中考物理总复习 第十六章 热和能教案 人教新课标版

1、第16章 热和能 【中考透视】 本章知识是每年中考必考的内容之一主要围绕内能的变化、比热容的物理意义及其有关计算，特别是与电能和电功率的知识点联系密切，易出综合性的考查题对本章的单独考查，一是考查应用技能，如改变物体内能的方法、比热容的有关计算、热机和热值等二是对探究式实验的考查，如探究物质的吸热本领题型主要以填空题、选择题和计算题为主，试题的难度以基础和中档题为主，在每年的中考题中本章内容约占总分的 24 【知识网络图示】 定义：物体内部大量分子的无规则运动，叫做热运动热和能热运动 物质是由分子组成的 主要内容 一切物质的分子都在不停地做无规则的运动 分子间同时存在着相互作用的引力和斥力 定

2、义：物体内部所有分子热运动的动能与分子势能的总和，叫做物体的内能热传递 物体吸收热量，内能增加改变物体内能的方式 物体放出热量，内能减少做功 对物体做功，物体的内能增加 物体对外做功，本身的内能减少 一切物体都具有内能 来源 燃料燃烧：化学能转化为内能 热值：1 kg某种燃料完全燃烧时放出的热量，叫做这种燃料的热值 比热容：单位质量的某种物质温度升高(或降低)1所吸收内能加热(热传递)(或放出)的热量，叫做这种物质的比热容热量的计算 Q吸cm(tt0)cmt升应用 Q放cm(t0t)cmt降 定义：利用内能来做功的机器(或把内能转化为机械能的机器)叫做热机做功热机 汽油机的工作原理：吸气、压缩

3、、燃烧(膨胀做功)、排气四个冲程不断循环 效率：用来做有用功的那部分能量与燃料完全燃烧放出的能量之比，叫做热机的效率 在一定条件下，内能可以与各种形式的能量之间相互转化转化 能量守恒定律：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另一个物体，而转化和转移的过程中，能量的总量保持不变 【 名师解读】 一、知识性专题 专题1 分子动理论 例1 下列现象中不能表明分子无规则运动的是 ( ) A“SARS”病毒可以通过“飞沫”传播 B向一杯水中滴一滴红墨水，过一会整杯水都红了 C把磨得很光的铅板和金板长久紧压在一起，金板中渗有铅，铅板中渗有金 D配制过氧乙

4、酸消毒液时，能闻到刺鼻的气味 分析 解答此类问题需要：一要理解扩散是指分子的运动；二要掌握分子的无规则运动与温度的关系；三要知道扩散现象在气体、液体、固体之间都可以发生；四要熟知日常生活中的一些现象与扩散现象的区别与联系扩散现象是微观的分子运动造成的B中往一杯水中滴一滴红墨水，过一会儿整杯水都红了，说明水分子与红墨水分子在接触时彼此进入了对方C，D中也是分子不断运动的结果故正确答案为A 例2 下列现象中不能用分子热运动的观点解释的是 ( ) A酒香不怕巷子深 B北方冬天煤堆在墙角，一段时间后，墙角的砖也变黑了 C沙尘暴起，尘土满天 D衣橱里的樟脑球会逐渐变小 分析 分子非常小，无法用眼睛直接观

5、察到，扩散现象中，无法看到单个分子的运动过程，我们闻到的、尝到的、看到的只是由于扩散而发生的现象，如酒香、煤渗入砖内、樟脑球逐渐变小都是分子运动的结果；我们看到空中飞舞的沙尘虽然也很小，但要比分子大得多，是由许多分子构成的微小的物体，因此沙尘的运动是宏观的机械运动，不是分子的运动。故正确答案为C 【解题策略】 组成物质的分子在永不停息地做着无规则运动，这种运动是自发形成的，并不是在外力(如重力等动力)作用下形成的，发生扩散现象时，物质足以分子的形式彼此进入对方的，有时我们容易把一些大颗粒的机械运动误认为是分子运动，把这些颗粒运动产生的现象说成是扩散现象，这种错误的观点要引起注意 专题2 内能

