第十二章机械能和内能-2022年中考物理复习举一反三（苏科版）（原卷版）

第十二章机械能和内能（原卷版）本章学习目标1.了解能量和动能的概念；机械能概念；机械能守恒定律；四冲程热机的构造和工作原理；四冲程热机各冲程工作过程；汽油机和柴油机异同；热机效率的概念以及提高热机效率的途径；各种形式的能量是可以相互转化的；2.知道什么是重力势能和弹性势能；什么是物体的内能；热传递能够改变物体的内能，知道做功能够改变物体的内能；比热容的概念、物理意义；水的比热容较大，水在生活中的广泛应用；3.理解影响物体动能大小的因素；理解影响物体重力势能大小的因素；内能的概念；在转化的过程中，能量的总量是保持不变的；4.知道影响弹性势能大小的因素；知道热值的概念；5.会分析动能和势能之间的转化过程；利用机械能分析生活中常见动能与势能之间的转化例；设计并进行“比较不同物质吸热能力”的实验；进行热值的简单计算；进行热机效率的简单计算；6.认识影响物体内能大小的因素；热机四冲程工作过程中的能量转化；生活中常见的能量；7.能利用内能的概念解释有关现象；用比热容解释简单的自然、生活中的现象，并能设计实验、解决简单的问题；利用吸热、放热公式进行相关计算；识别热机四冲程；举出日常生活中能量守恒的实例。知识点一动能1.能量：如果一个物体能对其他物体做功，那么这个物体一定具有能量。能量单位是焦耳（J）。2.什么是动能：物体由于运动而具有的能。如图（1）所示，物体都具有动能。行驶的汽车飞翔的小鸟空中的客机自由下落的小球图（1）运动的物体3.影响动能的因素物体动能的大小与两个因素有关：一是物体的质量，二是物体运动的速度大小。当物体的质量一定时，物体运动的速度越大其动能越大，物体的速度越小其动能越小；具有相同运动速度的物体，质量越大动能越大，质量越小动能越小。4.动能是“由于运动”而产生的，一定不要把它理解成“运动的物体具有的能量叫动能”，不运动的物体也具有能量，但不具有动能。例如在空中飞行的飞机，不但有动能而且还具有其它形式的能量。【知识拓展一】探究影响动能大小的因素所谓能量，是指物体能够做功的本领。能够做的功越多，就表明这个物体的能量越大。能量简称为能。注意：“能够做功”并不等于正在做功。只要该物体具有做功的本领，不论它是在做功，还是没在做功，做功的潜在本领始终存在，则说该物体具有能。判断一个物体是否具有能的标志是看它能否做功。【知识拓展二】探究影响动能大小的因素【实验目的】探究课题：探究动能大小与什么因素有关【实验装置】【实验方法】控制变量法，转换法。【实验原理】察下车在木板上移动的距离，如木块移动的越远，表示木块做的功越多，说明小车具有很大的动能。【实验步骤】1.按照图将木板的一端垫高，组成一个斜面；2.让同一小球在斜面的不同高度滚下，推动木块在木板上前进，观察木块在木板上移动的距离；3.让不同质量的小球从斜面的同一高度滚下，观察木板在木板上移动的距离（如图乙）；【实验结论】1、质量相同的物体，运动速度越大，动能越大；2、运动速度相同的物体，质量越大，动能越大。【考查方向】1.斜面的作用：使物体具有速度并改变物体速度的大小；2.实验研究对象：小球，实验方法：控制变量法；转换法；3.使质量不同的小球从同一高度静止释放的目的：使小球到达水平面时的初速度相同；4.如何判断动能大小：通过观察木块被推动的距离多少；5.通过比较实验甲，得到的结论：当物体的质量相同时，物体的速度越大，动能越大；6.通过比较实验乙，得到的结论：当物体的速度相同时，物体的质量越大，动能越大。【例】洒水车沿平直公路匀速行驶，将水洒在路面上，这个过程中，下列说法正确的是（）。A．动能不变，势能减小；B．动能势能都减小；C．动能势能都不变；D．不能确定动能势能是变大还是变小【变式1】用电梯往高处搬运货箱．当货箱随着电梯一同匀速上升时，货箱的（）。A．动能变小，重力势能变小 B．动能变小，重力势能变大C．动能不变，重力势能变小 D．动能不变，重力势能变大【变式2】如图为撑杆跳的过程示意图，在这项运动中，根据能量以及能量转化的物理知识，可知：运动员助跑的目的是为了在起跳前获得较大的。撑杆起跳时，能转化为重力势能，越过横杆在最高点时重力势能最大，此时动能（大于/等于/小于）0。【变式3】在探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验中，小欣同学设计了如图甲、乙、丙所示的三次实验，让铁球从同一斜面上某处由静止开始向下运动，然后与放在水平面上的纸盒相碰，铁球与纸盒在水平面上共同移动一段距离后静止。