内容正文:
专题02 机械能和内能
【清单01】机械能及其转化
1.能量:一个物体能够对外做功,我们就说这个物体具有能量.
2.动能
(1)定义:物体由于 而具有的能,叫做动能.
(2)影响因素:物体动能的大小与物体的 和 有关,速度越大,质量越大,物体所具有的动能就越大.
3.势能
(1)常见的两种势能:重力势能和弹性势能.
4.机械能
(1)定义:在物理学中, 和 统称为机械能
(2)能量转化:动能和势能之间可以 .
(3)机械能守恒:在只有动能和势能相互转化的过程中,机械能的总和 .
【清单02】内能
1.定义:在物理学中,我们把物体内所有分子 能和分子 能的总和叫做物体的内能.
2.特点:一切物体任何时候都具有内能.
3.分子动能:构成物质的分子在不停地做热运动, 越高,分子无规则运动越剧烈,分子动能就越大.
4.分子势能:由于分子之间存在类似弹簧形变时的相互作用力,所以分子也具有势能,这种势能叫做分子势能.
5.影响因素:
(1)温度:同一物体温度越高,内能越大;温度降低时,内能 .
(2)质量:在温度相同、物态相同的情况下,质量大的物体内能 .
6.改变物体内能的方式:做功和热传递.
7.热量
在热传递过程中,传递能量的多少叫做热量,用符号Q表示,单位是 (J).
【清单03】 比热容
1.比热容
(1)定义:一定质量的某种物质,在温度升高时所吸收的热量与它的 和 的乘积之比,叫做这种物质的比热容,用符号c表示.单位是焦每千克摄氏度,符号是 .
(2)物理意义:比热容在数值上 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,它是物质的一种物理属性.
(3)特性:比热容是物质的一种物理属性,它不随物质的体积、质量、形状、位置、温度的改变而改变,只要物质和状态相同,比热容就 .
(4)水的比热容较大的应用
(5)水的比热容:c水=4.2×103 J/(kg·℃).它表示的物理意义是1 kg的水温度升高(或降低)1 ℃时,吸收(或放出)的热量是4.2×103 J.
2.热量的计算:
【清单04】热机
1.热机
(1)定义:热机是热力发动机的简称,它是将燃料燃烧产生的高温、高压燃气的 转化为 的
装置.
(2)能量转化关系:燃料燃烧时, 转化为 ,热机对外做功时 转化为 .
(3)内燃机:燃料直接在发动机汽缸内燃烧产生动力的热机,内燃机分为汽油机和柴油机两大类.
2.四冲程汽油机的工作循环:吸气、压缩、做功和排气.
【清单05】燃料的热值
1.燃料的热值
(1)热值:某种燃料 放出的热量与燃料的质量之比,叫做这种燃料的热值.
(2)物理意义:热值是燃料的一种属性,在数值上等于 kg某种燃料完全燃烧放出的热量,用
符号q表示.单位是焦耳每千克,符号是 .对于气体燃料,人们通常采用焦耳每立方米作为热值单位,符号为J/m3.
(3)热值的相关计算:
2.热机的效率
(1)定义:用来做 的那部分能量与 的能量之比,叫做热机的效率,用η表示.
(2)公式: η= ×100%(或η= ×100%).
(3)提高燃料利用率的措施:
a.让燃料燃烧更充分 b.减少各种能量损失
c.设法利用废气带走的能量
【考点题型一】探究影响动能大小因素
【例1】(25-26九上·江苏常州金坛区·期中)如图所示是某小组“探究影响动能大小的因素”的实验装置图。木块的碰撞面上粘贴海绵片,木块上、下表面粗糙程度不同(上表面更粗糙).钢球的质量,图示高度。让钢球从斜面上滑下,撞击水平木板上的静止木块。
(1)木块的碰撞面上粘贴海绵片的作用是可使钢球与木块碰撞后 。
(2)实验中,探究的动能是指_____。(填写选项前的字母)
A.钢球撞击木块前的动能 B.木块被钢球撞击时的动能
(3)由甲、乙两次实验,得出实验结论: ,物体的动能越大。
(4)甲、丙两次实验,让不同质量的钢球从同一斜面 由静止开始滚下,目的是使两球运动到水平面时的速度相同。
(5)某同学在做丙实验时发现小木块被撞后滑出木板,如何改进呢?三位同学展开了讨论:
小明建议换用表面粗糙程度相同但长度更长的木板重新做对比实验。
小华建议换用木块上表面作为与木板的接触面重新做对比实验。
小红建议换用质量比前两次较小的钢球重新做对比实验。
上述建议中有 (1/2/3)个人的建议是可行的。
(6)甲、乙两次实验中木块克服摩擦力做功分别为和,则 。
(7)实验后,同学们联想到在交通事故中,造成安全隐患的因素有汽车的“超载”与“超速”,进一步想知道,在影响物体动能大小的因素中,哪个对动能影响更大,在老师的帮助下,他们利用实验器材进行了精确测定,得到数据如表:
