第16讲 内能、核能、能量守恒、能源 解析版

第16讲内能、核能、能量守恒、能源1.能源（1）能源：自然界中存在且能提供能量的资源。它指的是能量比较集中的物质或物质运动，如煤、石油、天然气、风、流水、太阳能、核能等。（2）能量是以多种形式存在的，常见的能量形式有机械能、内能、电能、化学能、核能等。地球上的能源主要来自于太阳能。煤、石油、水能、风能等都是由太阳能转化而来的。（3）能源的合理利用和开发：一方面要寻找新的能源，另一方面要研究能源利用的新途径，改变现有能源利用的不合理结构和能源利用方式。2.内能（1）克服摩擦做功与物体内能改变的关系内能含义：构成物质的大量微粒(如分子、原子、离子等)做无规则运动而具有的能，俗称热能。任何物质都有内能。物体温度越高，内能越大；温度越低，内能越小。克服摩擦做功，能使物体的内能增加。（2）做功和热传递是改变内能的两种途径做功：对物体做功，物体的内能增加；物体对外界做功，物体的内能减少。实质是能的形式发生了转化。热传递：物体吸热，内能增加；物体放热，内能减少。实质是内能从高温物体传递到低温物体，或者内能从同一物体的高温部分减少到低温部分的过程。能的形式未发生转化。注意：做功和热传递对改变物体的内能是等效的。（3）在热传递过程中用热量来量度内能的变化在热传递中，传递的能量多少叫热量。低温物体从外界吸收多少热量，内能就增加多少；高温物体向外界放出多少热量，内能就减少多少。3.热机热机是指各种利用内能做功的机械。热机原理是将燃料的化学能转化成内能再转化成机械能。热机的四个冲程：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。4.核能(1)原子核在发生变化时释放出的能量，叫做原子核能，简称核能，也叫原子能。(2)获得核能的主要途径有两种：裂变和聚变。①重核裂变：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。例如，用中子轰击铀235，导致铀核持续裂变，产生链式反应。原子弹就是根据裂变的原理制造的。②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。例如，氘核和氚核在超高温下聚合成氦核，并释放出能量。聚变也叫热核反应。氢弹就是根据聚变的原理制造的。eq\x(\x(特别关注))核能发电是利用重核裂变的方式获取核能，核能发电是先将核能转化为蒸汽的内能，再通过蒸汽轮机转化为机械能并带动发电机转动，最终转化为电能。(3)核电站目前是利用原子核裂变时产生的大量热量，使水变成蒸汽推动汽轮机，再带动发电机发电的。核电站中发生的能量转化是：核能→内能→机械能→电能。(4)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射线，如α射线、β射线、γ射线。放射线在工农业生产和医疗等方面有着广泛的应用，可用于金属探矿，使种子变异培育新品种，治疗肿瘤等疾病。同时，大剂量放射线会对人畜健康造成永久性伤害，所以要防止放射性污染。5．能量转化和守恒(1)能量既不会消灭，也不会创生，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，而在转化和转移的过程中，能的总量保持不变。这就是能的转化和守恒定律。能的转化和守恒定律是自然界最普通、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，都要遵循这个规律。违反能量转化和守恒定律的永动机是不可能实现的。(2)自然界中大量的现象表明，能量的转移和转化有一定的方向性。eq\x(\x(特别关注))能量的转移和转化有一定的方向性，并不是只要遵循能量转化和守恒定律的事件就一定能发生。6．能源与社会(1)煤、石油和天然气是人类目前使用的主要能源，它们都是不可再生的矿物能源。(2)太阳能是一种取之不尽、用之不竭的能源，而且不会污染环境。(3)自然环境中的可被人类利用的物质和能量叫做自然资源。自然资源分为可再生资源和不可再生资源，必须合理开发和利用自然资源，实现资源的可持续性。1.（中考•贵港）下列实例中，改变物体内能的途径与其他三个不同的是(B)A．用力搓手，手会发热B．把冰冷的手放到嘴边哈气，手会变暖C．用锯条锯木头，锯条温度升高D．用手反复弯折铁丝，铁丝弯折处会发热【解析】改变物体内能有两种方式：做功和热传递，做功改变内能的实质是能量的转化，热传递改变内能的实质是能的转移。