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(共29张PPT)
第二节　物质的比热容
第1课时　探究物质吸热或放热规律
物质吸热或放热规律
1.同种物质,吸收热量的多少跟物质的质量和　升高的温度　有关;相同质量的不同种物质,升高相同的温度,吸收的热量一般　不同 　。
2.质量相同的水和煤油吸收相同的热量,　煤油　的温度变化较大;质量相同的水和煤油升高相同的温度,　水　吸收的热量较多。
　升高的温度　
　不同　
　煤油　
　水　
B.相同质量的水和食用油
C.相同体积的水和食用油
D.使水和食用油升高相同的温度
3.教材中为了引入比热容这个物理量,做了“探究不同物质的吸热能力”实验。该实验中需要控制一些变量,这些变量不包括
(　C　)
A.相同规格的热源
　C　
4.如图甲所示的是“探究不同物质吸热升温的现象”实验的装置,两个相同的烧杯中分别装有质量和初温都相同的a、b两种液体,用相同的装置加热,根据记录的实验数据绘制的温度与时间的关系图像如图乙所示。下列说法中正确的是 (　C　)
第4题图
A.组装器材时,先固定上面铁圈的高度
B.升高相同的温度,a液体吸收的热量更多
C.a液体的吸热能力较差
　C　
D.加热相同时间,b液体吸收的热量较多
5. 科技小组的同学用精密的测量仪器做实验比较了质量相同的两种液体的放热能力,并用图像法对实验数据进行了处理,如图所示。实验中,两种液体在相同时间内放出的热量基本相等。分析图像,可以初步得出结论:　甲　(选填“甲”或“乙”)液体的放热能力较强。若在甲、乙两种液体中选择一种液体作为热源,则选择　甲　(选填“甲”或“乙”)液体较为合理。
第5题图
　甲　
　甲　
6.核心素养·物理观念 在做“比较不同物质的吸热能力”实验时,同学们用酒精灯同时开始均匀地加热质量和初温都相同的沙子和水,实验装置如图所示。下列说法中正确的是 (　D　)
第6题图
A.在实验中,沙子吸热后升温较快,说明沙子的吸热能力较强
B.在实验中,物体吸热的多少是由物质的种类决定的
C.在实验中,将沙子和水加热到相同的温度时,它们吸收的热量相同
　D　
D.在实验中,加热相同的时间,末温低的物质的吸热能力较强
7.核心素养·科学探究如图甲所示的是“探究比较不同物质的吸热能力”实验的装置,所用的实验器材有:相同的烧杯、温度计和相同的加热器。
第7题图
(1)本实验中,A、B两种液体吸收热量的多少可以通过　加热时间　来比较。
　加热时间　
(2)为了比较A、B两种液体沸腾前的吸热情况,小明提出两种比较方案:a.让两者升高相同的温度,比较加热时间;b.让两者加热相同时间,比较升高的温度。你认为可行的方案是　a和b　(选填“a”“b”或“a和b”)。
(3)根据实验数据绘制了如图乙所示的图像,从图像可知,吸热能力较强的是　B　(选填“A”或“B”)液体。
　B　
a 和 b
8.为了比较水和食用油的吸热能力,小明用两套相同的装置做了如图所示的实验。用秒表测量物体的加热时间,并记录水和食用油的质量与吸收热量后升高的温度,实验数据记录如表。
第8题图
(1)此实验中还需要的测量工具是　温度计　和　天平　。
(2)在实验过程中控制加热时间相同,通过比较　升高的温度　来比较水和食用油的吸热能力。
(3)实验中要使水和食用油的最后温度相同,就要给　水　加热更长时间,此时水吸收的热量　大于　(选填“大于”“小于”或“等于”)食用油吸收的热量,由此说明　水　(选填“水”或“食用油”)吸热的能力更强。
物质 质量/g 初始温 度/℃ 加热时 间/min 最后的
温度/℃
水 60 20 6 45
食用油 60 20 6 68
　温度计　
　天平　
　升高的温度　
　水　
　大于　
　水　
9.创新考法·创新实验某项目式学习小组探究海陆风的成因。
第9题图
【任务一】探究水和沙子的吸热能力