6、例3 关于物体的内能，下列说法中正确的是 ( ) A物体运动速度越大，内能越大 B静止的物体没有动能，但有内能 C内能和温度有关，0的水没有内能 D温度高的物体一定比温度低的物体内能大 分析 物体的内能跟物体的质量、温度、体积和状态等因素有关，与物体的运动速度无关，物体的运动速度影响的是机械能，而机械能与内能是两种不同形式的能，故A错；任何物体都具有内能，所以无论何时何地、物体处于何种状态，物体的内能都存在，故C错；对同一个物体来说，物体的温度升高，内能一定增加，但D选项没有指明是同一个物体，即没有控制变量，故D错故正确答案为B 例4 夏天，将冷冻的饮料从冰箱中拿出后 ( ) A饮料的内能将减

7、小 B饮料的内能将增大 C饮料将吸收热量 D饮料将放出热量 分析 冷冻饮料的温度低于周围空气的温度，从冰箱中拿出后，饮料的温度将升高，周围空气的温度将降低，所以饮料的内能增大，周围空气的内能减小，即内能由周围的空气向饮料传递故正确答案为BC 例5 图1651中的男孩和女孩分别是通过什么方法来暖手的 ( ) A他们都是通过做功来暖手的 B他们都是通过热传递来暖手的 C男孩通过做功来暖手，女孩通过热传递来暖手的 D女孩通过做功来暖手，男孩通过热传递来暖手的分析 小女孩用嘴向手上“哈气”，“哈”的是热气，冷手和热气之间发生热传递，使手吸热而变得暖和小男孩通过对搓双手使手暖和，属于摩擦生热现象，是利用

8、做功的方法改变手的内能的故正确答案为C专题3 比热容、热量、热值的有关计算 例6 在一个标准大气压下、，把质量为200 g的铝块放在沸水中充分加热后，迅速投入到温度为16，质量为210 g的水中，不计热损失，当它们达到共同温度时，铝块大约放出了多少热量?c铝088103J(kg) 分析 此类题考查分析能力和计算能力根据热平衡方程Q吸Q放，可以算出热传递后两物体的末温，即热平衡后的温度，然后再计算放热物体放出了多少热量，由公式Qcmt即可求得 解：放入沸水中的铝块和沸水的温度相同，一标大气压下沸水的温度为100，所以tom100 因为Q铝放Q水吸，即c铝m铝(t0铝t)c水m水(tt0水)， 0

9、88103J(kg)02 kg(100t)42103J(kg)021 kg(t16)， 所以t30 故Q铝放c铝m铝(t0铝t)088103J(kg)02 kg(10030) 12320 J 例7 由实验测量可知，质量是100 s，初温是24的实心金属球吸收23103J的热量后，温度升高到74，则该小球的比热容是 J(kg)查表可知这种金属可能是 几种物质的比热容单位：J(kg)砂石铝钢铁水银铜铅0.921030.881030.461030.141030.391030.13103 分析 由Qcmt得：c046103J(kg)，查表可知，此物质为钢铁 答案：046103 钢铁 例8 地铁可以缓解

10、城市公交运输压力，某学校综合实践活动小组的同学们收集到地铁机车和公交汽车在某段运行区间内的相关数据如下：型号地铁机车地铁电力机车功率106W平均速度60 kmh牵引力5104 N额定载客量500人型号公交汽车燃油热值4107 Jkg平均速度15 kmh牵引力3000 N额定载客量40人 (1)甲、乙两地铁站相距18 km，地铁运行需要多长时间?消耗多少电能? (2)公交汽车每千米消耗燃油03 kg，行驶18 km路程所消耗的燃油完全燃烧放出多少热量?公交汽车的效率是多少? (3)根据题中获得的信息，从物理学角度谈一谈地铁作为交通工具的优点(写出两条即可) 分析 利用速度公式可得tsv，代入数据