A、用力搓手，手会发热，这是通过做功的方式增加内能的；B、把冰冷的手放到嘴边哈气，手会变暖，这是通过热传递的方式增加内能的；C、锯木头时锯条发烫，是摩擦生热，属于做功改变物体的内能；D、反复弯折铁丝，人对铁丝做功，铁丝的内能增加，温度升高，是通过做功改变物体的内能；ACD都是通过做功的方式改变内能的，B是通过热传递的方式改变内能的，故B符合题意。2.（中考•黑龙江）生活中能量转化的实例很多，下列描述中正确的是(C)A．摩擦生热是把内能转化为机械能B．燃料燃烧放热是把内能转化为化学能C．电动机带动水泵把水送到高处是把电能转化为机械能D．摩擦起电是把电能转化为机械能【解析】A、摩擦生热是克服摩擦做功，摩擦过程中，消耗了机械能，内能增大，把机械能转化为内能，故A错误；B、燃料燃烧放热是把化学能转化为内能，故B错误；C、电动机带动水泵把水送到高处是把电能转化为机械能，故C正确；D、摩擦起电是消耗了机械能，获得了电能，故是把机械能转化为电能，故D错误。3.（中考•绍兴）下列对宏观事实的微观解释错误的是(B)选项宏观事实微观解释A塑料带很难被拉断分子之间有引力B水结冰后不再流动分子停止了运动C切洋葱时眼睛被熏得直流泪分子在不停运动D水很难被压缩分子之间有斥力【解析】A、塑料带很难被拉断，是因为分子间存在引力，故正确；B、分子在不断运动，所以水结冰后分子还是运动的，故错误；C、切洋葱时眼睛被熏得直流泪，是因为分子在不停运动的缘故，故正确；D、水很难被压缩，因为水分子间存在斥力，故正确。4.（中考·衢州)将冰块放在泡沫箱中可制成简易“冰箱”，把一瓶饮料放入“冰箱”后，冰块和饮料的温度随时间变化的曲线如图所示。在两物体温度达到相同之前，下列说法正确的是(B)A．甲是冰块B．乙吸收热量C．甲内能增加D．乙内能减少4题图5题图6题图【解析】由图可知，物体甲的温度是降低的，即物体甲放出热量，内能减小；物体乙的温度是升高的，即物体乙吸收热量，内能变大；所以物体甲是饮料，乙是冰块；故B正确，ACD错误。5.（中考•河北)按如图所示进行实验，当观察到热水大面积变成红色时，冷水中只有品红周围变成红色。对该现象的微观解释合理的是(D)A．温度越高，分子质量越小B．温度越高，分子体积越大C．温度越高，分子间隔越小D．温度越高，分子运动越快【解析】分子在不断地运动，分子的运动与温度有关，温度高时，分子的运动快，温度低时，分子的运动慢，故当热水大面积变成红色时，冷水中只有品红周围的溶液变成了红色。6．（中考•常德)如图所示，是根据“探究不同物质吸热能力”实验数据绘制的a、b物质的温度－时间图像，实验中两种物质的质量相同，初温度相同，选用的加热器相同，由图像可知(D)A．加热相同时间，a物质吸收热量多，比热容小B．加热时间相同，a物质的末温度高，比热容大C．吸收热量相同，b物质温度升高慢，比热容小D．吸收热量相同，b物质的末温度低，比热容大【解析】AB、由图可知，加热相同时间，由于用相同的加热器加热，则物质吸收热量是相同的，a的温度升高的快，则a的比热容小，故AB错误；CD、吸收热量相同，加热的时间相同，b物质温度升高慢，则b的比热容大，故D正确，C错误。7.（中考•天水）如图所示，对于图片中所描述的物理过程，下列分析中正确的是(C)A．图甲，厚玻璃内的空气被压缩时，空气的内能减少B．图乙，瓶子内的空气推动塞子跳起时，空气的内能增大C．图丙，试管内的水蒸气推动塞子冲出时，水蒸气的内能减少D．图丁，汽缸内的气体推动活塞向下运动时，气体的内能增大7题图8题图【解析】A、图甲，厚玻璃内的空气被压缩时，活塞对空气做功，瓶内空气温度升高，空气的内能增加；故A错误；B、图乙，瓶子内的空气推动塞子跳起时，空气对活塞做功，空气的内能减小；故B错误；C、图丙，试管内的水蒸气推动了塞子冲出时，水蒸气对塞子做功，水蒸气的内能减少；故C正确；D、图丁，汽缸内的气体推动活塞向下运动时（即做功冲程），内能转化为机械能，气缸内气体的内能减少；故D错误。8．（中考•宁波）如图都是教材中的实验，其中为了说明“对物体做功，物体内能增加”的是(D)A．图甲：手帕摩擦塑料丝后，塑料丝散开B．图乙：缝衣针与磁铁摩擦后，有了磁性C．图丙：加热后，水蒸气把木塞冲出试管D．图丁：迅速下压活塞后，浸过乙醚的棉花燃烧【解析】A、图甲：手帕摩擦塑料丝后，塑料丝散开，说明了为同种电荷互相排斥。故A错误；B、图乙：缝衣针与磁铁摩擦后有了磁性，说明缝衣针被磁化。故B错误；C、图丙：加热后，水蒸气把木塞冲出试管，说明物体对外做功，物体内能减小，温度降低，故C错误；D、图丁：把活塞迅速地压下去，浸过乙醚的棉花会燃烧，这是因为压缩筒内空气做功，空气的内能增加，温度升高，达到了乙醚的着火点，棉花才燃烧起来，故D正确。9．