專題26 內(nèi)能、核能、能量守恒與轉(zhuǎn)化（原卷版）

專題26內(nèi)能、核能、能量守恒與轉(zhuǎn)化【思維導(dǎo)圖】【知識(shí)點(diǎn)回顧】一、能的多種形式考點(diǎn)1列舉能的多種形式(機(jī)械能、內(nèi)能、電能、化學(xué)能、核能)能量是以多種形式存在的，常見(jiàn)的能量形式有機(jī)械能、內(nèi)能、________、化學(xué)能、________等。二、內(nèi)能eq\a\vs4\al(考點(diǎn)2知道克服摩擦做功與物體內(nèi)能改變的關(guān)系)1．內(nèi)能含義：構(gòu)成物質(zhì)的大量微粒(如分子、原子、離子等)做________而具有的能，俗稱熱能。________都有內(nèi)能。2．物體溫度________，內(nèi)能________；溫度越低，內(nèi)能越小。3．克服摩擦做功，能使物體的內(nèi)能增加。eq\a\vs4\al(考點(diǎn)3知道做功和熱傳遞是改變內(nèi)能的兩種途徑)1．做功：對(duì)物體做功，物體的內(nèi)能________；物體對(duì)外界做功，物體的內(nèi)能________。實(shí)質(zhì)是能的形式發(fā)生了轉(zhuǎn)化。2．熱傳遞：物體吸熱，內(nèi)能________；物體放熱，內(nèi)能________。實(shí)質(zhì)是內(nèi)能從高溫物體傳遞到低溫物體，或者內(nèi)能從同一物體的高溫部分________到低溫部分的過(guò)程。能的形式未發(fā)生轉(zhuǎn)化。注意：做功和熱傳遞對(duì)改變物體的內(nèi)能是________的。eq\a\vs4\al(考點(diǎn)4知道在熱傳遞過(guò)程中用熱量來(lái)量度內(nèi)能的變化)在熱傳遞中，傳遞的能量多少叫________。低溫物體從外界吸收多少熱量，內(nèi)能就________多少；高溫物體向外界放出多少熱量，內(nèi)能就________多少。eq\a\vs4\al(考點(diǎn)5舉例說(shuō)出化學(xué)能與內(nèi)能的轉(zhuǎn)化)1．化學(xué)能是物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時(shí)所釋放的能量，它不能直接用來(lái)做功，只有在發(fā)生________的時(shí)候才釋放出來(lái)，變成內(nèi)能或者其他形式的能量。2．化學(xué)能與內(nèi)能的轉(zhuǎn)化常見(jiàn)吸熱反應(yīng)：________轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能大多數(shù)分解反應(yīng)；大多數(shù)需要加熱或高溫條件下才能進(jìn)行的反應(yīng)。常見(jiàn)放熱反應(yīng)：化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)閮?nèi)能燃燒；中和反應(yīng)；金屬與酸反應(yīng)；一般化合反應(yīng)(如生石灰和水反應(yīng))。三、熱機(jī)考點(diǎn)6說(shuō)出汽油機(jī)的工作過(guò)程，知道汽油機(jī)的能量轉(zhuǎn)化1．熱機(jī)是指各種利用內(nèi)能做功的機(jī)械。熱機(jī)原理是將燃料的____________轉(zhuǎn)化成內(nèi)能再轉(zhuǎn)化成____________。2．熱機(jī)的四個(gè)沖程：吸氣沖程，____________沖程，____________沖程，____________沖程。四、核能的利用eq\a\vs4\al(考點(diǎn)7知道裂變和鏈?zhǔn)椒磻?yīng)；知道聚變和熱核反應(yīng))1．含義：原子核是可以改變的，且在有些改變的過(guò)程中還會(huì)釋放出巨大的能量，這種能量叫做核能。