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文档简介

热和能

一.城市热岛效应是指城市中的气温明显高于外围郊区的现象。

1、城市热岛效应产生的原因:

(1)气车等交通工具排放出大量的二氧化碳,是形成温岛效应的主要原因;

(2)城市建筑密集,空气难形成对流,城市中的热量难散发;

(3)城市绿化面积小,植物光合作用消耗二氧化碳少;

(4)城市里比较少水;

(5)城市建筑材料像沙石、混凝土等的比热容小。

2、解决城市热岛效应的方法:

(1)大力发展城市绿化(2)建造人工湖(3)城市楼房建筑建设成

为便于空气流通的模式,同时,最好将一些单位的高院墙拆掉,建成

栅栏式,增加空气流通

二、1、比热容:⑴定义:单位质量的某种物质温度升高(降低)1℃

时吸收(放出)的热量。

⑵物理意义:表示物体吸热或放热的本领的物理量。

⑶比热容是物质的一种特性,大小与物体的种类、状态有关,与

质量、体积、温度、密度、吸热(放热)、形状等无关。

⑷水的比热容为4.2X103J/(kg•℃)表示:1kg的水温度升高(降

低)1℃吸收(放出)的热量为4.2x104

⑸水常调节气温、取暖、作冷却剂、散热,是因为水的比热容大

2、计算公式:Q®=Cm(t2—ti),Qss=Cm(t「t?)

3、热平衡方程:不计热损失Q吸=Q/我

三、内能的利用、热机

(一)、内能的获得——燃料的燃烧

燃料燃烧:化学能转化为内能。

(二”热值

]、定义:1kg某种燃料完全燃烧放出的热量,叫做这种燃料的

热值。2、单位:J/kg

3、关于热值的理解:

①对于热值的概念,要注重理解三个关键词“1kg”、“某种燃料”、

“完全燃烧”。1kg是针对燃料的质量而言,如果燃料的质量不是1kg,

那么该燃料完全燃烧放出的热量就不是热值。某种燃料:说明热值与

燃料的种类有关。完全燃烧:表明要完全烧尽,否则1kg燃料化学能

转变成内能就不是该热值所确定的值。

②热值反映的是某种物质的一种燃烧特性,同时反映出不同燃料燃

烧过程中,化学能转变成内能的本领大小,也就是说,它是燃料本身

的一种特性,只与燃料的种类有关,与燃料的形态、质量、体积等均

无关。

3、公式:Q燃放=mq(q为热值,固体燃料燃烧放热计算)。Q燃放

=Vq(气体燃料燃烧放热计算)

4、酒精的热值是B.OXIO'j/kg,它表示:1kg酒精完全燃烧放出的

热量是3.OXIO'J。

煤气的热侑是39X107j/m:它表示:In?煤气完全燃烧放出的热量是

3.9X10,J。

5、火箭常用液态氢做燃料,是因为:液态氢的热值大,体积小便于

储存和运输

6、炉子的效率:

①定义:炉子有效利用的热量与燃料完全燃烧放出的热量之比。

②公式:nxQ有效/Qs=cm(t-to)/qm'

(三)、内能的利用

1、内能的利用方式:

[加热物体

利用呼M[汽油机

的方法[做功一>制成热机一►内燃机,柴油机

⑴利用内能来加热;从能的角度看,这

是内能的转移过程。

(2)利用内能来做功;从能的角度看,这是内能转化为机械能。

2、热机:定义:利用燃料的燃烧来做功的装置。

能的转化:内能转化为机械能

蒸气机——内燃机——喷气式发动机

3、内燃机:燃料在气缸内燃烧且利用内能来做功的机器叫内燃机。

它主要有汽油机和柴油机。

4、内燃机大概的工作过程:内燃机的每一个工作循环分为四个阶段:

吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。在这四个阶段,吸气冲

程、压缩冲程和排气冲程是依靠飞轮的惯性来完成的,而做功冲程是

内燃机中唯一对外做功的冲程,是由内能转化为机械能。另外压缩冲

程将机械能转化为内能。

5.四冲程内燃机在一个工作循环中:四个冲程、活塞往复2次、飞轮

(曲轴)转动2周、对外做功1次。

汽油机的一个工作循环

吸气冲程---------►压缩冲程---------►做功冲程---------►排气冲程

4机械能转化为内能内能转化为机械能.

6、汽油机和柴汕机的比较:

汽油机柴油机

构造:顶部有一个火花塞。顶部有一个喷油嘴。

不吸气冲程吸入汽油与空气的混合气体吸入空气

同点燃方式点燃式压燃式

点效率低高

翊小型汽车、摩托车载重汽车、大型拖拉机

相同冲程:活塞在往复运动中从汽缸的一端运动到另一端。

点一个工作循环活塞往复运动2次,曲轴和飞轮转动2周,经历四个冲程,做功1次。

7、热机的效率:热机用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧放

出的能量之比叫做热机的效率。

公式:n=W有用/Q息=W有用/qm

提高热机效率的途径:使燃料充分燃烧尽量减小各种热量损失

机件间保持良好的润滑、减小摩擦。

六、能量守恒定律

能量既不会消灭,也不会创生,它只会从一种形式转化为其他形式,或者

从一个物体转移到另一个物体,而在转化和转移的过程中,能量的总量保持不

变。

能量的转化和守恒定律是自然界最普遍的、最重要的定律之一。

为什么柴油机比汽油机效率大?

