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中考总复习物理（河南）第5章 内能 内能的利用课件
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这是一份中考总复习物理（河南）第5章 内能 内能的利用课件，共60页。PPT课件主要包含了目录河南·中考，分子动理论，考法1，无规则运动，分子的无规则运动，不停地运动，小粒子与大宇宙，考法2，分子原子，考法3等内容，欢迎下载使用。
考法1 分子动理论(10年8考)考法2 小粒子与大宇宙(10年3考)考法3 改变物体内能的两种方式(10年4考)考法4 比热容的理解及应用(10年4考)考法5 热机及能量的转化(10年5考)考法6 探究不同物质的吸热能力(10年1考)考法7 热量、热效率的计算(必考)
考点 1 分子热运动考点 2 内能考点 3 比热容考点 4 热机考点 5 热机的效率 考点 6 能量的转化和守恒
实验 探究不同物质的吸热能力
1.[2020河南,20(1)]收割机在收割小麦的过程中,空气中弥漫着成熟的麦香味,这是由于分子在不停地做 . 2.[2019河南,2]洛阳牡丹甲天下.图中花儿盛开时清香扑鼻,这是由于花香分子在做 . 3.[2011河南,2]空气中弥漫着荷花的清香,这是分子的 现象.
热运动(或无规则运动)
4.[2013河南,3]生活中的“粘”字常与一些物理现象有关,如:表面平滑的铅块紧压后会粘在一起,这是因为分子间存在 . 5.[2015河南,5]信阳“毛尖”深受人们喜爱.用高温开水能很快泡出茶香、茶色,这是因为温度越高, 越剧烈. 6.[2012河南,5]北极和南极是冰雪的世界,尽管温度很低,北极熊仍然能闻到海豹的气味,说明在北极,空气分子仍然在 .
7.[2018河南,1]物理学拓展了人类对微观世界和宏观宇宙的认识.研究发现,常见的物质是由大量的 构成的.在天文观测中,人们通常用光年表示 单位. 8.[2020河南,9]随着科学技术的进步,我国在航天领域取得了举世瞩目的成就,对宇宙的探索在不断深入.以下所述的航天器或星体中距离地球最远的是 ( )A.执行导航任务的北斗系列卫星B.月球上行走的“玉兔”月球车C.在轨运行的“天宫二号”空间站D.“天眼FAST”探测到的太阳系外的脉冲星
9.[2014河南,11]哈勃望远镜使我们感受到宇宙的浩瀚,电子显微镜使我们认识到微观世界的深邃.关于宇宙和粒子,下列说法错误的是 ( ) A.天体之间和分子之间都存在着相互作用力B.电子绕原子核运动与地球绕太阳运动相似C.人类对宇宙和微观世界的探索将不断深入D.用光年表示宇宙时间,用纳米量度分子大小
改变物体内能的两种方式
10.[2019河南,3]2019年5月17日,我国用火箭将第45颗北斗导航卫星成功发射.火箭在穿越大气层时剧烈升温,通过 的方式增大了它的内能;卫星升入太空后利用 (选填“超声波”或“电磁波”)传递信息. 11.[2017河南,4]烩面是河南的特色名吃.如图所示,厨师将面坯拉成长长的面条,表明力可以使物体发生 ;在锅里煮面时,通过 的方式改变了面条的内能;面出锅时香飘四溢,这是由于分子的 产生的.
12.[2016河南,4]将一瓶质量为0.5 kg、温度为25 ℃的纯净水放入冰箱,一段时间后纯净水的温度降低到5 ℃,则这瓶纯净水的内能减少了 J,这是通过 的方式改变了水的内能.水的比热容c=4.2×103 J/(kg·℃). 13.[2018河南,20(1)]在实践活动中,小刚所在的兴趣小组对电热水壶进行了研究.壶底的加热盘烧水时是通过 的方式改变了水的内能.
14.[2014河南,12]用相同的加热装置给质量相等的甲、乙两种液体同时加热,两种液体的温度随时间的变化如下表所示.根据数据比较两种液体的比热容 （ ）
A.c甲>c乙 B.c甲=c乙 C.c甲
A.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 ℃吸收的热量是4.2×103 JD.质量相等的水和煤油,吸收相等热量,煤油的温度升高得较多
16.[2020河南,20(1)]收割机的四冲程柴油发动机工作时,将内能转化为机械能的是 冲程. 17.[2011河南,3]在我省高速公路上安装有太阳能视频监控系统,如图所示.晴天,电池板将太阳能转化为电能,并向蓄电池充电,将电能转化为 能储存起来.
18.[2016河南,6]物理知识是对自然现象的概括和总结,又广泛应用于生活和技术当中.请联系表中的相关内容填写表中空格.19.[2012河南,13]在四冲程汽油机的工作过程中,机械能转化为内能的冲程是 ( )A.吸气冲程 B.压缩冲程C.做功冲程 D.排气冲程
20.[2020山东枣庄]关于热机的效率,下列说法正确的是( )A.在做功同样多的情况下,热机的效率越高消耗的燃料越多 B.一般情况下柴油机的效率比汽油机的高 C.热机的效率越高说明做功越快 D.热机损失的能量中,废气带走的能量较少,主要是由于 机械摩擦损失的
21.[2020海南]如图所示,用酒精灯加热试管里的水,产生的水蒸气将试管塞冲向空中.在这个过程中,能量转化的顺序为( )A.内能—机械能—化学能B.化学能—内能—机械能C.机械能—内能—化学能D.内能—化学能—机械能
探究不同物质的吸热能力
22.[2015河南,18]为比较两种液体的吸热能力,小军用图甲中两个相同的装置做实验,实验器材还有天平和钟表.收集的实验数据记录如下表.
(1)某时刻温度计的示数如图乙所示,此温度值是 ℃. (2)实验中,用 间接反映液体吸收热量的多少. (3)通过分析表中数据可知, (选填“液体1”或“液体2”)的吸热能力较强.物理上用 这个物理量来描述物质的吸热能力.
