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文档简介
专题05内能及其利用
题•型,解•码
内能及其利用主要考杳学生对分子热运动、内能概念及影响因素、改变内能方式、比热容的理
题型解与应用,以及热机工作原理、热值、热机效率等核心知识点的掌握与综合运用能力c题目常结合
生活热现象、物态变化实例、能源利用场景或简单实验探究设问,要求学生从具体情境识别内能相
概述关物理过程,准确用热量计算公式(Q=cmAt、Q=mq)定量计算,分析解释能量转化转移过程、
热机效率影响因素及提高方法。
在解答内能及其利用相关题目时,首先要仔细审题,明确题目考查的核心知识点,是分子动理
论、内能改变方式,还是比热容、热机效率等。
对丁涉及实验探究的题目,如比较不同物质吸热能力或不同燃料热值,需准确回t乙实验原理,
注意控制变量法的应用,比如比较吸热能力时要保证质量和加热方式相同,比较热值时要控制燃料
技巧质量相等且被加热物质佗种类和质量相同。
在进行热量计算时,要特别注意公式中各物理量的单位统一,区分温度变化量△[与初末温度
点拨的关系,避免因单位混淆或公式记错导致计算错误。
对于热机效率问题,要清楚有用能量和总能量的界定,结合生活实例理解提高效率的具体措施,
如减少热量损失、优化燃烧条件等。此外,联系生活实际是解题的关键,很多题目会以常见的热现
象或能源利用为背景,需要将物理知识与生活经验相结合,准确分析能量的转化与转移过程,从而
快速找到解题思路。
考・向•明译
A考向01分子的热运动<
♦典例引领,
【典例1】(2025•上海•中考真题)“滚滚长江东逝水,浪花淘尽英雄”,说明江水有能,0团的水
(选填"具有"或“不具有〃)内能,“遥知不是雪,为有暗香来",说明分子在做运动。
“方法透视
本考向主要考查分子热运动的基本概念及现象识别。常见的考查形式包括对扩散现象的判断、
考向
分子运动与机械运动的区别,以及利用分子热运动解释生活中的相关现象。题目通常以选择题、填
空题或简答题的形式出现,要求学生能从具体情境中准确识别分子热运动的实例,并理解其本质是
解读
分子的无规则运动,而非宏观物体的机械运动。
解答此类题目,首先要深刻理解分子热运动的内涵:分子的运动是微观的、肉眼看不见的,且
方法
水不停息。其次,要能区分扩散现象与其他宏观运动。对于以古爵诃、生活场景为背景的题目,需
抓住“气味扩散”“不同物质彼此进入对方”等核心特征来判断是否属于分子热运动。同时,要牢
技能
记”一切物质的分子都在不停地做无规则运动”,与物体的状态、温度无关。
①一切物质的分子都在不停地做无规则运动;
②分子的无规则运动与温度有关,温度越高,分子的无规则运动越剧烈,因此分子的无规则运动也
核心
被称为分子热运动;
③扩散现象是指不同物质相互接触时,彼此进入对方的现象叫做扩散。无论是气体、液体还是固体
知识
之间都能发生扩散现象,扩散现象的快慢与温度有关,温度越高,扩散越快;
④分子之间存在间隙。
♦变式演练►
【变式11】(2025•四川成都•模拟预测)浣花溪公园的荷花(如图)“浓淡芳春满蜀乡,半随风雨断莺
炀。”,这是现象:春夏换季,温度骤升,花粉分子的热运动会(选填"加快”或"减
慢“)°
【变式1・2】(2025•山东聊城•模拟预测)东平湖咸鸭蛋,作为泰安的传统美食,其蛋黄油润,口感鲜美,
咸香适中。将鸭蛋壳轻松敲碎,拨开蛋清,浓郁的咸蛋黄味扑鼻而来。蛋壳易敲碎,(选填"能"或"不
能”)说明分子间没有引力;闻到成蛋黄味,说明分子在
A考向02分子动理论解释生活现象<
♦典例引领〉
【典例2](2025•江苏徐州"中考真题)将一勺砂糖放入一杯水中,过一会儿砂糖“消失了”。这种现象叫
作,说明分子在做永不停息的无规则。如果杯中水的温度更高,那么砂糖“消失”
的速度更___________。
》方法透视
本考向主要考查运用分子动理论的基本观点解释生活中的常见现象。常见的考查角度包括用分
考向子在不停地做无规则运动解释气味扩散、溶解现象;用分子间存在引力和斥力解释固体和液体难以
被压缩或拉伸的现象;用分子间存在间隙解释物质的体积变化等。题目多以填空题、选择题或简答
解读题的形式呈现,要求学生能准确将分子动理论的具体知识点与生活现象对应起来,进行科学合理的
解释。
解答此类题目,关键在于熟练掌握分子动理论的三个基本要点,在分析具体现象时,首先要明
方法
确现象的木质特征,然后判断该特征与分子动理论的哪个要点相对应。同时,要注意区分宏观现象
技能与微观本质,避免将宏观物体的机械运动(如灰尘飞舞)误认为是分子运动。
①分子动理论的基本内容:物质是由大量分子组成的;分子在不停地做无规则运动;分子间存
