资源简介

(共83张PPT)
第十讲　机械能、内能及其转化
知识结构
考点清单
考点一机械能
1.能量
定义 物体能对外做功，我们就说这个物体具有 　能量　 ，简称能
实质 物体做功的过程就是能的 　转移　 或 　转化　 的过程
单位 焦耳，符号：J，与功的单位相同
备注 （1）能量是表示物体做功本领大小的物理量；能量可以用能够做功的多少来衡量，物体能够做的功越多，它具有的能就越大.
（2）一个物体“能够做功”并不是一定“要做功”，也不是“正在做功”或“已经做功”.如：山上静止的石头具有能量，但它没有做功，也不一定要做功
能量　
转移　
转化　
2.机械能： 　动能与势能　 统称为机械能.
机械能 动能 势能 重力势能 弹性势能
定义 物体由于 　运动　 具有的能 受到重力的物体由于被举高而具有的能 发生 　弹性形变　 的物体具有的能
影响 因素 质量相同的物体，运动的速度越大，它具有的动能越大；运动速度相同的物体，质量越大，它具有的动能也越大 物体质量越大，位置越高，具有的重力势能就越大 同一物体的弹性形变越大，具有的弹性势能就越大
动能与势能　
运动　
弹性形变　
机械能 的转化 一个物体可以同时具有动能和势能， 　动能和势能　 可以相互转化
机械能守 恒定律 动能和势能相互转化时，机械能并不是总保持不变的，在只有动能和势能相互转化时，机械能的总和保持不变，即机械能守恒，机械能守恒是一种理想化的情况
动能和势能　
备注 人造卫星运动中的机械能变化：
（1）在近地点，卫星离地球最近，动能最大；在远地点，卫星离地球最远，重力势能最大.
（2）从近地点到远地点：动能减小，势能增大，动能转化为势能；从远地点到近地点：势能减小，动能增大，势能转化为动能
　　例1　（2022·兰州）2022年3月29日，我国成功发射“长征六号改”运载火箭，搭载了“浦江二号”和“天鲲二号”卫星.在火箭加速升空的过程中，若以发射台为参照物，该火箭是 　　　　 的，卫星的机械能 　　　　 （选填“增大”“不变”或“减小”）.
　　解析：以发射台为参照物，火箭的位置相对于发射台发生改变，所以火箭是运动的.火箭加速升空的过程中，卫星的质量不变，速度增大，高度增大，则动能增大，重力势能增大，因此卫星的机械能增大.
答案：运动　增大
解析：以发射台为参照物，火箭的位置相对于发射台发生改变，所以火箭是运
动的.火箭加速升空的过程中，卫星的质量不变，速度增大，高度增大，则动能增
大，重力势能增大，因此卫星的机械能增大.
1.分子热运动
物质的组成 常见的物质都是由大量的分子组成的；分子很小，用肉眼和光学显微镜无法分辨
考点二内能
分子热运动 物体中大量分子的无规则运动叫作分子的热运动.
分子热运动实例：扩散现象
（1）扩散：两种不同的物质可以自发地彼此进入对方的现象.
（2）扩散现象说明： 　分子之间有间隙　 、 　分子都在不停地做无规则运动　 .
（3）固、液、气都可扩散，扩散与温度有关；温度越高，分子的运动 　越剧烈　 .
备注：分子运动与物体运动要区分开，用肉眼直接看到的物体的运动不能用分子的热运动解释，也不是扩散现象，是宏观物体的机械运动，如尘土飞扬、沙尘暴等
分子之间有间隙　
分子都在不停地做无规
则运动　
越剧烈　
分子间 作用力 分子间同时存在着相互作用的引力和斥力.
（1）分子间引力和斥力同时存在，且都随分子间距离的增大而减小，只是斥力减小得更快.
（2）当分子间距离变小时，作用力表现为斥力；当分子间距离变大时，作用力表现为引力.
（3）分子间距离很大时，分子间的作用力可以忽略不计.
备注：
（1）分子间引力和斥力同时存在.
（2）物体被压缩时，分子间距离变小，并不是分子变小.
（3）固体和液体很难被压缩是因为分子之间的斥力起主要作用.
（4）固体很难被拉断、胶水粘东西都是因为分子之间的引力起主要作用.
（5）破镜不能重圆是引力和斥力都非常小，几乎为零，而不是只受斥力不受引力的作用
分子动理论 （1）物质是由大量分子组成的.
（2）构成物质的分子之间有间隙，并不是一个紧挨着一个排列.
（3）一切物质的分子都在不停地做无规则运动.
（4）分子之间存在着相互作用的引力和斥力
2.内能
定义 物体内所有分子的分子 　动能　 与分子 　势能　 的总和，叫作物体的内能.
（1）分子由于热运动而具有的能叫分子动能，物体的 　温度　 越高，分子热运动的速度 　越快　 ，分子动能越大.
