2024中考二轮物理复习专题《第5讲 内能及其应用》重难点突破讲义

2024年中考物理重难点突破第5讲 内能及其应用【重难点与突破】一、分子动理论1.分子动理论：常见的物质是由大量分子、原子构成的，分子在永不停息地做无规则运动，分子间同时存在着引力和斥力。2.扩散现象是指不同的物质在互相接触时彼此进入对方的现象。它可以发生在任意两个物态之间，表明物质的分子在做不停息的无规则运动。3.物质存在的三态与分子间的作用力和距离有关。固体分子间的距离最小，作用力最大；气体分子间的距离最大，作用力最小。【例1】（2022镇江）端午节民间有戴香包的习俗，香包内有艾草，远远地就能闻到艾香，这是因为（）A分子在不停地运动B分子间有空隙C分子间有引力D分子间有斥力【分析】分子在永不停息地做无规则运动，远远地就能闻到艾香，是因为艾分子在不停地做无规则运动，艾香分子扩散到空气中。【答案】A【突破】1.分子动理论的适应范围是微观的分子。2.一般“色、香、味”这三类现象能用分子动理论来解释。二、热值 比热容1.热值：燃料完全燃烧放出的热量Q与燃料质量m的比。符号：q。定义公式：q=Q/m。单位：J/kg或J/m3。【注意】热值只与燃料的种类有关。与是否完全燃烧、是否燃烧、质量、物态等均无关。2.比热容：一定质量的某种物质，在温度升高（或降低）时吸收（或放出）的热量与它的质量和升高（或降低）的温度乘积之比。符号：c；定义公式：C= ；单位：J/（kg.）。【注意】比热容是反映物质吸收或放出热量的能力，是物质的一种重要特性，与物质的质量、吸收或放出热量的多少、温度等无关，只与物质的物态和种类有关。3.计算公式：Q吸=cm（t末-t初）；Q放=cm（t初-t末）。【例2】（2022德阳）100g水温度从20升高到70需要吸收 J的热量；汽油机燃气缸内完全燃烧10kg汽油可以放出 J的热量水的比热c水4.2×103J/（kg），汽油的热值q4.6×107J/kg。【分析】水吸收的热量：Q吸c水m（tt0）4.2×103J/（kg）×100×103kg×（7020）2.1×104J；汽油机燃气缸内完全燃烧10kg汽油放出的热量：Q放mq10kg×4.6×107J/kg4.6×108J。【答案】2.1×104 4.6×108【突破】1.计算时，需要将各量的单位统一成为国际单位。2.根据热值计算燃料放热多少时，若果热值的单位为J/m3，则公式应改为Q=vq。3.在利用比热容计算时，注意温度“升高”、“升高了”、“升高到”的区别：“升高”、“升高了”都是指该温度值为温度变化量，即t,而“升高到”指末温。4.注意：当气压为1标准大气压时，沸水的温度为100，此时吸热，但不会升高温度。三、温度 内能 热量物理量定义符号单位影响因素联系温度物体的冷热程度t物体内分子运动的剧烈程度温度高的物体，内能不一定大内能物体内所有分子的动能和分子间相互作用的势能的总和E内J分子数量的多少、种类、结构、状态、温度1.同一物体，温度越高，内能越大2.物体放出热量，温度不一定降低3.任何温度下，物体都有内能热量在热传递过程中，转移内能的多少QJ热传递中转移内能的多少1.物体吸收热量，温度不一定升高2.热量是量度内能转移多少的量【例3】（2022毕节）2022年6月3日，是我国的传统节日端午节。下列关于端午节煮粽子的说法中错误的是（）A煮粽子的过程中，粽子的内能增大是通过热传递实现的B很远就能闻到煮熟的粽子香味是因为分子不停地做无规则运动C刚出锅的粽子，不能用手直接拿，是因为粽子含有的热量太多D用高压锅煮粽子，利用了液体的沸点随气压增大而升高的原理【分析】A.