2．獲得核能的途徑重核裂變：質(zhì)量較大的原子核在中子轟擊下分裂成兩個(gè)新原子核，并釋放出能量的過(guò)程。原子彈：根據(jù)________的原理制成。輕核聚變：兩個(gè)質(zhì)量較小的原子核結(jié)合成質(zhì)量較大的新核，同時(shí)釋放出能量的過(guò)程。氫彈：根據(jù)________的原理制成。eq\a\vs4\al(考點(diǎn)8知道放射性及其應(yīng)用)1．原子核的裂變和聚變都會(huì)產(chǎn)生一些放射性物質(zhì)，如α射線、γ射線、X射線、β射線等。2．大量放射線對(duì)人畜會(huì)造成很大的傷害。如：建造核電站通常要修建很厚的水泥防護(hù)層，防止放射線外泄。3．較小量的射線可以為人類做許多事。如：利用γ射線探傷；育種；放射線治療腫瘤等疾病。eq\a\vs4\al(考點(diǎn)9知道核電站是利用核裂變的原理來(lái)工作的)1．核電站原理：________。五、能量的轉(zhuǎn)化與守恒eq\a\vs4\al(考點(diǎn)10舉例說(shuō)出能量的轉(zhuǎn)化與守恒定律)1．能量既不會(huì)消滅，也不會(huì)創(chuàng)生，它只會(huì)從一種形式________為其他形式，或者從一個(gè)物體________到另一個(gè)物體，而在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過(guò)程中，能的________，這就是________。2．能量的轉(zhuǎn)化和守恒定律是自然科學(xué)最基本的規(guī)律?！坝绖?dòng)機(jī)”是不可能成功的，因?yàn)樗`背了___________________________________________________________________。eq\a\vs4\al(考點(diǎn)11舉例說(shuō)出能量的轉(zhuǎn)化與傳遞有一定的方向性)能量的轉(zhuǎn)化與傳遞有一定的________：例如熱能可以從高溫物體轉(zhuǎn)移到低溫物體，而不能自發(fā)地從低溫物體轉(zhuǎn)移到高溫物體；可燃物可以通過(guò)燃燒將化學(xué)能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能，但不可能將內(nèi)能自發(fā)地轉(zhuǎn)化成化學(xué)能。eq\a\vs4\al(考點(diǎn)12知道能量利用效率和節(jié)能的關(guān)系)1．能量利用效率是指有效利用的能與總能量之比。2．提高能量利用效率的方法：減少能量浪費(fèi)和損失；改進(jìn)機(jī)械設(shè)備?！纠}精析】例1．（2021?紹興）如圖所示，在試管內(nèi)裝適量的水，用橡皮塞塞緊管口，加熱一段時(shí)間后橡皮塞沖出，同時(shí)管口附近產(chǎn)生“白氣”。以下分析不正確的是（）A．水溫上升時(shí)，水的內(nèi)能增加 B．加熱時(shí)管內(nèi)的水不斷汽化 C．管內(nèi)氣體對(duì)橡皮塞做功，其內(nèi)能減少 D．試管口的“白氣”是水蒸氣例2．（2020?寧波）如圖為一種自熱火鍋的構(gòu)件圖。該自熱火鍋的發(fā)熱包內(nèi)有鐵粉、鋁粉、炭粉、生石灰等物質(zhì)，將發(fā)熱包放到水中，會(huì)放出大量的熱。有關(guān)該自熱火鍋的說(shuō)法不合理的是（）A．生石灰與水反應(yīng)，會(huì)放出大量的熱 B．設(shè)計(jì)出氣孔的目的是避免使用時(shí)盒內(nèi)氣壓過(guò)高 C．遇水能放出熱量的物質(zhì)都能作為發(fā)熱包的內(nèi)容物 D．使用過(guò)的發(fā)熱包即使干燥后也不能重復(fù)使用例3．（2020?衢州）將冰塊放在泡沫箱中可制成簡(jiǎn)易“冰箱”，把一瓶飲料放入“冰箱”后，冰塊和飲料的溫度隨時(shí)間變化的曲線如圖所示，在兩物體溫度達(dá)到相同之前，下列說(shuō)法正確的是（）A．