内容正文:
专题01 内能
01 期中考情透视
02 复习目标锚定
03 知识体系构建
04 核心考点精讲
考点一 热量 比热容/ 考点二 内能 / 考点三 热机及其工作原理 / 考点四 热机的效率
05 重难题型突破
题型一 概念辨析、物理与生活 / 题型二 概念表示、单位、物理意义、公式及其简单计算等
题型三 热传递与比热容综合分析/ 题型四 综合应用 / 题型五 实验+综合
06 限时分层演练
基础固本练 / 综合进阶练
九年级物理第10章《内能》是期中统考的开篇核心考点,占比约15%-25%,题型覆盖选择、填空、实验题。
高频考查点有热传递的概念,比热容的概念、表示、单位、公式、物理意义,比热容的有关计算及其应用,内能的概念、内能大小的影响因素、改变内能的方式,内燃机的工作原理,汽车发动机能量分配图,热机的效率。
上海本地命题侧重结合生活情境设题,常混入热传递的条件、改变内能方式的实质陷阱,比热容的计算单位统一等易错点,这些都是新九年级物理考试的核心拉分模块,直接影响学生中考物理的学习信心。
九年级物理第10章《内能》复习,锚定以下可落地目标:
1. 能辨析温度、热量、内能等概念;知道不同物质的导热性一般不同;明确热机的概念及其分类。
2. 理解比热容是描述不同物质吸放热性质的物理量;明确比热容的概念,表示,单位及其换算、读法,物理意义。
3. 会利用比热容的公式进行计算;水的比热容较大及其应用。
4. 知道热机的概念及其分类;会区分汽油机、柴油机的结构。
5. 掌握内燃机的工作原理;压缩气体实验、加热封闭试管实验的能量转化过程。
6. 理解热值的概念、公式;会利用热值公式进行计算。
7. 学会热机的效率计算,且会利用汽车发动机能量分配图进行热机的效率计算。
考点一 热量 比热容
1. 热传递
能量从温度高的太阳辐射到温度低的沙子, 又从沙子传导到温度更低的脚底,这是一种热传递现象。
2. 热量
在物理学中,把物体在热传递过程中吸收或放出能量的多少称为热量。热量通常用Q表示。在国际单位制中,热量的单位与能量的单位相同,都是焦耳,简称焦,符号是J。
3. 不同物质的导热性
大量实验表明,不同物质的导热性一般不同。铜、铁、铝等(金属)物质容易导热,制成拖鞋的塑料、橡胶、木材等物质则不容易导热。(最后两空选填“容易”或“不容易”)
4. 物质的吸放热的影响因素
大量实验表明,物质吸收或放出的热量与物质的质量、升高或降低的温度,以及物质的种类有关。
5. 比热容
①为了描述不同物质吸放热的性质,物理学中引入了比热容这一物理量。与密度一样,比热容也是反映物质自身性质的物理量。
②比热容的概念:一定质量的某种物质,温度升高(或降低) 时吸收(或放出)的热量与它的质量和升高(或 降低)的温度乘积之比,叫做这种物质的比热容。
③比热容的表示、单位:比热容用c表示,单位是焦/(千克 · 摄氏度),符号是J/(kg·℃) 。
④比热容的计算公式:如果用m表示物质的质量,△t表示物质升高或降低的温度,Q表示物质吸收或放出的热量,物质的比热容c可表示为
6. 水的比热容相对较大,水的这一热学特性有许多实际应用
①.夏季蒸发吸热降温;②.调节地表温度;③.汽车发动机的冷却剂:④.航天服的液冷服和通风服。
⚠️概念辨析
1.热量不能说含有、温度不能说传递;
2.热量与能量:热量是在热传递过程中吸收或放出能量的多少。
3.热传递的条件是温度差,而不是内能或能量的大小差。
⚠️避坑指南
1. 利用比热容公式计算时注意单位统一;
2. 比热容是反映物质自身性质的物理量,与密度一样,所以某种物质的比热容是确定的,与计算公式的其他物理量无关。
3. 某些特定条件下并不适合利用比热容公式进行计算,如熔化与凝固,沸腾等条件。
考点二 内能
1. 分子动能与分子势能
我们把分子因热运动而具有的动能叫做分子动能;由于分子之间的相互作用而使分子具有的势能叫做分子势能。
2. 内能
①内能的概念:在物理学中,把组成物体的所有分子的动能和势能的总和叫做物体的内能 。
②内能的单位:在国际单位制中,内能的单位与功和机械能的单位相同,也是焦耳(J) 。
③一切物体,都具有内能。
3. 内能的影响因素
内能的影响因素:内能与物体的温度、体积、状态有关。
4. 如何改变内能
方式
热传递
做功
区别
改变内能
高温物体放出热量,内能减少;低温物体吸收热量,内能增加
外界对物体做功,物体内能增加
实质
内能的转移
其他形式能转化
为内能
联系
热传递和做功在改变物体的内能上是等效的。
⚠️概念辨析
1. 内能(含分子动能、分子势能)是物体能量的微观表现;机械能(含动能、势能)则是物体能量的宏观表现。
2. 内能的影响因素其中之一是物体的状态,如相同质量100 ℃ 的水与100 ℃的水蒸气,它们的内能是不相等的。
3. 一切物体,都具有内能。
⚠️改变内能的方式的易错点
注意热传递与做功的实质。
考点三 热机及其工作原理
1. 加热封闭试管实验—模拟热机产生动力的过程
上述实验涉及的能量转化是:内能转化为机械能。
2. 热机
热机:我们把利用燃料燃烧释放的能量做功的机械叫做热机。
3. 热机的分类
热机的分类:热机的种类较多,按照燃料燃烧场所的差异,热机可分为外燃机和内燃机两种。
4. 热机工作原理示意图
图10-3-3为热机工作原理的示意图,热机自高温物体处吸收热量,其中一部分用来对外做功,另一部分流向低温物体。因此热机是将内能转化为机械能的机械。
5. 内燃机的分类
内燃机的分类:最常见的内燃机是汽油机和柴油机,它们分别用汽油和柴油作为燃料。
①汽油机的结构:如图所示,汽油机主要由气缸、活塞、火花塞、进气门、排气门、曲轴和连杆组成。
②柴油机的结构:柴油机的结构与汽油机相似,图10-3-6为柴油机的结构示意图,由于柴油机通过压缩空气直接点燃柴油,气缸顶部的火花塞换成了喷油嘴。
6. 四冲程汽油机工作过程示意图
①汽油机工作时,活塞在气缸内做往复运动,下图是汽油机工作过程示意图。
②活塞做一次单向运动的过程称为一个冲程, 汽油机的一个工作循环过程包括四个冲程,分别是吸气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程。
③压缩冲程、做功冲程的能量转化
④做功冲程的重要性
做功冲程中,燃气对外做功,带动与曲轴相连的飞轮实现持续运转。其余三个冲程是辅助冲程,活塞靠旋转飞轮的惯性带动曲轴连杆运动。
⑤四冲程内燃机一个工作循环的有关参数
四冲程内燃机一个工作循环:活塞往复运动2次;飞轮转动2周;对外做功1次;汽缸内的燃油爆发性燃烧 1次。
7. 柴油机的工作循环过程
柴油机的工作循环过程:柴油机的工作循环过程也分为吸气、压缩 、做功、排气四个冲程。吸气冲程中只有空气进入气缸。压缩冲程使气缸内的空气温度升高。压缩结束时,气缸内温度超过柴油燃点,此时,从喷油嘴喷出的雾状柴油遇到热空气立即燃烧起来。做功冲程中气缸内气体的压强、温度急剧增大,从而有力地推动活塞对外做功。
⚠️概念辨析
1. 火箭发动机是一种新型的热机。
2. 吸气冲程:汽油机是空气与汽油的混合物进入气缸,而柴油机是只有空气进入气缸。
3. 做功冲程中,燃气对外做功,其余三个冲程是辅助冲程,活塞靠旋转飞轮的惯性带动曲轴连杆运动。
⚠️热机有关难点
四冲程内燃机一个工作循环的有关参数
四冲程内燃机一个工作循环:活塞往复运动2次;飞轮转动2周;对外做功1次;汽缸内的燃油爆发性燃烧1次。
注意灵活理解。
考点四 热机的效率
1. 燃料燃烧放出的热量
研究发现,质量(或体积)相等的不同燃料,在完全燃烧时所放出的热量一般不同。
2. 热值
①燃料的热值:在物理学中,把某种燃料完全燃烧时放出的热量Q与燃料质量m之比,叫做这种燃料的热值,用q表示,单位是焦/千克,符号是J/kg。热值q可表示为
所以,燃料完全燃烧放出的热量Q=mq。
②气体燃料的热值:
气态燃料的热值也可以用1个标准大气压、0℃时,气体完全燃烧时放出的热量与其体积之比来表示,热值q可表示为
单位是焦/米³,符号是J/m³。
3. 热机工作时的能量分配
热机工作时对外做功的能量只是从高温物体吸收的一部分能量;高温物体的相当一部分能量散失了。对于内燃机而言,由于其排出的废气温度较高,带走很大一部分能量;此外,还有一部分能量损耗在散热及克服摩擦做功上。图10-4-4为某汽车发动机的能量分配图。
4. 热机的效率
①热机的效率:热机工作时,用来做功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比,叫做热机的效率。
*②热机效率的公式表示: ;其中W做功表示用来做功的能量,单位是焦(J),
Q放表示燃料完全燃烧放出的能量,单位是焦(J),η表示热机效率,通常用百分率表示。
③常见热机的效率:蒸汽机的效率很低、只有6%~15%。内燃机中的燃料与空气充分混合后在气缸内燃烧,效率普遍高于蒸汽机。目前,汽油机的效率一般可达20%~30%, 柴油机的效率则可达30%~45%。
⚠️热机的效率易错点
1. 使用燃料热值公式进行计算时,注意该燃料是否属于气体,选择适当的公式进行计算,注意单位统一。
2. 分析汽车发动机能量分配图进行计算时,注意做功和其他能量的占比,以便于分析或计算。
题型一 概念辨析、物理与生活
典例1 (25-26九年级上·河北石家庄·阶段检测)下列给出的几种机械中,属于热机的是( )
A.手机 B.洗衣机 C.电视机 D.火箭发动机
【答案】D
【详解】热机是将内能转化为机械能的装置。
A.手机主要依靠电池将化学能转化为电能,再转化为其他形式的能,故A不符合题意;
B.洗衣机主要将电能转化为机械能的装置,故B不符合题意;
C.电视机主要将电能转化为光能和声能,不属于内能转化为机械能,故C不符合题意;
D.火箭发动机是通过燃料燃烧将化学能转化为内能,内能再转化为机械能,属于热机,故D符合题意。
故选D。
💡破题要诀
1. 熟悉教材;
2. 明确概念,并能举例分析;
3. 综合分析“相似”概念,如温度,内能和热量的概念辨析。
迁移应用
