中考科学复习 第二部分 物质科学(一)专题25 内能 核能与能量守恒自然科学课件
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12/10/2021
(3)较小量的射线可以为人类做许多事。如：利用 γ 射线可以对机械设备进行探伤；可以使种子变异，培 育出新的优良品种；可以治疗肿瘤等疾病。
12/10/2021
考点四 能量的转化与守恒 1．能量的转化和守恒定律：能量既不会 消失 ， 也不会 产生 ，它只会从 一种形式 转化为 另一种形 式 或从 一个物体 转移到 另一个物体 ，而能的总量 保持不变 。它是自然界最普遍、最重要的基本定律之 一，是人们认识自然和改造自然的重要科学依据。
专题25 内能 核能与能量守恒
12/10/2021
12/10/2021
考点一 内 能 1．一切物体都有内能，内能的单位是 焦耳 。内 能是物体内部所有分子具有的能量总和，对单个分子 或部分分子内能没有意义。同一物体，温度越高，内 能越 大 ；同种物质，温度相同时，质量越大，内能 越大。 2．物体的内能大小受 温度 、质量、材料、状态 等因素的影响。
2．比热容： 单位质量 的某种物质，温度升高(或 降低) 1 ℃ 所吸收(或放出)的热量，叫做这种物质的比 热容，符号为 c，单位为 焦/(千克·摄氏度) 。比热容 是物体的一种特性，大小与物质的种类、状态有关， 与物质的质量、温度变化多少等因素无关。水的比热 容是 4.2×103 J/( kg·℃) ，物理意义： 1 kg 水温度升 高(或降低) 1 ℃ 吸收(或放出)的热量是 4.2×103 J 。
12/10/2021
【解析】本题考查比热的概念及应用。比热的定 义是单位质量的某种物质，温度升高或降低 1 ℃吸收 或放出的热量，叫做这种物质的比热。比热是物质的 一种特性，只与物质的种类和状态有关，与物体的质 量、体积、吸收或放出热量的多少均无关。故选 C。
【答案】C
12/10/2021
3．(2015·杭州)月球上没有大气。适合在月球上使用的
答案：A
12/10/2021
各种形式的能量都不是孤立的，它们 可以在一定条件下发生转化，且能量的转化是有方向 的，下面几幅图按能量转化的顺序，排列正确的是 (C)
A．①②③④ C．②①③④
12/10/2021
B．②③④① D．①③④②
例 3(2016·杭州)小金看到工人为水平广场换新 的地砖，他发现地砖已经被太阳晒得很热。这引起了 他的兴趣：地砖经过一整天的暴晒，温度能达到多高？ 这么多地砖对广场地面会产生多大的压强？他发现地 砖包装盒上印着砖的规格为 50 cm×50 cm×4 cm；每 块质量为 30 kg；密度为 3×103 kg/m3。小金用红外线 温度计测得一天内，砖的最高温度为 52 ℃，最低温度 为 22 ℃。[g＝10 N/kg；砖的比热为 900 J/(kg·℃)]
12/10/2021
答案：(1)解：方法一：地砖对地面的压力：
F＝G＝mg＝30 kg×10 N/kg＝300 N，
广场受到地砖产生的压强：
p＝FS ＝0.5
300 N m×0.5
m＝1
200
Pa。
方法二：地砖是规则的长方体，对地面的压强
p＝ρ 砖 gh＝3×103 kg/m3×10 N/kg×0.04 m＝
12/10/2021
3．内能和机械能的区别
定义
存在情况
研究 对象
相关因素
改变大 小
的方法
机械 能
物体动能和 势能的总和
可以为零
质量、速 宏观 度、高度、 物体 弹性形变
量
做功
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
不能为零， 自然界中 一切物体 都有内能
微观 粒子
质量、状 态、温度
答案：D 点评：本题考查了能量的转化形式，要结合对应 的现象进行分析解答。
12/10/2021
下列说法中正确的是( D ) A．电饭锅工作时， 将内能转化为电能 B．电风扇工作时，将机械能转化为电能 C．干电池给灯泡供电时，将电能转化为化学能 D．在阳光照射时， 太阳能电池将太阳能转 化为 电能
12/10/2021
12/10/2021
【解析】温度为 0 ℃的物体也具有内能，故 A 错 误；物体的内能增加，可能是外界对物体做功，也可 能是从外界吸收了热量，故 B 错误；正在沸腾的水吸 收热量，温度不变，内能增加，故 C 错误；在相同物 态下，同一物体温度降低，它的内能会减少，D 正确； 选 D。