（1）要探究动能大小与物体质量的关系，应保证铁球达到水平面的相同，为了达到这一目的所采取的具体操作方法是使小球；（2）选用甲、丙两次实验可以得出的结论是：物体质量相同时，。（3）三次实验中，碰撞前动能最小的是图（填“甲”、“乙”或“丙”）中的小球，原因是；（4）小欣同学联想到“探究阻力对物体运动的影响”时，也用到了斜面，让小车从斜面顶端由静止滑下，比较在不同表面滑行的距离（如表），小车在三个表面克服摩擦力做功（选填“相等”或“不相等”），若水平面绝对光滑，小车将做运动。表面毛巾棉布木板摩擦力最大较大最小小车运动距离最近较远最远知识点二势能1.重力势能：物体由于被举高而具有的能量，叫做重力势能。（1）重力势能的大小与质量和高度有关。物体的质量越大，被举得越高，则它的重力势能越大。（2）重力势能是“被举高”这个原因而产生的，一定不要把它理解成“被举高的物体具有的能量叫重力势能”，被举高的物体具有重力势能，同时也具有其他形式能量。例如在空中飞行的飞机，不但有重力势能而且还具有其它形式的能量。2.弹性势能：物体由于发生弹性形变，而具有的能叫做弹性势能。如图（2）所示，撑杆跳高时弯曲的杆、拉开的弓箭都具有弹性势能。弹性势能的大小与弹性形变的程度有关；形变程度越大，其弹性势能越大。撑杆跳高拉开的弓箭要点诠释：势能1.重力势能：对于重力势能，其大小由地球和地面上物体的相对位置决定。物体质量越大、位置越高、做功本领越大，物体具有的重力势能就越多。判断一个物体是否具有重力势能，关键看此物体相对某一个位置有没有被举高，即相对此位置有没有一定的高度。若有，则物体具有重力势能，若没有，则物体不具有重力势能。2.弹性势能：由于物体发生形变而具有的能量。确定弹性势能的大小需选取零势能的状态，一般选取弹簧未发生任何形变，而处于自由状态的情况下其弹力势能为零。【例】（2021·湖南怀化市·中考真题）田径运动会上，运动员投出的铅球在下落过程中，下列说法正确的是（）。A．动能增加 B．重力势能增加C．动能转化为重力势能 D．机械能增加【变式1】（2021·陕西中考真题）如图所示为拉弓射箭的情景，下列说法正确的是（）。A．用力将弓拉弯说明力可以改变物体的形状；B．箭被射出的过程中，动能转化为弹性势能；C．射出的剑可以继续向前运动是因为受到惯性作用；D．斜向上射出的箭在空中飞行时重力势能不变【变式2】用“模拟打桩”来探究物体重力势能的大小与哪些因素有关，物体的质量m1＝m2＜m3，实验时，让物体从木桩正上方的某一高度处自由下落，将木桩打入沙中，三次实验木桩进入沙中的深度如图所示，木桩进入沙中的深度越深，则物体对木桩做的功越，比较a、b可知：物体重力势能的大小与物体的有关；比较可知：物体重力势能的大小与物体的质量有关。【变式3】某同学猜想重力势能的大小与物体的质量和高度有关，在探究“重力势能的大小与高度是否有关”时，所用的实验器材有：金属球、尖桌腿的小桌、细沙和塑料盆。实验装置如图甲所示。（1）该实验可以通过判断来判断出金属球重力势能的大小。依据是：金属球对小桌越多，金属球具有的重力势能就越大。（2）请设计出记录实验数据的表格，表中要有必要的信息。（3）实验时，该同学发现：由于金属球的撞击点偏离桌面中央较大，使小桌倾斜较大，甚至被撞翻。于是他改进了实验装置，如图乙所示，较好地解决了这个问题。他的主要操作是：每次实验时，先拉起金属球，将沙面抹平；；由静止开始释放金属球，观察实验现象。知识点三机械能及其转化1.动能、重力势能和弹性势能统称为机械能。2.动能与势能的相互转化（1）在一定的条件下，动能和重力势能之间可以相互转化。如将一块小石块，从低处抛向高处，再从高下落的过程中，先是动能转化为重力势能，后又是重力势转化为动能。（2）在一定的条件下，动能和弹性势能之间可以相互转化。如跳水运动员，在起跳的过程中，压跳板是动能转化为弹性势能，跳板将运动员反弹起来是弹性势能转化为动能。要点诠释：机械能的转化1.动能和势能是可以相互转化的2.在滚摆实验中可以看到，滚摆旋转着下降，越转越快。到最低点时，滚摆转而上升，上升中它越转越慢，直到差不多回到原来的位置。然后它又下降、上升，重复原来的运动。滚摆下降时，它的重力势能越来越小，动能越来越大，重力势能转化为动能。滚摆上升时，它的动能越来越小，重力势能越来越大，动能转化为重力势能。【知识拓展】机械能间的转化1.动能和重力势能可以相互转化。①动能转化为重力势能的标志是速度减小，所处的高度增加；②重力势能转化为动能的标志是所处的高度减小，速度增大。2.动能和弹性势能可以相互转化。