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1、 各种能、能的转化与守恒和能源分块讲解一物体的内能分块讲解一物体的内能【知识回顾知识回顾】物体的内能物体的内能(1)(1)物体内部物体内部所有做所有做_的微粒所具有的能的微粒所具有的能, ,称为物体的内能称为物体的内能, ,也称为也称为_能。内能是能量的形式能。内能是能量的形式之一之一, ,单位也是单位也是_。无规则运动无规则运动热热焦耳焦耳(2)(2)内能的特点内能的特点:_:_都具有内能。内能的大小都具有内能。内能的大小与与_有关。物体的温度升高有关。物体的温度升高, ,其内能增多其内能增多; ;反之反之, ,温温度降低度降低, ,物体内能减少。物体的内能还与物体内能减少。物体的内能还与_
2、有关。有关。一切物体一切物体温度温度质量质量(3)(3)改变内能的两种方式改变内能的两种方式:_:_和和_。做功。做功: :对对物体做功物体做功, ,可以使物体的内能可以使物体的内能_;_;物体对外做功物体对外做功, ,其其本身的内能会本身的内能会_。通过做功改变物体的内能。通过做功改变物体的内能, ,实质实质上是其他形式的能与物体的内能相互转化的过程。热上是其他形式的能与物体的内能相互转化的过程。热传递传递: :热能由高温物体热能由高温物体( (或高温部分或高温部分) )传递给低温物体传递给低温物体( (或低温部分或低温部分),),直至温度相等时结束。热传递的实质直至温度相等时结束。热传递的
3、实质是内能是内能( (热能热能) )由高温物体由高温物体( (或高温部分或高温部分) )传递给低温物传递给低温物体体( (或低温部分或低温部分),),即是能的即是能的_,_,不是能的转化不是能的转化过程。过程。做功做功热传递热传递增加增加减少减少转移过程转移过程【基础落实基础落实】1.(20161.(2016福州福州) )下列实例中下列实例中, ,通过做功方式改变物体通过做功方式改变物体内能的是内能的是( )( )A.A.阳光晒热棉被阳光晒热棉被B.B.锯木头时锯条变热锯木头时锯条变热C.C.用热水袋取暖用热水袋取暖D.D.冷气使房间温度降低冷气使房间温度降低B B解析解析阳光晒热棉被阳光晒热
4、棉被, ,属于热传递改变物体的内能属于热传递改变物体的内能; ;锯锯木头时锯条变热木头时锯条变热, ,是因摩擦是因摩擦( (克服摩擦力做功克服摩擦力做功) )而发热而发热, ,属于做功改变物体的内能属于做功改变物体的内能; ;用热水袋取暖用热水袋取暖, ,属于热传递属于热传递改变物体的内能改变物体的内能; ;冷气使房间温度降低冷气使房间温度降低, ,属于热传递改属于热传递改变物体的内能。变物体的内能。2.(20172.(2017舟山舟山) )下列各项都能使右图瓶内铁屑内能下列各项都能使右图瓶内铁屑内能增加增加, ,其中属于做功的是其中属于做功的是( )( )A.A.不断晃动瓶子不断晃动瓶子B.
5、B.用酒精灯加热用酒精灯加热C.C.用手捂瓶子用手捂瓶子D.D.在烈日下照射在烈日下照射A A解析解析不断晃动瓶子不断晃动瓶子, ,是克服摩擦做功是克服摩擦做功, ,使其内能增大使其内能增大, ,故故A A正确正确; ;用酒精灯加热是属于热传递改变物体的内能用酒精灯加热是属于热传递改变物体的内能, ,故故B B错误错误; ;用手捂瓶子是属于热传递改变物体的内能用手捂瓶子是属于热传递改变物体的内能, ,故故C C错误错误; ;在烈日下照射是属于热传递改变物体的内能在烈日下照射是属于热传递改变物体的内能, ,故故D D错误错误; ;故应选故应选A A。3.(20173.(2017绍兴绍兴) )如图
6、所示是某轿车发动机的四冲程如图所示是某轿车发动机的四冲程汽油机的一个工作循环示意图。表示做功冲程的是汽油机的一个工作循环示意图。表示做功冲程的是( )( )C C解析解析A A、进气门开启、进气门开启, ,汽油和空气的混合物流入汽缸汽油和空气的混合物流入汽缸, ,是吸气冲程是吸气冲程; ;不符合题意不符合题意; ;B B、两气门都关闭、两气门都关闭, ,活塞上行活塞上行, ,汽缸容积变小汽缸容积变小, ,是压缩冲是压缩冲程程, ,不符合题意不符合题意; ;C C、两气门都关闭、两气门都关闭, ,活塞下行活塞下行, ,汽缸容积变大汽缸容积变大, ,是做功冲是做功冲程程, ,符合题意符合题意; ;
7、D D、排气门开启、排气门开启, ,气体流出汽缸气体流出汽缸, ,是排气冲程是排气冲程; ;不符合题不符合题意。意。【要点精讲要点精讲】要点改变物体内能的方法和内能的利用要点改变物体内能的方法和内能的利用【重要提示重要提示】做功改变内能和热传递改变内能的不同做功改变内能和热传递改变内能的不同, ,主要是依据是否对物体做了功。同时要理解当外界对主要是依据是否对物体做了功。同时要理解当外界对物体做功时物体做功时, ,物体的内能增大物体的内能增大; ;当物体对外界做功时当物体对外界做功时, ,物体的内能就会减少。燃料燃烧物体的内能就会减少。燃料燃烧, ,将化学能转化为内将化学能转化为内能能, ,气体
