1、初中物理最新中考物理学复习机械能和内能考点例题初三物理：机械能和内能考点、例题和练习一.考纲要求1.理解动能.重力势能的初步概念;知道弹性势能.能量(简称能):物体能够做功的本领.一个物体能够做功,就说这个物体具有能量.物体做的功越多,物体消耗的能量也越多.动能:物体由于运动而具有的能量.运动物体的速度越大,质量越大,动能就越大.重力势能:举高的物体具有的能量.物体的质量越大,举得越高,它具有的重力势能就越大.弹性势能:发生弹性形变的物体具有的能量.物体的弹性形变越大,它具有的弹性势能就越大.势能:重力势能和弹性势能的统称.一个重力势能与弹性势能之和,就是它的总势能.机械能:动能和势能的统称.
2、一个物体的动能与势能之和,就是它的总机械能.机械能是最常见的一种形式的能量.能量的单位和功的单位相同,也是焦耳.2.理解动能和势能可以相互转化.在一定条件下,动能和势能可以相互转化.3.常识性了解水能.风能的利用.水能:自然界的流水具有的机械能.风能:自然界的风(流动的空气)具有的机械能水能和风能都是可以利用来为人类服务的天然资源.4.知道分子运动论的初步知识.分子运动论的基本内容:(1)物质是由分子构成的;(2)分子永不停息地做无规则运动;(3)分子之间有相互作用的引力和斥力.扩散:不同的物质在互相接触时,彼此进入对方的现象.扩散现象表明物体的分子不停地做无规则运动.分子力的特点:分子力的作
3、用范围很小.当分子间距为某一距离r(称为平衡距离)时,分子之间的引力与斥力大小相等,作用抵消;当分子间距小于r时,斥力大于引力,斥力起主要作用;当分子间距大于r时,斥力小于引力,引力起主要作用;当分子间距大于r的10倍左右时,分子力变得极小,可以忽略.气体.液体和固体的分子结构:气体分子间的距离比较大,分子间的作用力很小,分子在没有跟别的分子或器壁碰撞时做匀速直线运动;液体分子间的距离比较小,分子间的作用力比较大,分子在各自的平衡位置附近做无规则的振动;固体分子间的距离很小,分子间的作用力很大,分子在各自的平衡位置附近做无规则的振动;5.知道物体的内能;知道改变物体内能的两种方法.热运动:物体
4、内部大量分子的无规则运动.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,也常常叫做热能.内能是能量的形式之一,单位也是焦耳.影响物体内能的因素:(1)物体内部分子的热运动(与物体的温度对应);(2)物体内部分子间的相互作用情况(与物体的状态对应).当物体的温度或状态发生了改变时,物体的内能就会发生变化.改变物体内能的两种方法:做功和热传递.这两种方法对改变物体的内能是等效的.6.知道热量及其单位,知道燃料的燃烧值.热量:在热传递过程中,传递的能量的多少(或者说”物体吸收或放出的热的多少”).在国际单位制中,热量的单位和功.能相同,也是焦耳.热量的常用单位是卡,1卡=4.2焦耳.燃烧
5、值:1千克某种燃料完全燃烧放出的热量,叫做这种燃料的燃烧值.燃烧值的单位是焦耳/千克,简称焦/千克.7.知道比热的定义和单位;会查比热表;理解应用比热解释有关热现象;理解物体吸.放热的计算.比热:单位质量的某种物质,温度升高1吸收的热量,叫做这种物质的比热容,简称比热.比热的常用单位是焦耳/(千克.),简称焦/(千克.).注意:在国际单位制中,比热的单位是焦耳/(千克.开尔文),简称焦/(千克.开).水的比热值较大,为4.2118焦耳/(千克.).在应用比热解释有关热现象时,要注意比较的条件(如所取两种物质的质量相等).在做物体吸.放热的计算时.常常要利用热平衡方程.即Q吸=Q放 (Q损不计)
6、8.知道能的转化和守恒定律.能的转化和守恒定律:能量既不会消灭,也不会创生,它只能从一种形式转化成另一种形式,或者从一个物体转移到另一个物体,而能的总量保持不变.9.知道热机.热机利用内能做功的机器.热机的工作原理:燃料燃烧,生成高温高压的水蒸气或燃气,使其推动活塞或叶轮而做功.热机的效率:用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧放出的能量之比.内能的利用和环境保护:人类利用内能取暖.加热食物和获取机械能的同时,也造成了环境污染.既要有效地利用能源,又要很好地控制和消除污染,是人类面临的重要课题.二.考点解析例1关于能的概念,下列说法中错误的是(.)A.一个物体能够做功,我们就说这个物体具有能.