①动能转化为弹性势能的标志是速度减小，形变增大；、②弹性势能转化为动能的标志是动能增大，形变减小；③动能和弹性势能的相互转化可以发生在同一物体上，也可以发生在不同物体之间。3.在动能和势能相互转化的过程中，若没有能量损失(如克服阻力)或其他形式的能量的补充，机械能的总和保持不变，机械能守恒。4.机械能也可以转化为其他形式的能量。【例】如图所示，小球在A点由静止开始释放，向右侧摆动，B点是小球摆动的最低点，C点是小球摆动到右侧的最高点，且A、C两点到B点的竖直距离hA＞hC。在小球从B点摆动到C点的过程中，下列说法正确的是（）。A．小球的运动状态保持不变；B．小球的机械能总量逐渐减小；C．绳的拉力对小球做了功；D．小球的动能全部转化为重力势能【变式1】2015年12月20日，深圳市光明新区发生山体滑坡事故，损失惨重，对人民群众生命和财产造成重大损失。事发时，废弃渣土堆填体从高处加速下滑，具有巨大的能量。关于渣土堆填体，描述正确的是（）。A.渣土下滑时动能不变；B.渣土下滑时重力势能变大；C．渣土下滑时重力势能转化为动能；D．渣土下滑时动能转化为重力势能【变式2】如图所示，一名运动员投掷铅球的过程示意图。铅球在b点离手，c点是铅球运动的最高点，不计空气阻力。在a到d的整个过程中，下列说法不正确的是()。A．只有在a到b的过程中，运动员对铅球做了功；B．在b到d的过程中，铅球的机械能先增加后减少；C．在c到d的过程中，铅球的重力势能减少；D．在a到d的过程中，铅球的运动状态在不断的变化【变式3】球竖直向上运动，并落回地面，这过程中先后经过M、S两点。球在这两点的动能和重力势能如图所示，则球在M点的（）。A．速度比在S点的大 B．机械能大于在S点的 C．机械能等于在S点的 D．离地高度比在S点的低知识点四机械能守恒、能量利用1.对能量转化的理解：(1)分析某个物体在物理变化的过程中机械能的大小发生改变与否时，应全面考虑。即同时考虑动能、重力势能、弹性势能的变化情况。(2)物体储存能量时，物体具有做功的本领，物体损失能量时，就说物体正在做功。(3)物体对外界做功时，物体的能量减小。(4)外界对物体做功时，物体的能量增加。2.机械能守恒：如果一个过程中，只有动能和势能相互转化，机械能的总和就保持不变，这个规律叫做机械能守恒。3.水能和风能的利用：自然界的流水和风能都是具有大量机械能的天然资源。利用水能发电，一定量的水，上、下水位差越大，水的重力势能越大，能发出的电就越多。利用风能发电，在风力资源丰富的地区，可以同时安装几十台到几百台风力发电机，组成“风车田”联在一起供电。要点诠释：机械能守恒动能与势能之间是可以相互转化的，即动能可以转化成势能，势能也可以转化成动能。在只有动能与势能转化的过程中，机械能的总量保持不变。如图：卫星绕地球转动时，由于太空是真空，动能和势能相互转化，机械能不变。

规律总结：在只有重力、弹力做功时，机械能是守恒的，其他力做功，机械能不守恒。【知识拓展】机械能守恒与转化1.滚摆：滚摆又称麦克斯韦摆，它是在学习机械能时，常用来演示重力势能和动能之间相互转化的仪器，如图。做滚摆实验时，先调整悬绳，使摆轮处于水平最低位置，然后转动摆轮，使悬绳均匀地绕在摆轮的轴上，直至摆轮上升到悬绳的最上部，并且保持摆轮的轴与水平地面平行。此时，摆轮具有一定的重力势能，而动能为零。当由静止释放摆轮，在重力和悬绳拉力的共同作用下，摆轮边旋转，边下降，摆轮的重力势能不断减少，转化成摆轮的动能。当悬线全部伸开时，摆轮的重力势能不再减少，摆轮的动能达到最大值。由于惯性，摆轮继续旋转，摆轮轴又开始把绳绕在轴上，使摆轮开始上升，随着重力势能的增加，动能不断减少，动能转化为势能。直到上升到开始位置，摆轮停止转动，停止上升。接着又开始新的一轮下降、上升……实际上，摆轮每次下降后再上升都不会上升到前一次的高度，这是摩擦力、空气阻力等作用的结果，使一部分机械能转化为内能。2.水能及其利用：水能及其利用流动的水具有动能，高处的水具有势能，水所具有的机械能统称水能。瀑布的水向下流时(如图)，它会以极大的力量冲击瀑布下的岩石，并且以很大的速度冲刷土壤。数千年前，人们已知道利用流水的能量来转动水车，汲水灌溉。自从19世纪末德国建成世界上第一座水电站以来，水力发电就成了水能利用的主要形式。当上游的水冲击水轮机的叶片时，就把大部分动能传递给水轮机，使水轮机转动起来，由此带动发电机发电。为了增加水的机械能，必须修筑拦河大坝来提高河流上游的水位。如图是水力发电站的原理图。【例】伽利略认为：一个金属小球从光滑斜面的某一高度处静止滚下，由于不受阻力，没有能量损耗，那么它必定到达另一光滑斜面的同一高度，如果把斜面放平缓一些，也会出现同样的情况。