23.[2019洛阳一模]如图甲是“比较不同物质的吸热情况”的实验装置,两个相同的烧杯中分别装有质量和初温都相同的水和食用油.
(1)选用两个相同规格的电加热器加热,目的是使水和食用油在相等时间内 . (2)实验过程中温度计的玻璃泡不要碰到烧杯和 .
(3)图乙中能合理反映该实验结果的图像是 (填序号). (4)通过实验可以得到,不同的物质吸热能力不同,物质的这种特性用 这个物理量来描述.
24.[2019河南,5]在家用电器调查活动中,小亮让电热水器单独工作2 min,家中的电能表测得该电热水器在这段时间内消耗的电能为2.52×105 J.若不计能量损失,这段时间内电热水器中50 L的水可升温 ℃.[已知ρ水=1.0×103 kg/m3 ,c水= 4.2×103 J/(kg·℃)] 25.[2017河南,5]用一电热饮水机给2 kg的水加热,当水温升高50 ℃时,水吸收的热量为 J.[c水=4.2×103 J/(kg·℃)]
类型1 利用比热容公式计算
26.[2020河南,21(3)]在家电博览会上,小亮家买了一款标有“220 V 3 000 W”的电热水器.已知该电热水器的加热效率为90%,求它正常工作时把30 L水从20 ℃加热到47 ℃需要的时间.ρ水=1.0×103 kg/m3,c水=4.2×103 J/(kg·℃).
解:水的质量m=ρ水V=1.0×103 kg/m3×30×10-3 m3=30 kg水吸收的热量Q吸=c水m(t1-t0)=4.2×103 J/(kg·℃)×30 kg×(47 ℃-20℃)=3.402×106 J电热水器消耗的电能W= 3.78×106 J需要的时间t= 1 260 s=21 min
27.[2018河南,20(3)]在实践活动中,小刚所在的兴趣小组对电热水壶进行了研究与计算,电热水壶的铭牌如表所示.为了测量电热水壶的加热效率,小刚在壶中加入额定容量的初温为15 ℃的水,在额定电压下将其加热到沸腾,用时7 min,已知烧水时气压为1个标准大气压,ρ水=1.0×103 kg/m3,c水=4.2×103 J/(kg·℃),则该电热水壶的加热效率为多少?
解:水的质量m=ρ水V=1.0×103 kg/m3×2.0×10-3 m3=2 kg水吸收的热量Q吸=c水mΔt=4.2×103 J/(kg·℃)×2 kg×(100-15) ℃=7.14×105 J消耗的电能W电=Pt=2 000 W×7×60 s=8.4×105 J加热效率η= 85%
28.[2011河南,22(2)]节约能源应从点滴做起.不少家庭习惯用遥控器关电视而不断开电源,这一方式虽然便捷,但电视在待机状态下仍要消耗电能.洋洋家的彩色电视机的待机功率大约是5 W,若他家平均每天看4 h电视,看完后电视总处于待机状态.试问:如果将一个月(按30天算)浪费的电能全部用来烧水,可以将多少质量的水从15 ℃加热到40 ℃?若洋洋洗一次澡需要40 ℃的水20 kg,则这些烧热的水可供他洗澡多少次?[水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)]
解:由题意可得:Q=W=Pt=5 W×20×3 600 s×30=1.08×107 J由Q=cm(t-t0)可得水的质量为:m= 103 kg可供洋洋洗澡的次数为:n= ≈5
类型2 利用热值公式计算
29.[2016河南,21(3)]某款新型电动汽车的性能参数如下表所示,同类型号的燃油汽车在同等条件下百公里消耗汽油为10 L,请通过计算比较两种汽车的百公里能耗,并说明能耗不同的主要原因.汽油的密度ρ=0.7×103 kg/m3,热值q=4.6×107 J/kg.
解:电动汽车百公里能耗为W=15 kW·h=15×3.6×106 J=5.4×107 J燃油汽车百公里能耗为Q放=mq=ρVq=0.7×103 kg/m3×10×10-3 m3×4.6×107 J/kg=3.22×108 J电动汽车的百公里能耗小于燃油汽车的百公里能耗,主要原因是电动机工作时能量的损耗较小,而热机的废气等带走了大量的能量,故电动汽车的效率高于燃油汽车的效率.
30.[2015河南,21]质量为3 t的小型载重汽车,额定功率为100 kW,车上装有6 t的砂石.汽车先以10 m/s的速度在平直公路上以20 kW的功率匀速行驶10 min,消耗汽油1.2 kg,然后又以额定功率用了2 min 的时间,将砂石从山坡底运送到50 m高的坡顶施工现场.g取10 N/kg.试问:(1)1.2 kg的汽油完全燃烧放出的热量为多少?(已知汽油的热值为4.5×107 J/kg)(2)汽车在平直公路上匀速行驶时,受到的阻力为多少?(3)汽车从坡底向坡顶运送砂石的机械效率是多少?
解:(1)汽油放出的热量Q=m油q=1.2 kg×4.5×107 J/kg=5.4×107 J(2)汽车匀速行驶时牵引力做的功W=Pt1=20×103 W×600 s=1.2×107 J路程s=vt1=10 m/s×600 s=6×103 m由功的计算公式,可得牵引力F= =2×103 N由于汽车做匀速直线运动,则受到的阻力f=F=2×103 N(3)有用功W有=mgh=6×103 kg×10 N/kg×50 m=3×106 J总功W总=P额t2=1×105 W×2×60 s=1.2×107 J则机械效率η= =25%
31.[2013河南,21(3)]在城乡建设中,推土机发挥着巨大作用.如图所示为某型号履带式推土机.若推土机发动机的效率为40%,工作一段时间消耗柴油50 L,求此过程中推土机做的功.已知柴油的密度为0.8×103 kg/m3,热值为4.0×107 J/kg.