辨析:汽油机燃烧室热效率转化较低,且燃料消耗率大。柴油机

燃烧室热效率转化高,燃料消耗率小,但结构复杂。柴油发动机的

燃烧过程一般分为着火延迟期、速燃期、缓燃期和后燃期四个阶段。

着火延迟期是指从燃料开始喷射到着火,其间经过喷散、加热蒸

发、扩散、混合和初期氧化等一系列物理的和化学的准备过程。它是

燃烧过程的一个重要参数,对燃烧放热过程的特性有直接影响。在着

火延迟期内喷入燃烧室的燃料,在速燃期内几乎是同时燃烧的,所以

放热速度很高,压力升高也特别快,压缩也特别强烈,〃压缩比〃比汽油

机大得多,就使得柴油机效率很高.

常见热学计算题大盘点

根据内能的变化和能量守恒定律,热学计算题可总结为以下七种

类型:

(-)热传递时内能的变化

类型一直接计算Q、c、m或At

Q吸=cm(t-t)

0类型二计算比值类

Q放=cm(t-t)

0类型三判断热传递方向

(二)能量守恒定律

Q吸=Q放

不计热损失类型四

Q吸=cm(t-t0)

LQ放=cm(t0-t)

内能的转移^-xlOO%

T|炉=

Q总

计热损失类型五,Q有=cm(t-t0)

Q.e=qm

W=Q吸

不计能量损失类型六■

Q吸=cm(t-t0)

W=Fs

=^-xl00%

♦内能的转化■n

Q总

计能量损失类型七Q

有=cm(t-t0)

(2总=qm

例1.某金属的比热为0.88xl03j/(kg.。质量为500g,把它从20℃

加热到90℃,需要吸收多少热量?

解析:该题属于上面的第一种类型,可直接利用吸热公式进行计

算。

Q吸=cm(t-t0)

=0.5kgx0.88x1()3j/(kg,℃)x(90℃-20℃)

=30800Jo

例2.质量相同,原来温度也相同的铁块和水放出相同的热量后,

把铁块投入水中,这时热传递的方向是怎样的?

解析:该题属于上面的第三种类型。铁和水都是放热,要用到放

热公式。推断出水和铁放热后的末温的高低是解答本题的关键。

由Q放=cm(t0-t)Wt=%一(2放/cm。

口口t水=%水-Q放水/c水m水,

t铁=I铁-Q放铁/c铁m铁o

乂知。水>。铁,且Q放水=Q放铁、!^铁=01木相同时,

Q放水/c水m水<Q放铁/c铁m铁。

又因t。相同,所以取>1铁,由此可知热量应从水传递给铁块。

例3.质量为0.5kg的铝壶里装着5kg温度为20℃的水。将铝壶放

在煤炉上加热,炉子的效率为20%,问燃烧多少kg的无烟煤才能将

水烧开?(外界气压为1个标准大气压,

c铝=0.88xl()3j/(kg.℃),q煤=3.4xlO7J/kg,)

解析:该题属于利用内能加热的例子,并且考虑热损失,属于第

五种类型。总能量用燃料燃烧放热公式计算,有用能量用水吸热公式

计算。

(1)对炉子来说,水和铝壶吸收的热量都是炉子有效利用的热量,

故有

Q吸=。水111水41+©铝111铝2^

=4.2xUj/他•℃)x5kgx80℃+0.88xl03J/(kg℃)x0.5kgx80℃

=17152001

(2)由炉子的效率可知,水和铝壶吸收的热量与无烟煤完全燃烧

所放出的热量之比为炉子的效率。

因为n=Q吸/Q放

所以Q放=(^吸/n

=1715200J/20%

=8576000Jo

(3)由Q放=q煤m煤,

可知m煤=Q放/q煤

=8576000J/3.4xl07J/kg

=0.25kgo

例4.一滴水从100m高空匀速落到地面上,如重力对其所做的功

全部转化为它的内能,能使这滴水的温度升高多少℃(g=9.8N/kg)

解析:水滴下落时重力对它做功,因此内能增加,温度升高。该

题属于做功和内能转化的题目,且不计能量损失。应属于类型六。

设这滴水的质量为m,水的重力为G,

重力对水滴做的功W=Gh=mgho

水滴的内能增加等于它吸收的热量

Q吸=cmAt

由题意得Q^W,

即mgh=cmAt。

则水滴的温度上升。

At=改=9.8N/kgx100m/4.2xlO3J/(kg-℃)=0.23℃。

c

由以上儿例,可见解热学计算题时同学们应按以下方法求解。该

方法是:读题后,由题目的物理现象判断该题目属于什么类型,物体

是吸热的还是放热的。并明确有哪些是已知量,哪些是未知量,然后

选择需要的公式。最后按解题的书写格式和要求完成题目。

趁热打铁做练习

一质量为0.05g的水滴,从200m的高空落到地面,如重力对其所

做功的80%转化为它的内能,它的温度升高多少?