(1)利用如图甲所示的装置探究水和沙子的吸热能力。在两个箱子中装入　质量　相等且初温相同的水和沙子,用规格相同的白炽灯模拟太阳对箱子中的水和沙子加热,是为了保证相同时间内水和沙子　吸收的热量　相同。
(2)依据实验数据描绘的水和沙子的温度随时间变化的关系图像如图乙所示,由图像可知,在相同时间内,沙子升高的温度比水升高的温度　高　(选填“高”“低”或“一样”),说明　水　的吸热能力强。
　质量　
　吸收的热量　
　高　
　水　
【任务二】实验模拟海陆风的形成
信息窗:空气受热体积膨胀,密度变小而上升,冷空气会从四面八方流过来,从而形成风。
(3)取下两个箱子的封口盖,在两个箱子的侧面分别开一小孔后,连接上一个两端开口的透明细管AB,点燃一支香放在细管中(如图丙所示),通过白烟的流向模拟日晒下海边的风向。阅读信息窗中的知识并分析判断:相同条件下,加热一段时间后,烟将会从细管的　B　(选填“A”或“B”)管口冒出。依据实验和理论分析,可推断夜间海风是　B　(填字母)。
A.从大海吹向陆地
B.从陆地吹向大海
　B　
　B　
第2课时　物质的比热容
物质的比热容
1.烈日下,海滩上的沙子热得烫脚,但海水却是凉凉的,这是因为海水的　比热容　比沙子的大很多。初温、质量相同的沙子和水吸收相同的热量后,沙子升高的温度　大于　(选填“大于”“小于”或“等于”)水升高的温度。
2.水稻是喜温植物,春季育秧时,通常傍晚向秧田灌水,早晨将水放出,以防霜冻。隐含的物理知识是水的　　比热容　　较大,气温降低时,水能　放出　(选填“放出”或“吸收”)较多的　热量　(选填“温度”“内能”或“热量”)。
　比热容　
　大于　
　　比热容　　
　放出　
　热量　
3.核心素养·科学思维根据如图所示的柱状图中提供的信息,下列判断中正确的是 (　D　)
第3题图
A.沙子的比热容小于铅的比热容
B.铁块和铅块升高相同的温度,铅块吸收的热量多
C.质量相等的水和沙子,吸收相同的热量,沙子的末温高
　D　
D.质量相等的沙子和铁,降低相同的温度,沙子比铁放出的热量多
热量的计算
4.某太阳能热水器的水箱内装有质量为80 kg的水,经太阳晒2 h后,水吸收的热量是1.008×107 J,则水温从20 ℃升高到　50　℃,这是用　热传递　的方式增加了水的内能。[c水=4.2×103 J/(kg·℃)]
5.有甲、乙两物体,它们的质量之比m甲∶m乙=5∶3,比热容之比c甲∶c乙=2∶1。若它们放出相同的热量,则它们降低的温度之比Δt甲∶Δt乙=　3∶10　。
　50　
　热传递　
　3∶10　
6.煤油的比热容是2.1×103 J/(kg·℃),读作　2.1×103焦耳每千克摄氏度　　　　 　　　,
表示质量为1 kg的煤油在温度每升高1 ℃(或降低1 ℃)时需要　吸收(或放出)　的热量是2.1×103 J。若将1 kg的煤油倒去一半,则剩下的煤油的比热容为　2.1×103　J/(kg·℃)。
　2.1×103焦耳每千克摄氏度　　　　　　　
　吸收(或放出)　
　2.1×103　
7.天鹅湖公园景色优美,空气清新。小红在湖边散步时闻到了阵阵花香,这是　扩散　现象。小红感觉湖边比周边更凉爽,她想到的原因有水的比热容　大于　(选填“大于”“小于”或“等于”)砂石的比热容和水要　汽化　(填物态变化的名称)吸热等。
　扩散　
　大于　
　汽化　
8.质量和初温均相同的铁块和铜块(已知c铁>c铜)吸收相同的热量后,充分接触。下列说法中正确的是 (　C　)
A.吸收的热量相同,不会发生热传递
B.会发生热传递,温度从铜块传向铁块
C.会发生热传递,热量从铜块传向铁块
D.无法确定它们之间是否发生热传递
　C　
9.一些物质的比热容[J/(kg·℃)]如表所示:
小明阅读表后,得出了如下结论,其中正确的是 (　B　)
A.同种物质升高相同温度,吸收的热量一定相等
B.在太阳光照射下,湿泥土比干泥土升温慢
C.不同物质的比热容一定不同
D.物质的比热容与物质的状态无关
水 4.2×103 铝 0.88×103