解:消耗的柴油质量m=ρV=0.8×103 kg/m3×50×10-3 m3=40 kg柴油完全燃烧放出的热量Q=mq=40 kg×4.0×107 J/kg=1.6×109 J推土机做的功W=Qη=1.6×109 J×40%=6.4×108 J
32.[2014河南,21(3)]南阳市南召县回龙抽水蓄能电站是我省第一座抽水蓄能电站.该蓄能电站的发电总功率为110 MW,每天可发电5小时,如果一天的发电量由热电转换效率为30%的热电厂来提供,则需要消耗多少煤?(煤的热值q=3.0×107 J/kg)
解:W=Pt=1.1×108 W×5×3 600 s=1.98×1012 J Q= =6.6×1012 J m= =2.2×105 kg
33.[2012河南,21(3)]利用太阳能电池在太阳光照射下发电叫光伏发电.安阳市启动了“光伏工程”示范项目,在某中学的教学楼顶安装了总功率为20 kW的光伏发电系统,一天的有效光照时间按8 h计算,则该光伏发电系统一天的发电量,如果由热电转换效率为30%的热电厂来完成,则需要燃烧多少千克煤?(煤的热值q煤=3.0×107 J/kg)
解:W=Pt=20 kW×8 h=160 kW·h160 kW·h=160×3.6×106 J=5.76×108 JQ= =1.92×109 Jm= =64 kg
1.分子动理论(1)常见的物质是由大量的① 、原子构成的; (2)一切物质的分子都在永不停息地做② ; (3)分子间有相互作用的③ 和④ .如被压在一起的铅柱很难被分开是因为分子间存在⑤ ;固体和液体很难被压缩是因为分子间存在⑥ .
2.扩散现象(1)定义:不同的物质在互相接触时⑦ 的现象. (2)扩散现象表明:a.分子之间有⑧ ; b.分子在不停地做⑨ . (3)影响因素:温度.温度(10) ,扩散现象越明显. (4)举例:花香四溢、加糖的水变甜、长期堆放煤的墙角变黑等.
下列现象中,属于扩散现象的是 (11)( )A.满天飞沙 B.衣橱内充满樟脑丸的气味C.粉笔灰四处飞扬 D.河水变浑浊
3.分子间相互作用力(1)分子间的引力和斥力同时存在、同时消失.(2)表现
1.内能(1)定义:构成物体的所有分子,其热运动的动能与分子势能的总和,叫物体的内能.(2)理解:由于一切物体的分子都在不停地做无规则运动,因此在任何情况下,一切物体都具有(14) . (3)单位:内能的单位是(15) ,简称焦,符号是(16) . (4)影响因素:温度、质量、状态等.
请判断下列说法是否正确,若错误,请举出反例.1.同一物体,温度升高时,内能一定增大. (17)( )反例:(18) . 2.同一物体,内能增大时,温度一定升高. (19)( )反例:(20) .
晶体在熔化过程中,内能增大,但温度不变
3.热量(1)定义:在热传递过程中,传递内能的多少叫热量.(2)与内能的关系:在热传递过程中,热量是内能改变的量度.对某个物体来说,若外界不对物体做功且物体不对外做功,当它吸收热量时,物体的内能会(30) .
根据所学知识,判断下列说法是否正确.(1)物体的温度越低,分子热运动越剧烈. (31)( )(2)物体的温度越高,含有的热量越多. (32)( )(3)温度高的物体内能一定大. (33)( )(4)物体吸收热量,温度不一定升高. (34)( )(5)物体温度降低,一定放出了热量. (35)( )
(6)水沸腾时温度保持不变,水和水蒸气的总内能增加.(36)( )(7)物体的温度为0 ℃时,其内能为零. (37)( )(8)内能可自动地从高温物体转移到低温物体. (38)( )(9)双手互搓,手的内能不会增加. (39)( )(10)热量不能从内能少的物体传到内能多的物体.(40)( )
1.物理意义:表示物体吸热或放热本领的物理量.2.定义:一定质量的某种物质,在温度升高(或降低)时吸收(或放出)的热量与它的质量和升高(或降低)的温度的乘积之比.3.单位:焦每千克摄氏度,符号是(41) . 4.吸收或放出热量的相关计算公式:Q=cmΔt.注:吸热时Δt=t末-t初,放热时Δt=t初-t末.变形公式:计算质量m=(42) ,计算比热容c=(43) ,计算温度变化量Δt=(44) .
有关比热容的理解a.比热容是物质的一种特性,其大小与物质的(45) 、(46) 有关,与质量、体积、温度、密度、吸放热、形状等因素无关. b.质量相同的不同物质,当吸收(放出)的热量相同时,比热容较大的物质,温度变化量(47) . c.质量相同的不同物质,当温度的变化量相同时,比热容较大的物质,吸收(放出)的热量(48) .
5.水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃) ,物理意义是:1 kg的水温度升高(降低)(49） ℃吸收(放出)的热量为（50） J. 6.水可以调节气候、缓解城市的热岛效应,用水作汽车的冷却剂和取暖物质等,都是运用了水的(51) 的特性.
1.热机(1)定义:利用内能做功的机械叫热机.(2)分类:蒸汽机、汽轮机、喷气式发动机、内燃机等.(3)能量转化:燃料的化学能先转化为内能,内能再转化为机械能.
2.内燃机(1)分类:汽油机和柴油机(依据燃料不同).(2)汽油机的工作过程:
1.燃料的热值(1)定义:某种燃料(60) 放出的热量与其质量之比,叫这种燃料的热值,用符号(61) 表示,数值上等于1 kg某种燃料(62) 燃烧放出的热量. (2)单位:焦每千克,符号是(63) . 注:对某些气体燃料,热值在数值上等于在标准状态下1 m3燃料完全燃烧放出的热量,单位是焦每立方米,符号是J/m3.(3)特性:热值是燃料本身的一种特性,只与燃料的(64) 有关,与燃料的形态、质量、体积等因素无关. (4)燃料完全燃烧放出热量的计算公式:Q=mq或Q=Vq(q为热值).
2.热机的效率(1)定义:热机工作时,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.(2)公式:η= .(3)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以减小摩擦.
