第16講內(nèi)能與熱機(jī)講義（原卷版）中考物理一輪復(fù)習(xí)專題講義強(qiáng)化訓(xùn)練

備戰(zhàn)2022年中考物理一輪復(fù)習(xí)專題講義+強(qiáng)化訓(xùn)練（全國(guó)通用）第16講內(nèi)能與熱機(jī)TOC\o"12"\h\u知識(shí)回顧 1考點(diǎn)一分子熱運(yùn)動(dòng)、內(nèi)能、比熱容、熱值等基礎(chǔ)概念理解 5考點(diǎn)二比熱容的探究實(shí)驗(yàn) 8考點(diǎn)三熱機(jī)及熱機(jī)效率的計(jì)算 11知識(shí)回顧知識(shí)點(diǎn)一、分子熱運(yùn)動(dòng)1、物質(zhì)的構(gòu)成：常見的物質(zhì)是由極其微小的粒子分子、原子構(gòu)成的。2、分子熱運(yùn)動(dòng)：（1）不同的物質(zhì)在互相接觸的過程中彼此進(jìn)入對(duì)方的現(xiàn)象叫擴(kuò)散。（2）擴(kuò)散現(xiàn)象表明，一切物質(zhì)的分子都在不停地做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)。（3）由于分子的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)跟溫度有關(guān)，所以這種無規(guī)則運(yùn)動(dòng)叫做分子的熱運(yùn)動(dòng)。3、分子之間存在引力和斥力：固體被壓縮時(shí)，分子間的距離變小，作用力表現(xiàn)為斥力；當(dāng)固體被拉伸時(shí)，分子間的距離變大，作用力表現(xiàn)為引力。知識(shí)點(diǎn)二、內(nèi)能1、定義：物體內(nèi)部大量分子做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)所具有的能量叫分子動(dòng)能。由于分子之間有一定的距離，也有一定的作用力，因而分子具有勢(shì)能，稱為分子勢(shì)能。物體內(nèi)部所有分子熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能與分子勢(shì)能的總和，叫物體的內(nèi)能。2、單位：焦耳，符號(hào)J。3、影響內(nèi)能大小的因素：質(zhì)量、溫度、體積、狀態(tài)。4、改變內(nèi)能的方法：（1）熱傳遞：熱傳遞能量從高溫物體傳遞到低溫物體，低溫物體內(nèi)能增加，高溫物體內(nèi)能減少。實(shí)質(zhì)上熱傳遞是內(nèi)能在不同的物質(zhì)內(nèi)部轉(zhuǎn)移的過程。（2）做功：外界對(duì)物體做功，物體內(nèi)能增加；物體對(duì)外界做功，物體內(nèi)能減小。要點(diǎn)詮釋：

1、一切物體都有內(nèi)能，同一個(gè)物體，它的溫度越高，內(nèi)能越大。物體內(nèi)能的大小，除與溫度有關(guān)外，還與物體的體積、狀態(tài)、質(zhì)量等因素有關(guān)。2、熱量：熱傳遞中，傳遞的能量的多少叫熱量。即“熱量”是一個(gè)過程量，只能說“吸收”或“釋放”了熱量，不能說物體含有熱量。熱量的單位是焦耳（J）。3、熱傳遞和做功改變內(nèi)能是等效的。熱傳遞是能量的轉(zhuǎn)移，做功是能量的轉(zhuǎn)化。4、內(nèi)能與機(jī)械能的區(qū)別

⑴由于物體內(nèi)部的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)不會(huì)停止，因此物體的內(nèi)能不可能為0；而機(jī)械能可能為0。（如一個(gè)靜止在水平地面的足球，機(jī)械能為0但內(nèi)能不為0）

⑵機(jī)械能是宏觀的能量，和物體整體的運(yùn)動(dòng)速度與是否受力有關(guān)；內(nèi)能是物體內(nèi)部分子的能量，是微觀的能量，和物體的整體無關(guān)。

⑶機(jī)械能和內(nèi)能是不同形式的能，它們之間可以互相轉(zhuǎn)化。知識(shí)點(diǎn)三、比熱容1、定義：一定質(zhì)量的某種物質(zhì)，在溫度升高時(shí)吸收的熱量與它的質(zhì)量和升高的溫度乘積之比，叫做這種物質(zhì)的比熱容。符號(hào)c。2、單位：焦每千克攝氏度，符號(hào)是J/(㎏·℃）。3、熱量的計(jì)算（1）吸熱公式：式中Q吸表示物體吸收的熱量，c表示物質(zhì)的比熱容，m表示物體的質(zhì)量，t0表示物體原來的溫度，t表示物體后來的溫度。（tt0）表示溫度的升高量。（2）放熱公式：式中（t0t）表示物體溫度的降低量。要點(diǎn)詮釋：1、比熱容是物質(zhì)本身的一種性質(zhì)，

