现为引力 分子间的引力和斥力的作用范围很小 只有分子彼此靠得 很近时才能产生 分子间距离太大时 分子间的作用力就十分微 弱甚至没有了 2 物体内能的改变 内能的改变会影响物体内部分子运动及结构的变化 从而 引起热膨胀 熔化 凝固 蒸发等各种热现象 改变和利用内能的 方式有两种 1 热传递 以内能的形式从一个物体向另一个物体直接传 递 叫做热传递 发生热传递的条件 物体之间或同一物体的不同部分存在 着温度差 热传递的方向 从高温物体传递到低温物体 或者从 物体的高温部分传递到低温部分 注意 热传递传递的是能量而不是温度 2 做功 从其他形式的能量转化过来 对物体做功 物体的 内能会增加 物体对外做功 物体内能会减少 3 做功和热传递在改变物体的内能上是等效的 一个物体的内能改变了 可以通过做功的方式 也可以通过 热传递的方式 如果事先没有说明 我们无法判断是通过什么方 式改变的 但做功和热传递改变物体内能的实质是不一样的 做 功使物体内能发生改变的实质是能量的转化 热传递使物体内 能发生改变的实质是内能的转移 3 热量问题的计算 1 热量计算公式 Q c m t 变形式 c Q m t m Q c t t Q c m 其中c Q m t 只能用于计算比热容的大小 但不能认为比热 容与热量成正比 与质量和温度变化量成反比 因为比热容是物 质的一种特性 只与物质种类和状态有关 在计算过程中 特别 注意温度变化的语言描述 如 升高 升高了 升高到 降低 降低了 降低到 要正确识别 2 燃料完全燃烧放出热量计算公式 Q m q 有时写成Q V q 两种公式中q的单位不同 前者是 J k g 后者是 J m 3 3 热机效率的计算 Q 吸 Q放 1 0 0 或 W 有用 Q放 1 0 0 4 理解能量的转化和守恒定律 1 在应用能量的转化和守恒定律时 要分清转移和转化的 区别 能的转移是指同一种能量从一个物体转移到另一个物体 能的形式不发生变化 如热传递过程中内能从高温物体转移到 低温物体 能的转化是指一种形式的能转化成另一种形式的能 能的形式发生了改变 如摩擦生热时机械能转化成内能 电动机 工作将电能转化为机械能等 2 能量的转移和转化具有一定的方向性 因此能量的利用 是有条件的 不是什么能量都可以利用 如高温物体能 自发地 将热量传递给低温物体 而低温物体必须靠外界的辅助才能将 热量传递给高温物体 5 核电站的工作原理 首先核反应堆将核裂变释放的热能传给第一回路的水 第 二步 热交换机将第一回路水的能量传给第二回路的水 使其产 生高温高压水蒸气 第三步 高温高压水蒸气驱动汽轮机发电 这一过程的能量转化是 核能转化为水的内能 再转化为汽轮机 的机械能 最后转化为电能 6 能源利用效率 提高能源的利用率 主要依靠科技进步 为改进应用能源的 技术 常采用以下措施 1 燃料充分燃烧 2 采用保温隔热措 施 减少热量损失 3 充分利用余热和减少有害摩擦 4 减少 能量转化的中间环节 7 能源危机与未来能源 传统能源煤 石油 天然气随着不断的开采会逐渐枯竭 人 们称其为 能源危机 要解决能源问题 一方面必须形成全民节 能意识 注重技术创新 提高能源利用效率 另一方面开发绿色 新能源 加强能源利用中的防护措施 提高能源使用的安全性 未来的理想能源应满足以下条件 1 必须足够丰富 可以 保证长期使用 2 足够便宜 可以保证多数人用得起 3 相关 技术必须成熟 可以保证大规模使用 4 必须足够安全 清洁 可以保证不会严重影响环境 一 分子运动论 1 分子动理论的内容 2 不 同 的 物 质 接 触 时 彼 此 进 入 对 方 的 现 象 叫 做 扩散现象表明 3 反映了构成物体的大量分子做无规则运动的激 烈程度 大量分子的无规则运动叫做 运动 二 物体的内能 