其模拟实验如图所示，则下列说法中正确的是（）。A．小球在运动过程中只受重力作用；B．在滚下斜面的过程中，小球的动能转化为重力势能，机械能减少；C．另一斜面越平缓，小球在它上面运动的距离越小；D．如果另一斜面变成水平面，则小球达不到同样的高度而会永远运动下去【变式1】如图所示是蹦极运动的简化示意图，弹性绳一端固定在O点，另一端系住运动员，运动员从O点自由下落，到A点处弹性绳自然伸直。B点是运动员受到的重力与弹性绳对运动员拉力相等的点，C点是蹦极运动员到达的最低点（忽略空气阻力），下列说法正确的是（）。A．从O点到C点运动员速度一直减小；B．从O点到C点运动员的机械能一直在增大；C．从O点到C点运动员的机械能一直在减小 ；D．从O点到A点运动员的机械能不变【变式2】(多选)如图所示，质量为m的小球从静止下落，落在与A点等高处，竖直放置静止的轻弹簧上，到达与B点等高处时小球重力与弹簧的弹力大小相等，图中与C点等高处是小球到达的最低点(不计空气阻力)。下列说法正确的是()。A．下落过程中，小球重力势能减小，动能增大，小球与弹簧机械能不守恒；B．下落过程中，小球重力势能一直减小，动能先增大后减小，小球与弹簧机械能守恒；C．到达C点时，小球的动能为零，受到的重力大于弹簧的弹力；D．从B到C，小球重力势能与动能都减小，转化成弹性势能【变式3】高空中形成的雨滴在重力和空气阻力的共同作用下，开始下落的一段时间速度越来越大，落到地面前一段时间匀速下落。雨滴在空中下落的整个过程中（）。A．动能一直增大，机械能守恒；B．动能先增大后不变，机械能守恒；C．动能先增大后不变，机械能一直减小；D．动能先减小后不变，机械能一直减小知识点五内能内能的概念：（1）分子由于热运动而具有的能叫作分子动能；分子之间由于存在相互作用的力而具有的能叫作分子势能。（2）定义：物体内所有分子的分子动能与分子势能的总和叫作物体的内能。（3）影响内能大小的因素：物体内能的大小，除与温度有关外，还与物体的体积、状态、质量等因素有关。【要点诠释】1.内能是物质分子的热运动能量，是由物质内部状况决定的能量。物质由大量分子、原子组成，储存在系统内部的能量是全部微观粒子各种能量的总和，即微观粒子的动能、势能、等的总和。物体内部大量分子的无规则运动跟温度直接相关，物体内部大量做热运动的粒子之间也具有动能和势能，动能和势能的总和叫做内能。理解物体内能时，要注意以下三点：(1)内能是指物体的内能，不是分子的，更不能说内能是个别分子和少数分子所具有的。内能是物体内部所有分子共同具有的动能和势能的总和，所以，单纯考虑一个分子的动能和势能是没有现实意义的。(2)任何物体存任何情况下都有内能。(3)内能具有不可测性。只能比较物体内能的大小，不能确定这个物体具有的内能究竟是多少，因为内能是物体的所有分子具有的总能量，宏观量度比较困难。2.影响内能的因素：(1)温度是影响物体内能最主要的因素，同一个物体，温度越高，它具有的内能就越大，物体的内能还受质量、材料、状态等因素的影响。(2)物体的内能跟质量有关。在温度一定时，物体的质量越大，也就是分子的数量越多，物体的内能就越大。(3)物体的内能还和物体的体积有关。存质量一定时，物体的休积越大，分子间的势能越大，物体的内能就越大。(4)同一物质，状态不同时所具有的内能也不同。3.内能和机械能的区别：4.综上所述，可以用“温度不能传、热量不能含、内能不能算”作概括。【例】关于物体的内能，下列说法正确的是（）。A．晶体熔化时，吸热、温度不变，内能不变；B．物体内能增加，一定要从外界吸收热量；C．温度为0℃的物体没有内能；D．在相同物态下，同一物体温度降低，它的内能会减少【变式1】四只相同规格的烧杯中装有水，水量及其温度如图所示。关于四只烧杯中水的内能的大小，下列判断正确的是（）。A．a烧杯中水的内能大于b烧杯中水的内能；B．c烧杯中水的内能大于d烧杯中水的内能；C．a烧杯中水的内能大于c烧杯中水的内能；D．d烧杯中水的内能大于c烧杯中的内能【变式2】0℃的冰完全熔化成0℃的水，体积变小，比较0℃的冰和0℃的水所具有的内能，下列说法中正确的是（）。A．它们具有的内能相等；B．0℃的冰具有的内能较大；C．0℃的水具有的内能较大；D．无法确定【变式3】下列说法正确的是（）。A．“破镜不能重圆”说明分子间没有引力；B．发生热传递时，热量总是从内能大的物体传递到内能小的物体；C．把0℃的冰块加热熔化成0℃的水，若不考虑水的蒸发，其内能不变；D．