12/10/2021
例 1(2016·嘉兴)能量的形式多种多样且可以相 互转化。下列事例中，属于内能转化为机械能的是 ()
A.运动员奔跑
12/10/2021
B.电风扇工作
C.氢弹爆炸
12/10/2021
D.内燃机做功冲程
解析：运动员奔跑时，将化学能转化为机械能，A 错误；电风扇工作时，将电能转化为机械能，B 错误； 氢弹爆炸时，将核聚变能转化为机械能，C 错误；内 燃机做功冲程，是利用高温高压燃气做功，将内能转 化为机械能，D 正确。
【答案】B
12/10/2021
4．关于能量与能源，下列说法错误的是( ) A．能量的转化、能量的转移，都是有方向性的 B．人类在耗用各种能源时，不可避免地会对环境 造成影响 C．化石能源、水能、核能，不能在短期内从自然 界得到补充，这类能源称为不可再生能源 D．可再生能源是未来理想能源的一个重要发展方 向
12/10/2021
2．核能和平利用——核电站 (1)工作流程：利用原子核裂变时产生的大量热量， 使水变成水蒸气，推动汽轮机运转，再带动发电机发 电。 (2)核电站中发生的能量转化： 核能 → 内能 → 机械能 →电能。
12/10/2021
3．放射性 (1)原子核的 聚变 和 裂变 都会产生一些放射性 物质，这些物质的原子核内部都会向外辐射出肉眼看 不见的、能量很高的射线，如 α 射线、γ 射线、X 射线、 β 射线等。 (2)大量放射线对人畜会造成很大的伤害。如：建 造核电站通常要修建很厚的水泥防护层，防止放射线 外泄而造成放射性污染。
12/10/2021
【解析】能量是由物体之间相互转化的，具有方 向性，BCD 选项指向能源与清洁能源的知识，C 选项 里水是可再生能源。
【答案】C
12/10/2021
5．关于物体的内能，下列说法正确的是( ) A．温度为 0 ℃的物体没有内能 B.物体内能增加，一定是通过外界对物体做功 C.正在沸腾的水吸收热量，温度增加，内能不变 D.在相同物态下，同一物体温度降低，它的内能 会减少
“月球车”的动力装置是( )
A．汽油机
B．电动机
C．空气喷气发动机
D．风力装置
【解析】本题考查热机和电动机的工作条件、物理常
识。月球上没有空气，是真空状态。汽油机是将内能转化
为机械能的装置，工作过程中需要吸入空气和汽油的混合
物，所以汽油机无法在月球上工作，A 错误；
12/10/2021
电动机工作过程中将电能转化为机械能，电能可以由 太阳能电池提供，所以电动机可以作为月球车的动力 装置，B 正确；空气喷气发动机靠空气的反作用力获 得动力，在月球上无法获得空气的反作用力，C 错误； 月球上没有空气，所以没有风，因此风力装置无法使 用，D 错误。
等
做功、 热传递
12/10/2021
4.改变物体内能的两种方式： 做功 和 热传递 。 温馨提示： 做功是其他形式的能和内能的相互转化，热传递 是内能的转移；两种方式对改变物体内能是等效的。
12/10/2021
考点二 热 量 1．热量：在热传递过程中，传递 能量 的多少叫 热量。
12/10/2021
12/10/2021
(3)应用：在原子弹和核反应堆上，原子弹是将核 能瞬间释放，而核反应堆是核能在人为控制的情况下 逐渐释放，可用于核电站、潜艇和航空母舰。
(4)轻核聚变：在超高温度下，2 个质量 较小 的 原子核结合成质量 较大 的新核，同时释放出能量的 过程。聚变需要很高的温度，所以也叫 热核 反应。 氢弹是根据 轻核聚变 的原理制造的。
12/10/2021
3．热量的计算： (1)吸热公式：Q 吸＝ cm(t－t0) ； (2)放热公式：Q 放＝ cm(t0－t) ； 热平衡关系式： Q 吸＝Q 放 (没有热损失)。
12/10/2021
考点三 核 能 1．获得核能的途径： 裂变 和 聚变 。 (1)重核裂变： 质量 较大的原子核在 中子 轰击 下分裂成 2 个新原子核，并释放出 能量 的过程。 (2)链式反应：裂变过程释放出新的中子，这些中 子若继续轰击其他重核，导致其他 重核 继续裂变。
1 200 pa。
12/10/2021
(2)需要吸收热量： Q＝cm(t－t0)＝900 J/(kg·℃)×30 kg× (52 ℃－22 ℃)＝8.1×105 J。
12/10/2021
(3)根据小金查到的数据计算出来的实际辐射到这 块地砖上的太阳能将远远大于问题(2)的计算结果，地 砖的温度会远远高于 52 ℃，但是由于地砖吸收太阳辐 射后的温度高于空气的温度，所以地砖会向空气中散 热；还有一部分太阳辐射会被地砖反射，所以太阳辐 射的能量没有被砖全部用来提升地砖的温度，致使地 砖的温度不会达到计算的温度那么高。