在相互作用的引力和斥力;分子间存在间隙。
②分子的无规则运动是扩散现象的本质,温度越高,分子运动越剧烈,扩散越快。
核心
③分子间的引力和斥力是同时存在的,它们的大小与分子间的距离有关。当分子间距离较小时,
斥力起主要作用;当分子间距离较大时,引力起主要作用;当分子间距离很大时,分子间的作用力
知识
可以忽略不计。
④利用分子动理论可以解释很多生活现象,如闻到花香、湿衣服晾干、固体和液体的体积不易
改变等。
♦变式演练►
【变式2-1](2025•河北石家庄-模拟预测)下列有关分子动理论的说法正确的是()
A.同学们扫地时,看到阳光下飞舞的灰尘,说明分子在做无规则运动
B.变瘪的乒乓球放在热水中鼓起,是由于乒乓球内气体分子的体积变大
C.敞口容器中的酒精逐渐减少,是因为分子不停地做无规则运动
D.液体很难被压缩,说明液体分子排列紧密,没有间隙
【变式2-2](2025帙西西安膜抵预测)小明在妈妈的指导下制作爆米花,卜.列有关说法中正确的是()
A.将玉米粒放在锅中翻炒加热,是通过热传递的方式增加玉米粒的内能
B.玉米粒内部的水分变成水袤气后将玉米爆开的瞬间,能量转化情况与内燃机的压缩冲程相同
C.闻不到生玉米的气味,但能闻到刚出锅的爆米花的香味,说明只有高温物体的分子在不停地做无规
则运动
D.爆米花温度逐渐降低的过程中,其含有的热量逐渐减少
A考向03改变物体内能的方式/
♦典例引领
【典例3】(2025•江苏淮安•中考真题)图中是美食“油端子〃,它是将面糊装入模具放入热油锅内炸出来
的美食,下列情境在改变内能的方式上与之相同的是()
A.弯折铁丝B.压缗空气C.钻木取火D.给水加热
,方法透视
本考向主要考查改变物体内能的两种方式一一做功和热传递的识别与区分。常见的考查形式包
考向
括根据具体物理过程判断是通过做功还是热传递改变内能,以及分析两种方式在改变内能上的本质
区别。题目多以选择题、填空题或简答题的形式出现,常结合生活实例设问,要求学生能准确判断
解读
改变内能的方式,并理解做功是能量的转化过程,热传递是能量的转移过程。
解答此类题目,首先要明确改变物体内能的两种方式的本质区别,在分析具体事例时,需判断
方法
内能的改变是由于能量的转化还是转移。若存在摩擦、压缩、膨胀等机械作用导致内能变化,通常
属于做功改变内能;若仅因温度不同而发生内能变化,且没有机械作川参与,则一般属于热传递改
技能
变内能。
1.改变物体内能的两种方式:做功和热传递。
2.做功改变物体内能:对物体做功,内能增加;物体对外做功,内能减少。做功实质是其他形式能
核心与内能相互转化。
3.热传递改变物体内能:热传递是热量从高温物体或部分转移到低温物体或部分的过程,传递能量
知识多少叫热量。热传递条件是存在温度差,直至温度相同,其实质是内能转移。
4.做功和热传递在改变物体内能上等效,物体内能改变可通过做功或热传递实现,最终使物体内能
变化相同。。
♦变式演练►
【变式3-1](2025•陕西榆林•模拟预测)如图所示,《天工开物》记载了古人炒蒸油料的场景。下列改
变内能的方式与其一致的是()
A.反复捶打铁片,铁片变热B.钻木取火C.冬天时搓手取暖D,冰袋降温
【变式3-2](2025•山东东营•模拟预测)春节后,呼吸道传染病进入高发期,研究表明,中药对流感的
防治是有效的,小明爷爷在煲中药的过程中,通过______的方式改变中药的内能。如图所示是熬中药用的
茶壶,壶嘴与壶身的高度保持一致,是遵循了的原理。
A考向04探究物质的吸热本领的强弱<
♦典例引领,
【典例4】<2025•辽宁•中考真题)如图甲,某小组在两个相同的烧杯中分别装入质量相同的水和食用油,
比较它们的吸热能力。
-
一
三
-5o
二
二
三
三4O
二
二
乙
(1)为使两个电加热器在单位时间内放出的热量相同,电加热器的规格应
⑵本实验中使用的液体温度计是杈据液体的规律制成的;
(3)每隔0.5min记录•次温度,并将数据记录在下表中。第2.5min时,食用油中的温度计示数如图乙所示,
为团。
加热时间/min00.511.522.5•••
水的温度用252729313335•••
食用油的温度用2530343742・・・
分析表中数据,发现_______吸热能力强;
⑷为使内部充有液态介质的电暖器通电后能迅速升温,内部应充入吸热能力较(选填"强''或"弱〃)
的介质。(仅从吸热能力的角度分析)
.方法透视
本考向主要考查探究物质吸热本领强弱的实验设计与分析。常见的考查角度包括实验器材的选
考向择与控制(如电加热器规格、液体质量等)、实验数据的读取与处理(如温度变化记录、图像绘制)、
实验结论的得出(比较不同物质的吸热能力)以及实验方法的理解(控制变量法、转换法)。题目