1.能量的转化和转移(1)能量的转化:能量由一种形式(65) 为另一种形式. 实例:摩擦生热(机械能转化为内能)、水轮机带动发电机发电(机械能转化为电能).(2)能量的转移:能量不经过变化,直接由一个物体(66) 到另一个物体. 实例:碰撞(动能从一个物体转移到另一个物体)、烤火取暖(内能从一个物体转移到另一个物体).
2.能量守恒定律:能量既不会凭空消灭,也不会凭空(67) ,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其他物体,而在转化和转移的过程中,能量的总量(68) .
【一题通关】1.将一块干净的玻璃板吊在弹簧测力计下面,记下弹簧测力计的示数F,然后使玻璃板的下表面水平接触水面,如图所示.请回答下列问题:(1)稍稍用力向上拉玻璃板,则弹簧测力计的示数 ,当玻璃板即将离开水面时,弹簧测力计的示数 (选填“大于”“小于”或“等于”)F,这表明玻璃板的分子和水分子间存在 力.
【命题总结】(1)分子间作用力(2)力的示意图
(2)玻璃板掉在地上摔成两块后,将这两块玻璃合在一起不能还原成一整块,这是因为 . (3)请在图中作出玻璃板即将离开水面时的受力示意图.
分子间的距离太大,作用力太小
【命题总结】(1)改变内能的方式(2)能量的转化及热机(3)物态变化
【一题通关】2.如图所示,在试管内装些水,用橡胶塞塞住管口,将水加热一段时间后,观察到塞子从试管口跳出.(1)用酒精灯加热水是通过 的方式改变水的内能的. (2)在加热的过程中,水的内能 ,试管内的压强 .
(3)当橡胶塞从试管口跳出时,水蒸气的 能转化为橡胶塞的 能,四冲程内燃机 冲程的能量转化过程与此过程相同. (4)橡胶塞从试管口跳出时,试管口出现的“白气”是 (填物态变化名称)形成的.
P9图13.2-5甲P35图13-3P12图10-20
人教九年级沪科九年级北师九年级
【命题总结】(1)能量的转化(2)内能及改变内能的方式(3)分子动理论(4)热机
【一题通关】3.如图所示,在一个配有活塞的厚玻璃筒内放一小团硝化棉,迅速下压活塞,硝化棉被引燃.(1)迅速向下压活塞时,活塞对筒内空气 ,空气的内能 ,温度 ,达到硝化棉的着火点,硝化棉被引燃.硝化棉在燃烧过程中将化学能转化为 能.
(2)下压活塞过程中的能量转化情况与内燃机的 冲程相同;实验开始时,若迅速向上抽活塞,硝化棉 (选填“能”或“不能”)被引燃. (3)玻璃筒内的气体比较容易被压缩,是因为气体分子间的距离较 ;若活塞压缩空气过程中(硝化棉被引燃前),对空气做了5 J的功,那么空气增加的内能将 (选填“大于”“小于”或“等于”)5 J. (4)请你再举一个生活中利用这种方式改变物体内能的例子: .
【命题总结】(1)内能及改变内能的方式(2)物态变化(3)能量的转化(4)热机
【一题通关】4.如图所示,烧瓶内装有少量的水,用打气筒向瓶内打气.请回答下列问题:(1)向瓶内打气时,瓶内气体的内能 ,气压 ,这是通过_______的方式改变瓶内气体的内能的.
(2)当瓶塞跳出时,瓶内出现了白雾,这是因为瓶内空气推动瓶塞做功时,自身的内能 ,温度 ,水蒸气 (填物态变化名称)成了小水滴;白雾的形成过程需要 (选填“吸热”或“放热”). (3)瓶塞跳出过程中,气体的 能转化为瓶塞的 能. (4)瓶塞跳出时的能量转化形式与热机的 冲程的能量转化形式相同.
考法总结有关该实验,有如下命题点:1.【实验器材】两个相同的烧杯、两个相同的酒精灯(或电加热器)、质量相同的水和食用油、两支温度计、两个搅拌器(或玻璃棒)、两个铁架台、停表等.2.【实验装置】如图所示.
3.【设计与进行实验】(1)组装实验器材时,应先下后上,即先调节石棉网的高度.(2)采用相同的烧杯和酒精灯的目的:保证相同时间内,水和食用油吸收的热量相同.(3)描述物质吸热能力的物理量是比热容.
(4)转换法与控制变量法的应用.①通过加热时间的长短来反映物质吸收热量的多少;②相同质量的水和食用油,在相同加热条件下被加热相同的时间,通过比较水和食用油的温度的变化量来比较它们的吸热能力,温度变化大的物质吸热能力弱;③相同质量的水和食用油,在相同加热条件下升高相同的温度,通过比较水和食用油被加热时间的长短来比较它们的吸热能力,被加热时间短的物质吸热能力弱.
4.【交流与反思】(1)本实验中水和食用油的初温不必相同,因为该实验比较的是水和食用油的温度的变化量,所以只需记录它们的初温和末温即可.(2)比热容的应用:应选用比热容较大的物质作冷却剂.(3)实验方案的改进.①用如图所示的装置进行实验的优点:使用同一热源加热可以确保相同时间内两种物质吸收的热量相同.②用电加热器替代酒精灯加热的优点:使用酒精灯加热时,火焰的大小和火焰的加热位置不好控制,采用相同规格的电加热器加热可以确保相同时间内两种物质吸收的热量相同.
一题通关例 如图甲所示是“探究不同物质吸热的情况”实验.在实验过程中,每隔2 min记录一次温度,记录数据如表所示.
甲 乙 丙
【基础设问】(1)在两烧杯中分别装入初温相同且 相等的水和煤油. (2)用相同的酒精灯加热的目的是 . (3)在组装器材时应先调节 (选填“A”或“B”)的高度,调节它的高度是为了 . (4)加热时用玻璃棒不断搅拌的目的是 .(5)加热6 min时,煤油的温度如图乙所示,其示数为 ℃. (6)要完成该实验,除图甲所示器材外,还需要的一个测量工具是 .