（中考•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(B)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【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；则高温物体放出热量，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。10．下列关于“热与能”的表述中正确的是(C)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【解析】水常被用作冷却剂，是因为水的比热容大。物体在吸热过程中，如果同时对外做功，则温度不一定升高。在搓手取暖过程中，是机械能转化为内能。物体内能不会为零，因为分子在任何温度下都在运动，物体都有内能。11.（中考·宿迁)关于温度、热量和内能，下列说法正确的是(C)A.物体吸收了热量，温度一定升高B.温度高的物体含有热量多C.温度相同的物体，内能不一定相同D.物体内能增加，一定从外界吸收了热量【解析】A、物体吸收热量，内能增加，但温度不一定变化，如：晶体熔化，内能增加，但温度不变，故A错误；B、热量是一个过程量，不能说物体含有多少热量，故B错误；C、物体的内能与质量、温度、状态等多个因素有关，不能只根据温度判定内能的大小，所以两物体温度相同，内能不一定相同，故C正确；D、改变物体内能的两种方式：做功和热传递；物体内能增加，不一定从外界吸收了热量，故D错误。12．（中考•温州）某智能百叶窗的叶片上贴有太阳能板，在光照时发电，给电动机供电以调节百叶窗的开合。该过程中发生的能量转换是(C)A．电能→机械能→光能B．光能→机械能→电能C．光能→电能→机械能D．机械能→电能→光能【解析】太阳能板，在光照时发电，即把太阳能转化为电能；电能供给电动机，转化为机械能，调节百叶窗的开合；故该过程中发生的能量转换是光能→电能→机械能。13．（中考•长沙)辣椒萝卜是湖南人最喜欢的食品之一，制作辣椒萝卜首先需将新鲜的萝卜切条，然后将萝卜条放在太阳下晾晒两三天使其变成萝卜干，再拌上剁辣椒和盐，腌制8至10天即可食用。下列说法中正确的是(B)A．晒萝卜利用了太阳能来做功B．腌制好的萝卜内外都又辣又咸，说明分子在不停地做无规则 运动C．萝卜干没有内能D．萝卜条变干是因为水升华了【解析】A、晒萝卜时，萝卜吸收热量、内能增加、温度升高，加快水的蒸发，利用了热传递改变内能，没有利用太阳能来做功，故A错误；B、腌制萝卜时，辣椒分子、盐分子进入到萝卜中，使萝卜变辣、变咸，说明分子在不停地做无规则运动，故B正确；C、一切物体的分子都在不停地做无规则运动，一切物体都具有内能，萝卜干也具有内能，故C错误；D、萝卜条变干是因为萝卜内的水蒸发（汽化）了，故D错误。14．（中考•成都)成都正以新发展理念创建公园城市，让市民可以出门见绿意，抬头望雪山。对下列美好生活场景的分析，正确的是(C)A．春天，蒲江品茗春茶暖；热茶暖手，是通过做功改变手的内能B．夏天，龙泉戏水浸心凉；水比岸边石头凉，说明水的比热容小C．秋天，新都赏桂满城香；花香袭人，是分子无规则运动的结果D．冬天，郫都望雪西岭上；山顶积雪常年不化，积雪的内能为零【解析】A、热茶暖手，手吸收热量，是通过热传递的方式改变手的内能，故A错误；B、水的比热容比石头的比热容大，吸收相同的热量，水的温度变化小、石头的温度变化大，所以水比石头要凉一些，故B错误；C、我们能闻到酒的花香味，是因为香味分子在做无规则运动引起的，属扩散现象，故C正确；D、组成物体的分子在不停地做无规则运动，分子间存在引力和斥力，所以任何物体都有内能，山顶的积雪也具有内能，故D错误。15．（中考•海南)在冬天，人们常常搓手取暖，这个过程中的能量转化与四冲程内燃机的哪个冲程相同(B)A．吸气冲程 B．压缩冲程C．做功冲程 D．排气冲程【解析】人们在冬天常常搓手取暖，是通过搓手将机械能转化为内能，内能增加，温度升高，手暖和，这是通过做功的方式改变手的内能，这与汽油机工作中的压缩冲程的能量转化相同，都是将机械能转化为内能。16．（中考·内江)根据能量守恒定律，下列情形可能发生的是(B)A．随着科学技术不断发展和提高，永动机是可以制成的B．两个斜面相对连接，小球从左斜面滚下后冲上右斜面C．电水壶里的水沸腾后断电，水的沸腾却一直持续下去D．出枪膛的子弹射穿木板后，以更快的速度继续运动【解析】A、永动机违反了能量的转化与守恒，不可能实现，故A错误；B、两个斜面相对接，小球从左斜面滚下后，由于具有动能，会继续冲上右斜面，故B正确；C、在电水壶的使用过程中，消耗了电能，而水的温度升高，内能增加，断电后，水不再吸收热量，水的沸腾会停止，故C错误；D、子弹射穿木板的情景，子弹高速运动，说明子弹具有动能，由于摩擦生热会使动能减小，它的速度减慢，故D错误。