浙江省嘉兴市秀洲区中考科学复习 各种能、能的转化与守恒和能源课件 浙教版.ppt

各种能 能的转化与守恒和能源 分块讲解一物体的内能 知识回顾 物体的内能 1 物体内部所有做 的微粒所具有的能 称为物体的内能 也称为 能 内能是能量的形式之一 单位也是 无规则运动 热 焦耳 2 内能的特点 都具有内能 内能的大小与 有关 物体的温度升高 其内能增多 反之 温度降低 物体内能减少 物体的内能还与 有关 一切物体 温度 质量 3 改变内能的两种方式 和 做功 对物体做功 可以使物体的内能 物体对外做功 其本身的内能会 通过做功改变物体的内能 实质上是其他形式的能与物体的内能相互转化的过程 热传递 热能由高温物体 或高温部分 传递给低温物体 或低温部分 直至温度相等时结束 热传递的实质是内能 热能 由高温物体 或高温部分 传递给低温物体 或低温部分 即是能的 不是能的转化过程 做功 热传递 增加 减少 转移过程 基础落实 1 2016 福州 下列实例中 通过做功方式改变物体内能的是 a 阳光晒热棉被b 锯木头时锯条变热c 用热水袋取暖d 冷气使房间温度降低 b 解析阳光晒热棉被 属于热传递改变物体的内能 锯木头时锯条变热 是因摩擦 克服摩擦力做功 而发热 属于做功改变物体的内能 用热水袋取暖 属于热传递改变物体的内能 冷气使房间温度降低 属于热传递改变物体的内能 2 2017 舟山 下列各项都能使右图瓶内铁屑内能增加 其中属于做功的是 a 不断晃动瓶子b 用酒精灯加热c 用手捂瓶子d 在烈日下照射 a 解析不断晃动瓶子 是克服摩擦做功 使其内能增大 故a正确 用酒精灯加热是属于热传递改变物体的内能 故b错误 用手捂瓶子是属于热传递改变物体的内能 故c错误 在烈日下照射是属于热传递改变物体的内能 故d错误 故应选a 3 2017 绍兴 如图所示是某轿车发动机的四冲程汽油机的一个工作循环示意图 表示做功冲程的是 c 解析a 进气门开启 汽油和空气的混合物流入汽缸 是吸气冲程 不符合题意 b 两气门都关闭 活塞上行 汽缸容积变小 是压缩冲程 不符合题意 c 两气门都关闭 活塞下行 汽缸容积变大 是做功冲程 符合题意 d 排气门开启 气体流出汽缸 是排气冲程 不符合题意 要点精讲 要点改变物体内能的方法和内能的利用 重要提示 做功改变内能和热传递改变内能的不同 主要是依据是否对物体做了功 同时要理解当外界对物体做功时 物体的内能增大 当物体对外界做功时 物体的内能就会减少 燃料燃烧 将化学能转化为内能 气体膨胀对软木塞做功 在汽油机的做功冲程中 气体对外做功 通过内能的利用将气体膨胀做功和做功冲程中的能量转化相联系 例1 2016 宁波 在如图所示的 汽油机模型 实验中 厚壁有机玻璃圆筒内底装有两根与静电起电机相连接的放电针 1 将适量的汽油喷入筒内 用软木塞塞住筒口 摇动起电机 如果观察到放电针放电 汽油燃烧 软木塞被高温高压的气体 即可模拟四冲程汽油机工作时的 冲程 2 实验时若发现点火装置不能工作 可用火柴替代放电针 为了点燃圆筒内的火柴 可用 会聚太阳光使其燃着 解析 1 将适量的汽油喷入筒内 用软木塞塞住筒口 摇动起电机 当放电针放电时 汽油燃烧 圆筒内气体的内能增加 气体对软木塞做功 软木塞被高温高压的气体冲出 而汽油机的做功冲程对外做功 因此该实验可模拟四冲程汽油机工作时的做功冲程 2 因为凸透镜 凹面镜对光线有会聚作用 所以为了点燃圆筒内的火柴 