中考物理总复习：热和能（基础）知识讲解

选师无忧/达分课 15 年教育品牌 专业选师平台 免费咨询热线：400-612-5351 总复习：热和能（基础）总复习：热和能（基础） 责编：雒文丽 【考纲要求】【考纲要求】 1.了解分子动理论的初步知识； 2.知道物体的内能，知道影响内能大小的因素，改变内能的两种方式； 3.掌握比热容的概念，能利用比热容解释有关现象； 4.了解热机的工作原理，知道汽油机、柴油机的工作原理及能量转化； 5.知道热机的效率；知道提高热机效率的途径； 6.知道能量的转化和守恒。 【知识网络】【知识网络】 【考点梳理】【考点梳理】 考点一考点一 、分子热运动、分子热运动 1.物质的构成：常见物质是由分子、原子构成的。 2.分子的热运动： （1）扩散：不同物质在相互接触时，彼此进入对方的现象。 （2）影响扩散快慢的因素：温度。 （3）扩散现象表明：一切物质的分子都在不停地做无规则运动。 3.分子之间的作用力：分子之间既存在斥力也存在引力。 要点诠释：要点诠释： 1.物体内部大量分子的无规则运动叫做分子的热运动。温度的高低是物体内分子热运动剧烈程度的标 选师无忧/达分课 15 年教育品牌 专业选师平台 免费咨询热线：400-612-5351 志。温度越高，分子热运动越剧烈，扩散越快。 2.分子之间的引力和斥力同时存在，只是对外表现不同： （1）当固体被压缩时，分子间的距离变小，作用力表现为斥力。 （2）当固体被拉伸时，分子间的距离变大，作用力表现为引力。 3、分子动理论的基本观点： （1）常见物质是由大量的分子、原子构成的； （2）物质内的分子在不停地做热运动； （3）分子之间存在引力和斥力。 考点二考点二 、内能、内能 1.定义：构成物体的所有分子，其热运动的动能与分子势能的总和，叫做物体的内能。 2.单位：焦耳，符号：J。 3.影响内能大小的因素：温度、质量、体积、状态等。 4.改变内能的方式：热传递、做功。 5. 内能与机械能的区别：物体的内能大小与物体内部分子的热运动以及分子间的相互作用情况有关， 是物体能量的微观表现；物体的机械能则与整个物体的机械运动情况及相对位置有关，是物体能量的 宏观表现。物体的内能在任何情况下都不会为零（因为分子不停地做无规则运动总有动能） ，而物体的 机械能可以相对为零。所以内能和机械能是两种不同形式的能量。 要点诠释：要点诠释： 1.内能与温度：同一个物体，它的温度越高，内能越大。物体的温度升高，内能增加，内能增加，温 度不一定升高，如：晶体熔化的过程，物体吸收热量内能增加，但是温度不变。 2.热传递： （1）发生条件：温度差。 （2）方向：能量从高温物体传递到低温物体。 （3）结果：物体温度相同。 （4）实质：内能的转移。 3.热量：热传递中，传递的能量的多少叫热量。即“热量”是一个过程量，只能说“吸收”或“放 出”了热量，不能说物体含有热量。热量的单位是焦耳（J） 。 4.做功：外界对物体做功，物体内能增加；物体对外界做功，物体内能减小。做功的实质是能量的转 化。 考点三考点三 、比热容、比热容 1.定义：一定质量的某种物质，在温度升高时吸收的热量与它的质量和升高的温度乘积之比，叫做这 种物质的比热容。符号 c 2.单位：焦每千克摄氏度，符号是 J/(） 。 3.热量的计算： （1）吸热公式： 式中 Q吸表示物体吸收的热量，c 表示物质的比热容，m 表示物体的质量，t0表示物体原来的温 度，t 表示物体后来的温度。 （t-t0）表示温度的升高量。 （2）放热公式： 式中（t0-t）表示物体温度的降低量。 要点诠释：要点诠释： 1.比热容是物质本身的一种性质： （1）同种物质在同一状态下的比热容与其质量、吸收（或放出）热量的多少及温度的改变无关。 （2）同一种物质在不同的状态下比热容不同，如冰、水的比热容是不同的。 