实验序号
钢球的质量m/g
钢球到水平面的速度v/(cm/s)
木块被撞后运动的距离
1
30
2
4
2
30
4
16
3
60
2
8
分析表中数据可以推测,物体的动能大小除了与质量成正比,也与 成正比。所以, (速度/质量)对物体的动能影响更大,发生交通事故时,造成的危害更严重。
【方法总结】实验中用木块被撞击距离的远近来表示小球撞击前具有动能的大小。让不同质量的钢球从同一斜面相同高度由静止开始滚下,目的是使两球运动到水平面时的速度相同。影响动能大小的因素有两个:物体的质量和物体的速度。
【考点题型二】探究影响重力势能大小的因素
【例2】(25-26九上·江苏常州·期中)同学们在探究“重力势能的大小与哪些因素有关”时,把小桌放在平整的沙面上,让重物从高处落下,撞击桌面的中心部位,使桌腿陷入沙子,如图所示为实验过程中的有关情境。
(1)本实验探究的是 (重物/小桌)的重力势能;
(2)实验中通过 来判断物体重力势能的大小,这种研究方法叫 法;
(3)实验中可能出现桌脚陷入沙子中的深度不明显或桌脚陷入沙子中的深度差不明显的现象,针对这些现象,下列做法中最不具有操作性的是______;
A.增大重物下落的高度
B.增大前后两次实验重物的质量差
C.测量前后两次桌脚陷入沙面的深度h(如图丁所示)
D.每次实验前都松动沙子、平整沙面
(4)比较甲、乙两实验,可得结论: ,重力势能越大,若要探究重力势能与质量的关系,应比较 两实验;
(5)小明想用以上器材探究“动能的大小与哪些因素有关”,他的设想 (可行/不可行)。
【方法总结】实验中通过比较桌腿进入沙子的深浅来比较重力势能的大小的,桌腿进入沙堆越深说明物体做的功越多,它原来具有的重力势能越大,运用了转换法。影响重力势能大小的两个因素:物体质量和物体所在的高度。
【考点题型三】动能和重力势能大小的判断
【例3】(25-26九上·江苏盐城亭湖区·期中)大课间我们训练立定跳远时,蹬地起跳,当脚离开地面后,人在上升过程中( )
A.动能变大,重力势能变大 B.动能变小,重力势能变小
C.动能变小,重力势能变大 D.动能变大,重力势能变小
【方法总结】匀速:速度不变。上升:高度增加。物体质量改变时,动能和重力势能都改变。
【考点题型四】内能判断
【例4】 (21-22九上·福建厦门外国语学校石狮分校·期中)关于内能的概念,下列说法中正确的是( )
A.炽热的铁水具有内能,冰冷的冰块不具有内能
B.在空气中飞行的铅球具有动能,不具有内能
C.一切物体都具有内能,但不一定具有机械能
D.温度低的物体具有的内能少,温度高的物体具有的内能多
【方法总结】内能是分子动能和分子势能的总和。一切物体都有内能。
【考点题型五】热传递改变内能现象判断
【例5】(25-26九年级上·全国·单元测试)如图所示的实例中,通过热传递的方式使物体内能减少的是( )
A.锻打铁 B.用暖手宝取暖
C.烧水 D.在饮料中加冰块
【方法总结】热传递实质是能量的转移。热传递的方向:高温物体(高温部分)向低温物体(低温部分)传递热量。
【考点题型六】探究不同物质吸热能力实验
【例6】(2025·江苏省南京市·调研)在探究“不同物质吸热升温现象”的实验中,取质量和初温都相同的A、B两种液体,分别装入相同烧杯中,用相同的加热器加热,如图甲所示。
(1)图乙为某时刻的温度,其示数为 ℃。
(2)分析图丙可知,吸收相同热量, 液体升温更高; 液体更适合作汽车发动机的冷却液。
(3)若A、B液体从图丙所示的初温分别升高到40℃和35℃,吸收热量之比为,则A、B液体的比热容之比为 。
【方法总结】实验时:加热相同的时间,表示两液体吸收的热量相同。比较不同物质吸热能力有两种方法:质量和吸收热量相同,比较温度变化量,温度变化量小的物质吸热能力强。质量和温度变化量相同时,比较吸收热量多少,吸收热量多的物质吸热能力强。
【考点题型七】热量计算
【例7】(25-26九年级上·江苏扬州·期中)质量均为50kg的水和某液体在相同时间内放出的热量相等,它们的温度随时间变化的关系如图所示,8min内两种液体放出的热量之比为 ,0~16min水放出的热量为 ,某液体的比热容为 J/(kg·℃)。[c水=4.2×103J/(kg·℃)]
【方法总结】要清楚热量计算的关系式:
【考点题型八】比热容比值计算
【例8】(25-26九上·福建泉州一中、厦外石狮分校、泉港一中、德化一中四校联盟·期中)甲、乙两物体的比热容之比为,甲的质量是乙质量的两倍,若它们吸收相等的热量,则甲、乙两物体升高温度之比为( )
