資源簡介

第6章 內能的利用 能源
【考情聚焦】
考試 命題 年份 重要考點 分值 題型 熱度
2014~2023 熱值及熱機效率 2~4 選擇題、填空題
熱量的相關計算
能源與可持續發展
課標 要求 1.了解熱機的工作原理。知道內能的利用在人類社會發展史上的重要意義。了解內能和熱量。從能量轉化的角度認識燃料的熱值。 2.知道能量守恒定律。列舉日常生活中能量守恒的實例。有用能量轉化與守恒的觀點分析問題的意識。從能量的轉化和轉移的角度認識效率。知道能量的轉化和轉移有一定的方向性。 3.結合實例,說出能源與人類生存和社會發展的關系。列舉常見的不可再生能源和可再生能源。知道核能等新能源的特點和可能帶來的問題(2022版課標要求與2011版課標要求相同)
【回歸教材】
教材鏈接 人教:九年級第十四章P16~P30、九年級第二十二章P166~P180　教科:九上第二章P19~P32、九下第十一章P37~P62　北師大:九年級第十章P20~P32、九年級第十六章P207~P212
知識清單
考點1 熱值
1.定義:燃料 放出的熱量與燃料質量的 ,叫作這種燃料的熱值。
2.公式及單位:q=,變形式:Q=mq。單位: ,符號是 。
3.理解:
(1)酒精的熱值是3.0×107 J/kg,表示 。
(2)熱值是燃料本身的一種特性,它與燃料的 有關,與燃料的質量、體積、是否完全燃燒等沒有關系。
【提示】對于氣體燃料來說,熱值q=,熱值單位為J/m3。
【答案】考點1:1.完全燃燒　比值
2.焦每千克　J/kg
3.(1)1 kg的酒精完全燃燒放出的熱量是3.0×107 J
(2)種類
考點2 熱機
1.熱機
(1)定義:利用 做功的機械。
(2)原理:
(3)種類:蒸汽機、內燃機、汽輪機、噴氣發動機等。
2.內燃機
(1)定義:燃料直接在汽缸內燃燒產生 的熱機。
(2)分類:汽油機和柴油機。
(3)汽油機的四個工作沖程:
① 沖程 進氣門② ,排氣門③ ,活塞向④ 運動,汽油和空氣的混合物進入汽缸
⑤ 沖程 進氣門和排氣門都⑥ ,活塞向⑦ 運動,將⑧ 能轉化為⑨ 能
⑩ 沖程 進氣門和排氣門都 ,活塞向 運動,將 能轉化為 能
沖程 進氣門 ,排氣門 ,活塞向 運動,排出汽缸內的廢氣
　除了做功沖程是靠燃氣推動活塞做功,其他三個沖程都是靠安裝在曲軸上的飛輪的 來完成的
3.熱機效率
(1)定義:熱機用來做 的那部分能量和燃料完全燃燒放出的熱量之比。
(2)公式:η=×100%或η=×100%。
(3)提高熱機效率的途徑:①讓燃料盡可能充分燃燒,如將煤粒磨成煤粉,加大送風量等;②利用廢氣的能量;③機件間保持良好的潤滑,減小摩擦。
【答案】考點2:1.(1)內能
2.(1)動力
(3)①吸氣　②打開　③關閉　④下　⑤壓縮　⑥關閉　⑦上　⑧機械　⑨內　⑩做功　關閉　下　內
機械　排氣　關閉　打開　上　慣性
3.(1)有用功
考點3 能量的轉化與守恒
1.能量的轉化:在一定條件下,各種形式的能量是可以相互 的。
2.能量守恒定律:能量既不會憑空消滅,也不會憑空產生,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,能量的總量 。
【答案】考點3:1.轉化　2.轉化　轉移　保持不變
考點4 能源
1.分類
分類標準 類型 定義 實例
是否要 加工 一次能源 可以① 從自然界獲取的能源 風能、太陽能、核能、化石能源等
二次能源 無法從自然界直接獲取,必須通過② 的消耗才能得到的能源 電能等
可否再生 可再生能源 ③ 從自然界源源不斷地獲得的能源 風能、太陽能等
不可再生能源 在短期內④ 從自然界得到補充的能源 核能、化石能源等
2.核能:原子核 或 時釋放的能量叫核能。
3.核裂變
(1)定義:用中子轟擊質量比較大的鈾235原子核,使其發生 ,釋放出巨大的能量。
(2)核電站:利用 發電,其能量轉化:核能→ → →電能。
(3)鏈式反應:核反應堆中發生的鏈式反應是 控制的,利用不加控制的核裂變可制造毀滅性武器—— 。
4.核聚變:將某些質量很小的原子核,例如,氫的同位素氘核和氚核,在超高溫下結合成新的原子核,釋放巨大的核能,這就是聚變,也稱為 。 和太陽就是利用聚變釋放能量。
【答案】考點4:1.①直接　②一次能源　③可以　④不能
2.分裂　結合
3.(1)裂變　(2)核裂變　內能　機械能　(3)可以　原子彈
4.熱核反應　氫彈
考點5 太陽能
1.來源:氫原子核在超高溫下發生 ,釋放出巨大的核能。
2.利用
(1)太陽能轉化為 ,如太陽灶、太陽能熱水器;
(2)太陽能轉化為 ,如太陽能電池;
(3)太陽能轉化為 ,如貯存在化石燃料中的太陽能。