1.(23-24九年级上·北京·阶段检测)如图所示的事例中,通过热传递的方式改变物体内能的是( )
A.锯木头锯条发热 B.划火柴火柴燃烧
C.烧水时水温升高 D.铁丝来回弯折处发热
【答案】C
【详解】A.锯木头锯条发热,克服摩擦做功,机械能转化为内能,属于做功改变内能,故A不符合题意;
B.划火柴火柴燃烧,克服摩擦做功,机械能转化为内能,属于做功改变内能,故B不符合题意;
C.烧水时水温升高,水从热源吸收热量,内能增加,属于热传递改变内能,故C符合题意;
D.铁丝来回弯折处发热,对铁丝做功,机械能转化为内能,属于做功改变内能,故D不符合题意。
故选C。
2.(25-26九年级上·上海浦东新·期中)下列事实中,最能反映物质的放出的热量与物质种类有关的是( )
A.质量相等的水和铜块,温度都降低,它们放出的热量不同
B.体积相等的水和煤油,温度都降低,它们放出的热量不同
C.质量相等的两铜块,温度都降低和,它们放出的热量不同
D.体积相等的两杯水,温度都降低,它们放出的热量不同
【答案】A
【详解】A.水和铜块的质量相等,温度变化相等,即m和相同,但是由于物质的种类不同,它们放出的热量也不相同,这可以说明物体放出的热量跟物质的种类有关,故A符合题意;
B.体积相等的水和煤油,它们的质量不同,并且物质的种类不一样,虽然都降低,它们放出的热量不同,不能反应物体放出的热量跟物质的种类有关,故B不符合题意;
C.质量相等的两铜块温度分别降低和,它们放出的热量不相同,这说明了物体放出的热量跟温度的变化有关,故C不符合题意;
D.体积相等的两杯水温度都降低,它们放出的热量相同,物质的种类相同,这不能说明物体放出的热量跟物质的种类有关,故D不符合题意。
故选A。
3.(25-26九年级上·上海·期中)热机在生活中被广泛使用。下列选项中属于压缩冲程的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】A.进气门打开,排气门关闭,活塞向下运动,所以是吸气冲程,故A不符合题意;
B.进气门和排气门都关闭,活塞向上运动,所以是压缩冲程,故B符合题意;
C.进气门和排气门都关闭,火花塞产生电火花,活塞向下运动,所以是做功冲程,故C不符合题意;
D.进气门关闭,排气门打开,活塞向上运动,所以是排气冲程,故D不符合题意。
故选B。
4.(25-26九年级上·四川成都·期中)关于温度,内能和热量,下列说法中正确的是( )
A.温度高的物体具有的热量多
B.物体吸收热量温度一定升高,放出热量的物体温度一定降低
C.热量总是从内能多的物体转移到内能少的物体
D.热传递和做功都可以改变物体的内能
【答案】D
【详解】A.热量是热传递过程中传递的能量,不能说具有热量,故A错误;
B.晶体熔化时,吸收热量,温度不变,凝固时,放出热量,温度不变,故B错误;
C.热传递的条件是物体间有温度差,热量总是从高温物体转移到低温物体,温度高,内能不一定大,故C错误;
D.热传递和做功都可以改变物体的内能,故D正确。
故选D。
5.(23-24九年级上·山西太原·阶段检测)下列各图所示的实例中,属于热传递改变物体内能的是( )
A.如图甲所示,对试管加热,水温升高
B.如图乙所示,用力搓双手,双手变暖
C.如图丙所示,从滑梯滑下,臀部发热
D.如图丁所示,往复拉动活塞,桶壁发热
【答案】A
【详解】A.对试管加热,管内水从酒精灯火焰上吸收热量水温升高,是通过热传递的方式改变水的内能,故A符合题意;
B.冬天搓手,手会变暖,是克服摩擦做功,机械能转化为内能,是通过做功的方式改变物体内能,故B不符合题意。
C.从滑梯滑下,臀部发热是通过做功的方式改变物体的内能,故C不符合题意;
D.往复拉动活塞,桶壁发热是通过做功的方式,将机械能转化为内能,使桶壁发热内能增加的,故D不符合题意;
故选A。
6.(25-26九年级上·上海·阶段检测)煤油的比热容为焦/(千克·℃),它的单位读作_______,它表示质量为1千克的煤油,温度升高1℃时,________为焦。一瓶煤油倒出一半时,剩下的比热容将______(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【答案】 焦每千克摄氏度 吸收的热量 不变
【详解】比热容单位的读法为焦每千克摄氏度,煤油的比热容的物理意义是质量为1千克的煤油,温度升高1℃时,吸收的热量为焦。比热容是物质固有的属性,只与物质的种类和状态有关,与质量和体积无关,因此一瓶煤油倒出一半时,剩下的比热容将不变。
题型二 概念表示、单位、物理意义、公式及其简单计算等
典例1 (25-26九年级上·上海·阶段检测)煤油的比热容为焦/(千克·℃),它的单位读作_______,它表示质量为1千克的煤油,温度升高1℃时,________为焦。一瓶煤油倒出一半时,剩下的比热容将______(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【答案】 焦每千克摄氏度 吸收的热量 不变
【详解】比热容单位的读法为焦每千克摄氏度,煤油的比热容的物理意义是质量为1千克的煤油,温度升高1℃时,吸收的热量为焦。比热容是物质固有的属性,只与物质的种类和状态有关,与质量和体积无关,因此一瓶煤油倒出一半时,剩下的比热容将不变。
💡破题要诀
1. 熟记并理解物理概念的表示、单位、物理意义;
2. 明确生活场景中与已知题意要考查的物理知识点;
3. 灵活利用物理公式及其变形公式。
迁移应用
1.(25-26九年级上·上海金山·阶段检测)2024年3月21日上午,我国首列氢能源列车成功进行了运行试验,标志着氢能在轨道交通领域的应用取得了新突破。
(1)氢能源列车主要是利用氢燃料的( )
A.热值大 B.热值小 C.比热容大 D.比热容小
(2)已知液氢的热值为,表示的物理意义为1kg的液氢___________时,放出的热量为___________。列车运行过程中,随着液氢燃料质量减少,其热值___________(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【答案】(1)A
(2) 完全燃烧 不变
【详解】(1)氢能源列车利用氢作燃料,原因是液态氢具有较高的热值,完全燃烧相同质量的氢时,可以放出更多的热量,故BCD不符合题意,A符合题意。
故选A。
(2)[1][2][3]热值是指1kg的某种燃料完全燃烧后释放的能量;液氢的热值为,表示的物理意义为1kg的液氢完全燃烧时,放出的热量为;燃料的热值是燃料的特性,不会随着质量的改变而改变,列车运行过程中,随着液氢燃料质量减少,其热值不变。
2.(25-26九年级上·上海·期中)小李家的燃气热水器,将40kg的水从20℃加热到45℃时,所用的天然气完全燃烧时放出的热量是1.4×107J。已知水的比热容为4.2×103J/(kg·℃),天然气的热值为3.3×107J/m3,则水吸收的热量是______J。该燃气热水器烧水的效率η是______。若这些天然气放出热量的55%用来对小轿车做功,可使轿车沿直线匀速行驶7km,则发动机的牵引力为______N。
【答案】
30%
1100/
【详解】[1]水吸收的热量是
[2]该燃气热水器烧水的效率
[3]若这些天然气放出热量的55%用来对小轿车做功,则有用功为
发动机的牵引力
3.(25-26九年级上·上海·期中)图是某辆汽车发动机的能量分配图,由图可知该发动机的热机效率为___________%;若减少摩擦损耗,发动机的热机效率将___________;若燃油燃烧不充分,燃油的热值___________,(后两格均选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【答案】 30 变大 不变
【详解】[1]如图为发动机工作时的能量流向图,可得该发动机的效率为
[2]热机效率指的是热机所做的有用功占燃料完全燃烧释放的热量的百分比,摩擦损耗属于额外功部分,若减少摩擦损耗,发动机的热机效率将变大。
[3]热值是燃料的属性,与燃料的种类有关,与燃料的质量、燃料是否完全燃烧无关,所以当燃油燃烧不充分时,燃油的热值不变。
题型三 热传递与比热容综合分析
典例1 (25-26九年级上·上海·阶段检测)甲、乙两个铜块,初温相同,吸收相同热量后再相互接触,甲向乙传热,这可能是因为( )
A.甲的末温比乙低 B.甲、乙末温相同
C.甲质量更大 D.乙质量更大
【答案】D
【详解】初温相同的甲、乙两个铜块,它们的比热容相同,吸收了相同的热量后,甲向乙传热,说明甲的末温高于乙的末温,即,根据可知,,故D正确,ABC错误。
故选D。
💡破题要诀:
1. 熟悉题意,找出对应物理量之间的联系,如“大于”、“等于”、“小于”等关系。
2. 列物理公式或变形公式。
3. 综合分析。
迁移应用
1.(25-26九年级上·上海嘉定·期中)先使质量和初温相同的铜块和水,吸收相同的热量后,再把铜块投入水中,则它们之间(已知c水>c铜)( )
A.温度由铜传给水 B.温度由水传给铜
C.热量由铜块传给水 D.热量由水传给铜
【答案】C
【详解】AB.温度是描述物体冷热程度的物理量,是状态量,不能用传递来描述,故AB不符合题意;
CD.质量和初温相同的铜块和水,吸收相同的热量,且c水>c铜,由可知,水的温度变化量小于铜块的温度变化量,由于初温相同,所以水的末温小于铜块的末温,热量是从高温物体传递给低温物体,所以热量由铜块传给水,故C符合题意,D不符合题意。
故选C。
2.(25-26九年级上·上海·期中)质量、初温相同的甲、乙金属块,吸收相等的热量后相互接触,热量从甲传递到乙,则下列说法正确的是( )
A.甲的比热容大 B.甲的比热容小 C.甲含有的热量多 D.甲含有的热量少
【答案】B
【详解】由题可知,甲、乙金属块的质量、初温以及吸收的热量相同,且吸收相等的热量后相互接触,热量从甲传递到乙,说明甲的末温比乙的末温高,即,根据可知,在质量、吸收的热量相同时,物质的比热容与升高的温度成反比,因此,故ACD错误,B正确。
