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2024浙江省中考科学
复习课件
第29讲　内能、核能、能量转化与守恒
分子动理论（七上教材P125）
1.含义：常见的物质是由大量的 　分子　 、 　原子　 构成的；一切物质的分子都在 　不停地做热运动　 ；分子之间存在 　引力　 和 　斥力　 。
2.分子间的作用力：分子间同时存在着相互作用的 　引力　 和 　斥力　 。分子间的距离小时，作用力表现为 　斥力　 ；当分子间的距离稍大时，作用力表现为引力。
举例：被紧压在一起的铅柱很难被分开属于引力的作用；水很难被压缩是斥力的作用。
分子
原子
不停地做热运动
引力
斥力
引力
斥力
斥力
内能（九上教材P99）
1.克服摩擦做功与物体内能改变的关系
（1）内能含义：构成物质的大量微粒（如分子、原子、离子等）做 　无规则运动　 而具有的能。 　任何物体　 都有内能。
（2）物体温度 　越高　 ，内能 　越大　 ；温度越低，内能越小。
（3）克服摩擦做功，能使物体的内能增加。
无规则运动
任何物体
越高
越大
2.改变内能的两种途径——做功和热传递
（1）做功：对物体做功，物体的内能 　增加　 ；物体对外界做功，物体的内能 　减少　 。实质是机械能转化为内能。能的形式发生了变化。
（2）热传递：物体吸热，内能增加；物体放热，内能
　减少　 。实质是内能从高温物体传递到低温物体，或者内能从同一物体的高温部分　传递　 到低温部分。能的形式未发生转化。
（3）做功和热传递对改变物体的内能是　等效　 的。
增加
减少
减少
传递
等效
3.用热量来量度热传递过程中内能的变化。热传递中，传递的能量多少叫　　热。低温物体从外界吸收多少热量，内能就热热热多少；高温物体向外界放出多少热量，内能就 　减　 多少。
4．化学能与内能的转化
(1)化学能是物质发生化学反应时所释放的能量，它不能直接用来做功，只有在发生_____________的时候才释放出来，变成内能或其他形式的能量。
(2)常见吸热反应：________转变为化学能；大多数分解反应，需要在加热或高温条件下才能进行。常见放热反应：化学能转变为内能[如燃烧、酸碱反应、金属与酸反应、一般化合反应(如生石灰与水反应)]。
热量
增加
减少
化学变化
内能
1．热机是指各种利用内能做功的机械。热机原理是将燃料的
__________转化成内能再转化成___________。
2．热机的四个冲程：吸气冲程、_______冲程、_______冲程、________冲程。
热机（九上教材P104）
化学能
机械能
压缩
做功
排气
汽油机的四冲程工作简图
热值、比热容（七上教材P102）
热值 比热容
概念 1千克（或1立方米）的某种燃料完全燃烧时放出的热量，符号为q 单位质量的某种物质，温度升高（或降低）1 ℃所吸收（或释放）的热量，用符号c表示
单位 焦/千克（J/kg），
焦/米3（J/m3） 焦每千克摄氏度，即焦/（千克·摄氏度），符号为J/（kg·℃）
影响因素 热值是燃料的一种属性，与燃料的形状、体积、质量和是否充分燃烧无关，与燃料的________________ 有关 比热容是反映物质自身的物理属性，不同物质比热容一般不同
热量计算 Q＝ 　qm　 （适用于固体、液体） Q＝ 　cm Δt　
种类
qm
cmΔt
核能的利用（九上教材P119）
1.核能：原子核是可以转变的，且在有些转变的过程中还会释放出巨大的能量，这种能量叫做核能。
2.获得核能的途径
（1）重核裂变：质量较大的原子核在中子轰击下分裂成两个新原子核，并释放出能量的过程。
原子弹：根据 　核裂变　 的原理制成。
（2）轻核聚变：两个质量较小的原子核结合成质量较大的新核，同时释放出能量的过程。
氢弹：根据 　核聚变　 的原理制成。
核裂变
