内容正文:
专题01 物态变化&内能与热机&简单电路(期末复习讲义)
核心考点
复习目标
考情规律
六种物态变化对应转化
能用物态变化知识解释自然现象
基础概念多以选择题、填空题考查,难度较低
物态变化的吸放热特点
能判断生活中的物态变化类型
图像分析是高频考点,常出选择题或实验题
晶体与非晶体
会区分晶体与非晶体
实验题多考查 “探究晶体熔化规律”
汽化的两种形式
知道沸腾条件和蒸发快慢因素
结合生活场景或自然现象考查应用能力
内能的定义及影响因素
准确判断改变内能的方式
基础概念多以选择题、填空题考查,难度较低
改变内能的两种方式
能区分热传递与做功改变内能
结日常考查实际应用
比热容的概念及热量计算
理解比热容的物理意义,会用热量公式解决简单计算问题
热量计算常结合生活场景出现在计算题中,需注意单位统一
热机的四冲程计热值和热机效率的计算
掌握热机四冲程的工作过程,能判断各冲程的能量转化
热机四冲程辨析是高频考点,常结合示意图考查冲程判断与能量转化
电路与三种电路的判断
会简化电路判连接方式
反复考电表测量对象、通断/短路区别等易混点
知识点01 温度及其测量
1、温度计的原理:温度计是根据液体的热胀冷缩原理制成的。
2、正确使用温度计要注意以下几点
(1)使用前,应认清温度计的量程和分度值。
(2)测量前先估测被测物体的温度,选择量程合适的温度计。决不能让被测物体的温度超过温度计的量程。如果被测物体的温度过高,温度计里的液体可能将温度计涨裂;如果被测物体的温度过低,则测不出其温度值。
(3)在拿温度计时,要拿住温度计的上部,不可让手触及温度计的玻璃泡。
(4)用温度计测量液体温度时,温度计的玻璃泡应该全部浸入被测液体中,且不要碰到容器底或侧壁。
(5)温度计的玻璃泡完全浸入液体中后要稍微等一会,待温度计的示数稳定后再读数,读数时,温度计的玻璃泡要继续留在液体中,视线要与温度计中液柱的液面相平。
(6)记录温度值时,不用进行估读,但不要漏写或错写单位,零摄氏度以下的温度不要忘记负号。
3、体温计的使用
(1)体温计在使用前,应用力往下甩几下,让直管内的水银流回玻璃泡内,然后再进行测量。这是因为体温计在正常使用时,示数只升不降,当人体的温度高于体温计原示数时,体温计的示数上升,此时能测量出人体的实际温度。但是,当人体温度低于体温计原示数时,因为体温计的示数不会下降,显示还是之前的温度,将导致测量值偏高。
(2)读数时,应把体温计从腋下或口腔中拿出来。
(3)体温计的分度值是0.1℃,读数时精确到0.1℃。
知识点02 熔化与凝固
1、熔化
(1)熔化定义:物体从固态变成液态叫熔化。
(2)晶体:有固定熔化温度(熔点)的物体。比如:海波、冰、石英水晶、食盐、明矾、奈、各种金属。
(3)晶体熔化时特点:固液共存,吸收热量,温度不变。
(4)熔点:晶体熔化时的温度。
(5)晶体熔化条件:(1)达到熔点。(2)继续吸热。
(6)非晶体:没有固定熔化温度(熔点)的物体。比如:松香、石蜡玻璃、沥青、蜂蜡。
(7)非晶体熔化时特点:吸收热量,先变软变稀,最后变为液态温度不断上升,熔化过程中温度不断升高。
2、凝固
(1)凝固定义:物质从液态变成固态叫凝固。
(2)晶体凝固时特点:固液共存,放出热量,温度不变。
(3)凝固点:晶体熔化时的温度;同种物质的熔点凝固点相同。
(4)晶体凝固条件:(1)达到凝固点。(2)继续放热。
(5)非晶体凝固时特点:放热,逐渐变稠、变黏、变硬、最后成固体,温度不断降低。
知识点03 汽化与液化
1、汽化
(1)汽化定义:物质从液态变为气态叫汽化。
(2)汽化时需要吸收热量。
(3)汽化方式:蒸发和沸腾。
2、蒸发
(1)蒸发定义:液体在任何温度下都能发生的,并且只在液体表面发生的汽化现象叫蒸发。
(2)影响因素:①液体的温度;②液体的表面积;③液体表面空气的流动。
(3)作用:蒸发吸热(吸外界或自身的热量),具有制冷作用。
3、沸腾
(1)定义:在一定温度下,在液体内部和表面同时发生的剧烈的汽化现象叫沸腾。
(2)沸点:液体沸腾时的温度。
(3)沸腾条件:①达到沸点。②继续吸热
(4)沸点与气压的关系:一切液体的沸点都是气压减小时降低,气压增大时升高。
4、液化
(1)液化定义:物质从气态变为液态叫液化。
(2)液化方法:①降低温度;②压缩体积,如:氢的储存和运输、液化气。
(3)好处:体积缩小便于运输。
(4)液化时需要放出热量。
知识点04 升华与凝华
1、升华
(1)升华定义:物质从固态直接变成气态的过程;升华吸热。
(2)生活中常见的升华现象:碘升华、结冰衣服也干了、干冰升华吸热、樟脑片消失、用久的钨丝灯变黑。
2、凝华
(1)凝华定义:物质从气态直接变成固态的过程,凝华放热。
(2)生活中常见凝华现象:霜和雪的形成、冬天看到树上的“雾凇”、冬天,外界温度极低,窗户内侧可看见“冰花”(室内水蒸气凝华)。
知识点05 水循环与水资源
1、水在自然界有各种形态:云、雾、雨、露、霜、雪、冰、水蒸气等,也就是水在自然界同时以液态、固态和气态存在。
2、水在自然界不断经历着三种状态的循环变化,促使水的三态变化的原因是温度的变化。
3、水的三态变化图
4、破坏和过度开发水资源会给人类带来的危害有:土地沙化,河水污染,河流干涸等。
5、水资源保护
(1)认识世界水情。充分认识全球水资源安全面临的严重威胁与紧迫形势。
(2)认知水的价值。深化自身对水的知识的认知,逐渐构建水友好的价值观。
(3)做好宣传工作。主动积极担当节水宣传工作,普及节水知识,培育社会节水意识。
(4)践行节水行为。以实际行动践行节水生活,切实做到“珍惜水,爱护水”。
知识点06 分子动理论
一、物质的构成
1、物质的构成:常见物质是由大量极其微小的粒子——分子、原子构成的。
2、分子的大小:分子的直径很小,人们通常以10-10m 来量度分子;人们用肉眼甚至光学显微镜都分辨不出它们。只有电子显微镜可以让我们观察到这些微小的粒子。
3、分子间有间隙。
二、分子的热运动
1、扩散现象
(1)定义:不同的物质相互接触时,彼此进入对方的现象叫扩散。扩散现象的实质是分子(原子)的相互渗入。
(2)扩散现象表明:一切物质的分子都在永不停息地做无规则运动,也说明物质的分子间存在间隙。
(3)影响扩散的因素:温度越高,扩散越快(即分子无规则运动跟温度有关,温度越高分子无规则运动越剧烈)。
2、分子热运动:一切物质的分子都在不停地做无规则运动。这种无规则运动叫作分子的热运动。
三、分子间的作用力
1、分子间的作用力:邻近分子间同时存在相互作用的引力和斥力;实际表现出来的是分子引力和斥力的合力,称为分子力;分子间的引力和斥力都跟分子间距离有关系。
(1)固体和液体能保持一定的体积表明分子间存在引力。
(2)分子间的斥力使分子离得很近的固体和液体很难进一步被压缩。
(3)当分子距离很小时,分子间作用力表现为斥力。
(4)当分子间距离稍大时,分子间作用力表现为引力,如果分子相距很远,分子间作用力就变得十分微弱,可以忽略。
四、分子动理论的基本观点
1、常见的物质是由大量的分子、原子构成的。
2、一切物质的分子都在不停地做无规则的运动。
3、分子之间存在着相互作用的引力和斥力。
4、温度越高分子运动得越剧烈。
知识点07 内能
一、内能的概念
1、分子动能和分子势能
(1)分子动能:分子在永不停息地做着无规则的热运动。物体内大量分子做无规则热运动所具有的能量称为分子动能。物体的温度越高,分子运动得越快,它们的动能越大。
(2)由于分子之间具有一定的距离,也具有一定的作用力,因而分子具有势能,称为分子势能。分子间距发生变化时,物体的体积也会变,所以分子势能与物体的体积有关。
2、内能:物体内部所有分子的分子动能与分子势能的总和,叫做物体的内能;内能的单位是焦耳,简称焦,符号J。
3、影响物体内能大小的因素
(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。在质量一定时,物体的体积越大,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。
特别提醒:任何温度下物体的内能都不可能为0,温度越高,物体的内能越大,不要以为温度为0的时候物体就没有内能了。
二、热传递改变物体的内能
1、条件:两个物体之间或同一个物体的不同部分存在温度差。
2、过程:高温物体放出热量,温度降低,内能减少,低温物体吸收热量,温度升高,内能增加。
3、结果:温度相同。
4、实质:内能的转移。能量的形式没有改变。
三、做功改变物体的内能:做功可以改变物体的内能,当外界对物体做功时,物体的内能增大,当物体对外界做功时,物体的内能就会减小。
四、温度、热量与内能的关系
1、内能和温度的关系
(1)物体内能的变化,不一定引起温度的变化,这是由于物体内能变化的同时,有可能发生物态变化; 如晶体的熔化和凝固过程,还有液体沸腾过程,内能变化,温度保持不变;
(2)温度的高低,标志着物体内部分子运动速度的快慢, 因此,物体的温度升高,其内部分子无规则运动的速度增大,分子的动能增大,因此内能也增大,反之,温度降低,物体内能减小,因此,物体温度的变化,一定会引起内能的变化。
2、内能与热量的关系
(1)物体的内能改变了,物体却不一定吸收或放出了热量,这是因为改变物体的内能有两种方式:做功和热传递,即物体的内能改变了,可能是由于物体吸收(或放出)了热量也可能是对物体做了功(或物体对外做了功);
(2)热量是物体在热传递过程中内能变化的量度,当物体与外界不做功时,物体吸收热量,内能增加,物体放出热量,内能减少,因此物体吸热或放热,一定会引起内能的变化。
3、热量与温度的关系
(1)物体吸收或放出热量,温度不一定变化,这是因为物体在吸热或放热的同时,如果物体本身发生了物态变化(如冰的熔化或水的凝固),这时,物体虽然吸收(或放出)了热量,但温度却保持不变;
(2)物体温度改变了,物体不一定要吸收或放出热量,也可能是由于对物体做功(或物体对外做功)使物体的内能变化了,温度改变了。
(3)内能和温度是物体本身就具有的,而热量是伴随着热传递存在的,内能和温度都是状态物理量,而热量则是过程物理量;物体吸收热量,内能一定增加,温度不一定升高;物体温度升高,内能一定增加.三个物理量之间既有密切联系,又有本质区别。
知识点08 比热容
一、热量
1、热传递:热量从高温物体传递到低温物体,或从物体的高温部分传递到低温部分的现象,叫做热传递。2、热量定义:在热传递过程中,传递能量的多少叫作热量。热量通常用字母Q表示。
(1)热量是热传递过程中物体内能的改变量,因此,热量是个过程量。只有在热传递过程中,才能谈论热量,离开热传递过程谈热量是毫无意义的。
(2)我们不能说某个物体具有或含有多少热量,更不能比较两个物体具有热量的多少。热量只能与表示过程的词语连用,如“吸收热量”“放出热量”。
二、探究不同物质吸热情况
1、使用电加热器代替酒精灯的好处:易于控制产生热量的多少。
2、实验中不断搅拌的目的:使液体受热均匀。
3、实验中,物质吸收热量的多少是通过加热时间来控制的。
三、比热容的概念及应用
1、单位质量的某种物质温度升高1℃吸收的热量叫做这种物质的比热容,简称比热。
比热容是通过比较单位质量的某种物质升温1℃时吸收的热量,来表示各种物质的不同性质。
2、比热容的单位:在国际单位制中,比热容的单位是J/(kg•℃),读作焦每千克摄氏度。
3、水的比热容是4.2×103J/(kg•℃);它的物理意义是1千克水,温度升高或者降低1℃,吸收或者放出的热量是4.2×103焦耳。
四、水的比热容的特点及应用
1、由于水的比热容较大,一定质量的水吸收(或放出)很多的热而自身的温度却变化不多,有利于调节
气候。
(1)夏天,太阳光照射到海面上,海水的温度在升高过程中吸收大量的热,所以人们住在海边并不觉得特
别热。
(2)冬天,气温低了,海水由于温度降低而放出大量的热,使沿海气温不至于降得太低,所以住在海边的
人们又不觉得特别冷。
2、一定质量的水升高(或降低)一定温度吸热(或放热)很多,有利于用水作冷却剂或取暖。
(1)作冷却剂时,是让水吸收带走更多的热量。
(2)用来取暖时,是让水放出更多热量供给人们,另一方面。
五、热量的计算
1、物体的温度升高时吸收热量为:Q吸=cm(t-t0);降低时放出的热量为:Q放=cm(t0-t)。其中c——物体的比热容——单位J/(kg•℃);m——物体的质量——单位kg;t0——物体原来的温度℃;t——物体后来的温度℃。
2、若用△t表示物体变化的温度(升高或降低的温度),物体温度升高过程吸收的热量或物体温度降低过程放出的热量可以统一写为:Q=cm△t。
3、公式可以变形为、、。
4、热平衡:在热传递过程中,如果没有热量损失,则高温物体放出的热量Q放等于低温物体吸收的热量Q吸,即Q放=Q吸,把这个关系叫热平衡方程。
5、热平衡方程式:两个温度不同的物体放在一起,高温物体放出热量,低温物体吸收热量,当两个物体温度达到相同时,如果没有热量损失,则有Q吸=Q放,称为热平衡方程,在热量计算题中,常采用此等式。
知识点09 热机
一、热机的定义与种类
1、热机:利用内能做功的机械叫热机。汽车、轮船和飞机等的发动机都是利用燃烧燃料释放的内能做功的装置,都是热机。
2、热机的种类:分为蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机。它们构造不同,但它们有一个共同特点,那就是利用内能做功。
3、内燃机:燃料直接在发动机气缸内燃烧产生动力的热机。内燃机根据其所使用的燃料分为汽油机和柴油机两类。
二、汽油机
1、工作原理:利用气缸内汽油燃烧产生的高温高压燃气来推动活塞做功,将内能转化为机械能。
2、主要结构:汽油机的主体是气缸。气缸上部有进气门和排气门,顶部有火花塞,下部有活塞,活塞通过连杆与曲轴相连。
3、工作过程
(1)汽油机的一个工作循环:吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。通过四个冲程的不断循环来连续工作。
(2)每完成一个工作循环,曲轴和飞轮均转动两周,活塞往返两次,对外做功一次。在四个冲程中,只有做功冲程对外做功,其他三个冲程是辅助冲程,要靠安装在曲轴上的飞轮的惯性带动活塞完成,周而复始,使汽油机连续转动下去。
4、冲程:活塞在往复运动中从气缸一端运动到另一端叫做一个冲程。
5、工作过程中能量的转化:①压缩冲程:机械能→内能;②做功冲程:先是化学能→内能,再由内能→机械能。
三、柴油机
1、工作原理:利用柴油在气缸内燃烧所产生的高温高压燃气来推动活塞做功,将内能转化为机械能。
2、构造:柴油机构造和汽油机构造相似,所不同的是柴油机气缸顶部没有火花塞,而有一个喷油嘴。
3、工作过程:柴油机与汽油机工作过程大致相同,也是由吸气、压缩、做功、排气四个冲程构成一个工作循环,在一个工作循环中,曲轴连续转动两周,活塞往复两次,对外做功一次。
四、汽油机和柴油机区别
1、构造区别:汽油机汽缸顶部有火花塞,而柴油机汽缸顶部有喷油嘴。
2、燃料区别:汽油机燃料是汽油,而柴油机燃料是柴油。
3、工作区别
(1)吸气冲程:汽油机吸进的是汽油和空气的混合物,柴油机吸进的仅仅是空气。
(2)压缩冲程:汽油机压缩的是汽油和空气的混合物,汽油机压缩的仅仅是空气。
(3)做功冲程:汽油机用火花塞点火(点燃),柴油机用喷油嘴喷油(压燃)。
4、应用区别
(1)汽油机主要应用:机体轻便,主要用于汽车、小型飞机等。
(2)柴油机主要应用:机体笨重,主要用于载重汽车,坦克等。
五、燃料的热值
1、对于气体燃料而言,热值的定义是1m3的某种燃料完全燃烧时放出的热量。
2、热值是燃料的一种属性。
3、热值单位:焦/千克(J/kg),读作焦每千克。
4、公式:Q=mq:其中M——燃料的质量——单位千克(kg);q——燃料的热值——单位焦/千克(J/kg)。
Q——燃烧放出的热量——单位焦耳(J)。
5、热值的物理意义:热值表示一定质量的燃料在完全燃烧时所放出的热量的多少;如木炭的热值为3.40×107J/kg,表示完全燃烧1kg的木炭,放出的热量是3.40×107J。
六、热机的效率
1、锅炉的效率
(1)锅炉是利用燃料或其他热源把水加热成热水或蒸汽的设备。锅炉包括锅和炉两部分,锅是指盛水的容器,炉是燃料燃烧的装置。
(2)提高锅炉燃料利用率的途径:一、让燃料尽可能充分燃烧,如将煤研磨成粉状,加大进风量等;二、减少热量损失,如加大有效受热面积等。
2、热机效率
(1)定义:用来做有用功的热量与燃料完全燃烧放出的热量的比值。
(2)计算公式:
对热机而言,其中用来做有用功的能量Q有用等于热机对外的有用功W有用,故热机的效率公式又可写成:。
(3)物理意义:热机的效率表示使用热机时对燃料的利用率的高低,因此热机的效率是热机性能的一个重要指标。
(4)常见热机效率:蒸汽机6%-15%,汽油机20%-30%,柴油机30%-45%。
3、提高热机效率的主要途径
(1)改善燃烧的条件,使燃料尽可能充分燃烧(将煤磨成煤粉,用空气吹进炉膛,使之更充分燃烧)。
(2)减少各种热量损失(I. 加大受热面积,以减少烟尘废气带走的热量;II. 使用较好的保温材料,减少热损失)。
(3)在热机设计和制造上,采用先进的技术。
(4)保障良好的润滑,减少机械摩擦。
知识点10 能量的转化与守恒
一、能量及其存在的不同形式
1、能量:物质运动的量化转换,简称“能”,在物理学中,能量是一个间接观察到的物理量,它往往被视为某一个物体对其他的物体做功的能力,由于功被定义为力作用一段距离,因此能量总是等同于沿着一定的长度阻挡大自然基本力量的能力。
2、能量的不同的形式:机械运动的动能和势能;热运动的内能;电磁运动的电磁能;化学运动的化学能等,他们分别以各种运动形式特定的状态参量来表示。
二、能量的转化和转移
1、能的转化:在一定条件下,一种形式的能量可以转化成另一种形式的能量,这种现象即为能量的转化。
2、能的转移:同一种形式的能从一个物体转移到另一个物体,能的形式并没有发生变化。
三、能量守恒定律
1、能量守恒定律:能量既不会凭空产生,也不会凭空消失,它只能从一种形式转化为其他形式,或者从一个物体转移到另一个物体,在转化或转移的过程中,能量的总量不变;这就是能量守恒定律。
2、应用:能量守恒定律对于科学研究、工程技术工作有着重要的指导意义。
知识点11 电荷
一、电荷间的相互作用
1、两种电荷:人们通过大量的实验发现,凡是与毛皮摩擦过的橡胶棒相吸引的,必定与丝绸摩擦过的玻璃棒相排斥,由此人们得出自然界中有且只有两种电荷:正电荷和负电荷。
(1)正电荷:用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电;实质:物质中的原子失去了电子。
(2)负电荷:用毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电;实质:物质中的原子得到了多余的电子。
2、电荷间的相互作用:同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。
3、判断物体是否带电的方法:
(1)看物体能否吸引轻小物体,因为任何带电体都具有吸引轻小物体的性质。
(2)看物体是否会跟其他带电体相互排斥,因为只有该物体带了电,它才有可能跟其他带电体相互排斥.若相互排斥,这时可以肯定该物体带有与其他带电体相同性质的电荷。
(3)利用验电器;只要物体带电,则当它接触(或靠近)验电器的金属球时,验电器的金属箔都会张开一定的角度。
①验电器还能大致判别带电的多少(即通过观察验电器金属箔的张角大小来比较)。
②检验带电体所带电荷的种类。
二、摩擦起电的原因
1、摩擦起电:用摩擦的方法使物体带电叫摩擦起电。原因:不同物质原子核束缚电子的本领不同。
2、摩擦起电实质:电荷从一个物体转移到另一个物体使正负电荷分开;能的转化:机械能→电能。
(1)物质是由原子核与核外电子组成的,原子核带正电,核外电子带负电,通常情况下,原子核所带的正电荷与核外所有电子带的负电荷在数量上相等,整个原子不显电性,也就是物体对外不显电性。
(2)由于不同物质的原子核束缚电子的本领不同,当两个不同物体互相摩擦的时候,束缚电子本领弱的就会失去电子,失去电子的物体因缺少电电子带正电;束缚电子能力强的就会得到电子,得到电子的物体因有多余的电子而带等量的负电。
(3)在电荷转移的过程中,电荷的总量是保持不变的,即电荷是守恒的,在转移过程中,只能转移带负电荷的电子;可见,摩擦起电不是创造了电荷,而是电荷发生了转移。
三、静电的防止和利用
1、静电的基本概念
(1)静电:即相对静止不动的电荷,通常指因不同物体之间相互摩擦而产生的在物体表面所带的正负电荷。
(2)静电放电:指具有不同静电电位的物体由于直接接触或静电感应所引起的物体之间静电电荷的转移。通常指在静电场的能量达到一定程度之后,击穿其间介质而进行放电的现象。
2、静电产生的原因
(1)微观原因:根据原子物理理论,电中性时物质处于电平衡状态。由于不同物质原子的接触产生电子的得失,使物质失去电平衡,产生静电现象。
(2)宏观原因:①物体间摩擦生热,激发电子转移;②物体间的接触和分离产生电子转移;③电磁感应造成物体表面电荷的不平衡分布;④摩擦和电磁感应的综合效应。
3、静电的防范:(1)保持空气湿度;(2)使用避雷针;(3)良好接地。
知识点12 电路 电路图
一、电流
电流的形成
电荷的定向移动形成了电流
电流的方向
(1)物理学中,把正电荷移动的方向规定为电流的方向
(2)在电源外部,电流是沿着电源正极→开关→用电器→电源负极的方向流动的
(3)正负电荷定向移动都可以形成电流,但负电荷定向移动的方向与电流方向相反
获得持续电流的条件
①电路中有电源;
②电路为通路
二、电路的构成
1、电路:电路就是用导线将电源、用电器、开关连接起来组成的电流路径叫电路;一个简单的电路包括电源、用电器、开关、导线四种基本电路元件。
2、电路的组成和各部分的作用
作用
能量分析
举例
注意事项
电源
提供电能,使电路中有持续的电流
将其他形式转化为电能
干电池、发电机
用电器标有“+”的接线柱与电源正极相连,标有“-”的接线柱与电源负极相连
用电器
利用电能工作的装置
工作时将电能转化为其他形式能
点灯、电炉、电视机、电冰箱等
开关
用来接通或断开电路,起控制电路通断作用
—
家中点灯开关、闸刀开关、声控开关、光控开关
开关接入电路时应断开
导线
将电源、用电器、开关连接起来,形成电流的通路
输送电能
电脑的电源线、插座的电线、实验室中的各种导线
导线要连接到电路元件接线柱上;不能导线将电源正负极直接连接起来
4、电路中有持续电流的条件
(1)只有电荷的定向移动才能形成电流;正电荷定向移动能形成电流,负电荷定向移动也能形成电流;形成电流的条件:一是有自由电荷,二是有外加电压。
(2)电路中有持续电流的条件是:电路中有电源;电路必须闭合。
三、电路图
1、电路图:为了便于研究,人们用图形符号表示电路元件;用符号表示电路元件连接的图叫电路图。
2、电路图与实物图:电路图与实物图是不同的。电路图是用规定的符号表示电路连接情况的图;实物图是用实物元件表示电路连接情况的图。
3、画电路图时的注意事项