保证相同时间内水和煤油吸收的热量相同
确保实验过程中用酒精灯的外焰加热
考法1 分子动理论(10年8考)考法2 小粒子与大宇宙(10年3考)考法3 改变物体内能的两种方式(10年4考)考法4 比热容的理解及应用(10年4考)考法5 热机及能量的转化(10年5考)考法6 探究不同物质的吸热能力(10年1考)考法7 热量、热效率的计算(必考)
考点 1 分子热运动考点 2 内能考点 3 比热容考点 4 热机考点 5 热机的效率 考点 6 能量的转化和守恒
实验 探究不同物质的吸热能力
1.[2020河南,20(1)]收割机在收割小麦的过程中,空气中弥漫着成熟的麦香味,这是由于分子在不停地做 . 2.[2019河南,2]洛阳牡丹甲天下.图中花儿盛开时清香扑鼻,这是由于花香分子在做 . 3.[2011河南,2]空气中弥漫着荷花的清香,这是分子的 现象.
热运动(或无规则运动)
4.[2013河南,3]生活中的“粘”字常与一些物理现象有关,如:表面平滑的铅块紧压后会粘在一起,这是因为分子间存在 . 5.[2015河南,5]信阳“毛尖”深受人们喜爱.用高温开水能很快泡出茶香、茶色,这是因为温度越高, 越剧烈. 6.[2012河南,5]北极和南极是冰雪的世界,尽管温度很低,北极熊仍然能闻到海豹的气味,说明在北极,空气分子仍然在 .
7.[2018河南,1]物理学拓展了人类对微观世界和宏观宇宙的认识.研究发现,常见的物质是由大量的 构成的.在天文观测中,人们通常用光年表示 单位. 8.[2020河南,9]随着科学技术的进步,我国在航天领域取得了举世瞩目的成就,对宇宙的探索在不断深入.以下所述的航天器或星体中距离地球最远的是 ( )A.执行导航任务的北斗系列卫星B.月球上行走的“玉兔”月球车C.在轨运行的“天宫二号”空间站D.“天眼FAST”探测到的太阳系外的脉冲星
9.[2014河南,11]哈勃望远镜使我们感受到宇宙的浩瀚,电子显微镜使我们认识到微观世界的深邃.关于宇宙和粒子,下列说法错误的是 ( ) A.天体之间和分子之间都存在着相互作用力B.电子绕原子核运动与地球绕太阳运动相似C.人类对宇宙和微观世界的探索将不断深入D.用光年表示宇宙时间,用纳米量度分子大小
改变物体内能的两种方式
10.[2019河南,3]2019年5月17日,我国用火箭将第45颗北斗导航卫星成功发射.火箭在穿越大气层时剧烈升温,通过 的方式增大了它的内能;卫星升入太空后利用 (选填“超声波”或“电磁波”)传递信息. 11.[2017河南,4]烩面是河南的特色名吃.如图所示,厨师将面坯拉成长长的面条,表明力可以使物体发生 ;在锅里煮面时,通过 的方式改变了面条的内能;面出锅时香飘四溢,这是由于分子的 产生的.
12.[2016河南,4]将一瓶质量为0.5 kg、温度为25 ℃的纯净水放入冰箱,一段时间后纯净水的温度降低到5 ℃,则这瓶纯净水的内能减少了 J,这是通过 的方式改变了水的内能.水的比热容c=4.2×103 J/(kg·℃). 13.[2018河南,20(1)]在实践活动中,小刚所在的兴趣小组对电热水壶进行了研究.壶底的加热盘烧水时是通过 的方式改变了水的内能.
14.[2014河南,12]用相同的加热装置给质量相等的甲、乙两种液体同时加热,两种液体的温度随时间的变化如下表所示.根据数据比较两种液体的比热容 （ ）
A.c甲>c乙 B.c甲=c乙 C.c甲
A.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 ℃吸收的热量是4.2×103 JD.质量相等的水和煤油,吸收相等热量,煤油的温度升高得较多
16.[2020河南,20(1)]收割机的四冲程柴油发动机工作时,将内能转化为机械能的是 冲程. 17.[2011河南,3]在我省高速公路上安装有太阳能视频监控系统,如图所示.晴天,电池板将太阳能转化为电能,并向蓄电池充电,将电能转化为 能储存起来.
18.[2016河南,6]物理知识是对自然现象的概括和总结,又广泛应用于生活和技术当中.请联系表中的相关内容填写表中空格.19.[2012河南,13]在四冲程汽油机的工作过程中,机械能转化为内能的冲程是 ( )A.吸气冲程 B.压缩冲程C.做功冲程 D.排气冲程
20.[2020山东枣庄]关于热机的效率,下列说法正确的是( )A.在做功同样多的情况下,热机的效率越高消耗的燃料越多 B.一般情况下柴油机的效率比汽油机的高 C.热机的效率越高说明做功越快 D.热机损失的能量中,废气带走的能量较少,主要是由于 机械摩擦损失的
21.[2020海南]如图所示,用酒精灯加热试管里的水,产生的水蒸气将试管塞冲向空中.在这个过程中,能量转化的顺序为( )A.内能—机械能—化学能B.化学能—内能—机械能C.机械能—内能—化学能D.内能—化学能—机械能
探究不同物质的吸热能力
22.[2015河南,18]为比较两种液体的吸热能力,小军用图甲中两个相同的装置做实验,实验器材还有天平和钟表.收集的实验数据记录如下表.
(1)某时刻温度计的示数如图乙所示,此温度值是 ℃. (2)实验中,用 间接反映液体吸收热量的多少. (3)通过分析表中数据可知, (选填“液体1”或“液体2”)的吸热能力较强.物理上用 这个物理量来描述物质的吸热能力.
23.[2019洛阳一模]如图甲是“比较不同物质的吸热情况”的实验装置,两个相同的烧杯中分别装有质量和初温都相同的水和食用油.