甲是冰塊 B．乙吸收熱量 C．甲內(nèi)能增加 D．乙內(nèi)能減少例4．（2020?衢州）下列用電器把電能主要轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的是（）A．電風(fēng)扇 B．電燈 C．電飯煲 D．電熨斗例5．（2020?杭州）如圖一只瓶子，內(nèi)裝一些鐵屑。我們既可以通過(guò)振蕩，也可以通過(guò)加熱，使鐵屑的溫度升高，內(nèi)能增大。從改變物體內(nèi)能的方法來(lái)看，前者是通過(guò)方法，后者是通過(guò)方法來(lái)增大鐵屑的內(nèi)能。如果你沒(méi)有看到內(nèi)能改變的過(guò)程，僅憑鐵屑溫度的改變，能否確定采用了什么方法改變了鐵屑的內(nèi)能？（能或不能），這是因?yàn)椤＠?．（2019?臺(tái)州）某電子打火機(jī)打火原理如圖，壓電陶瓷受到撞擊時(shí)表面電荷重新分布，產(chǎn)生高電壓，發(fā)出電火花點(diǎn)燃?xì)怏w。撞擊時(shí)，通過(guò)壓電陶瓷實(shí)現(xiàn)的能量轉(zhuǎn)化是；放電時(shí)，兩塊壓電陶瓷的連接方式是聯(lián)?！玖?xí)題鞏固】一．選擇題（共8小題）1．下列不是通過(guò)做功方式改變物體內(nèi)能的是（）A．鉆木取火 B．用氣筒給輪胎打氣，氣筒壁發(fā)熱 C．冬天用熱水袋取暖 D．兩手摩擦發(fā)熱2．如圖所示，在大口厚玻璃瓶?jī)?nèi)裝入少量的水。塞緊塞子后，用氣筒往瓶?jī)?nèi)打氣。當(dāng)塞子跳出時(shí)，看到瓶口有白霧出現(xiàn)。下列關(guān)于該實(shí)驗(yàn)的分析錯(cuò)誤的是（）A．往瓶?jī)?nèi)打氣時(shí)，外界對(duì)氣體做功 B．往瓶?jī)?nèi)打氣時(shí)，瓶?jī)?nèi)氣體內(nèi)能變小 C．瓶塞跳出時(shí)，瓶?jī)?nèi)氣體溫度降低 D．瓶塞跳出時(shí)，水蒸氣液化形成白霧3．熱量的傳遞是有方向性的。物體間自發(fā)進(jìn)行熱量傳遞的方向應(yīng)是（）A．熱量多的物體傳給熱量少的物體 B．熱量少的物體傳給熱量多的物體 C．溫度高的物體傳給溫度低的物體 D．溫度低的物體傳給溫度高的物體4．以下事例在改變物體內(nèi)能的方式上與其他三項(xiàng)不同的是（）A．冬天，通過(guò)搓手來(lái)取暖 B．劃火柴時(shí)，火柴燃燒 C．把袋裝牛奶放在熱水中加熱 D．鐵絲反復(fù)彎折，彎折處變熱5．下列事例中，物體間因發(fā)生熱傳遞而導(dǎo)致內(nèi)能改變的是（）A．夏天雙手緊緊捂住冰袋感覺(jué)涼爽 B．冬天兩手相互摩擦感到暖和 C．用力將“摔炮”扔在地上而爆炸 D．用鋸條鋸木頭，鋸條會(huì)發(fā)熱6．下列說(shuō)法正確的是（）A．同一物體，溫度升高，內(nèi)能增加 B．物體的內(nèi)能增加，一定是吸收了熱量 C．一個(gè)物體舉得越高，內(nèi)能一定增大 D．一個(gè)物體內(nèi)能越大，機(jī)械能也越大7．下列關(guān)于熱量的說(shuō)法，正確的是（）A．溫度高的物體，熱量越多 B．內(nèi)能大的物體，具有的熱量也多 C．物體的內(nèi)能增加，一定是吸收了熱量 D．熱量是物體在熱傳遞過(guò)程中內(nèi)能的改變量8．5月8日，我國(guó)新一代載人飛船試驗(yàn)船返回艙成功降落，標(biāo)志著此次試驗(yàn)船飛行任務(wù)取得圓滿成功。關(guān)于新一代載人飛船試驗(yàn)船分析正確的是（）A．飛船減速下落過(guò)程中機(jī)械能保持守恒 B．飛船減速下落過(guò)程中，能量轉(zhuǎn)化是動(dòng)能轉(zhuǎn)化為勢(shì)能 C．