故选 B。
题型四 综合应用
典例1 (2025·黑龙江·中考真题)一台单缸四冲程汽油机的飞轮的转速是2400r/min,则此汽油机每秒完成的冲程个数和对外做功次数分别是( )
A.完成80个冲程,对外做功20次
B.完成80个冲程,对外做功40次
C.完成40个冲程,对外做功10次
D.完成40个冲程,对外做功40次
【答案】A
【详解】四冲程内燃机一个工作循环,活塞往复两次、飞轮转两周,完成四个冲程,对外做功一次,当飞轮的转速是2400r/min,即40r/s时,每秒内完成80个冲程,对外做功20次,故A正确,BCD错误。
故选A。
💡破题要诀
1. 吃透基础概念或教材知识点的同时要善于思考其潜在(或进一步得出)一些物理知识结论;
2. 学会利用图像分析物理知识。
迁移应用
1.(25-26九年级上·全国·课后作业)下图为四冲程内燃机的工作示意图,下列说法正确的是( )
A.在一个工作循环中的工作冲程依次是丁、丙、甲、乙
B.依靠曲轴的惯性完成的冲程是甲、乙、丁
C.甲冲程能获得动力
D.丁冲程的能量转化是内能转化为机械能
【答案】C
【详解】A.题图甲进气门和排气门都关闭,活塞向下运动,火花塞点火,该冲程是做功冲程。题图乙进气门打开排气门关闭,活塞向下运动,汽缸吸入汽油和空气的混合气,该冲程是吸气冲程。题图丙进气门关闭排气门打开,活塞向上运动,把废气排出汽缸,该冲程是排气冲程。题图丁进气门和排气门都关闭,活塞向上运动,该冲程是压缩冲程。故一个工作循环中的工作冲程依次是乙、丁、甲、丙,故A错误;
B.在四个冲程中,只有做功冲程是主动进行的,其他三个冲程为辅助冲程,不能主动进行,要靠安装在曲轴上的飞轮的惯性来完成动作,即乙、丙、丁,故B错误;
C.做功冲程中,火花塞点火引燃燃料,高温、高压的燃气推动活塞对外做功,通过连杆和曲轴带动飞轮和机械转动,此时获得动力,故C正确;
D.压缩冲程活塞向上运动,压缩汽油和空气的混合气使其压强增大,温度升高,该过程的能量转化是机械能转化为内能,故D错误。
故选C。
2.(25-26九年级上·安徽六安·阶段检测)将200g的水和质量相等的某种液体同时冷却[,],水和该液体在相同时间内放出的热量相等,温度随时间变化的图像如图所示,下列说法正确的是( )
A.乙液体为水
B.甲、乙比热容之比为3:1
C.0~15min甲液体放出的热量多
D.0~5min乙液体放出的热量为
【答案】D
【详解】A.由可知,在、相同时,与成反比。相同时间内甲和乙释放的热量相同,由图可知,相同时间内,甲的温度变化量小,故甲的比热容大,甲为水,故A错误;
B.当冷却时间时,甲和乙分别降低的温度为
由可知,故B错误;
C.题干已知相同时间内放出的热量相等,故0~15min甲和乙放出的热量相等,故C错误;
D.由B选项可知,0~15min水降低的温度为20℃,0~5min甲(水)的温度变化量
水放出的热量
因相同时间放热相等,乙放出的热量也为,故D正确。
故选D。
3.(24-25九年级上·青海西宁·期中)如图甲所示,两个相同的容器分别装有质量相同的两种液体,用同一热源分别加热,液体温度与加热时间关系如图乙所示。根据图线可知下列说法不正确的是( )
A.a液体的比热容小于b液体的比热容
B.升高相同的温度,a液体吸收的热量小于b液体吸收的热量
C.加热时间相同,a液体温度变化量大于b液体温度变化量
D.加热时间相同,a液体吸收的热量大于b液体吸收的热量
【答案】D
【详解】AB.由图乙可知,质量相同的a、b两种液体升高相同的温度,b的加热时间更长,吸收的热量更多,根据可知,b的比热容较大,故AB正确,不符合题意;
C.由图乙可知,质量相同的a、b两种液体加热相同的时间,a的温度升高得多,即a液体温度变化量大于b液体温度变化量,故C正确,不符合题意;
D.同一热源加热,相同的时间内放出的热量相同,所以加热时间相同,a、b两种液体吸收的热量相同,故D错误,符合题意。
故选D。
题型五 实验+综合
典例1 (25-26九年级上·上海松江·阶段检测)我校学生想为减少日益严重的城市热岛效应献计献策,他们取了质量相等的甲、乙两种建筑材料粉末,用完全相同的实验器材做了“探究物体温度的变化与哪些因素有关”的实验(假设两种材料在加热时间相同时,吸收的热量相同),实验过程及现象如图8所示。请观察实验操作及现象,归纳得出初步结论。
(1)分析比较图中的(a)与(b)或(c)与(d)可得:物体吸热后,温度会________。
(2)分析比较图中的(b)和(d)可得,从改善城市热岛效应的角度,应推荐在建筑中使用材料________(选填“甲”或“乙”),理由是________________________________________________________________。
【答案】(1)升高
(2) 甲 实验中两种材料质量相等,加热时间相同则吸收的热量相同。对比(b)和(d),甲材料对应的温度计示数低于乙材料,说明甲升高的温度更低。从改善城市热岛效应角度,使用升高温度慢的材料,能减少环境温度的上升,因此应推荐使用材料甲,理由是质量相等的甲、乙两种材料,吸收相同的热量,甲升高的温度低。
【详解】(1)图(a)是加热前的材料,图(b)是加热后的甲材料,图(c)是加热前的材料,图(d)是加热后的乙材料。对比(a)与(b)或(c)与(d),材料经过吸热后,温度计示数均变大,说明物体吸热后,温度会升高。
(2)略。
💡破题要诀
1. 控制变量法思想区分图形或表格数据中的哪些量“同”与“不同”;
2. 层层递进、总结概括,综合分析能力。
迁移应用
1.(23-24八年级下·上海嘉定·期末)小明和小华利用如图所示的装置(实验中热源及其它实验装置均相同)分别探究甲、乙、丙、丁四种液体的吸热本领。讨论后,他们确定了以下两种方案:
方案一:取质量相同的不同液体,控制液体的加热时间相等,比较升高的温度多少;
方案二:取质量相同的不同液体,控制液体升高的温度相等,比较加热时间的长短。小明和小华分别选取一种方案进行实验,并将测得的实验数据记录在表一、表二中。
表一: 小明
液体
质量(克)
初温 (℃)
末温(℃)
加热时间(分钟)
甲
200
20
40
4
乙
200
20
2
表二:小华
液体
质量(克)
初温(℃)
末温(℃)
加热时间 (分钟)
丙
200
10
30
3
丁
200
10
35
3
(1)实验中,小明和小华都记录了“加热时间”,其大小反映的是______;
(2)分析比较表一中的数据可知,小明同学采用的是______(选填“方案一”或“方案二”)来探究甲、乙两种液体的吸热本领,表一空缺处的数值为______;
(3)分析比较表二中的数据,可得出的初步结论是______;
(4)综合分析比较可知:四种液体中,______液体吸热能力最强。
【答案】 吸收热量的多少 方案二 40 丙的吸热能力强于丁 甲
【详解】(1)[1] 实验中热源相同,根据转换法,通过加热时间长短判断吸收热量的多少。
(2)[2][3] 分析表一中信息,升高相同的温度,比较加热时间的长短,故小明采用的是方案二。升高相同的温度,初温相同,则末温相同,所以表一空缺处的数值为40℃。
(3)[4] 分析表二中数据,相同质量的丙、丁两种液体,加热相同时间,吸收相同的热量,丙的温度变化小,则丙的吸热能力强。
(4)[5] 对比表一数据可知,相同质量的甲、乙两种液体,升高相同的温度,甲所需时间长,吸收热量多,则甲的吸热能力强,分析表二中数据,加热相同时间,吸收相同的热量,丙的温度变化小,则丙的吸热能力强,对比甲、丙,质量相等,温度升高相同,甲需要加热时间4分钟,丙需要加热时间3分钟,故甲的吸热能力最强,甲的比热容最大。
2.(2014年上海市虹口区中考分层练习物理试题)某小组同学通过实验探究物质吸收热量的多少与哪些因素有关,他们用相同的酒精灯对一定质量的水进行加热,并测出水升高的温度和相应的加热时间,实验结果如表一所示。然后他们改变水的质量继续进行探究,水升高的温度和相应的加热时间结果如表二、表三所示。(设水在相等时间内吸收的热量相等)
表一100克水
实验序号
升高温度(℃)
加热时间(分钟)
1
5
1
2
10
2
3
15
3
表二200克水
实验序号
升高温度(℃)
加热时间(分钟)
4
2.5
1
5
5
2
6
7.5
3
表三500克水
实验序号
升高温度(℃)
加热时间(分钟)
7
5
5
8
10
10
9
15
15
(1)分析比较实验序号1、2、3或4、5、6或7、8、9中的相关实验数据,可得出的初步结论是:质量相等的同种物质,______成正比;
(2)分析比较实验序号______中相关实验数据,可以得出的初步结论是:质量不等的同种物质,升高相同的温度,质量越大,吸收的热量越多;
(3)进一步综合分析比较表一、表二、表三中的相关数据,并归纳得出结论。
(a)分析比较实验序号1、4或2、5或3、6中的相关实验数据,可得:同种物质,当______,吸收的热量相等;
(b)分析比较表一、表二和表三中的相关数据可得:______;
(4)为了使得实验的结论更完整,该同学还应该用______继续进行实验探究(选填“同种液体”或“其它液体”)。
【答案】(1)吸收的热量与升高的温度
(2)1、5、7
(3) 质量与升高温度的乘积相等时 物体吸收热量的多少与质量、温度的变化量有关
(4)其它液体
【详解】(1)分析比较实验序号1、2、3或4、5、6或7、8、9中的相关实验数据可知,升高的温度扩大几倍,加热时间扩大几倍,据此可得:质量相等的同种物质,吸收的热量与升高的温度成正比。
(2)分析比较实验序号1、5、7,中的相关实验数据可知,质量不同的水,加热时间越长,升高的温度越高,即质量不等的同种物质,升高相同的温度,质量越大,吸收的热量越多。
(3)[1]进一步综合分析比较实验序号1、4或2、5或3、6中的相关实验数据可知,加热时间相同,质量与升高温度的乘积相等,因此可得出的结论为:同种物质,当质量与升高温度的乘积相等时,吸收的热量相等。
[2]由以上分析可知,物体吸收热量的多少与质量、温度的变化量有关。
