專題26 內能、核能、能量守恒與轉化（原卷版）

專題26內能、核能、能量守恒與轉化【思維導圖】【知識點回顧】一、能的多種形式考點1列舉能的多種形式(機械能、內能、電能、化學能、核能)能量是以多種形式存在的，常見的能量形式有機械能、內能、________、化學能、________等。二、內能eq\a\vs4\al(考點2知道克服摩擦做功與物體內能改變的關系)1．內能含義：構成物質的大量微粒(如分子、原子、離子等)做________而具有的能，俗稱熱能。________都有內能。2．物體溫度________，內能________；溫度越低，內能越小。3．克服摩擦做功，能使物體的內能增加。eq\a\vs4\al(考點3知道做功和熱傳遞是改變內能的兩種途徑)1．做功：對物體做功，物體的內能________；物體對外界做功，物體的內能________。實質是能的形式發(fā)生了轉化。2．熱傳遞：物體吸熱，內能________；物體放熱，內能________。實質是內能從高溫物體傳遞到低溫物體，或者內能從同一物體的高溫部分________到低溫部分的過程。能的形式未發(fā)生轉化。注意：做功和熱傳遞對改變物體的內能是________的。eq\a\vs4\al(考點4知道在熱傳遞過程中用熱量來量度內能的變化)在熱傳遞中，傳遞的能量多少叫________。低溫物體從外界吸收多少熱量，內能就________多少；高溫物體向外界放出多少熱量，內能就________多少。eq\a\vs4\al(考點5舉例說出化學能與內能的轉化)1．化學能是物質發(fā)生化學反應時所釋放的能量，它不能直接用來做功，只有在發(fā)生________的時候才釋放出來，變成內能或者其他形式的能量。2．化學能與內能的轉化常見吸熱反應：________轉變?yōu)榛瘜W能大多數分解反應；大多數需要加熱或高溫條件下才能進行的反應。常見放熱反應：化學能轉變?yōu)閮饶苋紵?；中和反應；金屬與酸反應；一般化合反應(如生石灰和水反應)。三、熱機考點6說出汽油機的工作過程，知道汽油機的能量轉化1．熱機是指各種利用內能做功的機械。熱機原理是將燃料的____________轉化成內能再轉化成____________。2．熱機的四個沖程：吸氣沖程，____________沖程，____________沖程，____________沖程。四、核能的利用eq\a\vs4\al(考點7知道裂變和鏈式反應；知道聚變和熱核反應)1．含義：原子核是可以改變的，且在有些改變的過程中還會釋放出巨大的能量，這種能量叫做核能。2．獲得核能的途徑重核裂變：質量較大的原子核在中子轟擊下分裂成兩個新原子核，并釋放出能量的過程。原子彈：根據________的原理制成。輕核聚變：兩個質量較小的原子核結合成質量較大的新核，同時釋放出能量的過程。氫彈：根據________的原理制成。eq\a\vs4\al(考點8知道放射性及其應用)1．原子核的裂變和聚變都會產生一些放射性物質，如α射線、γ射線、X射線、β射線等。2．大量放射線對人畜會造成很大的傷害。如：建造核電站通常要修建很厚的水泥防護層，防止放射線外泄。3．較小量的射線可以為人類做許多事。如：利用γ射線探傷；育種；放射線治療腫瘤等疾病。eq\a\vs4\al(考點9知道核電站是利用核裂變的原理來工作的)1．核電站原理：________。五、能量的轉化與守恒eq\a\vs4\al(考點10舉例說出能量的轉化與守恒定律)1．能量既不會消滅，也不會創(chuàng)生，它只會從一種形式________為其他形式，或者從一個物體________到另一個物體，而在轉化和轉移的過程中，能的________，這就是________。2．能量的轉化和守恒定律是自然科學最基本的規(guī)律。“永動機”是不可能成功的，因為它違背了___________________________________________________________________。eq\a\vs4\al(考點11舉例說出能量的轉化與傳遞有一定的方向性)能量的轉化與傳遞有一定的________：例如熱能可以從高溫物體轉移到低溫物體，而不能自發(fā)地從低溫物體轉移到高溫物體；可燃物可以通過燃燒將化學能轉化成內能，但不可能將內能自發(fā)地轉化成化學能。