8、膨胀对软木塞做功气体膨胀对软木塞做功; ;在汽油机的做功冲程中在汽油机的做功冲程中, ,气体对外做功气体对外做功; ;通过内能的利用将气体膨胀做功和做通过内能的利用将气体膨胀做功和做功冲程中的能量转化相联系。功冲程中的能量转化相联系。【例例1 1】(2016(2016宁波宁波) )在如图所示的在如图所示的“汽油机模型汽油机模型”实验中实验中, ,厚壁有机玻璃圆筒内底装有两根与静电起电厚壁有机玻璃圆筒内底装有两根与静电起电机相连接的放电针。机相连接的放电针。(1)(1)将适量的汽油喷入筒内将适量的汽油喷入筒内, ,用软木塞塞住筒口用软木塞塞住筒口, ,摇动摇动起电机。如果观察到放电针放电起电机。
9、如果观察到放电针放电, ,汽油燃烧汽油燃烧, ,软木塞被软木塞被高温高压的气体高温高压的气体_,_,即可模拟四冲程汽油机工即可模拟四冲程汽油机工作时的作时的_冲程。冲程。(2)(2)实验时若发现点火装置不能工作实验时若发现点火装置不能工作, ,可用火柴替代放可用火柴替代放电针。为了点燃圆筒内的火柴电针。为了点燃圆筒内的火柴, ,可用可用_会聚太会聚太阳光使其燃着。阳光使其燃着。解析解析(1)(1)将适量的汽油喷入筒内将适量的汽油喷入筒内, ,用软木塞塞住筒口用软木塞塞住筒口, ,摇动起电机摇动起电机; ;当放电针放电时当放电针放电时, ,汽油燃烧汽油燃烧, ,圆筒内气体圆筒内气体的内能增加的内
10、能增加, ,气体对软木塞做功气体对软木塞做功, ,软木塞被高温高压的软木塞被高温高压的气体冲出气体冲出, ,而汽油机的做功冲程对外做功而汽油机的做功冲程对外做功, ,因此该实验因此该实验可模拟四冲程汽油机工作时的做功冲程。可模拟四冲程汽油机工作时的做功冲程。(2)(2)因为凸透镜、凹面镜对光线有会聚作用因为凸透镜、凹面镜对光线有会聚作用, ,所以为了所以为了点燃圆筒内的火柴点燃圆筒内的火柴, ,可用凸透镜或凹面镜会聚太阳光可用凸透镜或凹面镜会聚太阳光使其燃着。使其燃着。答案答案(1)(1)冲出做功冲出做功(2)(2)凸透镜或凹面镜凸透镜或凹面镜【变式训练变式训练1 1】(2017(2017黄冈
11、黄冈) )如图甲所示如图甲所示, ,在一个配有在一个配有活塞的玻璃筒内放一团硝化棉活塞的玻璃筒内放一团硝化棉, ,用力下压活塞用力下压活塞, ,硝化棉硝化棉被点燃被点燃: :(1)(1)这是通过这是通过_的方式使玻璃筒内空气的内能的方式使玻璃筒内空气的内能_(_(选填选填“增大增大”或或“减小减小”) )。(2)(2)请在图乙中画出活塞下行过程中受到的摩擦力的请在图乙中画出活塞下行过程中受到的摩擦力的示意图示意图( (力的作用点画在力的作用点画在O O点点) )。解析解析(1)(1)迅速向下压活塞迅速向下压活塞, ,活塞会压缩空气做功活塞会压缩空气做功, ,使使空气的内能增加空气的内能增加,
12、,温度升高温度升高, ,当温度达到硝化棉的燃点当温度达到硝化棉的燃点时时, ,硝化棉就会燃烧硝化棉就会燃烧, ,通过此实验可说明做功可以改变通过此实验可说明做功可以改变物体的内能。物体的内能。(2)(2)活塞竖直向下运动活塞竖直向下运动, ,摩擦力的方向和摩擦力的方向和活塞运动方向相反活塞运动方向相反, ,竖直向上竖直向上, ,作出摩擦力示意图如图作出摩擦力示意图如图所示。所示。答案答案(1)(1)做功增大做功增大(2)(2)如图所示如图所示【例【例2 2】(2017(2017杭州杭州) )如图如图, ,汽油机处于工作过程中的汽油机处于工作过程中的某个冲程某个冲程, ,对此冲程下列叙述正确的是
13、对此冲程下列叙述正确的是( () )A.A.压缩冲程压缩冲程, ,机械能转化为内能机械能转化为内能B.B.压缩冲程压缩冲程, ,内能转化为机械能内能转化为机械能C.C.做功冲程做功冲程, ,机械能转化为内能机械能转化为内能D.D.做功冲程做功冲程, ,内能转化为机械能内能转化为机械能解析解析如图如图, ,进气门和排气门都是关闭的进气门和排气门都是关闭的, ,活塞上行活塞上行, ,可以判断是压缩冲程可以判断是压缩冲程, ,在压缩冲程中机械能转化为内在压缩冲程中机械能转化为内能能, ,故故A A正确正确,B,B、C C、D D错。错。答案答案A A【变式训练变式训练2 2】(2017(2017临沂
14、临沂) )关于如图所示实验的说关于如图所示实验的说法法, ,错误的是错误的是( () )A.A.试管口出现的白雾是液化的结果试管口出现的白雾是液化的结果B.B.该实验基本能反映热机的工作原理该实验基本能反映热机的工作原理C.C.木塞冲出的过程机械能转化为内能木塞冲出的过程机械能转化为内能D.D.该实验可以说明做功能改变物体的内能该实验可以说明做功能改变物体的内能解析解析A.A.试管口出现的白雾是由于蒸气对活塞做功试管口出现的白雾是由于蒸气对活塞做功, ,内能减少内能减少, ,温度降低温度降低, ,水蒸气液化的结果水蒸气液化的结果, ,故故A A正确。正确。B.B.该实验蒸汽推动软木塞做功该实验