17．（中考·通辽)下列说法正确的是(D)A．热量总是从内能大的物体向内能小的物体传递B．雪花纷飞，说明分子不停地做无规则运动C．同一物体，温度降低得越多，放出的热量越多D．汽油机的压缩冲程，汽缸内的混合物内能增加，温度升高【解析】A、发生热传递的条件是两物体有温度差，热量从温度高的物体传递到温度低的物体，故A错误；B、雪花纷飞，雪花不是分子，属于宏观物体的运动，是机械运动，不能说明分子的无规则运动，故B错误；C、只有在外界没有做功的情况下，同一物体温度降得越多，放出的热量就越多，故C错误；D、汽油机的压縮冲程，对气缸内的混合物做功，使其温度升高、内能增大，故D正确。18．（中考•嘉兴）各种形式的能量都不是孤立的，它们可以在一定条件下发生转化，且能量的转化是有方向的，下面几幅图按能量转化的顺序，排列正确的是(C)A．①②③④B．②③④①C．②①③④D．①③④②【解析】各种形式的能量都不是孤立的，它们可以在一定条件下发生转化，且能量的转化是有方向的，地球上所有能量直接或间接来自于太阳能，所以下列能量的转化顺序为：太阳--树林--燃煤电厂--空调。19．（中考•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)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19题图20题图21题图22题图【解析】如图，进气门和排气门都是关闭的，活塞上行，因此是压缩冲程，压缩冲程中机械能转化为内能。20．（中考•宁波)在如图所示的“汽油机模型”实验中，将少量的汽油喷入筒内，用软木塞塞住筒口，摇动起电机，观察到放电针放电，汽油燃烧，软木塞被高温高压的气体冲出。该实验可模拟四冲程汽油机工作时的(C)A．吸气冲程B．压缩冲程C．做功冲程D．排气冲程【解析】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。21．（中考·湖州)如图表示用中子轰击铀－235原子核产生氪核和钡核的模型。下列叙述正确的是(B)A.该模型表示的是核聚变B．该反应产生的中子可继续轰击其他铀核形成链式反应C.该反应不会产生放射性物质D．不能用该反应获得能量的方式来发电【解析】A、该模型表示的是核裂变，该选项说法不正确；B、该反应产生的中子可继续轰击其他铀核形成链式反应，该选项说法正确；C、过程中产生的氪原子具有放射性，该选项说法不正确；D、可以通过核裂变来发电，例如核电站是利用核裂变发电，该选项说法不正确。22.（中考·南通)如图，轻质弹簧竖直放置，下端固定于地面，上端位于O点时弹簧恰好不发生形变。现将一小球放在弹簧上端，再用力把小球向下压至图中A位置后由静止释放，小球将竖直向上运动并脱离弹簧，不计空气阻力，则小球(C)A．运动至最高点时，受平衡力作用B．被释放瞬间，所受重力大于弹簧弹力C．从A点向上运动过程中，速度先增大后减小D．从O点向上运动过程中，重力势能转化为动能【解析】A、不计空气阻力，小球在最高点时只受重力作用，不是平衡状态，故A错误；B、小球被释放后沿竖直方向加速向上运动，故释放瞬间，所受重力小于弹簧弹力。故B错误；C、不计空气阻力，小球在从A点向上运动到O点的过程中，受到两个力的作用，一个是竖直向下的重力，一个是竖直向上的弹力，开始向上运动时，弹力大于重力，小球所受合力方向向上，速度不断增大；当弹力小于重力时，其所受合力方向向下，速度不断变小。当离开O点后，小球只受重力作用，力的方向与小球运动方向相反，速度继续减小。故其速度先增大后减小，故C正确；D、从O点向上运动过程中，小球的质量不变，速度变小，同时高度升高，故动能减小，重力势能增加，所以动能转化为重力势能。故D错误。23．（中考·宜昌)前段时间，“加水就能跑的神车”事件一度成为舆论热点，该汽车实际上是利用车内水解制氢技术获得氢气，通过氢燃料电池给车提供动力(该技术成本很高，目前仍处在试验阶段)，但被曲解为“加水就能跑”。下列对该事件的看法错误的是(D)A．氢燃料电池是将氢气的化学能转化为电能B．水解技术制取氢气的过程一定要消耗其他能量C．对于热点事件要遵从科学原理，不能盲从，更不能以讹传讹D．该车行驶的能量最终来源于水，水是一种能源【解析】A、氢燃料电池是将氢气的化学能最终转化为电能，再用来驱动汽车的，故A正确；B、根据能量守恒定律，水解技术制取氢气的过程一定要消耗其它能量，故B正确；C、由科学常识可知，对于热点事件要遵从科学原理，不能盲从更不能以讹传讹，故C正确；D、该车行驶的能量最终来源于用水制出的氢气，但不能直接说水是这里的能源，故D错误。24．