专题05热和能 （解析版）.docx

1、专题05 热和能考点一：分子热运动1. 分子动理论：物质是由分子或原子组成的；分子在永不停息地做无规则运动，分子之间存在着相互作用的引力和斥力。2. 扩散：不同物质互相接触时，彼此进入对方的现象叫做扩散，不同物质之间都可以发生扩散现象。扩散现象表现分子不停地做无规则运动，分子间存在间隙。扩散现象证明分子运动利用了转换法。3. 热运动：分子运动快慢与温度有关，温度越高，分子热运动越剧烈。所有分子的这种无规则运动叫做分子热运动。考点二：内能1. 内能：物体内部所有分子做无规则运动的动能和分子势能的总和叫做物体的内能，一切物体在任何情况下都具有内能，同一物体，内能与温度有关，温度升高，分子运动越剧烈

2、，内能越越大，此外，内能还与物体质量、种类、结构、状态有关。2. 改变内能的方式：做功和热传递，它们在改变物体内能上是等效的，做功改变内能实质上是能的转化，热传递改变内能实质是能量的转移。3. 热传递：内能从高温物体转移到低温物体或者从物体的高温部分转移到低温部分的现象，叫做热传递，发生热传递的条件是物体之间或物体各部分之间存在温度差，热传递达到平衡时温度相同。4. 热量：在热传递的过程中，物体传递内能的多少叫热量，物体吸收热量，内能增大，放出热量，内能减小。5. 温度、热量和内能的关系(1)温度是一个状态量，常用“是”、“物体的”等词描述。物体的温度升高，内能增大，但不一定是吸了热。(2)热

3、量一个过程量，不能离开热传递，常用“吸收”、“放出”等词修饰，不能用“有”、“含有”、“物体的”等词修饰。物体吸收热量，内能增加，但温度不一定升高。如晶体熔化、液体沸腾的过程。(3)内能是一个状态量，常用“物体的”、“物体有”等词修饰。物体内能增加，不一定是吸收了热量。考点三：比热容1. 比热容：一定质量的某种物质，在温度升高时吸收的热量与它的质量和升高的温度乘积之比，叫做这种物质的比热容，其单位是J/(kg)。比热容反映了物质吸热能力和放热能力。2. 比热容的特性：比热容是物质的特性之一，不同物质的比热容一般不同，比热容与物质的种类和状态有关，与物质的质量、温度和吸(放)热的多少无关。3.

4、热量计算：物体温度升高吸收热量Q吸cm(tt0)，物体温度降低时放出热量Q放cm(t0t)。物体吸收或放出热量的多少由物质的比热容、物体质量和物体温度变化量的乘积决定，跟物体温度高低等无关。公式中，升高t 、升高了t 、降低t 或降低了t 对应的是温度的改变量，而升高到t 或降低到t 对应的是物体的末温度。4. 水的比热容大的应用(1)制冷剂：如汽车的发动机用循环水来冷却。(2)散热剂：如在寒冷的北方让水经过散热器放出较多的热量。(3)调节气温：如三峡水电站建成后，水库周边地区“冬暖夏凉”。并非所有的跟水有关的应用都应用了水比热容大的这一特性。考点四：热机1. 热机：利用内能做功的机械叫热机，

5、其工作原理图是2. 热机的工作过程：汽油机的一个工作循环包括吸气、压缩、做功、排气四个冲程，完成一个工作循环曲轴转两圈，对外做功一次，压缩冲程是将机械能转化为内能，做功冲程是将内能转化为机械能。3. 四冲程内燃机的一个工作循环中只有做功冲程是靠燃气推动活塞做功的，其他三个冲程是辅助冲程，要靠安装在曲轴上的飞轮的惯性来完成。考点五：热机的效率1. 热值：某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比叫做这种燃料的热值，其单位是J/kg(或J/m3)，燃料完全燃烧放热公式Q放mq。热值反映了燃料在燃烧过程中化学能转化为内能本领的大小。2. 热值是燃料本身的一种特性，它与燃料的种类有关，与燃料的质量、体积、

6、是否完全燃烧等没有关系。3. 热机效率：用来做有用功的那部分能量与燃料完全燃烧放出的能量之比叫做热机的效率，提高热机效率的途径：使燃料充分燃烧；减少各种热损失；减少机械磨损消耗的能量。4. 热机造成的污染主要表现在大气污染和噪声污染。考点六：能量的转化和守恒1. 能量的转化和守恒定律的内容：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另一个物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变。2. 能的转化是通过物体做功来实现的。能的转化过程中，能量的形式发生了改变。能的转移过程中能量的形式没有发生变化。3. 能量守恒定律不同于机械能守恒定律。所有的能量

