内容正文:
吃透教材 九全·第十四章
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第1节 热 机
教材知识梳理
知识点 1热机
1.热机是利用 内能 做功的机械,将 内 能转化为 机械能 。热机的种类很多,例如
蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等。
2.燃料直接在发动机汽缸内燃烧产生动力的热机,叫做内燃机。内燃机分为 汽油机 和
柴油机 两大类,它们分别用汽油和柴油作为燃料。
知识点 2汽油机和柴油机
3.汽油机
(1)工作原理:利用汽缸内燃烧的汽油产生高温高压的燃气来推动活塞做功。
(2)工作过程:多数汽油机是由 吸气 、 压缩 、 做功 、 排气 四个冲程的不断
循环来保证连续工作的。
(3)一个工作循环中,活塞往复两次,飞轮转动两周,对外做功一次。
4.柴油机
(1)工作原理:利用柴油在汽缸内燃烧产生高温高压的燃气来推动活塞做功。
(2)汽油机与柴油机的不同点
项目 汽油机 柴油机
顶部构造 火花塞 喷油嘴
吸气冲程 吸入汽油和空气的混合物 吸入 空气
点火方式 点燃 式 压燃 式
适用范围 小汽车、摩托车等 载重汽车、坦克、轮船等
吃透教材 九全·第十四章
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教材母题改编
1.(源于教材P21,T4)以下对汽油机和柴油机工作的共同特点描述不正确的是 (C)
A.都有燃料进入汽缸
B.将燃料燃烧产生的内能转化为机械能,对外做功
C.都通过压缩空气点燃燃料
D.
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都有四个冲程
关于汽油机和柴油机的描述正确的是 (C)
A.汽油机顶部有喷油嘴,柴油机顶部有火花塞
B.柴油机在吸气冲程中,柴油和空气的混合物进入汽缸
C.做功冲程中,都将内能转化为机械能
D.压缩冲程中,汽油机汽缸里的温度比柴油机里的高
2.(源于教材P17,图14.1-1)热机的工作原理如图所示,从能量转化的角度看,水蒸气把木
塞子冲出去的过程是 内 能转化为 机械 能。
3.(源于教材P20,科学世界)如图所示,汽车由发动机、底盘、车身和电器设备四大部分组
成,发动机把燃料燃烧产生的 内 能转化为 机械 能,再通过底盘上的传动机构,将
动力传给车轮,使汽车行驶。随着电子技术的发展,许多汽车已经采用了电子燃油喷射系
统,取代了传统的化油器系统。
4.(源于教材P21,T3)在汽油机的压缩冲程中,主要将 机械能 转化为 内能 ,做功冲程中,
先将燃料的 化学能 转化为 内能 ,进而推动活塞,将 内能 再转化为 机械 能。
易错点 不能正确判断汽油机工作过程中的冲程
5.汽油机在“吸气”、“压缩”、“做功”、“排气”的四个冲程中,将机械能转化为内
能的是 压缩 冲程, 做功 冲程使汽车获得了动力,在 排气 冲程排出
了尾气;如图所示表示正在进行的是 做功 冲程,在活塞向下运动的过程
中,汽缸内气体的内能变 小 , 温度 降低。
【易错总结】通过气门开闭情况判断汽油机各个冲程:进气门、排气门关闭,活塞向上运动为压缩
冲程,活塞向下运动为做功冲程。
吃透教材 九全·第十四章
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第2节 热机的效率
教材知识梳理
知识点 1燃料的热值
1.定义:我们把某种燃料 完全 燃烧放出的 热量 与其 质量 之比,叫做这种燃料的
热值。热值在数值上等于1kg某种燃料完全燃烧放出的热量。
2.单位:在国际单位制中,热量的单位是焦耳,质量的单位是千克,则热值的单位是 焦每千
克 ,符号是 J/kg 。(气体燃料热值单位是J/m3)