若没有外界做功时，同一物体温度降低得越多，放出的热量就越多知识点六改变物体内能的方式改变物体内能的方式：做功和热传递。（1）外界对物体做功，或者物体从外界吸收了热量，物体的内能增加，反之，物体的内能将减少。通过做功和热传递这两种方法都可以改变物体的内能。（2）不同形式的能量（如内能和机械能、化学能和内能）之间可以相互转化。（3）热量：物体吸收或放出热的多少。热量是一个过程量，一般说吸收或放出“热量”，而不能说具有“热量”。【要点诠释】改变物体的内能的方式：做功和热传递。1.做功可分为两种情况，一是物体对外做功，物体自身的内能会减少。如为药爆炸后产生的燃气将子弹推出后，燃气的内能会减少，将内能转化为机械能；二是外界对物体做功，物体自身的内能会增加，如压缩空气后，空气的温度会升高，将机械能转化为内能。常见现象有：冬天搓手取暖、用砂轮磨刀、太空中的星体碎片坠入大气层成为流星、用打气筒给轮胎打气、反复弯折铁丝弯折处变热、汽缸内气体被压缩温度升高；钻木取火、水蒸汽对壶盖做功导致水的内能减小等。2.热传递改变物体的内能。如将手放在暖气片上，手会觉得暖和；用热水袋焐手；晒太阳觉得暖和；将水烧热；铁锅烫手；将食物放人入冰箱内冷却；太阳将棉被晒得暖乎乎的等。3.做功和热传递在改变内能上是等效的。做功改变物体的内能，是内能与其它形式的能量之间相互转化的过程；热传递改变物体的内能是能量转移的过程。4.热传递：（1）实质：内能（或能量）的转移。（2）条件：接触的物体间或物体不同部分存在温度差。（3）方向：从高温物体传递到低温物体，或者从同一物体的高温部分传递到低温部分。（4）结果：等温。【例】下列现象中，通过热传递改变物体内能的是（）。A．反复弯折后，铁丝的温度升高；B．火车经过后，铁轨的温度升高；C．用火炉烧水，水的温度升高；D．两手相互搓揉，手掌发热【变式1】将热水倒进玻璃杯中，玻璃杯会变热，下列说法正确的是（）。A.水将温度传给了玻璃杯；B.水含有的热量减少；C.玻璃杯增加的内能大于水减少的内能；D.能的总量保持不变【变式2】下面是研究黑点标注的物体内能改变的情景，通过做功使物体内能增加的是（）。A把铁丝反复弯折，弯折处变热；B.把钢球放入炉火中，烧一段时间；C.冬天，用热水袋对手进行取暖；D.水烧开时，水蒸气将壶盖顶起【变式3】下列有关温度、内能和热量的说法中，正确的是（）。A．物体的温度不变，它的内能一定不变；B．物体内能增加，它一定吸收了热量；C．物体放出了热量，它的温度一定降低；D．物体温度降低，它的内能一定减少知识点七比热容比热容概念：（1）在热传递过程中，传递能量的多少叫做热量。温度不同的两个物体相互接触，高温物体内能减少，低温物体内能增大；对物体做功时，物体内能会增大，物体对外做功时，物体内能会减少。（2）比热容是物质的一种特性，与物质的种类和状态有关，与物质的质量、温度和吸热、放热的多少无关。（3）水的比热容是4.2×103J/(kg·℃)，表示的物理意义是：1千克的水温度升高1℃吸收的热量是4.2×103J。【要点诠释】1.一定质量的某种物质在温度升高时，吸收的热量与它的质量和升高的温度乘积之比叫做这种物质的比热容，用符号c表示。比热容是物质的特性之一，所以某种物质的比热容不会因为物质吸收或放出热量的多少而改变，也不会因为质量的多少或温度变化的多少而改变。也就是说，比热容的大小只与物质的种类及其状态（固态、液态和气态）有关，与物质的质量、温度的变化无关。在国际单位制中，比热容的单位是：焦每千克摄氏度，符号是J/(kg·℃)。2.比热容的大小与物质的种类和物质的状态有关。不同物质的比热容一般不同。同种物质在同一状态下，比热是一个不变的定值。如果物质的状态改变了，比热容的大小随之改变，如水变成冰。3.水的比热容较大。这就意味着，在同样受热或冷却的情况下，水的温度变化要小些。水的这个特征对气候的影响很大。在受太阳照射条件相同时，白天沿海地区比内陆地区温度升高的慢，夜晚沿海地区温度降低也少。所以一天之中，沿海地区温度变化小，内陆地区温度变化大。在一年之中，夏季内陆比沿海炎热，冬季内陆比沿海寒冷。水比热容大的特点，在生产生活中也经常利用。如汽车发动机、发电机等机器，在工作时要发热，通常要用循环流动的水来冷却。冬季也常用热水取暖。【例】依据表格中的数据，下列说法正确的是（）。物质比热容c/【J/(kg·°C)1】水4.2×103煤油2.1×103砂石约0.92×103A.一杯水倒出一半，杯内剩余水的比热容变小；B.水和砂石放出相等热量，水的温度降低得较多；C.水的比热容表示水的温度升高1°C吸收的热量是4.2×103J；D.