(4)为了结论更具有普遍性,还需要探究吸收热量的多少与物质种类的关系,因此还需要其它液体继续进行实验探究。
基础固本练(限时:15分钟)
一、单选题
1.(25-26九年级上·广西贵港·期中)为了不让工作中的汽车发动机温度过高,需要用循环的水进行冷却,主要的原因是水的( )
A.比热容小 B.比热容大 C.密度大 D.温度低
【答案】B
【详解】
因为水的比热容较大,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,所以汽车发动机用水做冷却剂。
故选B。
2.(25-26九年级上·上海·期中)下列有关内能的说法正确的是______。
A.小明拿起一块抹布,抹布运动得越快,其内能越大
B.冰箱冷冻室里,的冰块没有内能
C.物体的内能增加,一定是吸收了热量
D.一切物体都具有内能
【答案】D
【详解】A.小明拿起一块抹布,抹布运动得越快,其速度越大,其内能与运动速度无关,故A错误;
BD.分子总是不停地做无规则运动,物体均有内能,冰箱冷冻室里,的冰块有内能,故B错误,D正确
C.物体的内能增加,可能吸收了热量,也可能是外界对其做了功,故C错误。
故选D。
3.(25-26九年级上·上海嘉定·期中)下列关于热量和热传递的说法中,正确的是( )
A.热传递就是温度的传递 B.温度相同的两物体间不会发生热传递
C.物体所含热量越多,温度越高 D.温度高的物体,放出的热量一定多
【答案】B
【详解】A.热传递是能量的转移,而非温度的传递。温度反映物体冷热程度,热量才是传递的能量。故A错误。
B.热传递的条件是存在温度差。若两物体温度相同,无温度差,不会发生热传递。故B正确。
C.热量是过程量,描述热传递中转移的能量,不能说“含有热量”。温度与内能有关,但热量与温度无直接定量关系。故C错误。
D.放热多少由质量、比热容和温度变化共同决定。温度高但质量小或比热容低的物体,放热可能较少。故D错误。
故选B。
4.(25-26九年级上·江苏泰州·阶段检测)甲、乙两物体,比热容之比为2∶3,吸收热量之比为3∶1,它们升高的温度相同,则甲、乙两物体的质量之比为( )
A.3∶2 B.2∶9 C.9∶2 D.4∶5
【答案】C
【详解】已知,
因为甲、乙升高的温度相同,即
根据热量计算公式变形可得
所以甲、乙两物体质量之比为
故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
5.(25-26九年级上·上海浦东新·阶段检测)质量和初温相同的铁块和铜块(c铁>c铜),吸收相同的热量后相接触,则( )
A.热量将从铁块传到铜块 B.热量将从铜块传到铁块
C.两者之间不发生热传递 D.无法确定热量怎么传递
【答案】B
【详解】由Q吸=cmΔt可知,铜块和铁块质量相同,吸收的热量相同,所以比热容大的物体,升高的温度少;因为c铁>c铜,所以铁块升高的温度少,又因为铜块和铁块初温相同,所以铁块的末温低,铜块的末温高,二者接触,热量将从铜块向铁块传递,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
二、填空题
6.(25-26九年级上·上海浦东新·阶段检测)水的比热容为4.2×103___________(填写单位),表示质量为1千克的水温度升高1℃___________;若将1kg水倒掉一半,剩余水的比热容将___________(选填“增大”或“减小”或“不变”)。由于水的比热容比土壤的___________得多(选填“大”或“小”),因此沿海地区昼夜之间的温差比同纬度的内陆地区___________。
【答案】 吸收的热量是4200J 不变 大 小
【详解】[1][2]比热容的单位是,水的比热容为,表示质量为1千克的水温度升高1℃吸收的热量是4200J。
[3]比热容是物质的一种特性,只跟物体的种类和状态有关,与物体质量的大小、温度高低、吸收或放出热量的多少均无关;若将1kg水倒掉一半,剩余水的比热容将不变。
[4][5]由于水的比热容比土壤的比热容较大,在质量相同、吸收或放出的热量也相同时,由可知,水升高或降低的温度较小,所以沿海地区昼夜温差比同纬度的内陆地区小。
7.(25-26九年级上·上海静安·阶段检测)如图所示,小明同学购买了一款户外分体式燃气炉,准备去户外野炊。用该燃气炉烧水时,把1kg初温为20℃的水加热到100℃,则水吸收的热量为________。这是通过________的方式来改变水的内能的。燃气罐中的燃气用掉一半后,剩余燃气的热值________(选填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】 3.36×105J 热传递 不变
【详解】[1]根据题意可知,水吸收的热量Q=cm(t末-t初)=4.2×103J/(kg·℃)×1kg×(100℃-20℃)=3.36×105J
[2]烧水时,水从火焰中吸收热量,温度升高,内能增加,是通过热传递的方式改变水的内能。
[3]热值是燃料的一种特性,与燃料的种类有关,与燃料的质量无关,所以剩余燃气的热值不变。
8.(25-26九年级上·上海长宁·阶段检测)在如图所示的实验装置中,塑料瓶内盛少量水。给瓶内打气,当瓶塞跳起时,看到瓶内出现白雾。此时,瓶内气体的________能转化为瓶塞的________能,与四冲程内燃机________(选填“压缩”或“做功”)冲程的能量转化相同。
【答案】 内 机械 做功
【详解】[1][2][3]用气筒向装有少量水的烧瓶里打气,对里面的气体做功,气体的内能变大;瓶内气压增大,当气压把瓶塞从瓶口推出时,瓶内气体对瓶塞做功,内能转化为瓶塞的机械能,内燃机的做功冲程是将内能转化为机械能,故与内燃机做功冲程能量转化相同。
9.(25-26九年级上·上海浦东新·阶段检测)如图所示,汽油机在该冲程过程中,将__________能转化为__________能.一台单缸四冲程汽油机的飞轮转速是1200r/min,则汽油机每秒钟完成_________个冲程,汽油机每秒钟对外做功___次。
【答案】 内 机械 40 10
【详解】[1][2]由图可以看出,进气门关闭,排气门关闭,火花塞点火,活塞向下运动,故为做功冲程,此过程将内能转化为机械能。
[3][4]由题意可知,汽油机的飞轮转速是,即每秒钟转20圈,完成40个冲程,做功10次。
10.(25-26九年级上·上海·阶段检测)晓华查阅资料得知,火箭发动机也是热机,航天器发动机用氢做燃料,这是因为氢的________(选填“热值”或“比热容”)较大,若100g液态氢完全燃烧放出的热量有60%被水吸收,水温升高了40℃,则水的质量为________kg。通过技术改进________(选填“能”或“不能”)使火箭发动机的效率达到100%。[氢的热值为1.4×108J/kg]
【答案】 热值 50 不能
【详解】【小题1】[1]火箭燃料选择要考虑能量密度,氢的热值很高,约,比一般燃料高,所以相同质量下放热多,适合航天。
[2]100g液态氢完全燃烧放热
其中 60% 被水吸收
水温升高 40℃,则由可得水的质量
[3]热机效率不可能达到100%,不管如何改进,始终会有热量散失、废气带走热量等。
综合进阶练(限时:15分钟)
一、单选题
1.(26-27九年级上·全国·课后作业)小明阅读了下表后,得出了一些结论,其中错误的是( )
几种物质的比热容
水
干泥土
冰
铜
煤油
铝
水银
沙石
A.沿海地区昼夜温差比内陆地区小,是因为水的比热容比沙石大
B.同种物质在不同状态下,其比热容不同
C.质量相等的铜块和铝块,升高相同的温度,铝块吸热多
D.液体的比热容都比固体大
【答案】D
【详解】A.从表格可知,水的比热容远大于沙石的比热容。沿海地区水多,内陆地区沙石多。根据 ,在吸收或放出相同热量的情况下,比热容大的物质温度变化小。因此,沿海地区昼夜温差较小,故A正确,不符合题意;
B.由表可知,水和冰是同种物质的不同状态,它们的比热容不同,故B正确,不符合题意;
C.根据,当质量和升高的温度相同时,比热容越大的物质吸收的热量越多。查表可知,铝的比热容大于铜的比热容,所以铝块吸热多,故C正确,不符合题意;
D.并不是所有的液体的比热容都比固体大,比如水银是液体,其比热容就比很多固体比热容小,故D错误,符合题意。
故选D。
2.(25-26九年级上·陕西渭南·期中)有甲、乙两种不同的燃料,甲燃料的质量为2kg,乙燃料的质量为1kg,当甲、乙温度都升高1℃,吸收的热量如图a所示;甲、乙燃料完全燃烧后放出的热量如图b所示,则下列说法正确的是( )
A.甲、乙的比热容之比为
B.甲、乙的热值之比为
C.甲、乙温度都降低1℃,乙放出的热量比甲多
D.相同质量的甲、乙燃料完全燃烧,甲放出的热量比乙多
【答案】B
【详解】A.由图a可知,当甲(质量)、乙(质量)温度都升高时,吸收的热量均为。
根据比热容公式,当和相同时,比热容与质量成反比。所以
故A错误;
B.由图b可知,甲完全燃烧放出热量
乙完全燃烧放出热量
根据热值公式可得甲乙热值之比为
故B正确;
C.已知,即,,都降低,即相同。根据放热公式,可得
二者放出热量相等,故C错误;
D.由可知。根据,相同质量的燃料完全燃烧时,放出的热量与热值成正比,所以乙放出的热量更多,故D错误。
故选B。
二、综合题
3.(26-27九年级上·上海·阶段检测)小华和妈妈在厨房一起做饭。
(1)为防止烫手,铁锅的手柄外层使用塑料包裹,是因为塑料的导热性比铁_____;
(2)用固体酒精做燃料加热汤锅,完全燃烧0.05kg酒精放出的热量为____________J;()
(3)高压锅煲汤是利用增大锅内的气体压强,使水的沸点_____(选填“A.升高”或“B.降低”);
(4)高压锅内的水蒸气在出气口顶起阀门,排出“白气”。小华想到:锅炉产生的高温高压水蒸气喷射到汽轮机的叶片上时,推动叶片转动。此过程中水蒸气的内能转化为汽轮机叶片的_______ 能;