解读多以实验题形式呈现,要求学生能理解实验原理,分析实验步骤,处理实验数据,并根据实验现象
得出科学结论。
解答此类题目,首先要明确实验的核心原理是运用控制变量法和转换法。在实验设计中,需控
制液体的质量、初温以及相同时间内吸收的热量相同,通过比较温度变化来判断物质吸热能力的强
弱:或控制液体质量、初温和末温相同,通过比较加热时间来判断C实验数据处理时,要准确读取
方法
温度计示数,记录加热时间,并能根据数据绘制温度-时间图像,通过图像斜率或温度变化量直观
比较吸热能力。分析实验结论时,需注意“相同质量的不同物质,吸收相同热量时,温度升高少的
技能
吸热能力强(比热容大)”或“升高相同温度时,吸收热量多的吸热能力强”。同时,要理解转换
法的应用,即通过电加热器加热时间的长短来间接反映液体吸收热量的多少(在电加热器规格相同
的前提下)。
1.比热容的概念:单位质量某种物质温度升高(或降低)1C吸收(或放出)的热量叫比热容,用C
表示.单位固久)。它是物质本身的特性,它反映物质吸热或放热本领的大小。
2.比热容的物理意义:比热容越大,物质吸热或放热能力越强。如水比热容大,4.2x103J/(kg•℃)
核心相同质量的水和其他物质,吸收或放出相同热量时,水温度变化小,常作冷却剂或取暖介质。
知识3.热屋的计算公式:Q=cmAt,Q是吸收或放出热量,c是比热容,m是质量,At是温度变化审。
吸热时,At为末温与初温之差;放热时,At为初温与末温之差。
4.比热容的应用:利用水比热容大,可解释沿海昼夜温差小于内陆、汽车发动机用水冷却、暖气用
水传热等现象。比较不同物质吸热能力时,比热容是关键物理量。
♦变式演练
【变式4・1】(2025•四川达州•模拟预测)如图所示,甲乙丙三图中的装置完全相同,燃料的质量都是10g,
烧杯内的液体质量和初温也相同o
⑴为了比较不同物质吸热能力:
①应选择两图进行实验;
②实验时,不同物质吸热的多少应通过来控制(温度计示数/加热时间)
③如果质量相等的a、b两种液体,吸热后温度随时间变化的图像如图丁A、B所示,由图可知液体
吸热能力更强,液体a、b两液体的比热容之比为
⑵为了比较不同燃料的热值:
①应选择两图进行实验;
②燃料完全燃烧放出热量的多少是通过_____来反映的。
【变式4-2](2025•陕西•模拟预测)“柿饼〃是陕西富平的特色美食。秋末冬初昼夜温差大,是制作柿饼
的最佳季节。小明同学去富平旅游时发现,晾晒区的地面上铺了厚厚的一层砂石,如图甲所示°小明猜想,
可能是因为沙子比土壤更易增大昼夜间的温度差,于是收集了该处的砂石和土壤,组装如图乙所示的装置
用于探究它们的吸热性能的实验。
甲
(1)该实验装置应.(选填“自下而上"或"自上而下”)安装,在固定夹子B的高度时,(选
填“需要〃或“不需要”)点燃酒精灯;
(2)用相同的酒精灯分别给初温不同但质量相同的砂石和土壤加热,根据实验数据,绘制了如图丙所示的
温度-时间图线,图。为土壤图线,图〃为砂石图线;
(3)通过比较(选填〃升高的温度”或〃加热的时间”)来比较砂石和土壤吸收热量的多少;
(4)分析图线可知(选填"土壤"或"砂石")的吸热能力强;
(5)小明查阅了有关土壤比热容的相关资料,整理出如表中数据:
土壤湿度干土壤土壤湿度10%土壤湿度15%土壤湿度20%
比热容/j(kg.qT0.84x1031.15x10,1.4x10,1.8X1O3
由数据可知土壤的比热容并不是固定值,还受_______的影响。
A考向05利用比热容分析实际问题<
♦典例引领,
【典例5】(2025•宁夏•中考真题)沿海地区昼夜温差小,而内陆和沙漠地区昼夜温差较大,这是因为水
与沙子相比,水的大。
》方法透视
本考向主要考查运用比热容知识解释生活中的热现象,如沿海与内陆昼夜温差差异、不同物质
考向
温度变化快慢比较、比热容在生产生活中的应用。题目常以选择题、填空题或简答题形式出现,要
求学生能结合比热容的物理意义及热量计算公式,分析具体情境中温度变化与物质特性的关系,理
解读
解比热容对自然现象和人类活动的影响。
解答此类题目,首先要明确比热容是物质的一种特性,它反映了物质吸热或放热本领的大小。
在分析实际问题时,需紧扣比热容的物理意义:相同质量的不同物质,吸收(或放出)相同的热量,
比热容大的物质温度变化小;或者,相同质量的不同物质,升高(或降低)相同的温度,比热容大
方法
的物质吸收(或放出)的热量多。其次,要能准确识别题目中涉及的物质(如水、砂石、土壤等)
及其比热容的大小关系,再结合具体情境,运用热量计算公式Q=cmAt进行定性分析。对于利用比
技能
热容选择介质的问题,则需根据需求判断:若要温度变化小、保持温度稳定,应选择比热容大的物