(1)电路元件符号用统一规定的符号。
(2)连线时应横平竖直,呈方形。
(3)各元件符号不要画在拐角处,且导线尽量避免交叉。
(4)线路要连接到位,中间不能有断点。
(5)电路图中各元件符号的位置必须和实物电路的位置一致。
(6)元件做好标注,如L、S等。
(7)同一电路中涉及多个相同元件,加下标进行区别,如S1、S2等。
(8)画电路图时,一般从电源的正极开始,沿电流的方向依次画出元件符号,并用导线连接起来。
(9)导线交叉相连时要画实心点,实物图中导线不能交叉,电路图中导线可以交叉,但尽量不要交叉。
四、电路的三种状态
1、电路的三种状态:通路、断路和短路
电路状态
定义
特点
通路
正常接通的电路,即用电器能够工作的电路
电路中有持续电流,用电器工作
断路
某处被切断的电路
电路中无电流,用电器不工作
短路
直接用导线将电源的正负极连接起来的电路
(1)用电器不工作,电路中有很大的电流,会损坏电源甚至烧坏导线的绝缘层,引发火灾;
(2)电源短路时用电器不会被烧坏
2、用电器被短接与电源短路的区别与联系
用电器被短接
电源短路
区别
用电器被短接时,用电器中无电流通过,被短接的用电器不工作
电源短路时,电源、导线中会产生较大的电流,会烧坏导线和电源
联系
(1)某些情况下,用电器被短接时允许的,但电源短路绝对不允许发生;
(2)当电路中只有一个用电器时,,如果该用电器被短接,闭合开关,就一定会造成电源短路
3、常见断路、短路的原因
电路故障
产生原因
结果
断路
开关未闭合,导线断裂、接头松脱等
电路中无电流,用电器不工作
短路
电源短路:导线不经过用电器直接跟电源两极相连
轻则烧坏导线和电源,重则引起火灾
知识点13 串联电路与并联电路
一、串联和并联
串联电路
并联电路
定义
元件逐个顺次连接的电路
元件并列连接的电路
电路和电路图
特点
电流路径只有一条,无干路和支路之分;用电器之间相互影响
电流路径有两条或两条以上,有干路和支路之分;各支路上用电器之间互不影响
开关的控制作用
开关控制所有的用电器,开关的控制作用与开关的位置无关
干路的开关控制所有的用电器,支路的开关控制该支路的用电器开关的控制作用与开关的位置有关
二、生活中的串并联电路
1、家用电器和照明灯的连接方式
(1)家用电器的连接方式:家庭中的电灯、电吹风机、电冰箱、电视机、电脑等用电器一般都是并联在电路中。
(2)照明电路的连接方式:照明电路中的照明灯一般也都是并联在电路中,
2、串联电路在生活电路中的应用:用来装饰居室、烘托欢乐气氛的彩色串灯和用于装饰大楼轮廓的长串彩灯有的是串联的,有的是并联的,还有的则是串联和并联组合而成的,公厕里、楼道里的长明灯,为了使它们的寿命更长,有时也选用相同规格的两只灯串联。
题型一 温度及其测量
易|错|点|拨
1、原理理解误区:易误认为温度计是 “根据液体热胀冷缩的性质” 即可,忽略 “液体的热胀冷缩” 需限定 “在一定温度范围内”(如酒精温度计不能测沸水温度,因酒精沸点低,超出范围会沸腾胀破)。
2、构造关联错误:混淆玻璃泡与刻度的关系,如忽略 “玻璃泡容积较大、内径细而均匀” 的设计目的(容积大则液体热胀冷缩体积变化更明显,内径细则刻度更精准),或误将温度计 “不能甩”(如体温计需甩,实验室温度计不能甩)的规则用反。
3、使用前操作误区:易忘记使用前需 “用力甩动体温计”,导致残留的水银柱未回到玻璃泡,测量结果偏高(如刚测过 39℃的体温计,未甩就测37℃体温,示数仍为 39℃)。
4、读数认知偏差:误将体温计 “特殊缩口结构” 的作用忽略,认为读数时必须持续夹在腋下,实际缩口能阻止水银柱下降,脱离人体后仍可稳定读数,无需一直夹持。
【典例1】下列对常见物理量的估算最合理的是( )
A.人走路的速度是
B.人体的密度约为
C.托起1个鸡蛋的力大小约为1N
D.令人舒适的温度为
【答案】B
【详解】A.人走路的速度约为,故A不符合题意;
B.人体的密度接近水的密度,约为,故B符合题意;
C.托起1个鸡蛋的力大约为,故C不符合题意;
D.令人舒适的温度为,故D不符合题意。
故选B。
【典例2】如图是小刚用小药瓶、细玻璃管和酒精制作的简易温度计。将其放入热水中,观察到玻璃管中液柱的高度会升高,自制温度计是根据液体 的规律制成的;甲图中 (选填“A”或“B”)自制温度计对温度的反应更灵敏。图乙中温度计的示数为 ℃。
【答案】 热胀冷缩 A
【详解】[1]自制温度计内的酒精受热膨胀、遇冷收缩,体积变化使玻璃管内液柱高度改变,以此来读出此时的温度,故自制温度计是根据液体热胀冷缩的规律制成的。
[2]甲图中,A的玻璃管更细。当液体体积变化相同时,细玻璃管内液柱的高度变化更显著,因此A自制温度计对温度的反应更灵敏。
[3]乙图中,温度计的分度值为,温度计刻度 “0” 在上方,“10” 在下方,液柱对应刻度 在“0” 下方第6格,说明测量的是零下温度,故示数为。
【变式1】下列关于利用瓶子所做实验的描述,正确的是( )
A.甲,用力敲击装水的瓶子,右侧瓶发出声音的音调较低,说明右侧瓶子振动频率更快
B.乙,玻璃管做的粗一点可以使液体热胀冷缩现象更明显
C.丙,透过水瓶看到“箭头”的像可能是倒立的
D.丁,瓶中的冰熔化成水的过程中,质量不变,体积变大
【答案】C
【详解】A.图甲中,用力敲击装水的瓶子,右侧瓶发出声音的音调较低,说明右侧瓶子振动频率更慢,故A错误;
B.图乙中,为使现象更明显可将瓶内液体换成带有颜色的液体,且玻璃管做的细一些,故B错误;
C.装水瓶可看成凸透镜,由凸透镜成像的规律知,当物距在一倍焦距以内时,得到正立、放大的虚像;物体在一倍焦距到二倍焦距之间时,得到倒立、放大的实像;物体在二倍焦距以外时,得到倒立、缩小的实像,当物距在一倍焦距以外时,成倒立的像,故C正确;
D.瓶中冰熔化成水的过程中,质量不变,密度变大,故体积变小,故D错误。
故选C。
【变式2】某同学怀疑自己发烧了,于是到医务室测了一下体温,图甲是测量完成时体温计的示意图,读数为 ℃;他观察发现,读数时只有在某些角度才能看清示数,于是请教老师,老师告诉他体温计的横截面如图乙所示,这是为了放大示数,其作用相当于一个 镜。
【答案】 36.9 凸透
【详解】[1]由图甲可知,体温计的分度值为0.1℃,体温计的示数为36.9℃。
[2]由图乙可知,体温计的横截面成圆弧状,圆弧形玻璃相当于凸透镜,能够成一个正立、放大的虚像,便于看清体温计内极细的水银柱,以便于读数。
题型二 熔化与凝固
易|错|点|拨
1、易混淆 “熔化” 与 “融化” 的表述,或误将 “熔化”(固态→液态,需吸热)等同于 “凝固”(液态→固态,需放热),如把 “冰化成水” 错归为凝固,忽略状态变化方向与吸放热的对应关系。
2、误认为 “所有固体熔化都有固定温度”,忽略晶体(如冰、海波)有熔点,非晶体(如石蜡、玻璃)熔化时温度持续上升,无固定熔点,常错将非晶体熔化过程当作 “没有熔化”。
3、实验操作误区:一是未将固体碎末 “均匀包裹温度计玻璃泡”,导致温度计示数不能准确反映固体熔化温度;二是加热时 “火焰直接对着固体加热”,未用水浴法(或缓慢加热),使固体局部受热过快,无法观察到晶体熔化时温度不变的特点。
4、数据处理偏差:误将 “晶体熔化过程中温度不变的阶段” 当作 “温度计故障”,或未记录该阶段的温度与时间数据,导致无法准确绘制熔化图像、判断熔点;也可能混淆 “非晶体温度持续上升” 是 “未熔化”,错停数据记录。
【典例1】如图甲所示,将海波颗粒放入大试管中,在烧杯中倒入热水。根据温度计A和B的示数,绘制出海波和热水的温度随时间变化的图像,如图乙所示,下列说法正确的是( )
A.海波是晶体,其沸点为48℃
B.海波熔化过程持续了10min
C.第10min后,大试管内仍可能有固态海波存在
D.第10min后,将大试管取出并放入冰水混合物中,海波的温度将立即下降
【答案】C
【详解】A.由图可知,在海波的温度保持在不变,说明海波有一定的熔点,则海波是晶体,它的熔点是,故A错误;
B.由图可知,海波从第5min开始熔化,持续到第10min,海波和热水的温度相同,海波不会继续吸热,故B错误;
C.第10min,热水和海波温度相同,没有温度差,海波不会继续吸热,不能确定海波熔化完毕,大试管中可能有固体海波存在,故C正确;
D.第10min后,将大试管取出并放入冰水混合物中,冰水混合物的温度低于大试管中海波的温度,此时海波开始放热凝固,但温度保持不变,故D错误。
故选C。
【典例2】人们在日常生活中使用的液体温度计是根据液体 的性质制成的。在一个标准大气压下,水银的凝固点为-39℃,酒精的凝固点为-117℃。若去气温最低可达-82.5℃的南极考察应带 (选填“水银”或“酒精”)温度计。
【答案】 热胀冷缩 酒精
【详解】[1]日常生活中使用的液体温度计是根据液体热胀冷缩的性质制成的,液体温度升高,体积变大,液面上升,温度降低,体积减小,液面下降。
[2]在一个标准大气压下,水银的凝固点为-39℃,酒精的凝固点为-117℃,因此在测量-82.5℃的温度时,水银已经凝固,而酒精不会凝固,液体温度计是根据液体热胀冷缩的性质制成的,所以若去气温最低可达-82.5℃的南极考察应带酒精温度计。
【典例3】如图甲所示是“探究冰熔化时温度的变化规律”的实验装置。
(1)如图乙所示是冰在加热过程中温度随时间变化的图像。根据图像特征可判断冰是 (选填“晶体”或“非晶体”);
(2)冰在熔化过程中 (选填“吸收”或“放出”)热量,温度保持不变,大约持续了 min。
(3)加热到第3min时,物质的状态为 (选填“液态”、“固态”或“固液共存”)。
【答案】(1)晶体
(2) 吸收 3
(3)固液共存
【详解】(1)由图乙可知,冰在熔化过程中温度保持0℃不变,有固定的熔点,所以冰是晶体。
(2)[1][2]冰在熔化过程中需要用酒精灯加热,说明熔化过程中需要不断吸收热量,但温度保持不变,据图可知,冰从第2min开始熔化到第5min熔化结束,大约持续了
(3)在第3min时,冰正在熔化,因此当加热到第3min时,物质的状态为固液共存。
【变式1】根据下表中所提供的数据,在标准大气压下,下列判断中正确的是( )
标准大气压
物质
熔点/℃
固态酒精
-117
水银
-39
铁
1535
铝
660
A.-39℃的水银一定是固态
B.酒精的凝固点低于-117℃
C.用铝锅可以将铁块熔化成铁水
D.气温达到-50℃时,可以用酒精温度计测量
【答案】D
【详解】A.由图可知,水银的熔点是-39℃,-39℃的水银可能是固态、可能是液体、可能是固液共存状态,故A错误;
B.同一晶体的熔点和凝固点相同,由图可知,酒精的熔点是-117℃,所以凝固点等于-117℃,故B错误;
C.由图可知,铝的熔点为660℃,铁的熔点为1535℃,当温度达到660℃时,铝锅开始熔化,但铁不会熔化,故C错误;
D.由图可知,酒精的凝固点是-117℃,当气温达到-50℃时,酒精依然是液态,可以作为测温物质,故D正确。
故选D。
【变式2】如图是小丽绘制的海波的熔化图像,图中BC段为海波的熔化过程,此过程中海波 (填“吸收”或“放出”)热量。第10min海波处于 态(填“固”、“液”或“固液共存”)。
【答案】 吸收 固液共存
【详解】[1]晶体在熔化过程中,需要持续吸收热量,但温度保持不变。从图像中可以看到,海波是晶体, BC 段是海波的熔化过程,所以此过程中海波吸收热量。
[2]在熔化过程中,海波处于固液共存状态。第10min时,海波正处于熔化过程中,所以此时海波处于固液共存态。
【变式3】在探究冰的熔化特点实验中:
(1)如图甲乙所示,是小明根据实验数据做出的冰加热时温度随时间变化的图象。分析图像可知,冰的熔点是 ℃,其熔化过程的特点是吸收热量温度 。在第6min该物质处于 (选填“固态”“液态”或者“固液共存”);
(2)另一个小组为了使物质更快受热,实验装置如图丙所示,你认为该装置存在的不足是 。
【答案】(1) 0 保持不变 固液共存
(2)物质受热不均匀
【详解】(1)[1]图甲可知,冰在熔化过程中温度保持不变的那段对应的温度就是熔点,因此冰的熔点是0℃。
[2]由图像可知,冰在熔化过程的特点是吸收热量,但温度保持不变。
[3]由图像可知,冰从第4min开始熔化,到第10min熔化结束,所以在第6min时,冰处于熔化过程中,此时物质处于固液共存态。
(2)图丙中直接用酒精灯对试管加热,这样会导致试管内的冰受热不均匀,可能会出现局部熔化快,局部熔化慢的情况,影响实验效果。
题型三 汽化与液化
解|题|技|巧
1、现象判断技巧:先看 “物质状态变化方向”—— 液态→气态为汽化(如湿衣服变干、水壶冒 “白气” 的源头水变干),气态→液态为液化(如 “白气”、玻璃上的水珠),再结合 “吸放热” 辅助判断(汽化吸热、液化放热,如夏天洒水降温是汽化吸热)。
2、原理关联技巧:遇液化现象(如冬天哈气看到 “白气”),优先联系 “气态物质遇冷放热液化”,明确 “冷的物体表面” 是液化发生的关键(如眼镜起雾是热的水蒸气遇到冷镜片),避免将 “汽化产生的水蒸气”(不可见)与 “液化形成的小水珠”(可见 “白气”)混淆。
易|错|点|拨
1、现象与条件误区:易误认为 “水吸热温度升高就一定在沸腾”,忽略沸腾需同时满足 “达到沸点” 和 “持续吸热” 两个条件(如烧杯内水沸腾后,杯内试管中的水虽达沸点,但因无温度差无法吸热,不会沸腾)。
2、操作与观察误区:一是温度计玻璃泡 “未完全浸没在水中”(如接触烧杯底或侧壁),导致测量温度偏高(受烧杯导热影响);二是未观察 “沸腾前气泡上升变小、沸腾后气泡上升变大” 的差异,错将沸腾前的气泡变化当作沸腾现象。
3、数据记录偏差:一是 “未每隔相同时间记录温度”(如间隔时间不均),导致无法准确绘制温度 - 时间图像,难以总结 “沸腾前温度上升、沸腾后温度不变” 的规律;二是沸腾后未继续记录几组数据,就停止实验,无法验证沸点的稳定性。
【典例1】厨房不仅是加工食材的场所,也是日常生活中充满物态变化的“实验室”。某项目式学习小组以煮冷冻饺子为例探究厨房中的物态变化问题,下列说法正确的是( )
A.冰箱中拿出的冷冻饺子表面的霜是升华形成的
B.锅中冒出的“白气”是水蒸气液化形成的
C.水在沸腾后,继续加大火力可以让饺子更快煮熟
D.停止加热,锅中水没有立即停止沸腾,说明汽化不需要吸热
【答案】B
【详解】A.冰箱中拿出的冷冻饺子表面的霜,是空气中的水蒸气遇低温饺子凝华形成的,并非升华;故A错误;
B.锅中冒出的“白气”,是锅内水蒸气遇周围冷空气液化形成的小水滴;故B正确;
C.水沸腾后,继续加大火力,水的温度保持沸点不变,饺子煮熟速度不会变快;故C错误;
D.停止加热后,锅体温度仍高于水的沸点,水可继续从锅体吸收热量,因此不会立即停止沸腾,说明汽化需要吸热;故D错误。
故选B。
【典例2】小明通过生活经验总结玻璃窗上的小水珠一般在环境温度更高的一侧出现,这是由于液化需要 (选填“吸热”或“放热”),除此之外,常见的另一种液化方式还有 。
【答案】 放热 压缩体积
【详解】[1]液化是物质由气态变为液态的过程,该过程需要放出热量。当环境温度更高时,空气中的水蒸气遇温度较低的玻璃(另一侧温度低)放热,液化成小水珠附着在玻璃上。
[2]液化的两种方式为“降低温度”和“压缩体积”。生活中常见的例子如:家用液化气是通过压缩体积的方式使气体液化,便于储存和运输。
【典例3】小明同学用如图甲所示的装置对冰加热,根据实验记录分别绘制了冰熔化过程和水沸腾过程的温度随时间变化的图像,如图丙、丁所示。请你回答:
(1)安装该实验装置的顺序是 (选填“自上而下”或“自下而上”);图乙中,温度计的示数为 ℃。
(2)图丙中, 段表示冰的熔化过程,此过程中该物质的内能 (选填“增加”“减小”或“不变”)。
(3)由图丁可知,水的沸点是 。
【答案】(1) 自下而上 92
(2) BC 增加
(3)98℃
【详解】(1)[1]安装该实验装置由于要用酒精灯的外焰加热,另外温度计的玻璃泡浸没在待测物质中且不能接触容器底和容器壁,故应根据外焰的高度先安装铁夹,再根据烧杯中液面的高度固定温度计,因此安装该实验装置的顺序是自下而上。
[2]图中温度计的分度值为1℃,读数为92℃。
(2)[1][2]由丙图可知,该物质在BC段温度不变,因此BC段是晶体的熔化过程,即冰的熔化过程,此时该物质处于固液共存态,晶体熔化过程中继续吸收热量,温度不变,内能增加。
(3)由图丁可知,水温升高到98℃保持不变,所以水在沸腾过程中温度保持不变,故水的沸点为98℃。
【变式1】缺水地区的冬季,当地有些居民靠取冰雪来获得生活用水。如图,是将一定质量的冰雪,从-20℃加热到沸腾过程温度随时间变化的图像(不考虑水中有杂质产生的影响),下列对图像分析正确的是( )
A.冰的熔点是0℃,水的沸点是100℃
B.冰熔化和水沸腾过程中都吸热且温度升高
C.在第5min时该物质为固态,冰熔化过程持续了8min
D.当地气压低于一个标准大气压
【答案】D
【详解】A.由图像可知,冰由-20℃加热到0℃,在BC段温度保持不变,即处于熔化过程,那么其熔点为0℃;在C点,冰完全熔化,继续加热,DE段,温度又保持不变,即D点水开始沸腾,此时温度为98℃,即水的沸点为98℃,故A错误;
B.冰熔化和水沸腾过程中都吸热,但温度保持不变,故B错误;
C.第5min处于图像BC段,熔化过程中,物质以固液共存方式存在,但刚开始熔化时,只有固态冰,完全熔化时,只有液态的水,冰熔化过程从图像知持续了6min,故C错误;
D.水的沸点随大气压的降低而降低,一标准大气压下水的沸点是100℃,由图像可知,水的沸点为98℃,低于100℃,所以当地气压低于标准大气压,故D正确。
故选D。
【变式2】我国科学家通过模仿盐土植物的蒸腾过程,成功研制出“界面光热‘盐湖提锂’装置”。进入该装置的盐湖水在阳光照射下 热量,发生 (填物态变化),产生超高压,选择性地将盐湖水中的锂离子“驱赶”到储存层。
【答案】 吸收 汽化
【详解】[1][2]盐湖水在阳光照射下吸收热量,由液态变成气态,发生汽化现象,产生超高压,选择性地将盐湖水中的锂离子“驱赶”到储存层。
【变式3】实验小组学习温度计后,进行了与温度计有关的操作如图所示。
(1)液体温度计是根据液体的 原理制成的,用温度计测量水的温度,如图甲所示A、B、C中读数正确的是 ,图乙所示a、b、c中操作正确的是 ,(均选填字母),图丙中温度计的读数为 ℃。
(2)干湿泡温度计是一种能反映空气中水蒸气含量的装置,如图丁所示,它由两个相同的温度计并列制成,其中一个温度计的下端被湿布包起来。两个温度计的读数不一样,湿泡温度计的读数较 (选填“高”或“低”),这是由于湿布中的水蒸发时 。在一定的温度下,两个温度计读数的差别越大,表示空气的湿度越 (选填“大”或“小”)。
【答案】(1) 热胀冷缩 B c -21
(2) 低 吸热 小
【详解】(1)[1] 液体温度计是根据液体的热胀冷缩原理制成的。当温度升高时,液体体积膨胀,液柱上升;当温度降低时,液体体积收缩,液柱下降,通过液柱的高低变化来显示温度的变化。
[2]用温度计测量水的温度读数时,视线要与温度计中液柱上表面相平。所以图中读数方法正确的是B。
[3]使用温度计测量液体温度时,要使温度计的玻璃泡浸没在被测液体中,玻璃泡不能碰到容器的底和壁。图中三种使用温度计的方法正确的是c。
[4]图丙中温度计分度值是,此时温度计的示数为
(2)[1][2]干湿泡温度计的两个温度计的读数是不一样的,用湿布包裹起来的湿泡温度计读数较低,是因为湿布中的水蒸发时要吸热。
[3]在一定的温度下,两个温度计读数差别越大,表示空气中湿度越小,表示空气越干燥。
题型四 升华与凝华
解|题|技|巧
1、状态追踪技巧:先确定现象中物质的 “初始状态” 和 “最终状态”—— 初始液态、最终气态(如湿手变干)为汽化;初始气态、最终液态(如冷饮瓶外壁出水珠)为液化,避免因 “中间状态模糊” 误判类型。
2、条件关联技巧:遇液化现象(如冬天窗户起雾),优先找 “温度差”(热的水蒸气遇到冷的物体表面),遇汽化现象(如地上积水变干),可结合 “是否升温、表面积是否变大、空气是否流动” 判断影响因素,快速对应汽化的两种形式(蒸发 / 沸腾)。
易|错|点|拨
1、概念理解误区:易将 “升华(固态→气态,吸热)”“凝华(气态→固态,放热)” 与 “熔化 + 汽化”“液化 + 凝固” 混淆,如误把 “冬天冰冻衣服变干” 归为 “先熔化再汽化”,忽略其直接从固态变为气态的升华本质。
2、现象判断偏差:误将 “白霜”“雾凇” 的形成当作 “液化”,忽略其是空气中的水蒸气直接遇冷(温度低于 0℃)凝华成的固态小冰晶,而非先液化成小水珠再凝固;也常错认为升华、凝华 “必须在高温 / 低温下发生”,忽略碘升华可在常温下进行。
【典例1】中华诗词蕴含着丰富的物理知识,以下诗词中有关物态变化的分析正确的是( )
A.“替人垂泪到天明”,蜡烛“流泪”的形成是熔化现象,需要放热
B.“北风吹雁雪纷纷”,雪的形成是凝华现象,需要吸热
C.“已是悬崖百丈冰”,冰的形成是凝固现象,需要放热
D.“露似真珠月似弓”,露的形成是液化现象,需要吸热
【答案】C
【详解】A.蜡烛“流泪”是蜡烛由固态变为液态,属于熔化现象,熔化需要吸热,故A错误;
B.雪是空气中的水蒸气遇冷直接由气态变为固态形成的,属于凝华现象,凝华需要放热,故B错误;
C.冰是水由液态变为固态形成的,属于凝固现象,凝固需要放热,故C正确;
D.露是空气中的水蒸气遇冷由气态变为液态形成的,属于液化现象,液化需要放热,故D错误。
故选C。
【典例2】小梅发现冰箱保鲜室的蔬菜都用保鲜袋包裹着,这是为了 (选填“加快”或“减慢”)蔬菜中的水分的蒸发;冰箱冷冻室内壁附着有“白色粉末”,“白色粉末”主要是水蒸气 产生的(填物态变化名称)。
【答案】 减慢 凝华
【详解】[1]蒸发的快慢与液体表面积、空气流动速度有关。用保鲜袋包裹蔬菜,可减小蔬菜表面的空气流动速度、减小水分的表面积,从而减慢水分的蒸发。
[2]冰箱冷冻室内温度很低,空气中的水蒸气遇冷直接由气态变为固态(形成“白色粉末”),这一物态变化过程称为凝华。
【变式1】《天工开物》中记载了用朱砂矿石提炼水银(液态汞)的工艺。如图所示,加热密闭锅内的朱砂,使其与氧气发生化学反应,生成汞蒸气,冷却后,倒扣的锅内壁布满水银。形成水银的物态变化是( )
A.液化 B.汽化 C.凝固 D.凝华
【答案】A
【详解】在倒扣锅壁上形成水银,是因为气态的汞蒸气遇到冷的锅壁放热液化成液态的水银附在锅壁上。故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
【变式2】大美河南,风光无限。初冬时节,旅游胜地云台山霜打枝头,整个山坡变成了白茫茫的一片,好看极了!霜的形成是 (填物态变化名称)现象,该过程 (选填“吸收”或“放出”)热量。
【答案】 凝华 放热
【详解】[1][2]霜是固态,它是由空气中的水蒸气遇冷直接变成的,物质由气态直接变为固态的过程叫做凝华,凝华过程放出热量。
题型五 水循环与水资源
解|题|技|巧
1、物态变化,需要知道物质变化前后的状态,再根据物态变化的定义确定物态变化的名称,同时还需要掌握每一种物态变化的吸、放热情况。