A. B. C. D.
【方法总结】比值计算首先要用关系式替换比较量,然后整理成已知比值的形式,最后代入已知比值,整理计算结果。
【考点题型九】热传递方向和比热容公式综合应用
【例9】(25-26九上·福建厦门第一中学·期中)已知铝的比热容约是铁的两倍,质量相等的铝球和铁球,放出相同的热量后接触在一起,则( )
A.内能从铝球传给铁球
B.热量从铝球传给铁球
C.温度从铁球传给铝球
D.无法判断
【方法总结】首先利用公式的推导关系式判断出末温大小关系,然后根据热传递的方向:高温物体(高温部分)向低温物体(低温部分)传递热量进行判断。
【考点题型十】水的比热容比较大的应用
【例10】(25-26九上·重庆西南大学附属中学校·月考)如图所示,是我国古代的取暖用具——黑漆描金手炉。在手炉中装满热水后,便可抱在怀中取暖,这是利用了“水的比热容大”这一特性,以下事例中与这一特性无关的是( )
A.沿海地区的昼夜温差比内陆地区小
B.冬天,暖气设备用热水供暖
C.汽车发动机用水作冷却液
D.夏天,洒水车给路面洒水降温
【方法总结】因为水的比热容大,由得,相同质量的水和砂石比较,在吸收或放出相同热量时,水的温度变化小,即内陆地区温差比沿海地区大。因为水的比热容较大,由得,相同质量的水和其它物质比较,升高相同的温度,水吸收的热量多。
【考点题型十一】做功改变内能的现象判断
【例11】(25-26九上·江苏盐城亭湖区·期中)如图所示,试管内的水加热后,塞子飞出,同时管口出现了“白雾”,塞子飞出过程( )
A.试管内气体温度升高 B.试管内气体对外做功
C.试管内气体内能增加 D.试管口白雾是水蒸气
【方法总结】做功改变内能的实质是能量的转化。气体对外做功,内能减小,外界对气体做功,内能增加。
【考点题型十二】热值定义判断
【例12】(25-26九上·福建福州仓山区·期中)由热值的定义可知,热值,那么( )
A.热值的大小与Q成正比
B.烧1kg煤一定比烧1kg干木柴放出热量多
C.热值的大小与m成反比
D.热值大小与Q、m无关,由燃料种类决定
【方法总结】热值的定义可知,热值,但是热值大小与Q、m无关,由燃料种类决定。
【考点题型十三】热值小计算
【例13】(25-26九上·四川宜宾第二中学校·期中)合理分类和利用垃圾可以变废为宝。在一定条件下,1t垃圾能“榨”出170kg燃料油,则这些燃料油的一半完全燃烧释放出的热量为 J,剩余燃料油的热值 (选填“变大”“变小”或“不变”)。(燃料油的热值为)
【方法总结】热值相关计算关系式: 或 ,要根据热值单位选用合适关系式。
【考点题型十四】探究不同燃料热值实验
【例14】(25-26九上·江苏连云港·期中)在“比较质量相等的不同燃料燃烧放出的热量”的探究实验中,为了保证实验结论的可靠性,小明组装如图两套完全相同的实验装置。(假设燃料燃烧时均匀放热)
(1)实验中要控制 相等(选填“两种燃料的质量”、“两杯水的质量”或“两种燃料的质量和两杯水的质量”);
(2)实验中是利用 来表示两种不同燃料燃烧放出热量的多少。这种科学研究方法是 ;
(3)小明认为等燃料完全燃烧完所等待的时间过长,可以在燃烧时就进行读数比较,小华认为这样做不可以,小华不认同小明观点的理由是 ;
(4)如果不计热损失,根据实验,小明记录燃料点燃直至完全燃尽时的数据,绘制了烧杯内水的温度随时间变化的图象。如图丙所示,则两种燃料的热值之比为 。
【方法总结】为了比较不同燃料热值的大小,应选择燃料不同、其他完全相同的装置,故需要控制两种燃料的质量和两杯水的质量相同。质量相同的水,温度变化越大,说明吸收热量越多,所以实验中通过水温升高的多少来表示不同燃料燃烧放出热量的多少,用到转换法。
【考点题型十五】热机冲程判断
【例15】(25-26九上·江苏无锡经开区·期中)如图所示是四冲程汽油机工作过程的原理图,其中做功冲程的图是( )
A. B.
C. D.
【方法总结】汽油机四个冲程特点:气门一开一闭,活塞向下运动,是吸气冲程。进气门和排气门都关闭,活塞向上运动,是压缩冲程。进气门和排气门都关闭,火花塞点火,活塞向下运动,是做功冲程。气门一开一闭,活塞向上运动,是排气冲程。
学科网(北京)股份有限公1 / 1
学科网(北京)股份有限公司
学科网(北京)股份有限公司
学科网(北京)股份有限公司
$
专题02 机械能和内能
【清单01】机械能及其转化
1.能量:一个物体能够对外做功,我们就说这个物体具有能量.