质;若要迅速升温或降温,应选择比热容小的物质。同时,要注意语言表述的准确性,将物理原理
与实际现象紧密结合,避免只罗列公式而缺乏具体分析。
♦变式演练►
【变式5-1](2025•陕西榆林-模拟预测)下列实例中与“水的比热容较大"这一特性无关的是()
A.人游泳之后从水中出来,风一吹感觉更冷
B.北方的冬季,室内的"暖气”利用热水循环供热
C.生物体内水的比例很高,有助于调节生物体自身温度
D.烈日当空的海边,沙子烫脚,向海水却是凉凉的
【变式5・2】(2025•广西柳州•三模)有些中华古诗词与物理知识有着密切的联系。“沙暖睡鸳鸯〃,与水
相比沙的比热容小些,因此沙漠地区昼夜温差______(选填"大"或"小”)。“大地阳和暖气生”,大地内能的
增加是太阳通过______(选填"做功"或"热传递”)方式实现的。
I►考向06内燃机的工作过程<
♦典例引领
【典例6】(2025•江苏南京•中考真题)如图所示是一台四冲程汽油机的某个冲程,在此冲程中能转化
为能;若飞轮转速为1800r/min,则该汽油机每秒钟完成个工作循环;在一段时间内消耗了
50Cg汽油,若这些汽油完全燃烧,则放出的热晶是Jo(q%产4.6xlO?J/kg)
》方法透视
本考向主要考查内燃机的工作原理、四个冲程的判断及能量转化、飞轮转速与工作循环的关系,
考向
以及燃料完全燃烧放热的计算。题目常以填空题、选择题或识图题形式出现,要求学生能根据气门
状态、活塞运动方向判断冲程类型,理解各冲程的能量转化,掌握飞轮转速与工作循环、冲程数、
解读
做功次数的关系,并能运用燃料热值公式进行简单计算。
解答此类题Fb首先要熟练掌握内燃机四个冲程的特点以及飞轮特速与工作循环的关系。耍明
确四冲程内燃机一个工作循环包括4个冲程,飞轮转动2圈,对外做功1次。计算时,需先将飞轮
方法
转速单位换算为r/s,再根据“飞轮转速+2”得出每秒工作循环数,进而得出冲程数(工作循环数
X4)和做功次数(工作循环数XI)。对于燃料完全燃烧放热的计算,直接运用公式Q=mq,注意
技能
质量单位需换算为kg,并准确代入热值数值。同时,要能识别冲程中的能量转化,压缩冲程是机械
能转化为内能,做功冲程是内能转化为机械能,这两个冲程是常考重点。。
冲程名称进气门状态排气门状态活塞运动方向冲程内容能量转换
吸入汽油和空气的混合物机械能转化为气缸内
吸气冲程打开关闭向下运动
核心(汽油机)或空气(柴油机)气体的动能和势能
压缩气缸内混合物使其温度
压缩冲程关闭关闭向上运动机械能转化为内能
知识升高、压强增大
压缩汨程末,燃料燃烧释放
做功冲程关闭关闭向下运动内能转化为机械能
总结内能,推动活塞向下运动
机械能转化为废气的
排气冲程关闭打开向上运动排出废气
动能
♦变式演练
【变式6-1](2025•陕西渭南•一模)近期我国在西昌卫星发射中心使用长征三号乙运载火箭,成功将通
信技术试验卫星二十一号发射升空。火箭点火后,发动机向下猛烈喷出燃气,火箭腾空而起,在这个过程
中,发生的能量转化与四冲程汽油机的冲程相同,使用热值更大的燃料(选填"能"
或“不能")提高火箭发动机的效率。某单缸四冲程汽油机飞轮转速为3000r/min,汽油机每秒对外做功
__________次。
【变式6・2】(2025•黑龙江大庆•一模)科幻大片《流浪地球》中地球为摆脱木星,主人公点燃了木星上
的可燃气体,从而将地球推离木星。在推离过程中能的转化方式,与四冲程内燃机的冲程的能量转
化方式相同。若单缸四冲程汽油机飞轮转速为2400r/min,则1s内完成个冲程。
A考向07热量的相关计算<
♦典例引领
【典例7](2025•四川绵阳・中考真题)在“探究水沸腾时温度变化的特点”实验中,将0.2kg温度为270
的水,加热到沸腾时的97氏此过程中,水吸收的热量为J;若酒精灯消耗酒精4.9g,则酒精灯的加
热效率为_______%。[忽略加热过程中水的质量变化,已知%=4.2、10\1/(伙?C),外精=3.0x101/俄]
》方法透视
本考向主要考查热量计算公式、=点】At的应用,包括物体吸收或放出热量的计算、比热容的相
考向
关计算以及热效率的计算(题目常以填空题、计算题形式出现,要求学生能准确理解公式中各物理
解读量的含义及单位,熟练运月公式进行定量计算,并能结合实验情境分析热量的传递与转化效率问题。
解答此类题目,首先要明确热量计算公式Q=cmAl中各物理量的意义。在计算时,需先确认题
目中已知的物理量及单位是否统一,若质量单位为g,需换算为kg;温度变化量需注意是“升高了”
方法“降低了”还是“升高到”“降低到”,“升高了”“降低了”直接对应“升高到”“降低到”
则需用末温减去初温得到At。对于热效率问题,需明确有用热量和总热量,计算时要注意有用热量