3.热量的计算:固体、液体燃料完全燃烧放出的热量Q放 = qm ;气体燃料完全燃烧放出
的热量Q放 = qV 。
知识点 2热机的效率
4.定义:用来做 有用功 的那部分能量,与燃料 完全燃烧 放出的能量之比,叫做热机
的效率。
5.计算公式:η=
W有用
Q放
×100%。
6.提高热机效率的途径:(1)使燃料充分燃烧;(2)尽量减少热量损失;(3)在热机的设计和
制造上,采用先进的技术;(4)保证良好的润滑,减小机械摩擦。
【对比剖析】热效率、热机效率与机械效率
内容 热效率 热机效率 机械效率
概念
物体吸收的热量与燃料完
全燃烧放出的能量之比
用来做有用功的那部分能量,与燃
料完全燃烧放出的能量之比
有用功与总功的比值
数值 总是小于1
教材母题改编
1.(源于教材P24,图14.2-2)小华通过学习了解到火力发电厂“吃”的
是煤,“发”的是电,在整个过程中,能量转化的情况如下,请你帮他在
横线上填入相应的能量形式:化学能 →
锅炉
内 能 →
蒸汽机
机械
能 →
发电机
电能。右图是内燃机的能流图,图中“?”的内容是 废气带走的能量
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。
为扎实做好全国节能宣传周工作,推进节约型机关建设,某市积极开展以“节能降碳,
你我同行”为主题的宣传活动。为了节约能源,需要提高热机效率,下列关于提高热机
效率的措施正确的是 (C)
A.尽量增加热机的工作时间 B.尽量增大热机部件间的摩擦
C.尽量使燃料充分燃烧 D.尽量使用功率大的热机
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2.(源于教材P22,图14.2-1)如图所示是几种不同的燃料在燃烧,下表列出了几种燃料的
热值,单位是J/kg。
干木柴 无烟煤 酒精 煤油 氢气
1.2×107 3.4×107 3.0×107 4.6×107 1.4×108J/m3
从表中可以看出酒精的热值是3.0×107J/kg,表示的物理意义是 完全燃烧1kg的酒精
能够释放3.0×107J的能量 ;完全燃烧4kg的酒精可放出的热量是 1.2×108 J,如
果放出相同的热量,需要完全燃烧干木柴的质量是 10kg ;航天器发动机用氢做燃料,
这是因为氢的 热值 很大。
重难点 热机效率相关计算
3.某单缸四冲程汽油机,若飞轮每分钟转3000转,则每秒对外做功 25 次,每次对外做功
115J,该汽油机的效率为25%,连续工作1小时需消耗汽油 0.9 kg。(q汽油 =4.6×
107J/kg)
【方法指导】计算热机效率时要注意:放出的热量表示燃料完全燃烧时放出的热量,根据实际情况
选择Q=qm或Q=qV,计算时各物理量单位要统一。
4.发动机的效率是汽车经济性能指标之一。某品牌汽车厂家提供一款轿车的部分出厂参数
如下:①汽车在平直公路匀速行驶100km过程中速度表如图所示,该汽车百公里耗油质
量m为9kg;②发动机输出功率为30kW(汽油的热值是q汽油 =5.0×10
7J/kg)。根据以
上参数计算:
(1)该汽车行驶100km的时间是多少秒;
(2)发动机所做的有用功;
(3)汽车发动机的效率。(结果精确到0.1%)
解:(1)由图可知汽车的速度v=90km/h,由v=st可知,
汽车行驶100km所用的时间t=sv=
100km
90km/h=
10
9h=4000s;
(2)发动机做的有用功
W有用 =Pt=30×10
3W×4000s=1.2×108J;
(3)9kg汽油完全燃烧放出的热量
Q放 =mq汽油 =9kg×5.0×10
7J/kg=4.5×108J,
发动机的效率η=
W有用
Q放
×100%=1.2×10
8J
4.5×108J
×100%≈26.7%。
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教材实验突破