2、自然界中水的三态变化的判断要根据六种物态变化的定义来判断。
【典例1】我国是一个严重缺水的国家,我们应从小培养节水意识,养成节约用水的好习惯。如图地球上的水通过三态变化不断地在发生循环,关于水循环下列说法不正确的是( )
A.江、河、湖、海以及大地表层中的水不断汽化变成水蒸气
B.当水蒸气升入高空时,遇到冷空气,水蒸气便熔化成小水滴
C.小水滴在高空中如果遇到更加寒冷的气流,就会凝固成小冰珠,最后可能形成冰雹
D.冬天,水蒸气在寒冷的高空急剧降温,就会凝华成小冰晶,聚集起来变成雪花
【答案】B
【详解】A.江、河、湖、海及大地表层中的水,会通过汽化(液态变为气态)的方式不断变成水蒸气,这是水循环中蒸发环节的物态变化,该说法正确,故A不符合题意;
B.当水蒸气升入高空遇到冷空气时,会由气态液化成液态的小水滴,这是云形成的主要过程,该说法错误,故B符合题意;
C.小水滴是液态,遇到更寒冷的气流变成小冰粒(固态),对应的物态变化是凝固(液态变固态),该说法正确,故C不符合题意;
D.冬天水蒸气在寒冷的高空急剧降温,由气态直接凝华成固态的小冰晶,聚集后形成雪花,该说法正确,故D不符合题意。
故选B。
【典例2】如图所示,陆地和海洋表面的水通过水循环进入大气,大气中的水蒸气上升到气温较低的高空, 成小水珠或 成小冰晶,由此形成一朵朵白云;白云的小冰晶凝聚变大,下落过程中 成大水珠形成雨。(以上均填物态变化的名称)
【答案】 液化 凝华 熔化
【详解】[1][2][3]大气中水蒸气遇冷温度降低,由气态变成液态小水珠,属于液化,或由气态变成固体小冰晶,属于凝华,这就形成了云;当在一定条件下,云中的小水滴和小冰晶越来越大,就会下落。在下落过程中,小冰晶吸热熔化又变成小水滴,这就形成了雨。
【变式1】下列说法不正确的是( )
A.冰、水、水蒸气是水的三种状态,水很容易从一种状态转化为另一种状态
B.植物将土壤中的水输送到叶面,通过叶面的蒸腾,将水以水蒸气的形式排放
C.云的生消演变是水汽和大气运动的体现,来自云层的降水是重要水源之一
D.人类很容易直接利用极地冰川与雪盖、高山冰川和永久冻土层中的淡水资源
【答案】D
【详解】A.物质有三态,水的三种状态分别是冰、水和水蒸气,水很容易从一种状态转化为另一种状态,形成水循环,故A正确,不符合题意;
B.植物吸收土壤中液态的水分,再通过蒸腾作用将水转化为气态的水蒸气,故B正确,不符合题意;
C.云的形成与消失是水的物态变化的体现,云是空气中水蒸气液化成的小水珠或凝华成的小冰晶会聚而成的,形成雨时,云中的冰晶会熔化成液态水,来自云层的降水是重要水源之一,故C正确,不符合题意;
D.在现阶段,人类很难直接利用极地冰川与雪盖、高山冰川和永久冻土层中的淡水资源,故D错误,符合题意。
故选D。
【变式2】自然界中的水循环是通过水的物态变化实现的。地面上江、河、湖、海中的水在太阳的照射下不断 成水蒸气,流动的水蒸气遇到冷的空气后液化成小水滴或直接 成小冰晶,就形成了云。在一定的条件下,小冰晶 成水与原来的小水滴一同下落,形成雨,汇集到江、河、湖、海中。(三个空格均填物态变化名)
【答案】 汽化 凝华 熔化
【详解】[1]自然界中的水循环是通过水的物态变化实现的,地面上江、河、海中的水在太阳的照射下不断变成水蒸气,液态变成气态,属于汽化现象。
[2]水蒸气遇到冷的空气后变成小冰晶,由气态变成了固态,属于凝华现象。
[3]在一定的条件下,小冰晶变成水,固态变成液态,属于熔化现象。
题型六 分子动理论
易|错|点|拨
1、混淆“扩散”与“宏观运动”:误将灰尘飞扬、柳絮飘动等宏观物体的机械运动当作扩散现象,须知扩散是分子级别的无规则运动,肉眼不可见,宏观颗粒运动是外力(如风力)导致。
2、误解“扩散条件”:认为扩散仅发生在气体间,忽略液体和固体也能发生扩散,且温度越高,扩散越快。
3、错把“气味传播” 当非扩散:觉得闻到花香、醋味是 “气味飘过来”,未意识到这是花香分子、醋酸分子无规则运动进入鼻腔的扩散现象,本质是分子运动而非空气流动。
4、忽略“分子无规则运动的持续性”:认为 “温度降低,分子就停止运动”,实际上分子热运动永不停息,温度仅影响运动快慢。
5、混淆“扩散快慢的影响因素”:只知温度影响扩散速度,忽略物质状态也会影响——相同温度下,气体扩散最快,液体次之,固体最慢。
6、混淆“引力”与“斥力”的存在场景:误认为分子间只在“被拉伸时显引力”“被压缩时显斥力”,实则分子间同时存在引力和斥力,只是距离不同时二者强弱不同。
【典例1】20世纪80年代,常德市以栀子花作为市花,春末到夏初的早晨,闻着栀子花的香气,看着挂满的晶莹露珠的洁白花朵,给人以清新宜人之感。下列说法中正确的是( )
A.栀子花的花瓣出现露珠,是因为花瓣的温度高于外界的气温
B.晶莹的露珠到中午消失不见是因为被花吸收了,说明分子间有引力
C.花香四溢不属于扩散现象
D.一般来说栀子花中午比晚上更香,其中一个原因是温度越高,分子热运动越剧烈
【答案】D
【详解】A.花瓣出现露珠是因为清晨外界气温较低,空气中的水蒸气遇冷液化形成的,故A错误;
B.晶莹的露珠到中午消失,是因为露珠吸热后变成了水蒸气,发生了汽化现象,这一过程与分子间的引力无关,故B错误;
C.花香四溢是花的香气分子通过无规则运动扩散到空气中的现象,属于扩散现象,故C错误;
D.分子的热运动剧烈程度与温度有关,温度越高,分子热运动越剧烈;中午温度比晚上高,栀子花的香气分子扩散得更快,所以中午比晚上更香,故D正确。
故选D。
【典例2】滁州古称“清流”“涂中”,这座以亭而闻名的城市自古风景秀丽,大文豪欧阳修《醉翁亭记》中有名句:“野芳发而幽香,佳木秀而繁阴”,他闻到花香属于 现象。诗人陆游的诗句“花气袭人知骤暖”所蕴藏的物理知识是:分子做无规则运动的剧烈程度与 有关。
【答案】 扩散 温度
【详解】[1]闻到花香,说明花香分子在不停地做无规则运动,属于扩散现象。
[2]花气袭人知骤暖说明温度越高分子运动越剧烈,因此可以说明分子做无规则运动的剧烈程度与温度有关。
【变式1】5月31日是“世界无烟日”,今年无烟日的主题是“拒绝烟草诱惑,对第一支烟说不”,聚焦青少年控烟教育。公共场所常贴有如图所示的禁烟标志。室内只要有一个人吸烟,整个房间很快就充满刺鼻的烟味,主要原因是( )
A.分子间有斥力
B.分子间有引力
C.分子在永不停息地无规则运动
D.分子间是有间隙的
【答案】C
【详解】室内有人吸烟时,烟分子会在空气中发生扩散现象,使得屋子中到处充满了烟味。扩散现象说明了一切物质的分子都在不停地做无规则运动。虽然扩散现象也能体现分子之间有间隙,但这不是整个房间充满烟味的主要原因。而分子间的引力和斥力主要体现在固体和液体能保持一定体积,以及固体和液体很难进一步被压缩等方面,与房间充满烟味这一现象无关。故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
【变式2】用力捏橡皮泥,橡皮泥会发生形变,这说明力可以改变物体的 ,同时我们还能闻到橡皮泥的香味,这是因为分子在 。
【答案】 形状 永不停息地做无规则运动
【解析】【小题1】[1]用力捏橡皮泥,橡皮泥会发生形变,说明力可以改变物体的形状。
[2]我们还能闻到橡皮泥的香味,这是扩散现象,说明分子在永不停息地做无规则运动。
题型七 内能
解|题|技|巧
1、抓“本质差异”区分方法:做功改变内能是“能量转化”,热传递是“能量转移”,解题时先判断是“转化”还是“转移”,快速定方法。
2、用“关键词”快速归类:出现“摩擦”“压缩”“敲打”“电流做功”等伴随其他形式能参与的词,多为做功;出现 “加热”“冷却”“接触”“温差”等仅因温度差发生的,多为热传递。
3、结合“现象特征” 验证:若物体内能变化伴随 “形状/运动状态改变”是做功;若仅因 “接触高温/低温物体” 导致温度变化是热传递。
【典例1】关于物体的内能,下列说法正确的是( )
A.在相同物态下,同一物体温度降低,它的内能会减少
B.物体内能增加,一定是外界对物体做了功
C.正在沸腾的水吸收热量,温度不变,内能不变
D.温度为0℃的物体没有内能
【答案】A
【详解】A.物体的内能与质量和温度有关,所以在相同物态下,同一物体温度降低,它的内能会减少,故A正确;
B.可以通过做功和热传递两种方式改变物体的内能,物体的内能增加,可能是外界对物体做功,也可能是物体从外界吸收了热量,故B错误;
C.正在沸腾的水吸收热量,虽然温度不变,但水在沸腾时由液态变为气态,分子势能增大,所以内能是增加的。故C错误;
D.一切物体都具有内能,温度为0℃的物体也具有内能,故D错误。
故选A。
【典例2】小周利用“自热米饭”加热食品,往盒内加少量水,发热包便可以给米饭加热,这是利用 的方式增加米饭的内能。一段时间后他发现盒盖内出现小水珠,这是 现象。
【答案】 热传递 液化
【详解】[1]发热包便可以给米饭加热,米饭吸收热量,内能增加,是通过热传递的方式改变米饭的内能。
[2]盒盖内出现小水珠,是由米饭蒸发的水蒸气上升时遇到温度较低的盒盖放出热量液化形成的。
【变式1】小明猜想水中加入别的物质后,一定会对液体的凝固点产生影响。为了验证这一猜想,他将一些盐放入水中,并把盐水用容器盛好放入冰箱,研究盐水的凝固过程。每隔一定时间,观察盐水状态、测出温度,记录其温度随时间的变化情况如图甲所示,再将一个装有冰水混合物的试管放入盐冰水混合物中,如图乙所示,则下列说法正确的是( )
A.甲图中,在时,该物质处于液态
B.甲图中,盐水的凝固过程用时20min
C.甲图中,10-20min时,该物质温度和内能都不变
D.乙图中,试管中的冰水混合物中固体会变多
【答案】D
【详解】AB.由甲图可知,盐水从第10分钟开始凝固,到第20分钟凝固完成,凝固过程用时10min,在时,该物质已处于固态,故AB错误;
C.由甲图可知,10~20min时,该物质处于凝固过程中,凝固过程虽然温度不变,但不断放出热量,所以物质的内能不断减小,故C错误;
D.由于冰水混合物的温度高于盐冰水混合物,所以试管中的冰水混合物会不断放热,在温度为凝固点时,仍不断放热,于是冰水混合物会凝固导致固体变多,故D正确。
故选D。
【变式2】电影《哪吒之魔童闹海》火爆全球,哪吒与申正道的打斗过程中,在空中翻腾,最后落在水面的一根竹竿上,此时竹竿受到的浮力将 (选填“不变”、“变大”或“变小”);哪吒与敖丙联手,用水火之力生成蒸气冲破巨岩,冲破巨岩的过程是 (填能的转化过程)。
【答案】 变大 内能转化为机械能
【详解】[1]竹竿漂浮在水面上,浮力等于重力,哪吒站上竹竿上后,总重力变大,所以竹竿所受浮力变大。
[2] 水火之力在密闭空间内生成高温蒸气,蒸气体积膨胀释放巨大能量,最终冲破巨岩。这一过程通过蒸气对巨岩做功,将蒸气的内能转化为机械能。
题型八 比热容
解|题|技|巧
1、抓“比热容特性”破题:牢记水的比热容最大4.2×103J/(kg・℃),题目中出现 “保温”“散热”“温差小” 等关键词,优先关联水的这一特性(如暖气用水、汽车水箱加水)。
2、用“吸放热差异”分析现象:根据Q=cm△t,质量相同时,比热容大的物质吸/放热后温度变化小。据此解释现象(如沿海昼夜温差小,因水比热容大;沙漠温差大,因砂石比热容小)。
3、排除“无关干扰”聚焦本质:题目常提及物质的质量、初温等,但分析比热容应用时,重点看“物质种类”(决定比热容)和 “温度变化效果”,而非单纯比较质量或初温。
易|错|点|拨
1、单位换算错误:易忽略质量单位需统一为“kg”(如误将“g”直接代入),或温度单位未用“℃”,导致计算结果数量级偏差。
2、混淆△t与具体温度:误将初温t初或末温t末当作温度变化量△t,需牢记△t=|t末 - t初|,与温度正负无关。
3、忽略热平衡条件:在“吸热 = 放热”问题中,未说明 “忽略热量损失” 就直接等式计算,或漏算容器吸收的热量(如烧杯吸热)。
4、误判吸热/放热方向:认为 “温度高的物体一定放热”,忽略物体对外做功或外界对物体做功的情况(如压缩气体升温,并非吸热)。
5、公式适用场景混淆:将Q=cm△t用于物态变化过程(如冰熔化、水沸腾),须知该公式仅适用于温度变化而状态不变的情况。
【典例1】如图所示,是用相同加热器加热质量相等的A、B两种不同液体时(忽略散热)得到水温与加热时间的图线。则A、B两液体的比热容之比为( )
A.2∶3 B.3∶2 C.2∶1 D.1∶2
【答案】A
【详解】由题意可知,用相同加热器加热质量相等、初温相同的A、B两种不同液体,相同时间内,液体吸热相同;由图可知,A、B两种液体升高相同的温度,加热时间分别为2min、3min,则A、B两种液体吸收热量之比
则A、B两液体的比热容之比,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
【典例2】“钻木取火”说明 可以改变物体的内能。“煤比木头耐烧”在物理学中是指煤的 比木头的大。“沙漠地区比沿海地区热”是因为沙石的 比水的小。
【答案】 做功 热值 比热容
【详解】[1]钻木取火时,通过克服摩擦力做功,将机械能转化为内能,使木头的内能增加,温度升高,达到着火点而燃烧,这表明做功可以改变物体的内能。
[2]“煤比木头耐烧”意思是相同质量的煤和木头完全燃烧时,煤放出的热量更多。根据热值的定义,单位质量的某种燃料完全燃烧放出的热量叫做这种燃料的热值,所以这是指煤的热值比木头的大。
[3]沙漠地区比沿海地区热,是因为水的比热容较大。在同样受热或冷却的情况下,水吸收或放出相同热量时,温度变化比沙石小。沿海地区水多,沙漠地区沙石多,所以沙石的比热容比水的小,在吸收相同热量时,沙石温度升高得更多,导致沙漠地区比沿海地区热。
【典例3】每逢冬至,广东人的餐桌上都少不了一份汤圆.煮汤圆时,要先把水烧开,再下汤圆煮熟.在1个标准大气压下,将2.5kg的水从20℃加热到沸腾,c水=4.2×103J/(kg·℃),q天然气=4×107J/m3,燃气灶的效率是60%,求:
(1)水吸收的热量;
(2)天然气完全燃烧放出的热量;
(3)消耗的天然气。
【详解】解析:(1)1标准大气压下,水的沸点是100°C,则水吸收的热量:
(2)天然气完全燃烧放出的热量
(3)由知道,完全燃烧天然气的体积
答:(1)水吸收的热量为8.4×105J;
(2)天然气完全燃烧放出的热量为1.4 × 106J;
(3)消耗了0.035m3的天然气。
【变式1】有两个温度和质量都相同的金属球,先把甲放入盛热水的杯中,热平衡后,水温降低了Δt,把甲球取出,再将乙球放入杯中,热平衡后水温又降低了Δt(过程中的热量损失不计),则甲球的比热容和乙球的比热容大小关系是( )
A.甲球的比热容大于乙球的比热容
B.甲球的比热容小于乙球的比热容
C.甲球的比热容等于乙球的比热容
D.以上三种情况都有可能
【答案】B
【详解】设金属球的质量为m,初温为t0,水的质量为m水,初温为t水,先将甲投入热水中,热平衡后水温降低了Δt,则有c甲m(t水-Δt-t0)=c水m水Δt;把甲取出来后,立即将乙投入这杯水中,热平衡后水温又降低了Δt,则有c乙m(t水-2Δt-t0)=c水m水Δt,分析以上两式可得c甲<c乙,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
【变式2】小明用容积30mL、质量为45g的玻璃瓶自制温度计,如图所示。他先将自制温度计放入冰水混合物中,液柱稳定后,记录液柱起始位置;再将自制温度计放入沸水中,稳定后记录液柱位置(两次液柱稳定后,温度计中液体温度与被测物的温度相同)。整个过程中,自制温度计里的液体吸收了 J的热量;在测量过程中小明发现自制温度计精确度较低,为提高自制温度计的精确度,请你写出一条建议: 。(不计热损失,气压为标准大气压,自制温度计中液体比热容为,液体密度)
【答案】 使用更细的玻璃管/使用比热容更小的液体
【详解】[1]由起始位置可知,自制温度计中液体的体积等于玻璃瓶的容积
则自制温度计中液体的质量为
整个过程中,自制温度计里的液体温度从0℃升高到100℃,吸收热量为
[2]为提高自制温度计的精确度,要使液柱变化更灵敏,可换用内径更细的玻璃管或使用比热容更小的液体。
【变式3】学校实验小组用如图甲所示的装置比较水和煤油的吸热本领。图乙是小明同学根据实验数据绘制的图像。(已知:)
(1)本实验用两个 (填“相同”或“不同”)规格的电加热器来加热水和煤油,电加热器加热是利用电流的 加热的。加热前,一个烧杯中加入200g的水,从控制变量的角度需要在另一个相同的烧杯中倒入 (填“相同”或“不同”)质量的煤油。
(2)同时加热6min,水吸收的热量 (填“大于”、“等于”或“小于”)煤油吸收的热量。
(3)实验结果初步表明:不同物质,在质量和 相同时,升高的温度不同。
(4)分析图像可知:水和煤油的比热容之比是 ;加热6min时,水吸收的热量 J。
【答案】(1) 相同 热效应 相同
(2)等于
(3)吸收热量或加热时间
(4)
【详解】(1)[1]实验目的是比较水和煤油的吸热能力(即比热容),需控制变量。使用相同规格电加热器。相同时间内提供热量相同。
[2]电加热器工作原理:电流通过电阻丝产生热量,所以电加热器利用的是电流的热效应。
[3]控制变量法要求:质量必须相同,否则无法比较。已知水为200g,所以煤油也应为200g。因此需要在另一个相同的烧杯中倒入相同质量的煤油。
(2)同时加热6min,加热相同的时间,根据转换法,水吸收的热量等于煤油吸收的热量。
(3)加热6分钟(吸热相同),水升高的温度为
煤油升高的温度为
不同物质,在质量和吸收的热量相同时,升高的温度不同。
(4)[1]分析图像可知,加热6分钟(吸热相同),水升高的温度和煤油升高的温度分别为30℃、50℃;根据可知,在质量和吸热相同的情况下,比热容与升高的温度之积为一定值,升高的温度与比热容成反比,水和煤油的比热容之比
[2]加热6分钟(吸热相同),水升高的温度为30℃,煤油升高的温度为50℃,则加热6分钟水吸热
题型九 热机
解|题|技|巧
1、“三看” 法快速判断冲程:一看气门开闭(两气门都关→压缩/做功冲程;一开一关→吸气/排气冲程);二看活塞运动方向(上行→压缩/排气,下行→吸气/做功);三看火花塞是否点火(点火→做功冲程,不点火→压缩冲程),三者结合可精准定位冲程类型。
2、抓“关键数据”解循环问题:牢记一个工作循环的固定关系 ——“曲轴转2圈、活塞往复2次、完成4个冲程、对外做功1次”,解题时若已知曲轴转速,可先算每分钟循环数,再推导做功次数或冲程总数。
3、辨“内燃机类型” 定吸气差异:判断吸气冲程吸入物质时,先明确是汽油机还是柴油机——汽油机吸入 “汽油和空气的混合物”,柴油机吸入 “纯空气”,避免混淆二者吸气成分导致错误。
易|错|点|拨
1、混淆“热值公式的适用对象”:误将固体/液体燃料的热值公式Q放=mq与气体燃料的Q放=Vq混用。
2、错算“热机效率的有用能量”:计算热机效率()时,易将 “燃料完全燃烧放出的总能量Q放”当作有用能量,或漏算有用能量,导致效率计算偏差。
3、忽略“完全燃烧’的前提条件”:直接用热值公式计算实际燃料放出的热量,未考虑题目中 “燃料未完全燃烧”的情况——若燃料未完全燃烧,实际Q放<mq,此时不能直接用mq算总能量,需结合题目给出的“燃烧效率”进一步计算,否则会高估总能量。
【典例1】关于四冲程汽油机和柴油机的工作过程有以下几种说法:其中正确的是( )
①在压缩冲程中,机械能转化为内能;②吸气冲程时,汽油机吸入的是空气;
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。
A.只有①②③ B.只有①③ C.只有②④ D.只有②③④
【答案】B
【详解】①在压缩冲程,活塞向上运动压缩气体,消耗机械能,使气体内能增加、温度升高,因此机械能转化为内能,故①正确。
②汽油机在吸气冲程吸入的是汽油和空气的混合气体,而柴油机吸入的是纯空气,故②错误。
③在四冲程内燃机中,做功冲程燃气膨胀推动活塞向下运动,对外做功;吸气、压缩和排气冲程靠飞轮惯性完成,均不对外做功,故③正确。
④汽油机采用点燃式点火,柴油机采用压燃式点火,两者点火方式不同,故④错误。
综上所述,正确的说法为①③,故B正确,ACD错误。
故选B。
【典例2】汽车发动机用水做冷却液,是因为水的 大。一台某型号四冲程汽油机飞轮转速是,该汽油机工作时每秒对外做功 次。
【答案】 比热容 15
【详解】[1]水的比热容大,相同质量的水和其他物质相比,升高相同温度时能吸收更多热量,冷却效果好。
[2]四冲程汽油机飞轮转2圈完成1个工作循环(对外做功1次)。
飞轮转速
每秒转30圈,故每秒对外做功15次。
【典例3】杭州亚运会主火炬燃料采用零碳甲醇。若某次烧水时,消耗了8.4kg的零碳甲醇,将质量为454kg的水从加热至。此过程中,求:[,]
(1)完全燃烧8.4kg的零碳甲醇放出的热量;
(2)水吸收的热量;
(3)本次使用零碳甲醇烧水的效率。
【详解】(1)完全燃烧8.4kg的零碳甲醇放出的热量为
(2)水吸收的热量
(3)烧水效率
【变式1】如图所示,在试管内装适量水,用带玻璃管的胶塞塞住,加热试管使水沸腾,小叶轮转动。下列说法正确的是()
A.水的内能增加的方式是做功
B.随着酒精的燃烧其热值越来越小
C.叶轮转动,此现象与热机工作原理相同
D.水蒸气推动叶轮转动,水蒸气内能增加
【答案】C
【详解】A.水的内能增加是通过热传递实现的,酒精灯燃烧产生的热量转移到水中,使水的内能升高,并非做功(做功是其他形式的能与内能的相互转化),故A错误;
B.热值是燃料本身的固有特性,仅由燃料的种类决定,与燃料的燃烧程度、燃烧质量等无关,酒精燃烧过程中其热值不会发生变化,故B错误;
C.热机的核心工作原理是将内能转化为机械能,本实验中,水沸腾产生的水蒸气具有内能,水蒸气推动小叶轮转动时,内能转化为小叶轮的机械能,与热机的工作原理一致,故C正确;
D.水蒸气推动叶轮转动的过程,是内能转化为机械能的过程,在此过程中水蒸气的内能会减少,并非增加,故D错误。
故选C。
【变式2】喜欢思考的小明用塑料矿泉水瓶子进行了如下游戏探究:瓶中留有少量水,盖上瓶盖(如图甲);扭转瓶子(如图乙);轻轻扭动瓶盖,瓶盖被瓶内的气体冲出,同时瓶内出现白雾(如图丙)。扭转瓶子的过程是通过 的方式使瓶内水蒸气内能增加;将瓶盖冲出的过程与单缸四冲程汽油机的 冲程能量转化相同;瓶口形成白雾,这是发生了 的物态变化。
【答案】 做功 做功 液化
【详解】[1]扭转瓶子时,小明施加的外力压缩瓶内的气体,是通过做功的方式使瓶内水蒸气内能增加。
[2]当瓶盖被瓶内的气体冲出时,是瓶内气体对瓶盖做功,内能转化为机械能,这一过程中的能量转化与单缸四冲程汽油机的做功冲程相同。
[3]瓶口形成的白雾是水蒸气遇冷液化形成的小水滴。
【变式3】如图所示是小明家使用的即热式天然气热水器,它的加热效率为40%,小明用温度计测得热水器进水管的水温为20℃,设定出水管的水温为40℃,放出一定质量的热水后,从燃气表中看到使用了天然气。已知天然气的热值为,水的比热容为。求:
(1)水吸收的热量为多少?
(2)放出热水的质量为多少?