12/10/2021
2．“永动机”违反了 能量的转化和守恒 定律， 所以不可能成功。
3．能量转化和转移具有一定的 方向性 。例如： (1)煤炭可以通过燃烧将化学能转化成内能，但不可能 将内能自发地转化成化学能储藏起来；(2)内能自发的 转移的方向是从高温物体到低温物体，不能相反。
12/10/2021
12/10/2021
解析：(1)每块地转产生的压强相等，所以广场受 到地砖的压强为单块地砖产生的压强，地砖对地面的 压力等于其重力，根据 p＝FS求出压强；(2)根据 Q＝ cm(t－t0)求出吸收的热量；(3)地砖的温度高于空气的 温度，根据热传递的条件，热量会从温度高的物体传 递到温度低的物体，所以地砖会向空气中散热；有一 部分太阳辐射会被地砖反射等。
12/10/2021
铁的比热容大于铜的比热容。质量相 等的铁块和铜块吸收相等的热量，若吸收的热量全部 转化为内能，则铁块的( A )
A．温度升高较少 B．末温较低 C．内能增加较少 D．内能较小
12/10/2021
12/10/2021
一、选择题(每小题 4 分，共 40 分) 1．(2015·台州)下列事例中，不是通过化学反应提 供能量的是( )
12/10/2021
根据上述数据，回答下列问题： (1)广场受到地砖产生的压强为多大？ (2)一块广场砖的温度从 22 ℃升高到 52 ℃，需要 吸收的热量是多少？
12/10/2021
(3)小金查到，晴天时地球表面每平方米接收到太 阳辐射功率大约为 1.2×103 W。若根据这一数据，实 际辐射到这块地砖上的太阳能将远远大于问题(2)的计 算结果，由此可得地砖的温度将远远高于 52 ℃。为什 么会出现如此大的差异呢？请你做出分析。
例 2(2016·滨州)如图所示的实验或机器均改变 了物体的内能，其中与另外三个改变内能方法不同的 是( )
12/10/2021
解析：A 图中：观察水的沸腾，利用酒精灯加热， 是通过热传递改变内能的过程；B 图中：空气膨胀做 功，推动塞子，空气的内能减少，是通过做功的方法 使内能转化为机械能；C 图中：用力将活塞迅速压下， 压缩空气做功，是机械能转化为内能的过程；D 图中： 是内燃机压缩冲程，是活塞压缩工作物质做功，改变 物质内能；综合上述 A 图与其他三个实验改变内能方 法不同。故选 A。
【答案】B
12/10/2021
2．关于比热的概念，下列说法错误的是( ) A．单位质量的某种物质，温度升高 1 ℃所吸收的热 量，叫做这种物质的比热 B．单位质量的某种物质，温度降低 1 ℃所放出的热 量，也叫做这种物质的比热 C．某种物质吸收或放出的热量越多，比热也越大， 比热与热量有关 D．各种物质都有自己的比热，它是物质的特性之一
A．蓄电池放电
12/10/2021
B.水力发电
C.内燃机做功冲程
D.火箭点火升空
12/10/2021
【解析】蓄电池放电是化学能转化为电能，有新 物质生成，属于化学变化，A 错误；水力发电是由于 水的流动发电，没有新物质生成，属于物理变化，B 正确；内燃机做功冲程是将内能转化为机械能，有新 物质生成，属于化学变化，C 错误；火箭升空需要燃 料燃烧放出热量，燃料燃烧能生成新的物质，属于化 学变化，D 错误。故选 B。
(3)较小量的射线可以为人类做许多事。如：利用 γ 射线可以对机械设备进行探伤；可以使种子变异，培 育出新的优良品种；可以治疗肿瘤等疾病。
12/10/2021
考点四 能量的转化与守恒 1．能量的转化和守恒定律：能量既不会 消失 ， 也不会 产生 ，它只会从 一种形式 转化为 另一种形 式 或从 一个物体 转移到 另一个物体 ，而能的总量 保持不变 。它是自然界最普遍、最重要的基本定律之 一，是人们认识自然和改造自然的重要科学依据。
专题25 内能 核能与能量守恒
12/10/2021
12/10/2021
考点一 内 能 1．一切物体都有内能，内能的单位是 焦耳 。内 能是物体内部所有分子具有的能量总和，对单个分子 或部分分子内能没有意义。同一物体，温度越高，内 能越 大 ；同种物质，温度相同时，质量越大，内能 越大。 2．物体的内能大小受 温度 、质量、材料、状态 等因素的影响。