(5)小华想知道“1个标准大气压下,将温度为20℃、质量为1kg的水,全部加热为100℃的水蒸气所吸收的热量”。他查到,解答如下:
请判断小华的解答是否正确,并写出理由。
【答案】(1)差
(2)
(3)A
(4)机械
(5)小华的解答是错误的,上面的计算的是将温度为20℃、质量为1kg的水,加热到100℃时吸收的热量,1kg、100℃的水沸腾变为100℃的水蒸气还需要吸收大量的热,叫汽化热
【详解】(1)锅的手柄外层使用塑料包裹,这是因为塑料的导热性比铁差,可以防止烫手。
(2)完全燃烧0.05kg酒精放出的热量为
(3)水的沸点与气压有关;气压越低,沸点越低、气压越高,沸点越高;因此高压锅煲汤是利用增大锅内的气体压强,使水的沸点升高;故选A。
(4)锅炉产生的高温高压水蒸气喷射到汽轮机的叶片上时,高温高压水蒸气对叶片做功,将水蒸气的内能转化为汽轮机叶片的机械能。
(5)见答案。
4.(2026·上海长宁·一模)下表是小明在物理课上记录的部分类型的热机效率,老师指出表格中仅有序号②的数据正确。
序号
热机类型
热机效率
①
外燃机
蒸汽机
30%~45%
②
内燃机
汽油机
20%~30%
③
柴油机
45%~150%
(1)仔细查阅课本后,小明知道了表中数据记录的错误:序号①外燃机的“热机效率”比内燃机__________了;序号③热机的“热机效率”__________。
(2)对于燃烧同一型号汽油的汽油机,用来做功的能量相同时,热机效率越高,所消耗汽油的质量越__________。
(3)汽车尾气温度是反映热机效率的一个重要的间接指标,一般情况下,汽车尾气温度越高,说明该汽车的内燃机的效率越__________。
【答案】(1)
高
超过了100%
(2)
小
(3)
低
【详解】(1)[1][2]外燃机(如蒸汽机)的热机效率一般低于内燃机,所以序号①外燃机的“热机效率”比内燃机记录高了;热机效率是指用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比,其值一定小于100%,而序号③中柴油机热机效率“45%~150%”超过了100%,所以序号③热机的“热机效率”记录错误。
(2)用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧放出的能量之比,叫做热机的效率,用来做功的能量相同时,热机效率越高,所需总能量越少,由可知所消耗汽油的质量越小。
(3)汽车尾气温度越高,说明燃料燃烧放出的能量中,有更多的能量以热量的形式通过尾气散失了,用来做有用功的能量占比就越小,所以该汽车的内燃机的效率越低。
5.(2024·上海杨浦·三模)小华同学从早上6时开始,每隔一小时分别对他家附近的气温和一个深水池里的水温进行测量,并根据记录的数据绘成温度-时间图像,如图(a)所示。(空气的比热容小于水的比热容)
(1)气温的高低主要取决于空气的温度,假定小华家附近空气和池水质量相当,同一时段空气与池水吸收热量相近。由图(a)可判断出______是“气温”图线(选填“甲”或“乙”),请简要写出分析过程:______。
(2)小华分析图(a)发现气温在14时左右达到最高,为探明原因,他查阅资料后得知:①外部环境每秒向物体传递的热量大于物体每秒向外散失的热量时,物体温度会升高,反之物体温度会降低;②同一地区,外部环境每秒向空气传递的热量Q与空气每秒向外散失的热量随时间的变化大致如图(b)所示。请简要分析气温在14时左右达到最高的原因:______。
【答案】 甲 水池的水和空气在同样吸放热条件下,因为水的比热容大,根据可知,当质量和吸收的热量相同时,水的温度变化小,空气的温度变化较大,所以温度变化较大的甲是气温的图线。 由资料可知,外部环境每秒向物体传递的热量大于物体每秒向外散失的热量时,物体温度会升高,反之物体温度会降低。分析图(b)可知,6时-14时,外部环境每秒向空气传递的热量Q大于空气每秒向外散失的热量Q′,空气温度升高;14时-22时,Q小于Q′,空气温度降低。故14时,空气温度最高。
【详解】(1)[1][2]略。
(2)[3]略。
6.(25-26九年级上·上海·阶段检测)“城市尚余三伏热,秋光先到野人家”,这是陆游所写的诗句,说明在那时,人们已经察觉到城市暖于郊区。
(1)某天,小红和同学分别到选定地点,于中午同一时刻测出各测试点的气温,以此绘出如图所示的“温度—区域”坐标图。图中________(填写区域)温度最高,这种现象称为“城市热岛效应”。
(2)减弱热岛效应的措施一:保护并增大城区的绿地、水体面积,这主要是利用了水的________的特性,质量相等的水和沙子,吸收相同的热量,水的温度变化比沙子________。
(3)减弱热岛效应措施二:绿色出行。研究表明,现在城市机动车保有量越来越多,机动车也是造成热岛效应的因素之一。以汽车为例,回答下列问题:
①单缸四冲程汽油机在工作过程中,有些冲程是辅助冲程,要靠飞轮的________来完成,只有一个冲程不是这样,这个冲程是________冲程,该冲程的能量转化是________________________。
②关于汽车发动机的热机效率和热值概念,下列说法正确的是( )
A.通过技术改进,可以使热机的效率达到100%
B.可以通过增大热机功率的方法,提升热机效率
C.选用符合标准的低黏度润滑油,减少摩擦,可以提高热机效率
D.在做功相同的情况下,热机效率越高,消耗的燃料就越少
(4)一汽车在水平高速公路上匀速行驶2km,汽车发动机的功率为,若行驶过程中发动机牵引力始终为2300N,求:()
①汽车发动机所做的功是多少?
②若这段过程消耗汽油0.5kg,则该发动机的效率为多少?
【答案】(1)市中心
(2) 比热容大 小
(3) 惯性 做功 内能转化为机械能 CD
(4)①;②20%
【详解】(1)由“温度-区域”坐标图的曲线变化可知,温度峰值对应市中心区域,故市中心温度最高。
(2)水的比热容较大,相同质量的水和其它物质吸收相同热量时,水的温度升高更慢,因此增大城区绿地、水体面积可减弱热岛效应;
由可知,质量相等的水和沙子吸收相同热量,水的比热容大,温度变化比沙子小。
(3)单缸四冲程汽油机的吸气、压缩、排气冲程为辅助冲程,依靠飞轮的惯性完成;只有做功冲程靠燃气推动活塞做功,该冲程将内能转化为机械能。
A.热机工作时存在散热、摩擦等不可避免的能量损失,效率不可能达到100%,故A错误;
B.热机效率是有用功与燃料完全燃烧放出热量的比值,功率表示做功的快慢,二者无必然联系,增大功率无法提升热机效率,故B错误;
C.选用低黏度润滑油减少摩擦,可减少额外功消耗,提高有用功占总功的比例,从而提高热机效率,故C正确;
D.由可知,有用功相同时,热机效率越高,燃料完全燃烧放出的热量越少,由可知,消耗的燃料质量越小,故D正确。
故选CD。
(4)①汽车行驶的路程
汽车发动机所做的功为
②汽油完全燃烧放出的热量为
发动机的效率为
7.(25-26九年级上·上海金山·期中)某小组同学用图1所示的装置“探究物质的吸放热与哪些因素有关”,他们分别将50克的水、50克的煤油装入两个相同的试管中,然后用加热器加热,并利用温度传感器和计算机记录它们的温度随时间的变化情况,数据记录在表1、表2中。(设水和煤油每分钟吸收的热量相等)
表1 50克的水
时间(分钟)
0
1
2
3
4
5
6
温度(℃)
19
21
23
25
27
29
32
升高温度(℃)
0
2
4
6
8
10
12
表2 50克的煤油
时间(分钟)
0
1
2
3
4
5
6
温度(℃)
23
27
31
35
39
42
47
升高温度(℃)
0
4
8
12
16
20
24
(1)分析比较表1(或表2)中的第一行与第三行的数据及相关条件,可得出的初步结论是:_________;
(2)分析比较表1和表2中第三列、第四列等有关数据及相关条件,可以得出的初步结论是:_________ ;
(3)该小组采集完数据后,关闭加热器,分别将两试管从加热器中取出,在室温中冷却,记录水和煤油在放热过程中温度随时间的变化情况,并且绘制温度﹣时间图像,如图2所示。该图像中,图线B是_____ 的温度﹣时间图像(选填“水”或“煤油”),当时的室温为_______ ℃。
【答案】(1)质量相等的同种物质,吸收的热量与升高温度成正比
(2)质量相等的不同物质吸热能力与物质的种类有关
(3) 水 15
【详解】(1)观察表1(或表2),加热时间增加的倍数与温度上升的倍数相同。所以可得出的初步结论是:质量相等的同种物质,吸收的热量与升高温度成正比。
(2)看表1(水)和表2(煤油),第三列、第四列等对应加热时间相同,即吸收相等的热量,水上升的温度比煤油上升的温度小,表明水的吸热能力强。所以可以得出的初步结论是:质量相等的不同物质吸收能力与物质的种类有关。
(3)比热容大的物质放出相同热量,温度变化较小,所以图像B线是水的图像;温度降到15℃就不再变化,说明室温是15℃。
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专题01 内能
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03 知识体系构建
04 核心考点精讲
考点一 热量 比热容/ 考点二 内能 / 考点三 热机及其工作原理 / 考点四 热机的效率
05 重难题型突破
题型一 概念辨析、物理与生活 / 题型二 概念表示、单位、物理意义、公式及其简单计算等
题型三 热传递与比热容综合分析/ 题型四 综合应用 / 题型五 实验+综合
06 限时分层演练
基础固本练 / 综合进阶练
九年级物理第10章《内能》是期中统考的开篇核心考点,占比约15%-25%,题型覆盖选择、填空、实验题。
高频考查点有热传递的概念,比热容的概念、表示、单位、公式、物理意义,比热容的有关计算及其应用,内能的概念、内能大小的影响因素、改变内能的方式,内燃机的工作原理,汽车发动机能量分配图,热机的效率。