（2）分子之间存在相互作用力，因而分子具有 　势能　 ，称为分子势能
单位 焦耳（J）
特点 物体在任何情况下都有内能，既然物体内部分子不停地运动着和分子之间存在着相互作用力，那么内能是无条件存在的，无论是高温的铁水，还是寒冷的冰块
动能　
势能　
温度　
越快　
势能　
影响物体 内能大小 的因素 （1）温度（最主要因素）：在质量、材料和状态相同时，物体的温度越高，物体的内能越大. （2）质量：在温度、材料和状态相同时，物体的质量越大，物体的内能越大. （3）材料：在温度、质量和状态相同时，物体的材料不同，物体的内能可能不同. （4）存在状态：在温度、材料和质量相同时，物体存在的状态不同时，物体的内能也可能不同 备注：内能与机械能不同.机械能是宏观的，是物体作为一个整体运动所具有的能量，它的大小与机械运动有关.内能是微观的，是物体内所有分子的分子动能与分子势能的总和.内能大小与分子做无规则运动的快慢及分子作用力有关.这种无规则运动是分子在物体内的运动，而不是物体的整体运动
改变内能 的方式 做功 （1）外界对物体做功，物体内能 　增加　 ，机械能转化为内能.
（2）物体对外界做功，物体内能 　减少　 ，内能转化为机械能
增加　
减少　
改变内能 的方式 热传递 （1）定义：温度不同的物体相互接触，低温物体温度升高，高温物体温度降低的过程叫作热传递. （2）热传递发生的条件：物体之间存在 　温度差　 . （3）方向：热量从 　高温　 物体传递到 　低温　 物体. （4）最终结果：高温物体内能减少，低温物体内能增加，持续到物体的 　温度　 相同为止. （5）实质：内能发生了 　转移　 备注：（1）热传递过程中，物体吸收或放出热的多少叫作热量.
（2）热传递过程中传递的是热量，而不是温度.
（3）热传递是热量从高温物体传递给低温物体，而不是从内能多的物体传递给内能少的物体
温度差　
高温　
低温　
温度　
转移　
改变内能 的方式 做功和热传递改变内能的区别：做功和热传递在改变物体内能上是 　等效的　 ，但做功和热传递改变内能的实质不同，前者是 　能的转化　 ，后者是 　能的转移　
等
效的　
能的转化　
能的转移　
3.温度、热量、内能的区别
温度 热量 内能
概念 表示物体的 　冷热程度　 表示物体在热传递中传递 　能量　 的多少 物体内部所有分子的分子动能与分子势能的总和
微观实质 标志着物体内部大量分子热运动的剧烈程度 物体内能的改变量 物体的内能与物体内部所有分子的运动及相互作用有关
冷热
程度　
能量　
描述术语 用“降低”“升高”“降低到”“升高到”“是”等表述 吸收、放出 用“有”“具有”“改变”“增加”“减少”等表述
量的种类 状态量 过程量 状态量
符号 t Q E
单位 摄氏度（℃） 焦耳（J） 焦耳（J）
联系 （1）物体的内能改变，但温度不一定改变（如晶体熔化、液体沸腾）.
（2）物体温度改变，物体的内能一定改变，但物体不一定吸收或放出热量，因为做功也可以改变物体的内能.
（3）热量是一个过程量，伴随着热传递的产生而出现、终止而消失；物体本身并没有热量，不能说某个物体“具有”或“含有”热量，更不能“比较”两物体热量的多少，只能说物体“吸收”或“放出”了多少热量
　　例2　（2022·兰州诊断）如果用微观的分子动理论去分析宏观的热现象，会得到全新的认识，则下列说法错误的是 （ ）
A.水的汽化速度与温度有关，温度越高，水分子运动越快，其“外逃”到空气中的速度就越大
B.冰块的水分子并未停止运动，升华时冰块中的水分子“悄悄外逃”到空气中
C.铁棒难以拉断，这说明构成它的分子之间只存在引力不存在斥力
D.密闭针管中的气体能够被压缩，说明气体分子间存在着间隙
　　解析：水的汽化速度与温度有关，温度越高表明水分子运动越快，“外逃”到空气中的速度就越大，A正确；冰直接变成水蒸气属于升华现象，冰块内部的水分子并未停止运动，一段时间后，冰中的水分子“悄悄外逃”到空气中了，B正确；铁棒难以拉断，这说明构成它的分子之间存在引力，不能说明分子间不存在斥力，C错误；密闭针管中的气体能够被压缩，说明气体分子间存在着间隙，D正确.
解析：水的汽化速度与温度有关，温度越高表明水分子运动越快，“外逃”到
空气中的速度就越大，A正确；冰直接变成水蒸气属于升华现象，冰块内部的水分
子并未停止运动，一段时间后，冰中的水分子“悄悄外逃”到空气中了，B正确；
铁棒难以拉断，这说明构成它的分子之间存在引力，不能说明分子间不存在斥力，
C错误；密闭针管中的气体能够被压缩，说明气体分子间存在着间隙，D正确.
答案：C
考点三比热容
定义 某种物质温度升高（或降低）所吸收（或放出）的 　热量　 与物质的 　质量　 和 　温度变化量　 乘积的比，叫作这种物质的比热容，用字母c表示
单位 焦每千克摄氏度，符号： 　J/（kg·℃）　
物理意义 表示物质吸热或放热本领的物理量
热量　
质量　
温度变化量　
J/（kg·℃）　
比热容的特点 （1）比热容是物质的一种特性，每种物质都有自己的比热容，不同物质的比热容一般不同，可以鉴别物质.