（中考·台州)下列是关于水蒸发致冷现象的解释：①水分子运动速度有大有小；②剩余的水内能减少，温度降低；③剩余的水分子运动速度相对较小；④速度大的水分子动能大，更易摆脱周围分子的“束缚”，跑到空气中。此解释合理的顺序是(A)A．①④③②B．②③①④C．③①④②D．④③②①【解析】水蒸发致冷现象，水分子运动速度有大有小，速度大的水分子动能大，更易摆脱周围分子的“束缚”，跑到空气中，剩余的水分子运动速度相对较小，剩余的水内能减少，温度降低。故合理的顺序是①④③②。25.（中考·宁波)干冰可用于保鲜，但使用不当可能引起爆炸。有消防员做了以下实验：向一个380mL的塑料瓶中放入半瓶干冰，立即旋紧瓶盖，发现瓶内有白雾产生，30min后发生爆炸。向另一个550mL的塑料瓶中放入等量的干冰，再倒入170mL水，然后立即旋紧瓶盖，发现瓶内产生大量白雾，瓶子膨胀，仅过20s就爆炸。第二个瓶子中所加水的主要作用是(A)A．提供热能B．作反应物C．作催化剂D．形成白雾【解析】在第二个瓶子中加水后，低温的干冰从水中迅速吸热升华，产生大量的气体，使瓶子迅速膨胀，从而发生爆炸。这个过程只发生物理变化，没有发生化学变化，故a正确，而B、C、D错误。26．(中考•杭州)如图一只瓶子，内装一些铁屑。我们既可以通过振荡，也可以通过加热，使铁屑的温度升高，内能增大。从改变物体内能的方法来看，前者是通过________方法，后者是通过__________方法来增大铁屑的内能。如果你没有看到内能改变的过程，仅凭铁屑温度的改变，能否确定采用了什么方法改变了铁屑的内能？________(选填“能”或“不能”)，这是因为________________________________________。26题图27题图28题图【答案】做功；热传递；不能；二者效果相同【解析】使铁屑内能增加的方法：①用力晃动瓶子，对瓶子和铁屑做功，将机械能转化为内能，使铁屑的内能增加，温度升高；②将装铁的瓶子加热，铁屑的温度升高，这是通过热传递的方式改变铁屑的内能；如果没有看到内能改变的过程，单凭铁屑温度的升高，不能判断出具体的方法，因为做功与热传递两种方法对改变物体的内能是等效的。27．（中考•绍兴节选)我国研发的“液态太阳燃料合成技术”如图所示，甲醇(CH3OH)等液体燃料被形象地称为“液态阳光”。甲醇制取过程中能量转化是太阳能→电能→________能。【答案】化学【解析】二氧化碳和氢气在一定条件下生成甲醇，其中涉及的能量转化是把太阳能最终转化为甲醇中的化学能储存28．（中考•广东)如图为火箭发射的场景，火箭的燃料使用了液态氢，主要是因为它的______大，火箭发射升空时，燃料的化学能转化为______能，再转化为火箭的机械能，这个过程中火箭的机械能________(选填“守恒”或“不守恒”)。【答案】热值；内；不守恒。【解析】（1）运载火箭采用液态氢作为火箭的燃料，原因是液态氢具有较大的热值，完全燃烧相同质量的液态氢和其它燃料相比，液态氢可以释放出更多的热量；并且所需的液态氢的体积小，便于储存和运输。（2）火箭发射升空时，燃料通过燃烧将化学能转化为燃气的内能，燃气对火箭做功，又将内能转化为火箭的机械能，使得火箭的机械能增大，所以机械能不守恒。29．（中考•攀枝花)端午节到了，家人团聚常食用咸鸭蛋。咸蛋的制作方法之一：在洗净的鸭蛋表面涂抹白酒，粘上盐后用纸包起来，放置一段时间后就变咸了，从分子运动的角度看，鸭蛋变咸属于________现象。煮咸鸭蛋时，温度升高，内能_______(选填“增加”“减少”或“不变”)。【答案】扩散；增加。【解析】（1）鸭蛋变咸是盐分子运动到鸭蛋中，这是扩散现象。（2）煮咸鸭蛋时，鸭蛋的质量和状态不变，温度升高，鸭蛋的内能增加。30．（中考•扬州)在玻璃瓶内装入约半瓶细沙，盖上瓶盖，包裹一层泡沫塑料，迅速振动瓶子几十次，细沙温度升高，这是用_______方法使沙子内能增大，泡沫塑料的作用是_______。如果换成水做该实验，升温不明显是因为水的_________大。【答案】做功；保温；比热容。【解析】（1）迅速振动瓶子几十次，细沙温度升高，这是用做功方法使沙子内能增大；（2）空气、塑料、水瓶塞、泡沫、木头导热性能差，是热的不良导体，泡沫塑料的作用是保温；（3）水的比热容大，在质量相同、水吸收相同的热量，温度升高的低，温度变化不明显。31．（中考•连云港)人骑电动自行车下坡时重力势能__________(选填“增大”“减小”或“不变”)。到达坡底后在水平路面上匀速骑行过程中，机械能________(选填“增大”“减小”或“不变”)。刹车后很快停了下来，发现刹车片很烫，这是通过_______的方式改变刹车片的内能。【答案】减小；不变；做功【解析】（1）人骑电动自行车下坡时，人和车的质量不变，高度减小，重力势能减小。