(3)水吸收的热量如果由额定功率为1000W的电热水器正常工作提供,需要多长时间?(不考虑热量损失)
【详解】(1)已知天然气的热值为,根据热量计算公式,可得天然气完全燃烧放出的热量
天然气热水器的加热效率为40%,根据加热效率公式。可得水吸收的热量
(2)已知水的比热容为,水的初温为,末温为,根据热量计算公式,可得放出热水的质量
(3)不考虑热量损失,电热水器做的功全部转化为内能被水吸收,即
根据电功率计算公式,可得水吸收的热量如果由额定功率为1000W的电热水器正常工作提供,需要的时间
题型十 能量的转化与守恒
解|题|技|巧
1、抓“能量形式变化”定转化方向:先明确过程中初始能量和最终能量,判断转化关系。
2、用“守恒定律”排除错误选项:牢记“能量既不会凭空产生,也不会凭空消失”,若选项出现“能量减少 /增加且无转化来源/去向”,可直接排除(如“电动机工作时电能全部转化为机械能”错误,因有部分转化为内能)。
3、结合“具体场景”找隐含转化:复杂场景中需挖掘隐藏能量,避免遗漏次要转化形式。
【典例1】“神舟二十号”火箭在发射过程中,燃料燃烧时,能量转化的顺序正确的是( )
A.内能→化学能→机械能 B.化学能→机械能→内能
C.机械能→内能→化学能 D.化学能→内能→机械能
【答案】D
【详解】火箭燃料燃烧时,先将燃料储存的化学能转化为内能,内能再转化为火箭的机械能推动火箭运动,所以能量转化顺序是化学能→内能→机械能,故D正确,ABC错误。
故选D。
【典例2】用两块铜片、热电偶、电动机(带风扇)组成一个电路,铜片1插在的热水中,铜片2放在空气中,如图所示,半分钟左右风扇发生转动,这就是温差发电现象。温差发电的实质是 能转化为 能。
【答案】 内 电
【详解】[1][2]由题意知,温差发电的实质是消耗内能,产生电能,故温差发电的实质是将内能转化为电能。
【变式1】2024年9月25日,中国成功发射一发携载训练模拟弹头的洲际弹道导弹至12000公里外的太平洋预设区域,通过这次成功的试射,彰显了我国在战略导弹领域的技术实力和战略打击能力。下列说法正确的是( )
A.导弹燃料的化学能全部转化为导弹的机械能 B.导弹的发动机效率不能达到100%
C.导弹的燃料燃烧得越充分,热值越大 D.导弹点火用到了电磁继电器原理
【答案】D
【详解】A.在整个过程中有能量损失,导弹燃料的部分化学能转化为导弹的机械能,故A错误;
B.导弹的发动机在工作时不可避免的有能量损失,而且要克服机械部件间的摩擦做额外功,效率一定小于100%,故B错误;
C.热值是燃料的一种特性,只决定于燃料的种类,与质量和燃烧情况等无关,导弹的燃料燃烧得越充分,热值不变,故C错误;
D.导弹发射时推动器的点火装置是由电磁继电器控制的,其原理是电流的磁效应,故D正确。
故选D。
【变式2】当电流通过灯丝,白炽灯的灯丝就会发热发光,此过程 能转化为光能和内能。晓丽在打扫实验室卫生时偶然发现:将磁体靠近通电白炽灯的灯丝(如图所示),灯丝在晃动。产生这一现象的原因是 。
【答案】 电 通电导体在磁场中受力运动
【详解】[1]白炽灯的灯丝发热发光,此过程电能转化为光能和内能。
[2]通电导体在磁场中会受力运动,导体的受力方向与磁场方向和电流的方向有关,所以将磁体靠近通电白炽灯的灯丝,因灯泡中有电流通过,并且是交流电,所以灯丝会受到磁场力的作用,并且受力的方向在时刻改变,所以灯丝会发生晃动。
题型十一 电荷
解|题|技|巧
1、先抓“核心规律”定方向:牢记 “同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引”,解题时先将此规律作为判断基准 —— 若两物体相互排斥,可直接判定二者带同种电荷;若相互吸引,需进一步分析。
2、用“排斥优先”破题:因“排斥” 是带电体间的唯一确定关系,题目中若出现“排斥”现象,优先以此为突破口推导电荷种类;若仅“吸引”,需考虑“一电一带”或“一带一不带” 两种可能。
3、结合“已知条件”排干扰:题目常给出一个物体的已知电荷,将其作为“参照物”,通过相互作用关系推导未知物体电荷,排除不符合规律的选项。
易|错|点|拨
1、误将“带电”等同于“产生电荷”:认为摩擦起电是 “创造了新电荷”,实则是电荷从一个物体转移到另一个物体,总电荷量守恒。
2、错判 “带电体吸引的物体性质”:看到带电体吸引轻小物体,就认为被吸引的物体一定带异种电荷,忽略不带电的轻小物体也会被带电体吸引。
3、混淆 “摩擦起电的条件”:觉得 “任意两个物体摩擦都能带电”,实际需满足两物体材料不同,若材料相同,摩擦后不会带电。
【典例1】小朋友从塑料滑梯滑下,会出现图中“怒发冲冠”的有趣现象。下列有关分析正确的是( )
A.摩擦过程中正电荷发生转移
B.头发和滑梯带的是同种电荷
C.此现象的原理和验电器原理相同
D.此现象在空气潮湿时更易出现
【答案】C
【详解】A.摩擦过程中发生转移的是负电荷,正电荷不发生转移,故A错误;
B.头发和滑梯是不同种物质,下滑摩擦时带上异种电荷,故B错误;
C.怒发冲冠现象的原理是同种电荷互相排斥,验电器的原理也是同种电荷互相排斥,二者工作原理相同,故C正确;
D.摩擦起电现象在干燥的空气中更容易发生,故D错误。
故选C。
【典例2】一位调皮的同学用气球在小猫的身上摩擦几下,松手后,气球就“粘”在了小猫的身上(如图),这是因为气球和小猫之间发生了 现象,使气球和小猫带上了异种电荷。
【答案】摩擦起电
【详解】用气球(由橡胶制成的)在小猫的身上摩擦几下,不同物质相互摩擦,由于原子核对核外的电子束缚能力不同,会发生电子的转移,即摩擦起电现象,此时气球和小猫带有异种电荷,相互吸引,因此气球“粘”在小猫的身上。
【变式1】如图所示,用毛皮摩擦过的橡胶棒靠近悬挂的气球,气球被推开,则气球( )
A.带负电 B.带正电 C.不带电 D.无法判断
【答案】A
【详解】根据初中物理知识,用毛皮摩擦过的橡胶棒会带负电。题中描述,用毛皮摩擦过的橡胶棒靠近悬挂的气球,气球被推开,说明橡胶棒和气球之间存在排斥力。根据电荷间的相互作用规律:同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。因为橡胶棒带负电,且与气球相互排斥,所以气球也一定带负电,故A符合题意;BCD不符合题意。
故选A。
【变式2】“金陵金箔”是国家级非物质文化遗产,手工打造的金箔轻薄柔软,不能用手直接拿取,正确拿取的方法是:手持羽毛轻轻扫过纸垫,如图甲所示;再如图乙将羽毛靠近工作台上方的金箔,羽毛即可将金箔吸住,羽毛吸住金箔的原因是 。请你再举出一个生活中摩擦起电的例子: 。
【答案】 带电体可以吸引轻小物体 脱衣服时有电火花/梳头时头发随梳竖起来
【详解】[1]手持羽毛轻轻扫过纸垫,羽毛与纸垫摩擦,根据摩擦起电的原因可知,羽毛和纸垫带上了异种电荷,摩擦过的羽毛能吸引金箔是因为带电体能吸引轻小物体。
[2]生活中摩擦起电的例子有:脱衣服时有电火花、梳头时头发随梳子竖起来、油罐车总是在车底挂一截铁链子,等等。
题型十二 电路 电路图
解|题|技|巧
1、先标 “规范符号” 再连线:用统一符号表示元件,不画实物图,符号大小适中,避免因符号不规范导致表意错误。
2、按 “电流路径” 理连接:从电源正极出发,沿电流方向依次画元件,串联顺次连、并联分支路,导线横平竖直,不出现交叉(必要时用拐点),确保连接关系清晰。
3、补 “关键信息” 防遗漏:标清电表量程、滑动变阻器滑片初始位置,若有开关需注明通断状态,让电路图信息完整,符合解题需求。
4、看 “通断与用电器” 判状态:通路是 “开关闭合、用电器工作”;断路是 “某处断开、无电流”;短路是 “电源正负极直接连”,抓关键特征快速区分。
5、联 “故障现象” 定状态:灯泡不亮时,先查是否断路;若电表异常,优先考虑短路,将现象与状态直接关联。
【典例1】如图所示,闭合开关,小灯泡、均不亮,电流表的示数为0。若故障只有一处且发生在灯泡或上,下列方法能够检测出故障的是( )
A.将电流表改接在灯泡、之间
B.将电流表并联接在或两端
C.将电流表并联接在开关或电源两端
D.将开关改接在、之间
【答案】B
【详解】根据电路图和题意可知,电路为串联电路,闭合开关后,两灯不亮,电流表示数为0,说明电路中存在断路故障,且故障发生在L1或L2上。
A.将电流表改接在灯泡L1、L2之间,无论L1断路还是L2断路,整个电路仍然是断路,电流表示数仍为0,两灯均不亮,无法检测出故障。故A不符合题意;
B.将电流表并联接在L1两端:若L1断路,电流表将L1短接,电路变为通路,此时L2会发光,电流表有示数。若L2断路,电路仍然是断路,L2不发光,电流表无示数。通过观察L2是否发光或电流表是否有示数,可以判断出故障位置。同理,将电流表并联在L2两端也可以检测出故障。故B符合题意;
C.将电流表并联接在开关S两端,由于开关S是闭合的,此操作对电路没有影响,无法检测故障。将电流表并联在电源两端,会造成电源短路,损坏电源和电流表,是错误的操作。故C不符合题意;
D.将开关S改接在L1、L2之间,开关在串联电路中的位置不影响其作用。无论L1断路还是L2断路,整个电路仍然是断路,两灯均不亮,无法检测出故障。故D不符合题意。
故选B。
【典例2】科学家发明了利用体温发电的可穿戴热电设备,其原理是根据离子热电效应,利用人体温度和周围低温环境之间的温差形成电流,将内能转换为 能,并给其他设备供电。此时可穿戴热电设备相当于电路中的 (填电学元件)。
【答案】 电 电源
【详解】[1][2]一个最基本的电路是由电源、用电器、开关、导线组成的。 电源工作时将其他形式的能转化为电能。可穿戴热电设备相当于电路中的电源,利用人体温度和周围低温环境之间的温差形成电流,将内能转换为电能,并给其他设备供电。
【典例3】根据如图所示的实物连接图,画出对应的电路图。
【答案】
【详解】由实物图可知,两灯并联,开关S在干路上,控制整个电路,开关和小灯泡在一条支路,小灯泡单独在一条支路,按要求画出电路图,如图所示:
【变式1】如图所示是一种太阳能背包。它的前面有一个太阳能电池板,里面有一个蓄电池,可以给手机、小风扇或数码相机等电子产品供电。下列说法正确的是( )
A.太阳能电池板将化学能转化为电能
B.给蓄电池充电,是将电能转化为化学能
C.用蓄电池给小风扇供电时,蓄电池相当于用电器
D.小风扇工作将化学能转化为机械能
【答案】B
【详解】A.太阳能电池板通过光电效应将太阳能转化为电能,故A错误;
B.给蓄电池充电,蓄电池消耗了电能,是将电能转化为化学能,故B正确;
C.用蓄电池给小风扇供电时,蓄电池提供电能,相当于电源,故C错误;
D.小风扇工作时,消耗电能,将电能转化为机械能,故D错误。
故选B。
【变式2】在如图所示的电路中,有三个开关、、,如果仅将开关闭合,、断开,则灯、 联;如果将开关、闭合,断开,则灯、 联。如果将开关、、都闭合,电路处于 状态。
【答案】 串 并 短路
【详解】[1][2][3]如果仅将开关闭合,、断开,则、_依次连接,为串联;如果将开关、闭合,断开,则两灯的两端分别连接在一起,然后与电源相连,故灯、并联。如果将开关、、都闭合,则将导线直接连接在电源两端,电路处于短路状态。
【变式3】根据如图所示的实物连接图,在虚线框内画出对应的电路图。
【答案】
【详解】据图可知,两灯泡并联在不同的支路上,开关S1在干路上,开关S2与灯泡L2在同一条支路上,所画电路图如下图所示:
题型十三 串联电路和并联电路
解|题|技|巧
1、沿 “电流路径” 判断电路类型:从电源正极出发,若电流只有一条路径依次经过所有用电器,为串联;若电流分成两条及以上支路,每条支路有独立用电器,汇合后回负极,为并联。
2、用 “元件独立” 判断电路类型:断开一个用电器,若其他用电器也不工作,为串联;若其他用电器仍工作,为并联,适合分析实际电路。
3、简化 “电表” 辅助电路类型:将电流表视为导线、电压表视为开路,简化电路后再看用电器连接方式,避免电表干扰对电路结构的判断。
4、再布“开关位置”:控制整个电路的开关放干路,单独控制某用电器的开关放对应支路,明确开关作用再画图。
5、最后“配电表”:测总电流/电压的电表放干路,测某用电器的电表与该用电器串或并,确保电表测量对象符合要求。
【典例1】如图所示的实验电路,还有部分导线未连接,字母a、b、c、d、e、f、g、h表示各元件的接线柱。下列操作能让灯L1、L2并联的是( )
A.用导线连接d、f,再闭合开关S
B.用导线连接b、f,再闭合开关S
C.用一根导线连接e、g,用另一根导线连接d、f,再闭合开关S
D.用一根导线连接e、f,用另一根导线连接d、g,再闭合开关S
【答案】C
【详解】A.如图所示,用导线连接d、f,再闭合开关S,灯L1没有接入电路,电路中仅有灯L2,故A不符合题意;
B.如图所示,用导线连接b、f,灯L2立刻亮,开关S和灯L1没有接入电路,故B不符合题意;
C.如图所示,用一根导线连接e、g,用另一根导线连接d、f,再闭合开关S,灯L1、L2都亮,两灯并联,且电流表测干路电流,故C符合题意;
D.如图所示,用一根导线连接e、f,用另一根导线连接d、g,再闭合开关S,电流从正极出发直接经过电流表回到负极,电路短路,电流表会烧坏,故D不符合题意;
故选C。
【典例2】电冰箱门框上有一个通过冰箱门来控制的开关。当冰箱门打开时,开关闭合使冰箱内的照明灯发光;当冰箱门关闭时,开关断开使冰箱内的照明灯熄灭,则开关与照明灯是 联的。此过程中制冷压缩机一直正常工作,说明照明灯和压缩机是 联的。
【答案】 串 并
【详解】[1]当冰箱门打开时,开关闭合使冰箱内的照明灯发光;当冰箱门关闭时,开关断开使冰箱内的照明灯熄灭,说明开关能直接控制照明灯的通断,因此开关与照明灯是串联的。
[2]由题可知,冰箱门开关控制照明灯的同时,制冷压缩机一直正常工作,说明灯的通断不影响压缩机工作,故照明灯和压缩机是并联的。
【变式1】为提高乘车效率,太原地铁闸机处配备了自动识别系统。刷票卡或者人脸识别成功时(相当于闭合开关),电动机启动,闸门打开放行。如图所示电路设计中符合上述要求的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】自动识别系统要求刷票卡或者人脸识别成功时(相当于闭合开关),电动机启动,闸门打开放行,说明刷票卡的开关和人脸识别的开关应该并联接入电路,再与电动机串联,这样就能满足无论哪个开关闭合都能形成通路,使电动机工作,打开闸门,分析ABCD四幅电路图,只有B与上述分析相符,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
【变式2】一间教室里安装了两个投影仪(如图),关闭其中一个投影仪,另一个投影仪仍能继续工作,则这两个投影仪之间的连接方式属于 (选填“串联”或“并联”)。
【答案】并联
【详解】教室里的两个投影仪,关闭其中一个投影仪,另一个投影仪仍能继续工作,即他们工作时互不影响,故两个投影仪之间的连接方式是并联。
期末基础通关练(测试时间:10分钟)
1.(24-25八年级上·新疆·期末)下列变化中,不属于机械运动的是( )
A.火箭升空 B.高铁疾驰 C.潜艇巡航 D.冰雪熔化
【答案】D
【详解】A.火箭升空,火箭的位置发生了变化,属于机械运动,故A不符合题意;
B.高铁疾驰,高铁的位置发生了变化,属于机械运动,故B不符合题意;
C.潜艇巡航,潜艇的位置发生了变化,属于机械运动,故C不符合题意;
D.冰雪熔化,是物质的状态发生了变化,不是物体位置的变化,不属于机械运动,故D符合题意。
故选D。
2.(24-25八年级上·江苏盐城·期末)下列数据符合实际的是( )
A.一名中学生的身高约168 dm
B.物理课本的质量大约50g
C.光在真空中的速度约为
D.人感觉比较舒适的温度约为37 ℃
【答案】C
【详解】A.1dm=10cm,168dm=16.8m,一名中学生的身高约1.68m,即16.8dm,远小于168dm,故A不符合题意;
B.物理课本的质量大约200g左右,50g接近一个鸡蛋的质量,远小于物理课本的实际质量,故B不符合题意;
C.光在真空中的传播速度是宇宙中最快的速度,约为 3×105km/s,这是物理学中的基本常识,故C符合题意;
D.人感觉比较舒适的温度约为25℃左右,37℃是人体的正常体温,并非舒适温度,故D不符合题意。
故选C。
3.(24-25九年级上·福建福州·期末)2024年4月25日,搭载着神舟十八号载人飞船的长征二号F遥十八运载火箭在酒泉卫星发射中心成功发射。长征二号F运载火箭采用液氢作为燃料,主要是因为液氢具有( )
A.较大的热值 B.较大的密度
C.较高的比热容 D.较高的燃点
【答案】A
【详解】火箭采用液态氢作为火箭的燃料,原因是液态氢具有较高的热值,完全燃烧相同质量的氢时,可以释放出更多的热量,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
4.(24-25九年级下·河北石家庄·期末)下列现象能说明分子在永不停息地做无规则运动的是( )
A.花香四溢 B.麦浪翻滚 C.流水潺潺 D.尘土飞扬
【答案】A
【详解】A.花香四溢,是扩散现象,说明分子在永不停息地做无规则运动,故A符合题意;
BCD.麦浪翻滚、流水潺潺、尘土飞扬是宏观物体的机械运动,不能说明分子在永不停息地做无规则运动,故BCD不符合题意。
故选A。
5.(23-24九年级上·安徽阜阳·期末)如图所示是安装在小区楼道口的智能信报箱,主人可以通过输入正确的密码或用钥匙(分别相当于开关)启动装置M,打开箱子取信件,下列电路设计符合要求的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】A.由题知,输入密码或用钥匙都能启动装置M,所以两开关并联,然后再和电动机串联,A选项图中必须两开关同时闭合,才能启动装置,故A不符合题意;
B.由图可知,S1闭合,电路短路,故C不符合题意;
C.由图可知,闭合S2,电路断路,不能启动装置,故C不符合题意;
D.由图可知,两开关并联,闭合任一个开关,都能启动装置,故D符合题意。
故选D。
6.(24-25八年级上·河北邢台·期末)一架无人机沿水平方向匀速飞行喷洒消毒液,相对地面是 (选填“静止”或“运动”)的。喷洒的消毒液小液滴悬浮在空中,过一会消失是 (选填“汽化”“液化”或“升华”)现象。
【答案】
运动
汽化
【详解】[1] 无人机沿水平方向匀速飞行,其位置相对于地面不断变化,因此无人机相对地面是运动的。
[2] 消毒液小液滴悬浮在空中后消失,是由于液态的液滴蒸发为气态,属于汽化现象。
7.(25-26九年级上·辽宁抚顺·月考)炒菜时菜很快就变咸了,而腌咸菜时,需要很长时间菜才会变咸,这个表明了, 越高,分子热运动越剧烈。咀嚼麦芽糖时感觉糖黏牙,因为分子间存在 。
【答案】
温度
引力
【详解】[1]炒菜时温度高,菜很快变咸,腌咸菜时温度低,菜很久才变咸,这说明温度越高,分子热运动越剧烈。
[2]分子间存在引力和斥力,咀嚼麦芽糖时感觉糖黏牙,这是因为分子间存在引力。
8.(2020·黑龙江齐齐哈尔·中考真题)在干燥的天气里,用塑料梳子梳头,有时头发会随着梳子飘起来。这是因为头发和梳子摩擦后带了 (选填“同种”或“异种”)电荷而相互 (选填“吸引”或“排斥”)。
【答案】 异种 吸引
【详解】[1][2]摩擦起电的实质是电子的转移,头发跟梳子摩擦之后,头发和梳子分别带上异种电荷,异种电荷会相互吸引。
9.(24-25九年级上·河南三门峡·期末)如图所示,艾灸是中华医学的瑰宝,利用艾条燃烧产生的热量刺激人体穴位,能够达到防病治病的目的。艾灸过程中是通过 的方式改变人体内能。若一根质量为30g的艾条完全燃烧则可以放出 J的热量。(艾条的热值为)
【答案】 热传递
【详解】[1]进行艾灸时,艾条燃烧产生的热量传给人体,是通过热传递的方式改变了人体的内能。
[2]一根质量为30g的艾条完全燃烧可以放出的热量为
10.(24-25八年级上·云南西双版纳·期末)如图所示,密封的锤形玻璃泡内装有少量碘颗粒,碘的熔点约为。打开电吹风热风挡对玻璃泡加热,温度约为,一段时间后,观察到玻璃泡内弥漫着紫红色的碘蒸气,停止加热,冷却后玻璃泡内又出现碘颗粒。加热时,碘颗粒 成紫红色碘蒸气,冷却时碘蒸气 成碘颗粒(填物态变化名称)。
【答案】 升华 凝华
【详解】[1][2]已知碘的熔点约为114℃。用电吹风热风挡对玻璃泡加热,温度约为60℃,低于碘的熔点,碘没有发生熔化,观察到玻璃泡内弥漫着紫红色的碘蒸气,说明固态的碘颗粒升华成碘蒸气;停止加热,冷却后玻璃泡内又出现碘颗粒,说明碘蒸气遇冷凝华成碘颗粒。
11.(24-25八年级上·四川内江·期末)如图所示,是“探究冰熔化时温度变化规律”的实验装置(当地大气压为一标准大气压)。
(1)实验时,用乙图而没有用甲图来探究,一是为了使冰受热均匀,二是为了使冰升温 (选填“快”或“慢”),以便能够准确地测量冰熔化时的温度;
(2)某时刻温度计的示数如图丙所示,则此时冰 (选填“正在”或“没有”)熔化;
(3)实验中每隔1min记录一次冰的温度及对应状态,并根据记录的数据作出了温度随时间变化的图像,如图丁所示。由图像可得,冰在熔化过程中,要不断吸收热量,温度 (选填“升高”“降低”或“不变”)。
【答案】(1)慢
(2)没有
(3)不变
【详解】(1)采用乙图装置“水浴法”来加热冰,一是为了使冰受热均匀,二是为了使冰升温慢,以便能够准确地测量冰熔化时的温度。
(2)由图可知,温度计的分度值为1℃,液柱在零摄氏度下2小格处,故示数为-2℃,一个标准大气压下,冰的熔点是0℃,由于此时冰的温度低于冰的熔点,故冰不能熔化。
(3)由图像可得,冰在熔化过程中,要不断吸收热量,温度始终为0℃不变。
12.(24-25九年级上·新疆克孜勒苏·期末)为了比较水和煤油吸热本领的大小,某同学做了如图甲所示的实验,在两个相同的烧杯中,分别装有水和煤油,用相同的电热器分别对它们加热相同的时间。
物质
质量/g
初温/℃
末温/℃
加热时间/min
水
60
30
45
4
煤油
60
30
60
4
(1)实验中应保证水和煤油的初温与 (选填“质量”或“体积”)都相同;
(2)实验中通过 (选填“加热时间”或“升高的温度”)间接反映液体吸收热量的多少;
(3)对水和煤油加热相同的时间后,实验数据如下表,可知水升高的温度 (选填“高于”“等于”或“低于”)煤油升高的温度。实验表明, (选填“水”或“煤油”)的吸热能力更强。
【答案】(1)质量
(2)加热时间
(3) 低于 水
【详解】(1)实验是探究水和煤油吸热本领的大小,需采用控制变量法,应保证水和煤油的初温、质量均相同。若控制体积相同,会因密度不同导致质量不同,无法控制变量。
(2)相同的电热器,相同加热时间内电热器放出的热量相等,实验采用转换法,通过“加热时间”间接反映液体吸收热量的多少。
(3)[1]由表中数据可知,水和煤油的质量相同,用相同的电热器同时对它们加热4分钟,水升高的温度
煤油升高的温度
水升高的温度低于煤油升高的温度。
[2]相同质量的物质吸收相同热量时,温度升高越慢,说明吸热能力越强,因此水的吸热能力更强。
13.(24-25九年级上·陕西咸阳·期末)天然气热水器将50 kg的水由22℃加热到42℃。已知,,该天然气热水器的热效率是84%。求:
(1)水吸收的热量;
(2)天然气燃烧放出的热量;
(3)消耗天然气的体积。
【详解】(1)水吸收的热量
(2)天然气燃烧放出的热量
(3)消耗天然气的体积
期末重难突破练(测试时间:10分钟)
14.(24-25八年级上·重庆江津·期末)如图为“自制温度计”项目小组的成果展示,下列说法正确的是( )
A.自制温度计的瓶子越大越好,玻璃管越粗越好
B.自制温度计是利用转换法将温度转换为水柱的长度