核聚变
3.放射性及其应用
（1）原子核的裂变和聚变都会产生一些放射性物质，如α射线、β射线、γ射线和X射线等。
（2）大量放射线对人畜会造成很大的伤害。如：建造核电站通常要修建很厚的水泥防护层，防止放射线外泄。
（3）较小量的放射线可以为人类做许多事。如：利用γ射线探伤、育种、放射线治疗肿瘤等疾病。
4.核电站
（1）核电站原理： 　原子核裂变　 。
（2）核电站的能量转化：核能→ 　内能　 →机械能→
　电能　 。
原子核裂变
内能
电能
能量的转化与守恒（九上教材P124）
1.能量的转化与守恒定律
（1）能量既不会消灭，也不会创生，它只会从一种形式 　　转 为其他形式，或者从一个物体 　转移　 到另一个物体，而在转化和转移的过程中，能的 　总量保持不变　 ，这就是 　能量的转化与与与守恒定律　 。
（2）能量的转化和守恒定律是自然科学最基本的规律。“永动机”是不可能成功的，因为它违背了 　能量的转化与守恒定律　　　。
转化
转移
总量保持不变
能量的转
化与守恒定律
能量的转化
与守恒定律
2.能量的转化与传递有一定的方向性
能量的转化与传递有一定的 　方向性　。例如热能可以从高温物体转移到低温物体，而不能自发地从低温物体转移到高温物体；可燃物可以通过燃烧将化学能转化成内能，但不可能将内能自发地转化成化学能。
3.能量利用效率和节能的关系
（1）能量利用效率是指有效利用的能量与总能量之比。
（2）提高能量利用效率的方法：减少能量浪费和损失；改进机械设备。
方向性
1.改变物体内能的方法
　　从能的转化看，通过做功改变物体的内能，实质上是其他形式的能与物体内能相互转化的过程。因此功可以用来量度内能改变的多少。通过热传递可以改变物体的内能，实质上是内能在物体间的转移，热传递过程中传递的能量用热量表示。因此热量也可以量度物体内能的变化。
例1　如图所示，甲气球装入少量的水，将甲、乙两个气球吹成一样大小，用细绳把它们挂在横杆上，烛焰靠近气球的底部加热，发现乙气球“啪”的一声破了，而甲气球加热很长时间仍安然无恙。这是由于甲气球装有水，水的比热容较_______，且水蒸发过程需要_______热，所以甲气球的温度升高得慢。在加热过程中，乙气球内气体内能增大，是用___________方法改变气体的内能。
大
吸
热传递
变式1　下列实例中，改变物体内能的途径与其他三个不同的是（　B　）
A.用力搓手，手会发热
B.把冰冷的手放到嘴边哈气，手会变暖
C.用锯条锯木头，锯条温度升高
D.用手反复弯折铁丝，铁丝弯折处会发热
B
2.能量的转化与守恒
　　能量的转化与守恒定律普遍适用于自然界的任何科学现象。能量发生转化是指能量的形式发生了变化。能量发生转移是指能量的形式没有变化，只是从一个物体转移到另一个物体。能量的转化和转移是有方向的，内能不可能自发地从低温物体转移到高温物体，只能从高温物体自发地转移到低温物体；机械能可自发地转化为内能，但内能不可自发地转化为机械能。
例2　如图所示，AB为光滑弧形槽，滑槽底部与水平面平滑连接，BC段是粗糙程度相同的平面，CD段是光滑平面，一个质量为m的小球从滑槽A处由静止开始下滑，运动到C处挤压弹簧，D处为弹簧被挤压到最短长度(弹簧能恢复到原来位置，不计碰撞时的能量损失)。第1次反弹后能沿着弧形槽上升到h/2处(不计空气阻力)。
(1)小球由A到B的过程中，机械能________(选填“守恒”或“不守恒”)。
(2)整个过程中，小球速度最大值vmax位于第一次经过______(选填“A”“B”“C”或“D”)处。
(3)小球第一次由B到C的过程中，克服摩擦力做功_________(用相应的字母表示)。
守恒
B
mgh/4
变式2　下列说法中不正确的是( )
A．摩托车上的热机工作时提供动力的是做功冲程
B．内能小的物体不可能将热量传递给内能大的物体
