专题12内能及其应用-2023年中考物理二轮复习专题精讲

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1.常考考点精析
2.2023年中考命题趋势分析
(1)本专题常见的题型有选择题、填空题、实验探究题、计算题。
(2)预计2023年考查的内容是分子的无规则热运动，内能概念的判断及改变内能的两种方法，比热容的概念及在生活、生产中的应用，探究物质的比热容，热机的四个工作过程，热值、热机效率、热量的计算。
3.重难点知识精析
物质是由大量 构成的;一切物质的分子都在不停地 ;分子间存在着相互作用的 和 。
内能:物体内所有分子做 运动而具有的分子动能和分子之间的 能的总和,一切物体都有 。内能单位: ,符号: 。物体的内能与物体的 有关。改变物体内能的方法: 和 。
热量:在热传递过程中,物体 热的多少;单位: ;符号: 。
比热容：单位质量的某种物质温度升高 ℃吸收的热量。比热容是物质的 ,每种物质都有自己的比热容,它的大小与物质的种类有关，与物体的 、吸收的 、温度的变化量无关。
热量的计算：
(1)物体的温度由t₀℃升高到 t℃ 时吸收的热量 。
(2)物体的温度由t₀℃降低到t℃时放出的热量 。
6.燃料的热值: 某种燃料 燃烧放出的热量,单位: 或 ;热值是燃料本身的一种特性,只与燃料 有关。燃料磁死吸山热重的公式Q放=
7.内燃机:内燃机有 和 两种,它们是把 能转化为 能的装置。工作过程有 冲程, 冲程, 冲程,排气冲程。四冲程汽油机和柴油机的一个工作循环， 个冲程,活塞往复运动 次,曲轴连杆转 周,只有 冲程对外做功 次，其他三个冲程靠飞轮 完成。
8.热机效率定义：热机转变为有用功的能量(有效利用的能量)与燃料完全燃烧释放的能量的 称为热机效率，由于热机工作时总是有能量的损失，所以热机效率始终小于 。
9.热机燃料燃烧释放能量的主要走向：(1)燃料的化学能 释放;(2)克服 消耗的能量;(3) 带走的能量;(4)机械 损失能量;(5)对外做 的能量。
10.能量既不会凭空消灭，也不会凭空 ，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，而在车化和转移的过程中，能量的总量持 。
参考答案
1.分子 做无规则运动 引力 斥力
2.无规则 势 内能 焦耳 J 温度做功 热传递
3.传递 焦耳 J
4.1 一种特性 质量 热量
6.1 kg/1m³ 完全 J/kg J/m³种类 mq
7.柴油机 汽油机 内 机械 吸气压缩 做功 4 2 2 做功 1惯性
8.比值 1
4.重难点考点精炼
1．在自然的尺度中，从微观世界到无垠的宇宙，存在着各种各样的物质。下列物质中，自然尺度最小的是（ ）
A． 浩瀚星空中的天体B． 远飞的大雁
C． 奔驰的骏马D． 人类的大敌“新冠病毒”
【答案】D
【详解】从微观世界到无垠的宇宙，存在着各种各样的物质，以下几种物质中，浩瀚星空中的天体尺度最大，其次是奔驰的骏马，再次是远飞的大雁，尺度最小的是新冠病毒，肉眼不能看到，故D符合题意，ABC不符合题意
故选D。
2．用两个相同的加热器，分别对质量相等的甲、乙两种液体加热，其温度随时间变化的图像如图所示，由图像可以看出
A．甲的比热容比乙的大B．甲的比热容比乙的小
C．甲和乙的比热容相同D．加热时甲、乙初温相同
【答案】B
【详解】由图示可以看出，当加热时间相同时，即吸收的热量相同时，甲的温度升高的快，利用热量的计算公式Q吸=cm△t可知，在质量相等、吸热也相同的情况下，谁的温度升高得快，它的比热容小；所以，甲的比热容小，乙的比热容大，B符合题意．
3．用相同的酒精灯分别对a、b两液体加热如图甲，根据测得数据分别描绘出这两液体的温度随加热时间变化的图像如图乙，在相同的时间内两液体吸收的热量相等，不计液体热量散失，分别用、、、表示两液体的质量和比热容，则结合图中信息作出的下列推断正确的是（ ）
A．若，则
B．若，则
C．若，则
D．若，则
【答案】B
【详解】AB．若
由图乙得，吸收相同的热量，a的温度升高幅度大，由知，a的比热容较小，b的比热容较大，即
故A错误，B正确；
CD．若
由图乙得，吸收相同的热量，a的温度升高幅度大，由知，a的质量较小，b的质量较大，即