C.自制温度计的设计原理是玻璃瓶的热胀冷缩
D.读数时为求准确,应把温度计从液体中拿出来仔细观察后读数
【答案】B
【详解】A.自制温度计是根据液体热胀冷缩的性质制成的,瓶子越大,液体越多,热胀冷缩时体积变化越明显,但玻璃管越细,相同体积变化时液柱上升或下降的高度越明显,测量越准确,并非玻璃管越粗越好,故A错误;
B.自制温度计是利用转换法,将温度的变化转换为水柱长度的变化来进行测量的,故B正确;
C.自制温度计的设计原理是液体的热胀冷缩,而不是玻璃瓶的热胀冷缩,故C错误;
D.读数时,温度计不能从液体中拿出来,否则示数会受环境温度影响,导致读数不准确,故D错误。
故选B。
15.(24-25九年级上·山西太原·期末)一种太阳能背包的外部安装有太阳能电池板,背包内部有一个蓄电池。白天阳光充足时,太阳能电池对蓄电池充电。该蓄电池可以给随身携带的小风扇供电,其主要能量转化过程如图所示。下列说法正确的是( )
A.①是“内能” B.②是“电能”
C.③是“化学能” D.④是“机械能”
【答案】D
【详解】太阳能电池工作过程中将太阳能转化为电能,供用电器使用;蓄电池充电过程中将电能转化为化学能储存起来;蓄电池供电过程中将化学能转化为电能,供用电器使用;小风扇工作过程中主要将电能转化为机械能,故①是“电能”、②是“化学能”、③是“电能”、④是“机械能”,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
16.(24-25九年级上·新疆克孜勒苏·期末)智能锁正在逐步走进千家万户。某款智能锁,它支持密码与指纹两种认证方式开门,密码正确相当于开关闭合,指纹正确相当于开关闭合,开门由电动机完成。下列符合该智能锁电路设计的是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】智能锁支持密码与指纹两种认证方式开门,说明两种方式独立控制,互不干扰,所以开关和开关应该并联。开关和开关的开合都能控制开门的电动机,说明电动机在干路上,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A 。
17.(24-25八年级上·河南新乡·期末)如图所示的四个情景,下列表述中正确的是( )
A.甲:自制温度计是根据液体的热胀冷缩规律制成的
B.乙:小孔成像是光在同种均匀介质中沿直线传播形成的小孔的实像
C.丙:显微镜的目镜是凹透镜,物镜是凸透镜
D.丁:在烧瓶底部浇冷水使停止沸腾的水重新沸腾,说明液体的沸点跟液面上方气压有关
【答案】AD
【详解】A.自制温度计是在小瓶中装满液体,用瓶塞塞住瓶口,在瓶塞上插入一根玻璃管。当温度变化时,瓶中的液体会发生热胀冷缩,玻璃管中的液柱高度会随之变化。所以自制温度计是根据液体热胀冷缩的规律制成的。故A正确;
B.小孔成像属于光的直线传播现象,小孔成像形成的是物体倒立的实像,并不是小孔的实像。故B错误;
C.显微镜上有两组透镜,一组叫做物镜,一组叫目镜。物镜和目镜都是凸透镜,故C错误;
D.在烧杯底部浇冷水,烧杯中的水蒸气液化,烧杯中气压降低,烧杯中已停止沸腾的水重新沸腾,说明液体沸点跟液面上方的气压有关,故D正确。
故选AD。
18.(24-25九年级上·山西·期末)厨房不仅是加工食材的场所,也是物理学的“生活实验室”。观察厨房中的物理现象,下列说法正确的是( )
A.沸腾的水热得发烫,是因为水含有的热量多
B.使用天然气,天然气的热值在小火时比在大火时小
C.蒸馒头时,通过热传递的方式使馒头的内能增加
D.炸丸子用食用油而不用水,主要是因为食用油的比热容较小
【答案】C
【详解】A.热量是过程量,可以用吸收、放出等词描述,但不能说含有多少热量,故A错误;
B.热值是燃料的一种特性,热值的大小只取决于燃料的种类,与燃料的质量、燃烧情况都无关,故B错误;
C.蒸馒头时,馒头从外界吸收热量,内能增大,温度升高,是通过热传递的方式使馒头的内能增加,故C正确;
D.炸丸子用食用油而不用水,主要是因为食用油的沸点比水的沸点高,故D错误。
故选C。
19.(24-25八年级上·重庆江津·期末)实验小组利用某物质进行熔化和凝固实验,如图是利用所测数据作出的物质温度随时间变化图像,由图可知,该物质是 (选填“晶体”或“非晶体”),该物质的凝固过程持续了 。
【答案】 晶体 3
【详解】[1]从图中可以看到,该固体熔化时,温度保持在不变,而晶体熔化时,温度是不变的,非晶体熔化时,温度是变化的,所以由图像可知,该固体是晶体。
[2]凝固过程对应图像中的EF段,从第9分钟开始,到第12分钟结束,则持续时间为
20.(25-26九年级上·河南平顶山·期末)汽油的热值是,200g汽油完全燃烧能放出 J的热量;若用燃烧汽油放出的热量给质量相同的A、B两种物质加热,其温度随时间变化的图像如图所示,则A、B两种物质的比热容之比是 。
【答案】 1:4
【详解】[1]200g汽油完全燃烧能放出的热量为
[2]A、B两种物质质量相同,若都加热6min,则两种物质吸收的热量相同,由图像可知,当加热6min时,A物质温度升高了,B物质温度升高了
由可知,A、B两种物质的比热容之比是
21.(24-25八年级下·江苏宿迁·期末)写出下列现象中,“吸”字涉及的科学原理:
(1)高铁站台的黄线是为了防止人被“吸”过去,涉及 压强相关知识;
(2)干燥的冬天,化纤衣服容易“吸”附灰尘,涉及 现象相关知识;
(3)人用吸管“吸”杯中的饮料,涉及 压强相关知识;
(4)两表面削平的铅柱压紧后会“吸”在一起,涉及 力相关知识。
【答案】(1)流体
(2)静电
(3)大气
(4)分子间引
【详解】(1)列车进站时,会带动人和车之间的空气流动速度加快、压强变小;此时人外侧的空气流动速度慢、压强较大,会产生一个向内侧的压强差,故乘客被“吸”向列车,其原理是流体压强和流速的关系,所以候车时要站在黄线外侧。
(2)干燥的冬天,化纤衣服容易“吸”附灰尘,是利用带电体能吸引轻小物体这一静电原理。
(3)人吸走管内的空气时,管内的气压减小,外界大气压将饮料压入管内,使人喝到饮料,所以用吸管“吸走”饮料是利用了大气压的作用。
(4)两表面削平的铅柱压紧后会“吸”在一起,说明分子间存在相互作用的引力。
22.(24-25九年级上·江苏南通·期末)按照题目要求作图。
(1)如图所示,用笔画线代替导线根据所给的器材连接一个电路,要求两个灯泡串联,用电流表测量通过L1的电流,用电压表测L2两端的电压,并在方框内画出相对应的电路图。
(2)根据图所示的实物电路,在方框内画出它的电路图,并在图中对应的灯泡附近标出L1和L2。
(3)筷子是我国传统的用餐工具,它应用了杠杆的原理,如图所示。请你在图中标出这根筷子使用时的支点O。并画出动力F1和阻力臂L2。
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)两个灯泡串联,用电流表测量通过的电流,电流表选用小量程串联在电路中,因电源电压为3V将电压表小量程并联在的两端,如下左图所示,根据实物图画出对应的电路图,如下右图所示:
(2)由实物图可知,灯泡、并联在电路中,一个开关控制干路,一个开关与灯泡串联,电路图如图所示:
(3)在使用筷子时筷子绕着C点转动,所以C点即为支点;手的作用力为动力,其方向与筷子垂直,动力的作用点为B点;食物对筷子的阻碍力为阻力,阻力的作用点为A点。阻力臂是从支点C到阻力的作用线之间的距离,即线段AC的长度,如图所示:
23.(23-24九年级上·江苏徐州·期末)作图题:
(1)如图所示,画出羊角锤在A点所施加的最小的动力F1及其力臂L1。
(2)请完成图中电路的连接,要求:两灯并联,开关控制整个电路。
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)由杠杆平衡条件F1L1 = F2L2可知,在阻力跟阻力臂的乘积一定时,动力臂越长,动力越小;图中支点在O点,因此OA作为动力臂最长,由图知动力的方向应该向左,如下图所示:
(2)两灯并联,开关控制整个电路,电流的路径有两条;根据电流流向,电流从电源正极出发,经开关后分成两支,分别经过两个灯泡回到电源负极,如下图所示:
24.(24-25八年级上·江西新余·期末)如图所示,为了探究“冰熔化和水沸腾时温度的变化规律”,小华同学进行了如下操作:
(1)为完成这个实验,他准备的器材有:烧杯、酒精灯、铁架台、温度计,还需要一个重要的测量仪器是 。
(2)装有碎冰块的试管放在水中加热的目的是 。
(3)根据实验数据绘制了如图乙的温度随时间变化的图像,分析图像可知:冰是 (选填“晶体”或“非晶体”);第10分钟试管内的物质处于 (选填“液态”或“固态”或“固液共存态”)。
(4)待冰完全熔化后取出试管,将温度计的玻璃泡完全浸没在水中(玻璃泡与烧杯不接触),如丙图所示,继续“探究水沸腾时温度变化的特点”:
①图丁中 是沸腾时的情况(选填“A”或“B”),在烧杯口处看到大量“白气”,“白气”的形成是 现象(填物态变化名称);
②同组的小骥同学在冰完全熔化后利用图甲装置继续加热,待烧杯中的水沸腾后,试管内的水 (选填“能”或“不能”)沸腾。
【答案】(1)停表(秒表)
(2)使冰受热均匀,同时延缓加热的时间,便于观察与记录
(3) 晶体 固液共存态
(4) A 液化 不能
【详解】(1)实验中需要记录温度随时间的变化情况,温度计用于测量温度,还需要停表(秒表)来测量时间。
(2)将装有碎冰块的试管放在水中加热,这是水浴加热法,其目的是使冰受热均匀,同时延缓加热的时间,便于观察与记录。
(3)[1]由图乙可知,冰在熔化过程中温度保持不变,根据晶体的定义(有固定熔点的物质为晶体),所以冰是晶体。
[2]从图中可以看出,第10分钟时冰处于熔化过程中,晶体在熔化过程中处于固液共存态。
(4)[1]水沸腾时,底部水先汽化产生气泡,气泡上升过程中不断变大,所以图丁中A是沸腾时的情况。
[2]在烧杯口处看到的大量“白气”,是水蒸气遇冷液化形成的小水滴。
[3]待烧杯中的水沸腾后,试管内的水虽然能达到沸点,但是由于试管内的水和烧杯内的水温度相同,不能继续吸热,根据水沸腾的条件(达到沸点且继续吸热),所以试管内的水不能沸腾。
25.(25-26九年级上·广东广州·期末)同样日照条件下,夏天中午海边的沙子热得烫脚,但海水较凉爽;傍晚日落后,海边的沙子很快变凉,而海水仍然温暖。对此现象小强提出猜想:不同物质吸热升温的快慢不同,并在实验室探究了“不同物质吸热升温的现象”,他选用两个相同的加热装置,设计的实验如图所示:
加热时间/min
0
1
2
3
4
温度/
食用油
20
40
60
80
100
水
20
30
40
50
60
(1)在两个完全相同的烧杯中分别装入 初温都相同的食用油和水;
(2)该实验是通过 来反映物质吸收热量的多少;(选填“加热时间”或“升高的温度”)
(3)实验中,正确操作后收集到如上表中的实验数据。实验中发现:升高相同的温度 吸收的热量较多,所以 的吸热本领更强。(以上两空均选填“食用油”或“水”)
【答案】(1)质量
(2)加热时间
(3) 水 水
【详解】(1)根据控制变量法,探究不同物质吸热升温的现象时,需要控制食用油和水的质量、初温相同。
(2)实验中,使用两个相同的加热装置,在相同时间内放出的热量相同。因此,物质吸收热量的多少可以通过加热时间来间接反映。
(3)[1][2]根据表格的数据可知,质量相同的两种液体均由20℃上升到40℃时,油需加热1min,水需要加热2min,故水吸收的热量更多,水的吸热能力更强。
期末综合拓展练(测试时间:15分钟)
26.(24-25八年级上·新疆昌吉·期末)近年来,我国在科技领域取得了许多骄人的成绩,比如凝聚着国人梦想的国产大飞机C919首飞成功。
(1)C919飞行时,由于发动机的 而产生的轰鸣声是通过 传入人耳。
(2)C919首飞成功后,将进入适航认证阶段,其中非常重要的一项就是结冰试验。飞机表面结冰是由于飞机飞行过程中过冷水滴或降雨碰到机体后 (填物态变化过程)而形成的,也可由水蒸气在机体表面 (填物态变化过程)而成,上述两个过程都是 热过程(选填“吸”或“放”)。冰在熔化过程中温度 (填“升高”或“降低”或“不变”)。
(3)C919采用了极轻的新型复合材料。“极轻”反映了这种材料的密度 (选填“大”或“小”)。若一个实心零件,使用铝合金制造时,其质量为,则这个零件的体积为 (铝合金的密度为);若改用新型复合材料制造,其质量减少,则这种材料的密度为 。
【答案】(1) 振动 空气
(2) 凝固 凝华 放 不变
(3) 小 0.02
【详解】(1)[1]声音是由物体振动产生的,所以发动机振动产生轰鸣声。
[2]声音的传播需要介质,轰鸣声通过空气传入人耳。
(2)[1]液态的过冷水滴碰到机体变成固态的冰,物质状态由液态变为固态,是凝固现象。
[2][3]气态的水蒸气直接变成固态的冰,是凝华现象;凝固和凝华过程都要放热。
[4]冰是晶体,晶体熔化时温度不变。
(3)[1]“极轻”指的是用不同材料制成相同体积物体,这种材料制成的物体质量小,说明这种材料的密度小。
[2]根据密度公式得,这个零件的体积为
[3]若改用新型复合材料制造,其质量减少24kg,则这种材料的密度为
27.(23-24九年级上·广东东莞·期末)运用知识解决问题。
(1)小明到海水浴场玩,他光着脚踩在沙滩上,感到沙子烫脚,当身体进入水中时,觉得水比较凉,这是因为:海水和沙子相比,在同样受热时,沙子的温度变化比海水 (选填“大”或“小”);
(2)在探究不同物体的吸热能力实验中用完全相同的两个试管分别装上 相等的煤油和水,用相同热源对试管均匀加热。图中的图象正确的是 ;[水的比热容为4.2×103J/(kg•℃),煤油的比热容为2.1×103J/(kg•℃)]
(3)关于温度、内能和热量,下列说法正确的是 ___________;
A.温度相同的两个物体间也能发生热传递;
B.0℃的冰变成0℃的水,温度不变,内能不变;
C.物体的温度越高,含有的热量越多;
D.任何物体都具有内能,通过摩擦可增大冰块的内能。
(4)下列关于能量的说法中,正确的是 ___________。
A.洗衣机工作时是将机械能转化为电能;
B.电水壶工作时是将内能转化为电能;
C.用热水泡脚,身体会感觉暖和,说明内能可以转移;
D.能量无论是转化还是转移,能量总和会逐渐减少。
【答案】(1)大
(2) 质量 C
(3)D
(4)C
【详解】(1)根据可知,质量相同的不同物质,吸收相同的热量,比热容大的温度改变较小;水的比热容较大,同样受热的情况下,吸收相同热量,沙子的温度变化比海水大,因此,小明光着脚踩在沙滩上,感到沙子烫脚,当身体进入水中时,觉得水比较凉。
(2)[1]探究水和煤油的吸热能力时,需要控制水和煤油的质量相同,因此实验中用完全相同的两个试管分别装上 质量相等的煤油和水。
[2]根据得,可得,质量相同的水和煤油吸收相同的热量,煤油的比热容为水的比热容的,所以煤油升高的温度为水升高温度的2倍,所以C正确。
(3)A.发生热传递的条件是存在温度差,所以温度相同的两个物体间不能发生热传递,故A错误;
B.0℃的冰变成0℃的水,虽然质量不变、温度不变,但需要吸收热量,所以内能增加,故B错误;
C.热量是一个过程量,不能用具有、含有来修饰,故C错误;
D.物体内部所有分子热运动的动能与分子势能的总和,叫做物体的内能,一切物体都具有内能;通过摩擦做功,可增大冰块的内能,故D正确。
故选D。
(4)A.洗衣机工作时,消耗电能,产生机械能,是将电能转化为机械能的过程,故A错误;
B.电水壶工作时消耗电能,产生内能,故是将电能转化为内能的过程,故B错误;
C.用热水泡脚,内能从热水传递到脚,身体的内能会增加,会感觉暖和,说明内能可以转移,故C正确;
D.根据能量守恒知,能量在转化和转移的过程中,能量的总量会保持不变,故D错误。
故选C。
28.(23-24八年级下·吉林长春·期末)中国的旋翼电动无人机技术发展迅速,水平居世界前沿。
(1)确定电动无人机是否属于热机 。
(2)小明通过组装发现,无人机电池上标有 15.2V字样,通过进一步查阅资料,每节锂电池稳定供电的电压约为3.8V,可推测无人机的电源是由 节锂电池 联组成。
(3)如图甲所示是操纵无人机飞行的“调速”手柄。可改变无人机飞行的速度,与这个“调速”手柄联动的电路元件实质是一个 ,这个装置用的时间长了,上面会聚集大量的灰尘使电路接触不良,这说明此时的灰尘属于 (选填“半导体”“导体”或“绝缘体”)。通过“调速”手柄改变任意一个旋翼电动机的速度改变飞行方向,4个旋翼电动机在电路中的连接方式 。
(4)无人机从地面竖直匀速上升时,机械能 ;无人机沿某一水平直线加速飞行时,动能
(5)如图乙所示,外卖小哥使用无人机从地面向医院高楼病房阳台送餐。已知无人机质量为3kg,外卖质量为0.5kg,无人机先以5m/s的速度径直上升10s,再水平匀速飞行20m到阳台,整个送餐过程历时20s,整个过程中无人机对外卖做功是 J,整个过程中无人机做功的功率是 W。
(6)该无人机空载质量为3kg,当无人机空载放置在水平地面上时,若要将其一侧的支架水平微微抬起,则需要启动在支架一侧的两个电动机。如图丙所示,已知每个电动机中心到支架的水平距离都为10cm,两支架之间的距离为30cm,无人机的重心在两支架的中心。要在水平地面上微微抬起无人机右侧支架,右侧每个电动机至少需要提供多大的升力。(写出必要的文字说明、表达式、最终结果 )
【答案】(1)不属于
(2) 4 串
(3) 滑动变阻器 绝缘体 并联
(4) 增大 增大
(5) 250 87.5
(6)5.625N
【详解】(1)热机是将燃料燃烧时产生的内能转化为机械能的机器,例如蒸汽机、内燃机等。电动无人机是利用电池提供电能,电动机将电能转化为机械能来驱动旋翼转动,从而实现飞行。整个过程中没有燃料的燃烧,不存在将内能转化为机械能的过程。所以电动无人机不属于热机。
(2)[1][2]在串联电路中,总电压等于各部分电路两端电压之和。已知无人机电池电压U=15.2V,每节锂电池电压U0=3.8V,要达到较高的总电压,所以各节锂电池要串联组成无人机电源。则锂电池的节数
(3)[1]“调速”手柄可以改变无人机飞行的速度,而电动机的转速与通过它的电流大小有关。滑动变阻器通过改变接入电路中电阻丝的长度来改变电阻大小,从而改变电路中的电流。所以与“调速”手柄联动的电路元件实质是一个滑动变阻器。
[2]滑动变阻器上聚集大量灰尘会使电路接触不良,说明灰尘阻碍了电流的通过。导体是容易导电的物体,半导体导电性能介于导体和绝缘体之间,绝缘体是不容易导电的物体。所以此时的灰尘属于绝缘体。
[3]通过“调速”手柄改变任意一个旋翼电动机的速度就能改变飞行方向,说明各旋翼电动机之间互不影响。在并联电路中,各支路用电器互不影响,所以4个旋翼电动机在电路中的连接方式是并联。
(4)[1]机械能包括动能和势能,动能与物体的质量和速度有关,重力势能与物体的质量和高度有关。无人机竖直匀速上升时,速度不变,质量不变,所以动能不变;高度增加,质量不变,所以重力势能增大。因为机械能等于动能和势能之和,动能不变,重力势能增大,所以机械能增大。
[2]无人机沿某一水平直线加速飞行时,质量不变,速度增大,所以动能增大。
(5)[1]无人机对外卖做功,是在外卖竖直上升的过程中。水平飞行时无人机对外卖的支持力方向与运动方向垂直,不做功。外卖上升的高度h=5m/s×10s=50m
外卖的重力G外卖=m外卖g=0.5kg×10N/kg=5N
无人机对外卖做功W=G外卖h=5N×50m=250J
[2]整个过程中无人机做的功 W总=G总h=(3kg+0.5kg)×10N/kg×50m=1750J
整个过程中无人机做功的功率
(6)无人机的重力G=mg=3kg×10N/kg=30N
设每个电动机提供的升力为F1,无人机右侧抬起时,是以左边的支架为支点,由图可知,此时F1的力臂l1=30cm+10cm=40cm=0.4m
重力的力臂为
因右侧有2个电动机,则右侧的动力为2F1。根据杠杆的平衡条件可知:2F1l1=Gl2, 则每个电动机提供的升力
29.(23-24九年级上·山西临汾·期末)阅读短文回答问题。
导体容易导电,绝缘体不容易导电,有一些材料,导电能力介于导体和绝缘体之间,称为半导体,除了导电能力外,半导体有许多特殊的电学性能,使它在多方面都有重要应用,有的半导体在受热后电阻迅速减小;反之,电阻随温度的降低而迅速地增大,利用这种半导体可以做成体积很小的热敏电阻,热敏电阻可以用来测量很小范围内的温度变化,反应快,而且精度高。
发光二极管(LED)是半导体二极管的一种,其有单向导电性,当二极管两端外加正向电压时,如果正向电压很小,正向电流也几乎为零,当正向电压大于某个值以后,二极管正向导通,电流随电压过大而迅速上升,当二极管两端外加反向电压不超过一定范围时,通过二极管的电流几乎为零,二极管处于截止状态,外加反向电压超过某一数值时,反向电流会突然增大,这种现象称为电击穿,因而使用时应避免二极管外加的反向电压过高,在LED灯中,电能被直接转换为光子,这大大提升了发光的效能,因为其他灯具技术中,电能首先是被转化为热,只有很小一部分转化成了光。
(1)以下元件不是由半导体材料制成的______;
A.光敏电阻
B.白炽灯
C.热敏电阻
D.LED灯
(2)LED灯电能可以直接转化成光能,而白炽灯、日光灯管都是电能先转化成 ,再有很小一部分转化成光能,因此, LED灯的效率比传统照明灯要高;
(3)如果将热敏电阻与电源、电流表和其他元件串联成一个电路,其他因素不变,只要热敏电阻所在区域的温度降低,电路中电流将变 (选填“大”或“小”);
(4)上题电路中,我们将电流表中的电流刻度换成相应的温度刻度,就能直接显示出热敏电阻附近的温度。如果刻度盘正中的温度刻度值为20℃(如图所示),则25℃的刻度应在20℃ (选填“左”或“右”)边。
【答案】(1)B
(2)内能
(3)小
(4)右
【详解】(1)半导体材料可以制成的光敏电阻、热敏电阻和LED灯,但白炽灯不是半导体材料制成的,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
(2)在LED灯中,电能被直接转换为光能,其几乎不发热,从而减小了电能的损失,而白炽灯、日光灯管都是电能先转化成内能,只有很小一部分转化成了光,因此,LED灯的效率比传统照明灯要高。
(3)根据热敏电阻的特性可知:当热敏电阻区域的温度的降低时其电阻增大,由欧姆定律可知电路中的电流随之减小。
(4)从左往右,电流表刻度值是逐渐增大的,而热敏电阻随温度的升高而减小,由欧姆定律可知电路中的电流越大,故指针将右偏,因此25℃的刻度应在20℃的右侧。
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专题01 物态变化&内能与热机&简单电路(期末复习讲义)
核心考点
复习目标
考情规律
六种物态变化对应转化
能用物态变化知识解释自然现象
基础概念多以选择题、填空题考查,难度较低
物态变化的吸放热特点
能判断生活中的物态变化类型
图像分析是高频考点,常出选择题或实验题
晶体与非晶体
会区分晶体与非晶体
实验题多考查 “探究晶体熔化规律”
汽化的两种形式
知道沸腾条件和蒸发快慢因素
结合生活场景或自然现象考查应用能力
内能的定义及影响因素
准确判断改变内能的方式
基础概念多以选择题、填空题考查,难度较低
改变内能的两种方式
能区分热传递与做功改变内能
结日常考查实际应用
比热容的概念及热量计算
理解比热容的物理意义,会用热量公式解决简单计算问题
热量计算常结合生活场景出现在计算题中,需注意单位统一
热机的四冲程计热值和热机效率的计算