7、B. 一个物体被站立的人举在手中,人不松手,物体不能做功,所以物体没有能.C.一个物体做了功,说明这个物体具有能.D.物体已做的功越多,说明物体具有的能越多.分析与解答:本题考查物理学中非常重要的两个概念-能和功的联系和区别.能和功的联系:能是物体做功的本领;而做功总是伴随着物体能量的变化.能和功的区别:能是物体做功的本领.但是”具有能量”并不等于”做功”,这同”有钱”并不等于”花钱”是一个道理.本题中,选项B属于因为条件所限不能做功(”尚未”花钱),并非没有能量(”没有钱”);选项C则是已经做过功(”花过钱”),而眼下还有没有能量(”钱”),则不得而知了.例如一块石头从高处下落,则重力对它做
8、了功,至于现在它是否还有能量却难以确定-可能有(如果它还在下落过程中),也可能没有(也许早就”一块石头落了地”).符合题意的答案为B.C.D.小结:物体在一定的条件下,可以通过做功的方式改变自己的能量;而所谓”物体做功”,无非是能量在不同物体之间转移,或是能量在不同形式之间转化.例2关于动能的概念,下列说法中正确的是( )A.运动的物体具有的能,叫动能.B. 物体由于运动具有的能,叫动能.C.速度大的物体甲具有的动能一定大于速度小的物体乙具有的动能.D.运动物体质量越大,所具有的动能一定越多.分析与解答:本题考查动能的决定因素.决定物体动能大小的因素有两条:一是物体的运动速度,二是运动物体的质
9、量.选项C和D都犯了片面看问题(C未考虑两者质量的关系,D未考虑物体的运动速度)的错误,但错误较为明显,容易察觉.而选项A的错误则比较隐蔽.问题就出在”物体可以同时具有多种能量”!例如运动物体,它除了具有动能外,还可以同时具有势能.内能.等等.本题正确选项为B.小结:解题时要全面考虑问题,警惕隐含条件.例3关于势能的下列说法中,正确的是( )A.举高的物体具有的能,叫重力势能.B. 甲物体比乙物体举得高,所以甲物体的重力势能一定大于乙物体的重力势能.C.甲物体的弹性形变大于乙物体的弹性形变,甲物体具有的弹性势能一定大于乙物体的弹性势能.D.以上说法都不对.分析与解答:本题考查重力势能和弹性势能
10、的决定因素.重力势能的大小,与物体的质量和被举高的高度有关;弹性势能的大小,除了与物体弹性形变的大小有关之外,还跟形变物体的材料.几何形状等有关.例如一根细橡皮筋和一条粗橡胶管(形状类似自行车的气门心),都被拉长1厘米,两者的弹性势能就不一样.所以选项C错误;选项B有什么错误,请自行分析.本题应选A(重力势能的定义).小结:对于课本上各个概念的定义,必须熟记.例4将一石子竖直向上抛出,在它上升过程中,不计空气阻力,那么它的( )A.动能减少,重力势能增加,机械能增加.B.动能减少,重力势能增加,机械能不变.C.动能不变,重力势能增加,机械能不变.D.动能减少,重力势能增加,机械能减少.分析与解
11、答:本题考查机械能守恒的条件和特点.机械能守恒的条件:没有(除所研究的物体之间的弹力和重力之外的)其他外力(如摩擦力.其他物体与所研究的物体之间的弹力等等)做功.本题”不计空气阻力”,满足机械能守恒条件,一下排除掉两个选项A和D,使原题大大简化-变成了(从选项B和C中)”二选一”,两者的区别仅在于:石子的动能是”变化”还是”减少”!设想一下,假如你真的上抛一个石子,它可能动能不变(速度不变)吗?!(排除选项C!)所以题目解到这里,答案已经出来了-正确选项是B.当然,也可以老老实实地进行分析:在石子上升过程中,随着高度增加,其重力势能增加,而机械能总量不变.则它的动能减小(速度越来越慢)-结果自
