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第28讲　内能与核能
1．有一密封容器内储有一定量氧气，上面有一个不漏气的活塞，慢慢下压活塞，密封容器内部分子变化模型合理的是( )
B
2．小科学习了科学后，更加用心地观察生活，通过观察咖啡制作过程总结了下列几点想法，其中不正确的是( )
A．咖啡香飘四溢是扩散现象，说明分子在运动
B．咖啡在变凉的过程中，以热传递的方式改变了内能
C．咖啡在变凉的过程中，内能不断增加
D．咖啡温度越高，分子的热运动越剧烈
C
3．如图为礼花喷射器的内部结构，气罐通过气阀与纸筒相连。
使用时，转动纸筒，气罐内的高压气体便将纸筒内的礼花喷向
远处。内燃机的四个冲程中能量转化与这一现象相同的是( )
C
4．醋作为传统饮食中的健康成分，具有调节代谢、改善消化等作用。《齐民要
术》是最早详细记载醋制作工艺的典籍。记录显示，蒸煮是酿醋过程中的一道重要工序，如图所示是将谷物进行蒸煮的过程，下列说法错误的是( )
A．谷物内能的增加，是通过热传递的方式实现的
B．闻到醋味，是分子无规则运动的结果
C．木柴燃烧过程中，木柴的热值保持不变
D．蒸煮的时间越长，谷物含有的热量越多
D
5．如图表示用中子轰击铀 235原子核产生氪核和钡
核的模型。下列叙述正确的是( )

A．该模型表示的是核聚变
B．该反应产生的中子可继续轰击其他铀核形成链式反应
C．该反应不会产生放射性物质
D．不能用该反应获得能量的方式来发电
B
6．涡扇发动机堪称现代飞机的“心脏”，因此其涡轮等核心部件必须采用特殊材料制造，以承受极端高温。发动机的结构图如图所示，压气机压缩空气，燃烧室喷油与高压空气混合燃烧产生高温高压燃气，
推动涡轮机转动并从喷口喷出。下列说法不
正确的是( )

A．发动机内部耐高温的材料具有熔点高的特点
B．吸入发动机的空气被压缩机压缩后内能增大
C．发动机内，燃料和压缩空气混合后燃料的热值不变
D．高温高压的燃气经过涡轮机后燃气的内能增加，温度升高
D
7．近几年长江沿岸多个城市推广“江水空调”。江水空调就是把长江江面以下13～16米处的水抽上来，利用夏、冬两季江水与气温的差值进行制冷或制热。
(1)夏天，利用低温的江水来降低室内温度。室内空气降温过程中内能将______
(填“增大”“减小”或“不变”)，这种改变内能的方式属于_________。
(2)相同质量的水和空气升高相同温度时，因水的________较大，故水需要吸收更多的热量。
减小
热传递
比热容
8．全球领先的第四代核能利用技术——“钍基熔盐核反应堆”在甘肃省武威市成功建成。与传统反应堆相比，该核反应堆采用无水冷却技术，使用高温液态熔盐作为冷却剂，可在干旱地区实现高效发电。该新型核电站发生的是核______(填
“裂变”或“聚变”)反应，其能量转化过程为核能→____能→机械能→电能。
裂变
内
9．下图所示是小明制作的简易“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)蜡烛对铜制容器底部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”向左运动，这个过程的能量转化是____能转化为
______能。这与热机的_______冲程相同。
热传递
内
机械
做功
10．在“二氧化碳跨临界直冷制冰”技术中，技术原理简化为以下的流程图。其中，二氧化碳经过压缩机时被压缩；经
过冷凝器时被冷却；经过膨胀阀
时向外膨胀；经过蒸发器时会蒸
发。根据材料，回答下列问题。
(1)二氧化碳经过____时，没有发生物态变化。
A．压缩机 B．冷凝器
C．膨胀阀 D．蒸发器
作出上述判断的依据是：___________________________________。
(2)一定质量的二氧化碳经过__________(填“压缩机”或“冷凝器”)后，内能变大。其内能的改变方式是_______(填“做功”或“热传递”)。
A
CO2经过压缩机前后，均为气态
压缩机
做功
11．如图所示是某飞船的返回舱。返回舱重返地球时，为避免与大气剧烈摩擦产生的高热烧穿舱壁，返回舱表面涂有防热材料。返回舱的总质量为3×103 kg，表面防热材料的质量为500 kg，比热容为4×103 J/(kg·℃)，请回答下列问题：
(1)返回舱进入地球大气层时与大气剧烈摩擦，通过________方式增加了返回舱表面的内能，该过程与我们看到的_______(填“彗星”“流星”或“恒星”)相似。
(2)若返回舱在大气层中共下落1000 m，重力做功__________J。(g取10 N/kg)
做功
流星
3×107
(3)若返回舱进入大气层后下落1000 m的过程中，下落时减少的重力势能全部转化为内能且40%被防热材料吸收，则防热材料升高的温度是多少？(共25张PPT)
第28讲　内能与核能
1．定义：常见的物质是由大量的________、________构成的；一切物质的分子都在________________________。