(1)选用两个相同规格的电加热器加热,目的是使水和食用油在相等时间内 . (2)实验过程中温度计的玻璃泡不要碰到烧杯和 .
(3)图乙中能合理反映该实验结果的图像是 (填序号). (4)通过实验可以得到,不同的物质吸热能力不同,物质的这种特性用 这个物理量来描述.
24.[2019河南,5]在家用电器调查活动中,小亮让电热水器单独工作2 min,家中的电能表测得该电热水器在这段时间内消耗的电能为2.52×105 J.若不计能量损失,这段时间内电热水器中50 L的水可升温 ℃.[已知ρ水=1.0×103 kg/m3 ,c水= 4.2×103 J/(kg·℃)] 25.[2017河南,5]用一电热饮水机给2 kg的水加热,当水温升高50 ℃时,水吸收的热量为 J.[c水=4.2×103 J/(kg·℃)]
类型1 利用比热容公式计算
26.[2020河南,21(3)]在家电博览会上,小亮家买了一款标有“220 V 3 000 W”的电热水器.已知该电热水器的加热效率为90%,求它正常工作时把30 L水从20 ℃加热到47 ℃需要的时间.ρ水=1.0×103 kg/m3,c水=4.2×103 J/(kg·℃).
解:水的质量m=ρ水V=1.0×103 kg/m3×30×10-3 m3=30 kg水吸收的热量Q吸=c水m(t1-t0)=4.2×103 J/(kg·℃)×30 kg×(47 ℃-20℃)=3.402×106 J电热水器消耗的电能W= 3.78×106 J需要的时间t= 1 260 s=21 min
27.[2018河南,20(3)]在实践活动中,小刚所在的兴趣小组对电热水壶进行了研究与计算,电热水壶的铭牌如表所示.为了测量电热水壶的加热效率,小刚在壶中加入额定容量的初温为15 ℃的水,在额定电压下将其加热到沸腾,用时7 min,已知烧水时气压为1个标准大气压,ρ水=1.0×103 kg/m3,c水=4.2×103 J/(kg·℃),则该电热水壶的加热效率为多少?
解:水的质量m=ρ水V=1.0×103 kg/m3×2.0×10-3 m3=2 kg水吸收的热量Q吸=c水mΔt=4.2×103 J/(kg·℃)×2 kg×(100-15) ℃=7.14×105 J消耗的电能W电=Pt=2 000 W×7×60 s=8.4×105 J加热效率η= 85%
28.[2011河南,22(2)]节约能源应从点滴做起.不少家庭习惯用遥控器关电视而不断开电源,这一方式虽然便捷,但电视在待机状态下仍要消耗电能.洋洋家的彩色电视机的待机功率大约是5 W,若他家平均每天看4 h电视,看完后电视总处于待机状态.试问:如果将一个月(按30天算)浪费的电能全部用来烧水,可以将多少质量的水从15 ℃加热到40 ℃?若洋洋洗一次澡需要40 ℃的水20 kg,则这些烧热的水可供他洗澡多少次?[水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)]
解:由题意可得:Q=W=Pt=5 W×20×3 600 s×30=1.08×107 J由Q=cm(t-t0)可得水的质量为:m= 103 kg可供洋洋洗澡的次数为:n= ≈5
类型2 利用热值公式计算
29.[2016河南,21(3)]某款新型电动汽车的性能参数如下表所示,同类型号的燃油汽车在同等条件下百公里消耗汽油为10 L,请通过计算比较两种汽车的百公里能耗,并说明能耗不同的主要原因.汽油的密度ρ=0.7×103 kg/m3,热值q=4.6×107 J/kg.
解:电动汽车百公里能耗为W=15 kW·h=15×3.6×106 J=5.4×107 J燃油汽车百公里能耗为Q放=mq=ρVq=0.7×103 kg/m3×10×10-3 m3×4.6×107 J/kg=3.22×108 J电动汽车的百公里能耗小于燃油汽车的百公里能耗,主要原因是电动机工作时能量的损耗较小,而热机的废气等带走了大量的能量,故电动汽车的效率高于燃油汽车的效率.
30.[2015河南,21]质量为3 t的小型载重汽车,额定功率为100 kW,车上装有6 t的砂石.汽车先以10 m/s的速度在平直公路上以20 kW的功率匀速行驶10 min,消耗汽油1.2 kg,然后又以额定功率用了2 min 的时间,将砂石从山坡底运送到50 m高的坡顶施工现场.g取10 N/kg.试问:(1)1.2 kg的汽油完全燃烧放出的热量为多少?(已知汽油的热值为4.5×107 J/kg)(2)汽车在平直公路上匀速行驶时,受到的阻力为多少?(3)汽车从坡底向坡顶运送砂石的机械效率是多少?
解:(1)汽油放出的热量Q=m油q=1.2 kg×4.5×107 J/kg=5.4×107 J(2)汽车匀速行驶时牵引力做的功W=Pt1=20×103 W×600 s=1.2×107 J路程s=vt1=10 m/s×600 s=6×103 m由功的计算公式,可得牵引力F= =2×103 N由于汽车做匀速直线运动,则受到的阻力f=F=2×103 N(3)有用功W有=mgh=6×103 kg×10 N/kg×50 m=3×106 J总功W总=P额t2=1×105 W×2×60 s=1.2×107 J则机械效率η= =25%
31.[2013河南,21(3)]在城乡建设中,推土机发挥着巨大作用.如图所示为某型号履带式推土机.若推土机发动机的效率为40%,工作一段时间消耗柴油50 L,求此过程中推土机做的功.已知柴油的密度为0.8×103 kg/m3,热值为4.0×107 J/kg.