12、然不会两样.小结:不要被题目牵着鼻子走,尽一切可能去简化问题.例5跳伞运动员随降落伞在空中匀速下降,那么他的( )A.动能不变. B.重力势能不变.B. 机械能不变. D.机械能增加.分析与解答:本题是考查机械能守恒的条件和特点的又一典型问题.本题情况与例4不同:跳伞运动员下降,重力势能减小,而又是匀速下降,所以动能不变,那么,机械能的总量就在减少,这似乎不太合理-不是说”机械能守恒”吗?学了机械能守恒,就处处”机械能守恒”-这正是常见的思维误区.本题恰恰是机械能不守恒!原因是题目中存在一个隐含条件-跳伞运动员受到(与他所受到的重力平衡的)空气阻力,这样他才会”匀速下降”.在下降过程中,跳伞运
13、动员减少的重力势能转化为内能.也可以用反证法求解-假设跳伞运动员下降时机械能守恒,随着高度不断减小,重力势能不断减小,动能将不断增大,跳伞运动员下降速度越来越快,而这是与题目条件”匀速下降”相矛盾的!-原假设不成立.本题应选A.小结:不要单纯”为了做题而做题”,要”时时问个为什么”.事实上,发明降落伞的目的,就是要让机械能不守恒-使跳伞者在下降过程中,其减少的重力势能转化为内能,从而保持一个安全的速度(“匀速”)下降.那种机械能守恒的降落伞,估计是由于质量太差没打开!例6 如图11-1所示,物体先后由倾角不同的光滑斜面由静止开始从顶端滑到底端,它滑到底端时速度分别为v1.v2.v3,由顶端到底
14、端所用时间分别为t1.t2.t3则下列关系式中正确的是( )A.v1=v2=v3B.t1=t2=t3C.t1t2t2t3分析与解答:本题是考查机械能守恒条件和速度公式应用的综合问题.本题中物体”由光滑斜面由静止开始”滑下,因此机械能守恒.由于是同一物体从同一高度滑下,所以物体在顶端时重力势能相等,它滑到底端时动能也应相等-对于同一物体,则有末速度相等(v1=v2=v3).又因为本题中物体均做由静止开始的匀加速运动,故而三次平均速度相同.根据公式,t=l/v(式中l为斜面长度),即斜面越长,滑下所用的时间越长.综上所述,正确选项是A.D.小结:注意题目中的关键词-在本题中是”光滑”.例7一个小球
15、沿粗糙斜面以初速V0滚上一定高度后,又自动滚下回到原处.小球向上时越来越慢,所用时间为t1,向下时越来越快,所用时间为t2,则( )A.t1=t2. B.t1t2.C.t1t2. D.无法判断.分析与解答:本题是考查机械能守恒条件和速度公式应用的综合问题.与例6不同,本题中斜面是”粗糙”的,即机械能不守恒-小球沿斜面滚动时,克服摩擦做功,机械能转化为内能,小球的机械能不断减小.其滚下回到原处时的动能小于开始滚上经过该处时的动能.即小球的末速度V 初速度V0,则小球滚下的平均速度V下滚上的平均速度V上,而滚下和滚上的路程相等(均为l),根据公式t=l/v不难确定-正确选项为C.小结:本题中的关键
16、词是-“粗糙”.例8一个钢球和一个铝球,体积相同,钢球静止在水平桌面上,铝球从这个桌面上由静止开始落到地面上,那么( )A.两球都在桌面上时势能相等.B. 钢球的势能始终大于铝球的势能.C.两球的机械能始终相等.D.两球的机械能始终不等.分析与解答:本题是考查密度与机械能守恒的综合问题.由密度公式可知,球的质量,两球体积相同,钢的密度大于铝的密度,所以钢球的质量大于铝球(根据本题的条件,按两球均为实心设定).开始时,两球在同一桌面上(高度相同),则钢球的重力势能大于铝球(排除选项A);又因为此时两球都静止,动能为零,机械能只有重力势能,所以开始时钢球的机械能大于铝球(排除选项C);根据题意,两
17、球机械能分别守恒,因此钢球的机械能始终大于铝球(选项D成立);还是根据题意,开始时钢球的势能已经大于铝球,钢球静止在水平桌面上(势能不变),而铝球由于下落势能变小,所以选项B也正确.综上所述,应选B.D小结:解题时,选择适当的”切入点”具有十分重大(在很多情况下,甚至是”决定性”)的意义!本题的切入点是球的质量.这方面的经验,只能在学习过程中不断积累.提炼.若只闷头做题,不总结提高,将是题做的越多心里越没底.建议在解题时,不妨时常”换位思考”-就是”换到命题者的角度”去想:我为什么要出这道题(要考查哪些概念或规律)?我应该怎样达到目的(如何设计圈套!)?.日子长了,必能练就一双能够洞察一切的”