选师无忧/达分课 15 年教育品牌 专业选师平台 免费咨询热线：400-612-5351 2.水的比热容比较大，是 4.2103J/(） 。主要表现： （1）由于水的比热容较大，一定质量的水升高（或降低）一定的温度吸收（或放出）的热量较多，我 们用水作为冷却剂和取暖用。 （2）由于水的比热容较大，一定质量的水吸收（或放出）较多的热量而自身的温度却改变不多，这一 点有利于调节气候。夏天，太阳晒到海面上，海水的温度升高过程中吸收大量的热，所以人们住在海 边并不觉得特别热；冬天，气温低了，海水由于温度降低而放出大量的热，使沿海气温降得不是太 低，所以住在海边的人又不觉得特别冷。 考点四考点四 、热机、热机 1.热机：利用内能做功的机械。 2.热机的种类：蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等。 3.内燃机：燃料直接在发动机的汽缸内燃烧产生动力的热机。 （1）种类：汽油机和柴油机 （2）四个冲程：活塞在汽缸内往复运动，从汽缸缸的一端运动到另一端的过程，叫做一个冲程，汽油 机是由吸气、压缩、做功、排气四个冲程的不断循环来保证连续工作的。在一个工作循环中，汽缸内 的活塞往复两次，曲轴转动两周。四个冲程中只有做功冲程燃气对外做功，其他三个冲程都是靠飞轮 惯性完成的。一个工作循环有两次能量转化，在压缩过程中，机械能转化为内能，在做功过程中，内 能转化为机械能。 4.燃料的热值： （1）定义：把某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比，叫做这种燃料的热值。 （2）单位：焦每千克，符号：J/kg。 （3）热量的计算：，燃料完全燃烧后放出的热量，m质量，q燃料的热值。 Qmq 放 Q放 5.热机的效率： （1）定义：用来做有用功的那部分内里，与燃料完全燃烧放出的能量之比，叫做热机的效率。 （2）公式：。 W Q 有 放 要点诠释：要点诠释： 1.汽油机和柴油机的异同点： 不同点相同点 项目汽油机柴油机 构造汽缸顶部有火花塞汽缸顶部有喷油嘴 点火方 式 压缩冲程末由火花塞放出电火 花点燃，称点燃式 压缩冲程末由喷油嘴向汽缸内喷 雾状柴油遇到高温高压的空气自 动燃烧，称压燃式 燃料 汽油、吸气冲程吸进汽油和空 气混合物 柴油、吸气冲程吸进汽缸的只是 空气 压缩比 压缩冲程末气体体积被压缩为 吸进体积的 19 至 16 压缩冲程末气体体积被压缩为吸 进体积的 122 至 116 做功 做功冲程初燃气压强为 30 至 50 个大气压，温度 2000至 2500，高温高压的气体推动 做功冲程初燃气压强为 50 至 100 个大气压，温度 1700至 2000，高温高压的气体推动活 （1）构造基本相 同都是燃料在气缸 内燃烧，都是内燃 机。 （2）都将内能转 化为机械能。 （3）每一个工作 循环都是由吸气、 压缩、做功、排气 四个冲程组成。 选师无忧/达分课 15 年教育品牌 专业选师平台 免费咨询热线：400-612-5351 活塞做功塞做功 效率效率较低 20至 30效率较高 30至 45 用途 轻便，多用于汽车、飞机、小 型农机具 笨重，多用于拖拉机、载重汽 车、轮船等重型机械 2.燃料在热机中燃烧时，总有一小部分燃料不能完全燃烧而损失掉，燃料释放出的内能只有一部分用 来推动热机的运动，即转化为热机的机械能，其余的能量在废气、散热、机械摩擦中损失掉了，其中 废气带走的能量最多，所以设法利用废气的能量，是提高燃料利用率的重要措施。热机的效率是热机 性能的一个重要指标，热机的效率越高，它的机械性能就越好。 考点五、考点五、能量的转化和守恒能量的转化和守恒 1.常见的能量形式有：机械能、内能、电能、光能、化学能等。