技能和总热量的对应关系,避免混淆。同时,在解决实验相关的热量计算时,要考虑实验过程中可能存
在的热量损失,理解实际效率低于100%的原因。对于多物体间的热量传递问题,若忽略热量损失,
可利用QwQ校建立等式,结合比热容公式求解未知量。
1.物体吸收或放出热量的计算公式:Q=cmAt,其中c表示物质的比热容,单位为J/(kg-°C);m为
物体质量,单位为kg;At为温度变化量,单位为℃(Ai=末-t初|)。
2.燃料完全燃烧放热公式:Q放=mq,其中m为燃料质量,单位为kg;q为燃料的热值,单位为J/kg,
核心
3.热效率公式:77=(?有用々忌乂100%,适用于加热、燃烧等能量转化过程,Q有用指被有效利用
知识
的热量(如被加热物体吸收的热量),Q总指燃料完全燃烧放出的总热量或消耗的总能量。
4.注意事项:计算时各物理量单位必须统一:涉及温度变化时,需准确区分“升高了”“降低了”
(直接用At)与“升高到”“降低到”;对于不计热量损失的热平衡问题,可列等式Q妫=Q放求解
未知量。
♦变式演练►
【变式7・1】(2025•贵州遵义•一模)冬天人们对热水的需求剧增,小明将490g的木炭完全燃烧,所释
放的热量有60%被水吸收,可以让g的水从100升高到80团。[4燧=3.4x10?J/版,
c水=4.2xl03j/(kg?c)]
【变式7-2](2025•四川成都・模拟预测)材料物理学领域研制出新材料时,往往需要研究材料的热学性
质。质量相等的甲、乙两种固态物质在用相同热源加热时,温度随时间变化的关系图像如图所示,若不计
热量损失,已知固体甲的比热容/nBxlO'jakgJC)。下列说法正确的是()
温度/℃_
010131720时间/min
A.甲是晶体,乙一定是非晶体B.固体乙的比热容为3.2xl(fj/(kgJC)
C.在10〜20min内,甲的内能保持不变D.13〜17min内,甲、乙吸收的热量相等
A考向08热机效率的综合计算<
♦典例引领〉
【典例8】(2025•黑龙江齐齐哈尔•中考真题)如图,我国某舰艇圆满完成首次航行试验任务,为我国海
军建设和发展注入新动力。该舰艇在平静的海面上静止时,舰艇底最低点到水面的竖直距离为12m。若某段
航行过程中,该舰艇在平静的海面.上平稳的匀速直线航行了30km,发动机做的有用功为6xlO“J。已知:
海水的密度4沐f.OxlO&g/mM该舰艇所用燃料的热值夕=4xl()7j/kg。求:
⑴该舰艇在平静的海面上静止时,海水对舰艇底最低点的压强是多少Pa?
⑵该段航行过程中,发动机提供的前进的动力是多少N?
⑶若该舰艇发动机的效率为30%,则该段航行过程中,消耗燃料的质量是多少kg?
令方法透视
本考向主要考查热机效率的综合计算,常结合压强、功、燃料燃烧放热等知识,以计算题形式
出现。题目通常会给出热机工作过程中的有用功、燃料热值、效率等信息,要求学生运用热效率公
考向
式〃=%x100%,结合燃料完全燃烧放热公式Q放=mq(或Q放=Vq,针对气体燃料)以及功的
Q总
解读
计算公式W=Fs等,综合求解消耗燃料的质量、热机的输出功率、行驶路程等物理量。解题时需要
明确有用能量和总能量,并注意各物理量单位的统一及公式的灵活运用。
解答热机效率综合计算问题,首先要清晰梳理题目中涉及的能量转化过程,明确有用能量和总
能量的具体所指。有用能量通常表现为热机输出的机械能,如克服阻力做的功、推动物体前进的功
等,可根据功的计算公式W二Fs或功率公式P=W/t(若已知功率和时间)来计算;总能量一般是燃
料完全燃烧所释放的热量,由燃料完全燃烧放热公式、放=血勺(固体或液体燃料)或(?放=1^7(气
方法体燃料)求解,使用时需注意燃料热值的单位与燃料质量(或体积)单位的匹配。接着,利用热效
率公式〃=婴x100%(其中。行用即热机输出的有用功W)建立等式,将已知量代入,即可求出未
技能
知量。在计算过程中,务必确保各物理量的单位统一,对于多步骤问题,可分步拆解,先根据已知
条件分别计算出有用功、总热量等中间鼠,再代入效率公式求解。同时,要注意题目中是否存在能
量损失的描述,若未特别说明,一般默认Q有用=4,即然机输出的有用机械能等于被有效利用的热
量。
【变式8口】(2025•陕西渭南•一模)桥陵(唐睿宗李旦陵墓)是蒲城县著名的景点,被誉为“桥陵石刻
甲天下"。周末,小明一家自驾去桥陵游玩,汽车匀速行驶40min后到达目的地,共消耗2kg的汽油,汽车
牵引力做的有用功为2.76x100。求:(汽油的热值q=4.6xl()7./kg)
⑴完全燃烧2kg汽油放出的热量。
⑵汽车发动机的效率。
【变式8-2](2025•四川广安•模拟预测)一辆汽车在平直的公路上做直线运动,其—图像如下,在第
