2017屆中考科學(xué)培優(yōu)講義專題集訓(xùn)第10講分子運(yùn)動(dòng)論、內(nèi)能、熱量與熱機(jī)試題

1、第 10 講分子運(yùn)動(dòng)論、內(nèi)能、熱量與熱機(jī)知識(shí)梳理【復(fù)習(xí)重點(diǎn)】1.分子運(yùn)動(dòng)論的基本觀點(diǎn)（1）物質(zhì)是由分子（或原子、離子）等微觀粒子構(gòu)成的。（2）分子在不停地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)（即熱運(yùn)動(dòng)）。分子的熱運(yùn)動(dòng)宏觀表現(xiàn)為擴(kuò)散。擴(kuò)散的方向總是從高濃度向低濃度進(jìn)行。（3）分子間存在間隔。一般情況下，同種物質(zhì)分子間隔大?。簹鈶B(tài)液態(tài)固態(tài)（水例外），氣態(tài)時(shí)分子間距大約是固液態(tài)分子間距的10倍。（4）分子間存在相互作用力（包括引力和斥力），其相互作用力的大小與分子的勢(shì)能有關(guān)。2.內(nèi)能與熱量物質(zhì)內(nèi)部大量分子做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)時(shí)所具有的能叫作內(nèi)能（俗稱熱能）。內(nèi)能即物體內(nèi)部大量分子運(yùn)動(dòng)時(shí)所具有的動(dòng)能和勢(shì)能的總和。物體的溫度越高，其內(nèi)

2、部的分子運(yùn)動(dòng)越快，內(nèi)能就越大。注意： 內(nèi)能增加時(shí)物體的溫度不一定升高，如冰塊熔化時(shí)吸熱，內(nèi)能增加，但溫度不變。做功和熱傳遞是改變物體內(nèi)能的兩種方式。對(duì)物體做功時(shí)物體內(nèi)能增加，其實(shí)質(zhì)是機(jī)械能轉(zhuǎn)化為物體的內(nèi)能；物對(duì)外做功時(shí)內(nèi)能減少，其實(shí)質(zhì)是物體內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。熱傳遞的形式有傳導(dǎo)、 對(duì)流和輻射三種。熱傳遞的方向是從物體的高溫端傳向低溫端或者從高溫物體傳向低溫物體。熱量 指熱傳遞過(guò)程中物體吸收或放出的能量的多少。熱量的多少與內(nèi)能的大小沒(méi)有直接聯(lián)系。3.比熱與熱量計(jì)算單位質(zhì)量的某種物質(zhì)，溫度升高1C（或降低1C）能吸收（或放出）的熱量，叫作某種物質(zhì)的比熱。比熱是物質(zhì)的一種特性，不同的物質(zhì)一般具有不同的

3、比熱。水的比熱（4.2x103J/（kgC）在所有物質(zhì)中是最大的。物體吸、放熱的計(jì)算公式：Q=cmAt。熱傳遞過(guò)程中若無(wú)熱量損失，則有Q吸=Q放。熱傳遞過(guò)程中若有熱量損失，設(shè)熱傳遞效率為n，則有Q吸=放耳。4.熱值燃料燃燒的過(guò)程是化學(xué)變化的過(guò)程。從能量轉(zhuǎn)變的角度看燃料燃燒是化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)閮?nèi)能。2燃料的熱值是1kg的某種燃料完全燃燒所放出的熱量，可用“q燃”來(lái)表示，單位為J/kg（氣體燃料的熱值單位為J/m3）。燃料的熱值是燃料的一種特性。一定質(zhì)量的燃料完全燃燒時(shí)所放出的熱量，可用公式Q=m q燃進(jìn)行計(jì)算。5.熱機(jī)初中科學(xué)中所涉及的熱機(jī)主要是內(nèi)燃機(jī)中的汽油機(jī)。汽油機(jī)的結(jié)構(gòu)主要包括氣缸、 活塞、鏈桿