例 如图,甲、乙、丙三图装置完全相同,燃料的质量、烧杯中液体的质量和初温都相同。
甲
乙
丙
丁 戊
【设计与进行实验】
(1)为了得到相同质量的水和煤油,需要的测量工具是 天平 。
(2)组装实验器材时,你认为合理的安装顺序是 自下而上 (选填“自下而上”或“自上而
下”)。
【分析与论证】
(3)为了比较水和煤油的吸热本领的大小,应该选择图 乙、丙 进行实验。实验时用相同
的热源对它们加热,通过比较 加热时间 来判断它们吸热的多少。根据实验数据,小东作
出了水和煤油的温度随加热时间的变化图像(如图丁),由图可知,杯中的水和煤油升高相同
的温度时,吸收的热量 不相同 (选填“相同”或“不相同”), 水 (选填“水”或“煤
油”)的吸热能力更强。
(4)为了比较酒精和煤油的热值,应选择 甲、乙 装置进行实验,完全燃烧等质量的燃料
后,通过比较 水升高的温度 来判断燃料放出热量的多少。
(5)实验中还应控制 煤油和酒精的质量相同 、 两杯水的质量和初温 相同。
(6)记录结果见表,分析数据得出结论:煤油和酒精两种燃料中,热值较大的是 煤油 。
燃料 加热前的水温/℃ 燃料燃尽后的水温/℃
煤油 25 44
酒精 25 34
【交流反思】
(7)实验小组还想利用这种实验方案计算出煤油和酒精的热值,利用此实验方法计算出的热
值将比真实值 偏小 (选填“偏大”或“偏小”),可能的理由是 燃料不能完全燃烧 (写
出一点即可)。
(8)如图戊是另一实验小组选用相同质量的不同燃料加热相同质量的同种物质,根据实验数
据所绘制的图像,假设燃料完全燃烧,则燃料1与燃料2的热值之比为 4∶3 。
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第3节 能量的转化和守恒
教材知识梳理
知识点 1能量的转化
1.在一定条件下,各种形式的能量是可以相互 转化 的:摩擦生热,机械能转化为 内
能;水电站里水轮机带动发电机发电,机械能转化为 电 能;电动机带动水泵把水送到
高处,电能转化为 机械 能。
知识点 2能量守恒定律
2.能量既不会凭空消灭,也不会凭空产生,它只会从一种形式 转化 为其他形式,或者从
一个物体 转移 到其他物体,而在转化和转移的过程中,能量的总量 保持不变 ,这
就是能量守恒定律。
3.事实证明,在能量转化过程中,只要有运动,摩擦就不可避免,就会产生热,这样运动的能
量就会减少,而不能无中生有地制造能量。如果不补充能量,运动最终会停止。所以,根
本不可能造出永动机,永动机违背能量守恒定律。
教材母题改编
1.(源于教材P29,T1)扣动枪的扳机,子弹在枪膛里发生的能量转化是 内能转化为机械能 ,
子弹在离开枪膛后还能继续向前运动,是由于子弹 具有惯性
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。
电动汽车越来越普及,许多电动汽车安装了能量回收装置,其中一种能量回收方式是
踩下制动踏板时,将 机械 能转化为电能,再将电能转化为 化学 能储存在蓄电
池里。
2.(源于教材P28,图14.3-2)如图所示是小球在地面弹跳的频闪照片,分析
图片可知小球弹起的高度逐渐减小,同时小球会变热。小球在下落时,它
的 重力势 能减小,小球在上升时,它的 动 能减小,小球在弹跳过程
中有一部分机械能转化为 内能 ,总的能量 守恒 (选填“守恒”或“不守恒”)。
3.(源于教材P29,图14.3-3)如图是一种设想中的永动机,它通过高处的水流冲击叶片,叶
片的转动用来对外做功,同时带动抽水器从低处将水抽到高处,从而循环工作。你能不能
从能量守恒的角度说明它为什么不能一直工作下去。
(1)你认为,上面水池中流下来的水,能否被抽水器全部抽送到上面水池中?并
说明理由: 不能,装置会将一部分能量转化为内能,机械能不守恒 。
(2)这个设想曾得到不少人的赞许,并把这个装置誉为“永动机”。请运用你掌