4 叫做物体的内能 5 和 是改变物体内能的两种方式 这两 种方式对改变物体的内能是 的 三 物质的比热容 6 质 量 的 某 种 物 质 温 度 升 高 时 的热量 叫做这种物质的比热容 7 水的比热容是 它表示 8 物体温度升高时吸收的热量Q吸 物体温度 降低时放出的热量Q放 四 燃料的热值 9 叫 做 这 种 燃 料 的 热 值 热 值 的 单 位 是 符号 1 0 一 定 质 量m的 燃 料 完 全 燃 烧 所 放 出 来 的 热 量Q 阿基米德与王冠的故事 一 2 0 0 0多年以前 有个古希腊著名的城堡叙拉古 叙拉古国王希罗二世 叫工匠做一顶纯金的王冠 这顶王冠工艺精致 重量也与所给的 黄金相等 但是国王凭着一些迹象 怀疑工匠在王冠中掺了银子 于是 国王召见了他的顾问 阿基米德 要求他在不损坏王冠的前提下 查明真相 阿基米德接受任务之后 冥思苦想 吃不香 睡不安 眼看日子一天天地过去 他都快要急疯了 有一天阿基米德去浴室洗澡 澡 盆里放满了水 他跳了进去 只见水溢出了盆外 这时 他感到身子入水越深 溢出的水越多 身子也感到越轻 直到他整个身子浸入水中 水才不再溢出来 这时 他的想像力被激发了 一个科学家的灵感突然出现了 五 热机及其效率 1 1 把 能转化为 能的机械叫热机 1 2 物理学上把热机所做 与 之比叫做热 机效率 1 3 使用液体燃料的内燃机又分 和 两种 1 4 一 般 汽 油 机 的 工 作 过 程 是 由 四个冲程组成的 1 5 在做功冲程 把 能转化为 能 1 6 汽油机的点火方式叫 式 柴油机的点火方式叫 式 六 能源及能量转化 1 7 按能 源 产生 的方 式可 分 为 能源 和 能源 1 8 按人类开发早晚和使用情况可分为 能源和 能源 1 9 从 能 源 是 否 可 再 利 用 的 角 度 分 为 能 源 和 能源 1 温度 内能 热量三者之间有什么区别与联系 1 区别 温度是表示物体冷热程度的物理量 它是一个状态量 所 以只能说 是 多少 两个不同状态的物体间可以比较温度的高 低 温度是不能 传递 和 转移 的 其单位是 摄氏度 从 分子动理论的观点看 它跟物体内分子的热运动情况有关 温度 越高 分子无规则运动得越剧烈 可以说 温度是分子热运动剧 烈程度的标志 它是大量分子无规则热运动的集中体现 对于个 别分子毫无意义 内能是能量的一种形式 它是物体内所有分子无规则运 动的动能和分子势能的总和 内能跟温度有密切关系 当一个物 体的温度升高时 它的内能增大 内能和温度一样 也是一个状 态量 通常用 具有 等词来修饰 热量是在热传递的过程中 传递能量的多少 它反映了热 传递过程中 内能转移的数量 是内能转移多少的量度 是一个 过程量 要用 吸收 或 放出 来描述 而不能用 具有 或 含 有 物体本身没有热量 如果物体之间没有温度差 就没有热传 递 就没有内能的转移 也就不存在 热量 的问题 2 联系 温度的变化 可以改变一个物体的内能 传递热量的多少可 以量度物体内能改变的多少 物体吸收或放出热量 它的内能将 发生改变 但它的温度不一定改变 如冰熔化时要吸收热量 内 能增加 但温度却保持在0 不变 同样 物体放出热量时 温度 也不一定降低 内能与机械能有什么区别 内能与机械能是两种不同形式的能 内能是物体内部所有 分子的动能和分子间相互作用的势能的总和 物体内能的大小 跟物体的温度 物体内分子数和体积有关 机械能是物体的动能 和势能的总和 它的大小与物体的速度 质量 所处高度和弹性 形变的大小有关 2 汽油机与柴油机 不同点汽油机柴油机 构造汽缸顶部有火花塞汽缸顶部有喷油嘴 燃料 汽油 吸气冲程吸入汽 油和空气的混合物 柴油 吸气冲程吸入空气 点火方式点燃式压燃式 压缩比 压缩 冲 程 末 气 