酒精 2.4×103 干泥土 0.84×103
煤油、冰 2.1×103 铁、钢 0.46×103
　B　
10.核心素养·科学思维甲、乙两保温杯内装有初温相同、质量相同的同种液体,在恒温的室内静置,两杯液体的温度-时间图像如图所示。下列说法中正确的是 (　C　)
第10题图
A.甲杯内液体的比热容大于乙杯内的
B.甲杯内液体的比热容小于乙杯内的
C.0~1 h,乙杯内液体放出的热量比甲杯内液体放出的多
D.0~6 h,甲杯内液体放出的热量比乙杯内液体放出的多
　C　
11.已知某种物质吸收的热量Q与比热容c、质量m和温度的变化量Δt之间的关系满足Q =cmΔt。加热初温相同的液体甲、乙、丙,图中的3个点分别对应液体甲、乙、丙的温度t随吸收的热量Q而升高的过程中的某一状态。已知液体甲、乙的质量相同但种类不同,液体乙、丙的质量不同但种类相同。下列说法中正确的是 (　D　)
第11题图
A.液体甲的比热容小于液体乙的比热容
　D　
B.液体甲的质量大于液体丙的质量
C.升高相同的温度,液体乙吸收的热量多于液体丙吸收的热量
D.吸收相同的热量,液体丙升高的温度低于液体甲升高的温度
12.小明在实验室利用电加热器加热,完成了冰的熔化实验,并绘制出冰的温度随加热时间变化的关系图像,如图所示。已知冰的质量为0.5 kg,相同时间内水和冰吸收的热量相同,水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃),求:
(1)CD段水吸收的热量。
(2)AB段冰吸收的热量。
(3)冰的比热容。
(4)冰在熔化过程中吸收的热量。
第12题图
解:(1)冰熔化前后质量不变,CD段水吸收的热量
Q吸水=c水m(t水-t0水)=4.2×103 J/(kg·℃)×0.5 kg×(20 ℃-0 ℃)=4.2×104 J。
(2)由题知,相同时间内水和冰吸收的热量相同,所以AB段冰吸收的热量为CD段水吸收的热量的一半,所以
Q吸冰=Q吸水=×4.2×104 J=2.1×104 J。
(3)AB段冰升高的温度
Δt冰=0 ℃-(-20 ℃)=20 ℃,
由Q吸=cmΔt可得冰的比热容
c冰===2.1×103 J/(kg·℃)。
(4)冰熔化过程持续了40 min,等于CD段所用时间的4倍
Q吸'=4Q吸水=4×4.2×104 J=1.68×105 J。
答:(1)CD段水吸收的热量为4.2×104 J。
(2)AB段冰吸收的热量为2.1×104 J。
(3)冰的比热容为2.1×103 J/(kg·℃)。
(4)冰在熔化过程中吸收的热量为1.68×105 J 。
(4)冰在熔化过程中吸收的热量为1.68×105 J 。(共15张PPT)
物体的内能
第一节　内能及其改变
1.物体的温度越高,物体内的分子做无规则运动越剧烈,表明物体的内能　越大　(选填“越大”或“越小”)。除了此因素,物体的内能还与物体的　质量　和　状态　有关。
2.内能是不同于机械能的另一种形式的能。关于内能,下列说法中正确的是 (　B　)
A.-20 ℃的冰不具有内能
B.0 ℃的冰熔化为0 ℃的水,内能增大
C.一个小球运动的速度越快,它的内能越大
D.一切运动的物体都具有机械能,但不具有内能
改变物体内能的两种途径
　越大　
　质量　
　状态　
　B　
3.传统文化(2024·青海)我们常吃的月饼是在烤箱里“烤”的,但根据南宋《武林旧事》记载,最早的月饼出自笼屉,青海就保留着用蒸笼“蒸”月饼的传统习俗。下列情境中,改变物体内能的方式与“蒸”“烤”相同的是 (　D　)
A.弯折铁丝 B.钻木取火
C.压缩空气 　D.酒精灯加热
　D　
4.下列实例中属于通过做功改变物体内能的是 (　B　)
A.用电水壶烧水
B.使用砂轮磨刀
C.太阳下的棉被被晒得很暖和
D.放在冰柜中的水慢慢结冰
热量
　B　
5.关于热量,下列说法中正确的是 (　D　)
A.一桶水比一杯水含有的热量多
B.物体的温度越高,它的热量就越多