2．比热容： 单位质量 的某种物质，温度升高(或 降低) 1 ℃ 所吸收(或放出)的热量，叫做这种物质的比 热容，符号为 c，单位为 焦/(千克·摄氏度) 。比热容 是物体的一种特性，大小与物质的种类、状态有关， 与物质的质量、温度变化多少等因素无关。水的比热 容是 4.2×103 J/( kg·℃) ，物理意义： 1 kg 水温度升 高(或降低) 1 ℃ 吸收(或放出)的热量是 4.2×103 J 。
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【解析】本题考查比热的概念及应用。比热的定 义是单位质量的某种物质，温度升高或降低 1 ℃吸收 或放出的热量，叫做这种物质的比热。比热是物质的 一种特性，只与物质的种类和状态有关，与物体的质 量、体积、吸收或放出热量的多少均无关。故选 C。
【答案】C
12/10/2021
3．(2015·杭州)月球上没有大气。适合在月球上使用的
答案：A
12/10/2021
各种形式的能量都不是孤立的，它们 可以在一定条件下发生转化，且能量的转化是有方向 的，下面几幅图按能量转化的顺序，排列正确的是 (C)
A．①②③④ C．②①③④
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B．②③④① D．①③④②
例 3(2016·杭州)小金看到工人为水平广场换新 的地砖，他发现地砖已经被太阳晒得很热。这引起了 他的兴趣：地砖经过一整天的暴晒，温度能达到多高？ 这么多地砖对广场地面会产生多大的压强？他发现地 砖包装盒上印着砖的规格为 50 cm×50 cm×4 cm；每 块质量为 30 kg；密度为 3×103 kg/m3。小金用红外线 温度计测得一天内，砖的最高温度为 52 ℃，最低温度 为 22 ℃。[g＝10 N/kg；砖的比热为 900 J/(kg·℃)]
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答案：(1)解：方法一：地砖对地面的压力：
F＝G＝mg＝30 kg×10 N/kg＝300 N，
广场受到地砖产生的压强：
p＝FS ＝0.5
300 N m×0.5
m＝1
200
Pa。
方法二：地砖是规则的长方体，对地面的压强
p＝ρ 砖 gh＝3×103 kg/m3×10 N/kg×0.04 m＝
12/10/2021
3．内能和机械能的区别
定义
存在情况
研究 对象
相关因素
改变大 小
的方法
机械 能
物体动能和 势能的总和
可以为零
质量、速 宏观 度、高度、 物体 弹性形变
量
做功
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
不能为零， 自然界中 一切物体 都有内能
微观 粒子
质量、状 态、温度
答案：D 点评：本题考查了能量的转化形式，要结合对应 的现象进行分析解答。
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下列说法中正确的是( D ) A．电饭锅工作时， 将内能转化为电能 B．电风扇工作时，将机械能转化为电能 C．干电池给灯泡供电时，将电能转化为化学能 D．在阳光照射时， 太阳能电池将太阳能转 化为 电能
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【解析】温度为 0 ℃的物体也具有内能，故 A 错 误；物体的内能增加，可能是外界对物体做功，也可 能是从外界吸收了热量，故 B 错误；正在沸腾的水吸 收热量，温度不变，内能增加，故 C 错误；在相同物 态下，同一物体温度降低，它的内能会减少，D 正确； 选 D。
12/10/2021
例 1(2016·嘉兴)能量的形式多种多样且可以相 互转化。下列事例中，属于内能转化为机械能的是 ()
A.运动员奔跑
12/10/2021
B.电风扇工作
C.氢弹爆炸
12/10/2021
D.内燃机做功冲程
解析：运动员奔跑时，将化学能转化为机械能，A 错误；电风扇工作时，将电能转化为机械能，B 错误； 氢弹爆炸时，将核聚变能转化为机械能，C 错误；内 燃机做功冲程，是利用高温高压燃气做功，将内能转 化为机械能，D 正确。
【答案】B
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4．关于能量与能源，下列说法错误的是( ) A．能量的转化、能量的转移，都是有方向性的 B．人类在耗用各种能源时，不可避免地会对环境 造成影响 C．化石能源、水能、核能，不能在短期内从自然 界得到补充，这类能源称为不可再生能源 D．可再生能源是未来理想能源的一个重要发展方 向