质量相等的水和煤油，吸收相等热量，煤油温度升高得较多【变式1】（多选）已知铜的比热容比铝的比热容小，下列说法正确的（）。A．物体的比热容跟物体吸收和放出的热量有关；B．将一块铜的质量减小一半，它的比热容不变；C．质量相等的铝块和铜块，吸收相同的热量，铜块升高的温度多；D．质量和初温都相等的铜和铝，放出相等热量后相接触，热传递的方向是从铜传给铝【变式2】给一定质量的水加热，其温度与时间的关系如图a图所示，若其他条件不变，仅将水的质量增加，则温度与时间的关系图线正确的是()。A.aB.bC.cD.d【变式3】在比较两种不同液体吸收相同热量后温度升高快慢的实验中，需要控制一些变量，下列各控制内容，有必要的是（）。A．加热时所用酒精灯里装有的酒精量必须相等；B．盛放液体的容器要相同，两种液体的质量要相等；C．两种液体的体积要完全相等；D．两种液体的初温一定要相同知识点八比热容的应用与热量计算热量的简单计算：热量的计算：(1)吸热：Q吸=cm△t=cm(tt0)；（2）放热：Q放=cm△t=cm(t0t)。其中：Q吸—吸收的热量，单位：焦（J），Q放—放出的热量。c—比热容，单位：焦每千克摄氏度（J/(kg·℃)）m—质量，单位：千克（kg）△t—变化的温度（升高或降低的温度），单位：摄氏度（℃）；t0—初始温度、t—末温。【要点诠释】1.与质量相同的其他物质相比，水的比热容在常见的物质中是比较大的。动物体中70%左右是水，例如黄牛。与质量相同的其他物质相比，水吸收(或放出)相同的热量，升高(或降低)的温度相对较小。体型较大的温血动物体内水分多，对维持自身的体温有优势。2.水是生命之源，人的生活离不开水，冬天人们用热水流过散热器来取暖，用热水的好处是由于相同质量的水和其他物质相比，降低相同的温度，由于水的比热容大，水放出的热量多，所以用热水流过散热器来取暖。3.炒栗子时里面加沙子有何作用?炒栗子时，栗子表面与热锅的接触面积很小，不利于传热。沙子的颗粒小可以填塞栗子间的空隙，这些被炒热的沙子大大增加了对栗子传热的面积，使栗子能均匀受热。另外，沙子的比热容较小，吸热时升温较快，可缩短炒熟的时间。也可以节能。4.城市种植花草树木，提高绿地覆盖率，修建人工湖，扩大水域面积，大大改善了市民的居住环境，让全市民享受到了“绿城”带来的实惠。从物理角度讲，花草树木对声音有一定的吸收作用，起到减弱噪音的作用：人工湖的建成，由于水的比热容较大，吸收或放出热量时，水的温度变化较小，即温差小，有恒温作用。5.夏日，在烈日暴晒下，游泳池旁的混凝土地面热得烫脚，而池中的水却不怎么热，这是因为质量相等的水和混凝土，照射同样的时间，吸收相同热量，由于水的比热容较大，水的温度升高较小。因此，池水的温度比混凝土低，所以在烈日暴晒下，游泳池旁的混凝土地面热得烫脚，而池中的水却不怎么热。【例】关于比热容，下列说法正确的是（）。A．物体的比热容跟温度有关；B．物体的比热容跟它的吸热多少有关；C．物体的比热容跟它的放热多少有关；D．物体的比热容是物体本身的一种特性【变式1】比热容是物质的一种特性。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”）。质量均为1kg的铜块

[c铜=0.39×103J/(kg·℃)]

和铅块[c铅=0.13×103J/(kg·℃)]

，如吸收了相等的热量，则铜块与铅块升高的温度之比为____︰____；若铜块温度升高了100℃，则它吸收了_________J的热。【变式2】质量和初温都相等的铜和铝(c铜＜c铝)，放出相等的热量后相互接触，热量()。A.一定从铜传给铝B.一定从铝传给铜C.不会发生热传递D.不能确定是否发生热传递【变式3】质量和初温相同的甲乙两种液体，经同一加热器加热相同的时间后甲的温度大于乙的温度，则甲液体的比热容乙液体的比热容（填“大于”、“等于”或“小于”）。如果乙液体的质量为1kg，初温为20℃，加热一段时间后温度升高到50℃，吸收的热量为1.26×105J，则乙液体的比热容为J/（kg•℃）。要点九比较不同物质吸热能力实验1.实验内容【实验目的】探究不同物体的吸热能力。【实验器材】相同的铁台架、酒精灯、石棉网、烧杯、温度计、搅拌器两套，火柴、秒表、水和另一种液体（如煤油）。【实验步骤】一、按图组装器材。二、取质量相同的水和煤油（60g），常温下待温度稳定后（控制两种液体初温相同），测出两种液体的温度，并计入表格。三、点燃酒精灯，同时给水和煤油加热，加热时间为5分钟，测量此时两种液体温度并计入表格。