2.动能
(1)定义:物体由于运动而具有的能,叫做动能.
(2)影响因素:物体动能的大小与物体的速度和质量有关,速度越大,质量越大,物体所具有的动能就越大.
3.势能
(1)常见的两种势能:重力势能和弹性势能.
4.机械能
(1)定义:在物理学中,动能和势能统称为机械能
(2)能量转化:动能和势能之间可以相互转化.
(3)机械能守恒:在只有动能和势能相互转化的过程中,机械能的总和保持不变.
【清单02】内能
1.定义:在物理学中,我们把物体内所有分子动能和分子势能的总和叫做物体的内能.
2.特点:一切物体任何时候都具有内能.
3.分子动能:构成物质的分子在不停地做热运动,温度越高,分子无规则运动越剧烈,分子动能就越大.
4.分子势能:由于分子之间存在类似弹簧形变时的相互作用力,所以分子也具有势能,这种势能叫做分子势能.
5.影响因素:
(1)温度:同一物体温度越高,内能越大;温度降低时,内能减小.
(2)质量:在温度相同、物态相同的情况下,质量大的物体内能大.
6.改变物体内能的方式:做功和热传递.
7.热量
在热传递过程中,传递能量的多少叫做热量,用符号Q表示,单位是焦耳(J).
【清单03】 比热容
1.比热容
(1)定义:一定质量的某种物质,在温度升高时所吸收的热量与它的质量和升高的温度的乘积之比,叫做这种物质的比热容,用符号c表示.单位是焦每千克摄氏度,符号是J/(kg·℃).
(2)物理意义:比热容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,它是物质的一种物理属性.
(3)特性:比热容是物质的一种物理属性,它不随物质的体积、质量、形状、位置、温度的改变而改变,只要物质和状态相同,比热容就相同.
(4)水的比热容较大的应用
(5)水的比热容:c水=4.2×103 J/(kg·℃).它表示的物理意义是1 kg的水温度升高(或降低)1 ℃时,吸收(或放出)的热量是4.2×103 J.
2.热量的计算:
【清单04】热机
1.热机
(1)定义:热机是热力发动机的简称,它是将燃料燃烧产生的高温、高压燃气的内能 转化为机械能的
装置.
(2)能量转化关系:燃料燃烧时,化学能转化为内能,热机对外做功时内能转化为机械能.
(3)内燃机:燃料直接在发动机汽缸内燃烧产生动力的热机,内燃机分为汽油机和柴油机两大类.
2.四冲程汽油机的工作循环:吸气、压缩、做功和排气.
【清单05】燃料的热值
1.燃料的热值
(1)热值:某种燃料完全燃烧放出的热量与燃料的质量之比,叫做这种燃料的热值.
(2)物理意义:热值是燃料的一种属性,在数值上等于1 kg某种燃料完全燃烧放出的热量,用
符号q表示.单位是焦耳每千克,符号是J/kg.对于气体燃料,人们通常采用焦耳每立方米作为热值单位,符号为J/m3.
(3)热值的相关计算:
2.热机的效率
(1)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,用η表示.
(2)公式: η= ×100%(或η= ×100%).
(3)提高燃料利用率的措施:
a.让燃料燃烧更充分 b.减少各种能量损失
c.设法利用废气带走的能量
【考点题型一】探究影响动能大小因素
【例1】(25-26九上·江苏常州金坛区·期中)如图所示是某小组“探究影响动能大小的因素”的实验装置图。木块的碰撞面上粘贴海绵片,木块上、下表面粗糙程度不同(上表面更粗糙).钢球的质量,图示高度。让钢球从斜面上滑下,撞击水平木板上的静止木块。
(1)木块的碰撞面上粘贴海绵片的作用是可使钢球与木块碰撞后 。
(2)实验中,探究的动能是指_____。(填写选项前的字母)
A.钢球撞击木块前的动能 B.木块被钢球撞击时的动能
(3)由甲、乙两次实验,得出实验结论: ,物体的动能越大。
(4)甲、丙两次实验,让不同质量的钢球从同一斜面 由静止开始滚下,目的是使两球运动到水平面时的速度相同。
(5)某同学在做丙实验时发现小木块被撞后滑出木板,如何改进呢?三位同学展开了讨论:
小明建议换用表面粗糙程度相同但长度更长的木板重新做对比实验。
小华建议换用木块上表面作为与木板的接触面重新做对比实验。
小红建议换用质量比前两次较小的钢球重新做对比实验。
上述建议中有 (1/2/3)个人的建议是可行的。
(6)甲、乙两次实验中木块克服摩擦力做功分别为和,则 。