（2）大小与物体的 　种类　 、 　状态　 有关，与质量、体积、温度、密度、吸热、放热、形状等无关.
（3）对于同一种物质，比热容的大小与物质的状态有关，如c水＞c冰.
（4）物质的比热容越大，吸热（放热）本领越强，其温度越不容易改变
种类　
状态　
水比热容的应用 水的比热容为4.2×103J/（kg·℃），表示 　1kg的水温度升高（或降低）1℃吸收（或放出）的热量为4.2×103J　 .
（1）水的吸（放）热本领强，常用水作散热剂.
（2）水的温度难改变，对机械或生物起到保护作用
热量的计算 （1）热量计算的一般公式：Q＝cmΔt
（2）吸热公式：Q吸＝cm（t－t0）
（3）放热公式：Q放＝cm（t0－t）
热平衡方程 若不计热损失，Q吸＝Q放
备注 温度变化的表述形式：“升高”“升高了”或“降低”“降低了”都是指温度变化量Δt，而“升高到”“降低到”是指物体的末温
1kg的水温度升高（或降
低）1℃吸收（或放出）的热量为4.2×103J　
　　例3　（2022·恩施州）夏季，混凝土护栏被太阳晒得很热，池塘中太阳下的水却不很热，主要原因是[c混凝土＝0.84×103J/（kg·℃），c水＝4.2×103J/（kg·℃）] （ ）
A.水不吸热 B.混凝土初温高 C.水的比热容大 D.混凝土放热
　　解析：水的比热容大，根据Δt＝，质量相等的水和混凝土，太阳照射同样的时间，吸收相同热量，由于水的比热容较大，水的温度升高较小，因此，水的末温比混凝土低，所以太阳下的混凝土热得烫脚，而旁边池塘里的水却不怎么热，C正确.
答案：C
解析：水的比热容大，根据Δt＝，质量相等的水和混凝土，太阳照射同样的
时间，吸收相同热量，由于水的比热容较大，水的温度升高较小，因此，水的末温
比混凝土低，所以太阳下的混凝土热得烫脚，而旁边池塘里的水却不怎么热，C正
确.
1.热机
定义 将由燃料燃烧产生的高温高压气体的 　内能　 转化为 　机械能　 的机器叫作热机
种类 蒸汽机、内燃机（柴油机、汽油机）、汽轮机和喷气式发动机
内能　
机械能　
考点四热机
2.内燃机：内燃机是利用汽缸内燃料燃烧产生高温高压的燃气来推动活塞做功的热机.
　　工作过程 工作循环　　　　 进气门 排气门 活塞运动 能量转化
吸气冲程 开 关 向下
压缩冲程 关 关 向上 　机械能　 转化为 　内能　
做功冲程 关 关 向下 　内能　 转化为 　机械能　
机械能　
内能　
内能　
机
械能　
排气冲程 关 开 向上
备注 （1）内燃机（柴油机、汽油机）的工作过程：活塞在汽缸内往复运动，驱动机械做功. （2）内燃机的每个工作循环分为四个冲程，做功冲程是内燃机中唯一对外做功的冲程，其他三个冲程是依靠飞轮的惯性来完成的 3.汽油机和柴油机的比较
汽油机 柴油机
不同点 构造 顶部有一个 　火花塞　 顶部有一个 　喷油嘴　
吸气冲程 吸入 　汽油与空气的混合　 气体 吸入 　空气　
点燃方式 　点燃式 　压燃式
效率 低 高
应用 小型汽车、摩托车 载重汽车、大型拖拉机
相同点 一个工作循环活塞往复运动2次，曲轴和飞轮转动2周，经历4个冲程，做功1次 火花塞　
喷油嘴　
汽油与空气的混
合　
空气　
点燃式
压燃式
　　例4　（2022·兰州）一台单缸四冲程汽油机，只有第三个冲程中燃气对外做功，其他冲程是靠飞轮的 　　　　 来完成的；若飞轮的转速为1200r/min，则该汽油机每秒钟做功 　　　　 次.
　　解析：四冲程内燃机的一个工作循环是由吸气、压缩、做功和排气四个冲程组成的；在内燃机工作的四个冲程中，只有做功冲程对外做功，其他冲程是靠飞轮的惯性来工作的；四冲程汽油机的飞轮转速为1200r/min，则该飞轮每秒钟转20圈，活塞往复运动20次，共10个工作循环，做功10次.
答案：惯性　10
解析：四冲程内燃机的一个工作循环是由吸气、压缩、做功和排气四个冲程组
成的；在内燃机工作的四个冲程中，只有做功冲程对外做功，其他冲程是靠飞轮的
惯性来工作的；四冲程汽油机的飞轮转速为1200r/min，则该飞轮每秒钟转20圈，活
塞往复运动20次，共10个工作循环，做功10次.
定义 某种燃料 　完全燃烧　 时化学能转化为内能的量（放出的热量）与其质量的比叫作这种燃料的热值
单位 J/kg
热值的理解 （1）对于热值的概念，要注重理解关键词“某种燃料”“完全燃烧”.某种燃料：说明热值与燃料的种类有关.完全燃烧：表明要完全烧尽.