可用凸透镜或凹面镜会聚太阳光使其燃着 答案 1 冲出做功 2 凸透镜或凹面镜 变式训练1 2017 黄冈 如图甲所示 在一个配有活塞的玻璃筒内放一团硝化棉 用力下压活塞 硝化棉被点燃 1 这是通过 的方式使玻璃筒内空气的内能 选填 增大 或 减小 2 请在图乙中画出活塞下行过程中受到的摩擦力的示意图 力的作用点画在o点 解析 1 迅速向下压活塞 活塞会压缩空气做功 使空气的内能增加 温度升高 当温度达到硝化棉的燃点时 硝化棉就会燃烧 通过此实验可说明做功可以改变物体的内能 2 活塞竖直向下运动 摩擦力的方向和活塞运动方向相反 竖直向上 作出摩擦力示意图如图所示 答案 1 做功增大 2 如图所示 例2 2017 杭州 如图 汽油机处于工作过程中的某个冲程 对此冲程下列叙述正确的是 a 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c 做功冲程 机械能转化为内能d 做功冲程 内能转化为机械能 解析如图 进气门和排气门都是关闭的 活塞上行 可以判断是压缩冲程 在压缩冲程中机械能转化为内能 故a正确 b c d错 答案a 变式训练2 2017 临沂 关于如图所示实验的说法 错误的是 a 试管口出现的白雾是液化的结果b 该实验基本能反映热机的工作原理c 木塞冲出的过程机械能转化为内能d 该实验可以说明做功能改变物体的内能 解析a 试管口出现的白雾是由于蒸气对活塞做功 内能减少 温度降低 水蒸气液化的结果 故a正确 b 该实验蒸汽推动软木塞做功 内能转化为机械能 所以该实验基本能反映热机的工作原理 故b正确 c 木塞冲出的过程内能转化为机械能 故c错误 符合题意 d 蒸汽推动软木塞做功 内能减少 故该实验可以说明做功能改变物体的内能 d正确 答案c 分块讲解二热量和热值 知识回顾 热量和热值 1 热量 热传递过程中 传递 叫做热量 用q表示 热量可以用来量度内能的变化 与功和能的单位一样 热量的单位也是焦耳 能量的多少 2 比热容 的某种物质 温度升高 或降低 1 时吸收 或放出 的 称为该物质的比热容 单位为j kg 符号为c 水的比热容为4 2 103j kg 单位质量 热量 3 计算公式 q cm t t0 4 燃料的热值 1千克某种燃料 时放出的热量 叫做这种燃料的热值 单位是j kg 符号为q 计算公式 q mq 燃料燃烧是物质剧烈氧化的过程 该过程可以放出大量的热量 从能量的转化看 燃料燃烧释放热量的过程就是将贮存在燃料中的化学能转化为内能的过程 cm t 完全燃烧 基础落实 1 2016 邵阳 烈日炎炎的夏季 白天海滩上的沙子热得烫脚 海水却很凉爽 傍晚 沙子很快凉了 但海水却仍然暖暖的 同样的日照条件下 沙子和海水的温度不一样的原因是 a 沙子的密度比海水的密度大b 沙子的比热容比海水的比热容大c 沙子的比热容比海水的比热容小d 沙子的质量比海水小 c 解析海水比沙子的比热容大 因此 相同质量的海水和沙子 在吸收相同的热量时 沙子温度高 海水温度低 故c符合题意 2 2017 杭州 将一高温物体与一低温物体接触达到相同温度 两物体与外界没有热量交换 则有 a 高温物体放出的热量一定大于低温物体吸收的热量b 高温物体放出的热量一定等于低温物体吸收的热量c 高温物体降低的温度一定大于低温物体升高的温度d 高温物体降低的温度一定等于低温物体升高的温度 b 解析将一高温物体与一低温物体接触达到相同温度 由于不知它们的初始温度 