图像与热学计算题

用热量公式Q=cmAt分析某些问题时,涉及温度的状态量和变化量较多,

此时,若将抽象的逻辑推演用直观的图线表示,将物理量间的代数关系转化为儿

何关系,便可化繁为简。温度随时间的变化,可反映在坐标图像上,图像在热学

中应用很广泛。认识图像、绘制图像、分析图像是很有必要

认识图像,看懂温度随时间变化的规律

例1将装有热奶的奶瓶放入室温的水中没,温度

随时间变化的图像如图1,问热奶和水的初温

各是多少?它们的温度后来发生了怎样的变化?

分析因为热奶的温度高于水的温度,所以上、下方曲线分别是热奶和

水的温度随时间变化曲线。热奶的初温是90C,水的初温是20℃。在最初

lOmin,热奶放热,温度下降,水吸热,温度升高。lOmin后,二者温度相

同,达到平衡状态,保持40C不变。

二、绘制图像,使物理过程清晰

例2向100g,50℃的水中投入50g、0℃的冰,最终得到7℃的水。请作出整

个过程温度随时间变化的大致图像,并求出冰全部溶化成0C的水时吸

收的热量。

分析温度随时间变化的图像大致如图2,包含两种物质(水和冰)

的三种物理过程。

DB段是水的降温过程,放出的热量

QDB=c,km水(5OC-70℃)=18060J

OA段是冰的溶化过程,吸收的热量为QOA;

AB段是冰全部溶化成水后的升温过程,吸收的热量

QAB=(^,km冰(50℃-70℃)=1470J,

由Q吸=Q放,得QOA+QAB=QDB,

所以,冰全部溶化成0℃的水时吸收的热量

QOA=QDB-QAB=16590J

三、分析图像,获取信息进行计算

例3质量和初温都相同的某种液体和水,分别盛在

薄壁容器中,用两个同样的酒精灯对它们加热,温

度随时间变化图像如图3,假设热量全部被该液体

和水吸收,求该液体的比热。

分析因为热源相同,且热量全部吸收,所以经过

相同的时■间,该液体和水吸收的热量相同。由图像知,

该液体和水的温度随时间变化关系均呈线性,即温度图3

与时间成正比,所以在任何相同的一•段时间内,该液体的温度变化量都是水

的温度变化量的2倍。由

C液m液Z\t液=C水m水水,

得C液=C水△(水/液=—C水=2.1X10*J/(Kg.C)

2

四、绘制图示,巧解热学题

例4质量和初温都相等的铜块和铅块,将它们分别加热,吸收相等的热量后,

使它们互相接触,则()

A.热量由铅向铜传递

B.热量由铜向铅传递

C.不发生热传递

D.无法确定

图4

分析铜块和铅块的质量和吸收的热量相同,由C铜>C钳,根据Q=cmAt

可知At铅>At铜,如图4,用一条横线表示某一温度,温度高的在上方,

温度低的在下方;用向上的箭头表示温度升高,用向下的箭头表示温度降低,

由图4可知,吸收相等的热量后,t铅末》t铜末,选(A)

例2两个温度和质量都相同的金属球

甲和乙,先把甲球放入盛有热水的

杯中,热平衡后水温降低了把

甲球取出,再将乙球放入杯中,

热平衡后水温又降低了At,则两球

比热的大小关系是()

A.C甲〉C乙B.C甲<C乙C.C甲=C乙D.无法确定

分析前后两过程水温都降低了At,说明两过程中水放出了相同的热量,

而乙球是在甲球从水中取出后再放入杯中的,所以甲球放入杯中达到热平衡

后水温为(t水初一),乙球放入杯中达到热平衡后水温为(t水初一2△

t)□根据题意和分析作出图5,由图5可以看出,At甲》At乙,根据

Q吸=Q放及Q=CmAt得,C甲<C乙,故选(B)

例5甲、乙两杯中分别盛有60℃和20℃的质量相同的水,现将一温度

为20℃的铁球放入甲杯中足够长时间,取出后再放入乙杯,停留足够长时间,

如果不计热量损失,比较甲、乙两杯水的温度变化,则()

A.At甲>乙B.At甲<At乙C.甲=乙D.无法确定

甲杯水一q---------60c球初温—I---------60C-A/甲

A/甲40。A/甲-A/乙

-*--------60C_A/甲一^-------20C+A/乙

40C-A/甲Z乙

球初温」--------20c乙杯水」--------20c

图6图7

分析把20℃的球放入60℃的甲杯水中,达到热平衡后,水温下降At甲

球的温度升高到(60℃-At甲),即球的温度升高了(40℃—At甲)作出

图6;然后把温度为(60℃-At甲)的球放入20℃的乙杯水中,达到热平

衡后,水温升高乙,球的温度降低到(20℃+At乙),即球的温度下

降了(40℃—Z\t甲一Z\t乙),作出图7。

对前一过程,根据Q球吸=Q水放,得

C球m球(40℃—At甲)=(3水111水甲⑴

对后一过程,Q水吸=Q球放,即

C水m水Z\t乙=C球m球(40℃—At甲一乙)⑵

由⑴、(2),得

△/甲_40℃甲

&乙40℃——甲——4乙

即N\t甲〉N\t乙,应选(A).

・某太阳能热水器5h内可使100kg的水温度升高60-c,则水吸收多少热量?不计热量损失,加热这

些水至少需要多少千克的液化气?