C．用锯条锯木头时锯条发热，锯条内能增加，木板内能也增加
D．能量的转移和转化具有一定的方向性
B
　分子动理论
1.下列对宏观事实的微观解释错误的是（　B　）
选项 宏观事实 微观解释
A 塑料带很难被拉断 分子之间有引力
B 水结冰后不再流动 分子停止了运动
C 切洋葱时眼睛被熏得直流泪 分子在不停运动
D 水很难被压缩 分子之间有斥力
B
　改变物体内能的方式
2．(2023，丽水)如图是电热液体蚁香器，工作时内部的发热部件对蚊香液加热，一段时间后，其顶部有“白雾”飘出，房间里弥漫着蚊香液的清香，起到驱蚊和灭蚊的作用。
(1)发热部件使蚊香液温度升高，该过程主要通过__________(选填“做功”或“热传递”)使蚊香液的内能增加。
(2)“白雾”是蚊香液先汽化后_______(填物态变化名称)形成的。
(3)房间里弥漫着清香说明分子在不停地
做________________。
热传递
液化
无规则运动
3．如图一只瓶子内装有一些铁屑。我们既可以通过振荡，也可以通过加热，使铁屑的温度升高，内能增大。从改变物体内能的方法来看，前者是通过________方法，后者是通过________方法来增大铁屑的内能。如果你没有看到内能改变的过程，仅凭铁屑温度的改变，能否确定采用了什么方法改变了铁屑的内能？_______(选填“能”或“不能”)，这是因为________________
_______________________________________。
做功
热传递
不能
做功与热传递
两种方法对改变物体的内能是等效的
4．如图是小明制作的简易“蒸汽船”模型。将盛有一定量水的铜制容器安装在“船体”上，用蜡烛对铜制容器底部加热，一段时间后铜管会向右喷蒸汽，“蒸汽船”就向左行驶。
(1)蜡烛对铜制容器加热导致容器内水温升高，这是通过_________的方式改变水的内能。
(2)当铜管向右喷蒸汽时，“船体”获得喷出的蒸汽对其向左的推力，这说明了____________________________。
热传递
物体间力的作用是相互的
　内能、热量与温度的关系
5．将一高温物体与一低温物体接触达到相同温度(两物体与外界没有热量交换)，则有( )
A．高温物体放出的热量一定大于低温物体吸收的热量
B．高温物体放出的热量一定等于低温物体吸收的热量
C．高温物体降低的温度一定大于低温物体升高的温度
D．高温物体降低的温度一定等于低温物体升高的温度
B
6．下面是两个有关热学方面的观点，请用实例说明它们是错误的。
(1)物体吸收热量，温度一定升高。
________________________________________________。
(2)物体温度升高，一定是吸收了热量。
________________________________________________。
冰熔化时吸收热量，但温度保持不变
压缩空气做功使空气温度升高(或“摩擦生热”等)
　比热容的理解和相关计算
7．(2023，宁波)为了比较液体a和液体b的比热大小，小宁分别称取相同质量的a和b，在初温相同条件下，利用如图所示装置在沸水中加热。
(1)做功和热传递是改变物体内能的两种途
径。本实验中，液体a、b内能增加的途径
是____________。
(2)实验过程中，小宁观察到温度计甲的示
数变化始终比乙快。由此可知，液体a的比
热ca与液体b的比热cb的大小关系是：ca______cb。
热传递
<
8．正午，小明对水面获取太阳的能量情况进行研究，他将装有400 g水的盘子放在室外平台上，经阳光照射10 min，水温升高了2.5 ℃，不计水的蒸发[水的比热容是4.2×103 J/(kg·℃)]。
(1)该过程水吸收的热量是多少？
(2)若照射到盘中水面上太阳能的功率为25 W，水获取太阳能的效率是多大？