C.物体内能越多,它具有的热量就越多
D.热量等于热传递过程中物体内能的改变量
　D　
6.下列说法中正确的是 (　A　)
A.物体吸收热量后,温度不一定升高
B.物体的温度升高,一定吸收了热量
C.物体吸收热量后,温度一定升高
D.物体放出热量后,温度一定降低
　A　
7.核心素养·物理观念在物理学中,把物体所有分子无规则运动的分子动能与　分子势能　的总和称为物体的内能。如图所示的是不同时刻某物体内部分子的运动情况(箭头越长代表分子运动得越快),则　B　时刻物体的温度较高,该物体从A时刻到B时刻　不一定　(选填“一定”或“不一定”)是吸收了热量。
第7题图
　分子势能　
　B　
　不一定　
8.2025年4月30日,神舟十九号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆。如图所示,在返回舱通过大气层的过程中,返回舱变成了一个“火球”,底部的温度高达上千摄氏度。产生这一现象的原因主要是飞船与空气剧烈摩擦,通过　做功　的方式将　机械　能转化为内能,使返回舱的内能增加、表面温度升高。
第8题图
　做功　
　机械　
9.如图所示,瓶内有一些水,用带孔的橡胶塞把瓶口塞住,向瓶内打气,一会儿后,瓶塞跳起。在瓶塞跳起的过程中,关于瓶内气体,下列说法中正确的是 (　A　)
第9题图
A.气体对瓶塞做功,气体的内能减少
B.瓶塞对气体做功,气体的内能减少
C.气体对瓶塞做功,气体的内能增加
D.瓶塞对气体做功,气体的内能增加
　A　
10.传统文化如图所示的是《天工开物》里记载的“万钧钟”和“鼎”的制造方法,先后用泥土制成“模骨”,“干燥之后以牛油、黄蜡附其上数寸”,在油蜡上刻上各种图案,然后在油蜡的外面用泥土制成外壳。干燥之后,“外施火力炙化其中油蜡”,油蜡流出形成空腔,在空腔中倒入铜液,待铜液冷却后,“钟鼎成矣”。下列说法中正确的是 (　D　)
第10题图
A.铜液冷却成钟鼎是凝华过程
B.“待铜液冷却后”铜原子间作用力变小
　D　
C.“外施火力炙化其中油蜡”加热时油蜡的内能增大,含有的热量增多
D.“外施火力炙化其中油蜡”是通过热传递的方式改变油蜡的内能的
11.如图所示,在试管里盛适量的水,用带玻璃管的橡胶塞塞住试管口,加热试管使水沸腾,玻璃管口冒出的“白气”推动管口处的小叶轮转动。下列说法中正确的是 (　B　)
第11题图
A.水在沸腾过程中,不断吸收热量,温度升高
B.实验过程中通过热传递使试管内水的内能增大
C.玻璃管口冒出的“白气”是水汽化形成的水蒸气
D.“白气”使小叶轮转动的过程是内能转化为机械能
　B　
12.关于温度、内能和热量,下列说法中正确的是 (　D　)
A.温度高的物体含有的热量比温度低的物体含有的热量多
B.温度越高的物体,放出的热量一定越多
C.热量总是从内能大的物体向内能小的物体传递
D.一个物体吸收了热量,它的温度可能升高
　D　
13.核心素养·科学探究为了探究做功与物体内能变化的关系,某小组同学利用气压式喷雾器(壶的内部没有水)、数字式温度计、小叶轮等器材进行实验。先测出壶内气体的温度(如图甲所示),接着手压活塞快速打气,并测出壶内气体的温度(如图乙所示),然后打开喷嘴处的阀门,迅速放出壶内一部分气体吹动小叶轮旋转,并测出壶内气体的温度(如图丙所示)。
第13题图
(1)比较图甲和图乙可知,　外界对气体做功,气体内能增加,温度升高 　。
　 外界对气体做功,气体内能增加,温度升高
(2)打开喷嘴处的阀门,迅速放出壶内一部分气体时,壶内气体内能　减小　(选填“增加”“减小”或“不变”)。
　减小　(共17张PPT)
第三节　热　机
热机
1.2025年春运期间,我国多地遭遇大范围暴雪冻雨天气,“祖师爷”绿皮火车头出山,牵引着高铁列车飞驰在祖国大地上,成为一道有温度的风景。绿皮火车采用内燃机作为发动机,其工作时将燃料燃烧释放的内能转化为　机械　能。