上海本地命题侧重结合生活情境设题,常混入热传递的条件、改变内能方式的实质陷阱,比热容的计算单位统一等易错点,这些都是新九年级物理考试的核心拉分模块,直接影响学生中考物理的学习信心。
九年级物理第10章《内能》复习,锚定以下可落地目标:
1. 能辨析温度、热量、内能等概念;知道不同物质的导热性一般不同;明确热机的概念及其分类。
2. 理解比热容是描述不同物质吸放热性质的物理量;明确比热容的概念,表示,单位及其换算、读法,物理意义。
3. 会利用比热容的公式进行计算;水的比热容较大及其应用。
4. 知道热机的概念及其分类;会区分汽油机、柴油机的结构。
5. 掌握内燃机的工作原理;压缩气体实验、加热封闭试管实验的能量转化过程。
6. 理解热值的概念、公式;会利用热值公式进行计算。
7. 学会热机的效率计算,且会利用汽车发动机能量分配图进行热机的效率计算。
考点一 热量 比热容
1. 热传递
能量从温度高的太阳辐射到温度低的沙子, 又从沙子传导到温度更低的脚底,这是一种___________现象。
2. 热量
在物理学中,把物体在热传递过程中吸收或放出能量的多少称为热量。热量通常用___________表示。在国际单位制中,热量的单位与能量的单位相同,都是焦耳,简称___________,符号是___________。
3. 不同物质的导热性
大量实验表明,不同物质的导热性一般___________。铜、铁、铝等(金属)物质___________导热,制成拖鞋的塑料、橡胶、木材等物质则___________导热。(最后两空选填“容易”或“不容易”)
4. 物质的吸放热的影响因素
大量实验表明,物质吸收或放出的热量与___________、升高或降低的___________,以及物质的种类有关。
5. 比热容
①为了描述不同物质吸放热的性质,物理学中引入了___________这一物理量。与密度一样,比热容也是反映物质自身性质的物理量。
②比热容的概念:一定质量的某种物质,温度升高(或降低) 时吸收(或放出)的热量与它的质量和升高(或 降低)的温度乘积之比,叫做这种物质的比热容。
③比热容的表示、单位:比热容用c表示,单位是___________,符号是___________ 。
④比热容的计算公式:如果用m表示物质的质量,△t表示物质升高或降低的温度,Q表示物质吸收或放出的热量,物质的比热容c可表示为
6. 水的比热容相对较___________,水的这一热学特性有许多实际应用
①.夏季蒸发吸热降温;②.调节地表温度;③.汽车发动机的冷却剂:④.航天服的液冷服和通风服。
⚠️概念辨析
1.热量不能说含有、温度不能说传递;
2.热量与能量:热量是在热传递过程中吸收或放出能量的多少。
3.热传递的条件是温度差,而不是内能或能量的大小差。
⚠️避坑指南
1. 利用比热容公式计算时注意单位统一;
2. 比热容是反映物质自身性质的物理量,与密度一样,所以某种物质的比热容是确定的,与计算公式的其他物理量无关。
3. 某些特定条件下并不适合利用比热容公式进行计算,如熔化与凝固,沸腾等条件。
考点二 内能
1. 分子动能与分子势能
我们把分子因热运动而具有的动能叫做分子动能;由于分子之间的相互作用而使分子具有的势能叫做分子势能。
2. 内能
①内能的概念:在物理学中,把组成物体的所有分子的动能和势能的总和叫做物体的内能 。
②内能的单位:在国际单位制中,内能的单位与功和机械能的单位相同,也是___________(J) 。
③一切物体,都具有内能。
3. 内能的影响因素
内能的影响因素:内能与物体的温度、___________、___________有关。
4. 如何改变内能
方式
热传递
做功
区别
改变内能
高温物体放出热量,内能___________;低温物体___________热量,内能增加
外界对物体做功,物体内能___________
实质
内能的___________
其他形式能转化
为___________
联系
热传递和做功在改变物体的内能上是___________的。
⚠️概念辨析
1. 内能(含分子动能、分子势能)是物体能量的微观表现;机械能(含动能、势能)则是物体能量的宏观表现。
2. 内能的影响因素其中之一是物体的状态,如相同质量100 ℃ 的水与100 ℃的水蒸气,它们的内能是不相等的。
3. 一切物体,都具有内能。
⚠️改变内能的方式的易错点
注意热传递与做功的实质。
考点三 热机及其工作原理
1. 加热封闭试管实验—模拟热机产生动力的过程
上述实验涉及的能量转化是:___________转化为机械能。
2. 热机
热机:我们把利用燃料燃烧释放的能量做功的机械叫做热机。
3. 热机的分类
热机的分类:热机的种类较多,按照燃料燃烧场所的差异,热机可分为外燃机和内燃机两种。
4. 热机工作原理示意图
图10-3-3为热机工作原理的示意图,热机自高温物体处吸收热量,其中一部分用来对外做功,另一部分流向低温物体。因此热机是将内能转化为___________的机械。
5. 内燃机的分类
内燃机的分类:最常见的内燃机是汽油机和柴油机,它们分别用汽油和柴油作为燃料。
①汽油机的结构:如图所示,汽油机主要由气缸、活塞、火花塞、进气门、排气门、曲轴和连杆组成。
②柴油机的结构:柴油机的结构与汽油机相似,图10-3-6为柴油机的结构示意图,由于柴油机通过压缩空气直接点燃柴油,气缸顶部的火花塞换成了喷油嘴。
6. 四冲程汽油机工作过程示意图
①汽油机工作时,活塞在气缸内做往复运动,下图是汽油机工作过程示意图。
②活塞做一次单向运动的过程称为一个冲程, 汽油机的一个工作循环过程包括四个冲程,分别是吸气冲程、___________冲程、___________冲程和排气冲程。
③压缩冲程、做功冲程的能量转化
④做功冲程的重要性
做功冲程中,燃气对外做功,带动与曲轴相连的飞轮实现持续运转。其余三个冲程是辅助冲程,活塞靠旋转飞轮的___________带动曲轴连杆运动。
⑤四冲程内燃机一个工作循环的有关参数
四冲程内燃机一个工作循环:活塞往复运动___________次;飞轮转动___________周;对外做功___________次;汽缸内的燃油爆发性燃烧 ___________次。
7. 柴油机的工作循环过程
柴油机的工作循环过程:柴油机的工作循环过程也分为吸气、压缩 、做功、排气四个冲程。吸气冲程中只有___________气进入气缸。压缩冲程使气缸内的空气温度升高。压缩结束时,气缸内温度超过柴油燃点,此时,从喷油嘴喷出的雾状柴油遇到热空气立即燃烧起来。做功冲程中气缸内气体的压强、温度急剧增大,从而有力地推动活塞对外___________。
⚠️概念辨析
1. 火箭发动机是一种新型的热机。
2. 吸气冲程:汽油机是空气与汽油的混合物进入气缸,而柴油机是只有空气进入气缸。
3. 做功冲程中,燃气对外做功,其余三个冲程是辅助冲程,活塞靠旋转飞轮的惯性带动曲轴连杆运动。
⚠️热机有关难点
四冲程内燃机一个工作循环的有关参数
四冲程内燃机一个工作循环:活塞往复运动2次;飞轮转动2周;对外做功1次;汽缸内的燃油爆发性燃烧1次。
注意灵活理解。
考点四 热机的效率
1. 燃料燃烧放出的热量
研究发现,质量(或体积)相等的不同燃料,在完全燃烧时所放出的热量一般___________。
2. 热值
①燃料的热值:在物理学中,把某种燃料完全燃烧时放出的热量Q与燃料质量m之比,叫做这种燃料的热值,用q表示,单位是焦/千克,符号是___________。热值q可表示为
所以,燃料完全燃烧放出的热量Q=___________。
②气体燃料的热值:
气态燃料的热值也可以用1个标准大气压、0℃时,气体完全燃烧时放出的热量与其体积之比来表示,热值q可表示为
单位是___________,符号是J/m³。
3. 热机工作时的能量分配
热机工作时对外做功的能量只是从高温物体吸收的一部分能量;高温物体的相当一部分能量散失了。对于内燃机而言,由于其排出的废气温度较高,带走很大一部分能量;此外,还有一部分能量损耗在散热及克服摩擦做功上。图10-4-4为某汽车发动机的能量分配图。
4. 热机的效率
①热机的效率:热机工作时,用来做功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比,叫做热机的效率。
*②热机效率的公式表示: ;其中W做功表示用来做功的能量,单位是焦(J),
Q放表示燃料完全燃烧放出的能量,单位是焦(J),η表示热机效率,通常用百分率表示。
③常见热机的效率:蒸汽机的效率很低、只有6%~15%。内燃机中的燃料与空气充分混合后在气缸内燃烧,效率普遍高于蒸汽机。目前,汽油机的效率一般可达20%~30%, 柴油机的效率则可达30%~45%。
⚠️热机的效率易错点
1. 使用燃料热值公式进行计算时,注意该燃料是否属于气体,选择适当的公式进行计算,注意单位统一。
2. 分析汽车发动机能量分配图进行计算时,注意做功和其他能量的占比,以便于分析或计算。
题型一 概念辨析、物理与生活
典例1 (25-26九年级上·河北石家庄·阶段检测)下列给出的几种机械中,属于热机的是( )
A.手机 B.洗衣机 C.电视机 D.火箭发动机
💡破题要诀
1. 熟悉教材;
2. 明确概念,并能举例分析;
3. 综合分析“相似”概念,如温度,内能和热量的概念辨析。
迁移应用
1.(23-24九年级上·北京·阶段检测)如图所示的事例中,通过热传递的方式改变物体内能的是( )
A.锯木头锯条发热 B.划火柴火柴燃烧
C.烧水时水温升高 D.铁丝来回弯折处发热
2.(25-26九年级上·上海浦东新·期中)下列事实中,最能反映物质的放出的热量与物质种类有关的是( )
A.质量相等的水和铜块,温度都降低,它们放出的热量不同
B.体积相等的水和煤油,温度都降低,它们放出的热量不同
C.质量相等的两铜块,温度都降低和,它们放出的热量不同
D.体积相等的两杯水,温度都降低,它们放出的热量不同
3.(25-26九年级上·上海·期中)热机在生活中被广泛使用。下列选项中属于压缩冲程的是( )