体 体 积 为汽缸体积的1 1 6 1 1 9 压缩冲程末气体体积为 汽缸体积的1 2 2 1 1 6 效率 2 0 3 0 3 0 4 5 重量轻便笨重 应用 飞 机 小 汽 车 摩 托 车等 坦 克 拖 拉 机 载 重 汽 车等 3 能源的分类 能 源 的 分 类 按发展进步 常规能源 新型能源 按环保角度 清洁型能源 污染型能源 按可否再利用 不可再生能源 可再生能源 按产生方式 二次能源 一次能源 一次能源是指从自然界直接取得 而不改变其基本形态的 能源 如煤 石油 天然气等 二次能源是一次能源经过加工 转 换成另一种形态的能源 如电力 蒸汽 焦碳等 常规能源是指当前被广泛利用的一次能源 新能源是目前 尚未被广泛利用而正在积极研究以便推广利用的一次能源 不可再生能源是指短期内无法再生的一次能源 如煤 石 油 天然气 核能等 可再生能源是能够不断得到补充的以供使 用的一次能源 如风能 水能 太阳能 生物质能 地热能 潮汐 能等 3年中考 2年模拟 物理 阿基米德与王冠的故事 二 他终于悟出了一个科学的原理 原来阿基米德却从洗澡中发现了人类科学史上的一个重大的秘密 重量相等的两种不同质地的物体 由于它们的质地不同 密度不同 它们的体积也是不相同的 它们排开水的体积也一定是不相同的 于是 阿基米德进行了反复的试验 他 把那顶皇冠和重量相等的金子分别放到大小一样 水多少一样的盆中去 结果发现皇冠排出的水多 金子排出的水少 他终于用精确的方 法 计算出那顶皇冠中掺进了多少银子 然后 国王抓来工匠一审问 面对这位科学家 他只能从实招供了 这个宫廷悬案终于真相大白 1 能源问题 例1 环境保护 开发新能源是未来能源利用的主旋律 下列做法中最有利于环境保护的是 A 开发太阳能取代煤 天然气等能源 B 用天然气代替煤和石油 C 用核能代替水力发电 D 废电池与其他废品一起填埋 解析 现在人们主要应用的能源是煤 石油 天然气等化 石能源 它们在使用过程中 释放出大量的二氧化碳和一些废 气 污染了环境 产生温室效应 使大气温度升高 今年世界各地 持续的高温与工业化有很大的关系 因此现在各国都在制定振 兴新能源的计划 开发太阳能来取代化石燃料 所以B C都是错 误的 废弃的电池对土壤有污染 所以不能填埋 答案 A 2 内能与温度的关系不清 例2 2 0 1 2 四川达州 关于温度 热量和内能的说法 中不正确的是 A 0 的冰块也有内能 B 温度高的物体 内能一定大 C 物体吸收热量 温度不一定升高 D 物体吸收热量 内能一定增大 解析 由于组成物质的分子永不停息地做无规则热运 动 因此一切物体都有内能 即使在0 物体的分子仍在运动 且分子间仍有相互作用力 它们之间仍有动能和势能 也即仍有 内能 A对 温度高时 内能不一定就大 B错 物体吸收热量 内 能增加 但是温度不一定升高 例如 冰在熔点熔化成同温度的 水 温度保持不变 但要吸收热量 故C D对 本题易错点在于没有对决定内能大小的几个因素全面考 虑 错误地认为物体的内能只决定于物体的温度 答案 B 3 将内能与机械能混淆 例3 下列说法正确的是 A 物体分子总是在做无规则运动 所以分子具有动能 B 当物体被举高时 其分子势能随之增加 C 当物体运动速度增大时 其分子动能随之增加 D 0 以下时 物体分子既不具有动能也不具有势能 解析 分子动能与物体的温度有关 分子势能与分子间 相互作用有关 物体内部所有分子动能和分子势能的总和构成 物体的内能 而物体被举高和物体运动速度增大时 只能改变物 体的机械能 物体在任何温度下都具有内能 分子动能和分子势 能 本题出错原因是将内能和机械能概念混淆 答案 A A组 2 0 1 3 2 0 1 2年山东省中考仿真基础综合演练 一 选择题 1 2 0 1 3 