15、蒸汽推动软木塞做功, ,内能转化为机械能内能转化为机械能, ,所所以该实验基本能反映热机的工作原理以该实验基本能反映热机的工作原理, ,故故B B正确。正确。C.C.木塞冲出的过程内能转化为机械能木塞冲出的过程内能转化为机械能, ,故故C C错误错误, ,符合符合题意。题意。D.D.蒸汽推动软木塞做功蒸汽推动软木塞做功, ,内能减少内能减少, ,故该实验可以说明故该实验可以说明做功能改变物体的内能做功能改变物体的内能,D,D正确。正确。答案答案C C分块讲解二热量和热值分块讲解二热量和热值【知识回顾知识回顾】热量和热值热量和热值(1)(1)热量热量: :热传递过程中热传递过程中, ,传递传递_
16、叫做热量叫做热量( (用用Q Q表示表示),),热量可以用来量度内能的变化热量可以用来量度内能的变化, ,与功和与功和能的单位一样能的单位一样, ,热量的单位也是焦耳。热量的单位也是焦耳。能量的多少能量的多少(2)(2)比热容比热容:_:_的某种物质的某种物质, ,温度升高温度升高( (或降或降低低)1 )1 时吸收时吸收( (或放出或放出) )的的_,_,称为该物质的比称为该物质的比热容热容, ,单位为单位为J/(kgJ/(kg),),符号为符号为c c。水的比热容为。水的比热容为4.24.210103 3 J/(kg J/(kg)。单位质量单位质量热量热量(3)(3)计算公式计算公式:Q=
17、cm(t-t:Q=cm(t-t0 0)=_)=_。(4)(4)燃料的热值燃料的热值:1:1千克某种燃料千克某种燃料_时放出的热时放出的热量量, ,叫做这种燃料的热值叫做这种燃料的热值, ,单位是单位是J/kg,J/kg,符号为符号为q q。计算。计算公式公式:Q=mq,:Q=mq,燃料燃烧是物质剧烈氧化的过程燃料燃烧是物质剧烈氧化的过程, ,该过程该过程可以放出大量的热量。从能量的转化看可以放出大量的热量。从能量的转化看, ,燃料燃烧释燃料燃烧释放热量的过程就是将贮存在燃料中的化学能转化为内放热量的过程就是将贮存在燃料中的化学能转化为内能的过程。能的过程。cmtcmt完全燃烧完全燃烧【基础落实
18、基础落实】1.(20161.(2016邵阳邵阳) )烈日炎炎的夏季烈日炎炎的夏季, ,白天海滩上的沙子白天海滩上的沙子热得烫脚热得烫脚, ,海水却很凉爽海水却很凉爽; ;傍晚傍晚, ,沙子很快凉了沙子很快凉了, ,但海水但海水却仍然暖暖的。同样的日照条件下却仍然暖暖的。同样的日照条件下, ,沙子和海水的温沙子和海水的温度不一样的原因是度不一样的原因是( )( )A.A.沙子的密度比海水的密度大沙子的密度比海水的密度大B.B.沙子的比热容比海水的比热容大沙子的比热容比海水的比热容大C.C.沙子的比热容比海水的比热容小沙子的比热容比海水的比热容小D.D.沙子的质量比海水小沙子的质量比海水小C C解
19、析解析海水比沙子的比热容大海水比沙子的比热容大, ,因此因此, ,相同质量的海水相同质量的海水和沙子和沙子, ,在吸收相同的热量时在吸收相同的热量时, ,沙子温度高沙子温度高, ,海水温度海水温度低低, ,故故C C符合题意。符合题意。2.(20172.(2017杭州杭州) )将一高温物体与一低温物体接触达到将一高温物体与一低温物体接触达到相同温度相同温度( (两物体与外界没有热量交换两物体与外界没有热量交换),),则有则有( )( )A.A.高温物体放出的热量一定大于低温物体吸收的热量高温物体放出的热量一定大于低温物体吸收的热量B.B.高温物体放出的热量一定等于低温物体吸收的热量高温物体放出
20、的热量一定等于低温物体吸收的热量C.C.高温物体降低的温度一定大于低温物体升高的温度高温物体降低的温度一定大于低温物体升高的温度D.D.高温物体降低的温度一定等于低温物体升高的温度高温物体降低的温度一定等于低温物体升高的温度B B解析解析将一高温物体与一低温物体接触达到相同温将一高温物体与一低温物体接触达到相同温度度, ,由于不知它们的初始温度由于不知它们的初始温度, ,故无法判定温度的高故无法判定温度的高低低, ,故故CDCD错误错误; ;高温物体放出热量高温物体放出热量, ,低温物体吸收热量低温物体吸收热量, ,放出的热量等于吸收的热量放出的热量等于吸收的热量, ,故故B B正确正确,A,
21、A错误。错误。【要点精讲要点精讲】要点热量和比热容要点热量和比热容【重要提示重要提示】比热容是物质本身的一种特性比热容是物质本身的一种特性, ,物理学物理学规定规定, ,单位质量的某种物质单位质量的某种物质, ,温度升高温度升高( (或降低或降低)1 )1 所所吸收吸收( (或放出或放出) )的热量为该物体的比热容。水的比热容的热量为该物体的比热容。水的比热容大大, ,在吸收和放出相同热量时在吸收和放出相同热量时, ,与同质量的其他物质相与同质量的其他物质相比比, ,其温度变化小。其温度变化小。【例例】(2017(2017益阳益阳) )如表列举了部分物质的比热容。如表列举了部分物质的比热容。一