四、实验表格（参考数据）物质种类质量/g初温/°C末温/°C温升/°C加热时间（min）水602040205煤油602056365…五、整理器材。【实验结论】质量相同的水和另一种液体（如煤油），吸收相同的热量，煤油的温度升高较大。2.考查内容考查方向解答思路两套装置相同目的在相同时间内，液体吸收热量相同控制两种装置相同的量保证实验结论可靠性，酒精灯火焰大小、液体质量和初温实验方法控制变量法两种液体吸收热量能力是通过什么反映的温度升高值实验中不停搅拌液体的目的液体上下温度均匀如果要使水和煤油的最后温度相同如何操作给水继续加热温升相同那种液体吸收热量多水哪种液体的吸热能力强水表示不同物质吸热能力的物理量比热容吸收热量计算利用比热容公式进行计算安装顺序自下而上【例】在探究不同物质吸热升温的现象实验中∶(1)小强将天平放在水平桌面上并将游码归零后，若指针静止时位置如图1所示，则他应将平衡螺母向____端调节；调节天平平衡后，为称取质量相等的沙子和水，小强将装有沙子和水的相同烧杯分别放在天平的左、右托盘上，称取完成后，天平平衡时的场景如图2所示，则小强在称取中存在的问题是____｡(2)小强组装的实验装置如图3所示，他在器材安装中的一处错误是____｡(3)实验中某时刻温度计的示数如图4所示，其读数为____℃｡(4)实验结東后，小强根据图5所示的温度随时间变化图像，用三种方法来比较沙子和水吸热升温的快慢，从而建立比热容的概念∶①在相同的时间t内比较温度变化；②在相同的温度变化内比较时间t；③若和t均不同，则可用____来比较沙子和水吸热升温的快慢。在初中物理中，比较物体____的快慢时也用到了上述方法。【变式1】为了比较水和沙子容热本领的大小，小明做了如下图所示的实验：在2个相同的烧杯中分别装有质量、初温都相同的水和沙子，用两个相同的酒精灯对其加热，实验数据记录如下：质量/g升高10℃所需要时间/s升高20℃所需时间/s升高30℃所需时间/s沙子306489124水3096163220（1）在此实验中采用了转换法的思想，用加热时间的长短来表示物质，请再列举一个类似思想的实验：（请仿造上面的句式填）。（2）分析上表中的实验数据可知；质量相同的水和沙子，升高相同的温度时，水吸收的热量（填“大于”或“小于”）沙子吸收的热量．（3）如果加热相同的时间，质量相同的水和沙子，（填“沙子”或“水”）升高的温度更高，所以白天在海边会吹（填“海风”或“陆风”）。（4）有一次小明在白天进入森林游玩时迷了路，经过思考，他（填“顺风”或“逆风”）走了下去，终于走出了森林。【变式2】小明用除颜色不同外，其他都相同的黑白两张纸分别将两个相同的瓶子包起来，再将质量、初温相同的水分别倒入两个瓶中，然后将两个瓶子放在太阳光下，过一段时间后，小明用温度计测量了两瓶中水的温度，发现包有黑纸的瓶中水的温度升高的较多。请回答下列问题：（1）黑纸的吸热性能比白纸的要（选填“好”或“差”）；（2）两瓶中的水是通过（选填“做功”或“热传递”）的方式使其内能增加的；（3）已知包有黑纸的瓶中装有0.5kg水。0.5kg的水温度升高20℃，需吸收J的热量。[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]【变式3】为了探究相同质量的不同物质在升高相同温度时，吸收热量的多少是否相同，某实验小组取相同质量的水和煤油放入两个相同的容器中，用同样的热源分别对它们加热，比较它们升高相同温度时吸收热量的多少。实验装置如图11所示。（1）加热时，某一时刻在水中的温度计示数如图12所示，则此时水的温度是________℃。（2）实验数据记录如下表：液体名称液体质量m/g液体初温t1/℃液体末温t2/℃加热时间t/min水200203012煤油20020306分析以上实验数据可得：相同质量的不同种物质，升高相同的温度，吸收的热量________（选填“相同”或“不同”），________的吸热本领更强（选填“水”或“煤油”）。（3）根据以上表格的数据计算，当加热时间为12min时，这些水吸收的热量是________J。[水的比热容为4.2×103J/（kg·℃）]。要点十热机1.汽油机（1）汽油机的构造：气缸、活塞、连杆、曲轴、进气门、排气门、火花塞。（2）汽油机的工作过程：吸气、压缩、做功、排气。吸气冲程。进气门打开，排气门关闭，活塞由气缸最上端向下运动，汽油和空气的混合物从进气门被吸入气缸。当活塞运动到最下端时，进气门关闭。压缩冲程。进气门和排气门都关闭，活塞由气缸的最下端向上运动，燃料混合物被压缩，气缸内温度升高，气压增大。做功冲程。