山东济南 模拟 关于能量和能源的利用 下列说法 中正确的是 A 化石能 水能 风能均是可再生能源 B 太阳能无法被人类直接利用 C 目前的核电站都是利用核裂变释放的能量来发电的 D 因为能量是守恒的 所以不存在能源危机 2 2 0 1 3 山东威海 模拟 如图所示为核电站发电流程图 在 核电站 的 发 电 过 程 中 下 列 所 述 能 量 转 化 顺 序 正 确 的 是 A 核能 化学能 机械能 电能 B 核能 内能 化学能 电能 C 核能 内能 机械能 电能 D 核能 机械能 内能 电能 3 2 0 1 3 山东临沂 模拟 关于温度 热量和内能 下列说法正 确的是 A 温度高的物体内能一定大 温度低的物体内能一定小 B 物体的内能与温度有关 只要温度不变 物体的内能就一 定不变 C 内能小的物体也可能将热量传递给内能大的物体 D 物体的温度越高 所含热量越多 4 2 0 1 3 山东济南天桥 模拟 山东气象台每天都会发布我省 主要城市的天气预报 下表列出的是2 0 1 3年4月2 3日内陆 城市济南和沿海城市青岛两地的气温情况 根据气温变化情 况作出的判断和判断依据正确的是 2 0 1 3年4月2 3日 城市甲 晴1 4 2 6 城市乙 晴8 1 4 A 城市甲是青岛 依据是水的比热容较大 B 城市乙是济南 依据是砂石的比热容较大 C 城市甲是济南 依据是砂石的比热容较大 D 城市乙是青岛 依据是水的比热容较大 5 2 0 1 2 山东烟台 毕业调研 下列说法正确的是 A 人们常用水做冷却剂是因为水的温度较低 B 做功和热传递是改变物体内能的两种方式 怀丙和尚打捞铁牛的故事 一 公元1 0 6 6年 山西永济县的黄河段发大水把河边拴浮桥的八只镇水神牛冲走了 官府张榜招贤 请能把铁牛从河底捞起来的贤人 和 尚怀丙揭榜 他派水性好的人潜到水底 摸清铁牛沉在了什么地方 又叫人把两艘大木船并排拴在一起 船上装满泥沙 两木船之间还用结 实的木料搭了个架子 怀丙亲自带人把两艘装满泥沙的木船划到铁牛沉没的地方 又请熟悉水情的人带着绳索潜到水底 用绳索把铁牛绑 牢 将绳索拉紧 把绳索的另一端捆在两船之间的架子上 准备工作做好之后 怀丙命人把船上的泥沙扔到河里去 终于把铁牛从淤泥里拔 了出来 怀丙又叫人把船划到造浮桥的地方 两艘大船拖着没在水里的铁牛 回到了它们原来的位置 C 物体的内能增大 温度一定升高 D 扩散现象说明分子之间存在引力 二 填空题 6 2 0 1 3 山东济南 模拟 用如图所示的三种方式使火柴温度 升高达到着火点被点燃 其中 用的做功方式改变火 柴内能 用热传递方式增加火柴内能的 7 2 0 1 2 山东威海 模拟 一台单缸四冲程汽油机的飞轮转速 是12 0 0r m i n 每秒做功 次 如图所示 汽油机正处 于 冲程 8 2 0 1 2 山东海阳 模拟 早晨小威的妈妈用豆浆机打豆浆 从开始加热到豆浆煮熟的过程中豆浆的内能 填 增 大 减小 或 不变 煮好的豆浆香气四溢的原因是分子在 小威在边吃早餐边听天气预报时发现北京比大连 的昼夜温差大 是因为水的 9 2 0 1 3 山东胶南 模拟 所示为内燃机工作时的某冲程示意 图 该 冲 程 是 冲 程 该 冲 程 中 能 量 转 化 情 况 是 1 0 2 0 1 3 山东青州 模拟 太阳能是一种清洁能源 某太阳能 热水器每天能使5 0 0k g的水温度升高3 0 则这些水吸收 的热量为 J 这是通过 改变水的内能 水 的比热容为4 2 1 0 3J k g 1 1 2 0 1 3 山东德州 模拟 科学研究表明 能量是守恒的物理 量 能量的转化和转移具有 热量 自发地 从低温物体传给高温物体 汽车制动时 由于摩擦 能转化为内能 然而 这些内能不能自动地再次开动汽车 1 2 2 0 