（1）同種物質(zhì)在同一狀態(tài)下的比熱容與其質(zhì)量、吸收（或放出）熱量的多少及溫度的改變無關(guān)。

（2）同一種物質(zhì)在不同的狀態(tài)下比熱容不同，如冰、水的比熱容是不同的。

2、水的比熱容比較大，是4.2×103J/(㎏·℃）。主要表現(xiàn)：

（1）由于水的比熱容較大，一定質(zhì)量的水升高（或降低）一定的溫度吸收（或放出）的熱量較多，我們用水作為冷卻劑和取暖用。

（2）由于水的比熱容較大，一定質(zhì)量的水吸收（或放出）較多的熱量而自身的溫度卻改變不多，這一點(diǎn)有利于調(diào)節(jié)氣候。夏天，太陽曬到海面上，海水的溫度升高過程中吸收大量的熱，所以人們住在海邊并不覺得特別熱；冬天，氣溫低了，海水由于溫度降低而放出大量的熱，使沿海氣溫降得不是太低，所以住在海邊的人又不覺得特別冷。知識(shí)點(diǎn)四、熱機(jī)利用燃料燃燒釋放出能量做功的機(jī)械，叫做熱機(jī)。常見的熱機(jī)有：蒸汽機(jī)、內(nèi)燃機(jī)、汽輪機(jī)、噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)等。要點(diǎn)詮釋：（1）內(nèi)能利用的兩種方式：加熱、做功。（2）內(nèi)燃機(jī)及其工作原理：

①內(nèi)燃機(jī)：燃料直接在發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸內(nèi)燃燒產(chǎn)生動(dòng)力的熱機(jī)，叫做內(nèi)燃機(jī)。內(nèi)燃機(jī)分為汽油機(jī)和柴油機(jī)，它們分別用汽油和柴油作為燃料。

②內(nèi)燃機(jī)的工作原理：汽油或柴油在氣缸里燃燒時(shí)生成高溫高壓的燃?xì)?，用來推?dòng)活塞做功?；钊ㄟ^連桿使內(nèi)燃機(jī)的飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)其他機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)。（3）汽油機(jī)和柴油機(jī)的異同點(diǎn)：不同點(diǎn)相同點(diǎn)項(xiàng)目汽油機(jī)柴油機(jī)（1）構(gòu)造基本相同都是燃料在氣缸內(nèi)燃燒，都是內(nèi)燃機(jī)。

（2）都將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。

（3）每一個(gè)工作循環(huán)都是由吸氣、壓縮、做功、排氣四個(gè)沖程組成。構(gòu)造氣缸頂部有火花塞氣缸頂部有噴油嘴點(diǎn)火方式壓縮沖程末由火花塞放出電火花點(diǎn)燃，稱點(diǎn)燃式壓縮沖程末由噴油嘴向氣缸內(nèi)噴霧狀柴油遇到高溫高壓的空氣自動(dòng)燃燒，稱壓燃式燃料汽油、吸氣沖程吸進(jìn)汽油和空氣混合物柴油、吸氣沖程吸進(jìn)氣缸的只是空氣壓縮比壓縮沖程末氣體體積被壓縮為吸進(jìn)體積的1／9至1／6壓縮沖程末氣體體積被壓縮為吸進(jìn)體積的1／22至1／16做功做功沖程初燃?xì)鈮簭?qiáng)為30至50個(gè)大氣壓，溫度2000℃至2500℃，高溫高壓的氣體推動(dòng)活塞做功做功沖程初燃?xì)鈮簭?qiáng)為50至100個(gè)大氣壓，溫度1700℃至2000℃，高溫高壓的氣體推動(dòng)活塞做功效率效率較低20％至30％效率較高30％至45％用途輕便，多用于汽車、飛機(jī)、小型農(nóng)機(jī)具笨重，多用于拖拉機(jī)、載重汽車、輪船等重型機(jī)械汽油機(jī)柴油機(jī)知識(shí)點(diǎn)五、熱值我們把某種燃料完全燃燒放出的熱量與其質(zhì)量之比，叫做這種燃料的熱值。單位是：J/㎏。