（2）到达坡底后在水平路面上匀速骑行过程中，人和车没有发生弹性形变，不具有弹性势能，机械能等于动能和重力势能之和，在水平路面上行驶时，人和车质量不变，速度不变，动能不变，高度不变，重力势能不变，故动能和重力势能之和不变，机械能不变。（3）刹车时车轮和刹车片摩擦生热，机械能转化为内能，是通过做功的方式改变物体的内能。32．（中考•济宁)完全燃烧140g焦炭所放出的热量有60%被初始温度为10℃、质量为10kg的水吸收，则水吸收的热量为__________J，水的温度将升高到_______℃。[在1个标准大气压下，q焦炭＝3.0×107J/kg，c水＝4.2×103J/(kg·℃)]【答案】2.52×106；70【解析】（1）焦炭的质量m=140g=0.14kg，焦炭完全燃烧放出的热量：Q放=mq焦炭=0.14kg×3.0×107J/kg=4.2×106J；水吸收的热量：Q吸=Q放η=4.2×106J×60%=2.52×106J；（2）由Q吸=cm△t得水升高的温度：△t=Q吸/c水m水=2.52×106J/4.2×103J/(kg•℃)×10kg=60℃，水的末温t=t0+△t=10℃+60℃=70℃。33．（中考•宁波节选)电瓶车自燃的原因很多，常见的是由于电源短路，形成大电流并产生大量的热。这一过程中，化学能转化为电能，电能再转化为______能。【答案】内【解析】电源短路时，电源的化学能先转化为电能，电流通过导体时会产生大量的内能，使得导体的温度升高，容易发生火灾.34．（中考•湖州）下面是两个有关热学方面的观点，请用实例说明它们是错误的。(1)物体吸收热量，温度一定升高。____________________________________________________。(2)物体温度升高，一定是吸收了热量。____________________________________________________。【答案】（1）冰在熔化过程中，物体吸收热量，温度不变；（2）压缩空气做功，使空气温度升高。【解析】（1）晶体熔化过程中，物体吸收热量，温度不变；故（1）错误；（2）物体的内能增大，可能是从外界吸收了热量，也可能是由于外界物体对它做了功；如压缩空气做功，使空气温度升高，故（2）错误。35．（中考·嘉兴、舟山)如图所示，用酒精灯给水加热一段时间后，观察到软木塞冲出试管口。(1)软木塞冲出试管口，说明力能改变物体的____________。(2)此过程中，水蒸气减少的内能____________(填“大于”“等于”或“小于”)软木塞增加的机械能，这与热机的________冲程相似。35题图36题图37题图38题图【答案】（1）运动状态；（2）大于；做功【解析】（1）软木塞冲出试管口，运动状态发生了变化，说明力可以改变物体的运动状态；（2）水蒸气对软木塞做功，水蒸气的内能减小，水蒸气的内能转化为软木塞的机械能，由于存在热量的散失，故水蒸气减少的内能大于软木塞增加的机械能；该过程与热机的做功冲程能量转化相同。36．（中考·湖州)我们经常会看到一边行驶一边向空中喷雾的汽车，人们形象地将它称为雾炮车(如图)。喷向空中的水雾能使尘埃粒子快速沉降到地面，起到净化空气的作用。(1)喷向空中的水雾，有许多在掉向地面之前已经在空中散失了，还能起到降温作用。其原理是____________。(2)该雾炮车的发动机是柴油机。柴油机四个冲程中的____________冲程实现了内能转化为机械能，从而驱动雾炮车前进。【答案】汽化吸热；做功【解析】（1）喷向空中的水雾在空中散失了，能起到降温作用，是因为水汽化吸热的缘故。（2）柴油机四个冲程中的做功冲程可以将柴油燃烧释放的内能转化为机械能，从而驱动雾炮车前进。故答案为：37．（中考•自贡)在探究“物质的放热能力与哪些因素有关”时，分别用质量均为1kg的水和某种液体进行对比实验(水的比热容较大)，并用图像对实验数据进行了处理，如图所示，实验过程中，水和某种液体在相同时间内放出的热量相等，分析图像可以得出：________(选填“甲”或“乙”)物质是某种液体，某种液体的比热容为____________J/(kg·℃)。【答案】乙；2.1×103【解析】（1）时间相等时，两种液体放出的热量相等，由图示可以看出，乙液体的温度降低的快，甲液体温度降低慢，则甲的放热能力强，甲是水，乙是某种液体；（2）由图可知：液体的初温是60℃，放热15分钟后水的末温是40℃，乙的末温度是20℃，水放出的热量：Q放=c水m水（t水-t0）=4.2×103J/（kg•℃）×1kg×（60℃-40℃）=8.4×104J；由图可知，相同时间内放出相同的热量，根据Q=cm△t可知，液体的比热容为：c乙=Q放/m△t液体=8.4×104J/1kg×(60℃−20℃)=2.1×103J/（kg•℃）。