第一轮物理复习13热和能.docx
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第一轮物理复习13热和能
第十三讲热和能（4课时）
【本单元思维导图】
【本单元课标要求】
2.1.2通过自然界和生活中的一些简单热现象，了解分子热运动的一些特点。
知道分子动理论的基本观点。
2.1.3举例说明自然界存在多种多样的运动形式。
知道世界处于不停的运动中。
3.1.1了解能量及其存在的不同形式。
描述各种各样的能量和生产、生活的联系。
3.1.2通过实验，认识能量可以从一个物体转移到另一个物体，不同形式的能量可以互相转化。
3.3.1了解内能和热量。
从能量转化的角度认识燃料的热值。
3.3.2通过实验，了解比热容，尝试用比热容说明简单的自然现象。
3.3.3了解热机的工作原理。
知道内能的利用在人类社会发展史上的重要意义。
【本单元学习目标】
1、能利用分子的无规则热运动解释生产、生活中的一些现象
2、能判断内能的大小及改变内能大小的两种方式
3、弄清温度、内能和热量三者的关系
4、知道比热容、热值的概念及在生活、生产中的应用
5、能用比热容公式进行物质吸放热的计算，利用热值进行计算
6、了解热机的工作原理．
【本单元评价设计】
1、能利用分子的无规则热运动解释生产、生活中的一些现象
2、能判断内能的大小及改变内能大小的两种方式
3、弄清温度、内能和热量三者的关系
4、知道比热容、热值的概念及在生活、生产中的应用
5、能用比热容公式进行物质吸放热的计算，利用热值进行计算
6、了解热机的工作原理．
【本单元知识梳理】
考点一分子动理论
分子动理论
物质是由________组成的；一切物质的______都在________地________________；分子间存在相互作用的______力和______力
分子热运动
一切物质的分子都在不停地做无规则运动．因分子的运动跟温度有关，所以这种无规则运动叫分子的热运动．温度越______，分子热运动越剧烈
扩散
现象
定义
不同物质在相互接触时________对方的现象
说明
______________________、分子间存在________
影响
因素
扩散现象跟温度有关，温度越高，扩散进行得越______
示例
闻香气
【提示】 分子是不能用肉眼直接观察到的，凡是能用肉眼直接观察到的小物体（如灰尘、花粉等）都不是分子．
考点二内能
内能及其改变
定义
构成物体的所有分子，其热运动的______与________的总和，叫做物体的内能
影响因素
物体的内能与温度和质量有关；一切物体在任何情况下都有内能
改变方式
热传递
做功
实质
内能的________
机械能和内能的相互____
示例
煮饭、热水袋取暖
钻木取火、搓手取暖
说明
①条件：
物体间存在________；②规律：
高温物体放出热量，内能______，温度______；低温物体吸收热量，内能______，温度______
做功改变内能的两种情况：
对物体做功，物体内能________；物体对外做功，内能________
联系
做功和热传递改变内能是等效的，没有看到改变内能的具体过程，就无法判断物体内能改变的原因
热量
概念
在热传递过程中，传递内能的多少叫热量，用Q表示
单位
焦耳（符号：
________）
说明
温度、热量和内能的关系
①温度是一个状态量，通常用“是”、“物体的”等词描述．物体的温度升高，内能增大，但不一定是吸了热
②热量是一个过程量，不能离开热传递，通常用“吸收”、“放出”等词修饰，不能用“有”、“含有”、“物体的”等词修饰．物体吸收热量，内能增加，但温度不一定升高．如晶体熔化、液体沸腾的过程
③内能是一个状态量，通常用“物体的”、“物体有”等词修饰．物体内能增加，不一定是吸收了热量．物体内能增加，温度不一定升高
考点三比热容
比较不同物质的吸热能力
实验装置
实验设计
比较水和沙子吸热能力的方法：
①吸收相同的热量，比较________多少；②升高相同温度，比较________多少
探究方法
实验时应控制水和沙子的________相同，升高相同的温度或吸收相同的热量（即加热相同的时间），这种研究问题的方法称为________________
得出结论
①质量相等的水和沙子，升高相同的温度，______吸收的热量多，说明水的吸热能力______；②物体吸收热量的多少与物质种类、质量多少、升高的温度有关