要點(diǎn)詮釋：

（1）燃料燃燒放出的熱量與哪些因素有關(guān)：

①燃料的種類；②燃料的質(zhì)量；③燃料是否充分燃燒。

（2）燃料完全燃燒放出熱量的計(jì)算公式：Q放=mq。其中m為燃料的質(zhì)量，q為燃料的熱值。知識(shí)點(diǎn)六、熱機(jī)的效率熱機(jī)工作時(shí)，用來做有用功的能量與燃料完全燃燒放出的熱量之比，叫做熱機(jī)的效率。要點(diǎn)詮釋：（1）熱機(jī)的效率是熱機(jī)性能的一個(gè)重要指標(biāo)，熱機(jī)的效率越高，它的機(jī)械性能就越好。（2）提高熱機(jī)效率的途徑：

①在設(shè)計(jì)和制造上，要不斷改進(jìn)和革新，以減少各種能量損失，提高效率。

②在使用上，要正確使用，注意保養(yǎng)。③充分利用廢氣帶走的能量。知識(shí)點(diǎn)七、能量的轉(zhuǎn)化和守恒1．常見的能量形式有：機(jī)械能、內(nèi)能、電能、光能、化學(xué)能等。這些不同形式的能在一定的條件下可以相互轉(zhuǎn)化。如摩擦生熱是機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；水電站里的水輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電是機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。