22、些物质的比热容一些物质的比热容物质物质比热容比热容c/Jc/J(kg(kg ) )-1-1 物质物质比热容比热容c/Jc/J(kg(kg ) )-1-1 水水4.24.210103 3铝铝0.880.8810103 3酒精酒精2.42.410103 3干泥土干泥土约约0.840.8410103 3煤油煤油2.12.110103 3铁、钢铁、钢0.460.4610103 3我国北方楼房中的我国北方楼房中的“暖气暖气”用水作为介质用水作为介质, ,把燃料燃把燃料燃烧产生的热量带到房屋中供人们取暖烧产生的热量带到房屋中供人们取暖, ,这是利用了水这是利用了水的的_的性质的性质; ;现有现有2 kg2
23、 kg的煤油吸收了的煤油吸收了4.24.210104 4 J J的热量后的热量后, ,它的温度将变化它的温度将变化_。解析解析因为水的比热容大因为水的比热容大, ,相同质量的水和其他物质相同质量的水和其他物质比较比较, ,降低相同的温度时降低相同的温度时, ,水放出的热量多水放出的热量多, ,所以暖气所以暖气装置中用水来供热装置中用水来供热; ;查表可知查表可知, ,煤油的比热容为煤油的比热容为2.12.110103 3 J/(kg J/(kg),),根据根据Q Q吸吸=cmt=cmt可得可得, ,煤油升高的温煤油升高的温度度:t= =10 :t= =10 。答案答案比热容大比热容大1010【
24、变式训练变式训练】(2017(2017自贡自贡) )关于物质的比热容关于物质的比热容, ,下列下列说法中正确的是说法中正确的是 ( () )A.A.比热容是物质的一种属性比热容是物质的一种属性, ,只和物质的种类有关只和物质的种类有关B.B.同种物质质量越大比热容就越大同种物质质量越大比热容就越大C.C.因为水的比热容较大所以比较适合做冷却剂因为水的比热容较大所以比较适合做冷却剂D.D.物质的状态发生变化时其比热容一般不变物质的状态发生变化时其比热容一般不变解析解析比热容是物质的一种特性比热容是物质的一种特性, ,与物体质量、温度与物体质量、温度高低、吸放热多少都没有关系高低、吸放热多少都没有
25、关系; ;比热容是反映不同物比热容是反映不同物质吸放热能力强弱的一个物理量。质吸放热能力强弱的一个物理量。A A、比热容与物质、比热容与物质的种类、状态有关的种类、状态有关, ,故故A A错误错误;B;B、比热容是物质的一、比热容是物质的一种特性种特性, ,和物体质量的大小没有关系和物体质量的大小没有关系, ,故故B B错误错误;C;C、水、水的比热容最大的比热容最大, ,和其他物质比较和其他物质比较, ,降低相同温度吸收热降低相同温度吸收热量多量多, ,所以汽车散热器常用水作为冷却剂所以汽车散热器常用水作为冷却剂, ,故故C C正确正确; ;D D、比热容与物质的种类、状态有关、比热容与物质
26、的种类、状态有关, ,种类不同种类不同, ,状态状态不同不同, ,比热容一般不同比热容一般不同, ,故故D D错误。故选错误。故选C C。答案答案C C分块讲解三核能及能量守恒定律分块讲解三核能及能量守恒定律【知识回顾知识回顾】1.1.核能及获得方式核能及获得方式(1)(1)原子核发生变化时释放出的巨大能量原子核发生变化时释放出的巨大能量叫做核能。叫做核能。获得核能的两条途径是获得核能的两条途径是_和和_。重核。重核裂变指的是裂变指的是: :质量较大的原子核在中子轰击下分裂成质量较大的原子核在中子轰击下分裂成2 2个新原子核个新原子核, ,并释放出能量的过程。如果核裂变产生并释放出能量的过程。
27、如果核裂变产生的中子继续轰击其他原子核的中子继续轰击其他原子核, ,使其他原子核发生分裂使其他原子核发生分裂, ,放出能量放出能量, ,再产生新的中子再产生新的中子, ,轰击其他原子核轰击其他原子核, ,这样就这样就重核裂变重核裂变轻核聚变轻核聚变导致一系列原子核持续裂变导致一系列原子核持续裂变, ,释放出大量核能。这种释放出大量核能。这种裂变自行持续下去的现象叫做链式反应。应用裂变自行持续下去的现象叫做链式反应。应用: :核电核电站。核电站的能量转化为站。核电站的能量转化为: :核能核能内能内能机械能机械能电电能。轻核聚变能。轻核聚变: :使两个质量较小的原子核结合成质量使两个质量较小的原子
28、核结合成质量较大的新核较大的新核, ,同时释放出能量的过程。质量相同的核同时释放出能量的过程。质量相同的核材料材料, ,聚变反应释放的核能比裂变反应释放的核能要聚变反应释放的核能比裂变反应释放的核能要多得多。多得多。(2)(2)放射线放射线: :原子核的裂变和聚变都会产生一些放射性原子核的裂变和聚变都会产生一些放射性物质物质, ,这些物质的原子核内部会向外辐射出肉眼看不这些物质的原子核内部会向外辐射出肉眼看不见的、高能量的射线见的、高能量的射线, ,如如射线、射线、射线、射线、射线。射线。2.2.能量守恒定律能量守恒定律(1)(1)能量转化与转移的普遍性。能量转化与转移的普遍性。(2)(2)能