2.下列四种交通工具中,不是用热机作为动力的是 (　A　)
A.共享单车　　　　　　 B.轮船
C.卡车　　　　　　 　　D.飞机
　机械　
　A　
汽油机
3.某汽车的动力来自单缸四冲程汽油机,如图所示,汽油机的一个工作循环正确的顺序是　DACB　(填字母),其中将内能转化为机械能的冲程是　C　(选填“A”“B” “C”或“D”)。它正常工作时转速为1 800 r/min,则每秒钟对外做功　15　次。
A　B　C　D第3题图
　DACB　
　C　
　15　
4.如图所示的是四冲程汽油机某个冲程的剖面图,下列说法中正确的是 (　C　)
第4题图
A.吸气冲程中,只有空气进入气缸
B.压缩冲程中,气缸内物体的内能不变
C.做功冲程中,燃料释放的能量只有一小部分转化为机械能
D.排气冲程中,废气带走了极少部分燃料释放的能量
柴油机
　C　
5.核心素养·物理观念如图所示的是学校备用的柴油发电机,使用柴油机时,下列说法中错误的是 (　A　)
A.可通过火花塞点火启动
B.将内能转化为机械能
C.吸气冲程中只吸入空气
D.柴油机属于热机的一种
第5题图　　　　
　A　
6.如图所示的是生活中常用的热水瓶瓶胆的结构示意图,其外壁是镀银的双层玻璃,注入一定量的热水后,立即盖上软木塞,软木塞会跳起来。这一过程中瓶内气体的　内　能转化为软木塞的机械能,汽油机的　做功　冲程也发生同样的能量转化。若某汽油机飞轮的转速是3000 r/ min,则该汽油机每秒钟内完成　100　个冲程,对外做功　25　次。
　内　
　做功　
　100　
　25　
第6题图
7.汽车已成为现代生活中不可缺少的一部分,大多数汽车的发动机是以汽油为燃料的汽油机。使汽车获得动力的是　做功　冲程,辅助冲程靠　惯性　来完成。
　做功　
　惯性　
8.汽油机的一个工作循环由　4　个冲程组成,对外做功　1　次。在压缩冲程中,气体的温度升高,这个过程是通过　做功　的方式来增加气体的内能的。
9.在汽油机的压缩冲程中,气缸内的汽油和空气的混合物的压强　增大　,温度　升高　。
　4　
　1　
　做功　
　增大　
　升高　
第10题图　　
10.传统文化如图所示的是我国传统的走马灯。点燃底部的蜡烛,上升的热空气驱动扇叶转动,带动纸片小人转动。此过程中的能量转化与四冲程汽油机的哪个冲程是相同的 (　C　)
A.吸气冲程 B.压缩冲程
C.做功冲程 D.排气冲程
　C　
11.如图所示的是汽油机工作的某一冲程,关于该冲程及其能量转化,下列说法中正确的是 (　C　)
A.吸气冲程,内能转化为机械能
B.压缩冲程,内能转化为机械能
C.做功冲程,内能转化为机械能
D.排气冲程,机械能转化为内能
　C　
第11题图
12.某同学分别画出四冲程内燃机工作示意图中的吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。观察活塞和曲轴的位置和进气门、排气门的开闭情况,其中错误的是 (　B　)
A.吸气　　 B.压缩　　 C.做功　　D.排气
　B　
13.根据汽油机和柴油机的区别判断,下列说法中正确的是
(　A　)
A.汽油机的气缸顶部有一个火花塞,柴油机的气缸顶部有一个喷油嘴
B.汽油机吸入的是空气,柴油机吸入的是空气和柴油的混合物
C.在吸气冲程中内能转化为机械能
D.在压缩冲程中内能转化为机械能
　A　
14.美国《大众科学》杂志曾评出一个奇思妙想的发明,叫作六冲程引擎。这种引擎完成四冲程工作后,会把水注入气缸,让水瞬间变成水蒸气,从而带动活塞运动,产生第五冲程,为汽车提供动力。第六冲程让水蒸气进入冷凝器,变成可再次注入气缸的水。
(1)第五冲程相当于四冲程汽油机的　做功　冲程。
(2)第五冲程中的能量转化是　内能转化为机械能 　。
　做功　
　内能转化为机械能
15.跨学科实践·物理学与日常生活2025年1月1日,树人中学举行了第一届中学生自制“水火箭”比赛。如图所示,参赛选手向瓶内打气,当瓶内气压增大到一定程度时,“水火箭”向下喷水,获得升空动力后一飞冲天。“水火箭”飞向空中时,瓶内气体的　内　能转化为“水火箭”的机械能,该过程与汽油机的　做功　冲程的能量转化情况相同。