故无法判定温度的高低 故cd错误 高温物体放出热量 低温物体吸收热量 放出的热量等于吸收的热量 故b正确 a错误 要点精讲 要点热量和比热容 重要提示 比热容是物质本身的一种特性 物理学规定 单位质量的某种物质 温度升高 或降低 1 所吸收 或放出 的热量为该物体的比热容 水的比热容大 在吸收和放出相同热量时 与同质量的其他物质相比 其温度变化小 例 2017 益阳 如表列举了部分物质的比热容 我国北方楼房中的 暖气 用水作为介质 把燃料燃烧产生的热量带到房屋中供人们取暖 这是利用了水的 的性质 现有2kg的煤油吸收了4 2 104j的热量后 它的温度将变化 解析因为水的比热容大 相同质量的水和其他物质比较 降低相同的温度时 水放出的热量多 所以暖气装置中用水来供热 查表可知 煤油的比热容为2 1 103j kg 根据q吸 cm t可得 煤油升高的温度 t 10 答案比热容大10 变式训练 2017 自贡 关于物质的比热容 下列说法中正确的是 a 比热容是物质的一种属性 只和物质的种类有关b 同种物质质量越大比热容就越大c 因为水的比热容较大所以比较适合做冷却剂d 物质的状态发生变化时其比热容一般不变 解析比热容是物质的一种特性 与物体质量 温度高低 吸放热多少都没有关系 比热容是反映不同物质吸放热能力强弱的一个物理量 a 比热容与物质的种类 状态有关 故a错误 b 比热容是物质的一种特性 和物体质量的大小没有关系 故b错误 c 水的比热容最大 和其他物质比较 降低相同温度吸收热量多 所以汽车散热器常用水作为冷却剂 故c正确 d 比热容与物质的种类 状态有关 种类不同 状态不同 比热容一般不同 故d错误 故选c 答案c 分块讲解三核能及能量守恒定律 知识回顾 1 核能及获得方式 1 原子核发生变化时释放出的巨大能量叫做核能 获得核能的两条途径是 和 重核裂变指的是 质量较大的原子核在中子轰击下分裂成2个新原子核 并释放出能量的过程 如果核裂变产生的中子继续轰击其他原子核 使其他原子核发生分裂 放出能量 再产生新的中子 轰击其他原子核 这样就 重核裂变 轻核聚变 导致一系列原子核持续裂变 释放出大量核能 这种裂变自行持续下去的现象叫做链式反应 应用 核电站 核电站的能量转化为 核能 内能 机械能 电能 轻核聚变 使两个质量较小的原子核结合成质量较大的新核 同时释放出能量的过程 质量相同的核材料 聚变反应释放的核能比裂变反应释放的核能要多得多 2 放射线 原子核的裂变和聚变都会产生一些放射性物质 这些物质的原子核内部会向外辐射出肉眼看不见的 高能量的射线 如 射线 射线 射线 2 能量守恒定律 1 能量转化与转移的普遍性 2 能量守恒定律的内容 能量既不会 也不会 它只会从一种形式转化为另一种形式 或者从一个物体转移到另一个物体 而在转化或转移的过程中 能的总量 消灭 创生 保持不变 3 能量守恒定律是自然界最普遍 最重要的基本定律之一 无论是机械运动还是生命运动 无论是宇宙天体还是微观粒子 都遵循这个规律 能量的转移和转化具有一定的方向性 基础落实 1 核电站利用核能发电 它的核心设备是核反应堆 下列说法错误的是 a 目前核电站都是通过聚变反应来利用核能b 核反应堆中发生的链式反应是可以控制的c 原子核分裂或聚合时释放出核能d 核能是一种不可再生的能源 a 解析核电站主要是利用核裂变的可控链式反应来发电的 核电站的核反应堆是利用可控的核裂变反应释放核能的设备 