(7)实验后,同学们联想到在交通事故中,造成安全隐患的因素有汽车的“超载”与“超速”,进一步想知道,在影响物体动能大小的因素中,哪个对动能影响更大,在老师的帮助下,他们利用实验器材进行了精确测定,得到数据如表:
实验序号
钢球的质量m/g
钢球到水平面的速度v/(cm/s)
木块被撞后运动的距离
1
30
2
4
2
30
4
16
3
60
2
8
分析表中数据可以推测,物体的动能大小除了与质量成正比,也与 成正比。所以, (速度/质量)对物体的动能影响更大,发生交通事故时,造成的危害更严重。
【答案】(1)一起运动
(2)A
(3)质量相同时,速度越大
(4)同一高度
(5)2
(6)>
(7) 速度的平方 速度
【详解】(1)实验中在木块的碰撞面上粘贴海绵片,可使钢球与木块在碰撞后一起运动。因为海绵片有一定的缓冲、粘连作用,能让钢球和木块碰撞后结合在一起。
(2)由题意可知,实验中用木块被撞击距离的远近来表示小球撞击前具有动能的大小,故A符合题意,B不符合题意。
故选A。
(3)由甲、乙两图可知:让质量相同的钢球从斜面的不同高度滚下,两球到达水平面时速度不相等,因此可以通过甲、乙探究物体动能与物体速度的关系,且物体的速度越大,撞击木块移动的距离越远,小球具有的动能越大,因此可得结论为:物体的质量一定时,速度越大,动能越大。
(4)甲、丙两次实验,钢球的质量不同,要探究动能大小与质量之间的关系,需要控制速度相同,所以让不同质量的钢球从同一斜面相同高度由静止开始滚下,目的是使两球运动到水平面时的速度相同。
(5)小明同学更换表面粗糙程度相同,更长的木板,相当于延长了路程,可以观察木块实际移动的距离,建议可行;小华同学换用木块上表面作为与木板的接触面重新做对比实验,木块表面的粗糙程度改变了,增大了摩擦力,存在两个变量了,建议不可行;小红同学换用质量比前两次较小的钢球重新做对比实验,质量越小,到达水平面的动能越小,在摩擦力相同时,木块移动的距离更小,方法可行。综上,小明和小红两人的建议是可行的。
(6)因为在同种接触面上,压力不变时,所以甲、乙两次实验木块所受摩擦力大小不变,由图可知,根据做功的公式,可知。
(7)[1][2]实验2与实验l相比,钢球的质量相同,实验2的钢球速度是实验1的2倍,实验2的木块被撞后运动的距离是实验l的4倍;实验3与实验l相比,钢球的速度相同,实验3的钢球的质量是实验1的2倍,实验3的木块被撞后运动的距离才为实验1的2倍。而动能的大小由小木块被撞滑行的距离来体现由此可知,可以推测,物体的动能大小除了与质量成正比,也与速度的平方正正比,且在同等条件下,速度对物体的动能影响更大,当发生交通事故时,由此造成的危害更严重。
【方法总结】实验中用木块被撞击距离的远近来表示小球撞击前具有动能的大小。让不同质量的钢球从同一斜面相同高度由静止开始滚下,目的是使两球运动到水平面时的速度相同。影响动能大小的因素有两个:物体的质量和物体的速度。
【考点题型二】探究影响重力势能大小的因素
【例2】(25-26九上·江苏常州·期中)同学们在探究“重力势能的大小与哪些因素有关”时,把小桌放在平整的沙面上,让重物从高处落下,撞击桌面的中心部位,使桌腿陷入沙子,如图所示为实验过程中的有关情境。
(1)本实验探究的是 (重物/小桌)的重力势能;
(2)实验中通过 来判断物体重力势能的大小,这种研究方法叫 法;
(3)实验中可能出现桌脚陷入沙子中的深度不明显或桌脚陷入沙子中的深度差不明显的现象,针对这些现象,下列做法中最不具有操作性的是______;
A.增大重物下落的高度
B.增大前后两次实验重物的质量差
C.测量前后两次桌脚陷入沙面的深度h(如图丁所示)
D.每次实验前都松动沙子、平整沙面
(4)比较甲、乙两实验,可得结论: ,重力势能越大,若要探究重力势能与质量的关系,应比较 两实验;
(5)小明想用以上器材探究“动能的大小与哪些因素有关”,他的设想 (可行/不可行)。
【答案】(1)重物
(2) 桌脚陷入沙子中的深度 转换
(3)C
(4) 质量相等,物体的高度越高 乙、丙
(5)可行
【详解】(1)实验中,让重物从高处落下,撞击桌面的中心部位,桌腿陷入沙子,在探究重力势能的大小与哪些因素有关实验中,所以探究的是重物的重力势能。
(2)[1][2]实验中通过比较桌腿进入沙子的深浅来比较重力势能的大小的,桌腿进入沙堆越深说明物体做的功越多,它原来具有的重力势能越大,运用了转换法。