故CD错误。
故选B。
4．初温相同的甲、乙两个实心球，它们的质量和比热容分别为、和、，两球吸收相等的热量之后，甲球把热量传给乙球，则下列情况中不可能的是（ ）
A．，B．，
C．，D．，
【答案】D
【详解】因甲、乙两球吸收相同的热量后，甲球可把热量传给乙球，所以，甲球的末温大于乙球的末温，因两球的初温相同，所以，甲球的温度变化量大，即t甲＞t乙；
由Q吸=cmt可得，
且Q吸相等，t甲＞t乙，所以
c甲m甲＜c乙m乙
由选项可知，ABC均可能，而D不可能。
故选D。
5．炎热的夏天，小明打着赤脚在烈日当空的小河边游玩时发现：岸上的石头热得烫脚，而河水却比较凉，其主要原因是
A．石头的吸热能力强，因此石头升温快
B．水吸收的热量少，因此河水比岸上石头的温度低
C．这是小明的错觉造成的，实际上岸上石头与水的温度相同
D．水的比热容比石头的大，在受到太阳同样照射的情况下，水升高的温度少
【答案】D
【详解】试题分析：对水的比热容大的理解：相同质量的水和其它物质比较，吸收或放出相同的热量，水的温度升高或降低的少；升高或降低相同的温度，水吸收或放出的热量多，据此分析．
解：因为水的比热容比石头的大，相同质量的水和石头比较，吸收相同的热量（都在太阳照射下），水的温度升高的少，故河水是凉凉的，而石头的温度升高的多，热得烫脚．
故选D．
【点评】本题主要考查了学生对水的比热容大的特点及应用的了解和掌握，应用好“质量、吸收的热量相同时，比热越大温度升高的越小”是本题的关键，可以借助Q=cm△t帮助记忆．
6．在“比较不同物质吸热能力”的实验中，向两个相同的烧杯内倒入初温和质量相同的甲、乙两种不同液体，用相同的加热器同时加热，记录相关数据，并绘制出如图所示的图像。若两种液体中有一种是水，另外一种液体的比热容比水小，则另外一种液体的比热容等于______J/(kg⋅℃)。（c水=4.2×103J/(kg⋅℃)，不计热量损失）
【答案】1.8×103
【详解】由题可知，用相同的加热器同时加热，所以加热5min吸收的热量相同，即Q甲=Q乙，由图可知
∆t甲=90℃-20℃=70℃，∆t乙=50℃-20℃=30℃
因为质量相同的不同物质，吸收相同的热量，比热容大的温度变化小；所以甲的比热容小，乙的比热容大，因为水的比热容大，另外一种液体的比热容比水小，所以甲是另一种液体，乙是水；因为甲、乙的质量相同，由Q吸=cm∆t可知
c甲m∆t甲=c水m∆t乙
另一种液体的比热容
7．如图所示为液态烛蜡和水在凝固时的温度—时间图象，则图____是表示水的凝固图象。甲图中该物质在t1至t2的时间段的过程中内能__________（选填“增加”“不变”或“减少”）。
【答案】 甲 减少
【详解】[1]冰是晶体，水凝固成冰的过程中放出热量但温度保持不变，故水的凝固图象是甲。
[2]甲图中该物质在t1至t2的时间段内处于凝固过程，该过程放出热量所以内能减少。
8．今年入冬以来，高邮经历了雾霾天气，常见的雾是属于_______（填写物态变化名称）现象；PM2.5（直径小于等于2.5微米的颗粒物）被认为是造成雾霾天气的“元凶”， PM2.5直径最大为_______cm，请你提出一条减少PM2.5产生的建议：_________．
【答案】 液化 2.5×10-4 详见解析
【详解】[1]雾是空气中的水蒸气遇冷变为小水珠，是液化；
[2]PM2.5是直径小于等于2.5微米的颗粒物，PM2.5直径最大为
2.5μm=2.5×10-4cm；
[3]少开车、对工厂排放的废气进行处理、多植树造林等可以改善空气质量。
9．热机的种类很多，尽管它们在构造上各不相同，但都是把内能转化为________能的机器，它的工作循环有四个冲程，其中________冲程完成上述的能量转化．
【答案】 机械 做功
【分析】内燃机的四个冲程有吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程，将机械能转化为内能的是压缩冲程，将内能转化为机械能的是做功冲程；只有做功冲程对外输出功，其它三个冲程依靠飞轮惯性完成．
【详解】(1)汽油机和柴油机都是为了让机械运动，因此都是把内能转化为机械能的机器；