比热容
物理意义
比热容是描述物质吸热本领的物理量
定义
某种物质，在温度升高时吸收的________与它的________和升高的________乘积之比，叫做这种物质的比热容，用符号c表示
公式
c＝
单位
焦耳每千克摄氏度，符号是________
水的比热容及意义
水的比热容是4.2×103J/（kg·℃），它表示的物理意义是：
质量为1kg的水温度升高（或降低）1℃时，吸收（或放出）的热量是4.2×103J
水的比热容的应用
制冷剂、散热剂、调节气候
补充
（1）吸热公式：
Q吸＝cm（t－t0）
（2）
（2）放热公式：
Q放＝cm（t0－t）．其中c表示比热容，m表示物体的质量；t0表示初温，t表示变化后的温度即末温
（3）（3）比热容与物质的种类和状态有关，与物质的质量大小、温度的高低、吸收或放出的热量的多少无关
【提示】 在常见的物质中，水的比热容最大．但并非所有的跟水有关的应用都应用了水比热容大的这一特性
考点一热值
定义
燃料完全燃烧放出的热量Q与燃料质量m的______，叫做这种燃料的热值
单位
__________，符号是________
公式
q＝
理解
（1）酒精的热值是3.0×107J/kg，表示______________________________
（2）热值是燃料本身的一种特性，它与燃料的______有关，与燃料的质量、体积、是否完全燃烧等没有关系
【提示】 对于气体燃料来说，热值q＝Q/V，热值单位为“J/m3”．
考点二热机
定义
把____能转化为______能的机器
原理
种类
蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等
内燃机
定义
燃料在气缸内燃烧产生动力的热机
分类
汽油机和柴油机
工作过程
每个工作循环分为四个冲程：
______冲程、______冲程、________冲程和______冲程
一个工作循环中只有______冲程是靠燃气推动活塞做功，其他三个冲程是靠安装在曲轴上的飞轮的______来完成
压缩冲程中______转化为________，在做功冲程中，________转化为________
热机效率
定义
热机用来做________的那部分能量和燃料完全燃烧放出的热量之比
公式
________________
能量流向
提高热
机效率
途径
①让燃料尽可能充分燃烧，如：
将煤粒磨成煤粉、加大送风量等；②利用废气的能量；③机件间保持良好的润滑、减小摩擦
【真题训练】
命题点1分子热运动
1.（2016达州）关于热现象，下列说法正确的是（ ）
A．水结冰后，水分子静止不动
B．夏天吃冰糕时，冰糕周围的“白气”是冰糕升华形成的
C．用零下18℃的盐水使水凝固，此过程中水的内能不变
D．六月栀子花飘香，说明分子在永不停息地做无规则运动
2、（2016绵阳）关于分子，下列说法正确的是（）
A．增大气体体积时，分子间只存在引力
B．减小气体体积时，分子间只存在斥力
C．拉伸固体时，分子间距离变大，势能减小
D．压缩固体时，分子间距离变小，势能增大
3.（2016巴中）下列现象中，能用来说明分子在不停地做无规则运动的是（ ）
A．玉兰花开，闻到阵阵花香B．扫地时的尘土飞扬
C．车刀在砂轮的高速摩擦下溅出火花
D．羊群在草原上奔跑
4.（2016连云港）春暖花开，鸟语花香。
闻到花香是因为分子的______________。
固体很难被压缩，是因为固体分子间存在着____
命题点2内能
1.（2016福州）下列实例中，通过做功方式改变物体内能的是（ ）
A．阳光晒热棉被B．锯木头时锯条变热
C．用热水袋取暖D．冷气使房间温度降低
2.（2016自贡）下面是小明同学“物理学习笔记”中的摘录，其中错误的是（）
A．做功和热传递在改变物体的内能上是等效的
B．分子间相互作用的引力和斥力是同时存在的
C．热量总是自发地从温度低的物体向温度高的物体传递
D．燃料的热值与燃料的总质量没有关系
3.（2016▪安徽）下列说法正确的是（）
A.物体的内能增加，则一定是外界对物体做了功
B.物体的温度升高,则一定是从外界吸收了热量
C.物体的温度越高,含有的热量越多
D.内能是物体内所有分子动能和势能的总和
4.（2016泰安）下列说法中正确的是（）
A．沿海地区昼夜温差小，主要原因是水的比热容较大
B．物体的温度越高，分子运动得越快，物体的动能越大
C．温度高的物体具有的内能多，温度低的物体具有的内能少