[水的比热容是4.2Xl(yj/(kg•'C),液化气的热值是4.5X107J/kg]

•0吸=cm^At..........................1

=4.2X10:1J/(kg•C)X100kgX60℃...........1分

=2.52X10'J.........................2分m=

........................1分

=0.56kg...........................1分

太阳能热水器内有50kg的水,在阳光照射下,水的温度升高了30摄氏度,求1.

水吸收了多少热量?2.这些热量相当于完全燃烧多少质量的焦炭放出的热量?

・、选择题(选择一个正确答案,共I5题,每题2分,计30分)

1.以下温度中,最接近25匕的是()

A.冰水混合物的温度

B.健康成年人的体温

C.让人感觉温暖而舒适的房间的温度

D.广州市冬季最冷

2.一代伟人毛泽东在《沁园春•雪》中写到:“北国风光,千里冰封,万里雪飘”,形成这种自然景

象的主要物态变化是()

A.熔化和汽化

B.凝固和凝华

C.凝固和液化

D.汽化和升华

3.小明用两个相同的铁锅来煮鸡蛋,两锅中分别倒入同样多的水和个数•样的鸡蛋。甲锅中的水烧开

后,用急火来煮;乙锅中的水烧开后,用文火来煮,但仍保持锅中的水沸腾,直到煮熟。则以下说法正确

的是()

A.甲种方法比乙种方法省燃料,又省时间

B.乙种方法比甲种方法省燃料,但省时间

C.甲种方法比乙种方法省燃料,但费时间

D.乙种方法比甲种方法省燃料,这两种方法所用的时间相近

4.在室内,用热风吹一支蘸了酒精的温度计,它的示数是()

A.一直升高

B.一直降低

C.先升高,后降低

D.先降低,后升高

5.下面是小丽同学列举的一些物态变化的实例,其中错误的是()

A.冬天,窗户玻璃上的“冰花”是室内空气中的水蒸气凝华而成

B.我们看到的雪糕冒“白气”是一种汽化现象

C.利用干冰获得低温是通过干冰升华来实现的

D.从冰箱中取出来的汽水瓶表面有水,是冰箱外的水蒸气液化而成的

6.如图1所示把凉牛奶放在热水中加热,经过一段较长时间,它们的温度随时间变化的图像如图所示,

下列说法中正确的是()

A.水和牛奶最后温度相同

B.水的温度变化比牛奶大

C.牛奶温度变化比水慢

D.甲是牛奶温度变化图像

7.外形和体积均相同的实心铁球和空心铁球,如果它们吸收相同的热量,那么(不考虑物态变化)()

A.实心铁球温度升高得多

B.空心铁球温度升高得多

C.两球温度升得一样高

D.条件不足,无法判断

8.在舞台上喷洒干冰(固体二氧化碳)可产生“白云”,使舞蹈演员好象在云中飞舞。舞台上的这种

“白云”是()

A.喷射的真实的烟雾

B.干冰升华吸热使空气液化成的“雾”

C.干冰升华形成的二氧化碳

D.干冰升华吸热使空气中的水蒸气液化成“雾”

9.关于蒸发和沸腾,下面哪句话是错误的()

A.液体在任何温度下都能蒸发,而只能在一定温度下沸腾

B.蒸发只能在液体表面进行,而沸腾在液体表面和内部同时进行

C.液体蒸发时不需要吸热,而沸腾在液体表面和内部同时进行

D.液体蒸发时温度会降低且能继续蒸发,而沸腾时温度•降低就不能继续沸腾

10.在下面列举的现象中,不是升华现象的是()

A.碘加热时变为蒸气

C.夏天,冰棒周围冒“白气”

B.禁制的卫生球日久变小

D.冬天,冰冻的衣服也会变干

11.以下说法正确的是()

A.固体在熔化过程中温度保持不变

B.对一个物体不断加热,物体的温度就会升高

C.青藏高原上,水不到100,C就会沸腾。因为哪儿海拔较高,气压比较低,因此要使用高压锅才能得

到比较热的水

D.个物体的温度如果升高了,它一定是吸收了热量

12.在两个完全相同的烧杯中分别盛有质量相等的水和煤油[煤汕的比热容是2.IX103J/(kg•0C)],

用电加热器分别给水和煤油加热相同的时间,甲电加热器每分钟放出50J的热量,乙电加热器每分钟放出

100J的热量。假设电加热器发出的热量全部被水和煤油吸收,煤油的温度升高那么水升高的温度是

()

A.40℃

B.20℃

C.10℃

D.80℃

13.下列事例中,属于做功改变物体内能的是()

A.在火上点燃火柴头

B.冬天人们围着火炉烤火身体感觉暖和

C.两手互相摩擦,手感觉暖和

D.在阳光照射下,水盆里的水温度升高

14.关于物体的内能,下列说法中正确的是()

A.温度为O'C的物体没有内能

B.同一物体温度升高,它的内能一定增大

C.热传递是改变物体内能的唯一方法

D.温度相等的杯水和桶水的内能相同

15.你吃过冻豆腐吗?在寒冷的冬天,妈妈把豆腐放到篮子里,挂到外面,几天之后,冻豆腐就成了,

仔细观察,你会发现豆腐上多出了许多小孔,正是因为这些小孔,汤味才容易进入其中,咬一口,松软软,

香喷喷,可好吃了,怎么样,流口水了吧?但是你知道小孔怎么来得吗?()