2．能量的轉(zhuǎn)化和守恒定律：能量既不會(huì)憑空消滅，也不會(huì)憑空產(chǎn)生，它只會(huì)從一種形式轉(zhuǎn)化為其他形式，或者從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到其他物體，而在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過程中，能量的總量保持不變。要點(diǎn)詮釋：定律中能的轉(zhuǎn)化，是指通過做功，能的形式發(fā)生了變化，一種形式的能轉(zhuǎn)化為另一種形式的能。如鉆木取火，就是通過克服摩擦做功，使機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。能的轉(zhuǎn)移，是指同一種能從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體上，能的形式?jīng)]有變化，如熱傳遞過程中，內(nèi)能從高溫物體轉(zhuǎn)移到低溫物體?？键c(diǎn)一分子熱運(yùn)動(dòng)、內(nèi)能、比熱容、熱值等基礎(chǔ)概念理解1．古詩詞往往蘊(yùn)含豐富的物理知識(shí)，在下列詩詞中能體現(xiàn)“分子在不停地做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)”是（）A．水晶簾動(dòng)微風(fēng)起，滿架薔薇一院香 B．兩岸青山相對(duì)出，孤帆一片日邊來 C．瀚海闌干百丈冰，愁云慘淡萬里凝 D．姑蘇城外寒山寺，夜半鐘聲到客船2．關(guān)于分子熱運(yùn)動(dòng)，下列說法正確的是（）A．石塊很難被拉長(zhǎng)，也很難被壓縮，說明分子間既存在引力也存在斥力 B．用手捏海綿，海綿的體積變小了，說明分子間有間隙 C．霧霾天氣有大量細(xì)微塵粒懸浮在空中，說明分子在做無規(guī)則運(yùn)動(dòng) D．當(dāng)某物體的溫度降至0℃時(shí)，其分子就停止運(yùn)動(dòng)了3．兩只相同的集氣瓶中分別裝有空氣和紅棕色的二氧化氮?dú)怏w，用玻璃板隔開后按圖示放置，抽去玻璃板，保持兩瓶口緊貼靜置較長(zhǎng)時(shí)間后，兩瓶中氣體顏色變得相同。已知瓶中二氧化氮?dú)怏w的密度比空氣的密度大，下列說法正確的是（）A．此現(xiàn)象能說明分子間存在相互作用的引力 B．此現(xiàn)象與“夏日炎炎槐花飄香”的成因相同 C．顏色變得相同后，瓶中氣體分子停止運(yùn)動(dòng) D．顏色變得相同后，上方瓶中氣體密度比空氣小4．關(guān)于機(jī)械能和內(nèi)能，下列說法中正確的是（）A．物體的機(jī)械能增加，它的內(nèi)能一定增加 B．物體的動(dòng)能不變，它的內(nèi)能一定不變 C．物體的機(jī)械能為零，它的內(nèi)能一定不為零 D．物體的重力勢(shì)能減小，它的內(nèi)能一定減小5．關(guān)于內(nèi)能，下列說法中正確的是（）A．0℃的冰塊，內(nèi)能為零 B．物體的溫度降低，則物體的內(nèi)能減少 C．溫度高的物體比溫度低的物體的內(nèi)能多 D．質(zhì)量大的物體內(nèi)能一定比質(zhì)量小的物體內(nèi)能多6．下列關(guān)于溫度、內(nèi)能、熱量的說法，正確的是（）A．物體的溫度越高，所含的熱量越多 B．物體內(nèi)能增加，一定從外界吸收熱量 C．物體吸收熱量，溫度可能不變 D．物體內(nèi)能增加，溫度一定升高7．關(guān)于熱量、內(nèi)能、溫度間的關(guān)系，下列說法正確的是（）A．同一物體，若它的溫度升高，內(nèi)能一定增加 B．物體吸收熱量，溫度一定升高 C．甲物體的溫度比乙物體的高，甲物體的內(nèi)能一定比乙物體的內(nèi)能多 D．物體溫度升高，一定是從外界吸收了熱量8．下列說法中正確的是（）A．1kg50℃的水比1kg30℃的水所含的熱量多 B．熱傳遞過程中，高溫物體將溫度傳給低溫物體 C．熱量可以從內(nèi)能小的物體傳遞給內(nèi)能大的物體 D．溫度升高得多的物體，它吸收的熱量一定多9．如所示各圖所列舉的事例中，屬于熱傳遞改變物體內(nèi)能的是（）A．搓手取暖 B．燒煮食物 C．屁股感覺發(fā)熱 D．鋸條發(fā)燙10．下列實(shí)例中，通過做功改變物體內(nèi)能的是（）A．冬天雙手互相摩擦取暖 B．太陽照射沙子，沙子變熱 C．利用太陽能熱水器“燒水” D．果汁里放入冰塊，飲用時(shí)感覺很涼爽11．下列說法正確的是（）A．夏天的中午時(shí)分，海邊沙子比海水熱，是因?yàn)樯匙游鼰岫?，海水吸熱?B．夏天在地面上灑水，感覺到?jīng)隹熘饕且驗(yàn)樗谋葻岽?C．物質(zhì)的比熱容跟物質(zhì)的種類有關(guān)，與物質(zhì)的狀態(tài)無關(guān) D．在盛夏的夜晚，微風(fēng)一般從陸地吹向海洋12．汽車油箱中的汽油用去一半后，剩余汽油的密度、比熱容和熱值（）A．以上各項(xiàng)數(shù)據(jù)和使用之前比都不發(fā)生改變 B．熱值變?yōu)樵瓉淼囊话?，密度、比熱容不?C．各數(shù)據(jù)和使用之前比都會(huì)變?yōu)樵瓉淼囊话?D．熱值不變，密度、比熱容變?yōu)樵瓉淼囊话?3．據(jù)澎湃新聞，近日，廣西南寧隆生達(dá)發(fā)電力科技（簡(jiǎn)稱“隆生達(dá)發(fā)”）聲稱研發(fā)出一款“突破能量守恒定律”的電機(jī)組，引發(fā)爭(zhēng)議．該公司官網(wǎng)稱，這一技術(shù)名為“一種電容補(bǔ)償式自循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)”，下列分析正確的是（）A．發(fā)電技術(shù)突破了能量守恒定律，證明能量可以不守恒 B．如果沒有能量補(bǔ)充，裝置最終會(huì)停下 C．根據(jù)能量守恒定律，裝置可以一直轉(zhuǎn)動(dòng)下去 D．不靠任何能量補(bǔ)充，1度電可變?yōu)?0度電的裝置可以實(shí)現(xiàn)考點(diǎn)二比熱容的探究實(shí)驗(yàn)14．為了比較甲乙兩種液體的吸熱能力，某同學(xué)設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)：①在兩個(gè)相同的燒杯中，分別裝入初溫、體積相等的甲、乙兩種液體；②在兩個(gè)燒杯中分別放入規(guī)格相同的電加熱器，在額定電壓下加熱相同時(shí)間；③用溫度計(jì)分別測(cè)出甲乙兩種液體的末溫。