D．0℃的冰熔化成0℃的水，由于温度不变，所以它的内能不变
5.（2016泰安）下列现象中，属于用热传递的方式改变物体内能的是（）
A．公园中的石凳被太阳晒热
B．快速弯折铁条，铁条弯折处变热
C．两手互相摩擦时手发热
D．刀具在砂轮上磨得发烫
6、（2016临沂）下列与热现象有关的说法中，正确的是（）
A、0℃的物体没有内能B、燃料的热值越大，放出的热量越多
C、汽油机燃烧的汽油属于可再生能源D、热传递可以改变物体的内能
7、（2016淄博）下列关于热现象的说法中正确的是（ ）
A．温度高的物体含有的热量多
B．物体的内能增加，一定时从外界吸收了热量
C．液体的沸点随液面上方气压的增大而降低
D．冰水混合物吸热时，温度不变，内能增大
命题点3比热容
1、（2016成都）用相同的电加热器分别对质量相等的A和B两种液体（不计热量损失）如图是A和B的温度随加热时间变化的图像，下列说法正确的是（ ）
A．A的比热容与B的比热容之比为2：
1
B．A的比热容与B的比热容之比为2：
3
C．都加热t时间，B吸收热量比A吸收热量多
D．A和B升高相同的温度，B吸收热量较多
2.（2016邵阳）将质量是0.5kg的水加热，使它的温度从20℃升高到60℃，需要吸收的热量是（ ）A．4.2×104JB．1.26×104JC．8.4×104JD．8.4×107J
3.（2016邵阳）烈日炎炎的夏季，白天海滩上的沙子热得烫脚，海水却很凉爽；傍晚，沙子很宽凉了，但海水却仍然暖暖的。
同样的日照条件下，沙子和海水的温度不一样的原因是（）
A．沙子的密度比海水的密度大
B．沙子的比热容比海水的比热容大
C．沙子的比热容比海水的比热容小
D．沙子的质量比海水小
命题点4热机、热机的效率
1.（2016雅安）下列有关热学知识的认识,正确的是（）
A.0℃的冰没有内能
B.只有热传递可以改变物体的内能
C.温度越高,分子做无规则运动越剧烈
D.热机的做功冲程是将机械能转化为内能
2.（2016滨州）如图所示的实验或机器均改变了物体的内能，其中与另外三个改变内能方法不同的是（ ）
答案：
A
命题点5能量的转化与守恒
1.（2016咸宁）如图为陆水河畔赤壁古城脚傍的“风光互补路灯”的照片，此灯组不需要外界对其供电，它能将太阳能和风的 能转化为 能给各自的蓄电池充电。
在一定时间内它们供给蓄电池的能置为2.94×107J，若这些能量全部被水吸收，在一个标准大气压下，能将 kg的水30℃加热到沸腾。
【c水=4.2×103J/（kg•℃）】
命题点6计算题（比热容、热值、效率）
1.（2016宜宾题）一定质量的水从从30℃提高到80℃，吸收了4.2×103J的热量，这是通过 （选填“做功”或“热传递”）方式改变了水的内能，水的质量是 kg。
【已知水的比热容为c水=4.2×103J/（kg•℃）】
2.（2016东营）为了取暖，每天需要给房间供热4.2×10J。
若流进房间散热器的水温是60℃，流出的水温是56℃，则每天需要kg的水流经散热器。
[水的比热容为4.2×lO3J/（kg.℃）]。
3.（2016达州）为了减少煤碳燃烧对环境的污染，达州市委要求推广使用天然气，天然气燃烧时，将 能转化为内能，小王将质量为5kg、温度为20℃的水烧开（在一个标准大气压下），水吸收了 J的热量；若他家每天需要3壶同样的开水，至少需要燃烧 m3的天燃气；如改用电热水壶烧水，则至少需要消耗 kW•h的电能[c水=4.2×103J/（kg•℃），q天然气=1.68×107J/m3]。
命题点7实验探究
1.（2016泰安）如图所示是“探究不同物质吸热的情况”的实验。
将质量相等的水和煤油分别装在两个相同的烧杯中，然后用两个相同的酒精灯加热并不断搅拌，每隔2min记录一次温度。
实验记录如下表：
（1）本次实验采用的科学方法是。
A．控制变量法B．理想实验C．比值定义法D．类比法
（2）分析表格数据可知：
升高相同的温度，吸收热量少的物质是。
2.（2016临沂）小明用如图所示装置探究两种液体的吸热能力，两烧瓶中的电阻丝相同。
（1）实验中，必须取（选填“质量”或“体积”）相等的甲、乙两种液体。
（2）实验中，用（填序号）间接反映液体吸收热量的多少；通过比较（填序号）来判断吸热能力的强弱。
A、通电时间B、温度计示数的变化
（3）下表是某次的实验数据，分析可知，（选填“甲”或“乙”）液体的吸热能力较强。