A.豆腐遇冷,体积缩小

B.豆腐自身体积膨胀

C.外界的小冰晶扎入了豆腐中

D.豆腐中的水分先凝固然后又熔化

:、填空题

16.在•个盛有冰水混合物的烧杯中插入一支温度计,用酒精灯对烧杯缓慢加热。小晶同学将观察结

果记录在下表中,分析此表,你可以得到的结论是:。

观察时间的顺序(min)

0

2

4

6

温度计的示数(℃)

0

0

0

2

现象

有较多的冰,少量的水

有少量的冰,较多的水

冰完全消失,只有水

全都是水

17.把饺子放在水中煮,不会变黄、变焦;而把饺子放在油中炸,就会变黄、变焦。这是因为

18.对于小手术的麻醉,医生常用一种沸点为13.rC的液体氯乙烷,把准备施行手术的部位“冻结”

起来。这是利用了液体氯乙烷在时需要热的原理。

19.在图2所示的装置中,用酒精灯将烧瓶内的水加热沸腾后,水蒸气从细玻璃管口喷出,在离管口

和远处,可以看到雾状的“白汽”。这是因为喷出的水蒸气发生了________现象,雾状的“白汽”实际是

;如果这时在管口处放置•块玻璃片,会发现正对管口的玻璃片表面有,

玻璃片的温度将;(选填“升高”、“降低”或“不变”)分析、归纳上述实验现象,可以

得到的结论是:。

图2

20.下列列出了几种物质的熔点和沸点(都在标准大气压下),如果用这几种物质做温度计的测温物

质来制造温度计。

甲苯

酒精

水银

熔点(℃)

-95

328

-117

80.5

38.8

沸点(℃)

111

1740

78.5

218

357

(1)若要测铅的熔化温度,应选。

(2)若要测固态甲苯的熔化温度,应选。

(3)若要测秦的熔化温度,应选。

21.如图3,是给某种晶体加热时的温度随时间变化曲线,请根据图象回答下列问题:

图3

(1)在2-5min这段时间内晶体处于状态,热量。

(2)由图可知此晶体的熔点是℃o

22.今年冬天苏州下了近几年少有的大雪,天气寒冷,小江同学捧着热水袋才感觉手暖和,这是利用

的方式增加了手的内能;而小李同学靠双手反复摩擦让手感到温暖,这是利用的方式增加了手

的内能。

23.比热容是物质的种特性。用同种物质制成两个质量不等的物体,其比热容(填“相同”

或“不同”)。给一个体积是5cm3的实心铁球,是它的温度由20℃升高到30℃,需要吸收的热量为

焦。若现有一同样大小的铁球,使它的温度由30C升高到40C,吸收的热量为165J,则此铁球一定是一

的(空心/实心)[铁的比热容是0.64X103J/(kg-OC),铁的密度是7.9X103kg/m3)]

24.完全燃烧5kg的酒精可以放出J的热量,它能使kg的水从0七升高至100'C。如

果用干木柴,则需要kg的干木柴完全燃烧。(酒精的热值是3X107J/kg,干木柴的热值是1.2

X107J/kg)

25.小明在研究物体吸收的热量与哪些因素有关时,他在两只相同的杯子里,装入质量相等的A、B两

种不同的液体,用两个相同的加热器给它们加热,如图4甲所示。用温度计测出两种液体在不同时刻的温

度,并画出它们温度随时间变化的图像,如图4乙所示。根据此图像,你能得到哪些信息,请你列举两条。

(1)(2)

:、作图与简答题

26.热机(例如汽车,拖拉机的发动机等)是将燃料的内能转化为机械能的装置,热机的发展和应用

推动了社会的快速发展。热机在能的转化过程中不可避免地要损失一部分能量,并且会对环境造成一定程

度的污染。您知道在热机工作过程中存在着哪些能量的损失吗?同时指出可能造成哪些环境污染?27.如

图5示,已知有一支温度计的刻度不准确,在实验中,杯中和密封瓶中的液体都是酒精。请你帮忙判断•

下哪支温度计有毛病?为什么?

四、实验与探究题

28.为了研究不同颜色的物体的吸热本领,把质量、温度都相同的水分别倒入两个相同的玻璃瓶中,

用白纸和黑纸将瓶子包起来,同时放在阳光下照射,每隔3分钟测•次瓶中水的温度,收集的数据记录在

表中:

日照时间/min

0

3

6

9

12

15

18

21

24

27

30

白纸瓶水温/℃

23

24

25

25

26

27

27

28

29

29

30

黑纸瓶水温/C

23

25

26

27

28

29

30

31

32

33

34

分析数据可知:实验过程中,水的内能______(填“增加”或“减少”),内能变化的方式是,得

到的结论是。

27.如图5示,已知有一支温度计的刻度不准确,在实验中,杯中和密封瓶中的液体都是酒精。请你

帮忙判断一卜.哪支温度计有毛病?为什么?