握的知识,说明这个装置是否真能“永动”: 不能,不遵循能量守恒定律 。
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吃透教材
第十三章 内能
第1节 分子热运动
教材知识梳理
1.分子 原子 2.10-10 电子显微镜 3.扩散 无规则 4.分子的热运动 越高 5.引力 斥力
教材母题改编
1.A 2.B 【变式训练】B
3.温度 吸 【变式训练】扩散 加剧 4.C 【变式训练】分子间存在相互作用的引力 分子间存在斥力 5.C
第2节 内 能
教材知识梳理
1.动能 分子势能 J 2.减少 增加 3.热量 焦耳 增加 减少 高温 低温 4.减少 增加
教材母题改编
1.A 【变式训练】(1)D (2)做功 热传递 2.做功 热传递 【变式训练】做功 热传递
3.减少 增加 【变式训练】A 4.C 【变式训练】B
第3节 比热容
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教材知识梳理
2.焦耳每千克摄氏度 3.4.2×103J
教材母题改编
1.(1)相同 高 (2)大于 (3)加热时间长短 (4)水 【变式训练】C
2.D 3.D
教材实验突破
例 (1)自下而上 (2)质量 停表 (3)使水和食用油在相同时间内吸收相同的热量 (4)加热时间 转换 (5)食用油 水
水 比热容 (6)①和②
!+#$%()*,-./)0,12
教材知识梳理
比热容 小 质量 cmΔt
教材母题改编
1.比热容 铜 2.快 比热容 【变式训练】C 3.1.232×105 1020 【变式训练】小于 7 2.1×105
4.解:(1)铁块降低的温度Δt铁 =t0铁 -t=80℃-30℃=50℃;
(2)铁块放出的热量Q放 =c铁m铁Δt铁 =0.46×10
3J/(kg·℃)×1kg×50℃=2.3×104J;
(3)不计热量损失,液体吸收的热量Q吸 =Q放 =2.3×10
4J,液体升高的温度Δt液 =t-t0液 =30℃-20℃=10℃,
则这种液体的比热容c液 =
Q吸
m液Δt液
=2.3×10
4J
2kg×10℃=1.15×10
3J/(kg·℃)。
5.4.2×103 70 不变
6.解:(1)水吸收的热量Q吸 =c水m水(t-t0水)=4.2×10
3J/(kg·℃)×1kg×(80℃-20℃)=2.52×105J;
(2)根据题意可知,金属块放出的热量与水吸收的热量相等,即Q放 =Q吸 =2.52×10
5J,
由Q放 =cm(t0-t)得,金属块的比热容c金 =
Q放
m金(t0金 -t)
= 2.52×10
5J
2kg×(500℃-80℃)=0.3×10
3J/(kg·℃);
(3)由Q吸 =cmΔt可得,水升高的温度Δt′=
Q吸′
c水m水
= 1.05×10
5J
4.2×103J/(kg·℃)×1kg
=25℃,
t′=80℃+25℃=105℃>100℃,在一个标准大气压下水的沸点为100℃,所以水的末温为100℃。
第十四章 内能的利用
第1节 热 机
教材知识梳理
1.内能 内 机械能 2.汽油机 柴油机 3.(2)吸气 压缩 做功 排气 4.火花塞 喷油嘴 空气 点燃 压燃
教材母题改编
1.C 【变式训练】C 2.内 机械 3.内 机械 4.机械能 内能 化学能 内能 内能 机械
5.压缩 做功 排气 做功 小 温度
第2节 热机的效率
教材知识梳理
1.完全 热量 质量 2.焦每千克 J/kg 3.qm qV
4.有用功 完全燃烧
教材母题改编
1.内 机械 废气带走的能量 【变式训练】C 2.完全燃烧1kg的酒精能够释放3.0×107J的能量 1.2×108 10kg 热值
3.25 0.9
4.解:(1)由图可知汽车的速度v=90km/h,由v=st可知,汽车行驶100km所用的时间t=