（4）若在甲、乙两瓶中，液体是质量相同的同种液体，电阻丝的阻值不同，则该装置可用来探究电流产生的热量与的关系。
3.（2016东营）为研究甲、乙两种液体的吸热能力，某同学用如图所示两套完全相同的装置进行实验探究，两种液体的质量和初温都相同。
（l）选用两套完全相同的装置分别给甲、乙两种液体加热，这样做的目的是。
（2）写出图中所示装置的两处错误：
。
改正错误后，同时加热，分别记录加热时间和液体温度，数据如下表所示：
（3）加热4分钟后，甲、乙两种液体温度均不再升高，原因是。
（4）根据实验数据，可知（选填“甲”或“乙”）液体的吸热能力较强。
【课堂检测】
1．（多选）（2015·石家庄桥西区模拟）下列有关热和能的说法正确的是（）
A．晶体熔化过程中温度不变，不断吸收热量，内能增加
B．掀锅盖时的“白气”是水蒸气液化成水，放出热量，分子间距离增大
C．汽油机在做功冲程中把机械能转化成内能，燃气的内能增大，温度升高
D．物体内能增大，可能是从外界吸收热量也可能是外界对物体做功造成的
2．（2015·烟台）关于温度、热量、内能，以下说法正确的是（）
A．0℃的冰没有内能B．物体的温度越高，物体的内能越大
C．物体的温度越低，所含的热量越少
D．物体的内能与温度有关，只要温度不变，物体的内能就一定不变
3．（2015·宜昌）如图，烧瓶内盛少量水，给瓶内打气，可看到瓶塞跳起，在这个过程中，下列说法错误的是（）
A．给瓶内打气时，外界对瓶内气体做功B．瓶塞跳起时，瓶内气体对外做功
C．给瓶内打气时，瓶内气体内能减少D．瓶塞跳起时，瓶内气体温度降低
4．（2015·茂名）如图所示的实验或机器均改变了物体的内能，其中与另外三个改变内能方法不同的图是（）
A．探究萘的熔化规律B．压缩气体点燃棉花C．内燃机压缩冲程D．水蒸气将木塞冲出
5．（2015·石家庄长安区一模）用两个相同的电热器给质量同为2kg的物质甲和水加热，它们的温度随时间的变化关系如图所示．据此判断甲物质10min吸收的热量为[c水＝4.2×103J/（kg·℃）]（）
A．5.04×105JB．4.2×105JC．2.52×105JD．条件不足，无法计算
6．（2015·黄石）一个质量为2g的烧红的铁钉，温度为600℃，若它的温度降低到100℃，释放的热量为________J；若这些热量全部用于加热100g常温的水，则水温将升高________℃.[已知铁的比热容为0.46×103J/（kg·℃），水的比热容为4.2×103J/（kg·℃）]
7.（2012·河北）小明探究不同物质的吸热能力时，在两支相同的试管中分别装入质量相等、温度相同的水和煤油，用一个酒精灯同时对两支试管加热，加热一段时间后，温度计示数如图所示．
（1）指出图中使用酒精灯的错误：
____________________________．
（2）水和煤油比较，________吸热能力强．
（3）加热一段时间后，煤油的温度升高了4℃，则水的温度升高了________℃.[c水＝4.2×103J/（kg·℃），c煤油＝2.1×103J/（kg·℃）]
（4）小明所在的学习小组尝试用图像表示这个实验情况，正确的图像应该是________．
（5）给水和煤油加热，得到的实验数据如下表：
物质
次数
质量m/kg
升高的温
度Δt/℃
加热时
间t/min
水
1
0.1
10
2
2
0.2
10
4
煤油
3
0.1
10
1
4
0.2
10
2
①实验中，记录加热时间的目的是：
____________________．
②分析第1、2次或第3、4次实验数据，可以得出的初步结论是：
____________________________有关；分析第1、3次或第2、4次实验数据，可以得出的初步结论是：
_________________________________．
③如果加热相同的时间，质量相同的水和煤油，________温度升高得多．
④该实验采用了控制变量法，下列探究过程中也采用了这一方法的是（）
A．探究影响压力作用效果的因素B．探究平面镜成像的特点
C．探究通电螺线管的磁场是什么样的
10．（2015·张家口二模）太阳是人类能源的宝库．太阳能电池板将太阳能转化为电能，并能给蓄电池充电，将电能转化为________能储存起来；太阳能集热器给水箱中的水加热，如果水箱中有100kg水，经过一段时间照射后，温度由25℃升高到50℃，水吸收的热量是________J；如果改用燃烧煤提供热量，且煤完全燃烧放出热量的50%被水吸收，则需燃煤________kg[c水＝4.2×103J/（kg·℃），q煤＝3.0×107J/kg]．