11、可求得运动时间，利用公式WPt进而求出消耗的电能；若求公交汽车的效率可先求出公交汽车做的有用功(WFs)和行驶这段路程消耗的燃料所放出的热量，再利用效率公式进行计算；通过计算和数据对比可看出地铁的速度快，能量转化效率高，载客量多，无废气排放，对环境没有污染等优点 解：(1)运行时间：t003h(或108 s) 消耗电能：WPt106103kW003 h30 kWh(或108108J) (2)燃油放热：Qmq03 kgkm18 km4107Jkg216107J 汽车效率:10010025 (3)速度快(或节省运行时间)；能量转化效率高；乘客人均消耗能量较少 (或节能)；无废气污染(或环保)例9

12、如图1652甲所示，一只水杯放在水平桌面上，请在图中画出水杯所受支持力的示意图杯中盛有的200 g，90热水“凉”至40时，可释放出 J的热量水的比热容为42103J(kg) 分析 画力的示意图要同时画出力的作用点和力的方向(支持力的方向是竖直向上)Q放cm(t1t2)42103J(kg)02 kg(9040)42104J 答案：如图1652乙所示 42104 专题4 温度、内能、热量之间的关系 例10 关于温度、内能、热量的说法中，正确的是 ( ) A温度高的物体具有的热量多 B温度高的物体内能大 C物体的温度升高，一定是吸收了热量 D物体的温度升高，它的内能一定增大 分析 物体的温度发生变

13、化或状态发生变化的过程中，会吸收或放出热量，所以热量不能说“含有”或“具有”，A错误一个物体在任何状态下都有内能，物体的内能与温度有关，一个物体的温度升高，内能增大，但内能并不是只与温度有关，所以B错误增加物体内能，可以通过对物体做功，也可以通过使物体吸热的方法，物体的温度升高不一定是通过吸热的方式，所以C错误故正确答案为D 【解题策略】 本题考查对温度、热量、内能的认识，温度是表示物体冷热程度的物理量，它是一个状态量；内能是能量的一种形式；热量是在热传递的过程内能转移多少的量度，是一个过程量 要注意区分这三者，一般，温度、内能和热量的关系可概括为： (1)物体吸热，内能增加，温度不一定升高

14、(2)物体放热，内能减少，温度不一定下降 (3)物体温度升高，内能增加，可能吸热，也可能外界对它做了功(4)物体温度降低，内能减少，可能放热，也可能它对外界做了功专题5 水的比热容的实际应用 例11 由于水的比热容比砂石或干泥土的比热容大，所以在沿海地区陆地表面的气温比海面的气温昼夜变化显著因此 ( ) A白天的海风多是从陆地吹向海面，夜晚的海风多是从海面吹向陆地 B白天的海风多是从海面吹向陆地，夜晚的海风多是从陆地吹向海面 C白天和夜晚的海风多是从陆地吹向海面 D白天和夜晚的海风多是从海面吹向陆地 分析 由于水的比热容比砂石或干泥土的比热容大，白天在阳光照射下，水和砂石或干泥土同样吸热，水的

15、温度升高得不多，水面附近空气的温度升高得也不多，陆地上的砂石温度升高得较多，地面附近空气的温度较高，热空气的密度小而上升，海面的冷空气密度较大而流向陆地填补，形成从海面吹向陆地的海风夜晚陆地和海洋同样散热，陆地上的砂石温度降低得较多，空气的温度较低；海洋的温度降低得不多，海面上空气的温度较高，这样海洋地区热空气上升，陆地的冷空气流向海面填补，形成从陆地吹向海面的海风，故正确答案为B 例12 “早穿皮袄午穿纱，围着火炉吃西瓜”反映了沙漠地区气候变化的特点，请你简要地回答产生这种气候的原因 分析 沙漠地区砂石多，砂石的比热容较小，在相同的条件下，吸收(或放出)相同的热量，砂石的温度变化较大，因此沙