s
v=
100km
90km/h=
10
9h=4000s;
(2)发动机做的有用功W有用 =Pt=30×10
3W×4000s=1.2×108J;
(3)9kg汽油完全燃烧放出的热量Q放 =mq汽油 =9kg×5.0×10
7J/kg=4.5×108J,
发动机的效率η=
W有用
Q放
×100%=1.2×10
8J
4.5×108J
×100%≈26.7%。
教材实验突破
例 (1)天平 (2)自下而上 (3)乙、丙 加热时间 不相同 水 (4)甲、乙 水升高的温度 (5)煤油和酒精的质量相同
两杯水的质量和初温 (6)煤油 (7)偏小 燃料不能完全燃烧 (8)4∶3
第3节 能量的转化和守恒
教材知识梳理
1.转化 内 电 机械 2.转化 转移 保持不变
教材母题改编
1.内能转化为机械能 具有惯性 【变式训练】机械 化学 2.重力势 动 内能 守恒
3.(1)不能,装置会将一部分能量转化为内能,机械能不守恒 (2)不能,不遵循能量守恒定律
第十五章 电流和电路
第1节 两种电荷
教材知识梳理
1.摩擦 吸引轻小物体 2.两种 正 负 3.排斥 吸引 4.库仑 库 C 6.原子核 1.6×10-19 7.原子核 核外电子
8.导体 绝缘体 9.电子 自由电子 自由电子
教材母题改编
1.D 2.不能 负 得到 3.排斥 正 吸引 4.同种电荷相互排斥 越大 不能 正 5.带正电 排斥
第2节 电流和电路
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教材知识梳理
1.定向移动 正 负 2.提供电能 3.导线 4.闭合
教材母题改编
1.电源 正 正 负极 2.有 没有 单向 3.C
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教材知识梳理
2.符号
教材母题改编
1.短路 导线 【变式训练】(1)断 (2)通 (3)电源
2.如答图所示 【变式训练】如答图所示 3.如答图所示
4.b 断路 【变式训练】b 短路
第3节 串联和并联
教材母题改编
1.B 2.A 【变式训练】(1)DE(或CE) AE (2)A B
3.如答图所示 【变式训练】如答图所示
4.C 【变式训练】B
第4节 电流的测量
教材知识梳理
1.电流强弱 I 2.安培 A 10-3 10-6
教材母题改编
1.D 2.C 3.100 0.12 4.1.4 0.28 5.250 如答图所示 【变式训练】如答图所示 6.C 【变式训练】D
第5题答图 第5题变式训练答图
第5节 串、并联电路中电流的规律
教材知识梳理
1.处处相等 = = 2.各支路电流之和 +
教材母题改编
1.0.44 1.76 2.0.22 0.22 3.0.6 0.2 0.3
教材实验突破
例1 (1)断开 (2)不同 (3)B (4)0.22 (5)1.5 电流表选用的小量程,却按大量程读数 串联电路中电流处处相等
(6)实验次数太少,结论具有偶然性 换用不同规格的灯泡多次测量 (7)A
例2 (1)连接电路时,开关没有断开 (2)干路 (3)断开开关,换小量程 (4)在并联电路中,干路电流等于各支路电流之和
(5)换用不同规格的灯泡进行多次实验 (6)B
第十六章 电压 电阻
第1节 电 压
教材知识梳理
1.电源 伏特 伏 V 2.电流 3.103 10-3 4.1.5 10-3 2 220 103
教材母题改编
1.(1)偏转 化学 (2)偏转情况 负 2.两灯泡都发光,电压表满偏
3.L2 正确 A、C两点在同一根导线上 4.A
第2节 串、并联电路中电压的规律
教材知识梳理
1.各部分电路两端电压之和 + 2.电源电压 =
教材母题改编
1.不一样 串联 2.9V 2.A 3.4.5V 2V U电源 =U1+U2 【变式训练】1.5 4.5
参考答案 参考答案 参考答案