4、、曲軸、火花塞和兩個(gè)氣門。工作一周期曲軸轉(zhuǎn)2圈，每半圈為一個(gè)沖程，每個(gè)周期有吸氣、壓縮、做功和排氣四個(gè)沖程。其中只有做功沖程是內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的沖程。要注意每個(gè)沖程中各結(jié)構(gòu)的 工作情況，即要求能根據(jù)汽油機(jī)的各結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)或工作情況，判斷屬于哪個(gè)沖程。【復(fù)習(xí)難點(diǎn)】1.物體內(nèi)能與熱量概念的區(qū)別，改變物體內(nèi)能的兩種方式。2.熱機(jī)（主要是汽油機(jī)）的工作結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及四個(gè)沖程的工作過(guò)程?！疽卓键c(diǎn)】1.利用分子運(yùn)動(dòng)論對(duì)有關(guān)現(xiàn)象進(jìn)行解釋、內(nèi)能與熱量?jī)烧吒拍畹膮^(qū)別、改變物體內(nèi)能的兩種方式。2.利用比熱公式與熱值的相關(guān)計(jì)算，一般與其他知識(shí)點(diǎn)結(jié)合起來(lái)考查。3.汽油機(jī)四個(gè)沖程的工作過(guò)程?？键c(diǎn)精析考點(diǎn)一分子運(yùn)動(dòng)論的基本觀點(diǎn)例

5、1、如圖所示，將兩個(gè)表面光滑清潔的鉛塊放在一起擠壓后，發(fā)現(xiàn)它們會(huì)結(jié)合在一起。這個(gè)現(xiàn)象說(shuō)明 _。想把這個(gè)實(shí)驗(yàn)做成功，要利用鉛塊較軟的特點(diǎn)并且要用力擠壓，據(jù)此你推想分子間作用力的一個(gè)特點(diǎn)是 _ ?！窘忸}思路】將兩個(gè)表面光滑清潔的鉛塊放在一起擠壓后，發(fā)現(xiàn)它們會(huì)結(jié)合在一起，這個(gè)現(xiàn)象說(shuō)明 分子間存在著引力。3要利用鉛塊較軟的特點(diǎn)并且要用力擠壓，它們才會(huì)結(jié)合在一起，說(shuō)明分子間的 引力只有在分子間距很小的情況下才起作用。【參考答案】 分子間存在引力引力只有在分子間距很小的情況下才起作用【方法歸納】當(dāng)分子間距大到一定值時(shí)，分子間作用力不起作用?！疽族e(cuò)誤區(qū)】深化理解分子之間的作用力是解答本題的關(guān)鍵。考點(diǎn)二內(nèi)能與

6、熱量例2、【安徽】下列關(guān)于功、內(nèi)能和熱量的描述中，正確的是()A.物體的溫度不變，內(nèi)能一定不變B.做功和熱傳遞都能改變物體的內(nèi)能C溫度高的物體含有的熱量比溫度低的物體多D.熱量總是從內(nèi)能大的物體向內(nèi)能小的物體傳遞【解題思路】 內(nèi)能的多少與物體的質(zhì)量、溫度、狀態(tài)有關(guān)，溫度不是決定物體內(nèi)能大小的唯一因素， 還應(yīng)考慮其他因素。改變物體內(nèi)能有做功和熱傳遞兩種方式，這兩種方法是等效的；同一物體，溫 度高時(shí)含有的內(nèi)能(而不是熱量)一定比溫度低時(shí)多，熱量不 是狀態(tài)量，不能說(shuō)含有或者具有熱量； 熱傳遞的條件是有溫度差，熱傳遞時(shí)，高溫物體放出熱量，低溫物體吸收熱量，熱量從高溫物體傳 給低溫物體，但內(nèi)能小的物體溫

7、度可能比內(nèi)能大的物體溫度高，因此熱量也可能由內(nèi)能小的物體傳 給內(nèi)能大的物體?！緟⒖即鸢浮緽【方法歸納】本題涉及的知識(shí)有改變物體內(nèi)能的兩種方式，內(nèi)能與熱量、溫度的聯(lián)系與區(qū)別。【易錯(cuò)誤區(qū)】 物體吸熱或升溫，內(nèi)能一定增大；但物體吸收熱量，溫度不一定升高，例如晶體熔化 時(shí)要吸熱，其內(nèi)能增加但溫度不變。考點(diǎn)三熱量及其計(jì)算普光氣田是我國(guó)川東第一大氣田，隨著該氣田的開發(fā)和利用，大大改善了我們的生活環(huán)境。已知天 然氣的熱值為3.0 x107J/m3，水的比熱為4.2x103J/(kgC)，請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，小李想把一壺盛有質(zhì)量為2kg溫度為20C的水燒開，不計(jì)水壺吸收的熱量，則需吸收的