29、量守恒定律的内容能量守恒定律的内容: :能量既不会能量既不会_,_,也不会也不会_,_,它只会从一种形式转化为另一种形式它只会从一种形式转化为另一种形式, ,或者从或者从一个物体转移到另一个物体一个物体转移到另一个物体, ,而在转化或转移的过程而在转化或转移的过程中中, ,能的总量能的总量_。消灭消灭创生创生保持不变保持不变(3)(3)能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定律之一律之一, ,无论是机械运动还是生命运动无论是机械运动还是生命运动, ,无论是宇宙天无论是宇宙天体还是微观粒子体还是微观粒子, ,都遵循这个规律。能量的转移和转都遵循这个规律
30、。能量的转移和转化具有一定的方向性。化具有一定的方向性。【基础落实基础落实】1.1.核电站利用核能发电核电站利用核能发电, ,它的核心设备是核反应堆。它的核心设备是核反应堆。下列说法错误的是下列说法错误的是 ( )( )A.A.目前核电站都是通过聚变反应来利用核能目前核电站都是通过聚变反应来利用核能B.B.核反应堆中发生的链式反应是可以控制的核反应堆中发生的链式反应是可以控制的C.C.原子核分裂或聚合时释放出核能原子核分裂或聚合时释放出核能D.D.核能是一种不可再生的能源核能是一种不可再生的能源A A解析解析核电站主要是利用核裂变的可控链式反应来发核电站主要是利用核裂变的可控链式反应来发电的。
31、核电站的核反应堆是利用可控的核裂变反应释电的。核电站的核反应堆是利用可控的核裂变反应释放核能的设备。核能是指重核裂变或轻核发生聚变时放核能的设备。核能是指重核裂变或轻核发生聚变时释放出的能量。核能会越用越少释放出的能量。核能会越用越少, ,不可能在短期内从不可能在短期内从自然界得到补充自然界得到补充, ,所以它们属于不可再生能源。故只所以它们属于不可再生能源。故只有有A A说法错误说法错误, ,符合题意。符合题意。2.(20172.(2017金华金华) )下列关于下列关于“热与能热与能”的表述中正确的表述中正确的是的是 ( )( )A.A.物体在吸热过程中物体在吸热过程中, ,其温度一定升高其
32、温度一定升高B.B.在搓手取暖过程中在搓手取暖过程中, ,内能转化为机械能内能转化为机械能C.C.水常被用作冷却剂水常被用作冷却剂, ,是因为水的比热容大是因为水的比热容大 D.D.铁块在煅烧过程中铁块在煅烧过程中, ,其内能从零开始增加其内能从零开始增加C C解析解析A A、物体在吸热过程中、物体在吸热过程中, ,其温度可能升高可能不其温度可能升高可能不变变, ,如晶体在熔化过程中如晶体在熔化过程中, ,尽管吸热尽管吸热, ,但是温度不变但是温度不变;B;B、人们搓手取暖人们搓手取暖, ,消耗了机械能消耗了机械能, ,得到了内能得到了内能, ,是机械能是机械能转化为内能的过程转化为内能的过程
33、;C;C、水常被用作冷却剂、水常被用作冷却剂, ,是因为水是因为水的比热容大的比热容大, ,质量相同的水和其他液体相比较质量相同的水和其他液体相比较, ,升高相升高相同的温度时同的温度时, ,吸收的热量多吸收的热量多;D;D、任何物体都具有内能、任何物体都具有内能, ,故铁块在煅烧过程中故铁块在煅烧过程中, ,其内能不是从零开始增加的。其内能不是从零开始增加的。故选故选C C。【要点精讲要点精讲】要点各种能的相互转化要点各种能的相互转化【重要提示重要提示】内能、电能、机械能等各种能量的转化内能、电能、机械能等各种能量的转化与转移是有方向性的。能量转化的过程都是有规律可与转移是有方向性的。能量转
34、化的过程都是有规律可循的。在平常的学习中注意总结归纳是解决这一类问循的。在平常的学习中注意总结归纳是解决这一类问题的关键题的关键, ,要结合生活经验分析。例如要结合生活经验分析。例如: :燃料燃烧都是燃料燃烧都是将化学能转化为内能将化学能转化为内能, ,风能和太阳能都是清洁能源风能和太阳能都是清洁能源, ,且且能量取之不尽、用之不竭。地球上的能量都是直接或能量取之不尽、用之不竭。地球上的能量都是直接或间接来自于太阳能等。能够巧妙地设计利用是关键。间接来自于太阳能等。能够巧妙地设计利用是关键。【例例】(2017(2017通辽通辽) )如图是如图是“长征六号长征六号”运载发射场运载发射场景景, ,
35、它首次采用了我国最新研制的大推力液氧煤油发它首次采用了我国最新研制的大推力液氧煤油发动机。下列说法正确的是动机。下列说法正确的是( () )A.A.煤油燃烧得越充分煤油燃烧得越充分, ,其热值就越大其热值就越大B.B.燃气对火箭做功燃气对火箭做功, ,燃气的内能会增加燃气的内能会增加C.C.高温高压的燃气推动火箭升空把内能转化成机械能高温高压的燃气推动火箭升空把内能转化成机械能D.D.使用煤油作燃料使用煤油作燃料, ,是因为它是可再生能源是因为它是可再生能源解析解析热值是燃料的一种特性热值是燃料的一种特性, ,它只与燃料的种类有它只与燃料的种类有关关, ,所以煤油燃烧过程中所以煤油燃烧过程中,