38．（中考•温州）如图是小明制作的简易“蒸汽船”模型。将盛有一定量水的铜制容器安装在“船体”上，用蜡烛对铜制容器底部加热，一段时间后铜管会向右喷蒸汽，“蒸汽船”就向左行驶。(1)蜡烛对铜制容器加热导致容器内水温升高，这是通过_______的方式改变水的内能。(2)当铜管向右喷蒸汽时，“船体”获得喷出的蒸汽对其向左的推力，这说明了_____________________________。【答案】热传递；物体间力的作用是相互的【解析】（1）蜡烛燃烧放出热量被水吸收而增大水的内能，这是通过热传递的方式改变水内能的；（2）由图可知，水沸腾时产生大量的水蒸气，水蒸气从铜管喷出时是内能转化为机械能，喷出时给空气一个力，由于物体间力的作用是相互的，空气给水蒸气一个大小相等，方向相反的力推动蒸汽船前行。39．（中考•武汉)某实验小组用如图甲所示的装置比较水和煤油的吸热本领。(1)加热前，在一个烧杯中倒入240mL的水，为了使水和煤油的质量相同，需要在另一个相同烧杯中倒入________mL的煤油。39题图40题图(2)用两个相同规格的电加热器来加热水和煤油，每隔1min记录一次温度，整个实验操作无误。图乙中，若图线②反映水的温度随时间的变化规律，则图线______(填序号)可以反映煤油的温度随时间的变化规律。加热过程中，煤油的热值_________(选填“变大”“不变”或“变小”)。(3)同时停止加热，在相同质量的水和煤油温度降低的过程中，水放出的热量与降低的温度之比________(填“大于”“等于”或“小于”)煤油放出的热量与降低的温度之比。【答案】（1）300；（2）①；不变；（3）大于【解析】（1）水的体积：V水=240mL=240cm3；水的质量：m水=ρ水V水=1.0g/cm3×240cm3=240g；煤油的质量m油=m水=240g；煤油的体积：V油=m油/ρ油=240g/0.8g/cm3=300cm3；（2）可观察图象，在加热时间相同的情况下，①的温度变化量大，故①的吸热能力弱。又因②是水的温度随时间的变化规律图象，水的比热容又大于煤油的比热容，故①为煤油；热值是燃料的一种特性，它只与燃料的种类有关，所以加热过程中，其热值大小不变；（3）由Q=cmΔt可知：放出的热量与降低的温度之比Q/△t=cm，所以在质量和放出热量相同的情况下，比热容与降低的温度成反比，故水放出的热量与降低的温度之比大于煤油放出的热量与降低的温度之比。40．（中考·台州)图中小朋友在玩滑梯游戏，小朋友坐在滑梯顶端，用手轻推滑梯，沿着滑梯开始下滑，滑动速度越来越大，同时感觉屁股发烫，到达底端时还会滑出一段距离。请说出其中蕴含的科学道理。【答案】（1）“用手轻推滑梯，沿着滑梯开始下滑”是利用力的作用是相互的；（2）小朋友由静止变为运动，说明力能改变物体的运动状态；（3）“速度越来越大”是重力势能转化动能，相同物体，动能越大，速度越大；（4）“屁股发烫”是克服摩擦力做功，机械能转化为内能；（5）“会滑出一段距离”是因为物体具有惯性，保持原有的运动状态。【解析】（1）物体间力的作用是相互的；（2）力可以改变物体的运动状态；（3）影响动能大小的因素是质量和速度；（4）克服摩擦做功，机械能转化为内能；（5）一切物体都具有惯性。41．(中考•温州)英国物理学家斯特林于1816年发明了“斯特林发动机”。斯特林发动机气缸内工作介质易汽化、易液化，该介质经过吸热膨胀、冷却压缩的循环过程输出动力，因此又被称为热气机。某工程师按照“斯特林发动机”原理设计了如图甲所示的模型机，工作过程中飞轮持续旋转如图乙。请结合所学知识解释飞轮能持续转动的工作原理。甲乙答：酒精灯加热将化学能转化为内能，热气缸中的工作介质吸热汽化膨胀，推动活塞A向右运动做功，将内能转化为机械能；由于飞轮具有惯性，带动活塞A向左运动，活塞A将热气缸中的工作介质推入冷气缸并液化，活塞B又将介质推回热气缸。如此反复。【答案】根据图示可知，酒精灯加热将化学能转化为内能，热气缸中的工作物质吸热汽化膨胀，推动活塞A向右运动做功，将内能转化为机械能：由于飞轮具有惯性，带动活塞A向左运动，活塞A将气缸中的工作物质推入冷气缸并液化，活塞B又将物质推回热气缸。如此反复。【解析】气体对外做功，气体的内能转化为机械能，据此分析。42．（中考·宁波)科学上通常用“功”和“热量”来量度物体能量的变化。(1)在“使用动滑轮”活动中，小科利用如图所示装置，用竖直向上的大小为10N的拉力F使物体A匀速提升了0.1m。如果该装置的机械效率为70%，则这一过程中，克服物体A的重力所做的功为________J，这个值也是物体A增加的机械能。