（2）热值是燃料本身的一种特性，只与燃料的 　种类　 有关，与燃料的形态、质量、体积等均无关
定义式 q＝
完全燃烧　
种类　

考点五热值
燃料完全燃烧 放出的热量 Q＝mq或Q＝Vq （1）燃料燃烧放热公式的选择依据单位来确定.如果单位是J/kg，公式选择Q＝mq；如果单位是J/m3，公式选择Q＝Vq.
（2）燃料燃烧过程中将化学能转化为内能.
（3）不能误认为q与Q成正比，与m或V成反比
　　例5　（2022·宜昌）关于燃料及其热值，下列说法正确的是 （ ）
A.没有燃烧的燃料，热值等于零
B.燃料完全燃烧时，它的热值最大
C.燃料的热值与质量和燃烧状态无关
D.燃料燃烧时温度越高，放出的热量越多
　　解析：热值是燃料本身的特性，只与燃料的种类有关，与燃料的质量无关，与燃料是否完全燃烧无关，与产生的热量无关，A、B错误，C正确；由Q放＝mq可知，燃料燃烧放出的热量，与燃料的质量、热值和是否完全燃烧有关，与燃烧的温度无关，D错误.
解析：热值是燃料本身的特性，只与燃料的种类有关，与燃料的质量无关，与
燃料是否完全燃烧无关，与产生的热量无关，A、B错误，C正确；由Q放＝mq可
知，燃料燃烧放出的热量，与燃料的质量、热值和是否完全燃烧有关，与燃烧的温
度无关，D错误.
答案：C
考点六热机的效率
定义 热机用来做有用功的那部分能量与燃料完全燃烧放出的热量之比
公式 η＝ 　 　 ＝
提高热机效 率的途径 （1）使燃料尽可能充分燃烧.
（2）尽量减少各种热损失.
（3）机件间保持良好的润滑，减小摩擦
　
能量的转 移和转化 （1）能量的存在形式：机械能、内能、光能、电能、化学能、核能等.
（2）在一定的条件下，不同形式的能可以相互转化，如燃料燃烧将化学能转化为内能、钻木取火将机械能转化为内能、电动机将电能转化为机械能等.
（3）能量形式没有发生变化是能量的转移，如热传递；能量形式发生变化是能量的转化，如燃料燃烧时化学能转化为内能
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其他物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变
考点七能量的转化和守恒
备注 能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定律之一，大到宇宙天体，小到原子、分子，只要有能量转化，就一定服从能量守恒定律
题型方法技巧
方法一区分内燃机四个冲程的方法：一看气门开闭状态，二看活塞运动方向.
两个门都关 一个气门开，一个气门关
活塞向下运动 做功冲程 吸气冲程
活塞向上运动 压缩冲程 排气冲程
　　例　（2022·兰州诊断）如图所示为汽油机工作循环中的 　　　　 冲程.“涡轮增压”发动机能提供足量的空气，使汽油更充分地燃烧，比普通发动机更节能；同样的汽油加在“涡轮增压”发动机内与普通发动机内相比较，其热值 　　　　 （选填“更大”“一样大”或“更小”）.
　　解析：图中两气门均关闭，活塞向上运动，是压缩冲程；热值是燃料的特性，与燃烧情况无关，同样的汽油加在“涡轮增压”发动机内与普通发动机内相比较，其热值一样大.
答案：压缩　一样大
解析：图中两气门均关闭，活塞向上运动，是压缩冲程；热值是燃料的特性，
与燃烧情况无关，同样的汽油加在“涡轮增压”发动机内与普通发动机内相比较，
其热值一样大.
实验探究
实验一探究动能的大小与哪些因素有关
实验目的 探究动能的大小与哪些因素有关
探究方法 控制变量法和转换法
实验器材 斜面、不同质量的木球和钢球、木块
实验装置
实验步骤 （1）将不同质量的钢球和木球从斜面的同一高度释放，观察推动水平面上木块运动的距离.
（2）将同一质量的木球从斜面的不同高度释放，观察推动水平面上木块运动的距离
实验结论 物体动能的大小与物体的 　质量　 和 　速度　 有关；速度越大， 　动能越大　 ；质量越大， 　动能越大　
备注 （1）在研究质量对动能大小的影响时，使钢球从 　同一高度　 滚下，则到达斜面底端时速度大小相同.
（2）通过观察木块移动的距离，来反映小球的动能大小.
（3）在研究速度对动能大小的影响时，可让相同的小球从不同的高度滚下
质量　
速度　
动能
越大　
动能越大　
同一高度　
　　例1　（2022·兰州诊断）在探究物体动能大小与哪些因素有关时，同学们采用了如图所示的实验装置进行实验，将小球从斜面上由静止释放，小球滚下后撞击斜面底端的木块.
（1）实验时通过观察 　　　　 来判断小球的动能大小.
答案：（1）木块移动的距离　
（2）甲、乙两次实验中，将同一小球从斜面的不同高度由静止释放，这是为了探究动能大小与 　　　　 的关系.
答案：（2）速度　
（3）乙、丙两次实验中，让不同小球分别从斜面的同一高度由静止滚下是为了探究动能大小与 　　　　 的关系.