7、转化和转移过程，都遵循能量守恒定律，而机械能守恒是有一定条件的。【同步练习】1. （2022江苏连云港）下列现象能说明分子在做不停的无规则运动的是（）A. 秋天树叶纷纷落下B. 沸腾时水中气泡的运动C. 端午节闻到煮粽子的香味D. 扫地时看见灰尘在空中飞舞【答案】C。【解析】A秋天树叶纷纷落下，属于物体的机械运动，不是分子的无规则运动，故A不符合题意；B沸腾时水中气泡的运动，属于物体的机械运动，不是分子的无规则运动，故B不符合题意；C端午节闻到煮粽子的香味，属于扩散现象，表明分子在不停地做无规则的运动，故C符合题意；D扫地时看见灰尘在空中飞舞，属于固体颗粒的机械运动，不是分子的无规则运动，故D

8、不符合题意。故选C。2. （2022江苏扬州）蜜蜂能循着花香四处采蜜，表明（）A. 分子间有斥力B. 分子间有间隙C. 分子间有引力D. 分子是运动的【答案】D。【解析】蜜蜂能循着花香四处采蜜，是因为花香分子在不停地作无规则运动，故ABC不符合题意，D符合题意。故选D。3. （2022江苏扬州）使用吸管能将牛奶“吸”入嘴中，以下“吸”的原理与此相同的是（）A. 电磁铁通电后“吸”引铁钉；B. 紧压塑料吸盘使之“吸”在瓷砖上；C. 丝绸摩擦过的玻璃棒能“吸”引纸屑；D. 两个表面刮净的铅块紧压后“吸”在一起【答案】B。【解析】使用吸管能将牛奶“吸”入嘴中，“吸”是利用大气压；A电磁铁通电后“吸”

9、引铁钉是利用通电导线具有磁场，故A不符合题意；B紧压塑料吸盘使之“吸”在瓷砖上，是利用大气压工作的，故B符合题意；C丝绸摩擦过的玻璃棒能“吸”引纸屑是利用带电体能够吸引轻小物体，故C不符合题意；D两个表面刮净的铅块紧压后“吸”在一起是利用分子之间存在引力，故D不符合题意。故选B。4. （2022江苏连云港）关于温度、热量和内能，下列说法正确是（）A. 0的冰块内能为0B. 温度高的物体含有的热量多C. 汽油机做功冲程气缸内燃气的内能增加D. 两个发生热传递的物体之间一定存在温度差【答案】D。【解析】A一切的物体都有内能，0的冰块内能不为0，故A错误； B热量是一个过程量，不能说含有热量，故B错

10、误；C汽油机做功冲程气缸内燃气的内能转化为机械能，内能减少，故C错误；D热量从高温物体传给低温物体，两个发生热传递的物体之间一定存在温度差，故D正确。故选D。5. （2022山东泰安）如图所示，用酒精灯给试管中的水加热，水温上升，直至沸腾一段时间后，会看到试管口的橡皮塞被冲出。下列描述正确的是（）A. 试管中的水在升温过程中是通过做功的方式增加内能的；B. 试管中的水沸腾时吸收热量，温度升高；C. 水蒸气对橡皮塞做功，水蒸气的内能增加；D. 水蒸气对橡皮塞做功，其能量转化与汽油机做功冲程的能量转化相同【答案】D。【解析】A试管中的水在升温过程中是通过热传递的方式增加内能的，故A错误；B试管中的

11、水沸腾时吸收热量，温度不变，故B错误；C水蒸气对橡皮塞做功，水蒸气的内能减小，故C错误；D水蒸气对橡皮塞做功，将内能转化为机械能，其能量转化与汽油机做功冲程的能量转化相同，故D正确。故选D。6. （2022陕西省） 陕西秦岭以南具有“雨洗青山四季春”的宜茶环境。如图为一杯陕南富硒绿茶，茶叶翠绿，茶香袭人。下列说法正确的是（）A. 茶杯受到的重力与桌面对它的支持力是相互作用力；B. 热茶暖手是通过做功改变物体的内能；C. 绿色的茶叶吸收绿光；D. 茶香袭人是因为分子在永不停息地做无规则运动【答案】D。【解析】A茶杯受到的重力与桌面对它的支持力作用在同一物体上，是一对平衡力，故A错误；B改变物体内