1 3 山东平度 模拟 在 地球一小时 活动中 北京的鸟 巢 水立方等在3月2 8日晚上八点半关灯一小时 在美丽的 黑暗中展示它们对节能减排 应对全球气候变化无声的支 持 假设鸟巢中安装了60 0 0支8 5W的大功率节能灯 那么 此次活动将节约 kW h的电能 相当于 k g 热值为3 0 1 0 7J k g 的标准煤完全燃烧所放出的热量 三 实验与简答题 1 3 2 0 1 3 山东胶州 模拟 某同学学习了燃料的热值后 自己 设计了一个实验来探究煤油和菜籽油的热值大小关系 他实 验时组装了如图所示的两套规格完全相同的装置 并每隔1 分钟记录了杯中水的温度 见下表 1 在安装 调整实验器材时 科学合理的顺序是 甲图中 先调整固定 的位置 再调整固定 的位 置 均填 A 或 B 2 为保证实验结论的可靠 实验时应控制两套装置中相同 的量有 写出两点即可 3 通过表中记录本的数据 你认为煤油和菜籽油两种燃料 中 热值较大的是 4 该同学实验前用天平测出了烧杯中水的质量及两油灯中 燃料的质量 并记录的数据 利用公式Q吸 c m t t 0 计 算出了水吸收的热量 他认为通过这些数据能准确地计 算出煤油和菜籽油的热值 你认为他的计算结果可靠吗 为什么 加热的时间 m i n 0123456 甲杯水温 2 52 72 93 23 43 63 8 乙杯水温 2 52 62 72 82 93 03 1 1 4 2 0 1 2 山东胶南 模拟 某汽车公司组织了一次新车型节 油大赛 比赛分两组 第一组使用A型车 排量1 6L 第二 组使用B型车 排量2 0L A B型车外观和体积相同 属 于同一产品系列 1 你 认 为 下 列 哪 些 评 价 方 式 不 能 作 为 比 赛 评 价 标 准 填序号 消耗相同体积的汽油 比较行驶的路程远近 行驶 相同的路程 比较消耗的汽油体积大小 行驶相同的 路程 比较所用时间长短 用 行驶的路程 消耗汽油的体积 的比 值大小比较 2 下表是三位车手的比赛成绩 第一组比赛中最节油的选 手是 3年中考 2年模拟 物理 怀丙和尚打捞铁牛的故事 二 每只铁牛重达上万斤 怀丙为什么能把铁牛从河底的淤泥中拔出来呢 两只木船原来装满了泥沙 泥沙很重 木船吃水很深 也就说 木船排开的水很多 受到的浮力很大 根据物体的沉浮条件 此时木船受 到的浮力 等于船身的自重加上泥沙的重力 当把泥沙扔到河里 船上的泥沙减少 两木船受到的浮力超过了船身的自重加上余下的泥沙 的重力 最初 船不上浮 因为它被绑在绳索下的铁牛拖住 随着泥沙不断被抛出木船 绳索对铁牛的拉力越来越大 直到木船和铁牛受到 的浮力之和超过了木船和铁牛的自重和淤泥 河水对铁牛的作用 铁牛就逐渐从淤泥中拔出来 是水的浮力把铁牛从水底捞上来了 组别选手 驾驶 车型 消耗汽油 L 行驶时间 m i n 行驶路程 k m 第 一 组 马健 A型12 3 22 0 2 3 董杰 A型12 8 62 2 5 9 陈超 A型12 7 52 2 8 0 第 二 组 马健 B型11 5 31 7 6 8 董杰 B型11 8 21 9 1 0 陈超 B型11 7 31 8 2 5 3 从表中的比赛数据看 车型比较节油 4 近年来 政府鼓励小排量 限制大排量汽车有什么意义 1 5 2 0 1 2 山东河口 模拟 阅读短文 回答问题 2 1世纪能源 可燃冰 可燃冰的学名为 天然气水合物 是天然气在0 和 3 0个大气压的作用下结晶而成的 冰块 冰块 里甲烷占 8 0 9 9 9 可直接点燃 燃烧后几乎不产生任何残渣 污 染比煤 石油 天然气都要小得多 1m 3可燃冰可转化为1 6 4m3的甲烷气体和0 8m3的 水 科学家估计 海底可燃冰分布的范围约40 0 0万平方千 米 占海洋总面积的1 0 