請(qǐng)回答下列問題：（1）在上述三個(gè)實(shí)驗(yàn)步驟中，存在錯(cuò)誤的是步驟（填寫步驟前的序號(hào)），該步驟中錯(cuò)誤的內(nèi)容應(yīng)改為。（2）步驟②中“加熱相同時(shí)間”是為了。（3）甲液體第3min的內(nèi)能（選填“大于”“等于”或“小于”）第5min的內(nèi)能。（4）根據(jù)實(shí)驗(yàn)測(cè)得的數(shù)據(jù)分別描繪出了甲乙兩種液體的溫度隨加熱時(shí)間變化的圖象，如圖所示，由圖可知，（選填“甲”或“乙”）液體的吸熱能力較強(qiáng)。若要使甲乙兩種液體升高相同的溫度，則（選填“甲”或“乙”）液體需要加熱更長(zhǎng)時(shí)間。（5）進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，若甲的比熱容為4.2×103J/（kg?℃），則乙的比熱容為J/（kg?℃）。15．在實(shí)驗(yàn)課上，為比較甲和乙兩種不同液體吸熱能力，各實(shí)驗(yàn)小組用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置完成實(shí)驗(yàn)。（1）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)，需要對(duì)變量進(jìn)行控制，下列變量控制中錯(cuò)誤的是。（選填字母序號(hào)）A.兩個(gè)燒杯的規(guī)格相同B.兩個(gè)電加熱器的規(guī)格相同C.甲、乙兩種液體的體積相同（2）加熱過程中，某一時(shí)刻溫度計(jì)的示數(shù)是（乙圖中）℃。（3）小江組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄如表：液體名稱液體質(zhì)量m/g液體初溫t1/℃液體末溫t2/℃加熱時(shí)間t/min甲20040501220040506分析以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可得：相同質(zhì)量的不同種物質(zhì)，升高相同的溫度，吸收的熱量（選填“相同”或“不同”），的吸熱本領(lǐng)更強(qiáng)（選填“甲”或“乙”）.則兩液體的比熱容關(guān)系是c甲c乙（選填“＞”、“＜”或“＝”）。若冬天小江想自制一個(gè)暖手袋，如果甲、乙兩種液體都可裝入暖手袋中作為供熱物質(zhì)，從物質(zhì)放熱能力角度考慮，則應(yīng)選擇（選填“甲”或“乙”）。16．小明在學(xué)習(xí)了物質(zhì)的比熱容之后，想要比較相同質(zhì)量的兩種不同液體的吸熱能力，采用圖甲中A、B兩個(gè)相同的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，收集的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表所示。加熱時(shí)間/min00.51.01.52.02.5溫度/℃液體1202530354045液體2202836445260（1）實(shí)驗(yàn)中用間接反映液體吸收熱量的多少。（2）分析表中數(shù)據(jù)可知，吸收相同的熱量升溫較快的是，說明吸收能力較強(qiáng)。（均填“液體1”或“液體2”）（3）如果液體1為水，其比熱容為4.2×103J/（kg?℃），則液體2的比熱容為J/（kg?℃）（4）兩次實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)器材的組裝順序都應(yīng)是（填“至上而下”或“自下而上”）。（5）在初溫相等的情況下，如果要使液體1和液體2最后的溫度相同，就要給加熱更長(zhǎng)的時(shí)間，這樣液體1吸收的熱量（填“大于”、“小于”或“等于”）液體2吸收的熱量。（6）在受太陽照射的條件相同時(shí)，內(nèi)陸地區(qū)晝夜溫差比沿海地區(qū)，這是因?yàn)楦赡嗤梁退啾?，干泥土的較小。（7）另一同學(xué)將小明的實(shí)驗(yàn)裝置改進(jìn)成如圖乙所示的裝置，與原裝的相比，改進(jìn)后的裝置的優(yōu)點(diǎn)是?？键c(diǎn)三熱機(jī)及熱機(jī)效率的計(jì)算17．汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，吸入汽缸的汽油和空氣的比例，決定了汽車的動(dòng)力性能和經(jīng)濟(jì)性能。某汽車四沖程汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸總排量為2L（發(fā)動(dòng)機(jī)每個(gè)工作循環(huán)吸入或排出的流體體積稱為氣缸排量），發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，吸入氣缸的是由汽油和空氣所形成的混合物，混合物的密度ρ＝1.44kg/m3，汽油和空氣的質(zhì)量比為1：15，汽油的熱值q＝4.5×107J/kg。如果發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸在1min轉(zhuǎn)動(dòng)3×103轉(zhuǎn)，發(fā)動(dòng)機(jī)的效率為40%，那么在這種情況下：（1）汽車在1min做的有用功是多少？（2）汽車在平直公路上勻速行駛時(shí)受到的阻力為f＝3×103N，汽車行駛的速度是多少？18．4月24日，國(guó)產(chǎn)075型兩棲攻擊艦“海南艦”正式入列，該艦入列標(biāo)志著我國(guó)海軍遠(yuǎn)洋兩棲作戰(zhàn)能力發(fā)生歷史性飛躍。資料顯示，075型兩棲攻擊艦的排水量為4萬噸，其動(dòng)力系統(tǒng)為16PC2﹣6B柴油發(fā)動(dòng)機(jī)組，發(fā)動(dòng)機(jī)組全部工作時(shí)輸出的總功率是5萬千瓦，其中有80%用于驅(qū)動(dòng)艦艇航行，柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的效率為40%。某次海試，“海南艦”發(fā)動(dòng)機(jī)全部工作時(shí)，勻速航行180km海域用了5h，g取10N/kg。求：（1