掌握热机四冲程的工作过程,能判断各冲程的能量转化
热机四冲程辨析是高频考点,常结合示意图考查冲程判断与能量转化
电路与三种电路的判断
会简化电路判连接方式
反复考电表测量对象、通断/短路区别等易混点
知识点01 温度及其测量
1、温度计的原理:温度计是根据液体的 原理制成的。
2、正确使用温度计要注意以下几点
(1)使用前,应认清温度计的 和 。
(2)测量前先 被测物体的温度,选择量程合适的温度计。决不能让被测物体的温度超过温度计的量程。如果被测物体的温度过高,温度计里的液体可能将温度计涨裂;如果被测物体的温度过低,则测不出其温度值。
(3)在拿温度计时,要拿住温度计的上部,不可让手触及温度计的玻璃泡。
(4)用温度计测量液体温度时,温度计的玻璃泡应该全部浸入被测液体中,且不要碰到 。
(5)温度计的玻璃泡完全浸入液体中后要稍微等一会,待温度计的示数稳定后再读数,读数时,温度计的玻璃泡要继续留在液体中,视线要与温度计中液柱的 。
(6)记录温度值时,不用进行估读,但不要漏写或错写单位,零摄氏度以下的温度不要忘记负号。
3、体温计的使用
(1)体温计在使用前,应用力往下甩几下,让直管内的水银流回玻璃泡内,然后再进行测量。这是因为体温计在正常使用时,示数 ,当人体的温度高于体温计原示数时,体温计的示数上升,此时能测量出人体的实际温度。但是,当人体温度低于体温计原示数时,因为体温计的示数不会下降,显示还是之前的温度,将导致测量值 。
(2)读数时,应把体温计从腋下或口腔中拿出来。
(3)体温计的分度值是0.1℃,读数时精确到0.1℃。
知识点02 熔化与凝固
1、熔化
(1)熔化定义:物体从 叫熔化。
(2)晶体: 熔化温度(熔点)的物体。比如:海波、冰、石英水晶、食盐、明矾、奈、各种金属。
(3)晶体熔化时特点:固液共存, 热量,温度 。
(4)熔点:晶体熔化时的温度。
(5)晶体熔化条件:(1)达到熔点。(2)继续吸热。
(6)非晶体: 熔化温度(熔点)的物体。比如:松香、石蜡玻璃、沥青、蜂蜡。
(7)非晶体熔化时特点:吸收热量,先变软变稀,最后变为液态温度不断上升,熔化过程中温度 。
2、凝固
(1)凝固定义:物质从 叫凝固。
(2)晶体凝固时特点:固液共存, 热量,温度 。
(3)凝固点:晶体熔化时的温度;同种物质的熔点凝固点 。
(4)晶体凝固条件:(1)达到凝固点。(2)继续放热。
(5)非晶体凝固时特点:放热,逐渐变稠、变黏、变硬、最后成固体,温度 。
知识点03 汽化与液化
1、汽化
(1)汽化定义:物质从 叫汽化。
(2)汽化时需要 。
(3)汽化方式:蒸发和沸腾。
2、蒸发
(1)蒸发定义:液体在 下都能发生的,并且只在 发生的汽化现象叫 。
(2)影响因素:①液体的 ;②液体的 ;③液体表面 。
(3)作用:蒸发吸热(吸外界或自身的热量),具有制冷作用。
3、沸腾
(1)定义:在一定温度下,在液体 发生的剧烈的汽化现象叫沸腾。
(2)沸点:液体 的温度。
(3)沸腾条件:①达到沸点。②继续吸热
(4)沸点与气压的关系:一切液体的沸点都是气压减小时 ,气压增大时 。
4、液化
(1)液化定义: 叫液化。
(2)液化方法:①降低温度;②压缩体积,如:氢的储存和运输、液化气。
(3)好处:体积缩小 。
(4)液化时需要 。
知识点04 升华与凝华
1、升华
(1)升华定义:物质从 的过程;升华 。
(2)生活中常见的升华现象:碘升华、结冰衣服也干了、干冰升华吸热、樟脑片消失、用久的钨丝灯变黑。
2、凝华
(1)凝华定义:物质从 的过程,凝华 。
(2)生活中常见凝华现象:霜和雪的形成、冬天看到树上的“雾凇”、冬天,外界温度极低,窗户内侧可看见“冰花”(室内水蒸气凝华)。
知识点05 水循环与水资源
1、水在自然界有各种形态:云、雾、雨、露、霜、雪、冰、水蒸气等,也就是水在自然界同时以 、
和 存在。
2、水在自然界不断经历着三种状态的循环变化,促使水的三态变化的原因是 。
3、水的三态变化图
4、破坏和过度开发水资源会给人类带来的危害有:土地沙化,河水污染,河流干涸等。
5、水资源保护
(1)认识世界水情。充分认识全球水资源安全面临的严重威胁与紧迫形势。
(2)认知水的价值。深化自身对水的知识的认知,逐渐构建水友好的价值观。
(3)做好宣传工作。主动积极担当节水宣传工作,普及节水知识,培育社会节水意识。
(4)践行节水行为。以实际行动践行节水生活,切实做到“珍惜水,爱护水”。
知识点06 分子动理论
一、物质的构成
1、物质的构成:常见物质是由大量极其微小的粒子—— 构成的。
2、分子的大小:分子的直径很小,人们通常以 m 来量度分子;人们用肉眼甚至光学显微镜都分辨不出它们。只有电子显微镜可以让我们观察到这些微小的粒子。
3、分子间有间隙。
二、分子的热运动
1、扩散现象
(1)定义: 相互接触时,彼此 的现象叫 。扩散现象的实质是
。
(2)扩散现象表明:一切物质的分子都在 ,也说明物质的分子间 。
(3)影响扩散的因素:温度越高,扩散 (即分子 ,温度越高分子无规则运动越剧烈)。
2、分子热运动:一切物质的分子都在不停地做无规则运动。这种无规则运动叫作分子的热运动。
三、分子间的作用力
1、分子间的作用力:邻近分子间同时存在相互作用的引力和斥力;实际表现出来的是分子引力和斥力的合力,称为分子力;分子间的引力和斥力都跟 有关系。
(1)固体和液体能保持一定的体积表明分子间存在 。
(2)分子间的 使分子离得很近的固体和液体 。
(3)当分子 时,分子间作用力表现为 。
(4)当分子 时,分子间作用力表现为 ,如果分子 ,分子间作用力就变得十分微弱, 。
四、分子动理论的基本观点
1、常见的物质是由大量的分子、原子构成的。
2、一切物质的分子都在 的运动。
3、分子之间存在着相互作用的 。
4、温度越高分子 。
知识点07 内能
一、内能的概念
1、分子动能和分子势能
(1)分子动能:分子在永不停息地做着无规则的热运动。物体内大量分子做无规则热运动所具有的能量称为 。物体的温度越高,分子运动得越快,它们的 。
(2)由于分子之间具有一定的距离,也具有一定的作用力,因而分子具有势能,称为 。分子间距发生变化时,物体的体积也会变,所以 。
2、内能:物体内部所有分子的 的总和,叫做物体的 ;内能的单位是 ,简称焦,符号 。
3、影响物体内能大小的因素
(1) 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 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 有关。在质量一定时,物体的体积越大,分子间的势能越大,物体的内能就越大。
(4)同一物质, 不同时所具有的内能也不同。
特别提醒:任何温度下物体的内能都不可能为0,温度越高,物体的内能越大,不要以为温度为0的时候物体就没有内能了。
二、热传递改变物体的内能
1、条件:两个物体之间或同一个物体的不同部分存在温度差。
2、过程:高温物体放出热量,温度降低,内能减少,低温物体吸收热量,温度升高,内能增加。
3、结果:温度相同。
4、实质:内能的转移。能量的形式没有改变。
三、做功改变物体的内能:做功可以改变物体的内能,当外界对物体做功时,物体的内能增大,当物体对外界做功时,物体的内能就会减小。
四、温度、热量与内能的关系
1、内能和温度的关系
(1)物体内能的变化,不一定引起温度的变化,这是由于物体内能变化的同时,有可能发生物态变化; 如晶体的熔化和凝固过程,还有液体沸腾过程,内能变化,温度保持不变;
(2)温度的高低,标志着物体内部分子运动速度的快慢, 因此,物体的温度升高,其内部分子无规则运动的速度增大,分子的动能增大,因此内能也增大,反之,温度降低,物体内能减小,因此,物体温度的变化,一定会引起内能的变化。
2、内能与热量的关系
(1)物体的内能改变了,物体却不一定吸收或放出了热量,这是因为改变物体的内能有两种方式:做功和热传递,即物体的内能改变了,可能是由于物体吸收(或放出)了热量也可能是对物体做了功(或物体对外做了功);
(2)热量是物体在热传递过程中内能变化的量度,当物体与外界不做功时,物体吸收热量,内能增加,物体放出热量,内能减少,因此物体吸热或放热,一定会引起内能的变化。
3、热量与温度的关系
(1)物体吸收或放出热量,温度不一定变化,这是因为物体在吸热或放热的同时,如果物体本身发生了物态变化(如冰的熔化或水的凝固),这时,物体虽然吸收(或放出)了热量,但温度却保持不变;
(2)物体温度改变了,物体不一定要吸收或放出热量,也可能是由于对物体做功(或物体对外做功)使物体的内能变化了,温度改变了。
(3)内能和温度是物体本身就具有的,而热量是伴随着热传递存在的,内能和温度都是 ,而热量则是 ;物体吸收热量,内能一定增加,温度不一定升高;物体温度升高,内能一定增加.三个物理量之间既有密切联系,又有本质区别。
知识点08 比热容
一、热量
1、热传递:热量从高温物体传递到低温物体,或从物体的高温部分传递到低温部分的现象,叫做 。2、热量定义:在热传递过程中, 的多少叫作热量。热量通常用字母Q表示。
(1)热量是热传递过程中物体内能的改变量,因此,热量是个过程量。只有在热传递过程中,才能谈论热量,离开热传递过程谈热量是毫无意义的。
(2)我们不能说某个物体具有或含有多少热量,更不能比较两个物体具有热量的多少。热量只能与表示过程的词语连用,如“吸收热量”“放出热量”。
二、探究不同物质吸热情况
1、使用电加热器代替酒精灯的好处: 产生热量的多少。
2、实验中不断搅拌的目的:使液体 。
3、实验中,物质吸收热量的多少是通过 来控制的。
三、比热容的概念及应用
1、单位质量的某种物质温度升高1℃吸收的热量叫做这种物质的 ,简称比热。
比热容是通过比较单位质量的某种物质升温1℃时吸收的热量,来表示各种物质的不同性质。
2、比热容的单位:在国际单位制中,比热容的单位是 ,读作焦每千克摄氏度。
3、水的比热容是4.2×103J/(kg•℃);它的物理意义是1千克水,温度升高或者降低1℃,吸收或者放出的热量是4.2×103焦耳。
四、水的比热容的特点及应用
1、由于水的比热容较大,一定质量的水吸收(或放出)很多的热而自身的温度却变化不多, 。
(1)夏天,太阳光照射到海面上,海水的温度在升高过程中吸收大量的热,所以人们住在海边并不觉得特
别热。
(2)冬天,气温低了,海水由于温度降低而放出大量的热,使沿海气温不至于降得太低,所以住在海边的
人们又不觉得特别冷。
2、一定质量的水升高(或降低)一定温度吸热(或放热)很多,有利于用水作 。
(1)作冷却剂时,是让水吸收带走更多的热量。
(2)用来取暖时,是让水放出更多热量供给人们,另一方面。
五、热量的计算
1、物体的温度升高时吸收热量为:Q吸=cm(t-t0);降低时放出的热量为:Q放=cm(t0-t)。其中c——物体的比热容——单位 ;m——物体的质量——单位 ;t0——物体原来的温度℃;t——物体后来的温度℃。
2、若用△t表示物体变化的温度(升高或降低的温度),物体温度升高过程吸收的热量或物体温度降低过程放出的热量可以统一写为:Q=cm△t。
3、公式可以变形为、、。
4、热平衡:在热传递过程中,如果没有热量损失,则高温物体放出的热量Q放等于低温物体吸收的热量Q吸,即Q放=Q吸,把这个关系叫热平衡方程。
5、热平衡方程式:两个温度不同的物体放在一起,高温物体放出热量,低温物体吸收热量,当两个物体温度达到相同时,如果没有热量损失,则有Q吸=Q放,称为热平衡方程,在热量计算题中,常采用此等式。
知识点09 热机
一、热机的定义与种类
1、热机:利用 的机械叫热机。汽车、轮船和飞机等的发动机都是利用燃烧燃料释放的内能做功的装置,都是热机。
2、热机的种类:分为蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机。它们构造不同,但它们有一个共同特点,那就是利用内能做功。
3、内燃机:燃料直接在发动机气缸内燃烧产生动力的热机。内燃机根据其所使用的燃料分为汽油机和柴油机两类。
二、汽油机
1、工作原理:利用气缸内汽油燃烧产生的高温高压燃气来推动活塞做功,将内能转化为 。
2、主要结构:汽油机的主体是气缸。气缸上部有进气门和排气门,顶部有火花塞,下部有活塞,活塞通过连杆与曲轴相连。
3、工作过程
(1)汽油机的一个工作循环:吸气冲程、压缩冲程、 、排气冲程。通过四个冲程的不断循环来连续工作。
(2)每完成一个工作循环,曲轴和飞轮均转动 ,活塞往返 ,对外做功 。在四个冲程中,只有做功冲程对外做功,其他三个冲程是辅助冲程,要靠安装在曲轴上的飞轮的惯性带动活塞完成,周而复始,使汽油机连续转动下去。
4、冲程:活塞在往复运动中从气缸一端运动到另一端叫做一个冲程。
5、工作过程中能量的转化:①压缩冲程:机械能→内能;②做功冲程:先是化学能→内能,再由内能→机械能。
三、柴油机
1、工作原理:利用柴油在气缸内燃烧所产生的高温高压燃气来推动活塞做功,将内能转化为机械能。
2、构造:柴油机构造和汽油机构造相似,所不同的是柴油机气缸顶部没有火花塞,而有一个 。
3、工作过程:柴油机与汽油机工作过程大致相同,也是由 四个冲程构成一个工作循环,在一个工作循环中,曲轴连续转动两周,活塞往复两次,对外做功一次。
四、汽油机和柴油机区别
1、构造区别:汽油机汽缸顶部有 ,而柴油机汽缸顶部有 。
2、燃料区别:汽油机燃料是 ,而柴油机燃料是 。
3、工作区别
(1)吸气冲程:汽油机吸进的是 ,柴油机吸进的仅仅是 。
(2)压缩冲程:汽油机压缩的是 ,汽油机压缩的仅仅是 。
(3)做功冲程:汽油机用 (点燃),柴油机用 (压燃)。
4、应用区别
(1)汽油机主要应用:机体轻便,主要用于汽车、小型飞机等。
(2)柴油机主要应用:机体笨重,主要用于载重汽车,坦克等。
五、燃料的热值
1、对于气体燃料而言,热值的定义是1m3的某种燃料完全燃烧时放出的热量。
2、热值是燃料的一种属性。
3、热值单位: ,读作焦每千克。
4、公式:Q=mq:其中M——燃料的质量——单位 ;q——燃料的热值——单位 。
Q——燃烧放出的热量——单位 。
5、热值的物理意义:热值表示一定质量的燃料在完全燃烧时所放出的热量的多少;如木炭的热值为3.40×107J/kg,表示完全燃烧1kg的木炭,放出的热量是3.40×107J。
六、热机的效率
1、锅炉的效率
(1)锅炉是利用燃料或其他热源把水加热成热水或蒸汽的设备。锅炉包括锅和炉两部分,锅是指盛水的容器,炉是燃料燃烧的装置。
(2)提高锅炉燃料利用率的途径:一、让燃料尽可能 ,如将煤研磨成粉状,加大进风量等;二、减少热量 ,如加大有效受热面积等。
2、热机效率
(1)定义:用来做 与燃料完全燃烧 的比值。
(2)计算公式:
对热机而言,其中用来做有用功的能量Q有用等于热机对外的有用功W有用,故热机的效率公式又可写成:。
(3)物理意义:热机的效率表示使用热机时对燃料的利用率的高低,因此热机的效率是热机性能的一个重要指标。
(4)常见热机效率:蒸汽机6%-15%,汽油机20%-30%,柴油机30%-45%。
3、提高热机效率的主要途径
(1)改善燃烧的条件,使燃料尽可能 (将煤磨成煤粉,用空气吹进炉膛,使之更充分燃烧)。
(2)减少各种 (I. 加大受热面积,以减少烟尘废气带走的热量;II. 使用较好的保温材料,减少热损失)。
(3)在热机设计和制造上,采用先进的技术。
(4)保障 ,减少机械摩擦。
知识点10 能量的转化与守恒
一、能量及其存在的不同形式
1、能量:物质运动的量化转换,简称“能”,在物理学中,能量是一个间接观察到的物理量,它往往被视为某一个物体对其他的物体做功的能力,由于功被定义为力作用一段距离,因此能量总是等同于沿着一定的长度阻挡大自然基本力量的能力。
2、能量的不同的形式:机械运动的动能和势能;热运动的内能;电磁运动的电磁能;化学运动的化学能等,他们分别以各种运动形式特定的状态参量来表示。
二、能量的转化和转移
1、能的转化:在一定条件下,一种形式的能量可以转化成另一种形式的能量,这种现象即为能量的 。
2、能的转移:同一种形式的能从一个物体转移到另一个物体,能的形式并没有发生变化。
三、能量守恒定律
1、能量守恒定律:能量既不会凭空产生,也不会凭空消失,它只能从一种形式转化为其他形式,或者从一个物体转移到另一个物体,在转化或转移的过程中,能量的总量不变;这就是 。
2、应用:能量守恒定律对于科学研究、工程技术工作有着重要的指导意义。
知识点11 电荷
一、电荷间的相互作用
1、两种电荷:人们通过大量的实验发现,凡是与毛皮摩擦过的橡胶棒相吸引的,必定与丝绸摩擦过的玻璃棒相排斥,由此人们得出自然界中有且只有两种电荷:正电荷和负电荷。
(1)正电荷:用 摩擦过的 所带的电;实质:物质中的原子失去了电子。
(2)负电荷:用 摩擦过的 所带的电;实质:物质中的原子得到了多余的电子。
2、电荷间的相互作用:同种电荷 ,异种电荷 。
3、判断物体是否带电的方法:
(1)看物体能否吸引轻小物体,因为任何带电体都具有吸引轻小物体的性质。
(2)看物体是否会跟其他带电体相互排斥,因为只有该物体带了电,它才有可能跟其他带电体相互排斥.若相互排斥,这时可以肯定该物体带有与其他带电体相同性质的电荷。
(3)利用验电器;只要物体带电,则当它接触(或靠近)验电器的金属球时,验电器的金属箔都会张开一定的角度。
①验电器还能大致判别带电的多少(即通过观察验电器金属箔的张角大小来比较)。
②检验带电体所带电荷的种类。
二、摩擦起电的原因
1、摩擦起电:用 的方法使物体带电叫摩擦起电。原因:不同物质原子核束缚电子的本领不同。
2、摩擦起电实质:电荷从一个物体 到另一个物体使正负电荷分开;能的转化:机械能→电能。
(1)物质是由原子核与核外电子组成的,原子核带正电,核外电子带负电,通常情况下,原子核所带的正电荷与核外所有电子带的负电荷在数量上相等,整个原子不显电性,也就是物体对外不显电性。
(2)由于不同物质的原子核束缚电子的本领不同,当两个不同物体互相摩擦的时候,束缚电子本领弱的就会失去电子,失去电子的物体因缺少电电子带正电;束缚电子能力强的就会得到电子,得到电子的物体因有多余的电子而带等量的负电。
(3)在电荷转移的过程中,电荷的总量是保持不变的,即电荷是守恒的,在转移过程中,只能转移带负电荷的电子;可见,摩擦起电不是创造了电荷,而是电荷发生了转移。
三、静电的防止和利用
1、静电的基本概念
(1)静电:即相对静止不动的电荷,通常指因不同物体之间相互摩擦而产生的在物体表面所带的正负电荷。
(2)静电放电:指具有不同静电电位的物体由于直接接触或静电感应所引起的物体之间静电电荷的转移。通常指在静电场的能量达到一定程度之后,击穿其间介质而进行放电的现象。
2、静电产生的原因
(1)微观原因:根据原子物理理论,电中性时物质处于电平衡状态。由于不同物质原子的接触产生电子的得失,使物质失去电平衡,产生静电现象。
(2)宏观原因:①物体间摩擦生热,激发电子转移;②物体间的接触和分离产生电子转移;③电磁感应造成物体表面电荷的不平衡分布;④摩擦和电磁感应的综合效应。
3、静电的防范:(1)保持空气湿度;(2)使用避雷针;(3)良好接地。
知识点12 电路 电路图
一、电流
电流的形成
电荷的定向移动形成了电流
电流的方向
(1)物理学中,把正电荷移动的方向规定为电流的方向
(2)在电源外部,电流是沿着电源正极→开关→用电器→电源负极的方向流动的
(3)正负电荷定向移动都可以形成电流,但负电荷定向移动的方向与电流方向相反
获得持续电流的条件
①电路中有电源;
②电路为通路
二、电路的构成
1、电路:电路就是用导线将电源、用电器、开关连接起来组成的电流路径叫电路;一个简单的电路包括电源、用电器、开关、导线四种基本电路元件。
2、电路的组成和各部分的作用
作用
能量分析
举例
注意事项
电源
提供电能,使电路中有持续的电流
将其他形式转化为电能
干电池、发电机
用电器标有“+”的接线柱与电源正极相连,标有“-”的接线柱与电源负极相连
用电器
利用电能工作的装置
工作时将电能转化为其他形式能
点灯、电炉、电视机、电冰箱等
开关
用来接通或断开电路,起控制电路通断作用
—
家中点灯开关、闸刀开关、声控开关、光控开关
开关接入电路时应断开
导线
将电源、用电器、开关连接起来,形成电流的通路
输送电能
电脑的电源线、插座的电线、实验室中的各种导线
导线要连接到电路元件接线柱上;不能导线将电源正负极直接连接起来
4、电路中有持续电流的条件
(1)只有电荷的定向移动才能形成电流;正电荷定向移动能形成电流,负电荷定向移动也能形成电流;形成电流的条件:一是有自由电荷,二是有外加电压。
(2)电路中有持续电流的条件是:电路中有电源;电路必须闭合。
三、电路图
1、电路图:为了便于研究,人们用图形符号表示电路元件;用符号表示电路元件连接的图叫电路图。
2、电路图与实物图:电路图与实物图是不同的。电路图是用规定的符号表示电路连接情况的图;实物图是用实物元件表示电路连接情况的图。
3、画电路图时的注意事项
(1)电路元件符号用统一规定的符号。
(2)连线时应横平竖直,呈方形。
(3)各元件符号不要画在拐角处,且导线尽量避免交叉。
(4)线路要连接到位,中间不能有断点。
(5)电路图中各元件符号的位置必须和实物电路的位置一致。
(6)元件做好标注,如L、S等。
(7)同一电路中涉及多个相同元件,加下标进行区别,如S1、S2等。
(8)画电路图时,一般从电源的正极开始,沿电流的方向依次画出元件符号,并用导线连接起来。
(9)导线交叉相连时要画实心点,实物图中导线不能交叉,电路图中导线可以交叉,但尽量不要交叉。
四、电路的三种状态
1、电路的三种状态:通路、断路和短路
电路状态
定义
特点
通路
正常接通的电路,即用电器能够工作的电路
电路中有持续电流,用电器工作
断路
某处被切断的电路
电路中无电流,用电器不工作
短路
直接用导线将电源的正负极连接起来的电路
(1)用电器不工作,电路中有很大的电流,会损坏电源甚至烧坏导线的绝缘层,引发火灾;
(2)电源短路时用电器不会被烧坏
2、用电器被短接与电源短路的区别与联系
用电器被短接
电源短路
区别
用电器被短接时,用电器中无电流通过,被短接的用电器不工作
电源短路时,电源、导线中会产生较大的电流,会烧坏导线和电源
联系
(1)某些情况下,用电器被短接时允许的,但电源短路绝对不允许发生;
(2)当电路中只有一个用电器时,,如果该用电器被短接,闭合开关,就一定会造成电源短路
3、常见断路、短路的原因
电路故障
产生原因
结果
断路
开关未闭合,导线断裂、接头松脱等
电路中无电流,用电器不工作
短路
电源短路:导线不经过用电器直接跟电源两极相连
轻则烧坏导线和电源,重则引起火灾
知识点13 串联电路与并联电路
一、串联和并联
串联电路
并联电路
定义
元件逐个顺次连接的电路
元件并列连接的电路
电路和电路图
特点
电流路径只有一条,无干路和支路之分;用电器之间相互影响
电流路径有两条或两条以上,有干路和支路之分;各支路上用电器之间互不影响
开关的控制作用
开关控制所有的用电器,开关的控制作用与开关的位置无关
干路的开关控制所有的用电器,支路的开关控制该支路的用电器开关的控制作用与开关的位置有关
二、生活中的串并联电路
1、家用电器和照明灯的连接方式
(1)家用电器的连接方式:家庭中的电灯、电吹风机、电冰箱、电视机、电脑等用电器一般都是并联在电路中。
(2)照明电路的连接方式:照明电路中的照明灯一般也都是并联在电路中,
2、串联电路在生活电路中的应用:用来装饰居室、烘托欢乐气氛的彩色串灯和用于装饰大楼轮廓的长串彩灯有的是串联的,有的是并联的,还有的则是串联和并联组合而成的,公厕里、楼道里的长明灯,为了使它们的寿命更长,有时也选用相同规格的两只灯串联。
题型一 温度及其测量