煮粽子是通过热传递的方式提高了粽子的内能，A正确。B.能闻到粽子的香味是由于分子的无规则运动产生的扩散现象，B正确。C.热量是过程量，可以说吸收、放出，但不能说含有，C错。D.压锅内气压高，所以液体的沸点也会升高，D正确。【答案】C【突破】1.注意根据上表的对比分析，对温度、内能、热量的联系与区别有深刻的认识。2.不能说物体“具有”、“含有”热量。四、改变内能的方式1.改变物体内能的方式：做功其它形式的能与内能之间的转化；热传递内能的转移。2.热传递发生的条件是：两物体间存在温度差。传递的是能量，不是温度！【例4】（2022丹东）物理知识在生产和生活中的广泛应用，促进了社会的发展和进步。下列说法中不正确的是（ ）A. 图甲，钻木取火是用做功的方法来改变物体的内能B. 图乙，汽油机的做功冲程是将内能转化为机械能C. 图丙，电热器在工作时将内能转化为电能D. 图丁，太阳能汽车利用了太阳能，太阳能是可再生能源【分析】A.钻木取火是将机械能转化为内能的过程，是通过做功改变物体的内能，A正确。B.汽油机的做功冲程是利用内能转化为机械能的过程，B正确。C.电热器工作时，将电能转化为内能，C错。D.太阳能是可再生能源，太阳能汽车是利用太阳能转化为电能工作的，D正确。【答案】C【突破】区分改变内能的方式，一般分析变化前后的能量形式：热传递中传递前后都是内能；做功中，只有改变前或后是内能，另一种是其它形式的能。另一种方法是观察题目中是否有“做功”的词语出现，如“摩擦”等，若有，极有可能是做功的方式改变的。五、内燃机1.单缸四冲程内燃机的四个冲程冲程名称进气门排气门能量转化能量来源备注吸气冲程开闭飞轮转动的惯性1个工作循环，飞轮转动2周，经历4个冲程，对外做功1次。压缩冲程闭闭机械能转化为内能飞轮转动的惯性做功冲程闭闭内能转化为机械能燃料燃烧释放的内能排气冲程闭开飞轮转动的惯性2.汽油机与柴油机的区别比较项目结构点火方式吸气冲程吸入的物质燃料热机效率应用汽油机顶部有火花塞点燃式空气和汽油汽油26-40%轿车等较轻便的机械柴油机顶部有喷油嘴压燃式空气柴油34-45%轮船等较笨重的机械3.热机效率：热机所做的有用功与所用燃料完全燃烧释放的热量之比。其值一定小于1。公式：=×100%。一般用W=Fs或者W=Pt计算有用功；用Q放=mq或Q放=vq计算Q放。4.提高热机效率的一些途径：让燃料燃烧更充分；减轻热机的质量；较少热机各部件之间的摩擦；废气再利用等。【例5】（2022镇江）水烧开时产生的水蒸气将壶盖顶起，汽油机的四个冲程中，能量转化与之相同的是（）ABCD【分析】水烧开时产生的水蒸气将壶盖顶起，水蒸气的内能会转化为壶盖的机械能，与内燃机中做功冲程类似。A.汽油机进气门和排气门均关闭，活塞向上运动，是压缩冲程，A错。B.汽油机进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动，是吸气冲程，B错。C.汽油机进气门和排气门均关闭，活塞向下运动，是做功冲程，C正确。D.汽油机进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，是排气冲程，D错。【答案】C【突破】区分单缸四冲程内燃机的四个冲程，关键是要抓住四个冲程的特点。【例6】（2022镇江）北京冬奥会上使用的氢燃料电池汽车，是利用氢与氧发生化学反应产生电能，供给电动机而驱动汽车行驶的。如图所示，该类型汽车甲在平直公路上从A地出发，以90km/h的速度行驶1h到达B地，消耗0.8kg氢燃料，所产生电能E电的80%用于维持汽车匀速行驶，所受阻力为1000N。