这些不同形式的能在一定的条件下可 以相互转化。如摩擦生热是机械能转化为内能；水电站里的水轮机带动发电机发电是机械能转化为电 能。 2.能量的转化和守恒定律：能量既不会凭空消灭，也不会凭空产生，它只会从一种形式转化为其他形 式，或者从一个物体转移到其他物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变。 要点诠释：要点诠释： 定律中能的转化，是指通过做功，能的形式发生了变化，一种形式的能转化为另一种形式的能。 如钻木取火，就是通过克服摩擦做功，使机械能转化为内能。能的转移，是指同一种能从一个物体转 移到另一个物体上，能的形式没有变化，如热传递过程中，内能从高温物体转移到低温物体。 【典型例题】【典型例题】 类型一、基础知识类型一、基础知识 1. （2016淄博）下列关于热现象的说法中正确的是（ ） A温度高的物体含有的热量多 B物体的内能增加，一定时从外界吸收了热量 C液体的沸点随液面上方气压的增大而降低 D冰水混合物吸热时，温度不变，内能增大 【思路点拨】 （1）热量是一个过程量，不能说物体含有多少热量；（2）做功和热传递都能改变物体的 内能；（3）液体的沸腾随着气压的增大而升高；（4）内能的大小与物体质量、温度和状态有关 【答案】D 【解析】A、热量是一个过程量，不能说物体含有多少热量，故 A 错误；B、物体的内能增加，可能从 外界吸收了热量，也可能是外界物体对他做功，故 B 错误；C、液体的沸腾随着气压的增大而升高，液 体的沸点随液面上方气压的增大而升高，故 C 错误；D、冰水混合物质量不变，温度不变，但吸热，所 以内能增大，故 D 正确。 【总结升华】此题考查了热量的理解、改变内能两种方式的理解、气压与沸点关系的理解和内能的影 响因素，是一道综合题。 举一反三：举一反三： 【变式】关于物体的内能，下列说法正确的是（ ） A.0的冰没有内能 B.要使物体内能增加，必须使其吸收热量 C.温度高的物体，内能一定大 选师无忧/达分课 15 年教育品牌 专业选师平台 免费咨询热线：400-612-5351 D.物体的内能增加，它的温度不一定升高 【答案】D 2.（多选）寒冬，奶奶泡了一杯热茶后坐在暖气片前悠然的听着音乐，不一会儿屋子里就飘满了 茶香。有关这个场景的说法中正确的是（ ） A闻到茶香是由于分子不停息的做无规则运动 B用暖气片取暖是利用热传递的方法改变内能 C暖气片安装在窗户下面主要是为了美观 D暖气片中用水取暖是因为水的比热容较大 【思路点拨】 （1）物质是由分子组成的，组成物质的分子在不停的做无规则运动； （2）改变物体内能的方式有做功和热传递，二者是等效的； （3）热空气的密度小于冷空气，热空气比冷空气轻轻者向上移动，重者向下移动。打开暖气后，热 空气向上流动，冷空气向下，房间的气温基本平衡； （4）对水的比热容大的理解：相同质量的水和其它物质比较，吸收或放出相同的热量，水的温度升高 或降低的少；升高或降低相同的温度，水吸收或放出的热量多。 【答案】ABD 【解析】A、闻到茶香是分子不停息的做无规则运动的原因，故该选项说法正确，符合题意； B、用暖气片取暖是利用热传递的方法改变内能，故该选项说法正确，符合题意； C、暖气片对空气进行加热时，空气受热体积膨胀，密度减小，故热空气会上升，冷空气会下降，所以 想要对整个房间加热，暖气片就要装在室内的下方，不是为了美观，故该选项说法不正确，不符合题 意； D、因为水的比热容较大，相同质量的水和其它物质比较，降低相同的温度，水放出的热量多，所以暖 气中用水做传热介质，故该选项说法正确，符合题意。 【总结升华】该题考查了学生用所学的物理知识解释生活中的现象的能力，是一道科学与生活密切联 系的好题。 