11．（2015·德阳）体积为0.28m3、热值为3.6×107J/m3的煤气完全燃烧放出的热量为________J；若这些热量的50%被温度为20℃、质量为30kg的水吸收，则水的末温是________℃.[水的比热容是4.2×103J/（kg·℃）]
12．（2015·苏州）某学习小组同学想研究酒精灯烧水时的热效率．他们用酒精灯给100g的水加热，经过一段时间测得水温升高了60℃、消耗了4.2g酒精．已知：
水的比热容为4.2×103J/（kg·℃），酒精的热值为3×107J/kg.求：
（1）此过程中水吸收的热量；
（2）4.2g酒精完全燃烧放出的热量；
（3）酒精灯烧水时的热效率．
13．（2015·无锡）现探明中国南海海底有大量的可燃冰．已知可燃冰的热值比煤气的热值大得多，则完全燃烧相同质量的可燃冰和煤气，燃烧________放出的热多，1kg的可燃冰，燃烧一半后，剩余可燃冰的热值________（填“变大”“变小”或“不变”）．
14．（2015·雅安）近期科学家发明了一种单缸六冲程内燃机，它每一个工作循环的前四个冲程与单缸四冲程内燃机相同，在第四冲程结束后，立刻向汽缸内喷水，水在高温汽缸内迅速________（填物态变化名称）成高温、高压水蒸气，推动活塞再次做功，在水蒸气推动活塞做功的过程中主要的能量转化情况为____________________，从而提高了热机的效率．
15．（2015·遂宁）小华家在遂宁偏远的农村，还没用上天然气，使用的是瓶装液化气．如果每瓶中装入20kg液化气，液化气的热值取4.2×107J/kg，则每瓶液化气全部完全燃烧放出的热量是____________J，若放出的热量有50%被利用，在标准大气压下可把________________kg的水从20℃加热至沸腾[c水＝4.2×103J/（kg·℃）]．一次烧水过程中，水烧开后，她看到锅盖向上跳动，其原因是水蒸气的________能转化为锅盖的________能．
16．（2015·沈阳）在风力资源丰富的地区，可以看见由许多风力发电机组成的“风车田”．发电机发电的过程是将其他形式的能________（填“转移”或“转化”）成电能的过程．风能安全清洁，作为________（填“可再生”或“不可再生”）能源是未来的理想能源之一．
17．（2015·衡阳）质量为2kg的某种物质温度从20℃升高到40℃时，吸收的热量是1.88×104J，该物质的比热容是________J/（kg·℃）．如果不考虑热量散失，需要完全燃烧________kg干木材来提供热量．（q木材＝1.2×107J/kg）
18．（2015·鄂州）我市所有出租车已使用天然气来代替燃油．天然气是一种清洁燃料，它是____________（填“可再生”或“不可再生”）能源．某出租车在一段时间内消耗了420g天然气，若这些天然气完全燃烧，可放出热量________J，这些热量可使质量为________kg的水由20℃升高到100℃[天然气的热值为4.4×107J/kg，水的比热容为4.2×103J/（kg·℃）]；天然气燃烧时将________能转化为内能．
19.（2015·内江）如图所示，是最新一款无人驾驶汽车原型图．汽车自动驾驶时使用雷达传感器，以及激光测距器来了解周围的交通状况．该款车以72km/h的速度在一段平直的公路上匀速行驶了8km时，消耗汽油1.5L．假设燃油完全燃烧，汽油机的效率为30%，那么，在这段运动过程中，求：
（1）该汽车发动机做的有用功是多少？
（2）该汽车的输出功率为多少？
（已知：
汽油的密度为0.8×103kg/m3，汽油的热值为4.5×107J/kg）
20.（2016广安）当今太阳能热水器已经在广安城乡用得非常普遍了，如图所示。
已知某太阳能热水器在冬季有效日照时段里，能将8℃、100L水加热到38℃。
请解答：
[水的比热容为4.2×103J/（kg℃），水的密度为1.0×103kg/m3]
（1）太阳能属于 （选填“一次”或“二次”）能源。
（2）热水器中水的质量是多少？
（3）在此过程中，水吸收了多少热量？
（4）若此期间太阳辐射到热水器的热量为4.2×107J，则该热水器的效率是多少？
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