四、实验与探究题

28.为了研究不同颜色的物体的吸热本领,把质量、温度都相同的水分别倒入两个相同的玻璃瓶中,

用白纸和黑纸将瓶子包起来,同时放在阳光下照射,每隔3分钟测一次瓶中水的温度,收集的数据记录在

表中:

分析数据可知:实验过程中,水的内能_____(填“增加”或“减少”),内能变化的方式是,得

到的结论是。

29.为了探究燃料燃烧时候放出的热量的多少是否与燃料的种类有关,小华同学设计了一个探究的方

案。

你为小华同学在实验时所选用的燃料种类应质量应该(选择“相同”/“不同”)

若燃料放出的热量用水吸收,则实验中,除了水的质量要相等以外,你认为还应该控制不变的因素是

通过比较,可以得出燃料燃烧放出的热量与燃料的

种类有关。

五、计算题

30.太阳能是一种廉价的清洁能源,开发和利用的前景卜分广阔。从有关资料获悉,在地面地表晴天

时垂直于阳光表面接受到的热辐射为L2X103J/(m2.s).有一台太阳能热水器,可将接收到的热辐

射40%用来升高水温。若该热水器接受阳光垂直照射的有效面积始终是2.1m2,晴天晒了lh,求水箱中

质量为50kg的冷水温度最多能升高多少?

31.某中学为学生供应开水,用锅炉将200kg的水从25℃加热到100℃,燃烧了6kg的无烟煤。[水

的比热容是4.2X103J/(kg--C),无烟煤的热值是3.4X107J/kg]试求:

(1)锅炉内200kg的水吸收的热量是多少焦耳?

(2)6kg无烟煤完全燃烧放出的热量是多少焦耳?

(3)此锅炉的效率是多少?

32.李明同学家要买•个烧水用的水壶,超市里有两种容枳相同但品种不同的铝质水壶可供选购,一

种是放在液化气灶上用的,另利是壶内装有电热器的,如图6所示。李明想比较哪种水壶烧水更省钱。

他首先进行了调查,得到如下资料:当地居民用电的价格是0.5元/度;瓶装液化气的价格是60元/瓶

(每瓶中液化气的质量约为15kg,液化气的热值为4.2X107J/kg),用液化气烧水的热效率约为30%,

用电热水壶烧水的热效率约为90%。根据以上信息,请你通过计算分析一下用哪种水壶烧水更省钱。

一动能势能机械能

题型归结:

本节是对机械能的初步认识,其中重点是如何探究出影响动能大

小的因素(如题5,19),动能和势能的相互转化(如题7,10)也是

不可忽略的一部分。

1A“神舟五号”载人飞船成功返航,实现了中国人儿千年的“飞

天梦”,当飞船减速着陆时,飞船的()

A.动能增加,重力势能减少B.动能不变,重力势能减

C.动能减少,重力势能不变D.动能减少,重力势能减

命题意图本题是考察影响动能大小因素和影响重力势能的因素,根

据飞船速度和高度的变化来判断其机械能的变化。

思路点拨判断动能大小的方法一般有2种:一种是质量不变看速度

的变化,另一种是速度不变看质量的变化。同样,判断重力势能的大

小也是综合考虑高度和质量这2个因素。

全程精解飞船着陆时质量是儿乎不变的,但飞船的高度在不断下

降,速度在不断减缓,所以其动能和重力势能都在不断减少。选D

2B小东同学在体育课练习投掷铅球,学了“重力势能”的小东想用

身边的器材来对影响重力势能大小的因素进行探究,探究程序如下:

(1)猜想:影响重力势能大小的因素可能有:

a>;

b.

(2)实验提供的实心铅球有2kg、2kg、3kg各一个,细沙(足够多)、

刻度尺、两个相同大纸

盒.请你利用上述器材,就其中一个猜想,帮他设计实验方案,验证

猜想,写出实验步骤:

A、将适量的沙子放进大纸盒里拨平;

B、取质量为的铅球各一个,将两球分别对准纸

盒位置提高到相同高度然后放手,用刻度尺量出铅球所砸沙坑的深度

进行比较;

C、取质量为的铅球各一个,将两球分别对准纸

盒位置提高到不同高度然后放手,用刻度尺量出铅球所砸沙坑的深度

进行比较.

(3)通过对该实验的探究,B步骤得到的结论是:重力势能跟

_______________________有关;

C、步骤得出的结论是:重力势能跟

____________________________有关.

点拨:要注意研究过程中控制相关的量相同

全解:(1)物体的质量物体的高度

(2)2kg和3kg2kg和2kg

⑶物体的质量物体的高度

考点链接:

本节中的考试题型以选择和填空为主,重点考察对影响儿种机械能大

小的因素以及机械能的相互转化。用控制变量法研究动能大小与哪些

因素有关的实验也是考察重点之一。

3B两发飞行的炮弹,如果具有相同的机械能,则

A.它们的质量一定相等

B.它们的速度一定相等

C.它们的高度一定相等

D.它们具有的动能和势能之和一定相等

思路点拨:动能和势能统称为机械能。物体具有的机械能等于物体的

动能和势能之和,在空中飞行的炮弹同时具有动能和势能,两发飞行

的炮弹具有相同的机械能,它们的动能和重力势能可能相同,也可能

不相同,但它们具有的动能和势能之和一定相同。

全解:选D

4B关于“功”和“能”的关系的说法中正确的是:()