16、漠地区的昼夜温差较大 专题6 热机与能量守恒 例13 如图1653所示是某个四冲程内燃机在工作过程中的一个冲程，由图中情况可判定这个冲程 ( ) A是排气冲程 B是做功冲程 C正在把机械能转化为内能 D不是依靠飞轮的惯性完成 分析 从图中可以看出，进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，可见这是压缩冲程，正在把机械能转化为内能，该冲程是靠飞轮的惯性完成的故正确答案为C例14 如图1654所示，水沸腾后会将软木塞冲开，其能量转化情况和四冲程内燃机的哪一个工作冲程相似 ( ) A吸气冲程 B压缩冲程 C做功冲程 D排气冲程 分析 水沸腾后产生大量高温高压的水蒸气，压强增大，将软木塞冲开，所以其能量转化

17、为内能转化为机械能，而在内燃机的四个冲程中，只有做功冲程和压缩冲程存在能量转化，做功冲程的能量转化为内能转化为机械能，压缩冲程的能量转化为机械能转化为内能，所以C正确故正确答案为C 例15 乒乓球从一定的高度落到地面后会反弹，而且每一次弹起的高度都比上一次要低，最后静止在地面上有一位同学根据这一现象得出结论说：“乒乓球的机械能变少了，说明能量可以消失”这种说法对吗?为什么? 分析 这种说法不对因为乒乓球每次下落，撞击地面时，有一部分机械能转化为内能，并且在升、降的过程中克服空气阻力要消耗一部分能量，所以原有的机械能会越来越少，逐渐发生了能量的转移或转化，并不是能量消失了 二、思想方法专题 专题

18、7 转换法 【专题解读】 许多微观的、抽象的问题我们无法直接研究，可以通过转换成能够看得见，摸得着的宏观问题来研究，这种方法称作转换法 例16 将一滴红墨水滴入一杯水中，一会儿整杯水都变成红色了，这是扩散现象，它证明了 ( ) A分子有一定的大小 B分子间有相互作用力 C分子有一定的质量 D分子永不停息地做无规则运动 分析 扩散现象是分子运动的直接结果，由于物质的分子永不停息地做无规则运动，所以相互接触的不同物质会进入对方故正确答案为D 专题8 模型法 【专题解读】 许多比较复杂的问题，我们可以引入能够描述其要点的辅助量或建立理想化模型，来帮助研究与解决问题，这就是模型法例17 如图1655所

19、示是同种物质的三种不同状态下的分子结构，其中甲图表示物质处于 态，物质从丙图变化到乙图时，组成物质的体积 ，分子间作用力 ，在这一变化过程中要 热 分析 固态物质的分子排列有规则，从图中的分子排列情况可判断：甲图物质处于固态，乙图物质处于液态，丙图物质处于气态物质由气态变成液态时，体积变小，分子间的作用力变大，同时要放出热量 答案：固 变小 变大 放 专题9 图像法 【专题解读】 图像法是用数学的语言来描述物理过程的一种常用方法它利用平面直角坐标系中的物理图像表示一个物理量随着另一个物理量的变化情况通过图像能够将物理过程和物理规律更直观地反映出来 例18 质量相等、初温相同的甲、乙两种不同液体

20、，分别用两个相同的加热器加热，加热过程中，温度随时间变化的图像如图1656所示，根据图中直线，比较这两种液体的比热容 ( ) A甲的比热容大 B乙的比热容大 C甲、乙的比热容一样大 D无法比较 分析 因为甲、乙两种液体的质量相等、初温相同，由图可知，当甲、乙加热相同的时间，即吸收相等的热量时，甲的温度升高得多，所以甲的比热容小于乙的比热容故正确答案为B【沙场点兵】 一、选择题 1下列现象中，能说明分子在不停地做无规则运动的是 ( ) A汽车驶过地面上卷起灰尘 B打开香水瓶盖后，在周围可闻到香味 C擦过黑板后，粉笔灰纷纷落下 D打扫卫生时，灰尘四起 2下面是某同学“物理学习笔记”中的摘录，其中错