海底可燃冰的储量够人类使用 10 0 0年 可燃冰在作为未来新能源的同时 也是一种危险的能 源 目前开发这种能源的主要问题是要防止甲烷气体泄漏 开采的技术也不成熟 总之 可燃冰的开发利用就像一柄 双 刃剑 需要小心对待 1 可燃冰形成条件是一定的 和 2 已知甲烷气体的热值为3 6 1 0 7J m 3 1m 3可燃冰能使 多少质量的2 0 水烧开 c水 4 2 1 0 3J k g 3 请你猜想一下 可燃冰是否仅仅存在于海底 4 已知甲烷的密度0 7 1 7g L 试计算可燃冰的密度 四 计算题 1 6 2 0 1 2 山东荣成 毕业调研 随着湛江经济水平的不断提 高 小汽车越来越多地走进了我市普通百姓人家 如下表为 东东同学家小汽车的有关数据 小汽车的总质量16 0 0k g小汽车的额定功率3 0k W 每个轮胎与地面的接触 面积0 0 2m 2 1 0 0k m耗油量8L 水箱容量2 5L汽油的密度0 7 1 1 0 3 k g m 3 问 1 水箱最多能装水的质量是多少千克 2 该小汽车静止在水平地面上时 对地面的压强是多大 3 假若该小汽车在水平路面上以额定功率匀速直线行驶 1 0m i n 消耗汽油1 3k g 小汽车发动机的效率为多少 汽油的热值为4 6 1 0 7J k g g取1 0N k g B组 2 0 1 3 2 0 1 2年全国中考仿真提优演练 一 选择题 1 2 0 1 2 江苏苏州 模拟 如图所示是四冲程汽油机的一个工 作循环示意图 其中属于做功冲程的是 2 2 0 1 2 浙江杭州 模拟 两个相同的容器分别装了质量相同 的两种液体 用同一热源分别加热 液体温度与加热时间关系 如图所示 根据图线可知 A 加热时间相同 甲液体吸收 的 热 量 大 于 乙 液 体 吸 收 的 热量 B 如果升高相同的温度 两种 液体吸收的热量相同 C 甲液体的比热容大于乙液体 的比热容 D 加热时间相同 甲液体温度升高比乙液体温度升高得多 3 2 0 1 3 福建福州 模拟 热机的广泛使用已成为一个国家工 业化程度的标志 人类的现代生活已越来越离不开各种热机 热机从根本上改变着我们的世界 下列相关说法正确的是 A 热机是把内能转变为机械能的装置 B 内燃机完成一个工作循环对外做功两次 人体与大气压强 一 人体与大气有着不可分离的密切关系 一般认为 标准的大气压是1 0 1 1 0 5P a 一个成年人的人体总共要受到约1 5 1 05N的大气 压力 但是由于大气压强总是从各个不同的方向作用于同一点的 并且大小相同 每两个大小相同的压力便相互抵消 所以人体才感觉不 到那么大的压力 但它是实实在在存在着的 就拿呼吸来说 当吸气中枢兴奋时 通过膈神经使胸腔和腹腔之间的横膈肌肉收缩 胸腔容积 扩大 肺气泡也跟着扩大 使其中的气压下降 并低于外部大气压 C 使用热值大的燃料可提高热机效率 D 采取有效措施可以使热机效率达到1 0 0 4 2 0 1 3 江苏如皋 模拟 环境保护 开发新能源是未来能源 利用的主旋律 下列做法中最利于环保的是 A 开发太阳能取代煤 天然气等能源 B 用天然气代替煤和石油 C 用核能代替水力发电 D 废电池与其他废品一起填埋 5 2 0 1 2 浙江温州 联考 下列说法不符合 节能减排 低碳生 活 理念的是 A 大量植树造林 禁止乱砍滥伐 B 大量使用一次性塑料餐具 C 开发回收利用二氧化碳的新技术 D 开发和利用风能 太阳能等新能源 6 2 0 1 2 江苏苏州 模拟 摩擦起电现象说明了 A 物质是由分子组成的 B 分子是由原子组成的 C 原子是由更小的微粒组成的 D 用摩擦的方法可能创造电荷 7 2 0 1 3 江苏苏州吴江 模拟 1 0 0g热水和5 0g冷水混合 后 若不考虑热量损失 则 A 热水降低