第07讲 机械能与内能（3）-九年级物理上册知识点讲解及课后练习(江苏专用)

第07讲 机械能和内能（3） 适用学科 物理 适用年级 九年级 适用区域 江苏 本讲时长 120分钟 知识点 及学习目标 1.理解能量之间的相互转化； 2.理解物质的比热容与热值，并会计算。 比热容 （1）定义：__________________________________________。 （2）单位：___________________，符号___________________。 （3）水的比热较______，为______________________。 （4）同种物质的比热_____，而不同物质的比热一般______，所以，比热也是物质的______。 比热容：物理学中，将物体温度升高时吸收的热量与它的质量和升高温度的乘积之比。 比热容是反映物质吸放热本领的物理量，在数值上等于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。 比热容的公式：C= ；符号J/(kg•℃) 读作焦每千克摄氏度。 计算热量的常用公式：Q吸=cm(t-t0)，Q放=cm(t0-t)。在国际单位制中，热量的单位是焦(J)。 实验表明，在吸热或放热过程中，质量越大、比热容越大、温度的变化越大，物体吸收或放出热量就越多。 实验：探究不同物质吸热升温现象 原理：如果热源和加热方法完全相同，就可以认为单位时间内物体吸收的热量相等； 步骤： 1、将相等质量的沙子和水分别装入易拉罐中，测量并记录沙子和水的初温； 2、把装有沙子的的易拉罐放在石棉网上，用酒精灯加热并不断的搅拌。每隔1min测量一次沙子的温度。一段时间后，撤去酒精灯。将数据填入表格； 3、把装有水的易拉罐放在石棉网上，用酒精灯加热并不断搅拌。每隔1min测量一次水的温度，并将数据填入表格。 考点一 比热容的概念及其特点 例1 两个相同的容器分别装了质量相同的两种液体，用同一热源分别加热，液体温度与加热时间关系如图所示。根据图线可知 （ ） A．甲液体的比热容大于乙液体的比热容 B．如果升高相同的温度，两种液体吸收的热量相同 C．加热时间相同，甲液体吸收的热量大于乙液体吸收的热量 D．加热时间相同，甲液体温度升高比乙液体温度升高得多 变式1 某同学在劳技课上，用切割机把一个铜块切成了两半，则其中的一半铜块 （ ） A．质量、密度、比热容均减小一半 B．质量减小一半，密度、比热容均不变 C．质量、密度减小一半，比热容不变 D．密度不变，质量、比热容减小一半 考点二 水的比热容的特点及应用 与比热容有关的简单自然现象 例2 水的比热容较大,下列做法中不是利用这一特性的是 (　 　) A.炎热的夏天,在室内地面上洒水感到凉爽 B.用水做内燃机的冷却液 C.在城市里修建人工湖,能够调节周围的气温 D.供暖系统使用热水循环供暖 变式1 烈日炎炎的夏季，白天海滩上的沙子热得烫脚，海水却很凉爽。同样的日照条件下，沙子和海水的温度不一样的原因是 （ ） A．沙子的密度比海水的密度大 B．沙子吸热能力比海水的吸热能力弱 C．沙子吸热比海水多 D．沙子的质量比海水小 考点三 比热容的计算 例3 如图所示是发动机采用循环流动的水进行冷却,这是利用水的　　　    较大的特性。若水箱中装有10 kg的水,水温上升10 ℃,水吸收的热量为　　　    J。c水=4.2×103 J/(kg·℃) 变式1 某实验小组在做熔化实验时,把质量相同的甲、乙两种物质,用相同的酒精灯从固态开始加热,加热时间都为 6 min,它们的温度随时间变化的图像如图所示。则甲　　　    , 乙　　　    (选填“是晶体”“是非晶体”、“无法判断”)。若在0~3 min内甲、 乙为固态,则甲、乙的比热容之比c甲∶c乙=　　　    。 考点四 探究不同物质吸热升温的现象 例4 如图甲所示是“探究不同物质吸热升温的现象”实验装置,小华用两个相同的容器(图中用虚线框表示)分别装入质量相等的A、B两种液体,用相同的装置加热。 (1)从实验效果考虑,本实验选择　　 　　 (烧杯/易拉罐)作为盛放液体的容器较好,实验中使用玻璃棒的目的是　　　　　　　　　　　　。 (2)两种液体吸收热量的多少可通过　　 　　 (液体升高的温度/加热时间)比较。 (3)根据实验数据绘制的温度与时间的关系图像如图乙所示,分析图像可知:质量相等的A和B两种液体,在升高相同温度时,　　　(A/B)吸收的热量较多;质量相等的A和B两种液体,在吸收相同热量时,　 　(A/B)升温较高。 (4)冬天,小华想自制一个暖手袋,若只能从A或B中选一种液体装入暖手袋中作为供热物质, 则应选择 　　(A/B)。 变式1 如图甲所示是“探究冰熔化时温度随加热时间变化”的图像。[c水=4.2×103 J/(kg·℃),相同时间吸收的热量相同]分析图像可知: (1)冰的熔点是　　　    ℃,冰在熔化过程中的特点是吸收热量,温度　　　    。 (2)该物质在第6 min时的内能　　　    (大于/等于/小于)第8 min的内能。 (3)熔化后水和烧杯的总质量如图乙所示,其中空烧杯的质量是22.4 g,则水的质量是　　　    g,冰熔化过程中吸收的热量是　　　    J。 一、单选题 1．《人民日报》报道，岳阳是一座可以“深呼吸”的城市，水是岳阳的最大的生态优势．水能有效地改善气候是因为水具有 ( ) A．较大的比热容 B．较低的沸点 C．较低的凝固点 D．较小的密度 2．有两个温度和质量都相等的金属球，先将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，若不计热量损失，则两球比热容的大小关系为 ( ) A． B． C． D．无法判定 3．有三种液体分别用相同的热得快加热，如图所示的是加热时液体温度随时间变化的图象．下列分析不正确的是 ( ) A．如果b、c质量相同，b的比热容小于c的比热容 B．如果a、b是同种物质，a的质量大于b的质量 C．b的沸点高于c的沸点 D．如果a、b是不同种物质，它们的沸点相同 4．由于水的比热容比沙石或干泥土的比热容大，所以在沿海地区陆地表面的气温比海面的气温昼夜变化显著．因此 ( ) A．白天的海风多是从陆地吹向海面，夜晚的海风多是从海面吹向陆地 B．白天的海风多是从海面吹向陆地，夜晚的海风多是从陆地吹向海面 C．白天和夜晚的海风多是从陆地吹向海面 D．白天和夜晚的海风多是从海面吹向陆地 5．质量相等的铜块和铁块（c铜＜c铁），使它们放出相等的热量后，再相互接触，则 ( ) A．热量从铜块传到铁块 B．热量从铁块传到铜块 C．它们之间不发生热传递 D．无法确定 6．一块冰全部熔化成水后，下列判断正确的是 ( ) A．体积一定变大 B．比热容一定不变 C．具有的热量一定变大 D．具有的内能一定变大 二、填空题 7．仅能承装1kg水的瓶子__（选填“能”或“不能”）承装1kg的酒精（）；工厂里冷却塔中大多用水做冷却介质，是因为水的__。 8．泡温泉时感觉身体会发热，这是通过_____的方式改变了身体的内能．烈日下，小兵去游泳池游泳，他感觉到游泳池边的水泥地面很烫脚，但游泳池里的水却很凉，这是因为水的__________较大的缘故． 9．如图是某电商平台销售的一种普通热水袋，里面装入热水可以用于身体取暖。它利用了水的______较大的特性，同时也利用______的方式改变了受热部位的内能。 10．在研究“冰熔化特点”的实验中，根据测得的数据描绘的“温度—时间”关系图象如图所示。图象中的______段是冰的熔化过程，已知冰块的质量是80g，比热容是2.1×103J/(kg·℃)，则前4min冰块吸收的热量为______J；图象中段和段，倾斜程度不同的原因是水和冰具有不同的______。 三、实验题 11．