3.優點:環保無污染,可再生。
【答案】考點5:1.聚變　2.(1)內能　(2)電能　(3)化學能
考點6 能源與可持續發展
1.能量轉移和轉化的方向性:能量的轉移和轉化是有 的,最終轉變為不可利用的能量,因此要節約能源。
2.能源的可持續發展:(1)提高能源的利用率,減小能源使用對環境的破壞;(2)發展新能源。
【答案】考點6:1.方向性
教材深挖
圖說物理
教材圖片 考查內容 教材圖片 考查內容
如圖,在試管內裝些水,用橡皮塞塞住,加熱使水沸騰。此過程中酒精燃燒,酒精的① 能轉化為② 能,水沸騰后產生大量水蒸氣,塞子受到水蒸氣的壓力而沖出去,水蒸氣的③ 轉化為塞子的動能 如圖,這是一種設想的永動機,這種永動機④ (選填“能”或“不能”)永遠運動下去。能量在轉化和轉移的過程中,能量的總量⑤
【答案】①化學　②內　③內能　④不能　⑤保持不變
核心突破
熱量的計算
方法歸納
例題 若一輛小汽車一年行駛一萬公里,消耗1 t汽油,這些汽油完全燃燒放出 J的熱量;在某次行駛過程中,該汽車汽油機曲軸的轉速為3600 r/min,在1 s內汽油機對外做功 次。(q汽=4.6×107 J/kg)
變式訓練
1.(燃料燃燒放熱)天然氣是一種清潔能源,它是 (選填“可再生”或“不可再生”)能源。某出租車在一段時間內消耗了0.5 kg天然氣,若天然氣的熱值為4.4×107 J/kg,這些天然氣完全燃燒,可放出熱量 J。
2.(加熱效率)某燃氣熱水器將20 kg的水從10 ℃加熱到60 ℃,完全燃燒了0.21 m3的煤氣。水吸收的熱量是 J。熱水器燒水的效率是 。[已知水的比熱容為4.2×103 J/(kg·℃),煤氣的熱值為4×107 J/m3]
3.(熱機效率)如圖所示,這是一臺單缸四沖程汽油機的工作示意圖。將內能轉化為機械能的是圖 ;若汽油機飛輪轉速為3600 r/min,則汽油機1 s內對外做功 次;若汽油機效率是25%,在汽油機內完全燃燒2 kg汽油放出的熱量通過汽油機的轉化能對外做 J 的有用功。(q汽油=5×107 J/kg)
甲　　　　　　乙　　　　　　丙　　　　　　丁
【答案】例　4.6×1010　30
變式訓練　1.不可再生　2.2×107　
2.4.2×106　50%
3.丙　30　2.5×107
【真題精粹】
命題點1 熱值和熱機(10年7考)
1.(2018·河北)有如圖所示的兩套相同裝置,分別在兩個燃燒皿中放入質量相等的不同燃料,點燃后加熱質量相等的同種液體,通過比較燃料 (選填“燃燒相同時間”或“全部燃燒”)后溫度計示數的變化,來判斷兩種燃料的熱值的大小。燃料燃燒, 轉化為內能,用比熱容 的液體可以使實驗現象更明顯。(實驗中液體沒有沸騰)
2.(2017·河北)下列說法正確的是 ( )
A.熱機消耗的燃料越多,效率就越低
B.熱傳遞中溫度總是從熱的物體傳給冷的物體
C.同一物體,溫度降低得越多,放出熱量就越多
D.人體內水的比例很高,有助于調節體溫,以免溫度變化太快對身體造成危害
命題點2 熱值的簡單計算(10年6考)
3.(2017·河北)汽油機作為汽車的“心臟”,在壓縮沖程結束時,火花塞產生電火花,使燃料猛烈地燃燒,將 能轉化成 能。一輛汽車一年行駛三萬公里,消耗汽油2 t,這些汽油完全燃燒放出 J的熱量。(q汽油=4.6×107 J/kg)
命題點3 能的轉化和能源(必考)
4.(2023·河北)秉承可持續發展的思想,開發新能源、更好地利用已知能源是全球范圍內的重要課題,開發和利用核能就是一個有效途徑。核能是質量較大的原子核發生 或質量較小的原子核發生聚變時釋放的能量,通過可控聚變來利用核能,有望解決人類能源問題。1 g核燃料聚變時釋放的能量約為1×105 kW·h,假設把1×105 kW·h的能量完全轉化為電能,可供年用電量為1000 kW·h的家庭使用 年。太陽也是一個巨大的“核能火爐”,它向外輻射的能量是我們的能源寶庫。人類利用太陽能的實質是將太陽能轉化為其他形式的能量,請你寫出一種轉化方式或一個相關的實例: 。
5.(2020·河北)核能是一種 (選填“可再生”或“不可再生”)能源。核電站利用核能發電,它的核心設備是核反應堆,核反應堆是通過可控 (選填“核裂變”或“核聚變”)反應釋放核能的設備。核電站中的汽輪機屬于 (選填“發電機”、“電動機”或“熱機”)。
【答案】1.全部燃燒　化學能　小
2.D　
3.化學　內　9.2×1010
4.裂變　100　太陽能集熱器把水加熱
5.不可再生　核裂變　熱機
2

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