18、火眼金睛”!例9下列事例中,不能说明分子不停地做无规则运动的是( )A.打开香水瓶,不久满屋子都闻到香气.B. 衣柜中的卫生球,过一段时间后体积变小甚至消失了.C.打扫教室地面时,在阳光下看到灰尘在空中飞舞.D.将一滴红墨水轻轻滴在一杯水中,过一段时间后,整杯水变红了.分析与解答:本题考查分子做无规则运动的有关实例.分子很小,不可能被肉眼看到,所以选项C”在空中飞舞”的灰尘,肯定不是”说明分子不停地做无规则运动”的例子;卫生球”消失”是升华现象.而升华和蒸发的原因,都是由于”在物体里做无规则运动的分子中,速度较快的分子比较容易脱离物体,成为气体分子”;选项A.D则均为扩散现象,比较容易理解,不
19、再解释.符合本题要求-“不能(!)说明分子不停地做无规则运动”-的选项是C.小结:”分子不能被肉眼看到”;”升华和蒸发与分子无规则运动有关”-这些看来”不起眼”甚至似乎”挨不着边”的地方,却是解题的关键!这方面没有捷径,只能靠一点一滴的积累,逐步使思维深入,逐渐使思路开阔.例10物体的内能是指( )A.物体中个别分子运动所具有的能.B. 物体做机械运动所具有的能.C.无规则运动所具有的能的总和.D.物体内分子定向移动所具有的能.分析与解答:本题考查对于内能概念的掌握.有以下两点需要注意:一.内能是”大量”分子所具有的能,对个别分子谈不上内能;二.内能是分子做”无规则”运动所具有的能量满足要求的
20、选项是C.小结:学习物理概念,要注意找出.理解并熟记关键的词.字.例11分子的热运动是指( )A.少数分子的无规则运动.B. 温度高的分子的运动.C.温度高的物体的运动D.大量分子的无规则运动.分析与解答:本题考查对于热运动概念的掌握.之所以叫做分子”热运动”,是由于物体里大量分子无规则运动的速度,跟物体的温度有关-分子运动速度越快,物体温度越高.和例10中内能的概念类似,”分子热运动”也强调”大量”和”无规则”.而”温度”是一个”宏观”概念-“物体”的冷热程度,对单个(或少数)分子谈温度是没有意义的.本题应选D.小结:物理概念或规律,各有其适用范围或成立条件,务必弄懂.分清.熟记.例12 在
21、平衡位置时,设分子之间的距离为10-10米,这时分子受到的引力等于斥力,则( )A.当分子间距离小于10-10米,只受斥力B. 当分子间距离大于10-10米,只受引力C.当分子间距离小于10-10米,斥力起主要作用.D.当分子间距离大于10-10米,引力起主要作用.分析与解答:同其他许多力一样,分子力也是”近大远小”(分子之间距离近,相互作用力大,反之就小),引力和斥力都随着分子间距离的改变而迅速变化,但在相同条件下,斥力的变化比引力更快.当分子间距离小于10-10米时,引力和斥力都增大,而斥力增大的更多,合力表现为斥力;当分子间距离大于10-10米时,引力和斥力都减小,而斥力减小的更多,合力
22、表现为引力.本题应选C.D小结:当分子间距大于平衡距离的10倍左右时,分子力变得极小,可以忽略;而在平衡位置时,分子受到的引力等于斥力,合力也为零.但这两者是有着本质区别的:在前者,分子既不受引力,也不受斥力;而后者,引力.斥力都存在,它们的作用虽然抵消,却只是动态平衡.分子间距稍有变化,平衡就被打破,引力和斥力之中,变得较大的那个力,就表现出自己的存在(此时另一个力并没有消失!).例13关于内能,下列说法中正确的是( )A.温度高的物体具有内能,温度低的物体没有内能.B. 温度高的物体具有的内能一定比温度低的物体具有的内能多.C.铁水凝成铁块,内能减少.D.0的水变成0的冰,温度不变,所以内