12、能的方式有两种分别是做功和热传递，热茶暖手是把热茶的热量传递给手，是通过热传递改变内能的，故B错误；C不透明物体的颜色是由物体反射的色光决定的，绿色的茶叶是因为茶叶反射绿光，故C错误；D茶香袭人是扩散现象，是因为茶叶分子在永不停息地做无规则运动，故D正确。故选D。7. （2022云南省）关于图所示的热现象，说法正确的是（）A. 图甲中炙热的铁水具有内能，冰冷的冰块没有内能；B. 图乙中冬天搓手取暖是将内能转化为机械能；C. 图丙中用湿毛巾冷敷降温是通过热传递的方式减小人体的内能；D. 图丁中能量转化与汽油机做功冲程能量转化都是机械能转化为内能【答案】C。【解析】A不管物体温度高低，都具有内能，

13、一切物体都具有内能，故A错误；B冬天搓手取暖是通过做功的方式改变手的内能，此过程中将机械能转化为内能，故B错误；C用湿毛巾冷敷降温，湿毛巾从人体吸收热量，使人体降温，内能减小，所以是通过热传递的方式减小人体的内能，故C正确；D向下压活塞，对筒内空气做功，空气内能增加，温度升高，将机械能转化为内能；汽油机做功冲程是将内能转化为机械能，二者能量转化不同，故D错误。故选C。8. （2022四川自贡）关于能量守恒定律，下列说法正确的是（）A. 能量可以凭空消失；B. 能量可以凭空产生；C. 能量在转化和转移过程中，能量的总量保持不变；D. 热机在工作的过程中不遵循能量守恒定律【答案】C。【解析】ABC

14、由能量守恒定律可知，能量既不能凭空产生，也不会凭空消失，当能量从一个物体转移到其他物体或从一种形式转化为其他形式时，总量保持不变，故AB错误，C正确；D能量守恒定律适用于自然界中任何形式能的相互转化，热机的工作过程也遵循能量守恒定律，故D错误。故选C。9. （2022重庆A）中华美食与物理知识息息相关，以下分析正确的是（）A. 麻花被炸得金黄是因为油的熔点高；B. 开大火能使正在沸腾的火锅汤温度升高；C. 蒸汤包是通过做功的方式增加汤包的内能；D. 烤鸭香气四溢说明分子在永不停息地做无规则运动【答案】D。【解析】A麻花被炸得金黄是因为油的沸点高，故A错误；B火锅汤沸腾时，温度保持在沸点不变，故

15、开大火时火锅汤温度仍保持在沸点不变，故B错误；C蒸汤包时，对汤包进行加热，是通过热传递的方式增加汤包的内能，故C错误；D烤鸭香气四溢，是因为分子在永不停息地做无规则运动，分子扩散进人的鼻子，从而闻到烤鸭的香味，故D正确。故选D。13.（2022江西省）下列说法中正确的是（）A. 测量时选用精密的工具可以减小误差；B. 电流通过导体产生的热量跟电流成正比；C. 水的比热容较大，供暖效果好，但冷却效果差；D. 连通器内的水不流动时，各容器中的水面相平【答案】AD。【解析】A误差就是在正确测量的情况下，测量值与真实值之间存在的差异，选用更精密的测量工具，改进实验方法，多次测量取平均值都可以减小误差，

16、但不能消除误，故A正确；B根据焦耳定律可知，电流通过导体产生的热量跟电流的平方成正比，与电阻成正比，与通电时间成正比，故B错误；C因为水的比热容较大，相同质量的水和其它物质比较，降低相同的温度，水放出的热量多，所以暖气装置中用水来供热效果好；升高相同的温度，水吸收的热量多，所以用水来冷却，效果同样好，故C错误；D上端开口，底部连通的容器是连通器，根据连通器原理可知，连通器内的水不流动时，各容器中的水面相平，D正确。故选AD。10. （2022四川内江）如图所示，在试管里盛适量的水，用带玻璃管的胶塞塞住试管口，加热试管使水沸腾，玻璃管口冒出的“白气”推动管口处的小叶轮转动。下列说法正确的是（）A

17、. 水在沸腾过程中，不断吸收热量，温度升高；B. 实验过程中通过热传递使试管内水的内能增大；C. 玻璃管口冒出的“白气”是水汽化形成的水蒸气；D. “白气”使小叶轮转动的过程相当于汽油机的压缩冲程【答案】B。【解析】A水在沸腾过程中，不断吸收热量，温度保持不变，故A错误；B实验过程中加热试管使水沸腾，试管内的水吸收热量，这是通过热传递使试管内水的内能增大，故B正确；C玻璃管口冒出的“白气”是水蒸气液化形成的小水珠，故C错误；D“白气”使小叶轮转动的过程是内能转化为机械能，相当于汽油机的做功冲程，故D错误。故选B。11. （2022湖南衡阳） 汽车的发动机大多数是内燃机，内燃机是热机的一种，下列