易|错|点|拨
1、原理理解误区:易误认为温度计是 “根据液体热胀冷缩的性质” 即可,忽略 “液体的热胀冷缩” 需限定 “在一定温度范围内”(如酒精温度计不能测沸水温度,因酒精沸点低,超出范围会沸腾胀破)。
2、构造关联错误:混淆玻璃泡与刻度的关系,如忽略 “玻璃泡容积较大、内径细而均匀” 的设计目的(容积大则液体热胀冷缩体积变化更明显,内径细则刻度更精准),或误将温度计 “不能甩”(如体温计需甩,实验室温度计不能甩)的规则用反。
3、使用前操作误区:易忘记使用前需 “用力甩动体温计”,导致残留的水银柱未回到玻璃泡,测量结果偏高(如刚测过 39℃的体温计,未甩就测37℃体温,示数仍为 39℃)。
4、读数认知偏差:误将体温计 “特殊缩口结构” 的作用忽略,认为读数时必须持续夹在腋下,实际缩口能阻止水银柱下降,脱离人体后仍可稳定读数,无需一直夹持。
【典例1】下列对常见物理量的估算最合理的是( )
A.人走路的速度是 B.人体的密度约为
C.托起1个鸡蛋的力大小约为1N D.令人舒适的温度为
【典例2】如图是小刚用小药瓶、细玻璃管和酒精制作的简易温度计。将其放入热水中,观察到玻璃管中液柱的高度会升高,自制温度计是根据液体 的规律制成的;甲图中 (选填“A”或“B”)自制温度计对温度的反应更灵敏。图乙中温度计的示数为 ℃。
【变式1】下列关于利用瓶子所做实验的描述,正确的是( )
A.甲,用力敲击装水的瓶子,右侧瓶发出声音的音调较低,说明右侧瓶子振动频率更快
B.乙,玻璃管做的粗一点可以使液体热胀冷缩现象更明显
C.丙,透过水瓶看到“箭头”的像可能是倒立的
D.丁,瓶中的冰熔化成水的过程中,质量不变,体积变大
【变式2】某同学怀疑自己发烧了,于是到医务室测了一下体温,图甲是测量完成时体温计的示意图,读数为 ℃;他观察发现,读数时只有在某些角度才能看清示数,于是请教老师,老师告诉他体温计的横截面如图乙所示,这是为了放大示数,其作用相当于一个 镜。
题型二 熔化与凝固
易|错|点|拨
1、易混淆 “熔化” 与 “融化” 的表述,或误将 “熔化”(固态→液态,需吸热)等同于 “凝固”(液态→固态,需放热),如把 “冰化成水” 错归为凝固,忽略状态变化方向与吸放热的对应关系。
2、误认为 “所有固体熔化都有固定温度”,忽略晶体(如冰、海波)有熔点,非晶体(如石蜡、玻璃)熔化时温度持续上升,无固定熔点,常错将非晶体熔化过程当作 “没有熔化”。
3、实验操作误区:一是未将固体碎末 “均匀包裹温度计玻璃泡”,导致温度计示数不能准确反映固体熔化温度;二是加热时 “火焰直接对着固体加热”,未用水浴法(或缓慢加热),使固体局部受热过快,无法观察到晶体熔化时温度不变的特点。
4、数据处理偏差:误将 “晶体熔化过程中温度不变的阶段” 当作 “温度计故障”,或未记录该阶段的温度与时间数据,导致无法准确绘制熔化图像、判断熔点;也可能混淆 “非晶体温度持续上升” 是 “未熔化”,错停数据记录。
【典例1】如图甲所示,将海波颗粒放入大试管中,在烧杯中倒入热水。根据温度计A和B的示数,绘制出海波和热水的温度随时间变化的图像,如图乙所示,下列说法正确的是( )
A.海波是晶体,其沸点为48℃
B.海波熔化过程持续了10min
C.第10min后,大试管内仍可能有固态海波存在
D.第10min后,将大试管取出并放入冰水混合物中,海波的温度将立即下降
【典例2】人们在日常生活中使用的液体温度计是根据液体 的性质制成的。在一个标准大气压下,水银的凝固点为-39℃,酒精的凝固点为-117℃。若去气温最低可达-82.5℃的南极考察应带 (选填“水银”或“酒精”)温度计。
【典例3】如图甲所示是“探究冰熔化时温度的变化规律”的实验装置。
(1)如图乙所示是冰在加热过程中温度随时间变化的图像。根据图像特征可判断冰是 (选填“晶体”或“非晶体”);
(2)冰在熔化过程中 (选填“吸收”或“放出”)热量,温度保持不变,大约持续了 min。
(3)加热到第3min时,物质的状态为 (选填“液态”、“固态”或“固液共存”)。
【变式1】根据下表中所提供的数据,在标准大气压下,下列判断中正确的是( )
标准大气压
物质
熔点/℃
固态酒精
-117
水银
-39
铁
1535
铝
660
A.-39℃的水银一定是固态 B.酒精的凝固点低于-117℃
C.用铝锅可以将铁块熔化成铁水 D.气温达到-50℃时,可以用酒精温度计测量
【变式2】如图是小丽绘制的海波的熔化图像,图中BC段为海波的熔化过程,此过程中海波 (填“吸收”或“放出”)热量。第10min海波处于 态(填“固”、“液”或“固液共存”)。
【变式3】在探究冰的熔化特点实验中:
(1)如图甲乙所示,是小明根据实验数据做出的冰加热时温度随时间变化的图象。分析图像可知,冰的熔点是 ℃,其熔化过程的特点是吸收热量温度 。在第6min该物质处于 (选填“固态”“液态”或者“固液共存”);
(2)另一个小组为了使物质更快受热,实验装置如图丙所示,你认为该装置存在的不足是 。
题型三 汽化与液化
解|题|技|巧
1、现象判断技巧:先看 “物质状态变化方向”—— 液态→气态为汽化(如湿衣服变干、水壶冒 “白气” 的源头水变干),气态→液态为液化(如 “白气”、玻璃上的水珠),再结合 “吸放热” 辅助判断(汽化吸热、液化放热,如夏天洒水降温是汽化吸热)。
2、原理关联技巧:遇液化现象(如冬天哈气看到 “白气”),优先联系 “气态物质遇冷放热液化”,明确 “冷的物体表面” 是液化发生的关键(如眼镜起雾是热的水蒸气遇到冷镜片),避免将 “汽化产生的水蒸气”(不可见)与 “液化形成的小水珠”(可见 “白气”)混淆。
易|错|点|拨
1、现象与条件误区:易误认为 “水吸热温度升高就一定在沸腾”,忽略沸腾需同时满足 “达到沸点” 和 “持续吸热” 两个条件(如烧杯内水沸腾后,杯内试管中的水虽达沸点,但因无温度差无法吸热,不会沸腾)。
2、操作与观察误区:一是温度计玻璃泡 “未完全浸没在水中”(如接触烧杯底或侧壁),导致测量温度偏高(受烧杯导热影响);二是未观察 “沸腾前气泡上升变小、沸腾后气泡上升变大” 的差异,错将沸腾前的气泡变化当作沸腾现象。
3、数据记录偏差:一是 “未每隔相同时间记录温度”(如间隔时间不均),导致无法准确绘制温度 - 时间图像,难以总结 “沸腾前温度上升、沸腾后温度不变” 的规律;二是沸腾后未继续记录几组数据,就停止实验,无法验证沸点的稳定性。
【典例1】厨房不仅是加工食材的场所,也是日常生活中充满物态变化的“实验室”。某项目式学习小组以煮冷冻饺子为例探究厨房中的物态变化问题,下列说法正确的是( )
A.冰箱中拿出的冷冻饺子表面的霜是升华形成的
B.锅中冒出的“白气”是水蒸气液化形成的
C.水在沸腾后,继续加大火力可以让饺子更快煮熟
D.停止加热,锅中水没有立即停止沸腾,说明汽化不需要吸热
【典例2】小明通过生活经验总结玻璃窗上的小水珠一般在环境温度更高的一侧出现,这是由于液化需要
(选填“吸热”或“放热”),除此之外,常见的另一种液化方式还有 。
【典例3】小明同学用如图甲所示的装置对冰加热,根据实验记录分别绘制了冰熔化过程和水沸腾过程的温度随时间变化的图像,如图丙、丁所示。请你回答:
(1)安装该实验装置的顺序是 (选填“自上而下”或“自下而上”);图乙中,温度计的示数为 ℃。
(2)图丙中, 段表示冰的熔化过程,此过程中该物质的内能 (选填“增加”“减小”或“不变”)。
(3)由图丁可知,水的沸点是 。
【变式1】缺水地区的冬季,当地有些居民靠取冰雪来获得生活用水。如图,是将一定质量的冰雪,从-20℃加热到沸腾过程温度随时间变化的图像(不考虑水中有杂质产生的影响),下列对图像分析正确的是
A.冰的熔点是0℃,水的沸点是100℃
B.冰熔化和水沸腾过程中都吸热且温度升高
C.在第5min时该物质为固态,冰熔化过程持续了8min
D.当地气压低于一个标准大气压
【变式2】我国科学家通过模仿盐土植物的蒸腾过程,成功研制出“界面光热‘盐湖提锂’装置”。进入该装置的盐湖水在阳光照射下 热量,发生 (填物态变化),产生超高压,选择性地将盐湖水中的锂离子“驱赶”到储存层。
【变式3】实验小组学习温度计后,进行了与温度计有关的操作如图所示。
(1)液体温度计是根据液体的 原理制成的,用温度计测量水的温度,如图甲所示A、B、C中读数正确的是 ,图乙所示a、b、c中操作正确的是 ,(均选填字母),图丙中温度计的读数为 ℃。
(2)干湿泡温度计是一种能反映空气中水蒸气含量的装置,如图丁所示,它由两个相同的温度计并列制成,其中一个温度计的下端被湿布包起来。两个温度计的读数不一样,湿泡温度计的读数较 (选填“高”或“低”),这是由于湿布中的水蒸发时 。在一定的温度下,两个温度计读数的差别越大,表示空气的湿度越 (选填“大”或“小”)。
题型四 升华与凝华
解|题|技|巧
1、状态追踪技巧:先确定现象中物质的 “初始状态” 和 “最终状态”—— 初始液态、最终气态(如湿手变干)为汽化;初始气态、最终液态(如冷饮瓶外壁出水珠)为液化,避免因 “中间状态模糊” 误判类型。
2、条件关联技巧:遇液化现象(如冬天窗户起雾),优先找 “温度差”(热的水蒸气遇到冷的物体表面),遇汽化现象(如地上积水变干),可结合 “是否升温、表面积是否变大、空气是否流动” 判断影响因素,快速对应汽化的两种形式(蒸发 / 沸腾)。
易|错|点|拨
1、概念理解误区:易将 “升华(固态→气态,吸热)”“凝华(气态→固态,放热)” 与 “熔化 + 汽化”“液化 + 凝固” 混淆,如误把 “冬天冰冻衣服变干” 归为 “先熔化再汽化”,忽略其直接从固态变为气态的升华本质。
2、现象判断偏差:误将 “白霜”“雾凇” 的形成当作 “液化”,忽略其是空气中的水蒸气直接遇冷(温度低于 0℃)凝华成的固态小冰晶,而非先液化成小水珠再凝固;也常错认为升华、凝华 “必须在高温 / 低温下发生”,忽略碘升华可在常温下进行。
【典例1】中华诗词蕴含着丰富的物理知识,以下诗词中有关物态变化的分析正确的是( )
A.“替人垂泪到天明”,蜡烛“流泪”的形成是熔化现象,需要放热
B.“北风吹雁雪纷纷”,雪的形成是凝华现象,需要吸热
C.“已是悬崖百丈冰”,冰的形成是凝固现象,需要放热
D.“露似真珠月似弓”,露的形成是液化现象,需要吸热
【典例2】小梅发现冰箱保鲜室的蔬菜都用保鲜袋包裹着,这是为了 (选填“加快”或“减慢”)蔬菜中的水分的蒸发;冰箱冷冻室内壁附着有“白色粉末”,“白色粉末”主要是水蒸气 产生的(填物态变化名称)。
【变式1】《天工开物》中记载了用朱砂矿石提炼水银(液态汞)的工艺。如图所示,加热密闭锅内的朱砂,使其与氧气发生化学反应,生成汞蒸气,冷却后,倒扣的锅内壁布满水银。形成水银的物态变化是( )
A.液化 B.汽化 C.凝固 D.凝华
【变式2】大美河南,风光无限。初冬时节,旅游胜地云台山霜打枝头,整个山坡变成了白茫茫的一片,好看极了!霜的形成是 (填物态变化名称)现象,该过程 (选填“吸收”或“放出”)热量。
题型五 水循环与水资源
解|题|技|巧
1、物态变化,需要知道物质变化前后的状态,再根据物态变化的定义确定物态变化的名称,同时还需要掌握每一种物态变化的吸、放热情况。
2、自然界中水的三态变化的判断要根据六种物态变化的定义来判断。
【典例1】我国是一个严重缺水的国家,我们应从小培养节水意识,养成节约用水的好习惯。如图地球上的水通过三态变化不断地在发生循环,关于水循环下列说法不正确的是( )
A.江、河、湖、海以及大地表层中的水不断汽化变成水蒸气
B.当水蒸气升入高空时,遇到冷空气,水蒸气便熔化成小水滴
C.小水滴在高空中如果遇到更加寒冷的气流,就会凝固成小冰珠,最后可能形成冰雹
D.冬天,水蒸气在寒冷的高空急剧降温,就会凝华成小冰晶,聚集起来变成雪花
【典例2】如图所示,陆地和海洋表面的水通过水循环进入大气,大气中的水蒸气上升到气温较低的高空, 成小水珠或 成小冰晶,由此形成一朵朵白云;白云的小冰晶凝聚变大,下落过程中 成大水珠形成雨。(以上均填物态变化的名称)
【变式1】下列说法不正确的是( )
A.冰、水、水蒸气是水的三种状态,水很容易从一种状态转化为另一种状态
B.植物将土壤中的水输送到叶面,通过叶面的蒸腾,将水以水蒸气的形式排放
C.云的生消演变是水汽和大气运动的体现,来自云层的降水是重要水源之一
D.人类很容易直接利用极地冰川与雪盖、高山冰川和永久冻土层中的淡水资源
【变式2】自然界中的水循环是通过水的物态变化实现的。地面上江、河、湖、海中的水在太阳的照射下不断 成水蒸气,流动的水蒸气遇到冷的空气后液化成小水滴或直接 成小冰晶,就形成了云。在一定的条件下,小冰晶 成水与原来的小水滴一同下落,形成雨,汇集到江、河、湖、海中。(三个空格均填物态变化名)
题型六 分子动理论
易|错|点|拨
1、混淆“扩散”与“宏观运动”:误将灰尘飞扬、柳絮飘动等宏观物体的机械运动当作扩散现象,须知扩散是分子级别的无规则运动,肉眼不可见,宏观颗粒运动是外力(如风力)导致。
2、误解“扩散条件”:认为扩散仅发生在气体间,忽略液体和固体也能发生扩散,且温度越高,扩散越快。
3、错把“气味传播” 当非扩散:觉得闻到花香、醋味是 “气味飘过来”,未意识到这是花香分子、醋酸分子无规则运动进入鼻腔的扩散现象,本质是分子运动而非空气流动。
4、忽略“分子无规则运动的持续性”:认为 “温度降低,分子就停止运动”,实际上分子热运动永不停息,温度仅影响运动快慢。
5、混淆“扩散快慢的影响因素”:只知温度影响扩散速度,忽略物质状态也会影响——相同温度下,气体扩散最快,液体次之,固体最慢。
6、混淆“引力”与“斥力”的存在场景:误认为分子间只在“被拉伸时显引力”“被压缩时显斥力”,实则分子间同时存在引力和斥力,只是距离不同时二者强弱不同。
【典例1】20世纪80年代,常德市以栀子花作为市花,春末到夏初的早晨,闻着栀子花的香气,看着挂满的晶莹露珠的洁白花朵,给人以清新宜人之感。下列说法中正确的是( )
A.栀子花的花瓣出现露珠,是因为花瓣的温度高于外界的气温
B.晶莹的露珠到中午消失不见是因为被花吸收了,说明分子间有引力
C.花香四溢不属于扩散现象
D.一般来说栀子花中午比晚上更香,其中一个原因是温度越高,分子热运动越剧烈
【典例2】滁州古称“清流”“涂中”,这座以亭而闻名的城市自古风景秀丽,大文豪欧阳修《醉翁亭记》中有名句:“野芳发而幽香,佳木秀而繁阴”,他闻到花香属于 现象。诗人陆游的诗句“花气袭人知骤暖”所蕴藏的物理知识是:分子做无规则运动的剧烈程度与 有关。
【变式1】5月31日是“世界无烟日”,今年无烟日的主题是“拒绝烟草诱惑,对第一支烟说不”,聚焦青少年控烟教育。公共场所常贴有如图所示的禁烟标志。室内只要有一个人吸烟,整个房间很快就充满刺鼻的烟味,主要原因是( )
A.分子间有斥力 B.分子间有引力
C.分子在永不停息地无规则运动 D.分子间是有间隙的
【变式2】用力捏橡皮泥,橡皮泥会发生形变,这说明力可以改变物体的 ,同时我们还能闻到橡皮泥的香味,这是因为分子在 。
题型七 内能
解|题|技|巧
1、抓“本质差异”区分方法:做功改变内能是“能量转化”,热传递是“能量转移”,解题时先判断是“转化”还是“转移”,快速定方法。
2、用“关键词”快速归类:出现“摩擦”“压缩”“敲打”“电流做功”等伴随其他形式能参与的词,多为做功;出现 “加热”“冷却”“接触”“温差”等仅因温度差发生的,多为热传递。
3、结合“现象特征” 验证:若物体内能变化伴随 “形状/运动状态改变”是做功;若仅因 “接触高温/低温物体” 导致温度变化是热传递。
【典例1】关于物体的内能,下列说法正确的是( )
A.在相同物态下,同一物体温度降低,它的内能会减少 B.物体内能增加,一定是外界对物体做了功
C.正在沸腾的水吸收热量,温度不变,内能不变 D.温度为0℃的物体没有内能
【典例2】小周利用“自热米饭”加热食品,往盒内加少量水,发热包便可以给米饭加热,这是利用 的方式增加米饭的内能。一段时间后他发现盒盖内出现小水珠,这是 现象。
【变式1】小明猜想水中加入别的物质后,一定会对液体的凝固点产生影响。为了验证这一猜想,他将一些盐放入水中,并把盐水用容器盛好放入冰箱,研究盐水的凝固过程。每隔一定时间,观察盐水状态、测出温度,记录其温度随时间的变化情况如图甲所示,再将一个装有冰水混合物的试管放入盐冰水混合物中,如图乙所示,则下列说法正确的是( )
A.甲图中,在时,该物质处于液态
B.甲图中,盐水的凝固过程用时20min
C.甲图中,10-20min时,该物质温度和内能都不变
D.乙图中,试管中的冰水混合物中固体会变多
【变式2】电影《哪吒之魔童闹海》火爆全球,哪吒与申正道的打斗过程中,在空中翻腾,最后落在水面的一根竹竿上,此时竹竿受到的浮力将 (选填“不变”、“变大”或“变小”);哪吒与敖丙联手,用水火之力生成蒸气冲破巨岩,冲破巨岩的过程是 (填能的转化过程)。
题型八 比热容
解|题|技|巧
1、抓“比热容特性”破题:牢记水的比热容最大4.2×103J/(kg・℃),题目中出现 “保温”“散热”“温差小” 等关键词,优先关联水的这一特性(如暖气用水、汽车水箱加水)。
2、用“吸放热差异”分析现象:根据Q=cm△t,质量相同时,比热容大的物质吸/放热后温度变化小。据此解释现象(如沿海昼夜温差小,因水比热容大;沙漠温差大,因砂石比热容小)。
3、排除“无关干扰”聚焦本质:题目常提及物质的质量、初温等,但分析比热容应用时,重点看“物质种类”(决定比热容)和 “温度变化效果”,而非单纯比较质量或初温。
易|错|点|拨
1、单位换算错误:易忽略质量单位需统一为“kg”(如误将“g”直接代入),或温度单位未用“℃”,导致计算结果数量级偏差。
2、混淆△t与具体温度:误将初温t初或末温t末当作温度变化量△t,需牢记△t=|t末 - t初|,与温度正负无关。
3、忽略热平衡条件:在“吸热 = 放热”问题中,未说明 “忽略热量损失” 就直接等式计算,或漏算容器吸收的热量(如烧杯吸热)。
4、误判吸热/放热方向:认为 “温度高的物体一定放热”,忽略物体对外做功或外界对物体做功的情况(如压缩气体升温,并非吸热)。
5、公式适用场景混淆:将Q=cm△t用于物态变化过程(如冰熔化、水沸腾),须知该公式仅适用于温度变化而状态不变的情况。
【典例1】如图所示,是用相同加热器加热质量相等的A、B两种不同液体时(忽略散热)得到水温与加热时间的图线。则A、B两液体的比热容之比为( )
A.2∶3 B.3∶2 C.2∶1 D.1∶2
【典例2】“钻木取火”说明 可以改变物体的内能。“煤比木头耐烧”在物理学中是指煤的 比木头的大。“沙漠地区比沿海地区热”是因为沙石的 比水的小。
【典例3】每逢冬至,广东人的餐桌上都少不了一份汤圆.煮汤圆时,要先把水烧开,再下汤圆煮熟.在1个标准大气压下,将2.5kg的水从20℃加热到沸腾,c水=4.2×103J/(kg·℃),q天然气=4×107J/m3,燃气灶的效率是60%,求:
(1)水吸收的热量;
(2)天然气完全燃烧放出的热量;
(3)消耗的天然气。
【变式1】有两个温度和质量都相同的金属球,先把甲放入盛热水的杯中,热平衡后,水温降低了Δt,把甲球取出,再将乙球放入杯中,热平衡后水温又降低了Δt(过程中的热量损失不计),则甲球的比热容和乙球的比热容大小关系是( )
A.甲球的比热容大于乙球的比热容 B.甲球的比热容小于乙球的比热容
C.甲球的比热容等于乙球的比热容 D.以上三种情况都有可能
【变式2】小明用容积30mL、质量为45g的玻璃瓶自制温度计,如图所示。他先将自制温度计放入冰水混合物中,液柱稳定后,记录液柱起始位置;再将自制温度计放入沸水中,稳定后记录液柱位置(两次液柱稳定后,温度计中液体温度与被测物的温度相同)。整个过程中,自制温度计里的液体吸收了 J的热量;在测量过程中小明发现自制温度计精确度较低,为提高自制温度计的精确度,请你写出一条建议: 。(不计热损失,气压为标准大气压,自制温度计中液体比热容为,液体密度)
【变式3】学校实验小组用如图甲所示的装置比较水和煤油的吸热本领。图乙是小明同学根据实验数据绘制的图像。(已知:)
(1)本实验用两个 (填“相同”或“不同”)规格的电加热器来加热水和煤油,电加热器加热是利用电流的 加热的。加热前,一个烧杯中加入200g的水,从控制变量的角度需要在另一个相同的烧杯中倒入 (填“相同”或“不同”)质量的煤油。
(2)同时加热6min,水吸收的热量 (填“大于”、“等于”或“小于”)煤油吸收的热量。
(3)实验结果初步表明:不同物质,在质量和 相同时,升高的温度不同。
(4)分析图像可知:水和煤油的比热容之比是 ;加热6min时,水吸收的热量 J。
题型九 热机
解|题|技|巧
1、“三看” 法快速判断冲程:一看气门开闭(两气门都关→压缩/做功冲程;一开一关→吸气/排气冲程);二看活塞运动方向(上行→压缩/排气,下行→吸气/做功);三看火花塞是否点火(点火→做功冲程,不点火→压缩冲程),三者结合可精准定位冲程类型。
2、抓“关键数据”解循环问题:牢记一个工作循环的固定关系 ——“曲轴转2圈、活塞往复2次、完成4个冲程、对外做功1次”,解题时若已知曲轴转速,可先算每分钟循环数,再推导做功次数或冲程总数。
3、辨“内燃机类型” 定吸气差异:判断吸气冲程吸入物质时,先明确是汽油机还是柴油机——汽油机吸入 “汽油和空气的混合物”,柴油机吸入 “纯空气”,避免混淆二者吸气成分导致错误。
易|错|点|拨
1、混淆“热值公式的适用对象”:误将固体/液体燃料的热值公式Q放=mq与气体燃料的Q放=Vq混用。
2、错算“热机效率的有用能量”:计算热机效率()时,易将 “燃料完全燃烧放出的总能量Q放”当作有用能量,或漏算有用能量,导致效率计算偏差。
3、忽略“完全燃烧’的前提条件”:直接用热值公式计算实际燃料放出的热量,未考虑题目中 “燃料未完全燃烧”的情况——若燃料未完全燃烧,实际Q放<mq,此时不能直接用mq算总能量,需结合题目给出的“燃烧效率”进一步计算,否则会高估总能量。
【典例1】关于四冲程汽油机和柴油机的工作过程有以下几种说法:其中正确的是( )
①在压缩冲程中,机械能转化为内能;②吸气冲程时,汽油机吸入的是空气;
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。
A.只有①②③ B.只有①③ C.只有②④ D.只有②③④
【典例2】汽车发动机用水做冷却液,是因为水的 大。一台某型号四冲程汽油机飞轮转速是,该汽油机工作时每秒对外做功 次。
【典例3】杭州亚运会主火炬燃料采用零碳甲醇。若某次烧水时,消耗了8.4kg的零碳甲醇,将质量为454kg的水从加热至。此过程中,求:[,]
(1)完全燃烧8.4kg的零碳甲醇放出的热量;
(2)水吸收的热量;
(3)本次使用零碳甲醇烧水的效率。
【变式1】如图所示,在试管内装适量水,用带玻璃管的胶塞塞住,加热试管使水沸腾,小叶轮转动。下列说法正确的是()
A.水的内能增加的方式是做功
B.随着酒精的燃烧其热值越来越小
C.叶轮转动,此现象与热机工作原理相同
D.水蒸气推动叶轮转动,水蒸气内能增加
【变式2】喜欢思考的小明用塑料矿泉水瓶子进行了如下游戏探究:瓶中留有少量水,盖上瓶盖(如图甲);扭转瓶子(如图乙);轻轻扭动瓶盖,瓶盖被瓶内的气体冲出,同时瓶内出现白雾(如图丙)。扭转瓶子的过程是通过 的方式使瓶内水蒸气内能增加;将瓶盖冲出的过程与单缸四冲程汽油机的 冲程能量转化相同;瓶口形成白雾,这是发生了 的物态变化。
【变式3】如图所示是小明家使用的即热式天然气热水器,它的加热效率为40%,小明用温度计测得热水器进水管的水温为20℃,设定出水管的水温为40℃,放出一定质量的热水后,从燃气表中看到使用了天然气。已知天然气的热值为,水的比热容为。求:
(1)水吸收的热量为多少?