23、能不变.分析与解答:本题考查对于内能概念的掌握.任何物体都具有内能(排除选项A).内能的大小跟物体的温度.状态和质量,物质的种类等等有关.所以,选项B不对-试比较1克101的水蒸气的内能与1000克100的水蒸气的内能,哪个更大些?选项D也不对-水结冰(凝固)时放出热量,内能必定减少(不然,岂不违背能量守恒定律了?)因此,正确选项是C.小结:质量和温度分别相同,状态不同的同种物质,其内能不同(见选项D).对于这点,要特别注意.例14在下列过程中,由于做功而使物体内能增加的是( )A.把铁丝反复弯曲,弯曲处变热.B. 用酒精灯对烧杯中的水加热.C.把钢球放入炉火中烧一段时间.D.烧开水时, 蒸气
24、将壶盖顶起.分析与解答:本题考查做功和物体内能变化的关系.要点和分析如下:1.要求物体的内能”增加”.选项D为蒸气对壶盖做功后,内能减少,不符合题意2.增加物体内能的方法必须是对物体”做功”.选项B.C使用的方法均为热传递,不合要求正确选项是A.小结:”仔细审题,弄清要求”是解题的关键.例15关于比热的概念,下面说法中不正确的是( )A.单位质量的某种物质温度升高1吸收的热量叫该物质的比热.B. 质量越大,其比热也越大.C.各种物质都有自己的比热,比热是物质的特性之一.D.煤油的比热是2.1118焦耳/(千克.),其意思是:1千克煤油升高1吸收的热量是2.1118焦耳.分析与解答:本题考查对于
25、比热概念的掌握.比热是物质的热学特性之一.不同物质的比热一般不同;(同一状态的)同种物质比热相同,跟物质的质量.体积无关.符合题目要求-”选出不正确(!)的说法”-的选项是B.小结:选择题的要求各异:有的要求选出”正确”的,有的要求选出”错误”的,还有的要求选出”不正确”的.需要格外注意!例16春季培养秧苗时,为了保护秧苗夜间不受冻,傍晚时往秧田里多灌些水,这样夜间秧田的温度不致降低太多,秧苗不致冻坏,这是利用水的下列特性中的( )A.吸收热量多 B.放出热量多C.密度较大 D.比热大分析与解答:本题是考查应用比热解释有关现象的范例.做为热学特性的比热,跟力学中的”惯性”有些相似.惯性越大的物
26、体,越不容易改变其运动状态(速度大小.运动方向);与此相仿,比热越大的物质,越不容易改变其冷热程度(温度) -由公式t=Q/(cm)可知,当物体的质量m和吸收或放出的热量Q分别相同时,物质的比热c越大,其温度的变化t越小.本题的事例,正是利用了水的比热较大(大约为干泥土比热的五倍左右)这一特点,根据白天时气温较高,水温也较高的情况,在傍晚时多灌进秧田里一些温度较高的水.等到夜间气温降低时,秧田里的水稍稍降温,即可放出大量的热,使秧田的温度不致降低太多.正确选项是D.小结:从物理学不同分支中,相关.相似概念.规律的归纳.类比.举一反三;到跨学科知识的参照.对应,触类旁通.”站在书本上”学习,才是
27、通向成功之路!例17把两块纯净的铅压紧后,它们就会合成一块,而两块光滑的玻璃紧贴在一起,却不能合成一块,其原因是( )A.玻璃分子间不存在作用力B. 两块玻璃间距离太大.C.铅分子运动较缓慢.D.玻璃分子运动较缓慢.分析与解答:本题考查对于分子力的作用范围的了解.解题的关键在于:铅的硬度远远小于玻璃.两块铅压紧后发生形变,使分界面两侧的分子能足够靠近-进入到分子力的作用范围(10-10米)之内,它们就会”合成一块”.;而紧贴在一起的两块玻璃,无论如何不可能接近到进入分子力的作用范围,所以不能合成一块.正确选项是B小结:牢记分子力的作用范围-“极小”!例18 用比热是0.13118焦/(千克.)