飛船下落過(guò)程中與大氣劇烈摩擦，內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能 D．飛船運(yùn)行過(guò)程中燃料燃燒將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能二．填空題（共7小題）9．某地居民利用竹炭能做一些美食，比如，用竹炭和黃泥混合，包在用荷葉包裹的雞的外面，然后放在火堆里加熱，烤出來(lái)的雞肉味道特別酥嫩。（1）竹炭能夠迅速的“加熱”食物，這個(gè)過(guò)程中食物改變內(nèi)能的途徑是。（2）竹炭?jī)?nèi)有很多空隙，具有很強(qiáng)的吸附作用，可以吸附烤雞的腥味，竹炭吸附異味屬于。（填“物理變化”或“化學(xué)變化”）10．小明去修電腦時(shí)，發(fā)現(xiàn)主板上有一根粗粗的銅條連著風(fēng)扇（如圖）。師傅說(shuō)，電腦的散熱就是靠它來(lái)完成的。銅條散熱是利用它的（填一條物理性質(zhì)），其內(nèi)能的改變方式是。11．在如圖所示的四幅圖中，甲、乙是兩個(gè)演示實(shí)驗(yàn)示意圖；丙、丁是四沖程汽油機(jī)工作過(guò)程中的兩個(gè)沖程示意圖。其中丙圖是沖程，它與圖所示的演示實(shí)驗(yàn)原理相同。現(xiàn)有一種單缸汽油機(jī)在原有四沖程的基礎(chǔ)上增加兩個(gè)沖程，成為六沖程汽油機(jī)，也就是在原有四沖程汽油機(jī)完成排氣沖程后向氣缸內(nèi)噴水，水在氣缸內(nèi)汽化成水蒸氣，水蒸氣膨脹對(duì)外做功，這種汽油機(jī)一個(gè)工作循環(huán)有六個(gè)沖程。這種汽油機(jī)這樣設(shè)計(jì)的目的是。12．如圖是空氣壓縮引火儀，先往容器中裝入少量硝化棉，緩緩提起活塞，后用力快速向下壓活塞，看到底部的硝化棉迅速燃燒。（1）該現(xiàn)象說(shuō)明能改變物體的內(nèi)能；（2）實(shí)驗(yàn)結(jié)束后小明發(fā)現(xiàn)里面還有硝化棉，馬上按同樣的操作重做，卻沒(méi)有看到硝化棉再次燃燒的現(xiàn)象。第二次硝化棉不能燃燒的主要原因是。13．夏天，突然打開(kāi)汽水瓶時(shí)，隨著“嘭”一聲響，往往可以看到瓶口處冒“白氣”，這是因?yàn)楫?dāng)突然打開(kāi)瓶蓋時(shí)，瓶?jī)?nèi)氣體迅速膨脹對(duì)外做功，氣體的內(nèi)能，溫度，瓶口附近的水蒸氣遇冷形成大量的小水珠，就是我們看到的“白氣”。14．在吹氣球時(shí)，吹大了的氣球沒(méi)握住，它叫嘯著飛跑了！你及時(shí)撿起氣球會(huì)發(fā)現(xiàn)它的嘴部溫度，是因?yàn)楫?dāng)球內(nèi)氣體噴出來(lái)時(shí)，內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。15．2018年4月1日，武漢“光谷量子號(hào)”有軌電車開(kāi)始載客試運(yùn)營(yíng)，開(kāi)通了交路1和交路2兩條線路。交路2全長(zhǎng)約20km，若電車某次跑完全程需要50min。（1）“光谷量子號(hào)”采用了能量回收系統(tǒng)，例如電車下坡時(shí)為了保持勻速運(yùn)動(dòng)，采用帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電進(jìn)行“剎車”，則在此過(guò)程中是將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為能，并儲(chǔ)存起來(lái)后供電車重新使用，所以更加節(jié)能環(huán)保；（2）如果電車下坡時(shí)為了保持勻速運(yùn)動(dòng)，或進(jìn)站時(shí)采用的是與普通汽車同樣的剎車方式，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，就無(wú)法重新供電車使用，說(shuō)明能量轉(zhuǎn)化具有一定的。