第15题图　
　内　
　做功　
16.如图所示,某型号单缸四冲程汽油机的活塞面积S=30 cm2,活塞冲程长度L=6 cm。某种工作状态下做功冲程燃气的平均压强p=1.0×106 Pa,则燃气对活塞的压力为　3 000　N,汽油机在此工作状态下做功一次,燃气对活塞做的功为　180　J。
　3 000　
　180　
第16题图(共17张PPT)
第四节　跨学科:热机效率和环境保护
燃料的热值
1. 通过查表可知汽油的热值为4.6×107 J/kg,它表示的物理意义是　1 kg 汽油完全燃烧放出的热量是4.6×107 J　　　　　　　　　　　 　　。
2.一个成年人参加一次长跑,身体消耗的能量为6.6×106 J,这些能量相当于完全燃烧0.55 kg干木柴放出的热量,则干木柴的热值为　1.2×107　J/kg。将干木柴用掉一半后,剩余干木柴的热值将　不变　(选填“变大”“变小”或“不变”)。
　1 kg 汽油完全燃烧放出的热量是4.6×107 J　　　　　　　　　　　 　　
　1.2×107　
　不变　
C.相同质量的不同燃料完全燃烧,放出热量较多的燃料,热值较大
D.不同的燃料完全燃烧,放出相同热量时,所用质量越少的燃料,热值越小
热机效率
3.关于热值,下列说法中正确的是 (　C　)
A.燃料燃烧时,用的燃料越多,获得的热值越大
B.燃料燃烧时,放出的热量越多,这种燃料的热值越大
　C　
4.核心素养·科学态度与责任汽车是现代生活中最常见的一种交通工具,如图甲、图乙所示的分别是某汽油机的某冲程及能量流向图。下列说法中正确的是 (　A　)
第4题图
A.图甲是压缩冲程,活塞对气缸内的气体做功,气体的温度升高
B.由图乙可知,该汽油机的效率是30%
C.汽车尾气“汽油味”越浓,燃料的热值越小
D.减少废气排放带走的热量,不能提高热机效率
　A　
5.甲内燃机比乙内燃机的效率高,表示 (　D　)
A.甲内燃机做功多
B.甲内燃机的燃料的热值比乙内燃机的燃料的热值大
C.工作时间相同,甲内燃机耗油较少
D.甲内燃机用来做有用功的那部分能量与燃料完全燃烧放出的能量之比较大
　D　
6.关于热机效率,下列说法中正确的是 (　D　)
A.热机做的有用功越多,效率就一定越高
B.热机的功率越大,效率就一定越高
C.热机消耗的燃料越多,效率就一定越低
D.以上说法都不对
环境保护
　D　
7.从环境保护的角度考虑,下列燃料中最理想的是 (　A　)
A.氢气 B.天然气 C.酒精 D.汽油
　A　
8.跨学科·生物学植物通过光合作用将太阳能转化为化学能。资料显示,在地球上阳光充足的地方,1 m2的面积每年获得的太阳能可达4.2×109 J,这些能量相当于　140　kg焦炭完全燃烧放出的热量。(q焦炭=3.0×107 J/kg)
9.质量为1.4 kg的干木柴完全燃烧,放出的热量为　1.68×107　J。在1个标准大气压下,若这些热量的50%被温度为20 ℃、质量为50 kg的水吸收,则水的温度将升高　40　℃。[c水=4.2×103 J/(kg·℃),q干木柴=1.2×107 J/kg]
　140　
　1.68×107　
　40　
10.小兵利用如图所示的装置测算酒精的热值。燃烧皿中酒精的质量为12 g,烧杯中水的初温为23 ℃,质量为200 g,点燃酒精,当水温升高到43 ℃时,立即熄灭火焰。该过程中水吸收的热量为　1.68×104　J。他想利用Q吸=Q放计算酒精的热值,还需进行的实验操作是测量　剩余酒精　的质量,实验所测酒精的热值与真实值相比会偏　小　。[c水=4.2×103 J/(kg·℃)]
第10题图
　1.68×104　
　剩余酒精　
　小　