解:消耗的柴油质量m=ρV=0.8×103 kg/m3×50×10-3 m3=40 kg柴油完全燃烧放出的热量Q=mq=40 kg×4.0×107 J/kg=1.6×109 J推土机做的功W=Qη=1.6×109 J×40%=6.4×108 J
32.[2014河南,21(3)]南阳市南召县回龙抽水蓄能电站是我省第一座抽水蓄能电站.该蓄能电站的发电总功率为110 MW,每天可发电5小时,如果一天的发电量由热电转换效率为30%的热电厂来提供,则需要消耗多少煤?(煤的热值q=3.0×107 J/kg)
解:W=Pt=1.1×108 W×5×3 600 s=1.98×1012 J Q= =6.6×1012 J m= =2.2×105 kg
33.[2012河南,21(3)]利用太阳能电池在太阳光照射下发电叫光伏发电.安阳市启动了“光伏工程”示范项目,在某中学的教学楼顶安装了总功率为20 kW的光伏发电系统,一天的有效光照时间按8 h计算,则该光伏发电系统一天的发电量,如果由热电转换效率为30%的热电厂来完成,则需要燃烧多少千克煤?(煤的热值q煤=3.0×107 J/kg)
解:W=Pt=20 kW×8 h=160 kW·h160 kW·h=160×3.6×106 J=5.76×108 JQ= =1.92×109 Jm= =64 kg
1.分子动理论(1)常见的物质是由大量的① 、原子构成的; (2)一切物质的分子都在永不停息地做② ; (3)分子间有相互作用的③ 和④ .如被压在一起的铅柱很难被分开是因为分子间存在⑤ ;固体和液体很难被压缩是因为分子间存在⑥ .
2.扩散现象(1)定义:不同的物质在互相接触时⑦ 的现象. (2)扩散现象表明:a.分子之间有⑧ ; b.分子在不停地做⑨ . (3)影响因素:温度.温度(10) ,扩散现象越明显. (4)举例:花香四溢、加糖的水变甜、长期堆放煤的墙角变黑等.
下列现象中,属于扩散现象的是 (11)( )A.满天飞沙 B.衣橱内充满樟脑丸的气味C.粉笔灰四处飞扬 D.河水变浑浊
3.分子间相互作用力(1)分子间的引力和斥力同时存在、同时消失.(2)表现
1.内能(1)定义:构成物体的所有分子,其热运动的动能与分子势能的总和,叫物体的内能.(2)理解:由于一切物体的分子都在不停地做无规则运动,因此在任何情况下,一切物体都具有(14) . (3)单位:内能的单位是(15) ,简称焦,符号是(16) . (4)影响因素:温度、质量、状态等.
请判断下列说法是否正确,若错误,请举出反例.1.同一物体,温度升高时,内能一定增大. (17)( )反例:(18) . 2.同一物体,内能增大时,温度一定升高. (19)( )反例:(20) .
晶体在熔化过程中,内能增大,但温度不变
3.热量(1)定义:在热传递过程中,传递内能的多少叫热量.(2)与内能的关系:在热传递过程中,热量是内能改变的量度.对某个物体来说,若外界不对物体做功且物体不对外做功,当它吸收热量时,物体的内能会(30) .
根据所学知识,判断下列说法是否正确.(1)物体的温度越低,分子热运动越剧烈. (31)( )(2)物体的温度越高,含有的热量越多. (32)( )(3)温度高的物体内能一定大. (33)( )(4)物体吸收热量,温度不一定升高. (34)( )(5)物体温度降低,一定放出了热量. (35)( )
(6)水沸腾时温度保持不变,水和水蒸气的总内能增加.(36)( )(7)物体的温度为0 ℃时,其内能为零. (37)( )(8)内能可自动地从高温物体转移到低温物体. (38)( )(9)双手互搓,手的内能不会增加. (39)( )(10)热量不能从内能少的物体传到内能多的物体.(40)( )
1.物理意义:表示物体吸热或放热本领的物理量.2.定义:一定质量的某种物质,在温度升高(或降低)时吸收(或放出)的热量与它的质量和升高(或降低)的温度的乘积之比.3.单位:焦每千克摄氏度,符号是(41) . 4.吸收或放出热量的相关计算公式:Q=cmΔt.注:吸热时Δt=t末-t初,放热时Δt=t初-t末.变形公式:计算质量m=(42) ,计算比热容c=(43) ,计算温度变化量Δt=(44) .
有关比热容的理解a.比热容是物质的一种特性,其大小与物质的(45) 、(46) 有关,与质量、体积、温度、密度、吸放热、形状等因素无关. b.质量相同的不同物质,当吸收(放出)的热量相同时,比热容较大的物质,温度变化量(47) . c.质量相同的不同物质,当温度的变化量相同时,比热容较大的物质,吸收(放出)的热量(48) .
5.水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃) ,物理意义是:1 kg的水温度升高(降低)(49） ℃吸收(放出)的热量为（50） J. 6.水可以调节气候、缓解城市的热岛效应,用水作汽车的冷却剂和取暖物质等,都是运用了水的(51) 的特性.
1.热机(1)定义:利用内能做功的机械叫热机.(2)分类:蒸汽机、汽轮机、喷气式发动机、内燃机等.(3)能量转化:燃料的化学能先转化为内能,内能再转化为机械能.
2.内燃机(1)分类:汽油机和柴油机(依据燃料不同).(2)汽油机的工作过程:
1.燃料的热值(1)定义:某种燃料(60) 放出的热量与其质量之比,叫这种燃料的热值,用符号(61) 表示,数值上等于1 kg某种燃料(62) 燃烧放出的热量. (2)单位:焦每千克,符号是(63) . 注:对某些气体燃料,热值在数值上等于在标准状态下1 m3燃料完全燃烧放出的热量,单位是焦每立方米,符号是J/m3.(3)特性:热值是燃料本身的一种特性,只与燃料的(64) 有关,与燃料的形态、质量、体积等因素无关. (4)燃料完全燃烧放出热量的计算公式:Q=mq或Q=Vq(q为热值).
2.热机的效率(1)定义:热机工作时,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.(2)公式:η= .(3)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以减小摩擦.