8、熱量為 _J_。(2)若天然氣完全燃燒時(shí)有20%的熱量被水吸收，則需完全燃燒天然氣的體積為m3。4【解題思路】 把2kg溫度為20C的水燒開所吸收的熱量Q吸=cmAt=4.2x103J/(kgC)x2kgx5(100C-20C)=6.72x10 J。由題意知，Q吸=Q放n,且Q放=q燃V,則需要天然氣的體積56.72 05J20% 3.0 107J/m35【參考答案】（1）6.72X10（2）0.112【方法歸納】利用公式計(jì)算即可?！疽族e(cuò)誤區(qū)】 氣體燃料熱值的單位一般為“J/m3”，這與固體燃料的熱值是有所區(qū)別的?？键c(diǎn)四熱機(jī)（汽油機(jī)）的工作過(guò)程例4、【濱州】汽車已經(jīng)成為現(xiàn)代生活中不可缺少的一部

9、分，汽車多數(shù)采用汽油機(jī)作為發(fā)動(dòng)機(jī),如圖所示為四沖程汽油機(jī)的工作循環(huán)示意圖。下列說(shuō)法中，不正確的是（）A.甲沖程是把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能B.乙沖程是排氣沖程C.丙沖程是把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能D.丁沖程是吸氣沖程【解題思路】 熱機(jī)的工作包括吸氣、壓縮、做功、排氣四個(gè)沖程。圖甲：氣門都關(guān)閉，活塞向上運(yùn) 行，氣缸容積減小，是壓縮沖程，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為了內(nèi)能；圖乙：排氣門打開，活塞向上運(yùn)動(dòng)，氣 缸容積減小，是排氣沖程；圖丙：氣門都關(guān)閉，活塞向下運(yùn)行，氣缸容積增大，是做功沖程，將內(nèi) 能轉(zhuǎn)化為了機(jī)械能；圖?。哼M(jìn)氣門打開，活塞向下運(yùn)行，氣缸容積增大，是吸氣沖程?！緟⒖即鸢浮緾【方法歸納】 準(zhǔn)確判斷內(nèi)燃機(jī)的四個(gè)沖程以及對(duì)

10、涉及能量轉(zhuǎn)化的兩個(gè)沖程的理解是解題的關(guān)鍵。要 結(jié)合火花塞的工作情況、氣門和活塞運(yùn)動(dòng)的情況進(jìn)行判斷。【易錯(cuò)誤區(qū)】無(wú)法將圖片所示與各自的工作沖程對(duì)應(yīng)起來(lái)。3=0.112m。V=q燃6考點(diǎn)五有關(guān)熱機(jī)的計(jì)算例5、【江西】蓮蓮家的汽車尾部上標(biāo)有“2.0T”的字樣，其中“T”就是“渦輪增壓”，是利用高溫、高壓的廢氣去沖擊“廢氣渦輪”使其高速旋轉(zhuǎn)，來(lái)帶動(dòng)同軸的“進(jìn)氣渦輪”也高速旋轉(zhuǎn)，從而增加吸氣沖程的進(jìn)氣量并增大進(jìn)氣氣壓，使汽油燃燒更充分，燃?xì)鈮簭?qiáng)更大，同時(shí)也減少了廢氣中的有害物質(zhì)，達(dá)到提高發(fā)動(dòng)機(jī)效率和減少?gòu)U氣污染的目的。這輛汽車的最低油耗可達(dá)0.2kg/(kWh)，已知汽油的熱值為4.6xio7j/kg。