11.科技强国涡轴-9“玉龙”是我国自主研发的航空涡轴发动机,其大致工作过程是:空气通过进气道进入压气机,被压气机压缩后进入燃烧室与燃料混合,燃料在燃烧室燃烧后,产生的高温高压气体推动涡轮转动,从而输出动力。下列说法中正确的是 (　A　)
A.燃烧室中燃料燃烧越充分,发动机的效率越高
B.燃料和压缩空气混合后,燃料的热值增大
C.压气机压缩空气,空气的内能减小
D.高温高压气体推动涡轮转动时,将机械能转化为内能
　A　
12.某种国产汽车,当它在平直公路上以20 m/s的速度匀速行驶时,每百公里的油耗为6 L。若汽车行驶500 s,则汽车消耗的汽油是多少升 假设汽车在运动过程中受到的平均阻力是495 N,则汽油机的效率是多大 (ρ汽油=0.7×103 kg/m3,q汽油=4.6×107 J/kg)
解:汽车匀速行驶500 s通过的路程
s=vt=20 m/s×500 s=10 000 m=10 km,
消耗的汽油的体积
V=10 km×=0.6 L=0.6×10-3 m3,
消耗汽油的质量
m=ρV=0.7×103 kg/m3×0.6×10-3m3=0.42 kg,
汽油完全燃烧放出的热量
Q放=mq汽油=0.42 kg×4.6×107 J/kg=1.932×107 J,
因为汽车匀速行驶,所以汽车受到的牵引力和阻力是一对平衡力,所以F=f=495 N ,牵引力做的功
W有=Fs=495 N×10 000 m=4.95×106 J,
汽油机的效率
η=×100%=×100%≈25.6%。
答:汽车消耗的汽油是0.6 L,汽油机的效率约为25.6%。
答:汽车消耗的汽油是0.6 L,汽油机的效率约为25.6%。
13.有一辆用汽油机提供动力的汽车,该汽车的输出功率与汽油机转速的关系如图所示。这辆汽车在某次测试时以90 km/h的速度在水平公路上匀速行驶了10 min,消耗了1.1 kg的汽油,此过程中汽油机的转速为2 000 r/min,已知q汽油=4.6×107 J/kg。求:
(1)该汽车行驶时的牵引力。
(2)若消耗的汽油完全燃烧,汽油机一个工作循环汽油完全燃烧放出的热量。
(3)此过程中汽油机的效率。
第13题图
解:(1)由图可知,当汽油机的转速为2 000 r/min时,该汽车的输出功率为30 kW,则该汽车行驶时的牵引力
F===1 200 N。
(2)1.1 kg汽油完全燃烧放出的热量
Q放=mq汽油=1.1 kg×4.6×107 J/kg=5.06×107 J,
此过程中汽油机的转速为2 000 r/min,飞轮转2圈完成一个工作循环,对外做一次功,即每分钟完成1 000个工作循环,则10 min汽油机对外做功的次数为10 000,则汽油机一个工作循环汽油完全燃烧放出的热量
Q===5.06×103 J。
(3)此过程中汽油机做的有用功
W=Pt=30 000 W×10×60 s=1.8×107 J,
此过程中汽油机的效率
η=×100%=×100%≈35.6%。
答:(1)该汽车行驶时的牵引力为1 200 N 。
(2)汽油机一个工作循环汽油完全燃烧放出的热量为5.06×103 J 。
(3)此过程中汽油机的效率约为35.6%。
(3)此过程中汽油机的效率约为35.6%。(共22张PPT)
第十四章 内能与热机
比热容
1.(沪科九物全P41表14-1改编)分析表中的数据并填空。
(1)水的比热容较　大　(选填“大”或“小”)。
物质 比热容 c/(J·kg-1·℃-1) 物质 比热容
c/(J·kg-1·℃-1)
水 4.2×103 铝 0.88×103
酒精 2.4×103 干泥土 0.84×103
煤油 2.1×103 铁、钢 0.46×103
冰 2.1×103 铜 0.39×103
蓖麻油 1.8×103 汞 0.14×103
砂石 0.92×103 铅 0.13×103
　大　
(2)不同物质的比热容一般　不同　(选填“相同”或“不同”)。
(3)同种物质的比热容与物质所处的　状态　有关。
内能
　不同　
　状态　