36、 ,其热值大小不变其热值大小不变, ,故故A A错误错误; ;燃气对火箭做功燃气对火箭做功, ,内能转化为机械能内能转化为机械能, ,燃气的内能会减燃气的内能会减小小, ,故故B B错误错误; ;燃气对火箭做功燃气对火箭做功, ,内能转化为机械能内能转化为机械能, ,故故C C正确正确; ;煤油从石油中提炼出来煤油从石油中提炼出来, ,所以煤油是不可再生能所以煤油是不可再生能源源, ,故故D D错误错误; ;故应选故应选C C。答案答案C C【变式训练变式训练】(2016(2016温州温州) )据报道据报道, ,氢能源和核能是氢能源和核能是二十一世纪最有前途的绿色能源。二十一世纪最有前途的绿色
37、能源。(1)(1)氢能源被称为绿色能源氢能源被称为绿色能源, ,是因为氢气在空气中燃烧是因为氢气在空气中燃烧的产物是的产物是_。(2)(2)发展核能是缓解能源紧张的一种方案。获得核能发展核能是缓解能源紧张的一种方案。获得核能的途径有核裂变和核聚变的途径有核裂变和核聚变, ,当前核电站获得核能的途当前核电站获得核能的途径是径是_。答案答案(1)(1)水水(2)(2)核裂变核裂变分块讲解四综合提升分块讲解四综合提升【综合运用综合运用】能量转化和守恒定律的应用能量转化和守恒定律的应用【重要提示重要提示】考查能量转化和守恒定律的应用考查能量转化和守恒定律的应用, ,“研研究摩擦做功和产生热量的关系究摩
38、擦做功和产生热量的关系”的实验设计的实验目的实验设计的实验目的、实验步骤等知识的、实验步骤等知识, ,从题目的求解中不难看出从题目的求解中不难看出, ,此类此类题综合性强、难度较大。解题时学生应具有较强的识题综合性强、难度较大。解题时学生应具有较强的识图、分析、归纳能力图、分析、归纳能力, ,体现了学以致用思想。体现了学以致用思想。【例例】(2017(2017衢州衢州) )大家都知道大家都知道: :“摩擦生热摩擦生热”, ,那摩那摩擦做功与生热之间存在怎样的关系擦做功与生热之间存在怎样的关系? ?焦耳等科学家运用多种方法、不同实验焦耳等科学家运用多种方法、不同实验, ,测出做功测出做功(W)(
39、W)和做功产生的热和做功产生的热(Q)(Q)两者之间的比值关系。其中最经两者之间的比值关系。其中最经典的是典的是18471847年焦耳设计的桨叶轮实验年焦耳设计的桨叶轮实验: :如图甲如图甲, ,在一个在一个装满水的绝热桶里放入铜制的翼轮装满水的绝热桶里放入铜制的翼轮, ,多次用下落的重多次用下落的重物带动翼轮上的叶片转动物带动翼轮上的叶片转动, ,转动的叶片与水摩擦转动的叶片与水摩擦, ,产生产生的热使水的温度升高。焦耳通过测量的热使水的温度升高。焦耳通过测量_和重物和重物下落的距离下落的距离, ,计算出重物做的功计算出重物做的功, ,即翼轮克服水的摩擦即翼轮克服水的摩擦所做的功所做的功(W
40、);(W);测量绝热桶中水升高的温度测量绝热桶中水升高的温度, ,从而计算从而计算出水吸收的热出水吸收的热(Q)(Q)。(1)(1)焦耳做这个实验的目的是焦耳做这个实验的目的是_。(2)(2)小柯利用刻度尺、温度计、天平、双层真空平底小柯利用刻度尺、温度计、天平、双层真空平底圆柱体保温杯、水等器材圆柱体保温杯、水等器材, ,粗略测定做功和做功产生粗略测定做功和做功产生的热之间的比值关系。具体方案是的热之间的比值关系。具体方案是: :用刻度尺测量空保温杯内部高度用刻度尺测量空保温杯内部高度, ,记为记为h h杯杯。用天平称量一定质量的水用天平称量一定质量的水, ,记为记为m m水水, ,用温度计
41、测出水用温度计测出水的温度的温度, ,记为记为t t1 1。将水倒入保温杯中将水倒入保温杯中, ,测量杯中水的高度测量杯中水的高度, ,记为记为h h水水。计。计算出算出h h杯杯-h-h水水, ,这也就是杯中水下落的高度。这也就是杯中水下落的高度。在保温杯盖子上安装一支分度值为在保温杯盖子上安装一支分度值为0.1 0.1 的温度计的温度计( (连接处密闭绝热连接处密闭绝热),),盖紧保温杯盖紧保温杯, ,如图乙。如图乙。_(_(填写操填写操作作),),计算出水的重力所做的功计算出水的重力所做的功(W)(W)。测出杯中水的温度测出杯中水的温度, ,记为记为t t2 2, ,计算出水吸收的热计算
42、出水吸收的热(Q)(Q)。根据根据、数据数据, ,得出两者的比值关系。得出两者的比值关系。解析解析根据根据W=GhW=Gh知要计算出重物做的功知要计算出重物做的功, ,需要测量所需要测量所挂物体的重力挂物体的重力G G和重物下落的距离和重物下落的距离h;h;(1)(1)由题意知焦耳做这个实验的目的是研究摩擦做功由题意知焦耳做这个实验的目的是研究摩擦做功和产生热量的关系。和产生热量的关系。(2)(2)要粗略测量做功和做功产生的热之间的比值关系要粗略测量做功和做功产生的热之间的比值关系, ,具体方案是具体方案是: :用刻度尺测量空保温杯内部高度用刻度尺测量空保温杯内部高度, ,记为记为h h杯杯。