　　解析：（1）实验中通过观察木块被推动的距离的大小，来判断小球动能的大小.（2）甲、乙两次实验中，使用同一小球放置在不同的高度，控制了质量一定，改变了速度，所以甲、乙两图可以探究动能大小与速度的关系.（3）乙、丙两次实验中，让不同小球分别从斜面的同一高度由静止滚下，小球到达水平面时的速度相同，质量不同，是为了探究动能大小与质量的关系.
答案：（3）质量
解析：（1）实验中通过观察木块被推动的距离的大小，来判断小球动能的大
小.（2）甲、乙两次实验中，使用同一小球放置在不同的高度，控制了质量一定，
改变了速度，所以甲、乙两图可以探究动能大小与速度的关系.（3）乙、丙两次实
验中，让不同小球分别从斜面的同一高度由静止滚下，小球到达水平面时的速度相
同，质量不同，是为了探究动能大小与质量的关系.
实验二探究物质的比热容
实验目的 比较不同物质的吸热能力 探究方法 控制变量法 控制物体的质量、升高的温度相同时，探究物体吸收的热量与物质的种类是否有关
转换法 物体吸热的多少转换为加热时间的长短
器材 温度计、酒精灯、铁架台（带铁圈）、陶土网、搅拌器、烧杯、水、煤油 实验装置 实验步骤 器材安装 自下而上
实验步骤 操作过程 （1）取质量相同的水和煤油分别倒入两只烧杯中.
（2）观察并记录加热前两液体的初始温度t初.
（3）分别给两液体加热，记下加热的开始时刻，并用搅拌器上下搅拌.
（4）当一种液体的温度达到t末时，计算该液体的加热时间，对另一液体采用相同方法观察、记录.
（5）比较加热时间的大小
实验数据 t水≠t煤油
实验结论 相同质量的水和煤油，升高相同的温度，吸收的热量不同 　　例2　（2022·广安）为了探究“不同物质的吸热能力”，在两个相同的容器中分别装入质量、初温都相同的两种液体A、B，并且用相同的装置加热，如图甲所示.
（1）实验中，可以通过比较 　　　　 （选填“升高的温度”或“加热时间”）来反映两种液体吸收热量的多少.
答案：（1）加热时间　
（2）加热到4min时，液体B的温度如图乙所示，此时温度计示数是 　　　　 ℃.
答案：（2）42　
（3）冬天，如果你想自制暖手袋，应选液体 　　　　 （选填“A”或“B”）作为供暖物质，其效果更佳.
答案：（3）A　
（4）上述实验中，主要用到的科学探究方法有转换法和 　　　　 法.
　　解析：（1）实验中选用相同的酒精灯加热两种质量相同的不同液体，可通过比较加热时间来反映两种液体吸收热量的多少，加热时间越长，液体吸收的热量越多.（2）由图乙可知，温度计分度值为1℃，示数为42℃.（3）由图丙可知，吸收相同的热量，A的温度变化慢，说明A的比热容大；冬天要选比热容大的液体作为供暖物质，故选A.（4）上述实验中，主要用到的科学探究方法有转换法和控制变量法.
答案：（4）控制变量
解析：（1）实验中选用相同的酒精灯加热两种质量相同的不同液体，可通过比
较加热时间来反映两种液体吸收热量的多少，加热时间越长，液体吸收的热量越多.
（2）由图乙可知，温度计分度值为1℃，示数为42℃.（3）由图丙可知，吸收相同
的热量，A的温度变化慢，说明A的比热容大；冬天要选比热容大的液体作为供暖物
质，故选A.（4）上述实验中，主要用到的科学探究方法有转换法和控制变量法.
甘肃真题链接
1.（2021·兰州）农历五月初五是我国的传统节日——端午节，吃粽子是端午节的一大饮食习俗.关于煮粽子、吃粽子的过程中所涉及的物理知识，下列说法中错误的是（　C　）
A.煮粽子时，粽子的内能增大是通过热传递实现的
B.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
C.刚出锅的粽子，不能直接用手拿，是由于粽子含有的热量多
D.剥粽子时，粽叶与糯米粘在一起，是因为分子间存在引力
C
2.（2021·兰州）如图所示，小球从左侧斜面的P点由静止释放，在右侧斜面上能到达的最高位置是Q点，M、N是小球运动过程中先后通过的两个等高点，下列关于该过程的说法正确的是（　C　）
A.小球在左侧斜面向下运动的过程中，重力势能全部转化为动能
B.小球从P点向Q点运动的过程中，机械能保持不变
C.小球从P点向Q点运动的过程中，所受支持力不做功
D.小球通过M、N两点时的速度大小相等
C
3.（2020·兰州）关于热现象，下列说法正确的是（　B　）
A.燃料不完全燃烧时，热值变小
B.物体的温度不变，它的内能可能增加
C.物质的比热容与物体吸收或放出的热量有关
D.在热传递过程中，热量从内能多的物体传递到内能少的物体
B
4.（2020·金昌）如图所示描述的物理过程，下列分析正确的是（　D　）
A.图甲：厚玻璃筒内的空气被压缩时，空气的温度升高，内能不变
B.图乙：瓶内的空气推动塞子做功后，瓶内空气的内能增大
C.图丙：试管内的水蒸气推动塞子冲出时，水蒸气的内能增大
D.图丁：汽缸内的气体推动活塞向下运动，内能转化为机械能，气体内能减小
D
5.（2022·金昌）在高层建筑物上严禁随意向下丢弃物体，原因是物体所处的高度越高，物体所具有的重力势能越 　大　 （选填“大”或“小”），当高处的物体坠落时，因重力势能转化为 　动　 能，从而带来安全隐患.