10s时速度达到20m/s,通过的路程为140m。求:
⑴在0~10s内汽车的平均速度;
⑵设汽车在行驶过程中所受阻力恒为/=23()0N,那么汽车匀速行驶100s牵引力所做的功是多少;
⑶若发动机的转化效率为25%,则需要燃烧多少千克汽油才能使发动机做这么多功。(孰油=4.6xl(fj/kg)
题•型•训•练
一、单选题
1.(2025•四川攀枝花•中考真题)下列关于四冲程汽油机的说法中,正确的是()
A.汽油机的压缩冲程中将内能转化为机械能
B,汽油机散发出汽油味属于扩散现象
C.汽油燃烧产生的高温高压气体对外做功时,气体的内能增加
D.汽油机的气缸外壁可用水冷却,是因为水的比热容较小
2.(2025•黑龙江哈尔滨•中考真题)实验是科学探究的重要形式,关于下面四个实验,说法正确的是()
A.甲实验:玻璃板很难被拉离水面,说明分子之间有斥力
B.乙实验:墨水在热水中扩散快,说明温度越高分子无规则运动越剧烈
C.丙实验:沙子中温度计示数升高快,说明沙子吸热能力比水强
D.丁实验:风车越转越快,说明风车的动能正在减小
3.(2025•山东滨州•中考真题)厨房不仅是加工食材的场所,也是充满热现象的"实验室以下现象及给出
的解释,合理的是()
A.能闻到凉拌菜的香味,说明分子热运动与温度无关
B.用蒸锅将馒头蒸熟的过程是通过热传递的方式改变馒头的内能
C.高压锅限压阀被顶起过程中的能量转化,与热机的压缩冲程相同
D.用高科技的燃气灶,其热效率可以提高到100%
4.(2025•青海・中考真题)以下四种场景与蒸汽机工作原理相符的是()
5.(2025・四川•中考真题)某学校物理兴趣小组用控制变量的方法比较a、b两种液体的比热容力和他
们在实验室让质量相同的a、b两种液体吸收相同的热量后,液体a的温度从20℃升高到50C,液体b的温
度从10℃升高到70C,a、b两种液体均未沸腾。由此可知()
6.(2025・江苏无锡•中考真题)如图所示,是中国国家博物馆原始社会厅中展示的•种取火器,它以牛角
作外套筒,木制推杆,杆前端粘附艾绒,取火时,一手握住套筒,一手猛推杆入简,随即将杆拔出,艾绒
即燃,它的尺寸如图。下列说法中正确的是()
外套筒
12.0cm
9.0cm---------J推杆
A.这种取火器的体积太大,不便于携带B.取火时是通过做功增加筒内空气的内能
C.取火时是通过热传递增加筒内空气的内能D.取火的原理与汽油机的做功冲程相同
7.(2025•甘肃兰州•中考真题)课外活动中,小亮将刚喝完水的空矿泉水瓶的瓶盖拧上但不拧紧,用手握
住瓶子的上下两部分,用力迅速拧成图示状态时,瓶盖被弹出并伴有爆响声,同时瓶LI内出现白雾。关于
上述过程,下列说法错误的是()
皿
A.矿泉水瓶被用力拧成图示形状,说明力可以使物体发生形变
B.瓶盖弹出前,拧瓶子的过程与汽油机的做功冲程类似
C.瓶盖被弹出时,瓶内压缩气体的内能转化为瓶盖的机械能
D.瓶口内出现的白雾,是水蒸气温度降低后液化形成的小水滴
二、填空题
8.(2025•山东东营•中考真题)如图是中国自主产权的盾构机工作时的模拟场景。盾构机前端安装了"削铁
如泥"的刀盘,刀盘旋转工作时会产生大量的热,这是通过__________方式改变物体内能的。工作中需要用
水给刀片降温,主要利用了水的较大的特性。
9.(2025•陕西•中考真题)将一根铁丝反复弯折后,铁丝弯折处温度升高,这是通过______(选填"做功"
或“热传递〃)的方式,改变了铁丝的内能。该过程的能量转化与内燃机冲程的能最转化相同。
10.(2025・四川绵阳•中考真题)在“探究水沸腾时温度变化的特点〃实验中,将0.2kg温度为27回的水,加热
到沸腾时的97氏此过程中,水吸收的热量为J:若酒精灯消耗酒精4.9g,则酒精灯的加热效率为
%。[忽略加热过程中水的质量变化,已知以=4.2x1炉务僚=3.0xl()7j/依]
11.(2025•山东德州•中考真题)如图为某班级使用的一体机,其铭牌的部分数据如卜表所示。学校每节课
时长45min,若整节课使用一体机消耗kW♦h的电能;某天放学后,一体机忘记关机导致处于熄屏待
机状态长达10h,此过程消耗的电能相当于完全燃烧kg煤所产生的热量。(q.3.4xl07j/kg)。
工作电压/V220
电源功率/W280
待机功率/W1.7
12.(2025•山东德州•中考真题)铜冰鉴是我国战国时代发明的即可"制冷”乂可”制热〃的两用“冰箱〃,如图
甲所示。冰鉴是一件双层器皿,鉴腹内有一尊缶,如图乙所示。冬季,在鉴腹内装入热水用来给尊缶内的
酒加热,已知热水质量为150k8、初温为895。,酒的质量为80k8、初温为10℃,最终两者温度相同为415c.