A. B.
C. D.
4.(25-26九年级上·四川成都·期中)关于温度,内能和热量,下列说法中正确的是( )
A.温度高的物体具有的热量多
B.物体吸收热量温度一定升高,放出热量的物体温度一定降低
C.热量总是从内能多的物体转移到内能少的物体
D.热传递和做功都可以改变物体的内能
5.(23-24九年级上·山西太原·阶段检测)下列各图所示的实例中,属于热传递改变物体内能的是( )
A.如图甲所示,对试管加热,水温升高
B.如图乙所示,用力搓双手,双手变暖
C.如图丙所示,从滑梯滑下,臀部发热
D.如图丁所示,往复拉动活塞,桶壁发热
6.(25-26九年级上·上海·阶段检测)煤油的比热容为焦/(千克·℃),它的单位读作_______,它表示质量为1千克的煤油,温度升高1℃时,________为焦。一瓶煤油倒出一半时,剩下的比热容将______(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
题型二 概念表示、单位、物理意义、公式及其简单计算等
典例1 (25-26九年级上·上海·阶段检测)煤油的比热容为焦/(千克·℃),它的单位读作_______,它表示质量为1千克的煤油,温度升高1℃时,________为焦。一瓶煤油倒出一半时,剩下的比热容将______(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
💡破题要诀
1. 熟记并理解物理概念的表示、单位、物理意义;
2. 明确生活场景中与已知题意要考查的物理知识点;
3. 灵活利用物理公式及其变形公式。
迁移应用
1.(25-26九年级上·上海金山·阶段检测)2024年3月21日上午,我国首列氢能源列车成功进行了运行试验,标志着氢能在轨道交通领域的应用取得了新突破。
(1)氢能源列车主要是利用氢燃料的( )
A.热值大 B.热值小 C.比热容大 D.比热容小
(2)已知液氢的热值为,表示的物理意义为1kg的液氢___________时,放出的热量为___________。列车运行过程中,随着液氢燃料质量减少,其热值___________(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
2.(25-26九年级上·上海·期中)小李家的燃气热水器,将40kg的水从20℃加热到45℃时,所用的天然气完全燃烧时放出的热量是1.4×107J。已知水的比热容为4.2×103J/(kg·℃),天然气的热值为3.3×107J/m3,则水吸收的热量是______J。该燃气热水器烧水的效率η是______。若这些天然气放出热量的55%用来对小轿车做功,可使轿车沿直线匀速行驶7km,则发动机的牵引力为______N。
3.(25-26九年级上·上海·期中)图是某辆汽车发动机的能量分配图,由图可知该发动机的热机效率为___________%;若减少摩擦损耗,发动机的热机效率将___________;若燃油燃烧不充分,燃油的热值___________,(后两格均选填“变大”、“变小”或“不变”)。
题型三 热传递与比热容综合分析
典例1 (25-26九年级上·上海·阶段检测)甲、乙两个铜块,初温相同,吸收相同热量后再相互接触,甲向乙传热,这可能是因为( )
A.甲的末温比乙低 B.甲、乙末温相同
C.甲质量更大 D.乙质量更大
💡破题要诀:
1. 熟悉题意,找出对应物理量之间的联系,如“大于”、“等于”、“小于”等关系。
2. 列物理公式或变形公式。
3. 综合分析。
迁移应用
1.(25-26九年级上·上海嘉定·期中)先使质量和初温相同的铜块和水,吸收相同的热量后,再把铜块投入水中,则它们之间(已知c水>c铜)( )
A.温度由铜传给水 B.温度由水传给铜
C.热量由铜块传给水 D.热量由水传给铜
2.(25-26九年级上·上海·期中)质量、初温相同的甲、乙金属块,吸收相等的热量后相互接触,热量从甲传递到乙,则下列说法正确的是( )
A.甲的比热容大 B.甲的比热容小 C.甲含有的热量多 D.甲含有的热量少
题型四 综合应用
典例1 (2025·黑龙江·中考真题)一台单缸四冲程汽油机的飞轮的转速是2400r/min,则此汽油机每秒完成的冲程个数和对外做功次数分别是( )
A.完成80个冲程,对外做功20次
B.完成80个冲程,对外做功40次
C.完成40个冲程,对外做功10次
D.完成40个冲程,对外做功40次
💡破题要诀
1. 吃透基础概念或教材知识点的同时要善于思考其潜在(或进一步得出)一些物理知识结论;
2. 学会利用图像分析物理知识。
迁移应用
1.(25-26九年级上·全国·课后作业)下图为四冲程内燃机的工作示意图,下列说法正确的是( )
A.在一个工作循环中的工作冲程依次是丁、丙、甲、乙
B.依靠曲轴的惯性完成的冲程是甲、乙、丁
C.甲冲程能获得动力
D.丁冲程的能量转化是内能转化为机械能
2.(25-26九年级上·安徽六安·阶段检测)将200g的水和质量相等的某种液体同时冷却[,],水和该液体在相同时间内放出的热量相等,温度随时间变化的图像如图所示,下列说法正确的是( )
A.乙液体为水
B.甲、乙比热容之比为3:1
C.0~15min甲液体放出的热量多
D.0~5min乙液体放出的热量为
3.(24-25九年级上·青海西宁·期中)如图甲所示,两个相同的容器分别装有质量相同的两种液体,用同一热源分别加热,液体温度与加热时间关系如图乙所示。根据图线可知下列说法不正确的是( )
A.a液体的比热容小于b液体的比热容
B.升高相同的温度,a液体吸收的热量小于b液体吸收的热量
C.加热时间相同,a液体温度变化量大于b液体温度变化量
D.加热时间相同,a液体吸收的热量大于b液体吸收的热量
题型五 实验+综合
典例1 (25-26九年级上·上海松江·阶段检测)我校学生想为减少日益严重的城市热岛效应献计献策,他们取了质量相等的甲、乙两种建筑材料粉末,用完全相同的实验器材做了“探究物体温度的变化与哪些因素有关”的实验(假设两种材料在加热时间相同时,吸收的热量相同),实验过程及现象如图8所示。请观察实验操作及现象,归纳得出初步结论。
(1)分析比较图中的(a)与(b)或(c)与(d)可得:物体吸热后,温度会________。
(2)分析比较图中的(b)和(d)可得,从改善城市热岛效应的角度,应推荐在建筑中使用材料________(选填“甲”或“乙”),理由是________________________________________________________________。
💡破题要诀
1. 控制变量法思想区分图形或表格数据中的哪些量“同”与“不同”;
2. 层层递进、总结概括,综合分析能力。
迁移应用
1.(23-24八年级下·上海嘉定·期末)小明和小华利用如图所示的装置(实验中热源及其它实验装置均相同)分别探究甲、乙、丙、丁四种液体的吸热本领。讨论后,他们确定了以下两种方案:
方案一:取质量相同的不同液体,控制液体的加热时间相等,比较升高的温度多少;
方案二:取质量相同的不同液体,控制液体升高的温度相等,比较加热时间的长短。小明和小华分别选取一种方案进行实验,并将测得的实验数据记录在表一、表二中。
表一: 小明
液体
质量(克)
初温 (℃)
末温(℃)
加热时间(分钟)
甲
200
20
40
4
乙
200
20
2
表二:小华
液体
质量(克)
初温(℃)
末温(℃)
加热时间 (分钟)
丙
200
10
30
3
丁
200
10
35
3
(1)实验中,小明和小华都记录了“加热时间”,其大小反映的是______;
(2)分析比较表一中的数据可知,小明同学采用的是______(选填“方案一”或“方案二”)来探究甲、乙两种液体的吸热本领,表一空缺处的数值为______;
(3)分析比较表二中的数据,可得出的初步结论是______;
(4)综合分析比较可知:四种液体中,______液体吸热能力最强。
2.(2014年上海市虹口区中考分层练习物理试题)某小组同学通过实验探究物质吸收热量的多少与哪些因素有关,他们用相同的酒精灯对一定质量的水进行加热,并测出水升高的温度和相应的加热时间,实验结果如表一所示。然后他们改变水的质量继续进行探究,水升高的温度和相应的加热时间结果如表二、表三所示。(设水在相等时间内吸收的热量相等)
表一100克水
实验序号
升高温度(℃)
加热时间(分钟)
1
5
1
2
10
2
3
15
3
表二200克水
实验序号
升高温度(℃)
加热时间(分钟)
4
2.5
1
5
5
2
6
7.5
3
表三500克水
实验序号
升高温度(℃)
加热时间(分钟)
7
5
5
8
10
10
9
15
15
(1)分析比较实验序号1、2、3或4、5、6或7、8、9中的相关实验数据,可得出的初步结论是:质量相等的同种物质,______成正比;
(2)分析比较实验序号______中相关实验数据,可以得出的初步结论是:质量不等的同种物质,升高相同的温度,质量越大,吸收的热量越多;
(3)进一步综合分析比较表一、表二、表三中的相关数据,并归纳得出结论。
(a)分析比较实验序号1、4或2、5或3、6中的相关实验数据,可得:同种物质,当______,吸收的热量相等;
(b)分析比较表一、表二和表三中的相关数据可得:______;
(4)为了使得实验的结论更完整,该同学还应该用______继续进行实验探究(选填“同种液体”或“其它液体”)。
基础固本练(限时:15分钟)
一、单选题