43、用天平称量一定质量的水用天平称量一定质量的水, ,记为记为m m水水, ,用温度计测出水用温度计测出水的温度的温度, ,记为记为t t1 1。将水倒入保温杯中将水倒入保温杯中, ,测量杯中水的高度测量杯中水的高度, ,记为记为h h水水。计。计算出算出h h杯杯-h-h水水, ,这也就是杯中水下落的高度。这也就是杯中水下落的高度。在保温杯盖子上安装一支分度值为在保温杯盖子上安装一支分度值为0.1 0.1 的温度计的温度计( (连接处密闭绝热连接处密闭绝热),),盖紧保温杯盖紧保温杯, ,如图乙。如图乙。将保温杯慢慢上下翻转多次将保温杯慢慢上下翻转多次(n(n次次),),根据根据W=Gh=nmW
44、=Gh=nm水水g g(h(h杯杯-h-h水水),),算出水的重力所做的功算出水的重力所做的功W W。测出杯中水的温度测出杯中水的温度, ,记为记为t t2 2, ,计算出水吸收的热计算出水吸收的热(Q)(Q)。根据根据、数据数据, ,得出两者的比值关系。得出两者的比值关系。答案答案所挂重物的重力所挂重物的重力(1)(1)研究摩擦做功和产生热研究摩擦做功和产生热量的关系量的关系(2)(2)将保温杯慢慢上下翻转多次将保温杯慢慢上下翻转多次(n(n次次) )。【变式训练变式训练】(2015(2015金华金华) )阅读下列材料阅读下列材料, ,回答相关回答相关问题问题: :材料一材料一: :氢气作为
45、未来理想能源的优点氢气作为未来理想能源的优点: :来源广泛来源广泛, ,可可以由水制得以由水制得; ;燃烧的热值高燃烧的热值高, ,大约是汽油热值的二倍大约是汽油热值的二倍; ;最突出的优点是燃烧产物是水最突出的优点是燃烧产物是水, ,不污染环境不污染环境; ;燃烧生成燃烧生成的水还可继续制氢的水还可继续制氢, ,反复循环使用。氢能源的开发主反复循环使用。氢能源的开发主要有两种要有两种: :一是电解水的方法一是电解水的方法, ,但消耗电量太多但消耗电量太多, ,成本成本高高, ,不经济不经济, ,不能大规模地制取氢气。第二种方法不能大规模地制取氢气。第二种方法, ,也也是最理想的制氢方法是寻找
46、合适的光分解催化剂是最理想的制氢方法是寻找合适的光分解催化剂, ,使使水在太阳光的照射下分解产生氢气。水在太阳光的照射下分解产生氢气。材料二材料二: :太阳能具有总量巨大、安全经济、清洁无污太阳能具有总量巨大、安全经济、清洁无污染等优点。人类利用太阳能有三大技术领域染等优点。人类利用太阳能有三大技术领域, ,即光热即光热转换、光电转换和光化转换。光电转换就是太阳能电转换、光电转换和光化转换。光电转换就是太阳能电池把太阳能直接转换成电能池把太阳能直接转换成电能; ;光化转换包括光化转换包括: :光合作用、光合作用、光电化学作用、光敏化学作用及光分解反应光电化学作用、光敏化学作用及光分解反应, ,
47、目前该目前该技术领域尚处在实验研究阶段。技术领域尚处在实验研究阶段。材料三材料三: :太阳能可以就地开发利用太阳能可以就地开发利用, ,不存在运输问题不存在运输问题, ,尤其对交通不发达的农村、海岛和边远地区更具有利尤其对交通不发达的农村、海岛和边远地区更具有利用的价值。如图是某海岛上一村民建在房顶上的分布用的价值。如图是某海岛上一村民建在房顶上的分布式光伏电站式光伏电站, ,它属于家用并网型太阳能发电系统它属于家用并网型太阳能发电系统, ,发电发电功率为功率为2 kW,2 kW,该电站发的电该电站发的电, ,满足自家使用后满足自家使用后, ,多余的多余的并入电网。并入电网。(1)(1)水分解
48、产生氢气的过程属于水分解产生氢气的过程属于_变化。变化。自然界最普遍的光化转换发生在植物体上自然界最普遍的光化转换发生在植物体上, ,植物体植物体实现光化转换的主要器官是实现光化转换的主要器官是_。该并网型太阳能发电系统光照该并网型太阳能发电系统光照6 6小时能发电小时能发电_千瓦时。千瓦时。(2)(2)对于氢能源和太阳能的开发对于氢能源和太阳能的开发, ,你认为以下课题中具你认为以下课题中具有研究价值的是有研究价值的是_。( (填字母编号填字母编号) )寻找直接从空气中分离氢气的方法寻找直接从空气中分离氢气的方法, ,节约制氢成本节约制氢成本寻找合适的催化剂寻找合适的催化剂, ,使水在太阳光
49、的照射下分解产使水在太阳光的照射下分解产生氢气生氢气寻找制作太阳能电池的新型材料寻找制作太阳能电池的新型材料, ,提高光电转换效提高光电转换效率率(3)(3)面对面对“能源危机能源危机”和和“环境问题环境问题”, ,从自身出发从自身出发, ,谈谈在日常生活中你该怎么做。请写出一项具体做法。谈谈在日常生活中你该怎么做。请写出一项具体做法。解析解析(1)(1)由题意知太阳能发电系统发电功率为由题意知太阳能发电系统发电功率为2 2 kW,kW,光照光照6 6小时能发电小时能发电:W=Pt=2 kW:W=Pt=2 kW6 h=12 kW6 h=12 kWh h。答案答案(1)(1)化学化学叶叶1212