2．分子间的作用力：分子间同时存在着相互作用的________和________。当分子间的距离较小时，作用力表现为__________；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；水很难被压缩属于斥力的作用。
分子
原子
不停地做无规则运动
引力
斥力
斥力
分子动理论
1．下列对生活中的现象解释错误的是( )
C
现象 解释
A 湿衣服在夏天比在冬天干得快 温度升高，分子运动加快
B 50 mL水与50 mL酒精混合后，总体积小于100 mL 分子之间有空隙
C 夏天，柳絮飞扬 分子在不停地运动
D 固体和液体的体积很难被压缩 分子之间有斥力
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______________而具有的能，俗称热能。一切物体，不论温度高低，都具有内能。
(2)影响内能的因素：温度、质量、物质种类、状态。同一物体，温度________，内能________；温度越低，内能越小。
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__________；物体对外界做功，物体的内能__________。实质是机械能转化为内能。
(2)热传递：物体吸热，内能增加；物体放热，内能________。内能只能从高温物体传递到低温物体，或者从同一物体的高温部分________到低温部分。实质是能量的转移。
(3)做功和热传递对改变物体的内能是________的。
无规则运动
越高
越大
增加
减少
减少
传递
等效
内能
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_______。低温物体从外界吸收多少热量，内能就________多少；高温物体向外界放出多少热量，内能就________多少。热量是过程量，不能说物体具有多少热量。
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：________转化为化学能；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：化学能转化为内能[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
2．如图所示，装有开水的暖水瓶的瓶塞跳起来了，在瓶塞跳起过程中，下列说法正确的是( )
A．瓶内的开水内能可能会增大
B．瓶塞的内能一定增大
C．瓶内气体的内能一定减小
D．暖水瓶外壳的内能一定会减小
C
3．下图为一种引火方式示意图，用铁球甲撞击包裹铝箔的生锈铁球乙，铁球乙上的木屑就会被引燃。其原因是撞击使生锈铁球乙温度升高，引发氧化铁与铝箔发生反应放出大量热，引燃木屑。甲球撞击乙球使乙球温度升高的原因是( )
A．球甲对球乙做功，球乙内能增大
B．球甲对球乙做功，球乙内能减小
C．球乙对球甲做功，球乙内能增大
D．球乙对球甲做功，球乙内能减小
A
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。
【备考补充】热机一个工作循环中的“4、2、2、1”：4个冲程中，活塞往返2次，曲轴或飞轮转动2圈，对外做功1次。一个工作循环中只有做功冲程对外做功，其他三个冲程是靠惯性完成的。
化学能
机械能
压缩
做功
排气
热机
4．如图所示，“脚踏冲天炮”是一种户外玩具，通过脚踩踏板压缩空气的方式发射小火箭。空气推动小火箭升空的过程相当于选项中的哪个冲程？( )
A 　 B 　 C 　 D
A
qm(或qV)
cmΔt
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 比热容是物质的一种特性，不同物质比热容一般不同
热量计算 Q＝__________ (适用固体、液体) Q＝___________
水比热容大的应用 冷却和取暖：北方冬天用热水袋取暖；初春傍晚，在秧田里灌水可以防止秧苗冻坏；给发动机降温用大的水箱，采用水做冷却剂等
调节气候：夏季沿海地区的温度要比内陆温度低；修建人工湖减缓热岛效应等
种类
热值、比热容
5．如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同。燃料的质量相同，烧杯内的液体质量也相同。下列说法正确的是( )
A．比较不同液体的比热容，不可以选择甲、丙两图
B．比较不同液体的比热容，可以选择乙、丙两图
C．比较不同燃料的热值，可以选择甲、乙两图
D．比较不同燃料的热值，可以选择乙、丙两图
C
1．核能：原子核是可以改变的，且在有些改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)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，并释放出巨大能量的现象。
原子弹：根据__________的原理制成。