A.一个物体能够做功,它就具有能量。

B.一个物体没有做功,它就没有能量。

C.一个物体的能量越大,它做的功一定越多。

D.一个物体的能量越小,它做的功一定越少。

思路点拨:此题要求同学们对能量的概念要透彻地理解,一个物体能

够做功,我们就它具有能。能量是指它具有做功的本领。能量是一个

物体的状态,做功是一个过程,是实现能量转化的过程。做功W能量。

全解:选A

误区分析:能量大的物体不一定做功就多,只能说能量大的物体能够

做的功比能量小的物体多。

5B如图所示,在“研究物体动能与哪些因素有关”的实验中,将A、B、C三小球先后从同

一装置的鼠、hB>he高处滚下hA=hc>hB)推动纸盒运动♦段距离直至小球静

止。

(1)要研究动能与质量的关系,我们要选择两图来进

行比较。

(2)从图中可以看出,A、B、C三个小球刚到达水平面时,球

的动能最大。

思路点拨:可以通过比较小球将木块推出的距离来确定小球动能的大

全解:(1)A和C,(2)C

误区分析:有同学看到B和C的质量不同,研究动能与质量的关系就

选了它们,这样就错了,问题在于没控制它们到达水平面的速度相同。

训练题组

6A关于能的概念,下面说法正确的是()

A、用线悬挂着的物体它没有做功,所以没有能

B、甲物体的速度比乙物体速度大,则甲物体的动能一定比乙物体的

动能大

C、甲物体的位置比乙物体的位置高,则甲物体的势能一定比乙物体

的势能大

D、在空中飞行的子弹,因为它能做功所以具有能

思路点拨根据能的概念一个物体能够做功,我们就说它具有能量。

全解:选D。

回味:要比较两个物体的能量的大小,必须综合考虑影响该能量大小

的所有因素。

7A下列物体在运动过程中,动能转化为重力势能的是()

A.汽车沿斜坡向下运动B.汽车在水平公路上匀速行驶

C.投出的篮球在向上运动D.热气球匀速向上运动

思路点拨向上运动的篮球,速度越来越小,动能也越来越小,而高

度越来越高,重力势能就越来越大,在不计空气阻力的情况下,减少

的动能就全部转化为了重力势能。

全解:选C。

回味:机械能的相互转化过程中,物体的质量一般是不会变的。关键

考虑速度,高度,形变程度等因素。

8B机开车上坡前,往往加大油门,以提高车速,这是为了()

A.增大动能B.增大势能C.增大惯性D.减少阻力

思路点拨首先要了解提高车速的目的在于增大车的动能,而上坡这

一过程正是动能和重力势能的相互转化过程

全程精解动能大小的一个因素。上坡前增大的动能可以在上坡时转

化为重力势能,使上坡更轻松。选A

回味很容易误认为冲上坡是增大了车的惯性,误选C,其实惯性与

运动速度是没有关系的。

9A关于势能的概念,下面正确的说法是()

A.弹簧的势能一定比橡皮筋的势能大

B.甲物体比乙物体举得高,甲物体就一定比乙物体的势能大

C.钟表上的发条被拧得越紧,势能就越大

D.甲物体比乙物体速度快,甲物体就一定比乙物体的动能大

思路点拨:弹性形变越大,弹性势能就越大。

全解:选C

10A如图所示,滚摆在下降的过程中越转越快,它

在下降过程中

A.动能增加,势能增加B.动能增加,

势能减少、

C.动能减少,势能减少D.动能减少,势能增加

思路点拨:下降时质量不变,高度降低,势能就减少。速度加快,

动能就增加。

全解:选B

(第10

题图)

11B下列各例中机械能没有变化的是()

A.物体在某高度落下,不计空气阻力

B.跳伞运动员匀速成下落

C.物体在光滑水平面上受水平拉力作速度逐渐加大的运动

D.利用动滑轮匀速提起重物

思路点拨:动能和势能统称为机械能。

全解:B选项动能不变,但重力势能在减少,总的机械能减少。C选

项机械能在增加。D选项机械能也在增加。

选A

12A托起的排球,在上升过程中,—能转化为——能,在此过程

中它的能不断减少

因而它的速度逐渐变小。

思路点拨:抓住上升的排球是高度增加,速度减小

全解:动,重力势,动

13A卡车和自行车以相同的速度运动,卡车的动能自行车的

动能,打桩机的重锤举高3米,具有的势能举高5米具有

的势能。(选填“大于”、“小于”或“等于”)

思路点拨:速度相同时,质量越大,动能越大。质量相同时一,被举的

越高,重力势能就越大。

全解:大于,小于。

14B质量是ICT千克的雨滴在从高空匀速下落的过程中,所受阻力等

于牛,具有的机械能o(填“增加”、“减少”或“不

变")(g=10N/kg)