三．實(shí)驗(yàn)探究題（共1小題）16．風(fēng)能是一種潛在的新能源，風(fēng)力發(fā)電機(jī)可以將獲得的風(fēng)能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能儲(chǔ)存在蓄電池中，風(fēng)力發(fā)電機(jī)都有一定的能量轉(zhuǎn)化效率。為了研究“風(fēng)力發(fā)電機(jī)的能量轉(zhuǎn)化效率是否與風(fēng)輪葉片數(shù)量有關(guān)？”小明利用電風(fēng)扇、秒表、風(fēng)力發(fā)電機(jī)模型、電量表（可準(zhǔn)確測(cè)量蓄電池充電百分比）按照?qǐng)D甲方式進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)。①將圖乙中單葉式風(fēng)輪安裝在風(fēng)力發(fā)電機(jī)模型上；②閉合電風(fēng)扇開(kāi)關(guān)，調(diào)節(jié)電風(fēng)扇擋位使其風(fēng)速最大，計(jì)時(shí)20分鐘，測(cè)量并記錄蓄電池電量變化；重復(fù)3次實(shí)驗(yàn)并計(jì)算蓄電池電量變化平均值；③分別換用圖乙中雙葉式、三葉式風(fēng)輪，重復(fù)步驟②；④處理相關(guān)數(shù)據(jù)得到“蓄電池含量與時(shí)間的關(guān)系”如圖丙。（1）本實(shí)驗(yàn)通過(guò)觀察并記錄來(lái)比較風(fēng)力發(fā)電機(jī)的能量轉(zhuǎn)化效率。（2）分析圖丙，解釋我國(guó)大型風(fēng)力發(fā)電廠均采用三葉式風(fēng)輪發(fā)電，其依據(jù)是。（3）“葉尖速比”為風(fēng)輪葉片尖端運(yùn)動(dòng)速度與風(fēng)速之比，葉尖速比會(huì)影響風(fēng)力發(fā)電機(jī)的能量轉(zhuǎn)化效率。當(dāng)單葉式風(fēng)輪的葉尖速比為λ時(shí)，其能量轉(zhuǎn)化效率達(dá)到最大值，已知該風(fēng)輪半徑為r（如圖?。L(fēng)輪每秒鐘轉(zhuǎn)動(dòng)2圈，應(yīng)將風(fēng)速控制在時(shí)能使該單葉式風(fēng)力發(fā)電機(jī)能量轉(zhuǎn)化效率達(dá)到最大值（用字母λ、r表示）。四．計(jì)算題（共1小題）17．生活中我們常遇到這些情況：當(dāng)你從熱水瓶里倒出一杯開(kāi)水，然后再把瓶塞蓋上去的時(shí)候，熱水瓶塞會(huì)自己跳出來(lái)；當(dāng)水燒開(kāi)后灌入熱水瓶中（未灌滿），蓋上瓶塞，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間，常會(huì)發(fā)生瓶塞拔不出來(lái)的現(xiàn)象，請(qǐng)你就上述情況說(shuō)明原因。五．解答題（共3小題）18．如圖甲裝置所示，探究“做功改變物體內(nèi)能”，該裝置由圓底燒瓶、溫度傳感器、橡皮塞、橡皮管、打氣筒等組成。向圓底燒瓶?jī)?nèi)注入適量酒精，使用打氣筒向燒瓶?jī)?nèi)打氣，根據(jù)傳感器采集的數(shù)據(jù)，電腦處理后得到如圖乙所示圖像。（1）結(jié)合乙圖分析，描述打氣筒打氣5秒后出現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象；（2）有同學(xué)認(rèn)為，圖乙中BC段對(duì)應(yīng)發(fā)生情況與熱機(jī)中做功沖程相似，請(qǐng)說(shuō)出相似處：；（3）在用本裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)能否去掉瓶?jī)?nèi)的酒精，請(qǐng)判斷并說(shuō)明理由：