在压缩冲程结束后，火花塞产生电火花，点燃燃料混合物。燃料混合物剧烈燃烧，产生高温、高压燃气，推动活塞向下运动，并通过连杆驱使曲轴转动。排气冲程。进气门关闭，排气门打开，活塞从气缸最下端向上运动，把废弃排出气缸，为下一个循环做好准备。2．柴油机（1）柴油机的构造：气缸、活塞、连杆、曲轴、进气门、排气门、喷油嘴。（2）柴油机的工作过程：吸气、压缩、做功、排气。吸气冲程。进气门打开，排气门关闭，活塞由气缸最上端向下运动，空气从进气门被吸入气缸。当活塞运动到最下端时，进气门关闭。压缩冲程。进气门和排气门都关闭，活塞由气缸的最下端向上运动，燃料混合物被压缩，气缸内温度升高，其温度超过柴油的燃点。做功冲程。在压缩冲程结束后，由喷油嘴向气缸内喷射雾状的柴油，这些柴油在气缸内高温的空气中剧烈燃烧，产生高温、高压燃气，推动活塞向下运动，并通过连杆驱使曲轴转动。排气冲程。进气门关闭，排气门打开，活塞从气缸最下端向上运动，把废弃排出气缸，为下一个循环做好准备。【要点诠释】（1）汽油机和柴油机的工作原理：汽油或柴油在气缸里燃烧时生成高温高压的燃气，用来推动活塞做功。活塞通过连杆使内燃机的飞轮转动，从而带动其他机械转动。（2）活塞在气缸内往复运动，从气缸的一端运动到另一端的过程，叫做一个冲程。（3）在一个工作循环中，汽缸内的活塞往复两次，曲轴转动两周。（4）四个冲程中只有做功冲程燃气对外做功，其他三个冲程都是靠飞轮惯性完成的。（5）一个工作循环有两次能量转化，在压缩过程中，机械能转化为内能，在做功过程中，内能转化为机械能。【例】柴油机工作一个循环需四个冲程，其中由机械能转化为内能的是（）。A．吸气冲程B．压缩冲程C．做功冲程D．排气冲程【变式1】柴油机和汽油机在构造上的主要区别是：柴油机气缸顶部有，汽油机气缸顶部有，在吸气冲程中的不同是：汽油机吸入气缸里的是，柴油机吸入气缸里的是。【变式2】如图，表示做功冲程的示意图是()。【变式3】关于四冲程汽油机和柴油机的工作过程有以下几种说法：①在吸气冲程中，都会吸入空气；②在做功冲程中，是机械能转化为内能；③只有做功冲程是燃气对外做功；④汽油机和柴油机的点火方式相同；以上说法中正确的是（）。A．只有①②③ B．只有①③ C．只有②④ D．只有②③④要点十一热值及其相关计算热值（q）：1kg某种燃料完全燃烧放出的热量，叫热值；热值单位是：J/kg。（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是指燃料的质量，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等于热值的数值；某种燃料是指热值与燃料的种类有关；完全燃烧意思是燃料要完全烧尽，否则1kg燃料燃烧过程中，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。【要点诠释】（1）燃料燃烧放出的热量与哪些因素有关：①燃料的种类；②燃料的质量；③燃料是否充分燃烧。（2）燃料完全燃烧放出热量的计算公式：，其中m为燃料的质量，q为燃料的热值。【例】质量是500g的铁壶内装有2kg15℃的水，把这壶水加热到100℃，共需要吸收多少焦耳的热量？如果这些热量全部由木炭的燃烧来提供，需要完全燃烧多少kg的木炭？（，木炭的燃烧值）【变式1】用煤气灶把2kg、初温为20℃的水加热到70℃，消耗了20g煤气。已知水的比热容是4.2×103J/（kg·℃），煤气的热值为4.0×107J/kg，则水吸收的热量为______J，煤气灶烧水的效率为______。【变式2】若一辆小汽车一年行驶一万公里，消耗1t汽油，这次汽油完全燃烧放出________J的热量；某次行驶过程中，该汽车汽油机曲轴的转速为3600r/min，在1s内汽油机对外做功________次(q汽=4.6×107J/kg)。【变式3】某同学家使用燃气热水器，平均每天需将100kg的水从18℃加热到58℃，若天然气完全燃烧放出热量的70%被水吸收，则热水器平均每天消耗天然气________m³。[c水=4.2×103J/（kg·℃），q天然气=4.0×107J/m³]。要点十二热机效率及其计算1.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，叫热机的效率。热机的效率是热机性能的一个重要指标。公式：。2.在热机的各种损失中，废气带走的能量最多，设法利用废气的能量，是提高燃料利用率的重要措施。注意：热机能量的损失：①燃料未完全燃烧（完全燃烧条件：充足空气，研磨成细颗