核能是指重核裂变或轻核发生聚变时释放出的能量 核能会越用越少 不可能在短期内从自然界得到补充 所以它们属于不可再生能源 故只有a说法错误 符合题意 2 2017 金华 下列关于 热与能 的表述中正确的是 a 物体在吸热过程中 其温度一定升高b 在搓手取暖过程中 内能转化为机械能c 水常被用作冷却剂 是因为水的比热容大d 铁块在煅烧过程中 其内能从零开始增加 c 解析a 物体在吸热过程中 其温度可能升高可能不变 如晶体在熔化过程中 尽管吸热 但是温度不变 b 人们搓手取暖 消耗了机械能 得到了内能 是机械能转化为内能的过程 c 水常被用作冷却剂 是因为水的比热容大 质量相同的水和其他液体相比较 升高相同的温度时 吸收的热量多 d 任何物体都具有内能 故铁块在煅烧过程中 其内能不是从零开始增加的 故选c 要点精讲 要点各种能的相互转化 重要提示 内能 电能 机械能等各种能量的转化与转移是有方向性的 能量转化的过程都是有规律可循的 在平常的学习中注意总结归纳是解决这一类问题的关键 要结合生活经验分析 例如 燃料燃烧都是将化学能转化为内能 风能和太阳能都是清洁能源 且能量取之不尽 用之不竭 地球上的能量都是直接或间接来自于太阳能等 能够巧妙地设计利用是关键 例 2017 通辽 如图是 长征六号 运载发射场景 它首次采用了我国最新研制的大推力液氧煤油发动机 下列说法正确的是 a 煤油燃烧得越充分 其热值就越大b 燃气对火箭做功 燃气的内能会增加c 高温高压的燃气推动火箭升空把内能转化成机械能d 使用煤油作燃料 是因为它是可再生能源 解析热值是燃料的一种特性 它只与燃料的种类有关 所以煤油燃烧过程中 其热值大小不变 故a错误 燃气对火箭做功 内能转化为机械能 燃气的内能会减小 故b错误 燃气对火箭做功 内能转化为机械能 故c正确 煤油从石油中提炼出来 所以煤油是不可再生能源 故d错误 故应选c 答案c 变式训练 2016 温州 据报道 氢能源和核能是二十一世纪最有前途的绿色能源 1 氢能源被称为绿色能源 是因为氢气在空气中燃烧的产物是 2 发展核能是缓解能源紧张的一种方案 获得核能的途径有核裂变和核聚变 当前核电站获得核能的途径是 答案 1 水 2 核裂变 分块讲解四综合提升 综合运用 能量转化和守恒定律的应用 重要提示 考查能量转化和守恒定律的应用 研究摩擦做功和产生热量的关系 的实验设计的实验目的 实验步骤等知识 从题目的求解中不难看出 此类题综合性强 难度较大 解题时学生应具有较强的识图 分析 归纳能力 体现了学以致用思想 例 2017 衢州 大家都知道 摩擦生热 那摩擦做功与生热之间存在怎样的关系 焦耳等科学家运用多种方法 不同实验 测出做功 w 和做功产生的热 q 两者之间的比值关系 其中最经典的是1847年焦耳设计的桨叶轮实验 如图甲 在一个装满水的绝热桶里放入铜制的翼轮 多次用下落的重物带动翼轮上的叶片转动 转动的叶片与水摩擦 产生的热使水的温度升高 焦耳通过测量 和重物 下落的距离 计算出重物做的功 即翼轮克服水的摩擦所做的功 w 测量绝热桶中水升高的温度 从而计算出水吸收的热 q 1 焦耳做这个实验的目的是 2 小柯利用刻度尺 温度计 天平 双层真空平底圆柱体保温杯 水等器材 粗略测定做功和做功产生的热之间的比值关系 具体方案是 用刻度尺测量空保温杯内部高度 记为h杯 用天平称量一定质量的水 记为m水 用温度计测出水的温度 记为t1 将水倒入保温杯中 