已知每加注1kg氢燃料所需的费用为30元。（1）求A、B两地之间距离。（2）求此过程中产生的电能E电。（3）燃油汽车乙也在该公路上从A地出发，以90km/h的速度匀速行驶。所受阻力与甲车相同，汽油在气缸内完全燃烧，且燃烧所释放热量的30%用来维持汽车匀速行驶，汽油热值取q5×107J/kg。已知每加注1kg汽油所需的费用为12元。则在与甲车花费相同燃料费用的情况下：求乙车消耗的汽油完全燃烧所放出的热量。请通过计算判断乙车能否到达B地。【分析】（1）由v=s/t可知，A、B两地之间距离：sABvt90km/h×1h90km。（2）由二力平衡条件可知，汽车匀速行驶时的牵引力：Ff1000N，汽车牵引力做的功：WFsAB1000N×90×103m9×107J。由电×100%可知，此过程中产生的电能：E电 =1.125×108J；（3）由每加注1kg氢燃料所需的费用为30元可知，消耗0.8kg氢燃料的费用为0.8kg×30元/kg24元，由每加注1kg汽油所需的费用为12元可知，在与甲车花费相同燃料费用的情况下，乙车消耗的汽油：m 2kg，乙车消耗的汽油完全燃烧所放出的热量：Q放mq2kg×5×107J/kg1×108J；由汽×100%可知，燃烧汽油时汽车获得的机械能：W机械汽Q放30%×1×108J3×107J，由WFs可知，汽车行驶的距离：s 3×104m30km90km，因此乙车不能到达B地。【答案】（1）90km （2）1.125×108J （3）1×108J 不能【突破】1.注意将知识综合运用。2.注意对公式汽×100%的正确变形。3.注意区分“效率”和“功率”。【针对练习精编】1.（2022鄂州）做完广播体操后，来到餐厅，妈妈为你端上香喷喷的早餐。关于人能闻到食物的香味，下列说法不正确的是（）A是一种扩散现象 B是由于分子不停地做无规则运动产生的C温度越高，香味越浓 D温度越高，香味越淡【解析】闻到了食物香味，这表明分子都在不停地做无规则运动，属于扩散现象；分子做无规则运动的快慢与温度有关，温度越高，热运动越剧烈，香味越浓。ABC正确，D错。【答案】D2.（2022黔西南）我国生产的克尔来福疫苗储存温度为28，远高于莫德纳（20）和辉瑞（70），方便储存和运输，有利于各国人民接种。关于新冠疫苗储存和接种过程中的一些热现象，下列说法正确的是（）A储存时疫苗温度越低，疫苗分子热运动越剧烈B接种站周围弥漫着消毒水气味，是因为消毒水扩散到空气中C用酒精给接种的部位消毒，臂膀有凉的感觉是因为酒精升华吸热D戴口罩的护士，她的护目镜容易起“雾”，是水的汽化现象【解析】A.物体温度越高，分子的无规则运动越剧烈。疫苗储存温度越低，疫苗分子热运动越缓慢，A错。B.接种站周围弥漫着消毒水气味，是由于消毒水分子运动到空气中，进入人们的鼻腔，引起嗅觉，属于扩散现象，B正确；C.臂膀有凉的感觉，是因为酒精汽化吸热使皮肤降温，C错。D.戴口罩的护士，她的护目镜容易起“雾”，是水蒸气液化现象，D错。【答案】B3.（2022德阳）中华文明源远流长，博大精深。古诗词是我国传统文化瑰宝，有的优美词句还与我们物理知识有着联系。下列词句与对应的物理知识叙述正确的是（）A“清寒小雪前”，雪的温度很低，它的内能为零B“沙暖睡鸳鸯”，同水相比沙的比热容大些C“床前明月光，疑是地上霜”，霜实际是固态，由水蒸气凝华形成D“大地阳和暖气生”，大地内能的增加是太阳通过做功方式实现的【解答】A.一切物体在任何温度下都有内能，冰山的温度虽低，但是仍然具有内能，A错。B.在同一时间，河水和沙滩