(2)汽油机、柴油机的一个工作循环包括：吸气、压缩、做功、排气四个冲程，做功冲程是高温高压的燃气对活塞做功完成的，是将内能转化为机械能的过程．
故答案为机械；做功．
10．已知水的比热容是，天然气的热值是4.4×107J/kg。用天然气灶将一壶5kg水从20℃加热到64℃时，水吸收的热量是______J。若天然气灶燃烧放出热量的一半被水吸收，则需要消耗______g天然气。水壶中的水用去一半后比热容______。（填“变大”“不变”或“变小”）
【答案】 9.24×105 42 不变
【详解】[1]一壶5kg水从20℃加热到64℃时，水吸收的热量为
[2]若天然气灶燃烧放出热量的一半被水吸收，则天然气燃烧放出的热量为
由可知，需要消耗的天然气为
[3]比热容是物质的本身属性，水壶中的水用去一半后比热容不变。
11．为了探究冰熔化时温度的变化规律，小丽设计了如图甲所示的实验装置，并通过实验描绘了冰熔化时温度随加热时间变化的图像，如图乙所示。
（1）本实验采用___________法加热冰，其好处是___________ ；
（2）冰在熔化过程中温度保持不变，内能___________（选填“变大”“变小”“不变”）。小丽和同学交流时发现，冰熔化前升温快，熔化后升温慢，原因是___________ ；
（3）通过查找资料，小丽发现：为了表示晶体熔化成液体时吸收的热量，物理学中引入了物理量“熔化热”。冰的熔化热为3.35×105J/kg，其物理意义是“1kg、0℃的冰熔化成相同温度的水时吸收的热量是3.35×105J。已知试管中冰的质量为100g，水的比热容为4.2×103J/（kg），假设在加热过程中水蒸发引起的质量变化可忽略不计，则试管中的冰从图像中的B点加热到D点吸收的热量为___________ 。
【答案】 水浴 使被加热物体受热均匀 变大 水的比热容比冰的比热容大
【详解】（1）[1]将装有固体的试管放入水中加热，采用的是水浴加热法。
[2]水浴加热法的好处是可以使被加热物体受热均匀。
（2）[3]冰在熔化过程中，温度虽然保持不变，但会持续吸热，所以内能变大。
[4]因为熔化前后，物质的质量不变，即冰和水的质量相等，根据可知，当质量相同时，吸收相同的热量，比热容大的，温度变化慢，所以冰熔化前升温快，熔化后升温慢，是因为水的比热容比冰的比热容大。
（3）[5]由题意可知，冰的熔化热为3.35×105J/kg，其物理意义是“1kg、0℃的冰熔化成相同温度的水时吸收的热量是3.35×105J，因此0.1kg的冰从B点加热到C点吸收的热量为
根据可知，0.1kg的水从C点加热到D点吸收的热量为
即试管中的冰从图像中的B点加热到D点吸收的热量为
12．如图所示，是比较不同物质的吸热情况的实验装置，烧杯中装有质量相同，初温相同的甲乙两种液体。小英将相同的电加热器分别浸没在甲乙两种液体中，同时开始加热，每隔一段时间记录甲乙两种液体的温度值。请按要求完成下列问题：
（1）甲乙两种液体吸收热量的多少可通过________比较（选填“液体升高的温度”或“加热时间”）；
（2）下图是根据实验数据绘制的图像，分析可知甲比乙的比热容________（填“大”、“小”）。若从甲乙液体中选取作为暖手袋的供热物质，则应选________（填“甲”、“乙”）。
【答案】 加热时间 小 乙
【详解】（1）[1]由于两个加热器相同，相同时间产生的热量相同，故甲乙两种液体吸收热量的多少可通过加热时间来反映。
（2）[2]如图所示，加热相同的时间，即吸收相同的热量，甲液体的温度上升的多，根据可知，等质量的两种液体，甲的温度变化比乙的温度变化大，则甲的比热容比乙小。
[3]由于乙的比热容大于甲的比热容，等质量的甲乙两种液体，在改变相同温度时乙放出或吸收的热量比甲更多，故若从甲乙液体中选取作为暖手袋的供热物质，则应选乙。
13．为了比较水和食用油的吸热能力，小明用两个相同的装置做了如图所示的实验。
（1）从表中数据可知，水和食用油的质量_________（选填“相同”或“不相同”），加热结束时，食用油的温度比水的温度_____（选填“高”或“低”）。
（2）在此实验中，要使水和食用油的最后温度相同，就要给水加热更长的时间，此时，水吸收的热量________（选填“大于”或“小于”或“等于”）食用油吸收的热量。