举一反三：举一反三： 【变式】 （多选）下列四种现象中，可以用水的比热容较大这一特性解释的是（ ） A用水来冷却汽车发动机 B冬天的暖气设备用热水供暖 C阜新地区昼夜温差比沿海地区大 D夏天，在教室的地面上洒水会感觉凉爽 【答案】ABC 3. （2015潍坊） （多选）用相同的酒精灯分别对 a、b 两液体加热（如图甲） ，根据测得数据分别 描绘出两液体的温度随时间变化的图象（如图乙） 。在相同的时间内两液体吸收的热量相等，不计液体 热量散失，分别用 ma、mb、ca、cb表示 a、b 两液体的质量和比热容，则结合图中信息作出的下列推断 正确的是（ ） 选师无忧/达分课 15 年教育品牌 专业选师平台 免费咨询热线：400-612-5351 A若 ma=mb，则 cacb B若 ma=mb，则 cacb C若 ca=cb，则 mamb D若 ca=cb，则 mamb 【思路点拨】物质吸收热量的多少与比热容、质量和升高的温度成正比，由题意知，相同时间两种液 体吸收的热量相同，由图象可以得到升高的温度与热量的关系，利用 Q=cmt 变形公式对比热容和质 量大小作出判断 【答案】BC 【解析】A、B、若 ma=mb，吸收相同的热量，a 的温度升高幅度大，由 c=知，a 的比热容较小， b 的比热容较大，A 选项错误，B 选项正确；C、D、若 ca=cb，吸收相同的热量，a 的温度升高幅度 大，由 m=知，a 的质量较小，b 的质量较大，C 选项正确，D 选项错误。 【总结升华】此题考查的是我们对探究物质吸收热量本领结论的分析，属于基本技能的考查，掌握影 响热量的因素，读懂图象，是解答此题的基础。 举一反三：举一反三： 【变式】用相同的酒精灯和同样的烧杯盛有质量相同的甲、乙两种液体加热，如图反映的是温度随时 间变化的图图象， 从图中可以看出（ ） A甲的比热容大 B乙的比热容大 C它们的比热容一样大 D无法判断热量的计算 【答案】B 4.下列实例中，通过热传递改变物体内能的是（ ） A钻木取火 B用热水给袋装牛奶加热 C用“搓手”的方法取暖 D用锤子敲打铁丝，铁丝发热 【思路点拨】根据以下知识，逐一分析各选项所述物理情景，做出选择； （1）改变物体内能的方式有两种：做功与热传递，这两种方式在改变物体内能的效果上是等效的； （2）热传递是能量的转移过程，热传递实质是内能从一个物体转移到另一个物体，或者是从物体的高 温部分转移到低温部分，在此过程中能量的形式不发生变化； 选师无忧/达分课 15 年教育品牌 专业选师平台 免费咨询热线：400-612-5351 （3）做功的实质是能量的转化过程，在做功过程中能量的形式发生变化。 【答案】B 【解析】A.钻木取火，通过克服摩擦力做功，把机械能转化为内能，是通过做功的方式改变物体内能 的； B.用热水给袋装牛奶加热，热量从温度高的热水传到温度低的牛奶，是通过热传递的方式改变内能 的； C.用“搓手”的方法取暖，搓手时，双手相互摩擦，克服摩擦力做功，机械能转化成内能，从而使手 发热，这是通过做功的方式改变内能； D.用铁锤敲打铁丝的过程中，铁锤的机械能转化为铁丝的内能，使铁丝温度升高，这是通过做功的方 式改变内能。 【总结升华】本题是考查了改变物体内能的两种方式，即做功和热传递；判断哪种方式改变了物体的 内能，关键是看是能量的转化还是能量的转移，发生能量转化的是做功的方式，发生能量转移的是热 传递的方式。 5.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 【思路点拨】解决此题要结合内燃机的做功冲程特点和原理进行分析解答，知道做功冲程和压缩冲程 中的能量转化。 【答案】B 【解析】图中的气门关闭，活塞上行，因此这是压缩冲程；在压缩冲程中，将机械能转化为内能。 【总结