(3)实验中可能出现桌脚陷入沙子中的深度不明显或桌脚陷入沙子中的深度差不明显的现象,增大重物下落的高度,可以改变脚陷入沙子中的深度;增大前后两次实验重物的质量差,可以改变脚陷入沙子中的深度;每次实验前都松动沙子、平整沙面,能保证实验初始条件一致,且桌脚更易下陷,让下陷现象更易观察。而测量前后两次桌脚陷入沙面的深度h,不可以改变脚陷入沙子中的深度,所以最不具有操作性的是C。
故选C。
(4)[1]比较甲、乙两图,物体的质量相同,乙图中物体的高度较大,桌腿进入沙子较深,说明它的重力势能较大,可以得到物体的质量相同时,所在高度越高,重力势能越大。
[2]要想探究重力势能与质量的关系,保持物体的高度相同,改变物体的质量,所以应比较乙、丙两实验。
(5)动能的大小与质量和速度有关,该实验装置中,可让不同质量的重物从同一高度落下,保证撞击速度相同,或同一重物从不同高度落下,改变撞击速度,通过小桌下陷深度反映重物撞击小桌时动能大小,因此设想可行。
【方法总结】实验中通过比较桌腿进入沙子的深浅来比较重力势能的大小的,桌腿进入沙堆越深说明物体做的功越多,它原来具有的重力势能越大,运用了转换法。影响重力势能大小的两个因素:物体质量和物体所在的高度。
【考点题型三】动能和重力势能大小的判断
【例3】(25-26九上·江苏盐城亭湖区·期中)大课间我们训练立定跳远时,蹬地起跳,当脚离开地面后,人在上升过程中( )
A.动能变大,重力势能变大 B.动能变小,重力势能变小
C.动能变小,重力势能变大 D.动能变大,重力势能变小
【答案】C
【详解】影响动能的因素是质量和速度,影响重力势能的因素是质量和高度,人在上升过程中,质量不变,速度变小,动能变小;质量不变,高度变大,重力势能变大,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
【方法总结】匀速:速度不变。上升:高度增加。物体质量改变时,动能和重力势能都改变。
【考点题型四】内能判断
【例4】 (21-22九上·福建厦门外国语学校石狮分校·期中)关于内能的概念,下列说法中正确的是( )
A.炽热的铁水具有内能,冰冷的冰块不具有内能
B.在空气中飞行的铅球具有动能,不具有内能
C.一切物体都具有内能,但不一定具有机械能
D.温度低的物体具有的内能少,温度高的物体具有的内能多
【答案】C
【详解】AB.一切物体都有内能,冰冷的冰块和运动的铅球都具有内能,故AB错误;
C.一切物体都具有内能,但不一定具有机械能,比如:静止在水平地面上的物体有内能,没有机械能,故C正确;
D.内能的大小与温度、质量和状态有关,故温度低的物体具有的内能不一定少,温度高的物体具有的内能不一定多,故D错误。
故选C。
【方法总结】内能是分子动能和分子势能的总和。一切物体都有内能。
【考点题型五】热传递改变内能现象判断
【例5】(25-26九年级上·全国·单元测试)如图所示的实例中,通过热传递的方式使物体内能减少的是( )
A.锻打铁 B.用暖手宝取暖
C.烧水 D.在饮料中加冰块
【答案】D
【详解】A.锻打铁,对铁做功,铁的内能增加,故A不符合题意;
B.用暖手宝取暖,通过热传递的方式使手的内能增加,故B不符合题意;
C.烧水时,通过热传递的方式使水的内能增加,故C不符合题意;
D.在饮料中加冰块,饮料的内能转移给冰块,饮料内能减少,温度降低,故D符合题意。
故选D。
【方法总结】热传递实质是能量的转移。热传递的方向:高温物体(高温部分)向低温物体(低温部分)传递热量。
【考点题型六】探究不同物质吸热能力实验
【例6】(2025·江苏省南京市·调研)在探究“不同物质吸热升温现象”的实验中,取质量和初温都相同的A、B两种液体,分别装入相同烧杯中,用相同的加热器加热,如图甲所示。
(1)图乙为某时刻的温度,其示数为 ℃。
(2)分析图丙可知,吸收相同热量, 液体升温更高; 液体更适合作汽车发动机的冷却液。
(3)若A、B液体从图丙所示的初温分别升高到40℃和35℃,吸收热量之比为,则A、B液体的比热容之比为 。
【答案】(1)39
(2) B A
(3)
【详解】(1)图乙中温度计的分度值为1℃,示数为39℃。
(2)[1]由图丙可知,加热相同的时间,表示两液体吸收的热量相同,B液体升温更高。
[2]根据,相同质量的A、B两种物质,升高相同的温度,A吸热多,冷却效果好,即A的吸热能力强,比热容大,A液体更适合作汽车发动机的冷却液。
(3)若A、B液体从图丙所示的初温分别升高到40℃和35℃,升高的温度分别为20℃和15℃,吸收热量之比为,则A、B液体的比热容之比为