11、(溫馨提示：最低油耗是指燃燒最少的汽油獲得最大有用功的能量；0.2kg/(kWh)表示獲得1kW- h能量消耗0.2kg汽油)求：(1) 0.2kg的汽油完全燃燒時(shí)放出的熱量。(2)該汽車發(fā)動(dòng)機(jī)可以達(dá)到的最高效率。(結(jié)果保留整數(shù))【解題思路】(1)根據(jù)Q放=mq求出汽油完全燃燒時(shí)放出的熱量；(2)根據(jù)題意可知，獲得1kW- h能W量消耗0.2kg汽油，根據(jù)n=放求出熱機(jī)的效率。Q放76【參考答案】(1)0.2kg的汽油完全燃燒時(shí)放出的熱量Q放=mq=0.2kgx4.6x10J/kg=9.2x10 J。完全燃燒0 2kg汽油獲得的能量W=1kW- h=3.6x106J,汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的效率nW 3.

12、6 106J6Q放9.2 10 J【方法歸納】本題主要考查對(duì)熱值和熱機(jī)效率計(jì)算公式的理解和掌握。【易錯(cuò)誤區(qū)】要能根據(jù)最低油耗數(shù)據(jù)推知其有用功的能量。探究提升例、閱讀材料，回答下列問(wèn)題：圓形的水滴小明早晨在上學(xué)的途中發(fā)現(xiàn)停留在樹葉上的露珠都是圓圓的。他把這一現(xiàn)象告訴了小紅， 小紅興奮地說(shuō)：“對(duì)，我也發(fā)現(xiàn)了。還有自來(lái)水開關(guān)里滯留著的水滴也是呈圓形落下來(lái)的。”小明說(shuō)：“水滴為什么呈圓形呢？”他們查閱、分析了大量有關(guān)資料。得知：水滴的表面被一層看不見(jiàn)的繃緊的表皮覆蓋著。在水的里 面，每個(gè)分子都受到來(lái)自周圍各個(gè)方向的同樣大小的力的牽拉。但是在水面上，和空氣接觸的方向 沒(méi)有拉力的作用。也就是說(shuō)，只有朝水的

13、內(nèi)側(cè)拉的力在起作用。這個(gè)力會(huì)使水面變小，所以水滴就 變圓了。有些體重較輕的小動(dòng)物和昆蟲可以在水面上行走，就100%39%。7是利用了水的表面張力。這激起了兩人的好奇心，他們想：水的表面張力會(huì)被破壞嗎？小明認(rèn)為會(huì)，小紅則表示懷疑。于是他們決定用實(shí)驗(yàn)來(lái)檢驗(yàn)。先在臉盆上倒上水，在水面上放幾個(gè)用電光紙剪成的小人。然后拿一塊肥 皂接觸水面中心，小人立刻向四周散開。為什么會(huì)這樣呢？原來(lái)，肥皂和洗滌劑中含有堿，它們能破壞水的表面張力。當(dāng)肥皂溶于水后，這部分肥皂水的表面張力突然減小，于是小人就向著表面張力大的方向移動(dòng)。（1）根據(jù)你剛才的閱讀，將空格補(bǔ)充完整：表面張力是液體內(nèi)部的分子把表面層分子向_拉的力所引起的，表面張力使水的表面盡可能的變 _ ，最后成_形的。（2）用鋁箔剪一艘小船，在鋁箔上鉆一小孔，將一小塊肥皂插進(jìn)小孔，把船放進(jìn)干凈的水里，小船就 會(huì)向前進(jìn)，你能解釋一下其中的道理嗎？【解題思路】 在液體的里面，每個(gè)分子都受到來(lái)自周圍各個(gè)方向的同樣大小的力的牽拉。在液體 表面上，和空氣接觸的方向沒(méi)有拉力的作用。也就是說(shuō)，只有液體內(nèi)部的分子把表面層分子向液體 內(nèi)部拉的力的作用。這個(gè)力就是表面張力，這個(gè)力會(huì)使水面變小，最后成圓形的。（2）肥皂和洗滌劑中含有堿，它們能破壞水的表面張力。當(dāng)肥皂溶于水后，這部分肥皂水的表面張力突然減小，于是 小船就向著表面張力大的