18、关于热机和环境保护的说法，正确的是（）A. 热机排出的尾气没有内能B. 热机的效率能达到100%C. 热机的大量使用会造成环境污染D. 汽油机的做功冲程是将机械能转化成内能【答案】C。【解析】A一切物体在任何温度下都有内能，所以热机排放的尾气也有内能，故A错误；B热机在工作时不可避免地要损失一部分能量（如散热、克服机械部件间的摩擦），所以热机的效率不可能达到100%，故B错误；C热机在使用时会排放出一些有害的气体，会造成环境污染，故C正确；D汽油机的做功冲程对外做功，将内能转化为机械能，故D错误。故选C。12. （2022四川自贡）如图所示，在一个配有活塞的厚玻璃筒底部放一小团硝化棉，快速压下

19、活塞。可观察到硝化棉_的现象。此快速压下活塞过程能量转化情况与汽油机的_冲程是相同的。【答案】 燃烧； 压缩。【解析】1在一个配有活塞的厚玻璃筒底部放一小团硝化棉，快速压下活塞，压缩筒内空气做功，使空气的内能增加，温度升高，达到硝化棉的着火点，于是硝化棉燃烧起来。2快速压下活塞，对空气做功，活塞的机械能转化为空气的内能，与内燃机的压缩冲程是相同的。13. （2022四川南充）小华发现家中正在煮饭的高压锅限压阀被气流项起，这一现象与热机的工作循环中的_冲程原理相同，这一过程内能转化为_能。【答案】做功； 机械。【解析】12正在煮饭的高压锅限压阀被气流项起，是由于锅内气体对限压阀做功的结果，在这一

20、过程中，内能转化为机械能。热机的工作循环中，做功冲程也是燃气对活塞做功，将内能转化为机械能，所以这一现象与热机的工作循环中的做功冲程原理相同。14. （2022四川南充）用某型号天然气热水器烧水，完全燃烧热值为3.2107J/m3的天然气0.125m3，放出热量_J；若该热水器的加热效率为84%，则能将40kg初始温度为20的水加热至_ ，水的比热容为4.2103J/(kg)。【答案】 4.0106； 40。【解析】1燃烧0.125m3的天然气放出的热量Q放=qV=3.2107J/m30.125m3=4.0106J2水吸收的热量Q吸=Q放=4.0106J84%=3.36106J水升高的温度水的

21、末温t=t0+t=20+20=40。15. （2022安徽省）小明利用家中燃气表和温度计测量燃气灶烧水的效率。将的水从加热到，消耗了天然气（假设天然气完全燃烧），已知水的比热容为，天然气的热值为，则此次燃气灶烧水的效率为_。【答案】。【解析】水吸收的热量为天然气放出的热量为燃气灶烧水的效率为。16. （2022陕西省）今年“五一”假期，广大市民按照疫情防控要求，积极响应“非必要不离市”号召，在郊区、公园指定区域进行户外活动。小刚同学家购买了一款如图-1所示户外分体式燃气炉，准备去户外野炊。该燃气炉的铭牌如图-2所示，其中功率4500W是指气体燃料完全燃烧时燃气炉每秒放出4500J的热量。（1）

22、气体燃料在常温下是通过_的方式液化存储在储气罐内，使用过程中，罐体温度变低是因为燃料发生汽化时要_（选填“吸收”或“放出”）热量；（2）在标准大气压下，用该燃气炉将1L水从25加热到沸腾用时140 s，燃气炉烧水时的效率是多少？已知水的密度为1.0103kg/m3，水的比热容为4.2103J/(kg)；_；（3）小刚注意到炉头上标有参数：15字样，他查阅说明书得知，该参数表示的是：燃气炉功率单位：瓦（W）与耗气量单位：克/时（g/h）之比的数值为15，计算该燃气炉所使用燃料的热值是多少？_；（4）小刚同学打算展示在劳动课上学习的烹饪技能，为家人做顿可口饭菜，下表是他出发前做的规划，则小刚至少应

23、携带几个如图-3所示的新储气罐？_。内容每次耗时/min次数/次炒菜83煮汤101烧水32【答案】 压缩体积； 吸收；50%；5.4107J/kg； 2。【解析】（1）1液化的方式有两种，分别是压缩体积和降低温度，气体燃料在常温下是通过压缩体积的方式液化的。2汽化是物质由液态变为气态，需要吸收热量。（2）31L水的质量1L水从25升高到100吸收的热量140s内燃气炉放出的热量燃气炉烧水时的效率（3）41h内燃气炉放出的热量燃气炉功率与耗气量之比的数值为15，则1h内燃气炉消耗燃气的质量燃气的热值（4）5由题意知，物料总加热时间2400s内燃气炉放出的热量2400s内消耗燃气的质量 由图可知，