12/10/2021
2．核能和平利用——核电站 (1)工作流程：利用原子核裂变时产生的大量热量， 使水变成水蒸气，推动汽轮机运转，再带动发电机发 电。 (2)核电站中发生的能量转化： 核能 → 内能 → 机械能 →电能。
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3．放射性 (1)原子核的 聚变 和 裂变 都会产生一些放射性 物质，这些物质的原子核内部都会向外辐射出肉眼看 不见的、能量很高的射线，如 α 射线、γ 射线、X 射线、 β 射线等。 (2)大量放射线对人畜会造成很大的伤害。如：建 造核电站通常要修建很厚的水泥防护层，防止放射线 外泄而造成放射性污染。
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【解析】能量是由物体之间相互转化的，具有方 向性，BCD 选项指向能源与清洁能源的知识，C 选项 里水是可再生能源。
【答案】C
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5．关于物体的内能，下列说法正确的是( ) A．温度为 0 ℃的物体没有内能 B.物体内能增加，一定是通过外界对物体做功 C.正在沸腾的水吸收热量，温度增加，内能不变 D.在相同物态下，同一物体温度降低，它的内能 会减少
“月球车”的动力装置是( )
A．汽油机
B．电动机
C．空气喷气发动机
D．风力装置
【解析】本题考查热机和电动机的工作条件、物理常
识。月球上没有空气，是真空状态。汽油机是将内能转化
为机械能的装置，工作过程中需要吸入空气和汽油的混合
物，所以汽油机无法在月球上工作，A 错误；
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电动机工作过程中将电能转化为机械能，电能可以由 太阳能电池提供，所以电动机可以作为月球车的动力 装置，B 正确；空气喷气发动机靠空气的反作用力获 得动力，在月球上无法获得空气的反作用力，C 错误； 月球上没有空气，所以没有风，因此风力装置无法使 用，D 错误。
等
做功、 热传递
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4.改变物体内能的两种方式： 做功 和 热传递 。 温馨提示： 做功是其他形式的能和内能的相互转化，热传递 是内能的转移；两种方式对改变物体内能是等效的。
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考点二 热 量 1．热量：在热传递过程中，传递 能量 的多少叫 热量。
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(3)应用：在原子弹和核反应堆上，原子弹是将核 能瞬间释放，而核反应堆是核能在人为控制的情况下 逐渐释放，可用于核电站、潜艇和航空母舰。
(4)轻核聚变：在超高温度下，2 个质量 较小 的 原子核结合成质量 较大 的新核，同时释放出能量的 过程。聚变需要很高的温度，所以也叫 热核 反应。 氢弹是根据 轻核聚变 的原理制造的。
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3．热量的计算： (1)吸热公式：Q 吸＝ cm(t－t0) ； (2)放热公式：Q 放＝ cm(t0－t) ； 热平衡关系式： Q 吸＝Q 放 (没有热损失)。
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考点三 核 能 1．获得核能的途径： 裂变 和 聚变 。 (1)重核裂变： 质量 较大的原子核在 中子 轰击 下分裂成 2 个新原子核，并释放出 能量 的过程。 (2)链式反应：裂变过程释放出新的中子，这些中 子若继续轰击其他重核，导致其他 重核 继续裂变。
1 200 pa。
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(2)需要吸收热量： Q＝cm(t－t0)＝900 J/(kg·℃)×30 kg× (52 ℃－22 ℃)＝8.1×105 J。