1.(25-26九年级上·广西贵港·期中)为了不让工作中的汽车发动机温度过高,需要用循环的水进行冷却,主要的原因是水的( )
A.比热容小 B.比热容大 C.密度大 D.温度低
2.(25-26九年级上·上海·期中)下列有关内能的说法正确的是______。
A.小明拿起一块抹布,抹布运动得越快,其内能越大
B.冰箱冷冻室里,的冰块没有内能
C.物体的内能增加,一定是吸收了热量
D.一切物体都具有内能
3.(25-26九年级上·上海嘉定·期中)下列关于热量和热传递的说法中,正确的是( )
A.热传递就是温度的传递 B.温度相同的两物体间不会发生热传递
C.物体所含热量越多,温度越高 D.温度高的物体,放出的热量一定多
4.(25-26九年级上·江苏泰州·阶段检测)甲、乙两物体,比热容之比为2∶3,吸收热量之比为3∶1,它们升高的温度相同,则甲、乙两物体的质量之比为( )
A.3∶2 B.2∶9 C.9∶2 D.4∶5
5.(25-26九年级上·上海浦东新·阶段检测)质量和初温相同的铁块和铜块(c铁>c铜),吸收相同的热量后相接触,则( )
A.热量将从铁块传到铜块 B.热量将从铜块传到铁块
C.两者之间不发生热传递 D.无法确定热量怎么传递
二、填空题
6.(25-26九年级上·上海浦东新·阶段检测)水的比热容为4.2×103___________(填写单位),表示质量为1千克的水温度升高1℃___________;若将1kg水倒掉一半,剩余水的比热容将___________(选填“增大”或“减小”或“不变”)。由于水的比热容比土壤的___________得多(选填“大”或“小”),因此沿海地区昼夜之间的温差比同纬度的内陆地区___________。
7.(25-26九年级上·上海静安·阶段检测)如图所示,小明同学购买了一款户外分体式燃气炉,准备去户外野炊。用该燃气炉烧水时,把1kg初温为20℃的水加热到100℃,则水吸收的热量为________。这是通过________的方式来改变水的内能的。燃气罐中的燃气用掉一半后,剩余燃气的热值________(选填“变大”“变小”或“不变”)。
8.(25-26九年级上·上海长宁·阶段检测)在如图所示的实验装置中,塑料瓶内盛少量水。给瓶内打气,当瓶塞跳起时,看到瓶内出现白雾。此时,瓶内气体的________能转化为瓶塞的________能,与四冲程内燃机________(选填“压缩”或“做功”)冲程的能量转化相同。
9.(25-26九年级上·上海浦东新·阶段检测)如图所示,汽油机在该冲程过程中,将__________能转化为__________能.一台单缸四冲程汽油机的飞轮转速是1200r/min,则汽油机每秒钟完成_________个冲程,汽油机每秒钟对外做功___次。
10.(25-26九年级上·上海·阶段检测)晓华查阅资料得知,火箭发动机也是热机,航天器发动机用氢做燃料,这是因为氢的________(选填“热值”或“比热容”)较大,若100g液态氢完全燃烧放出的热量有60%被水吸收,水温升高了40℃,则水的质量为________kg。通过技术改进________(选填“能”或“不能”)使火箭发动机的效率达到100%。[氢的热值为1.4×108J/kg]
综合进阶练(限时:15分钟)
一、单选题
1.(26-27九年级上·全国·课后作业)小明阅读了下表后,得出了一些结论,其中错误的是( )
几种物质的比热容
水
干泥土
冰
铜
煤油
铝
水银
沙石
A.沿海地区昼夜温差比内陆地区小,是因为水的比热容比沙石大
B.同种物质在不同状态下,其比热容不同
C.质量相等的铜块和铝块,升高相同的温度,铝块吸热多
D.液体的比热容都比固体大
2.(25-26九年级上·陕西渭南·期中)有甲、乙两种不同的燃料,甲燃料的质量为2kg,乙燃料的质量为1kg,当甲、乙温度都升高1℃,吸收的热量如图a所示;甲、乙燃料完全燃烧后放出的热量如图b所示,则下列说法正确的是( )
A.甲、乙的比热容之比为
B.甲、乙的热值之比为
C.甲、乙温度都降低1℃,乙放出的热量比甲多
D.相同质量的甲、乙燃料完全燃烧,甲放出的热量比乙多
二、综合题
3.(26-27九年级上·上海·阶段检测)小华和妈妈在厨房一起做饭。
(1)为防止烫手,铁锅的手柄外层使用塑料包裹,是因为塑料的导热性比铁_____;
(2)用固体酒精做燃料加热汤锅,完全燃烧0.05kg酒精放出的热量为____________J;()
(3)高压锅煲汤是利用增大锅内的气体压强,使水的沸点_____(选填“A.升高”或“B.降低”);
(4)高压锅内的水蒸气在出气口顶起阀门,排出“白气”。小华想到:锅炉产生的高温高压水蒸气喷射到汽轮机的叶片上时,推动叶片转动。此过程中水蒸气的内能转化为汽轮机叶片的_______ 能;
(5)小华想知道“1个标准大气压下,将温度为20℃、质量为1kg的水,全部加热为100℃的水蒸气所吸收的热量”。他查到,解答如下:
请判断小华的解答是否正确,并写出理由。
4.(2026·上海长宁·一模)下表是小明在物理课上记录的部分类型的热机效率,老师指出表格中仅有序号②的数据正确。
序号
热机类型
热机效率
①
外燃机
蒸汽机
30%~45%
②
内燃机
汽油机
20%~30%
③
柴油机
45%~150%
(1)仔细查阅课本后,小明知道了表中数据记录的错误:序号①外燃机的“热机效率”比内燃机__________了;序号③热机的“热机效率”__________。
(2)对于燃烧同一型号汽油的汽油机,用来做功的能量相同时,热机效率越高,所消耗汽油的质量越__________。
(3)汽车尾气温度是反映热机效率的一个重要的间接指标,一般情况下,汽车尾气温度越高,说明该汽车的内燃机的效率越__________。
5.(2024·上海杨浦·三模)小华同学从早上6时开始,每隔一小时分别对他家附近的气温和一个深水池里的水温进行测量,并根据记录的数据绘成温度-时间图像,如图(a)所示。(空气的比热容小于水的比热容)
(1)气温的高低主要取决于空气的温度,假定小华家附近空气和池水质量相当,同一时段空气与池水吸收热量相近。由图(a)可判断出______是“气温”图线(选填“甲”或“乙”),请简要写出分析过程:______。
(2)小华分析图(a)发现气温在14时左右达到最高,为探明原因,他查阅资料后得知:①外部环境每秒向物体传递的热量大于物体每秒向外散失的热量时,物体温度会升高,反之物体温度会降低;②同一地区,外部环境每秒向空气传递的热量Q与空气每秒向外散失的热量随时间的变化大致如图(b)所示。请简要分析气温在14时左右达到最高的原因:______。
6.(25-26九年级上·上海·阶段检测)“城市尚余三伏热,秋光先到野人家”,这是陆游所写的诗句,说明在那时,人们已经察觉到城市暖于郊区。
(1)某天,小红和同学分别到选定地点,于中午同一时刻测出各测试点的气温,以此绘出如图所示的“温度—区域”坐标图。图中________(填写区域)温度最高,这种现象称为“城市热岛效应”。
(2)减弱热岛效应的措施一:保护并增大城区的绿地、水体面积,这主要是利用了水的________的特性,质量相等的水和沙子,吸收相同的热量,水的温度变化比沙子________。
(3)减弱热岛效应措施二:绿色出行。研究表明,现在城市机动车保有量越来越多,机动车也是造成热岛效应的因素之一。以汽车为例,回答下列问题:
①单缸四冲程汽油机在工作过程中,有些冲程是辅助冲程,要靠飞轮的________来完成,只有一个冲程不是这样,这个冲程是________冲程,该冲程的能量转化是________________________。
②关于汽车发动机的热机效率和热值概念,下列说法正确的是( )
A.通过技术改进,可以使热机的效率达到100%
B.可以通过增大热机功率的方法,提升热机效率
C.选用符合标准的低黏度润滑油,减少摩擦,可以提高热机效率
D.在做功相同的情况下,热机效率越高,消耗的燃料就越少
(4)一汽车在水平高速公路上匀速行驶2km,汽车发动机的功率为,若行驶过程中发动机牵引力始终为2300N,求:()
①汽车发动机所做的功是多少?
②若这段过程消耗汽油0.5kg,则该发动机的效率为多少?
7.(25-26九年级上·上海金山·期中)某小组同学用图1所示的装置“探究物质的吸放热与哪些因素有关”,他们分别将50克的水、50克的煤油装入两个相同的试管中,然后用加热器加热,并利用温度传感器和计算机记录它们的温度随时间的变化情况,数据记录在表1、表2中。(设水和煤油每分钟吸收的热量相等)
表1 50克的水
时间(分钟)
0
1
2
3
4
5
6
温度(℃)
19
21
23
25
27
29
32
升高温度(℃)
0
2
4
6
8
10
12
表2 50克的煤油
时间(分钟)
0
1
2
3
4
5
6
温度(℃)
23
27
31
35
39
42
47
升高温度(℃)
0
4
8
12
16
20
24
(1)分析比较表1(或表2)中的第一行与第三行的数据及相关条件,可得出的初步结论是:_________;
(2)分析比较表1和表2中第三列、第四列等有关数据及相关条件,可以得出的初步结论是:_________ ;
(3)该小组采集完数据后,关闭加热器,分别将两试管从加热器中取出,在室温中冷却,记录水和煤油在放热过程中温度随时间的变化情况,并且绘制温度﹣时间图像,如图2所示。该图像中,图线B是_____ 的温度﹣时间图像(选填“水”或“煤油”),当时的室温为_______ ℃。
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