24、一个储气罐的质量是120g，所以需要的储气罐个数小刚至少应携带2个新储气罐。17. （2022江苏扬州）利用气球可以完成下列实验：（1）在气球上粘上小塑料颗粒，代表宇宙中的天体，气球膨胀时，任意一个塑料颗粒周围的其他的塑料颗粒都与它_，可模拟宇宙膨胀现象。（2）如图1所示，充满气体的气球向左喷气而向右飞出，说明_，此过程发生的能量转化与图_（选填“2”或“3”）中的能量转化是一致的。【答案】 远离；力的作用是相互的；3。【解析】（1）1为了形象的说明宇宙大爆炸，课本上将一个粘有小塑料颗粒的气球看成宇宙，小塑料颗粒代表宇宙中的天体，气球膨胀时，任意一个塑料颗粒周围的其他的塑料颗粒都与它远离，表示

25、宇宙中的天体在相互远离，这里运用的是类比法。（2）2充满气体的气球向左喷气而向右飞出，说明力的作用是相互的。3充满气体的气球向左喷气而向右飞出，气球内的气体向外喷出，气体对外做功，内能转化为球的机械能，由图2可知，进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，属于压缩冲程，压缩冲程的能量转化是机械能转化为内能；由图3可知，进气门和排气门都关闭，活塞向下运动，属于做功冲程，做功冲程的能量转化是内能转化为机械能，所以充满气体的气球向左喷气而向右飞出过程发生的能量转化与图3中的能量转化是一致的。18. （2022湖南衡阳）百善孝为先，孝敬长辈可以从生活中的小事做起，冬天来临，小周用自己的零花钱给奶奶购买了一个

26、暖手袋。根据使用说明，他将质量为0.5kg，温度为75的水转入暖手袋，使用一段时间后，水的温度降低到35。（1）暖手袋里面装热水取暖，是利用了水_大的性质（选填“比热容”或“密度”），这里是通过_方式改变了水的内能（选填“做功”或“热传递”）；（2）求这段时间水放出了多少热量。【答案】 比热容；热传递； 。【解析】（1）12暖手袋里面装热水取暖，是利用了水比热容大的性质，因为相同条件下，放出相同热量，水降低的温度较少。这里是暖水袋将热量传递给手，水的内能减少，是通过热传递方式改变了水的内能。（2）3这段时间水放出热量。19. （2022浙江宁波）单位质量气体物质，在体积不变的条件下温度升高1所

27、吸收的热量称为该气体的定容比热，已知氦气的定容比热为3100J/(kg)。如图所示，质量为0.02kg的氦气被密封在圆柱形气缸内，气缸内氦气气压与外界大气压相同。用力把活塞AB固定，当氦气的温度从20升高到30时，氦气吸收的热量是_J。撤去力，氦气推动活塞做功，这一过程的能量转化形式与四冲程汽油机的_冲程相同。【答案】 620；做功。【解析】1氦气吸收的热量Q吸=cm(t-t0)=3100J/(kg)0.02kg(30-20)=620J2撤去力，氦气推动活塞做功，将氦气的内能转化为活塞的机械能，这个过程与汽油机的做功冲程相同。20. （2022云南省）顺口溜“五月五、过端午、蒸粽子、吃包子、挂

28、菖蒲、佩香囊、赛龙舟”，生动的呈现了某地端午文化习俗。蒸粽子是利用水沸腾产生的蒸气进行加热。若将2.5kg的水加热到沸腾，水温升高了80，c水=4.2103J/（kg），q煤=3107J/kg，在此过程中，求：（1）水吸收的热量；（2）采用煤炉加热，煤炉加热水的效率为10%，煤燃烧放出的热量；（3）需要完全燃烧煤的质量。【答案】（1）8.4105J；（2）8.4106J；（3）0.28kg。【解析】（1）根据可知，水吸收的热量（2）采用煤炉加热，煤炉加热水的效率为10%，根据可知，煤燃烧放出的热量为（3）根据Q放=mq可知，需要完全燃烧煤的质量为。答：（1）水吸收的热量为8.4105J；（2）采用煤炉加热，煤炉加热水的效率为10%，煤燃烧放出的热量为8.4106J；（3）需要完全燃烧煤的质量为0.28kg。