(2)把质量为2kg，温度为25℃的水加热到100℃，至少需要完全燃烧________g的酒精。上述过程中，水的内能增加是通过________(填“做功”或“热传递”)的途径实现的。[已知：水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)，酒精的热值为3.0×107J/kg]【答案】（1）1.4；（2）21；热传递【解析】（1）绳子自由端移动的距离：s=2h=2×0.1m=0.2m，拉力做的总功：W=Fs=10N×2×0.1m=2J，由η=W有用/W总×100%可得，克服物体A的重力所做的功：W有用=W总η=2J×70%=1.4J；（2）水吸收的热量：Q吸=cm（t-t0）=4.2×103J/（kg•℃）×2kg×（100℃-25℃）=6.3×105J，由题知，酒精完全燃烧放出的热量：Q放=Q吸=6.3×105J，由Q放=mq得，需要完全燃烧酒精的质量：m酒精=Q放/q=6.3×105J/(3×107J/kg)=2.1×10-2kg=21g；烧水时，水的内能增加是通过热传递的方式实现。43．（中考•南京)小明一家驾车旅行。(1)加油时，闻到汽油味，说明分子在________________________________。(2)图示为车发动机的一个冲程，其能量转化情况是____________________。(3)若车的总质量为1.5t，匀速直线行驶9km，所受阻力为车重的0.1倍，完全燃烧汽油1L，则1L汽油完全燃烧放出的热量是_________J，车所受牵引力是________N，车的工作效率是_________%。(ρ汽油＝0.8×103kg/m3，q汽油＝4.5×107J/kg，g取10N/kg)43题图44题图【答案】（1）不停地做无规则动；（2）机械能转化为内能；（3）3.6×107；1.5×103；37.5【解析】（1）给汽车加油时，会闻到汽油味，从物理学角度来看，属于扩散现象，这个现象表明这汽油分子在不停地做无规则运动；（2）图中进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，机械能转化为内能；（3）根据密度公式ρ=m/V算出汽油的质量为：m=ρ汽油V=0.8×103kg/m3×1×10-3m3=0.8kg，汽油完全燃烧释放出的热量为：Q放=mq汽油=0.8kg×4.5×107J/kg=3.6×107J；车的质量为m′=1.5t=1.5×103kg，车受到的重力：G=m′g=1.5×103kg×10N/kg=1.5×104N；车所受阻力：f阻=0.1G=0.1×1.5×104N=1.5×103N；因为车匀速行驶，所以牵引力F=f阻=1.5×103N；牵引力做的功：W=Fs=1.5×103N×9×103m=1.35×107J；车的效率：η=W/Q放×100%=1.35×107J/(3.6×107J)×100%=37.5%。44．(中考•金华)2020年3月9日19时55分，我国成功发射北斗导航系统第五十四颗导航卫星。北斗导航系统将在国家安全、经济效益、技术储备等方面发挥作用。火箭喷出的燃气温度高达1300℃，发射塔下方的导流槽设有喷水设施，在火箭点火前几秒钟喷水，水在高温下大量汽化。(1)升空时，火箭相对于发射塔是_______(选填“运动”或“静止”)的。(2)导流槽喷出的水汽化所需的能量来源于火箭燃料贮存的_______能。【答案】（1）运动；（2）化学【解析】（1）发射升空时，以发射塔为参照物，火箭与发射塔之间发生了位置变化，所以火箭相对于发射塔是运动的。（2）燃料燃烧是化学变化，燃料燃烧过程中使燃气温度升高，内能增加，将化学能转化为内能，导流槽喷出的水吸收热量，发生汽化。45．（中考·绍兴)热机发明后，一直在持续的改进和发展中。材料一：1769年，法国人居纽制造出蒸汽机推动的三轮汽车(图1甲)，传统蒸汽机的燃料在气缸外部燃烧(图1乙)，热效率为5%～8%。图1图2材料二：1862年，法国人德罗夏提出内燃机(内燃指燃料在气缸内燃烧)的四冲程循环理论：①气缸的向外运动造成的真空将混合气体燃料吸入气缸；②通过气缸的向内运动对进入气缸里的燃料进行压缩；③高压燃烧气体产生巨大爆发力；④将已经燃烧的废气从气缸中排出。材料三：1876年，德国人奥托制造出以四冲程为依据的煤气内燃机，利用飞轮的惯性使四冲程自动实现循环往复，内燃机的效率达到14%。(1)四冲程循环理论提及的“巨大爆发力”由图2中的________冲程实现。(2)德罗夏提到的内燃方式是基于________________________________的猜想。(3)老师在重复演示“做功改变内能”实验(图丙)之间，需在拔出活塞