28、的铅与比热是0.22118焦/(千克.)的锡混合成比热为0.18118焦/(千克.)的混合金属,铅与锡的质量配合之比为_.分析与解答:本题考查求解混合物比热的能力.根据定义,比热这一特性只有在”物体吸收或放出热量,发生温度变化”的过程中才能表现出来.本题的困难在于并不存在上述过程.解决这一问题的方法为-虚拟两个过程:设铅和锡的质量分别为m铅和m锡,比热分别为c铅和c锡,混合后的比热为c混.第一个过程两者温度各自升高t,吸热分别为Q铅和Q锡;第二个过程成为混合金属后,温度仍然升高t,共吸热Q总.设混合金属的比热为c铅,根据能量守恒,有Q铅+Q锡=Q总两边展开c铅m铅t+ c锡m锡t= c混(m铅
29、+m锡)t带入数据后,解得m铅/m锡=4/5小结:本题所采用的方法-“虚过程”法,能够轻松地打开许多”死结”,堪称物理学解题的一项”独门绝技”!值得下气力去学习.掌握.例19 1马力的发动机在1小时内做的功如果全部用来产生热,可以有_千卡的热量.分析与解答:本题考查利用能量转化和守恒定律解决有关问题的能力.”马力”是常用的功率单位,1马力=735瓦特.该发动机1小时内做的功为W=Pt=735瓦3600秒=2.646118焦根据题意 Q=W=2.646118焦=2.646118(1/4.2)卡 =6.3118卡=630千卡小结:解题时要以全力找出关键语,对于本题是-”做的功全部用来产生热”.例2
30、0 从15米高处落下的水流,重力势能的30%转变为内能,并使它的温度升高,水流温度将升高_.分析与解答:本题考查综合运用能量转化和守恒定律.效率及比热的知识解决有关问题的能力.质量为m的水,下落高度为h,重力对水做的功是WG,其中30%()转化为水的内能,使水温升高t.根据题意,有WG= Q吸Gh=cmtmgh=cmt t=(gh)/c=(0.39.8牛/千克15米)/4.2118焦/(千克.)=0.0118小结:遇到”效率”,要格外当心-考虑效率,就是”打折扣”,不要算反了.例21 在四冲程内燃机工作的一个工作循环中,存在着机械能转化为内能的过程,也存在着内能转化为机械能的过程,这两个能量转化的过程存在于( )A.吸气冲程和压缩冲程B. 压缩冲程和做功冲程C.做功冲程和排气冲程D.吸气冲程和排气冲程分析与解答:本题考查对于四冲程内燃机工作过程的了解.首先要明确:使用内燃机的目的,是”利用燃烧燃料做功,让内能转化为机械能”-这一过程发生在做功冲程,这样,不包含做功冲程的选项A和选项D就被一举排除-“四选一”变成了(从选项B和选项C中)”二选一”.其次要理解:内燃机为什么需要存在”机械能转化为内能”的过程?(从表面看起来,这是和使用内燃机的目的-内能转化为机械能-背道而驰的)