21、误的是 ( ) A做功和热传递在改变物体的内能上是等效的 B扩散现象表明物体分子在不停地做无规则运动 C物体内能的大小只与物体的温度有关 D分子间相互作用的引力和斥力是同时存在的 3义乌是世界闻名的小商品城，山清水秀，文化底蕴丰厚以下描述与相应的科学解释不相符合的是 ( ) A观绣湖美景，湖面波光闪烁光的反射 B品丹溪宏曲酒，酒香阵阵扑鼻物质是由分子构成的 C游华溪森林公园，尽享天然氧吧植物的光合作用 D烧佛堂特色千张面，面汤上下翻滚液体沸腾的特点 4火柴可以引燃，也可以通过摩擦点燃，改变物体内能的方法分别是 ( ) A前者是内能的转移，后者是机械能转化为内能 B前者是内能转化为热能，后者是机

22、械能转化为内能 C前者是内能的转移，后者是通过做功改变内能的 D前者是机械能转化为内能，后者是通过做功改变内能的 5关于比热容，下列说法中正确的是 ( ) A物体的比热容跟物体吸收和放出的热量有关 B物体的比热容与物体的温度有关 C物体的比热容与物体的质量有关 D物体的比热容是物体的一种属性，与温度、质量都没有关系 6下列所描述的场景中，属于利用热传递改变物体内能的是 ( ) A冬天人们搓手取暖 B小孩从滑梯上滑下时臀部感觉到热 C加剧的温室效应使得多年的积雪融化了 D古代的人钻木取火 7如图1657所示是汽油机四个冲程中的 ( ) A吸气冲程 B压缩冲程C做功冲程 D排气冲程 8如图1658

23、所示，在试管里装一些水，用软木塞塞住，拿到酒精灯上加热使水沸腾起来，水蒸气会把木塞冲出去从能量转化和转移的角度可用下边三句话来概括： 水和水蒸气吸热，内能增加；酒精燃烧，酒精的化学能转化为内能，传给水和水蒸气；水蒸气对木塞做功，内能转化为木塞的机械能 以上三句话正确的顺序是 ( ) A B C D 9冰在熔化过程中，下列判断正确的是 ( ) A内能不变，比热容不变 B吸收热量，温度不变 C比热容、内能、温度都不变 D比热容变大，内能增加，温度升高 10如果要提高热机效率，必须 ( ) A多利用热值大的燃料 B减少各种热损失，保证良好的润滑 C多燃烧燃料 D提高热机的功率 二、填空题 11氢气的

24、热值为14108Jkg，比煤和石油要高出许多，且燃烧后的产物是水蒸气，排放到大气中不会造成污染10 kg氢气完全燃烧放出的热量是 J若这些热量的15被水吸收，能使 kg的水的温度升高50已知c水42103J(kg) 12我们感到冷时，有时会搓手，有时会使用暖水袋，前者是通过 的方法取暖，后者是通过 的方法取暖，两种方法都能增加物体的 能 13为了预防甲型H1N1流感病毒的传入，防疫人员在小区内喷洒消毒液，一会儿在小区外也能闻到药味，这一现象说明 生活中可以用酒精为高烧病人实施物理降温，这是因为 14有一种节能锅，如图1 659所示，它是由内锅和外锅组成的，内锅底部固定有一个用特殊材料制成的物块