(2)放出热水的质量为多少?
(3)水吸收的热量如果由额定功率为1000W的电热水器正常工作提供,需要多长时间?(不考虑热量损失)
题型十 能量的转化与守恒
解|题|技|巧
1、抓“能量形式变化”定转化方向:先明确过程中初始能量和最终能量,判断转化关系。
2、用“守恒定律”排除错误选项:牢记“能量既不会凭空产生,也不会凭空消失”,若选项出现“能量减少 /增加且无转化来源/去向”,可直接排除(如“电动机工作时电能全部转化为机械能”错误,因有部分转化为内能)。
3、结合“具体场景”找隐含转化:复杂场景中需挖掘隐藏能量,避免遗漏次要转化形式。
【典例1】“神舟二十号”火箭在发射过程中,燃料燃烧时,能量转化的顺序正确的是( )
A.内能→化学能→机械能 B.化学能→机械能→内能
C.机械能→内能→化学能 D.化学能→内能→机械能
【典例2】用两块铜片、热电偶、电动机(带风扇)组成一个电路,铜片1插在的热水中,铜片2放在空气中,如图所示,半分钟左右风扇发生转动,这就是温差发电现象。温差发电的实质是 能转化为 能。
【变式1】2024年9月25日,中国成功发射一发携载训练模拟弹头的洲际弹道导弹至12000公里外的太平洋预设区域,通过这次成功的试射,彰显了我国在战略导弹领域的技术实力和战略打击能力。下列说法正确的是( )
A.导弹燃料的化学能全部转化为导弹的机械能 B.导弹的发动机效率不能达到100%
C.导弹的燃料燃烧得越充分,热值越大 D.导弹点火用到了电磁继电器原理
【变式2】当电流通过灯丝,白炽灯的灯丝就会发热发光,此过程 能转化为光能和内能。晓丽在打扫实验室卫生时偶然发现:将磁体靠近通电白炽灯的灯丝(如图所示),灯丝在晃动。产生这一现象的原因是 。
题型十一 电荷
解|题|技|巧
1、先抓“核心规律”定方向:牢记 “同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引”,解题时先将此规律作为判断基准 —— 若两物体相互排斥,可直接判定二者带同种电荷;若相互吸引,需进一步分析。
2、用“排斥优先”破题:因“排斥” 是带电体间的唯一确定关系,题目中若出现“排斥”现象,优先以此为突破口推导电荷种类;若仅“吸引”,需考虑“一电一带”或“一带一不带” 两种可能。
3、结合“已知条件”排干扰:题目常给出一个物体的已知电荷,将其作为“参照物”,通过相互作用关系推导未知物体电荷,排除不符合规律的选项。
易|错|点|拨
1、误将“带电”等同于“产生电荷”:认为摩擦起电是 “创造了新电荷”,实则是电荷从一个物体转移到另一个物体,总电荷量守恒。
2、错判 “带电体吸引的物体性质”:看到带电体吸引轻小物体,就认为被吸引的物体一定带异种电荷,忽略不带电的轻小物体也会被带电体吸引。
3、混淆 “摩擦起电的条件”:觉得 “任意两个物体摩擦都能带电”,实际需满足两物体材料不同,若材料相同,摩擦后不会带电。
【典例1】小朋友从塑料滑梯滑下,会出现图中“怒发冲冠”的有趣现象。下列有关分析正确的是( )
A.摩擦过程中正电荷发生转移 B.头发和滑梯带的是同种电荷
C.此现象的原理和验电器原理相同 D.此现象在空气潮湿时更易出现
【典例2】一位调皮的同学用气球在小猫的身上摩擦几下,松手后,气球就“粘”在了小猫的身上(如图),这是因为气球和小猫之间发生了 现象,使气球和小猫带上了异种电荷。
【变式1】如图所示,用毛皮摩擦过的橡胶棒靠近悬挂的气球,气球被推开,则气球( )
A.带负电 B.带正电 C.不带电 D.无法判断
【变式2】“金陵金箔”是国家级非物质文化遗产,手工打造的金箔轻薄柔软,不能用手直接拿取,正确拿取的方法是:手持羽毛轻轻扫过纸垫,如图甲所示;再如图乙将羽毛靠近工作台上方的金箔,羽毛即可将金箔吸住,羽毛吸住金箔的原因是 。请你再举出一个生活中摩擦起电的例子: 。
题型十二 电路 电路图
解|题|技|巧
1、先标 “规范符号” 再连线:用统一符号表示元件,不画实物图,符号大小适中,避免因符号不规范导致表意错误。
2、按 “电流路径” 理连接:从电源正极出发,沿电流方向依次画元件,串联顺次连、并联分支路,导线横平竖直,不出现交叉(必要时用拐点),确保连接关系清晰。
3、补 “关键信息” 防遗漏:标清电表量程、滑动变阻器滑片初始位置,若有开关需注明通断状态,让电路图信息完整,符合解题需求。
4、看 “通断与用电器” 判状态:通路是 “开关闭合、用电器工作”;断路是 “某处断开、无电流”;短路是 “电源正负极直接连”,抓关键特征快速区分。
5、联 “故障现象” 定状态:灯泡不亮时,先查是否断路;若电表异常,优先考虑短路,将现象与状态直接关联。
【典例1】如图所示,闭合开关,小灯泡、均不亮,电流表的示数为0。若故障只有一处且发生在灯泡或上,下列方法能够检测出故障的是( )
A.将电流表改接在灯泡、之间 B.将电流表并联接在或两端
C.将电流表并联接在开关或电源两端 D.将开关改接在、之间
【典例2】科学家发明了利用体温发电的可穿戴热电设备,其原理是根据离子热电效应,利用人体温度和周围低温环境之间的温差形成电流,将内能转换为 能,并给其他设备供电。此时可穿戴热电设备相当于电路中的 (填电学元件)。
【典例3】根据如图所示的实物连接图,画出对应的电路图。
【变式1】如图所示是一种太阳能背包。它的前面有一个太阳能电池板,里面有一个蓄电池,可以给手机、小风扇或数码相机等电子产品供电。下列说法正确的是( )
A.太阳能电池板将化学能转化为电能 B.给蓄电池充电,是将电能转化为化学能
C.用蓄电池给小风扇供电时,蓄电池相当于用电器 D.小风扇工作将化学能转化为机械能
【变式2】在如图所示的电路中,有三个开关、、,如果仅将开关闭合,、断开,则灯、 联;如果将开关、闭合,断开,则灯、 联。如果将开关、、都闭合,电路处于 状态。
【变式3】根据如图所示的实物连接图,在虚线框内画出对应的电路图。
题型十三 串联电路和并联电路
解|题|技|巧
1、沿 “电流路径” 判断电路类型:从电源正极出发,若电流只有一条路径依次经过所有用电器,为串联;若电流分成两条及以上支路,每条支路有独立用电器,汇合后回负极,为并联。
2、用 “元件独立” 判断电路类型:断开一个用电器,若其他用电器也不工作,为串联;若其他用电器仍工作,为并联,适合分析实际电路。
3、简化 “电表” 辅助电路类型:将电流表视为导线、电压表视为开路,简化电路后再看用电器连接方式,避免电表干扰对电路结构的判断。
4、再布“开关位置”:控制整个电路的开关放干路,单独控制某用电器的开关放对应支路,明确开关作用再画图。
5、最后“配电表”:测总电流/电压的电表放干路,测某用电器的电表与该用电器串或并,确保电表测量对象符合要求。
【典例1】如图所示的实验电路,还有部分导线未连接,字母a、b、c、d、e、f、g、h表示各元件的接线柱。下列操作能让灯L1、L2并联的是( )
A.用导线连接d、f,再闭合开关S
B.用导线连接b、f,再闭合开关S
C.用一根导线连接e、g,用另一根导线连接d、f,再闭合开关S
D.用一根导线连接e、f,用另一根导线连接d、g,再闭合开关S
【典例2】电冰箱门框上有一个通过冰箱门来控制的开关。当冰箱门打开时,开关闭合使冰箱内的照明灯发光;当冰箱门关闭时,开关断开使冰箱内的照明灯熄灭,则开关与照明灯是 联的。此过程中制冷压缩机一直正常工作,说明照明灯和压缩机是 联的。
【变式1】为提高乘车效率,太原地铁闸机处配备了自动识别系统。刷票卡或者人脸识别成功时(相当于闭合开关),电动机启动,闸门打开放行。如图所示电路设计中符合上述要求的是( )
A.B.C.D.
【变式2】一间教室里安装了两个投影仪(如图),关闭其中一个投影仪,另一个投影仪仍能继续工作,则这两个投影仪之间的连接方式属于 (选填“串联”或“并联”)。
期末基础通关练(测试时间:10分钟)
1.(24-25八年级上·新疆·期末)下列变化中,不属于机械运动的是( )
A.火箭升空 B.高铁疾驰 C.潜艇巡航 D.冰雪熔化
2.(24-25八年级上·江苏盐城·期末)下列数据符合实际的是( )
A.一名中学生的身高约168 dm B.物理课本的质量大约50g
C.光在真空中的速度约为 D.人感觉比较舒适的温度约为37 ℃
3.(24-25九年级上·福建福州·期末)2024年4月25日,搭载着神舟十八号载人飞船的长征二号F遥十八运载火箭在酒泉卫星发射中心成功发射。长征二号F运载火箭采用液氢作为燃料,主要是因为液氢具有
A.较大的热值 B.较大的密度 C.较高的比热容 D.较高的燃点
4.(24-25九年级下·河北石家庄·期末)下列现象能说明分子在永不停息地做无规则运动的是( )
A.花香四溢 B.麦浪翻滚 C.流水潺潺 D.尘土飞扬
5.(23-24九年级上·安徽阜阳·期末)如图所示是安装在小区楼道口的智能信报箱,主人可以通过输入正确的密码或用钥匙(分别相当于开关)启动装置M,打开箱子取信件,下列电路设计符合要求的是( )
A. B. C. D.
6.(24-25八年级上·河北邢台·期末)一架无人机沿水平方向匀速飞行喷洒消毒液,相对地面是 (选填“静止”或“运动”)的。喷洒的消毒液小液滴悬浮在空中,过一会消失是 (选填“汽化”“液化”或“升华”)现象。
7.(25-26九年级上·辽宁抚顺·月考)炒菜时菜很快就变咸了,而腌咸菜时,需要很长时间菜才会变咸,这个表明了, 越高,分子热运动越剧烈。咀嚼麦芽糖时感觉糖黏牙,因为分子间存在 。
8.(2020·黑龙江齐齐哈尔·中考真题)在干燥的天气里,用塑料梳子梳头,有时头发会随着梳子飘起来。这是因为头发和梳子摩擦后带了 (选填“同种”或“异种”)电荷而相互 (选填“吸引”或“排斥”)。
9.(24-25九年级上·河南三门峡·期末)如图所示,艾灸是中华医学的瑰宝,利用艾条燃烧产生的热量刺激人体穴位,能够达到防病治病的目的。艾灸过程中是通过 的方式改变人体内能。若一根质量为30g的艾条完全燃烧则可以放出 J的热量。(艾条的热值为)
10.(24-25八年级上·云南西双版纳·期末)如图所示,密封的锤形玻璃泡内装有少量碘颗粒,碘的熔点约为。打开电吹风热风挡对玻璃泡加热,温度约为,一段时间后,观察到玻璃泡内弥漫着紫红色的碘蒸气,停止加热,冷却后玻璃泡内又出现碘颗粒。加热时,碘颗粒 成紫红色碘蒸气,冷却时碘蒸气 成碘颗粒(填物态变化名称)。
11.(24-25八年级上·四川内江·期末)如图所示,是“探究冰熔化时温度变化规律”的实验装置(当地大气压为一标准大气压)。
(1)实验时,用乙图而没有用甲图来探究,一是为了使冰受热均匀,二是为了使冰升温 (选填“快”或“慢”),以便能够准确地测量冰熔化时的温度;
(2)某时刻温度计的示数如图丙所示,则此时冰 (选填“正在”或“没有”)熔化;
(3)实验中每隔1min记录一次冰的温度及对应状态,并根据记录的数据作出了温度随时间变化的图像,如图丁所示。由图像可得,冰在熔化过程中,要不断吸收热量,温度 (选填“升高”“降低”或“不变”)。
12.(24-25九年级上·新疆克孜勒苏·期末)为了比较水和煤油吸热本领的大小,某同学做了如图甲所示的实验,在两个相同的烧杯中,分别装有水和煤油,用相同的电热器分别对它们加热相同的时间。
物质
质量/g
初温/℃
末温/℃
加热时间/min
水
60
30
45
4
煤油
60
30
60
4
(1)实验中应保证水和煤油的初温与 (选填“质量”或“体积”)都相同;
(2)实验中通过 (选填“加热时间”或“升高的温度”)间接反映液体吸收热量的多少;
(3)对水和煤油加热相同的时间后,实验数据如下表,可知水升高的温度 (选填“高于”“等于”或“低于”)煤油升高的温度。实验表明, (选填“水”或“煤油”)的吸热能力更强。
13.(24-25九年级上·陕西咸阳·期末)天然气热水器将50 kg的水由22℃加热到42℃。已知,,该天然气热水器的热效率是84%。求:
(1)水吸收的热量;
(2)天然气燃烧放出的热量;
(3)消耗天然气的体积。
期末重难突破练(测试时间:10分钟)
14.(24-25八年级上·重庆江津·期末)如图为“自制温度计”项目小组的成果展示,下列说法正确的是( )
A.自制温度计的瓶子越大越好,玻璃管越粗越好
B.自制温度计是利用转换法将温度转换为水柱的长度
C.自制温度计的设计原理是玻璃瓶的热胀冷缩
D.读数时为求准确,应把温度计从液体中拿出来仔细观察后读数
15.(24-25九年级上·山西太原·期末)一种太阳能背包的外部安装有太阳能电池板,背包内部有一个蓄电池。白天阳光充足时,太阳能电池对蓄电池充电。该蓄电池可以给随身携带的小风扇供电,其主要能量转化过程如图所示。下列说法正确的是( )
A.①是“内能” B.②是“电能”
C.③是“化学能” D.④是“机械能”
16.(24-25九年级上·新疆克孜勒苏·期末)智能锁正在逐步走进千家万户。某款智能锁,它支持密码与指纹两种认证方式开门,密码正确相当于开关闭合,指纹正确相当于开关闭合,开门由电动机完成。下列符合该智能锁电路设计的是( )
A.B. C. D.
17.(24-25八年级上·河南新乡·期末)如图所示的四个情景,下列表述中正确的是( )
A.甲:自制温度计是根据液体的热胀冷缩规律制成的
B.乙:小孔成像是光在同种均匀介质中沿直线传播形成的小孔的实像
C.丙:显微镜的目镜是凹透镜,物镜是凸透镜
D.丁:在烧瓶底部浇冷水使停止沸腾的水重新沸腾,说明液体的沸点跟液面上方气压有关
18.(24-25九年级上·山西·期末)厨房不仅是加工食材的场所,也是物理学的“生活实验室”。观察厨房中的物理现象,下列说法正确的是( )
A.沸腾的水热得发烫,是因为水含有的热量多
B.使用天然气,天然气的热值在小火时比在大火时小
C.蒸馒头时,通过热传递的方式使馒头的内能增加
D.炸丸子用食用油而不用水,主要是因为食用油的比热容较小
19.(24-25八年级上·重庆江津·期末)实验小组利用某物质进行熔化和凝固实验,如图是利用所测数据作出的物质温度随时间变化图像,由图可知,该物质是 (选填“晶体”或“非晶体”),该物质的凝固过程持续了 。
20.(25-26九年级上·河南平顶山·期末)汽油的热值是,200g汽油完全燃烧能放出 J的热量;若用燃烧汽油放出的热量给质量相同的A、B两种物质加热,其温度随时间变化的图像如图所示,则A、B两种物质的比热容之比是 。
21.(24-25八年级下·江苏宿迁·期末)写出下列现象中,“吸”字涉及的科学原理:
(1)高铁站台的黄线是为了防止人被“吸”过去,涉及 压强相关知识;
(2)干燥的冬天,化纤衣服容易“吸”附灰尘,涉及 现象相关知识;
(3)人用吸管“吸”杯中的饮料,涉及 压强相关知识;
(4)两表面削平的铅柱压紧后会“吸”在一起,涉及 力相关知识。
22.(24-25九年级上·江苏南通·期末)按照题目要求作图。
(1)如图所示,用笔画线代替导线根据所给的器材连接一个电路,要求两个灯泡串联,用电流表测量通过L1的电流,用电压表测L2两端的电压,并在方框内画出相对应的电路图。
(2)根据图所示的实物电路,在方框内画出它的电路图,并在图中对应的灯泡附近标出L1和L2。
(3)筷子是我国传统的用餐工具,它应用了杠杆的原理,如图所示。请你在图中标出这根筷子使用时的支点O。并画出动力F1和阻力臂L2。
23.(23-24九年级上·江苏徐州·期末)作图题:
(1)如图所示,画出羊角锤在A点所施加的最小的动力F1及其力臂L1。
(2)请完成图中电路的连接,要求:两灯并联,开关控制整个电路。
24.(24-25八年级上·江西新余·期末)如图所示,为了探究“冰熔化和水沸腾时温度的变化规律”,小华同学进行了如下操作:
(1)为完成这个实验,他准备的器材有:烧杯、酒精灯、铁架台、温度计,还需要一个重要的测量仪器是 。
(2)装有碎冰块的试管放在水中加热的目的是 。
(3)根据实验数据绘制了如图乙的温度随时间变化的图像,分析图像可知:冰是 (选填“晶体”或“非晶体”);第10分钟试管内的物质处于 (选填“液态”或“固态”或“固液共存态”)。
(4)待冰完全熔化后取出试管,将温度计的玻璃泡完全浸没在水中(玻璃泡与烧杯不接触),如丙图所示,继续“探究水沸腾时温度变化的特点”:
①图丁中 是沸腾时的情况(选填“A”或“B”),在烧杯口处看到大量“白气”,“白气”的形成是 现象(填物态变化名称);
②同组的小骥同学在冰完全熔化后利用图甲装置继续加热,待烧杯中的水沸腾后,试管内的水 (选填“能”或“不能”)沸腾。
25.(25-26九年级上·广东广州·期末)同样日照条件下,夏天中午海边的沙子热得烫脚,但海水较凉爽;傍晚日落后,海边的沙子很快变凉,而海水仍然温暖。对此现象小强提出猜想:不同物质吸热升温的快慢不同,并在实验室探究了“不同物质吸热升温的现象”,他选用两个相同的加热装置,设计的实验如图所示:
加热时间/min
0
1
2
3
4
温度/
食用油
20
40
60
80
100
水
20
30
40
50
60
(1)在两个完全相同的烧杯中分别装入 初温都相同的食用油和水;
(2)该实验是通过 来反映物质吸收热量的多少;(选填“加热时间”或“升高的温度”)
(3)实验中,正确操作后收集到如上表中的实验数据。实验中发现:升高相同的温度 吸收的热量较多,所以 的吸热本领更强。(以上两空均选填“食用油”或“水”)
期末综合拓展练(测试时间:15分钟)
26.(24-25八年级上·新疆昌吉·期末)近年来,我国在科技领域取得了许多骄人的成绩,比如凝聚着国人梦想的国产大飞机C919首飞成功。
(1)C919飞行时,由于发动机的 而产生的轰鸣声是通过 传入人耳。
(2)C919首飞成功后,将进入适航认证阶段,其中非常重要的一项就是结冰试验。飞机表面结冰是由于飞机飞行过程中过冷水滴或降雨碰到机体后 (填物态变化过程)而形成的,也可由水蒸气在机体表面 (填物态变化过程)而成,上述两个过程都是 热过程(选填“吸”或“放”)。冰在熔化过程中温度 (填“升高”或“降低”或“不变”)。
(3)C919采用了极轻的新型复合材料。“极轻”反映了这种材料的密度 (选填“大”或“小”)。若一个实心零件,使用铝合金制造时,其质量为,则这个零件的体积为 (铝合金的密度为);若改用新型复合材料制造,其质量减少,则这种材料的密度为 。
27.(23-24九年级上·广东东莞·期末)运用知识解决问题。
(1)小明到海水浴场玩,他光着脚踩在沙滩上,感到沙子烫脚,当身体进入水中时,觉得水比较凉,这是因为:海水和沙子相比,在同样受热时,沙子的温度变化比海水 (选填“大”或“小”);
(2)在探究不同物体的吸热能力实验中用完全相同的两个试管分别装上 相等的煤油和水,用相同热源对试管均匀加热。图中的图象正确的是 ;[水的比热容为4.2×103J/(kg•℃),煤油的比热容为2.1×103J/(kg•℃)]
(3)关于温度、内能和热量,下列说法正确的是 ___________;
A.温度相同的两个物体间也能发生热传递;
B.0℃的冰变成0℃的水,温度不变,内能不变;
C.物体的温度越高,含有的热量越多;
D.任何物体都具有内能,通过摩擦可增大冰块的内能。
(4)下列关于能量的说法中,正确的是 ___________。
A.洗衣机工作时是将机械能转化为电能;
B.电水壶工作时是将内能转化为电能;
C.用热水泡脚,身体会感觉暖和,说明内能可以转移;
D.能量无论是转化还是转移,能量总和会逐渐减少。
28.(23-24八年级下·吉林长春·期末)中国的旋翼电动无人机技术发展迅速,水平居世界前沿。
(1)确定电动无人机是否属于热机 。
(2)小明通过组装发现,无人机电池上标有 15.2V字样,通过进一步查阅资料,每节锂电池稳定供电的电压约为3.8V,可推测无人机的电源是由 节锂电池 联组成。
(3)如图甲所示是操纵无人机飞行的“调速”手柄。可改变无人机飞行的速度,与这个“调速”手柄联动的电路元件实质是一个 ,这个装置用的时间长了,上面会聚集大量的灰尘使电路接触不良,这说明此时的灰尘属于 (选填“半导体”“导体”或“绝缘体”)。通过“调速”手柄改变任意一个旋翼电动机的速度改变飞行方向,4个旋翼电动机在电路中的连接方式 。
(4)无人机从地面竖直匀速上升时,机械能 ;无人机沿某一水平直线加速飞行时,动能
(5)如图乙所示,外卖小哥使用无人机从地面向医院高楼病房阳台送餐。已知无人机质量为3kg,外卖质量为0.5kg,无人机先以5m/s的速度径直上升10s,再水平匀速飞行20m到阳台,整个送餐过程历时20s,整个过程中无人机对外卖做功是 J,整个过程中无人机做功的功率是 W。
(6)该无人机空载质量为3kg,当无人机空载放置在水平地面上时,若要将其一侧的支架水平微微抬起,则需要启动在支架一侧的两个电动机。如图丙所示,已知每个电动机中心到支架的水平距离都为10cm,两支架之间的距离为30cm,无人机的重心在两支架的中心。要在水平地面上微微抬起无人机右侧支架,右侧每个电动机至少需要提供多大的升力。(写出必要的文字说明、表达式、最终结果 )
29.(23-24九年级上·山西临汾·期末)阅读短文回答问题。
导体容易导电,绝缘体不容易导电,有一些材料,导电能力介于导体和绝缘体之间,称为半导体,除了导电能力外,半导体有许多特殊的电学性能,使它在多方面都有重要应用,有的半导体在受热后电阻迅速减小;反之,电阻随温度的降低而迅速地增大,利用这种半导体可以做成体积很小的热敏电阻,热敏电阻可以用来测量很小范围内的温度变化,反应快,而且精度高。
发光二极管(LED)是半导体二极管的一种,其有单向导电性,当二极管两端外加正向电压时,如果正向电压很小,正向电流也几乎为零,当正向电压大于某个值以后,二极管正向导通,电流随电压过大而迅速上升,当二极管两端外加反向电压不超过一定范围时,通过二极管的电流几乎为零,二极管处于截止状态,外加反向电压超过某一数值时,反向电流会突然增大,这种现象称为电击穿,因而使用时应避免二极管外加的反向电压过高,在LED灯中,电能被直接转换为光子,这大大提升了发光的效能,因为其他灯具技术中,电能首先是被转化为热,只有很小一部分转化成了光。
(1)以下元件不是由半导体材料制成的______;
A.光敏电阻 B.白炽灯 C.热敏电阻 D.LED灯
(2)LED灯电能可以直接转化成光能,而白炽灯、日光灯管都是电能先转化成 ,再有很小一部分转化成光能,因此, LED灯的效率比传统照明灯要高;
(3)如果将热敏电阻与电源、电流表和其他元件串联成一个电路,其他因素不变,只要热敏电阻所在区域的温度降低,电路中电流将变 (选填“大”或“小”);
(4)上题电路中,我们将电流表中的电流刻度换成相应的温度刻度,就能直接显示出热敏电阻附近的温度。如果刻度盘正中的温度刻度值为20℃(如图所示),则25℃的刻度应在20℃ (选填“左”或“右”)边。
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