实验测得1kg某物质加热时温度随时间变化图像如图所示，已知该物质在相同时间内吸收热量相同，根据图像解答下列问题： (1)该物质是______（填“晶体”或“非晶体”），若不考虑蒸发的影响，则在熔化过程中物质的内能______（填“变大”、“不变”或“变小”）； (2)若该物质在液态下的比热容c1=3.6×103J/(kg℃)，该物质在固态下的比热容c2=_____J/(kg℃)；若规定“单位质量的某种晶体物质在完全熔化为同温度的液体时所吸收的热量叫做该物质的熔化热”，则该物质的熔化热是_________（注意带上单位）。 12．小明设计了如图所示的实验装置来探究水和食用油的吸热本领。 (1)先调整_____铁夹，(选填“上面”或“下面”)使石棉网处于适当的高度；再调整另一个铁夹，使________处于适当的高度（选填“烧杯”或“温度计”）； (2)依据小明的探究方案，实验探究过程中，除了选用相同规格的烧杯和酒精灯，还需要控制水和食用油的____________、____________相同； (3)实验探究记录数据如下表。 加热时间t/min 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 水的温度/℃ 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 食用油的温度/℃ 30 32.5 35 37.5 40 42.5 47 47.5 50 52.5 55 在这些数据中，第______min食用油的温度记录错误，分析表中的数据可知，加热时间相同时，食用油升高的温度比水______（填“高”或“低”），分析比较水在第5 min、10 min和食用油在第2 min、4 min的数据可知，升高相同的温度，水需要加热的时间比食用油的________（填“长”或“短”），进而得出_______的吸热本领比较大。 13．图甲是小华在1个标准大气压下“探究固体熔化时温度的变化规律”的实验装置。 (1)实验前，要按______（选填“自上而下”或“自下而上”）的顺序组装器材； (2)实验中，某时刻温度计的示数如图乙所示，该物质此时的温度是______； (3)图丙是小华根据记录的数据绘制的温度随时间变化规律的图象，由图象可知该物质在熔化过程中吸收热量，温度不变，内能______（选填“增加“减少”或“不变”）； (4)由丙图可知，该物质在固态时的比热容是______；（已知该物质液态比热容c=4.2 (5)试管中的固体完全熔化后，若持续加热，烧杯中的水沸腾时，试管中的液体______（选填“会”或“不会”）沸腾，原因是______。 14．小华同学利用图甲所示装置对100g冰加热，他每隔相同时间记录一次温度计的示数，并观察物质的状态．图乙是他根据记录的数据绘制的温度﹣时间图象，根据图象可知： （1）冰属于__________（选填“晶体”或“非晶体”）； （2）在BC阶段物质处于_________状态（选填“固体”、“液体”或“固液共存”）； （3）设相同时间内物质吸收的热量相同，则BC阶段物质共吸收了__________J的热量（c冰=2.1×103J/kg•℃，c水=4.2×103J/kg•℃）； （4）图丙是另一位同学在完成同一实验时绘制的温度-时间图象，老师认为他的C段数据有问题，老师做出这样的判断的依据是　___________________________　． 四、计算题 15．锅炉内的温度高，用实验室常用温度计不便于直接测量，为了测定炉内的温度，某同学先把铜块放入炉内加热到与炉温相同时取出，并立即放入水中，已知铜的质量为50g，铜的比热容为0.39×103J/(kg℃)，水的质量为100g，初温为10℃，测得达到热平衡最终的温度为49℃，不计热量损失，则炉内温度为多少？[水的比热容c水=4.2×103J/(kg℃)]。 本节课教学计划完成情况： 照常完成□ 提前完成□ 延后完成□ 学生的接受程度： 完全能接受□ 部分能接受□ 不能接受□ 学生的课堂表现： 很积极□ 比较积极□ 一般□ 不积极□ 教学反思概述： 第07讲 机械能与内能（3） 适用学科 物理 适用年级 九年级 完成情况 完成评分 一．