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(3)根据小金查到的数据计算出来的实际辐射到这 块地砖上的太阳能将远远大于问题(2)的计算结果，地 砖的温度会远远高于 52 ℃，但是由于地砖吸收太阳辐 射后的温度高于空气的温度，所以地砖会向空气中散 热；还有一部分太阳辐射会被地砖反射，所以太阳辐 射的能量没有被砖全部用来提升地砖的温度，致使地 砖的温度不会达到计算的温度那么高。
12/10/2021
2．“永动机”违反了 能量的转化和守恒 定律， 所以不可能成功。
3．能量转化和转移具有一定的 方向性 。例如： (1)煤炭可以通过燃烧将化学能转化成内能，但不可能 将内能自发地转化成化学能储藏起来；(2)内能自发的 转移的方向是从高温物体到低温物体，不能相反。
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解析：(1)每块地转产生的压强相等，所以广场受 到地砖的压强为单块地砖产生的压强，地砖对地面的 压力等于其重力，根据 p＝FS求出压强；(2)根据 Q＝ cm(t－t0)求出吸收的热量；(3)地砖的温度高于空气的 温度，根据热传递的条件，热量会从温度高的物体传 递到温度低的物体，所以地砖会向空气中散热；有一 部分太阳辐射会被地砖反射等。
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铁的比热容大于铜的比热容。质量相 等的铁块和铜块吸收相等的热量，若吸收的热量全部 转化为内能，则铁块的( A )
A．温度升高较少 B．末温较低 C．内能增加较少 D．内能较小
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一、选择题(每小题 4 分，共 40 分) 1．(2015·台州)下列事例中，不是通过化学反应提 供能量的是( )
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根据上述数据，回答下列问题： (1)广场受到地砖产生的压强为多大？ (2)一块广场砖的温度从 22 ℃升高到 52 ℃，需要 吸收的热量是多少？
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(3)小金查到，晴天时地球表面每平方米接收到太 阳辐射功率大约为 1.2×103 W。若根据这一数据，实 际辐射到这块地砖上的太阳能将远远大于问题(2)的计 算结果，由此可得地砖的温度将远远高于 52 ℃。为什 么会出现如此大的差异呢？请你做出分析。
例 2(2016·滨州)如图所示的实验或机器均改变 了物体的内能，其中与另外三个改变内能方法不同的 是( )
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解析：A 图中：观察水的沸腾，利用酒精灯加热， 是通过热传递改变内能的过程；B 图中：空气膨胀做 功，推动塞子，空气的内能减少，是通过做功的方法 使内能转化为机械能；C 图中：用力将活塞迅速压下， 压缩空气做功，是机械能转化为内能的过程；D 图中： 是内燃机压缩冲程，是活塞压缩工作物质做功，改变 物质内能；综合上述 A 图与其他三个实验改变内能方 法不同。故选 A。
【答案】B
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2．关于比热的概念，下列说法错误的是( ) A．单位质量的某种物质，温度升高 1 ℃所吸收的热 量，叫做这种物质的比热 B．单位质量的某种物质，温度降低 1 ℃所放出的热 量，也叫做这种物质的比热 C．某种物质吸收或放出的热量越多，比热也越大， 比热与热量有关 D．各种物质都有自己的比热，它是物质的特性之一
A．蓄电池放电
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B.水力发电
C.内燃机做功冲程
D.火箭点火升空
12/10/2021
【解析】蓄电池放电是化学能转化为电能，有新 物质生成，属于化学变化，A 错误；水力发电是由于 水的流动发电，没有新物质生成，属于物理变化，B 正确；内燃机做功冲程是将内能转化为机械能，有新 物质生成，属于化学变化，C 错误；火箭升空需要燃 料燃烧放出热量，燃料燃烧能生成新的物质，属于化 学变化，D 错误。故选 B。