50、(2)(2)(3)(3)合理即可合理即可【实验探究实验探究】控制变量法与探究性实验控制变量法与探究性实验, ,能量转化与守恒定律能量转化与守恒定律【重要提示重要提示】探究型实验综合题。考查了实验工具的探究型实验综合题。考查了实验工具的选择、能量的转化及实验数据的分析选择、能量的转化及实验数据的分析, ,有一定的难度。有一定的难度。【例例】(2017(2017温州温州) )根据能量转化与守恒定律根据能量转化与守恒定律, ,在与在与外界没有热传递的条件下外界没有热传递的条件下, ,物体内能的增加量与外界物体内能的增加量与外界对物体做功多少相等。为了验证此规律对物体做功多少相等。为了验证此规律, ,
51、某兴趣小组某兴趣小组设计了如图所示的实验设计了如图所示的实验: :在容器里装一定质量的水在容器里装一定质量的水, ,中中间装上带有叶片的转轴间装上带有叶片的转轴, ,转轴上绕上绳子转轴上绕上绳子, ,绳子另一端绳子另一端通过滑轮与一重物相连通过滑轮与一重物相连; ;当重物下降时当重物下降时, ,绳子拉动转轴绳子拉动转轴转动转动, ,带动叶片旋转带动叶片旋转, ,使容器里的水温度升高使容器里的水温度升高, ,结合水结合水的比热计算出水增加的内能的比热计算出水增加的内能, ,以此验证水的内能增加以此验证水的内能增加量与重物的重力做功多少是否相等。量与重物的重力做功多少是否相等。(1)(1)为了完成
52、此实验为了完成此实验, ,除已提供测质量的电子天平外除已提供测质量的电子天平外, ,还需要的测量工具有还需要的测量工具有:_:_。(2)(2)兴趣小组在实验过程中发现兴趣小组在实验过程中发现, ,水内能的增加量小于水内能的增加量小于重物做功的大小重物做功的大小, ,请写出造成这种现象的一种原因请写出造成这种现象的一种原因: :_。(3)(3)改进实验后改进实验后, ,获得了如下数据获得了如下数据, ,规律得到验证。规律得到验证。实验序号实验序号重物质量重物质量/kg/kg下降高度下降高度/m/m升高温度升高温度/1 120205 50.50.52 2202010101.01.03 320201
53、5151.51.54 4101010100.50.55 5303010101.51.56 6404010102.02.0若使容器内相同质量水的温度升高若使容器内相同质量水的温度升高2.5 ,2.5 ,则则25 kg25 kg的的重物需下降重物需下降_m_m。解析解析(1)(1)实验中应需要用刻度尺测量重物下降的高实验中应需要用刻度尺测量重物下降的高度、用温度计测出水升高的温度。度、用温度计测出水升高的温度。(2)(2)在实验的过程中在实验的过程中, ,由于滑轮存在摩擦、液体会散热由于滑轮存在摩擦、液体会散热等情况等情况, ,使得水内能的增加量小于重物做功的大小。使得水内能的增加量小于重物做功的
54、大小。(3)(3)由第由第2 2次实验可知次实验可知:20 kg:20 kg的重物下降的重物下降10 m,10 m,升高的升高的温度为温度为1 ,1 ,则则1 kg1 kg的重物下降的重物下降1 m,1 m,升高的温度为升高的温度为 ; ;使容器内相同质量水的温度升高使容器内相同质量水的温度升高2.5 ,2.5 ,则需要下降的高度为则需要下降的高度为:h= =20 m:h= =20 m。答案答案(1)(1)刻度尺、温度计刻度尺、温度计(2)(2)滑轮存在摩擦滑轮存在摩擦(3)20(3)20【易错警示易错警示】【例例】(2016(2016内江内江) )以下四幅图中以下四幅图中, ,关于能量转化说
55、关于能量转化说法错误的是法错误的是 ( () )A.A.图甲所示图甲所示, ,过山车向下运动时是重力势能转化为动过山车向下运动时是重力势能转化为动能能B.B.图乙所示图乙所示, ,水电站将水的机械能转化为电能水电站将水的机械能转化为电能C.C.图丙所示图丙所示, ,自行车运动员奋力蹬车时自行车运动员奋力蹬车时, ,人体内的一部人体内的一部分化学能转化为动能分化学能转化为动能D.D.图丁所示图丁所示, ,汽车在刹车过程中汽车在刹车过程中, ,刹车片会发热刹车片会发热, ,将内将内能转化为动能能转化为动能解析解析A.A.图甲所示图甲所示, ,过山车向下运动时高度减小过山车向下运动时高度减小, ,速
56、度速度增大增大, ,是重力势能转化为动能是重力势能转化为动能, ,故故A A正确正确;B.;B.图乙所示图乙所示, ,水力发电水力发电, ,将机械能转化为电能将机械能转化为电能, ,故故B B正确正确;C.;C.图丙所示图丙所示, ,自行车运动员奋力蹬车时自行车运动员奋力蹬车时, ,人体内的一部分化学能转人体内的一部分化学能转化为动能化为动能, ,故故C C正确正确;D.;D.图丁所示图丁所示, ,汽车在刹车过程中汽车在刹车过程中, ,刹车片会发热刹车片会发热, ,将动能转化为内能将动能转化为内能, ,故故D D错误。错误。错解原因错解原因各种能量的变化、能量转化的过程中的规各种能量的变化、能量转化的过程中的规律的总结归纳律的总结归纳, ,学生在平常的学习中往往较难掌握学生在平常的学习中往往较难掌握, ,这这就容易使学生在解此类题时出错。就容易使学生在解此类题时出错。答案答案D D