选择题（共10小题） 1．（2020•盐城三模）位于我市的中国黄（渤）海候鸟栖息地被列入《世界遗产名录》，候鸟栖息地广阔的滩涂可有效调节气温，因为水的（　　） A．密度大 B．比热容大 C．流动性大 D．热值大 2．（2020•海珠区一模）金属块和液体的质量、比热容都不同，金属块的温度高于液体的温度。把金属块投入液体中足够长的时间后，两者之间不再发生热传递（不计热量散失）。最后（　　） A．液体升高的温度一定等于金属块降低的温度 B．液体的温度一定低于金属块的温度 C．液体吸收的热量一定等于金属块放出的热量 D．液体的内能一定等于金属块的内能 3．（2020•温江区模拟）用两只相同的电加热器，分别给两种液体加热，图为两种液体的温度随时间变化的图线。已知ρ甲：ρ乙＝4：5，加热的效率都是90%，下列说法正确的是（　　） A．0～10min，两种液体吸收热量之比Q甲：Q乙＝4：3 B．0～10min，两种液体吸收热量之比Q甲：Q乙＝3：2 C．两种液体体积相同时，比热容之比c甲：c乙＝5：6 D．两种液体质量相同时，比热容之比c甲：c乙＝3：2 4．（2020春•祥符区校级月考）下列生活中的物理现象的说法，正确的是（　　） A．暖气片内用水来做循环液是因为水的比热容较小 B．电热器工作时是通过热传递的方式改变自身内能的 C．打开啤酒瓶盖，瓶口处气体温度降低是通过做功改变内能的 D．0℃的水结成0℃的冰时，其内能不变 5．（2020•郴州）质量相等的甲、乙两种液体吸收相同的热量后，甲升高的温度高于乙升高的温度。由此可知（　　） A．甲液体的比热容大于乙液体的比热容 B．降低相同的温度，质量相等的甲液体放出的热量比乙液体放出的热量多 C．甲、乙两种液体相比较，乙液体更适合作冷却剂 D．甲物质的熔点高于乙物质的熔点 6．（2020•长春）用水作为暖气中的传热介质是因为水的（　　） A．沸点高 B．密度大 C．比热容大 D．导电性强 7．（2020•北京）依据表格中的数据，下列说法正确的是（　　） 物质 比热容c/[J•（kg•℃）﹣1] 水 4.2×103 煤油 2.1×103 砂石 约0.92×103 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4.2×103J 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 8．（2020•苍溪县模拟）关于生活中的热现象，下列说法正确的是（　　） A．一桶水的比热容比一杯水的比热容大 B．物体吸收热量，温度可能不变 C．夏天打开冰箱门时，门前冒“白气”，这个是汽化现象 D．微风拂过，炊烟袅袅，说明分子在不停地做无规则运动 9．（2020•海安市一模）一纸杯开水，从刚倒入杯中到可以喝的这一段时间内，放出的热量大约是（　　） A．5×106J B．5×105J C．5×104J D．5×103J 10．（2020•昆山市二模）如图是用相同的加热装置对a、b、c（已知质量关系为Mb＝Mc）三种物质加热至沸腾时它们的温度随时间变化的图象。下列对图象的分析正确的是（　　） A．b的比热容大于c的比热容 B．t1﹣t2，时间内物质a的温度不变，内能不变 C．温度从T1升高到T2时，a物质吸收的热量比b多 D．如果a、b是同种物质，b的质量大于a的质量 二．填空题（共2小题） 11．（2020•鼓楼区一模）2020年5月5日，长征五号B运载火箭在海南文昌首飞成功，5月8日，火箭搭载的新一代载人飞船试验船返回舱，在三把巨型降落伞牵制下于东风着陆场区平安着陆。该火箭使用的燃料主要是液态氢，若完全燃烧0.5kg的氢燃料，可放出的热量是　 J，若这些热量有84%被质量为1.0×104kg的水吸收，水的温度能够上升　 　℃，由于与大气剧烈摩擦，返回舱在大气层中降落时会在舱表产生三千多度的高温，如同一个带着长尾的火球，但是舱的内部却是常温，这主要是返回舱表面涂有防热层，表层材料在高温升华时　 　（选填“吸收”或“放出”）大量热量；降落伞的主要作用是让返回舱在减速落地前，重力势能　 （选填“增大”、“减小”或“不变”，下同），动能　 　。