6.（2021·天水）2020年7月23日，“天问一号”卫星在文昌航天发射场发射升空，将负责执行中国第一次自主火星探测任务.加速上升过程中，火箭燃料的 　化学　 能转化为燃气的内能，卫星的机械能 　增大　 （选填“增大”“减小”或“不变”）.
大　
动　
化学　
增大　
7.（2021·天水）如图所示是四冲程汽油机内部剖面图，此为 　做功　 冲程；汽油机需要用冷却液进行降温，是利用了冷却液的 　比热容　 大的特性.
8.（2021·兰州）某热水器使用天然气作为燃料，天然气属于 　不可再生　 （选填“可再生”或“不可再生”）能源.现将10kg的水从20℃加热到40℃，若天然气完全燃烧放出的热量全部被水吸收，则需要 　2.1×10－2　 m3的天然气.[c水＝4.2×103 J/（kg·℃），q天然气＝4×107 J/m3]
做功　
比热容　
不可再生　
2.1×10－2　
9.（2020·兰州）坐进新汽车里，我们常常会闻到一股刺鼻的气味，这种气味主要来源于各种装饰材料中的有害物质，这种现象说明车内有害物质的分子处于 　无规则　 运动之中；汽车在烈日的暴晒下，这种运动会 　加剧　 （选填“加剧”或“减缓”）；在太阳暴晒过程中，车内空气的内能是通过 　热传递　 （选填“做功”或“热传递”）的方式改变的.
无规
则　
加剧　
热传递　
10.（2022·兰州）阅读短文，回答问题.
页岩气
页岩气是指附存于有机质泥页岩及其夹层中，以吸附和游离状态为主要存在方式的非常规天然气，成分以甲烷为主，是一种清洁、高效的能源资源和化工原料.页岩气主要用于居民燃气、城市供热、发电、汽车燃料和化工生产等，用途广泛.　　
页岩气生产过程中一般无须排水，生产周期长，一般为30～50年，勘探开发成功率高，具有较高的工业经济价值.随着社会对能源的需求不断扩大，特别是水平井与压裂技术水平不断进步，人类对页岩气的勘探开发正在形成热潮.我国页岩气资源潜力大，初步估计我国页岩气可采资源量在36.1万亿立方米，与常规天然气相当.
（1）页岩气属于 　不可再生　 （选填“可再生”或“不可再生”）能源.
不可再生　
（2）若页岩气的热值为4.2×107J/m3，则燃烧5m3页岩气放出的热量为 　2.1×108　 J.
2.1×108　
11.（2022·金昌）如图所示，摆线的长L相同，小球A、B的质量mA＜mB，悬线与竖直方向的夹角θ1＜θ2.
（1）图甲、乙中，同时由静止释放A、B两球，观察到它们并排摆动且始终相对静止，同时到达竖直位置，这表明两小球在摆动过程中任一时刻速度大小与小球的 　质量　 无关.
（2）小强设计用如图所示装置探究“物体的动能大小与哪些因素有关”.小球按图示位置由静止释放，当小球摆动到竖直位置时，恰好与静止在水平面上的木块C发生碰撞，木块都会在水平面上滑行一定距离后停止，本实验中通过比较 　木块C移动的距离　 反映小球撞击木块C前的动能大小，这种研究方法叫 　转换法　 （选填“控制变量法”或“转换法”）.
（3）根据图乙、丙所示的探究过程，他观察到图丙中木块C撞得更远，可得出结论：小球的动能大小与 　速度　 （选填“速度”“高度”或“质量”）有关.
质量　
木块C移动
的距离　
转换法　
速度　
（4）若水平面绝对光滑且足够长，木块C被撞击后，它将做 　匀速　 （选填“减速”“匀速”或“加速”）直线运动.
（5）在探究小球动能与质量的关系时，有同学提议可以在水平桌面上将同一根弹簧压缩相同的程度，分别弹出质量不同的小球去撞击木块，撞击木块时小球的动能 　相等　 （选填“相等”或“不相等”），该方案 　错误　 （选填“正确”或“错误”）.
匀速　
相等　
错误　
12.（2020·兰州）为了模拟研究超载和超速带来的安全隐患，小霞同学设计了如图所示的探究实验：将A、B、C三个小球从同一装置高度分别为hA、hB、hc的位置由静止滚下（mA＝mB＜mC，hA＝hC＞hB），推动小木块运动一段距离后停止，根据生活经验和所学的物理探究方法，回答：
（1）在甲、丙两图所示的实验中，A、C两球刚滚到水平面时的速度 　相等　 （选填“相等”或“不相等”）.
相等　
（2）用来研究超速带来的安全隐患时，小霞应选择 　甲、乙　 两图所示的实验进行比较.
（3）后来小霞分别用B球和C球将弹性相同的弹簧压缩到相同程度后再放手，如图丁所示，则两球离开弹簧时的速度 　不相等　 （选填“相等”或“不相等”）.