（3）实验表明，__________吸热的能力更强，那么比热容大的是_________。（两空选填“水”或“食用油”）
【答案】 相同 高 大于 水 水
【详解】(1)[1]根据表中数据水和食用油的质量都是60g，质量相同。
[2]加热结束时，食用油的温度是68℃，水的温度是45℃，食用油的温度比水的温度高。
(2)[3]实验中实验装置相同，使用相同的酒精灯，加热时间越长，被加热物体吸收的热量越多，给水加热更长时间，水吸收的热量就大于食用油吸收的热量。
(3)[4]升高相同的温度水需要吸收更多的热量，水的吸热的能力更强。
[5]根据比热容的定义，质量相同升高温度相同的物质，吸收热量越多，比热容越大，水的比热容较大。
14．为保障今年夏粮丰收增产，我市部分县区利用植保无人机对小麦开展“一喷三防”喷洒作业。如图所示。某品牌植保无人机，加满农药和汽油后总质量为20kg，底部支架与水平地面的接触面积为50cm2。在某次喷洒作业中，该无人机以5m/s的水平速度匀速喷洒3min，消耗汽油100mL。已知汽油的密度为0.71×103kg/m3，其热值为4.6×107J/kg，g取10N/kg，求无人机：
（1）起飞前对水平地面的压强；
（2）3min内飞行的水平路程；
（3）3min内消耗的汽油完全燃烧放出的热量。
【答案】（1）；（2）900m；（3）
【详解】解：（1）起飞前对水平地面的压力
起飞前对水平地面的压强
（2）3min内飞行的水平路程
（3）3min内消耗的汽油完全燃烧放出的热量
答：（1）起飞前对水平地面的压强为；
（2）3min内飞行的水平路程为900m；
（3）3min内消耗的汽油完全燃烧放出的热量为。
15．2022年北京冬奥会示范运营1000多辆氢燃料电池车（如图所示），该车排放物是水，不产生任何污染物，是当前世界新能源汽车重要的发展方向。假设某国产氢燃料电池车总质量为5×103kg。在某次测试中该车匀速行驶时受到的阻力是车重的0.02倍，在0.5h内行驶了28km的路程，消耗的氢能源为0.4kg（不考虑氢能源燃料消耗对车质量的影响）。求该测试过程中氢燃料电池车：（已知q氢=1.4×108J，g取10N/kg）
（1）行驶的平均速度为多少km/h；
（2）牵引力做的功；
（3）氢能源燃烧释放的能量转化为机械能的效率。
【答案】（1）56km/h；（2）2.8×107J；（3）50%
【详解】解：（1）氢燃料电池车0.5h内行驶了28km的路程，根据可得，车行驶的平均速度为
（2）氢燃料电池车总质量为5×103kg，受到的重力为
G=mg=5×103kg×10N/kg=5×104N
车匀速行驶时受到的阻力是车重的0.02倍，汽车做匀速直线运动，牵引力和阻力是一对平衡力，所以车受到的牵引力为
F=f=0.02G=0.02×5×104N=103N
牵引力做的功为
W=Fs=103N×28×103m=2.8×107J
（3）消耗0.4kg的氢能源，放出的热量为
Q放=qm=0.4kg×1.4×108J=5.6×107J
氢能源燃烧释放的能量转化为机械能的效率为
16．一间教室里空气的质量约为200kg。冬季取暖时，该教室内的空气由10℃升高到25℃[空气的比热容约为]。求：
（1）空气吸收的热量是多少？
（2）如果这些热量由烧煤来提供，煤完全燃烧放出的热量有25%被空气吸收。那么至少需要燃烧多少千克的煤？（q煤=3×107J/kg）
【答案】（1）3×106J；（2）0.4kg
【详解】解：（1）空气所吸收的热量
（2）因为煤完全燃烧放出的热量有25%被空气吸收，所以煤完全燃烧时放出的热量
至少燃烧煤的质量
答：（1）空气吸收的热量是3×106J；
（2）至少需要燃烧0.4kg的煤。
考点名称
考查内容
(1)分子动理论
①分子热运动；②扩散现象；③分子间的作用力
(2)内能
①内能的概念；②改变物体内能的方法
(3)热量
①热量的计算；②单位
(4)比热容
①定义；②比热容的特点；③比热容的应用
(5)燃料的热值
①定义；②单位
(6)热机
①热机的效率；②内燃机的四个冲程
(7)能量的转化和守恒
①能量的存在形式；②能量的转化和守恒
物质
质量/g
初始温度/℃
加热时间/min
最后温度/℃
水
60
20
6
45
食用油
60
20
6
68