[q氢＝1.4×108J/kg，c水＝4.2×103J/（kg•℃）] 12．（2020•菏泽）太阳能既是清洁能源又是　 　（选填“可再生”或“不可再生”）能源，某家用太阳能热水器可装水50kg，则这些水每升高1℃所吸收的热量是　 　（c水＝4.2×103J/（kg•℃）） 三．实验探究题（共1小题） 13．（2020•和平区二模）小虎用两个完全相同的电加热器分别对初温均为20℃的a、b两种液体加热（ma＜mb），如图丙为a、b两种液体的温度随加热时间变化的关系图象。 （1）t1时刻，a液体分子运动剧烈程度　 　b液体分子运动剧烈程度。 （2）当加热到t2时刻，a液体吸收的热量　 　b液体吸收的热量。 （3）a液体的比热容　 　b液体的比热容。（以上均选填“大于”、“等于”或“小于”） 四．计算题（共3小题） 14．（2020•金昌）2020年是全面建成小康社会目标的实现之年，乡亲们淘汰了柴炉，改用了清洁干净的液化天然气炉。 （1）要将2kg初温为20℃的一壶水恰好加热到100℃，需要吸收多少热量？ （2）若液化天然气炉完全燃烧天然气放出的热量有40%被水吸收，烧开这壶水需要燃烧多少立方米天然气？[天然气热值为4.2×107J/m3，水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）] 15．（2020•赣县区模拟）一款无人驾驶汽车在测试时以72km/h的速度，在平直的公路上匀速行驶了4.5km，消耗汽油1kg。汽油机的效率为30%，废气带走的能量占汽油完全燃烧放出的热量的42%，那么，在这段行驶过程中（q汽油＝4.5×107J/kg）求： （1）在1标准大气压下，假如这些废气带走的能量全部被质量50kg，温度为20℃的水吸收，水温能升高到多少摄氏度？ （2）汽车在上述路段行驶时，发动机的输出功率为多少kW？ 16．（2020•呼和浩特）“字”牌太阳能热水器，水箱内有200kg的水。水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），求： （1）在阳光照射下，水的温度升高了10℃，水吸收的热量； （2）天气原因，水箱内200kg的水，温度从90℃降低到50℃，和温度从30℃升高到80℃，放出的热量与吸收的热量之比。 习题完成时间： 习题的难度：难□ 中□ 易□ 完成的质量： A□ B□ C□ D□ 5 / 6 学科网（北京）股份有限公司 第07讲 机械能与内能（3） 适用区域 江苏 适用年级 九年级 例1 A变式1 B 例2 A变式1 B 例3 比热容　4.2×105 变式1 是晶体　无法判断　2∶3 例4 (1)易拉罐　使液体均匀受热　(2)加热时间　(3)A    B　(4)A 变式1 (1)0　不变　(2)小于　(3)50　1.68×104 J 课堂作业： 1．A 2．B 3．B 4．B 5．D 6．D 7．不能 比热容较大 8．热传递 比热容 9．比热容 热传递 10．BC 比热容 11．晶体 变大 1.8×103 2.88×105J/kg 12．下面 温度计 质量 初温 6 高 长 水 13．自下而上 增加 不会 试管中的液体与烧杯中的水温度相同，不能继续吸热 14．晶体 固液混合 4.2×103 水的比热容较大，质量相同的冰和水吸收相同的热量，水升温应较慢 15．889°C 课后作业： 1．B 2．C 3．C 4．C 5．C 6．C 7．D 8．B 9．C 10．D 11．7×107；1.4；吸收；减小；减小 12．可再生；2.1×105J 13．（1）大于；（2）等于；（3）大于 14．6.72×105J; 0.04m3 15．100℃。60kW 16．8.4×106J；4：5 $$