甲、乙　
不相等　
13.（2020·天水）在探究“不同物质的温度变化与吸热关系”实验中，取质量和初温都相同的甲、乙两种液体，分别装入相同烧杯中，用相同的加热器加热，如图1所示.
（1）图2为某时刻的温度，其示数为 　39　 ℃.
（2）分析图3可知，吸收相同热量时， 　乙　 液体升温更高， 　甲　 液体更适合作汽车发动机的冷却液.（均选填“甲”或“乙”）
39　
乙　
甲　
（3）若甲、乙液体从图3所示的初温分别升高到40℃和35℃，吸收热量之比为2∶1，则甲、乙液体的比热容之比为 　3∶2　 .
3∶2　
14.（2022·金昌）小华家里用的是天然气灶，他尝试估测该灶的效率.小华在水壶中加入4L水，水的初温是20℃，然后将水烧开，他观察天然气表发现此次烧水用了0.1m3天然气，天然气的热值为4×107J/m3，水的比热容c＝4.2×103J/（kg·℃），当地大气压为标准大气压.求：
（1）水吸收的热量Q吸（不计水的热量损失）.
答案　解：（1）水的体积V水＝4L＝0.004m3；水的质量m＝ρV水＝1.0×103kg/m3×0.004m3＝4kg；在标准大气压下，水的沸点为100℃，即水的末温为100℃；水吸收的热量Q吸＝cm（t－t0）＝4.2×103J/（kg·℃）×4kg×（100℃－20℃）＝1.344×106J.
（2）天然气完全燃烧放出的热量Q放.
答案　解：（2）天然气完全燃烧放出的热量Q放＝qV＝4×107J/m3×0.1m3＝4×106J.
（3）天然气灶的效率η.
答案　解：（3）天然气灶的效率η＝＝＝33.6%.
15.（2020·金昌）某乡镇淘汰了柴炉，改用了清洁干净的液化天然气炉.
（1）要将2kg初温为20℃的一壶水恰好加热到100℃，需要吸收多少热量？
答案　解：（1）水吸收的热量Q吸＝cm（t－t0）＝4.2×103J/（kg·℃）×2kg×（100℃－20℃）＝6.72×105J.
（2）若液化天然气炉完全燃烧天然气放出的热量有40%被水吸收，烧开这壶水需要燃烧多少立方米天然气？[天然气热值为4×107J/m3，水的比热容为4.2×103J/（kg·℃）]
答案　解：（2）天然气完全燃烧放出的热量Q放＝＝＝1.68×106J，需要天然气的体积V＝＝＝0.042m3.
核心素养
1.（2022·邵阳）湿地被称为“地球之肾”，能调节空气的湿度和温度，其中能调节温度主要是因为水的（　A　）
A.比热容大 B.密度大
C.流动性大 D.热值大
A
2.（2022·牡丹江）四冲程内燃机在一个循环中，内能转化为机械能的冲程是
（　C　）
C
3.（2022·永州）关于热现象，下列说法正确的是（　C　）
A.丹桂飘香，说明了分子之间存在引力
B.“钻木取火”是通过热传递改变物体的内能
C.暑假同学们在家学做菜，厨房里菜香四溢，说明了分子在不停地做无规则运动
D.冬天用热水袋暖手，是通过做功改变物体的内能
4.（2022·泰州）夏天，将饮料放入冰箱冷藏室，饮料温度降低.下列说法正确的是
（　C　）
A.饮料将温度传递给冰箱中的空气
B.饮料放出热量后自身所含热量减少
C.饮料温度降低的过程伴随着内能的转移
D.饮料放热是因为饮料的内能比冰箱中空气的内能多
C
C
5.（2022·龙东地区）下列关于内能知识的描述正确的是（　C　）
A.物体温度越高内能越大，所以0℃的冰没有内能
B.温度越高的物体含有的热量越多，所以0℃的冰没有热量
C.摩擦生热是通过做功的方式改变了物体的内能
D.物体吸收热量，内能增加，温度一定升高
C
6.（2022·广西北部湾）2022年6月5日，“长征二号F遥十四”运载火箭搭载“神舟十四号”载人飞船成功发射升空.关于运载火箭发射升空时涉及的物理知识，下列说法正确的是（　D　）
A.使用的燃料热值较小
B.大量“白气”涌向四周是扩散现象
C.燃料燃烧时将内能转化为化学能
D.燃气主要通过热传递使周围的空气内能增大
D
7.（2022·荆州）打篮球是很多同学喜爱的运动项目，某次打篮球过程中，篮球的部分运动轨迹如图所示，下列说法正确的是（　C　）
A.篮球经过相同高度的B、C两点时，机械能相等
B.篮球第一次反弹后到达最高点D时，动能为0
C.篮球经过B、E两点时，动能可能相等
D.篮球在整个过程中机械能守恒
C
8.（2022·泰安）如图所示，物理学习小组在空旷的室外测试某型号无人机负重
飞行的能力.测试时将重20N的物体A固定在无人机上，并控制无人机完成以3m/s的速度匀速上升、在空中悬停、以2m/s的速度匀速下降三个阶段的测试项目，同时利用系统软件记录多次测量的相关信息，并做出测评报告.下列说法中（　C　）
C
①匀速上升阶段，物体A相对于地面是运动的；②匀速上升阶段，物体A的机械能不变；③匀速下降阶段，物体A的重力势能转化为动能；④物体A匀速下降阶段的动能小于匀速上升阶段的动能.