(2)核聚变：两个质量较小的原子核结合成质量较大的新原子核，同时释放出能量的现象。
氢弹：根据__________的原理制成。
核裂变
核聚变
核能的利用
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：______________。
(2)核电站的能量转化：核能→__________→机械能→__________。
原子核裂变
内能
电能
6．如图是核能发电流程的示意图，该流程中不涉及的能量是( )
A．电能　　　　
B．化学能
C．内能
D．机械能
B
【例1】　下列事例中改变物体内能的方式与其他三项不同的是( )
A.酒精灯点燃火柴 B.划燃火柴
C.凸透镜点燃火柴 D.用柴火烧水
B
改变物体内能的方法
1．改变内能的方式有两种。下图中，能说明热传递改变物体内能的是图______，能说明做功改变物体内能的是图_______[均填“(a)”或“(b)”]。图(b)气球向右飞出，此时________能转化成________能。
(a)
(b)
内
机械
2．图甲所示是探究“做功改变物体内能”的实验装置，该装置由圆底烧瓶、温度传感器、橡皮塞、橡皮管、打气筒等组成。向圆底烧瓶内注入适量酒精，使用打气筒向烧瓶内打气，根据传感器采集的数据，电脑处理后得到如图乙所示图像。
(1)结合图乙分析，描述打气筒打气5 s后出现的实验现象：____________________
________________________________________。
(2)以下改变内能的方式中，与图乙中AB段相同的是________。
A．用锤子敲打钉子时，钉子变热
B．从滑滑梯上滑落，臀部变热
C．用燃气灶加热水，水温升高
D．手捂热水袋，手会变暖和
(3)在用本装置进行实验时能否去掉瓶内的酒精，请判断并说明理由。
_______________________________________________________。
橡皮塞弹出，瓶口冒
白雾，温度传感器显示温度下降
AB
能；通过温度传感器的温度变化可反映内能改变情况
【例2】　下列关于温度、热量和内能的说法正确的是( )
A．两个物体内能相等一定不会发生热传递
B．物体吸收热量，温度不一定升高
C．温度越高的物体内能一定越大
D．温度越高的物体含有的热量越多
B
内能、热量和温度的关系
3．下图是水火箭的简易原理图。使用打气筒向水火箭内不断打气，当内部气体压强增大到一定程度时，会使水从水火箭中向下喷出，从而使水火箭升空。以下说法错误的是( )
A ．打气时，水火箭内部空气的内能增大
B．水火箭头部做成流线型是为了减小空气阻力
C．水向下喷出会使水火箭升空是由于力的作用是相互的
D．打气筒打气时能量转化过程与汽油机的做功冲程相同
D
【例3】　小明利用某仪器观测质量相等的X、Y两个物体的放热情况，两物体的温度随时间变化的图像如图甲所示，用时41 min，它们在这段时间内放出的热量如图乙所示，则( )
A．物体X的比热容大于物体Y的比热容
B．物体X的温度变化大于物体Y的温度变化
C．相比于物体X，物体Y在0～41 min内，内能减少了更多
D．第16 min时，物体X的分子比物体Y的分子运动更剧烈
A
比热容
4．由 得知，下列说法中正确的是( )
A．物质的比热，与吸收的热量成正比
B．物质的比热，与物体的质量和温度的变化成反比
C．物质的比热，与吸收的热量成正比，与物体的质量和温度的变化成反比
D．物质的比热，与吸收的热量、物体的质量、温度的变化均无关
D
【例】　小应利用如图所示器材测量家中植物油的比热容。假设周围环境的气压为一个标准大气压，忽略鹅卵石、水和植物油在空气中热量散失。
实验步骤：
第一步：用案秤称出鹅卵石的质量m，然后在杯中分别倒入与鹅卵石质量相同的水和植物油，鹅卵石、水和植物油的温度均为25 ℃。
第二步：将两个相同的鹅卵石放入热水壶的沸水中，待它们与沸水同温后，夹起鹅卵石迅速分别放入装有水和植物油的杯中，测出鹅卵石与水、鹅卵石与植物油同温时的温度分别为t石＝37 ℃，t油＝50 ℃。
(1)鹅卵石放入沸水后，鹅卵石的内能__________(填“增大”或“减小”)，这是通过__________(填“做功”或“热传递”)的方式改变内能。
增大
热传递
(2)第二步中杯中水吸收的热量________(填“大于”“小于”或“等于”)植物油吸收的热量。
(3)求植物油的比热容c油(列式计算)。[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)]
大于
1．做功改变内能的具体方式有：①克服摩擦做功：机械能转化为内能，物体内能增加；②压缩气体做功：机械能转化为内能，气体内能增加；③气体膨胀对外做功：内能转化为机械能，气体的内能减小。
2．关于热量的易错点：①热量是一个“过程量”，即有热传递过程才会有热量概念出现；②热量不能说“含有”，一般说吸收或者放出；③热传递传递的是热量，而不是温度。

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