思路点拨:匀速下落时重力等于阻力。由于匀速,速度不变,质量

也没变,所以动能不变。但重力势能随高度的降低而减少,所以机械

能减少。

全解:10;减少

回味:要注意10'是物体的质量,要计算出雨滴的重力。

15B洒水车沿街道匀速行驶,将水洒向路面,在此过程中它的动能

将,这是因为。

思路点拨:匀速行驶的洒水车速度是不变的,但洒水的同时其质量是

不断减小的。

误解:不变车的速度没有变化

全解:减少,速度一定时质量减小了。

诊断:考虑动能的变化要从速度和质量两方面综合考虑,不可忽略洒

水的同时车自身的质量再不断减小。

16B汽车沿斜坡向上匀速行驶的过程中,汽车的动能,机

械能O(填“增大”或“减小”“不变”)

思路点拨:汽车的质量是不变的,可以通过速度考虑其动能,高度

考虑其重力势能。

全解:山于速度质量都没有发生变化,所以动能不变。汽车上坡时高

度增大,重力势能增大。

回味:本题中汽车质量是一定的,若质量发生变化,要判断能量的变

化还要考虑质量因素。

17B如图为某轻轨车站设计方案示意图,该图表明与站台前后连接的

轨都有一个小坡度,请你说明这种设计可以节能的理由。

思路点拨:火车进站时要减速,出站时要加速。

全解:在火车进站前设计一小段上坡,可以将火车的动能转化为重力

势能,减少刹车所损耗的能量。出站时有可以将重力势能转化为

动能,使启动更方便,同时节约了启动时消耗的能量。

回味:这类问题要分两个方面有条理的叙述,混在一起就难以说清楚

To

18如图所示,用一根长绳,把它的上端固定在天花板上,下端拴一

小球,把小球拉到A位置,然后放手,仔细观察小球在摆动过程

中高度和速度的变化,并说明小球从A-O-B的过程中动能、势

能和机械能是怎样变化的。(不计摩擦和空气阻力)

思路点拨:小球的质量不变,综合考虑小球的速度和高度变化即可。

全解:Af。:动能增大,势能减小,机械能不变

0-B:动能减小,势能增大,机械能不变。

回味:如果题目中没有说明不计摩擦和空气阻力,小球的机械能是不

断减小的。

19B如图是研究小球动能与小球的质量和速度关系的实验装置示意

图。表中记录了用甲、乙两球分别进行实验的数据。由表中数据可知:

甲球的动能(选填“大于“、“小于“、或"等于“)乙球

的动能;在质量和速度两个物理量中,对动

m

点拨:通过物体被推动的距离显示动能的大小

全解:小于速度

回味:甲的质量是乙的两倍,乙的速度是甲的2倍,但乙的动能却是

甲的两倍,可见速度影响动能更大一些。

二内能热量

题型归结:

本节题型主要以选择填空来实现对基本概念的考察,重点是对内能概

念的理解,要知道影响内能的主要因素是温度(如题5,11,12)。

还可以把内能与初二所学的分子动理论的相关知识结合起来。有关比

热容的计算题(如题2,16,17)和图象题(如题1,13)也是考察

重点之一。

1B如图甲是用水来冷却热牛奶的示意图。图乙是记录牛奶、水的温

度随时间变化的图象,图中表示热奶温度随时间变化的曲线应是

(填写I或II),图中A点的物理意义是

o若水的质量为1.5kg,在这个过程中水吸

收的热量是。[水的比热容为4.2X103j/(kg・℃)]

命题意图:本题主要是对热传递的综合考察,通过该题了解热传递过

程中,高温物体放热降温,低温物体吸热升温。并学会从坐标中找到

相关的物理量进行计算。

思路点拨:将热牛奶放入冷水中,高温物体是热牛奶,低温物体是冷

水,它们之间由于存在温度差,所以高温的热牛奶放出热量,内能减

少,温度下降,低温的冷水吸收热量,内能增加,温度升高。如果不

考虑热损失,热牛奶放出的热量等于冷水吸收的热量。

全解:依次是:I;热牛奶与水达到热平衡时的温度是18℃;5.04

X10'Jo

误区分析:解决有关热传递的问题,首先就应该确定高温物体和低温

物体。若传递过程冲无热量损失,高温物体放出的热量就等于低温物

体吸收的热量。

2C太阳能是一种无污染的能源,开发和利用前景广阔。从有关资料获悉,地球表面在晴

天时,垂直于阳光的表面接收到的热辐射为有一台太阳能热水器,可

将接收到的热辐射的40%用来升高水温,如果该热水器接受阳光垂直照射的有效面枳是始

终是2.1m?,晴天晒lh,其水箱中50kg水的温度能升高多少摄氏度?

命题意图:将本节中有关比热容的计算与生活实际相结合,使我们对生活中的热现象有更深

刻的了解。

思路点拨:先通过有关数据,算出水吸收的热量为多少,在根据比热容的公式计算升高的温

度。

全解:Q«=1.2X103J/(m2•s)X2.lm2X3600sX40%=3.6288X106J

t升.=Q«/c*m*=3.6288X106J/(4.2X103J/(kg•℃)X50kg)=17.28℃

误区分析:本题中很容易忘记将算出的热量乘以40%,比热容公式

中的Q代表的是物体实际吸收或放出的热量。

考点链接:

本节中命题的主要类型在选择部分,这就要求我们对基本概念相当透

彻的理解。特别对于“任何物体都具有内能”等知识点考察的比较频

繁。另外计算题中关于比热容的计算也是命题的热

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