25、，烹饪食物时，先把内锅置于火上加热，待内锅里的水沸腾，物块被烧红时，关闭火源，立即把内锅放在外锅里密闭，烧红的物块继续给食物加热，直到食物被煮熟，要放出更多的热量，此物块应该具有质量 、比热容 的特点15一台效率为40的柴油机，当输出66000 J的有用功时，消耗的柴油量为 kg(柴油的热值为33107Jkg) 16城市的“热岛效应”主要是指城市暖于郊区，其主要原因：一是工厂、交通工具排放大量的 ；二是建筑群、马路中的砂石、水泥的 小，在相同日照条件下温度的上升更明显；三是城市水面小，水的 吸热少；四是楼群林立，难以形成对流 17燃料燃烧使人类得以大量地获得 ，但同时也造成 ，所以保护环境，控

26、制和消除 已成为当前需要解决的重要课题 三、实验探究题 18实验探究和推理都是科学研究的基本方法，比如科学猜想，往往是以一定的事实和已有知识为依据，通过推理而提出来的 (1)用放大镜观察素描炭笔的笔迹，观察到微小的颗粒；麦粒碾成面粉，面粉揉成面团大量类似事实，为我们想象物质的结构模型提供了依据，终于认识到：物质是由大量分子组成的，向冷、热不同的清水中各滴一滴墨水，观察到墨水扩散的快慢不一样大量类似现象使我们推想到：分子无规则运动的快慢与 有关 (2)物理学中把“物体内所有分子做无规则运动的动能和分子势能的总和叫做物体的内能”，请你根据这个意思，结合所学知识，就“影响物体内能大小的因素”提出合理

27、猜想，给出推理性结论，说明推理依据(参照示例) 示例：猜想：物体内能的大小可能与物体的温度有关。推理性结论：一个物体的温度越高，内能越大推理依据：温度越高，分子运动得越快，分子动能越大 猜想：物体内能的大小还可能与物体的 有关推理性结论： 推理依据： (3)由于推理性结论具有一定的事实和理论依据，所以在科学研究中，有时就运用它来初步解释相关问题同学们也来尝试一下：如图1660所示，(a)杯中的水量较少，(b)(c)(d)杯中的水量相同根据问题 (2)中所得的推理性结论，比较各杯中水的内能的大小： 杯中水的内能最大，因为 两杯中水的内能不好比较，因为 四、计算题 19某电热水壶的铭牌上标有“22

28、0 V 1200 W”的字样，小芳同学将质量为18 kg，初温为25的水装入壶中，给电热水壶通电，正常工作5 min，设电热水壶消耗的电能有95被吸收问： (1)5分钟内电热水壶消耗的电能是多少焦? (2)5分钟内电热水壶内的水吸收了多少热量? (3)水的温度升高到了多少? 20下表是某品牌小轿车的一些技术参数，其中排气量是指发动机汽缸的工作容积，一般情况下，发动机的排气量越大，功率越大空燃比是指汽缸内空气和燃油的质量比汽油的热值表示每千克汽油完全燃烧放出的热量为46107J当该发动机以最大功率工作时，汽缸内汽油和空气的混合密度为135 kgm3，1 min内高温高压的燃气推动活塞做功2600

29、次，请你计算发动机以最大功率工作时： (1)1 mim内做的有用功 (2)做功一次消耗汽油的质量(3)发动机的效率车型某品牌轿车排气量1.8 L量大功率75 kW空燃比14:1汽油的热值4.6107J/kg参考答案1B提示：分子运动是用眼睛看不见的，A，C，D所叙述的都是微小物质的运动 2C提示：物体内能的大小不仅与物体的温度有关，还与物体的质量等因素有关 3B提示：波光闪烁是由于光线在水面上反射，加之水面不稳定，反射光线时刻在变化所致，故A正确；酒香扑鼻是由于分子无规则运动的结果，故B正确植物的光合作用能产生大量的氧气，森林被称为天然氧吧面汤翻滚是液体沸腾后的现象 4AC提示：改变物体内能的方法有两种：一是热传递；二是做功本题前者利用热传递，后者利用