【方法总结】实验时:加热相同的时间,表示两液体吸收的热量相同。比较不同物质吸热能力有两种方法:质量和吸收热量相同,比较温度变化量,温度变化量小的物质吸热能力强。质量和温度变化量相同时,比较吸收热量多少,吸收热量多的物质吸热能力强。
【考点题型七】热量计算
【例7】(25-26九年级上·江苏扬州·期中)质量均为50kg的水和某液体在相同时间内放出的热量相等,它们的温度随时间变化的关系如图所示,8min内两种液体放出的热量之比为 ,0~16min水放出的热量为 ,某液体的比热容为 J/(kg·℃)。[c水=4.2×103J/(kg·℃)]
【答案】 1:1 8.4×106J 2.1×103
【详解】[1]水和某液体在相同时间内放出的热量相等,所以8min内两种液体放出的热量相同,所以8min内两种液体放出的热量之比为1:1。
[2]0~16min水放出的热量为
[3]0~8min水放出的热量为
0~8min液体放出的热量为
由得,某液体的比热容为
【方法总结】要清楚热量计算的关系式:
【考点题型八】比热容比值计算
【例8】(25-26九上·福建泉州一中、厦外石狮分校、泉港一中、德化一中四校联盟·期中)甲、乙两物体的比热容之比为,甲的质量是乙质量的两倍,若它们吸收相等的热量,则甲、乙两物体升高温度之比为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】由题知,c甲:c乙=2:3,m甲:m乙=2:1,吸收相等的热量,故Q甲=Q乙,又因为,故,,故,甲、乙两物体升高温度之比为
故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
【方法总结】比值计算首先要用关系式替换比较量,然后整理成已知比值的形式,最后代入已知比值,整理计算结果。
【考点题型九】热传递方向和比热容公式综合应用
【例9】(25-26九上·福建厦门第一中学·期中)已知铝的比热容约是铁的两倍,质量相等的铝球和铁球,放出相同的热量后接触在一起,则( )
A.内能从铝球传给铁球
B.热量从铝球传给铁球
C.温度从铁球传给铝球
D.无法判断
【答案】D
【详解】由公式可知,因铁球和铝球的质量以及放出的热量相同,铁的比热容小于铝的比热容,所以铝球降低的温度小于铁球降低的温度 。由于初温未知,所以无法比较它们放出相同热量后的末态温度,也就无法判断热量传递的方向。故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
【方法总结】首先利用公式的推导关系式判断出末温大小关系,然后根据热传递的方向:高温物体(高温部分)向低温物体(低温部分)传递热量进行判断。
【考点题型十】水的比热容比较大的应用
【例10】(25-26九上·重庆西南大学附属中学校·月考)如图所示,是我国古代的取暖用具——黑漆描金手炉。在手炉中装满热水后,便可抱在怀中取暖,这是利用了“水的比热容大”这一特性,以下事例中与这一特性无关的是( )
A.沿海地区的昼夜温差比内陆地区小
B.冬天,暖气设备用热水供暖
C.汽车发动机用水作冷却液
D.夏天,洒水车给路面洒水降温
【答案】D
【详解】A.因为水的比热容大,由得,相同质量的水和砂石比较,在吸收或放出相同热量时,水的温度变化小,即内陆地区温差比沿海地区大,故A不符合题意;
B.因为水的比热容较大,由得,相同质量的水和其它物质比较,降低相同的温度,水放出的热量多,故B不符合题意;
C.因为水的比热容较大,由得,相同质量的水和其它物质比较,升高相同的温度,水吸收的热量多,故C不符合题意;
D.给地板洒水降温是利用了蒸发吸热,与比热容无关,故D符合题意。
故选D。
【方法总结】因为水的比热容大,由得,相同质量的水和砂石比较,在吸收或放出相同热量时,水的温度变化小,即内陆地区温差比沿海地区大。因为水的比热容较大,由得,相同质量的水和其它物质比较,升高相同的温度,水吸收的热量多。
【考点题型十一】做功改变内能的现象判断
【例11】(25-26九上·江苏盐城亭湖区·期中)如图所示,试管内的水加热后,塞子飞出,同时管口出现了“白雾”,塞子飞出过程( )
A.试管内气体温度升高 B.试管内气体对外做功
C.试管内气体内能增加 D.试管口白雾是水蒸气
【答案】B
【详解】试管口出现的“白雾”是水蒸气遇冷液化而成的小液滴,该过程中,水蒸气对外做功,内能减小,温度降低,水蒸气的内能转化为塞子的机械能,故B正确,ACD错误。
故选B。
【方法总结】做功改变内能的实质是能量的转化。气体对外做功,内能减小,外界对气体做功,内能增加。