测量杯中水的高度 记为h水 计算出h杯 h水 这也就是杯中水下落的高度 在保温杯盖子上安装一支分度值为0 1 的温度计 连接处密闭绝热 盖紧保温杯 如图乙 填写操作 计算出水的重力所做的功 w 测出杯中水的温度 记为t2 计算出水吸收的热 q 根据 数据 得出两者的比值关系 解析根据w gh知要计算出重物做的功 需要测量所挂物体的重力g和重物下落的距离h 1 由题意知焦耳做这个实验的目的是研究摩擦做功和产生热量的关系 2 要粗略测量做功和做功产生的热之间的比值关系 具体方案是 用刻度尺测量空保温杯内部高度 记为h杯 用天平称量一定质量的水 记为m水 用温度计测出水的温度 记为t1 将水倒入保温杯中 测量杯中水的高度 记为h水 计算出h杯 h水 这也就是杯中水下落的高度 在保温杯盖子上安装一支分度值为0 1 的温度计 连接处密闭绝热 盖紧保温杯 如图乙 将保温杯慢慢上下翻转多次 n次 根据w gh nm水g h杯 h水 算出水的重力所做的功w 测出杯中水的温度 记为t2 计算出水吸收的热 q 根据 数据 得出两者的比值关系 答案所挂重物的重力 1 研究摩擦做功和产生热量的关系 2 将保温杯慢慢上下翻转多次 n次 变式训练 2015 金华 阅读下列材料 回答相关问题 材料一 氢气作为未来理想能源的优点 来源广泛 可以由水制得 燃烧的热值高 大约是汽油热值的二倍 最突出的优点是燃烧产物是水 不污染环境 燃烧生成的水还可继续制氢 反复循环使用 氢能源的开发主要有两种 一是电解水的方法 但消耗电量太多 成本高 不经济 不能大规模地制取氢气 第二种方法 也 是最理想的制氢方法是寻找合适的光分解催化剂 使水在太阳光的照射下分解产生氢气 材料二 太阳能具有总量巨大 安全经济 清洁无污染等优点 人类利用太阳能有三大技术领域 即光热转换 光电转换和光化转换 光电转换就是太阳能电池把太阳能直接转换成电能 光化转换包括 光合作用 光电化学作用 光敏化学作用及光分解反应 目前该技术领域尚处在实验研究阶段 材料三 太阳能可以就地开发利用 不存在运输问题 尤其对交通不发达的农村 海岛和边远地区更具有利用的价值 如图是某海岛上一村民建在房顶上的分布式光伏电站 它属于家用并网型太阳能发电系统 发电功率为2kw 该电站发的电 满足自家使用后 多余的并入电网 1 水分解产生氢气的过程属于 变化 自然界最普遍的光化转换发生在植物体上 植物体实现光化转换的主要器官是 该并网型太阳能发电系统光照6小时能发电 千瓦时 2 对于氢能源和太阳能的开发 你认为以下课题中具有研究价值的是 填字母编号 寻找直接从空气中分离氢气的方法 节约制氢成本 寻找合适的催化剂 使水在太阳光的照射下分解产生氢气 寻找制作太阳能电池的新型材料 提高光电转换效率 3 面对 能源危机 和 环境问题 从自身出发 谈谈在日常生活中你该怎么做 请写出一项具体做法 解析 1 由题意知太阳能发电系统发电功率为2kw 光照6小时能发电 w pt 2kw 6h 12kw h 答案 1 化学 叶 12 2 3 合理即可 实验探究 控制变量法与探究性实验 能量转化与守恒定律 重要提示 探究型实验综合题 考查了实验工具的选择 能量的转化及实验数据的分析 有一定的难度 例 2017 温州 根据能量转化与守恒定律 在与外界没有热传递的条件下 物体内能的增加量与外界对物体做功多少相等 为了验证此规律 某兴趣小组设计了如图所示的实验 在容器里装一定质量的水 中间装