1.能量的转化和转移(1)能量的转化:能量由一种形式(65) 为另一种形式. 实例:摩擦生热(机械能转化为内能)、水轮机带动发电机发电(机械能转化为电能).(2)能量的转移:能量不经过变化,直接由一个物体(66) 到另一个物体. 实例:碰撞(动能从一个物体转移到另一个物体)、烤火取暖(内能从一个物体转移到另一个物体).
2.能量守恒定律:能量既不会凭空消灭,也不会凭空(67) ,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其他物体,而在转化和转移的过程中,能量的总量(68) .
【一题通关】1.将一块干净的玻璃板吊在弹簧测力计下面,记下弹簧测力计的示数F,然后使玻璃板的下表面水平接触水面,如图所示.请回答下列问题:(1)稍稍用力向上拉玻璃板,则弹簧测力计的示数 ,当玻璃板即将离开水面时,弹簧测力计的示数 (选填“大于”“小于”或“等于”)F,这表明玻璃板的分子和水分子间存在 力.
【命题总结】(1)分子间作用力(2)力的示意图
(2)玻璃板掉在地上摔成两块后,将这两块玻璃合在一起不能还原成一整块,这是因为 . (3)请在图中作出玻璃板即将离开水面时的受力示意图.
分子间的距离太大,作用力太小
【命题总结】(1)改变内能的方式(2)能量的转化及热机(3)物态变化
【一题通关】2.如图所示,在试管内装些水,用橡胶塞塞住管口,将水加热一段时间后,观察到塞子从试管口跳出.(1)用酒精灯加热水是通过 的方式改变水的内能的. (2)在加热的过程中,水的内能 ,试管内的压强 .
(3)当橡胶塞从试管口跳出时,水蒸气的 能转化为橡胶塞的 能,四冲程内燃机 冲程的能量转化过程与此过程相同. (4)橡胶塞从试管口跳出时,试管口出现的“白气”是 (填物态变化名称)形成的.
P9图13.2-5甲P35图13-3P12图10-20
人教九年级沪科九年级北师九年级
【命题总结】(1)能量的转化(2)内能及改变内能的方式(3)分子动理论(4)热机
【一题通关】3.如图所示,在一个配有活塞的厚玻璃筒内放一小团硝化棉,迅速下压活塞,硝化棉被引燃.(1)迅速向下压活塞时,活塞对筒内空气 ,空气的内能 ,温度 ,达到硝化棉的着火点,硝化棉被引燃.硝化棉在燃烧过程中将化学能转化为 能.
(2)下压活塞过程中的能量转化情况与内燃机的 冲程相同;实验开始时,若迅速向上抽活塞,硝化棉 (选填“能”或“不能”)被引燃. (3)玻璃筒内的气体比较容易被压缩,是因为气体分子间的距离较 ;若活塞压缩空气过程中(硝化棉被引燃前),对空气做了5 J的功,那么空气增加的内能将 (选填“大于”“小于”或“等于”)5 J. (4)请你再举一个生活中利用这种方式改变物体内能的例子: .
【命题总结】(1)内能及改变内能的方式(2)物态变化(3)能量的转化(4)热机
【一题通关】4.如图所示,烧瓶内装有少量的水,用打气筒向瓶内打气.请回答下列问题:(1)向瓶内打气时,瓶内气体的内能 ,气压 ,这是通过_______的方式改变瓶内气体的内能的.
(2)当瓶塞跳出时,瓶内出现了白雾,这是因为瓶内空气推动瓶塞做功时,自身的内能 ,温度 ,水蒸气 (填物态变化名称)成了小水滴;白雾的形成过程需要 (选填“吸热”或“放热”). (3)瓶塞跳出过程中,气体的 能转化为瓶塞的 能. (4)瓶塞跳出时的能量转化形式与热机的 冲程的能量转化形式相同.
考法总结有关该实验,有如下命题点:1.【实验器材】两个相同的烧杯、两个相同的酒精灯(或电加热器)、质量相同的水和食用油、两支温度计、两个搅拌器(或玻璃棒)、两个铁架台、停表等.2.【实验装置】如图所示.
3.【设计与进行实验】(1)组装实验器材时,应先下后上,即先调节石棉网的高度.(2)采用相同的烧杯和酒精灯的目的:保证相同时间内,水和食用油吸收的热量相同.(3)描述物质吸热能力的物理量是比热容.
(4)转换法与控制变量法的应用.①通过加热时间的长短来反映物质吸收热量的多少;②相同质量的水和食用油,在相同加热条件下被加热相同的时间,通过比较水和食用油的温度的变化量来比较它们的吸热能力,温度变化大的物质吸热能力弱;③相同质量的水和食用油,在相同加热条件下升高相同的温度,通过比较水和食用油被加热时间的长短来比较它们的吸热能力,被加热时间短的物质吸热能力弱.
4.【交流与反思】(1)本实验中水和食用油的初温不必相同,因为该实验比较的是水和食用油的温度的变化量,所以只需记录它们的初温和末温即可.(2)比热容的应用:应选用比热容较大的物质作冷却剂.(3)实验方案的改进.①用如图所示的装置进行实验的优点:使用同一热源加热可以确保相同时间内两种物质吸收的热量相同.②用电加热器替代酒精灯加热的优点:使用酒精灯加热时,火焰的大小和火焰的加热位置不好控制,采用相同规格的电加热器加热可以确保相同时间内两种物质吸收的热量相同.
一题通关例 如图甲所示是“探究不同物质吸热的情况”实验.在实验过程中,每隔2 min记录一次温度,记录数据如表所示.
甲 乙 丙
【基础设问】(1)在两烧杯中分别装入初温相同且 相等的水和煤油. (2)用相同的酒精灯加热的目的是 . (3)在组装器材时应先调节 (选填“A”或“B”)的高度,调节它的高度是为了 . (4)加热时用玻璃棒不断搅拌的目的是 .(5)加热6 min时,煤油的温度如图乙所示,其示数为 ℃. (6)要完成该实验,除图甲所示器材外,还需要的一个测量工具是 .
保证相同时间内水和煤油吸收的热量相同
确保实验过程中用酒精灯的外焰加热
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