则给酒加热的热效率为o[czK=4.2xltfj/(kg?C),cifi=2.4xltfj/(kg?C)J
三、实验题
13.(2025•江苏镇江・中考真题)微波炉上贴有的中国能效标识表示产品的能源效率等级。小明想用所学的
物理知识测量微波炉的效率。操作如下。
图1图2
⑴取100g水倒入烧杯中,测量的初始温度如图1所示,示数为0o
⑵将烧杯放入微波炉中,选择合适的功率加热lmin后,测出水温为56跖则此过程中水吸收的热显Q为
J[Q=4.2xlO3J/(kg-sO)]。
⑶用电流表(量程为0~10A)测量加热时通过微波炉的电流,如图2所示,示数为A,微波炉两
端的电压为220V,则加热过程中消耗的电能E为_________Jo效率〃=gxl()0%,则本次实验中微波炉的
E
效率为O
⑷小明用不同材质的容器盛水,将微波炉设定相同的功率加热,完成多次实验,实验数据记录如下。
表1
序号水的质量/g初始温度末温/0加热时间/S效率容器材质
116026.753.03534.1%陶瓷
216026.660.84534.5%陶瓷
316026.768.35534.3%陶瓷
416026.045.02534.4%塑料
516026.452.83534.2%塑料
通过本组实验数据发现,微波炉的效率与容器的材质0
⑸小明继续进行实验,在保持微波炉功率不变的情况下,增加加热时间,进一步测量效率,实验数据记录
如下。
表2
序号水的质量/g初始温度/0末温/0加热时间/s效率容器质量
116026.699.711528.8%陶瓷
216026.610013524.7%陶瓷
316026.610018018.5%陶瓷
他观察实验数据发现:随着加热时间的增加,测得的效率逐渐降低.若微波炉完好,则效率降低的原因是
专题05内能及其利用
题•型.解•码
内能及其利用主要考查学生对分子热运动、内能概念及影响因素、改变内能方式、比热容的理
题型解与应用,以及热机工作原理、热值、热机效率等核心知识点的掌握与综合运用能力c题目常结合
生活热现象、物态变化实例、能源利用场景或简单实验探究设问,要求学牛.从具体情境识别内能相
概述关物理过程,准确用热量计算公式(Q=cm4t、Q=mq)定量计算,分析解释能量转化转移过程、
热机效率影响因素及提高方法。
在解笞内能及其利用相关题目时,首先耍仔细审题,明确题FI考查的核心知识点,是分了动理
论、内能改变方式,还是比热容、热机效率等。
对于涉及实验探究的题目,如比较不同物质吸热能力或不同燃料热值,需准确回忆实验原理,
注意控制变最法的应用,比如比较吸热能力时要保证质鼠和加热方式相同,比较热值时要控制燃料
技巧
质量相等且被加热物质的种类和质量相同。
在进行热量计算时,要特别注意公式中各物理量的单位统一,区分温度变化量△[与初末温度
点拨
的关系,避免因单位混淆或公式记错导致计算错误。
对于热机效率问题,要清楚有用能量和总能量的界定,结合生活实例理解提高效率的具体措施,
如减少热量损失、优化燃烧条件等。此外,联系生活实际是解题的关键,很多题目会以常见的热现
象或能源利用为背景,需要将物埋知识与生活经验相结合,准确分析能量的转化与转移过程,从而
快速找到解题思路。
考•向•破。译
A考向01分子的热运动/
♦典例引领,
【典例1】(2025•上海•中考真题)“滚滚长江东逝水,浪花淘尽英雄〃,说明江水有能,0团的水
(选填“具有〃或"不具有")内能,"遥知不是雪,为有暗香来",说明分子在做运动。
【答案】机械具有无规则
【详解】[1]江水由于运动而具有动能,由于处于一定的高度而具有重力势能,动能和势能统称为机械能,
所以江水有机械能。
⑵内能是物体内部所有分子热运动的动能和分子间势能的总和。•切物体都具有内能,00的水具有内能。
[3「遥知不是雪,为有喑香来〃,香气飘散,使人远处就能感知到,这体现了气体分子的扩散现象,原因是
分子在不停地做无规则运动。
.方法透视
本考向主要考查分子热运动的基本概念及现象识别。常见的考查形式包括对扩散现象的判断、
考向
分子运动与机械运动的区别,以及利用分子热运动解释生活中的相关现象。题目通常以选择题、填
空题或简答题的形式出现,要求学生能从具体情境中准确识别分子热运动的实例,并理解其本质是
解读
分子的无规则运动,而非宏观物体的机械运动。