eq\a\vs4\al(考點12知道能量利用效率和節(jié)能的關系)1．能量利用效率是指有效利用的能與總能量之比。2．提高能量利用效率的方法：減少能量浪費和損失；改進機械設備?！纠}精析】例1．（2021?紹興）如圖所示，在試管內裝適量的水，用橡皮塞塞緊管口，加熱一段時間后橡皮塞沖出，同時管口附近產生“白氣”。以下分析不正確的是（）A．水溫上升時，水的內能增加 B．加熱時管內的水不斷汽化 C．管內氣體對橡皮塞做功，其內能減少 D．試管口的“白氣”是水蒸氣例2．（2020?寧波）如圖為一種自熱火鍋的構件圖。該自熱火鍋的發(fā)熱包內有鐵粉、鋁粉、炭粉、生石灰等物質，將發(fā)熱包放到水中，會放出大量的熱。有關該自熱火鍋的說法不合理的是（）A．生石灰與水反應，會放出大量的熱 B．設計出氣孔的目的是避免使用時盒內氣壓過高 C．遇水能放出熱量的物質都能作為發(fā)熱包的內容物 D．使用過的發(fā)熱包即使干燥后也不能重復使用例3．（2020?衢州）將冰塊放在泡沫箱中可制成簡易“冰箱”，把一瓶飲料放入“冰箱”后，冰塊和飲料的溫度隨時間變化的曲線如圖所示，在兩物體溫度達到相同之前，下列說法正確的是（）A．甲是冰塊 B．乙吸收熱量 C．甲內能增加 D．乙內能減少例4．（2020?衢州）下列用電器把電能主要轉化為機械能的是（）A．電風扇 B．電燈 C．電飯煲 D．電熨斗例5．（2020?杭州）如圖一只瓶子，內裝一些鐵屑。我們既可以通過振蕩，也可以通過加熱，使鐵屑的溫度升高，內能增大。從改變物體內能的方法來看，前者是通過方法，后者是通過方法來增大鐵屑的內能。如果你沒有看到內能改變的過程，僅憑鐵屑溫度的改變，能否確定采用了什么方法改變了鐵屑的內能？（能或不能），這是因為。例6．（2019?臺州）某電子打火機打火原理如圖，壓電陶瓷受到撞擊時表面電荷重新分布，產生高電壓，發(fā)出電火花點燃氣體。撞擊時，通過壓電陶瓷實現的能量轉化是；放電時，兩塊壓電陶瓷的連接方式是聯。【習題鞏固】一．選擇題（共8小題）1．下列不是通過做功方式改變物體內能的是（）A．鉆木取火 B．用氣筒給輪胎打氣，氣筒壁發(fā)熱 C．冬天用熱水袋取暖 D．兩手摩擦發(fā)熱2．如圖所示，在大口厚玻璃瓶內裝入少量的水。塞緊塞子后，用氣筒往瓶內打氣。當塞子跳出時，看到瓶口有白霧出現。下列關于該實驗的分析錯誤的是（）A．往瓶內打氣時，外界對氣體做功 B．往瓶內打氣時，瓶內氣體內能變小 C．瓶塞跳出時，瓶內氣體溫度降低 D．瓶塞跳出時，水蒸氣液化形成白霧3．熱量的傳遞是有方向性的。物體間自發(fā)進行熱量傳遞的方向應是（）A．熱量多的物體傳給熱量少的物體 B．熱量少的物體傳給熱量多的物體 C．溫度高的物體傳給溫度低的物體 D．溫度低的物體傳給溫度高的物體4．以下事例在改變物體內能的方式上與其他三項不同的是（）A．冬天，通過搓手來取暖 B．劃火柴時，火柴燃燒 C．把袋裝牛奶放在熱水中加熱 D．鐵絲反復彎折，彎折處變熱5．下列事例中，物體間因發(fā)生熱傳遞而導致內能改變的是（）A．夏天雙手緊緊捂住冰袋感覺涼爽 B．冬天兩手相互摩擦感到暖和 C．用力將“摔炮”扔在地上而爆炸 D．用鋸條鋸木頭，鋸條會發(fā)熱6．下列說法正確的是（）A．同一物體，溫度升高，內能增加 B．物體的內能增加，一定是吸收了熱量 C．一個物體舉得越高，內能一定增大 D．一個物體內能越大，機械能也越大7．下列關于熱量的說法，正確的是（）A．溫度高的物體，熱量越多 B．內能大的物體，具有的熱量也多 C．物體的內能增加，一定是吸收了熱量 D．熱量是物體在熱傳遞過程中內能的改變量8．5月8日，我國新一代載人飛船試驗船返回艙成功降落，標志著此次試驗船飛行任務取得圓滿成功。關于新一代載人飛船試驗船分析正確的是（）A．飛船減速下落過程中機械能保持守恒 B．飛船減速下落過程中，能量轉化是動能轉化為勢能 C．飛船下落過程中與大氣劇烈摩擦，內能轉化為機械能 D．飛船運行過程中燃料燃燒將化學能轉化為熱能二．填空題（共7小題）9．某地居民利用竹炭能做一些美食，比如，用竹炭和黃泥混合，包在用荷葉包裹的雞的外面，然后放在火堆里加熱，烤出來的雞肉味道特別酥嫩。（1）竹炭能夠迅速的“加熱”食物，這個過程中食物改變內能的途徑是。