A.只有①③正确 B.只有②④正确
C.只有①④正确 D.只有①②③正确
9.（2022·凉山州）如图所示，小明在做模拟“蹦极”的小实验，一根橡皮筋一端系一个小球，另一端固定在A点.B点是橡皮筋不系小球自然下垂时下端所在的位置，C点是小球从A点自由释放后所能达到的最低点，不考虑空气阻力，关于小球从A点到C点运动过程的说法，正确的是（　A　）
A.小球从A点下落到B点的过程中，重力势能转化为动能
B.小球从A点下落到B点的过程中，受到重力和拉力的作用
C.小球从B点下落到C点的过程中，速度一直减小
D.小球在B点时受到平衡力的作用
A
10.（2022·无锡）如图所示，在试管里装入一些水，用软木塞塞住试管口，将试管放在酒精灯上加热使水沸腾，水蒸气会把软木塞冲开，在这一过程中，水蒸气膨胀对软木塞 　做功　 ，水蒸气的一部分 　内　 能转化为软木塞的 　机械　 能，利用这一原理，可以制成热机.
做功　
内　
机械　
11.（2022·百色）小刚在接种疫苗的过程中，能闻到医护人员擦拭在他手臂上酒精的气味，这是 　扩散　 现象；封闭在注射器内的空气压缩到一定程度就很难再被压缩，这是因为分子间存在 　斥力　 （选填“引力”或“斥力”）.
12.（2022·常州）天然气热水器将40kg的水从15℃加热到65℃，此过程中天然气完全燃烧释放热量的84%被水吸收，水吸收热量 　8.4×106　 J，天然气完全燃烧释放热量 　1×107　 J，需要消耗天然气 　0.25　 kg，这是通过 　热传递　 方式改变水的内能.[c水＝4.2×103J/（kg·℃），q天然气＝4×107J/kg]
13.（2022·常德）某台四冲程汽油机的转速为1200r/min，在1s内汽油机对外做了 　10　 次功.如果汽油机在某段时间内消耗了400g汽油，则汽油完全燃烧可放出热量为 　1.84×107　 J.（q汽油＝4.6×107J/kg）
扩散　
斥力　
8.4×106　
1×107　
0.25　
热传递　
10　
1.84×107　
14.（2022·绥化）为了探究动能大小的影响因素，利用斜面、钢球、木块等器材在同一水平面上开展了如图所示的探究活动.
（1）该实验中所探究物体的动能是指 　钢球　 （选填“钢球”或“木块”）的动能.
钢球　
（2）由甲、乙两图可知，当物体质量相同时，速度越大，动能越大.
（3）如甲、丙两图所示，让不同质量的钢球从同一斜面的 　同一高度　 由静止滚下，目的是 　使钢球运动到水平面时速度相同　 ，可得出结论： 　当物体速度相同时，质量越大，动能越大　 .
（4）若斜面下方水平面光滑，本实验 　不能　 （选填“能”或“不能”）达到实验目的.
同一高度　
使钢球运动到水平面时速度相同　
当物体速度相同
时，质量越大，动能越大　
不能　
15.（2022·常州）小组同学比较沙子和水的比热容，实验装置如图甲、乙所示.
（1）在两个相同的易拉罐内分别装入初温、 　质量　 相同的沙子和水.
质量　
（2）用两盏相同的酒精灯同时加热沙子和水，加热过程中需用玻璃棒不断搅拌，搅拌的目的是 　使沙子和水受热均匀　 ，测得实验数据如下表所示.
加热时间/min 0 1 2 3 4 5
温度/℃ 沙子 18 22 29 37 45
水 18 19 21 23 25 27
（3）5min时，温度计显示沙子的温度如图丙所示，其读数为 　52　 ℃.
（4）加热相同的时间，发现沙子的温度升得更高，有同学认为此过程中沙子吸收热量比水吸收热量多，该观点 　错误　 （选填“正确”或“错误”）.
（5）分析数据可得沙子的比热容 　小于　 （选填“小于”“等于”或“大于”）水的比热容.
使沙子和水受热均匀　
52　
错误　
小于　
16.（2022·聊城）食物也是一种“燃料”，释放化学能的过程不断地发生在人体内，提供细胞组织所需的能量.人体摄入的能量（营养师常称之为热量）过多或过少，都有损于健康.
（1）某种油炸食品，每100g可提供的能量约为1.26×106J，假设这些能量全部被质量为5kg、温度为25℃的水吸收，可使这些水的温度升高到多少摄氏度？[c水＝4.2×103J/（kg·℃）]
答案　解：（1）由公式Q吸＝c水m水（t－t0）得，水吸收热量后的温度t＝＋t0＝＋25℃＝85℃.
（2）如果上述这些能量全部用于克服重力做功，则能把多少千克的物体提升10m？（g取10N/kg）
答案　解：（2）如果这些能量全部用于克服重力做功，则W＝1.26×106J，根据W＝Gh＝mgh得，可被提升10m的物体的质量m＝＝＝1.26×104kg.

展开更多......

收起↑