【考点题型十二】热值定义判断
【例12】(25-26九上·福建福州仓山区·期中)由热值的定义可知,热值,那么( )
A.热值的大小与Q成正比
B.烧1kg煤一定比烧1kg干木柴放出热量多
C.热值的大小与m成反比
D.热值大小与Q、m无关,由燃料种类决定
【答案】D
【详解】热值是燃料的一种特性,其大小只与燃料的种类有关,与燃料的质量、是否燃烧、燃烧是否充分、放热的多少等均无关。由于不知道煤和干木材的质量大小以及是否完全燃烧,故无法比较两种燃料放出热量的多少。故D正确,ABC错误。
故选D。
【方法总结】热值的定义可知,热值,但是热值大小与Q、m无关,由燃料种类决定。
【考点题型十三】热值小计算
【例13】(25-26九上·四川宜宾第二中学校·期中)合理分类和利用垃圾可以变废为宝。在一定条件下,1t垃圾能“榨”出170kg燃料油,则这些燃料油的一半完全燃烧释放出的热量为 J,剩余燃料油的热值 (选填“变大”“变小”或“不变”)。(燃料油的热值为)
【答案】 不变
【详解】[1]这些燃料油的一半完全燃烧释放出的热量为
[2]因为燃料的热值是燃料的属性,只与燃料的种类有关,不随燃料质量的改变而改变,所以燃料油的质量变少后,剩余燃料油的热值不变。
【方法总结】热值相关计算关系式: 或 ,要根据热值单位选用合适关系式。
【考点题型十四】探究不同燃料热值实验
【例14】(25-26九上·江苏连云港·期中)在“比较质量相等的不同燃料燃烧放出的热量”的探究实验中,为了保证实验结论的可靠性,小明组装如图两套完全相同的实验装置。(假设燃料燃烧时均匀放热)
(1)实验中要控制 相等(选填“两种燃料的质量”、“两杯水的质量”或“两种燃料的质量和两杯水的质量”);
(2)实验中是利用 来表示两种不同燃料燃烧放出热量的多少。这种科学研究方法是 ;
(3)小明认为等燃料完全燃烧完所等待的时间过长,可以在燃烧时就进行读数比较,小华认为这样做不可以,小华不认同小明观点的理由是 ;
(4)如果不计热损失,根据实验,小明记录燃料点燃直至完全燃尽时的数据,绘制了烧杯内水的温度随时间变化的图象。如图丙所示,则两种燃料的热值之比为 。
【答案】(1)两种燃料的质量和两杯水的质量
(2) 水升高的温度 转换法
(3)见解析
(4)8∶3
【详解】(1)为了比较不同燃料热值的大小,应选择燃料不同、其他完全相同的装置,故需要控制两种燃料的质量和两杯水的质量相同。
(2)[1][2]质量相同的水,温度变化越大,说明吸收热量越多,所以实验中通过水温升高的多少来表示不同燃料燃烧放出热量的多少,用到转换法。
(3)小华不认同小明观点,因为在相同的时间内燃烧的燃料质量不一定相等,即没有控制燃烧的燃料质量相等。
(4)由图像可知,燃料1用5min时间让水从20℃升高到100℃,则水吸收的热量
燃料1用了10min才燃烧完,且5min后水沸腾,则整个过程中水吸收的热量
不考虑热损失,则燃料1燃烧放出的热量
对于燃料2来说,燃料2用15min时间让水从20℃升高到80℃,不考虑热损失,则燃料2燃烧放出的热量
两种燃料热值之比为
【方法总结】为了比较不同燃料热值的大小,应选择燃料不同、其他完全相同的装置,故需要控制两种燃料的质量和两杯水的质量相同。质量相同的水,温度变化越大,说明吸收热量越多,所以实验中通过水温升高的多少来表示不同燃料燃烧放出热量的多少,用到转换法。
【考点题型十五】热机冲程判断
【例15】(25-26九上·江苏无锡经开区·期中)如图所示是四冲程汽油机工作过程的原理图,其中做功冲程的图是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】 A.图中气门一开一闭,活塞向上运动,是排气冲程,故A不符合题意;
B.图中气门一开一闭,活塞向下运动,是吸气冲程,故B不符合题意;
C.图中进气门和排气门都关闭,火花塞点火,活塞向下运动,是做功冲程,故C符合题意;
D.图中进气门和排气门都关闭,活塞向上运动,是压缩冲程,故D不符合题意。
故选C。
【方法总结】汽油机四个冲程特点:气门一开一闭,活塞向下运动,是吸气冲程。进气门和排气门都关闭,活塞向上运动,是压缩冲程。进气门和排气门都关闭,火花塞点火,活塞向下运动,是做功冲程。气门一开一闭,活塞向上运动,是排气冲程。
学科网(北京)股份有限公1 / 1
学科网(北京)股份有限公司
学科网(北京)股份有限公司
学科网(北京)股份有限公司
$