（2）竹炭內有很多空隙，具有很強的吸附作用，可以吸附烤雞的腥味，竹炭吸附異味屬于。（填“物理變化”或“化學變化”）10．小明去修電腦時，發(fā)現主板上有一根粗粗的銅條連著風扇（如圖）。師傅說，電腦的散熱就是靠它來完成的。銅條散熱是利用它的（填一條物理性質），其內能的改變方式是。11．在如圖所示的四幅圖中，甲、乙是兩個演示實驗示意圖；丙、丁是四沖程汽油機工作過程中的兩個沖程示意圖。其中丙圖是沖程，它與圖所示的演示實驗原理相同?，F有一種單缸汽油機在原有四沖程的基礎上增加兩個沖程，成為六沖程汽油機，也就是在原有四沖程汽油機完成排氣沖程后向氣缸內噴水，水在氣缸內汽化成水蒸氣，水蒸氣膨脹對外做功，這種汽油機一個工作循環(huán)有六個沖程。這種汽油機這樣設計的目的是。12．如圖是空氣壓縮引火儀，先往容器中裝入少量硝化棉，緩緩提起活塞，后用力快速向下壓活塞，看到底部的硝化棉迅速燃燒。（1）該現象說明能改變物體的內能；（2）實驗結束后小明發(fā)現里面還有硝化棉，馬上按同樣的操作重做，卻沒有看到硝化棉再次燃燒的現象。第二次硝化棉不能燃燒的主要原因是。13．夏天，突然打開汽水瓶時，隨著“嘭”一聲響，往往可以看到瓶口處冒“白氣”，這是因為當突然打開瓶蓋時，瓶內氣體迅速膨脹對外做功，氣體的內能，溫度，瓶口附近的水蒸氣遇冷形成大量的小水珠，就是我們看到的“白氣”。14．在吹氣球時，吹大了的氣球沒握住，它叫嘯著飛跑了！你及時撿起氣球會發(fā)現它的嘴部溫度，是因為當球內氣體噴出來時，內能轉化為機械能。15．2018年4月1日，武漢“光谷量子號”有軌電車開始載客試運營，開通了交路1和交路2兩條線路。交路2全長約20km，若電車某次跑完全程需要50min。（1）“光谷量子號”采用了能量回收系統(tǒng)，例如電車下坡時為了保持勻速運動，采用帶動發(fā)電機發(fā)電進行“剎車”，則在此過程中是將機械能轉化為能，并儲存起來后供電車重新使用，所以更加節(jié)能環(huán)保；（2）如果電車下坡時為了保持勻速運動，或進站時采用的是與普通汽車同樣的剎車方式，機械能轉化為內能，就無法重新供電車使用，說明能量轉化具有一定的。三．實驗探究題（共1小題）16．風能是一種潛在的新能源，風力發(fā)電機可以將獲得的風能轉化為化學能儲存在蓄電池中，風力發(fā)電機都有一定的能量轉化效率。為了研究“風力發(fā)電機的能量轉化效率是否與風輪葉片數量有關？”小明利用電風扇、秒表、風力發(fā)電機模型、電量表（可準確測量蓄電池充電百分比）按照圖甲方式進行如下實驗。①將圖乙中單葉式風輪安裝在風力發(fā)電機模型上；②閉合電風扇開關，調節(jié)電風扇擋位使其風速最大，計時20分鐘，測量并記錄蓄電池電量變化；重復3次實驗并計算蓄電池電量變化平均值；③分別換用圖乙中雙葉式、三葉式風輪，重復步驟②；④處理相關數據得到“蓄電池含量與時間的關系”如圖丙。（1）本實驗通過觀察并記錄來比較風力發(fā)電機的能量轉化效率。（2）分析圖丙，解釋我國大型風力發(fā)電廠均采用三葉式風輪發(fā)電，其依據是。（3）“葉尖速比”為風輪葉片尖端運動速度與風速之比，葉尖速比會影響風力發(fā)電機的能量轉化效率。當單葉式風輪的葉尖速比為λ時，其能量轉化效率達到最大值，已知該風輪半徑為r（如圖?。L輪每秒鐘轉動2圈，應將風速控制在時能使該單葉式風力發(fā)電機能量轉化效率達到最大值（用字母λ、r表示）。四．計算題（共1小題）17．生活中我們常遇到這些情況：當你從熱水瓶里倒出一杯開水，然后再把瓶塞蓋上去的時候，熱水瓶塞會自己跳出來；當水燒開后灌入熱水瓶中（未灌滿），蓋上瓶塞，經過一段時間，常會發(fā)生瓶塞拔不出來的現象，請你就上述情況說明原因。五．解答題（共3小題）18．如圖甲裝置所示，探究“做功改變物體內能”，該裝置由圓底燒瓶、溫度傳感器、橡皮塞、橡皮管、打氣筒等組成。向圓底燒瓶內注入適量酒精，使用打氣筒向燒瓶內打氣，根據傳感器采集的數據，電腦處理后得到如圖乙所示圖像。（1）結合乙圖分析，描述打氣筒打氣5秒后出現的實驗現象；（2）有同學認為，圖乙中BC段對應發(fā)生情況與熱機中做功沖程相似，請說出相似處：；（3）在用本裝置進行實驗時能否去掉瓶內的酒精，請判斷并說明理由：