解答此类题1=1,首先要深刻理解分子热运动的内涵:分子的运动是微观的、肉眼看不见的,且
方法
永不停息。其次,要能区分扩散现象与其他宏观运动。对于以古诗词、生活场景为背景的题目,需
抓住“气味扩散”“不同物质彼此进入对方”等核心特征来判断是否属于分子热运动。同时,要牢
技能
记“一切物质的分子都在不停地做无规则运动”,与物体的状态、温度无关。
①一切物质的分子都在不停地做无规则运动;
②分子的无规则运动与温度有关,温度越高,分子的无规则运动越剧烈,因此分子的无规则运动也
核心
被称为分子热运动;
③扩散现象是指不同物质相互接触时,彼此进入对方的现象叫做扩散。无论是气体、液体还是固体
知识
之间都能发生扩散现象,扩散现象的快慢与温度有关,温度越高,扩散越快;
④分子之间存在间隙。
♦变式演练►
【变式(2025•四川成都•模拟预测)浣花溪公园的荷花(如图)“浓淡芳春满蜀乡,半随风雨断莺
肠。",这是现象:春夏换季,温度骤升,花粉分子的热运动会___________(选填"加快”或"减
慢")。
【答案】扩散加快
【详解】[1]⑵能闻到荷花的香气,是因为花香分子在永不停息地做无规则运动,是扩散现象。温度越高,
分子的热运动越剧烈。春夏换季温度骤升,所以花粉分子的热运动会加快。
【变式(2025•山东聊城•模拟预测)东平湖咸鸭蛋,作为泰安的传统美食,其蛋黄油润,口感鲜美,
咸香适中。将鸭蛋壳轻松敲碎,拨开蛋清,浓郁的咸蛋黄味扑鼻而来。蛋壳易敲碎,(选填"能”或“不
能”)说明分子间没有引力;闻到咸蛋黄味,说明分子在______,
【答案】不能不停地做无规则运动
【详解】口]蛋壳能轻松被敲碎,是因为蛋壳受到的力超过了其承受能力,并不能说明蛋壳分子间不存在引
力,而是敲击鸡蛋的力远大于分子间的引力。
⑵闻到咸蛋黄味,这是扩散现象,说明分子在不停地做无规则运动。
A考向02分子动理论解释生活现象4
♦典例啊►
【典例2](2025•江苏徐州・中考真题)将一勺砂糖放入一杯水中,过一会儿砂糖“消失了这种现象叫
作,说明分子在做永不停息的无规则。如果杯中水的温度更高,那么砂糖“消失”
的速度更o
【答案】扩散现象运动快
【详解】[1]⑵将一勺砂糖放入一杯水中,砂糖”消失了〃,这种现象是不同物质在相互接触时彼此进入对方
的现象,叫作扩散现象。扩散现象表明分子在做永不停息的无规则运动。
⑶温度越高,分子的无规则运动越剧烈,扩散现象就进行得越快,所以如果杯中水的温度更高,那么砂糖“消
失”的速度更快。
令立法透视
本考向主要考查运用分子动理论的基本观点解释生活中的常见现象。常见的考查角度包括用分
考向子在不停地做无规则运动解释气味扩散、溶解现象;用分子间存在引力和斥力解释固体和液体难以
被压缩或拉伸的现象;用分子间存在间隙解释物质的体积变化等。题目多以填空题、选择题或简答
解读题的形式呈现,要求学生能准确将分子动理论的具体知识点与生活现象对应起来,进行科学合理的
解释。
解答此类题目,关键在于熟练掌握分子动理论的三个基本要点,在分析具体现象时,首先要明
方法
确现象的本质特征,然后判断该特征与分子动理论的哪个要点相对应。同时,要注意区分宏观现象
技能与微观本质,避免将宏观物体的机械运动(如灰尘飞舞)误认为是分子运动。
①分子动理论的基本内容:物质是由大量分子组成的;分子在不停地做无规则运动:分子间存
在相互作用的引力和斥力;分子间存在间隙。
②分子的无规则运动是扩散现象的本质,温度越高,分子运动越剧烈,扩散越快。
核心
③分子间的引力和斥力是同时存在的,它们的大小与分子间的距离有关。当分子间距离较小时,
斥力起主要作用;当分子间距离较大时,引力起主要作用;当分子间距离很大时,分子间的作用力
知识
可以忽略不计。
④利用分子动理论可以解释很多生活现象,如闻到花香、湿衣服晾干、固体和液体的体积不易
改变等。
♦变式演练►
【变式2-1](2025•河北石家庄・模拟预测)下列有关分子动理论的说法正确的是()
A.同学们扫地时,看到阳光下飞舞的灰尘,说明分子在做无规则运动
B.变瘪的乒乓球放在热水中鼓起,是由于乒乓球内气体分子的体积变大
C.敞口容器中的酒精逐渐减少,是因为分子不停地做无规
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