解：(1)由Q＝cmΔt可得，该过程水吸收的热量为Q吸＝cmΔt＝4.2×103 J/(kg·℃)×0.4 kg×2.5 ℃＝4.2×103 J。
　热机的理解和冲程判断
10.如图，汽油机处于工作过程中的某个冲程，对此冲程下列叙述正确的是（　A　）
A.压缩冲程，机械能转化为内能
B.压缩冲程，内能转化为机械能
C.做功冲程，机械能转化为内能
D.做功冲程，内能转化为机械能
A
10．将“气压火箭”发射筒内充满气体，并在发射管外安装好纸火箭外壳。如图所示，按下发射气阀，随着“砰”的一声响，火箭飞出，同时看到下端管口出现了明显的“白气”。下列叙述中正确的是( )
A．“白气”是水蒸气
B．“白气”是由外界水蒸气吸热产生的
C．发射筒内气体与外界气体发生热传
递，内能增加
D．发射筒内气体对筒身与纸火箭做功，内能减小
D
11．如图甲所示，在玻璃筒底部放一小团浸有乙醚的棉花，快速压下活塞，观察到棉花燃烧。此实验可得出的结论是：对_____________(选填“浸有乙醚的棉花”或“筒内气体”)做功，它的内能会增大。如图乙所示为单缸四冲程汽油机工作过程中的四个冲程，其中______(填字母)与上述实验过程中能量的转化是一致的。若该汽油机的曲轴转速是3600转/分钟，则其每秒对外做功________次。若该汽油机1次做功2000 J，该汽油机的功率是_______kW。
筒内气体
B
30
60
　能量的转化和守恒
12.能量的形式多种多样且可以相互转化，下列事例中，属于内能转化为机械能的是（　D　）
A.运动员奔跑 B.电风扇工作
　
C.氢弹爆炸 D.内燃机做功冲程
D
13．某智能百叶窗的叶片上贴有太阳能板，在光照时发电，给电动机供电以调节百叶窗的开合。该过程中发生的能量转换是( )
A．电能→机械能→光能
B．光能→机械能→电能
C．光能→电能→机械能
D．机械能→电能→光能
C
14．(2023，台州)如图是我市三门核电站的发电流程示意图。在发电时，能量转化过程是( )
A．核能→机械能→内能→电能
B．核能→内能→机械能→电能
C．内能→核能→机械能→电能
D．机械能→核能→内能→电能
B
15．(2022，杭州)汽车开动和人的生命活动都需要能量，能量是各种运动的量度。给汽车开动和人的生命活动提供能量的两个过程如图所示，下列分析错误的是( )
A．都通过剧烈的氧化反应释放出能量
B．都将化学能转化为其他形式的能
C．都参与自然界的碳循环和氧循环
D．都遵循能量的转化和守恒定律
A
16．如图是一款健身拉力器原理图，斜面的倾角为30°，重500 N的物块与固定在斜面底端的弹簧相连。小明通过定滑轮拉着物块沿斜面向上匀速运动2 m的过程中(此过程弹簧始终处于被拉伸状态)。小明对绳的拉力所做的功为1000 J，克服弹簧拉力做功300 J，则克服物块重力做的功为________J，物块与斜面之间摩擦力的大小为________N。(忽略绳重、滑轮与轴的摩擦)
500
100
17．(2022，台州改编)铝箔轻巧，导电性好，能做许多科学实验。折一个U形铝箔框，其两端通过回形针与干电池两端相连，置于磁铁上方，如图所示。通电时，铝箔框就会朝一个方向摆动。通电摆动时，电能转化为_________能和内能。
机械
18．(2023，丽水)重为0.027牛的乒乓球，从1米高的A点自由下落，第一次落地弹起至0.6米的最高点B(如图甲)，将乒乓球置于装有适量水的杯子中，一起从1米高处自由下落，杯子落地后乒乓球弹起的高度远大于1米(如图乙)。
(1)图甲中的乒乓球从A点下落到弹起至B
点的过程中，机械能减少___________焦。
(2)图乙中的乒乓球弹起的高度远大于1米，
是由于乒乓球弹起瞬间机械能增大，此时
对乒乓球做功的物体是________。
0.0108
水

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