2.(北师九物全P15实验探究改编)如图甲所示的是“比较不同物质的吸热能力” 实验的装置,A、B两种液体的质量相同。
第2题图
(1)实验时,小明选用相同的电加热器,通过比较　加热时间的长短　(选填“升高的温度”或“加热时间的长短”)来比较A、B两种液体吸收热量的多少。这种研究方法是　转换法　。
　加热时间的长短　
　转换法　
(2)加热相同的时间,观察A、B两种液体升高的温度,升高温度较大的物质,吸热能力较　小　(选填“大”或“小”)。
(3)小红做相同的实验,并绘出液体的温度随时间变化的图像,如图乙所示。分析图像可知,　B　(选填“A”或“B”)液体更适合用作汽车发动机的冷却液。若A、B两种液体从20 ℃分别升高到40 ℃和35 ℃,加热时间之比为1∶2,则A、B两种液体的比热容之比　3∶8 　。
　小　
　B　
　3∶8　
3.(沪粤九物上P24活动1改编)快速来回双手互搓,手的温度升高,内能　增加　,这是通过　做功　的方式改变了物体的内能。
4.(沪粤九物上P26T2改编)放在热汤中的金属勺子很快就变得烫手,金属勺子的内能　增加　(选填“增加”“减少”或“不变”),这是通过　热传递　的方式改变了金属勺子的内能。
　增加　
　做功　
　增加　
　热传递　
5.(沪科九物全P35图14-2改编)如图所示,在一个厚壁玻璃筒里放一小团硝化棉,用力把活塞迅速下压,观察到的现象是　棉花燃烧起来　。这个现象说明　做功　可以改变物体的内能。在此过程中,　机械　能转化为　内　能。
第5题图
　棉花燃烧起来　
　做功　
　机械　
　内　
6.(北师九物全P13T4改编)将装有酒精的薄壁金属管固定在桌子上,并用塞子塞紧。快速来回拉动绕在金属管上的绳子,过一会儿塞子跳起来,如图所示。金属管内气体推动塞子跳起时,气体的内能　减少　,此过程与内燃机的　做功　冲程的能量转化相同。金属管口出现了白雾,这是　液化　(填物态变化的名称)现象。
第6题图
热量相关计算
　减少　
　做功　
　液化　
7.(人教九物全P30图14.3-1改编)如图所示的是小明家用煤气灶烧水时的情景。若将质量为2 kg、初温为20 ℃的水加热到沸腾(1个标准大气压下),则水吸收的热量为　6.72×105　J。若煤气完全燃烧放出的热量的60%被水吸收,则至少需要燃烧　0.062　m3的煤气。[c水=4.2×103 J/(kg·℃),q煤气=1.8×107 J/m3]
第7题图
　6.72×105　
　0.062　
8.(沪科九物全P57T9改编)农作物的秸秆可以回收加工制成秸秆煤。已知q秸轩煤=2.1×107 J/kg,c水=4.2×103 J/(kg·℃)。
(1)求完全燃烧0.4 kg的秸秆煤放出的热量。
(2)若这些热量的40%被质量为100 kg,初温为40 ℃的水吸收,则在标准大气压下可使水的温度升高到多少摄氏度
解:(1)秸秆煤完全燃烧放出的热量
Q放=m秸秆煤q秸秆煤=0.4 kg×2.1×107 J/kg=8.4×106 J。
(2)由题意可知,水吸收的热量Q吸=40%Q放=40%×8.4×106 J=3.36×106 J,
由Q吸=cmΔt可得,水升高的温度Δt===8 ℃,
则水的末温 t=t0+Δt=40 ℃+8 ℃=48 ℃。
答:(1)完全燃烧0.4 kg的秸秆煤放出的热量为8.4×106 J。
(2)在标准大气压下可使水的温度升高到48 ℃。
(2)在标准大气压下可使水的温度升高到48 ℃。
章末复习
内能与热
温度、热量、内能的比较
温度 热量 内能
定义 表示物体的冷热程度 物体间内能传递的多少 物体所有分子无规则运动的分子动能与分子势能的总和
微观 实质 物体内部大量分子热运动的剧烈程度 物体内能的改变量 物体的内能与物体内部所有分子的运动及相互作用有关
描述 术语 是 吸收、放出 具有、含有
量的 种类 状态量 过程量 状态量
内能、热量、温度的辨析
1.关于温度、内能和热量,下列说法中正确的是 (　C　)
A.温度越高的物体,内能越大
B.物体的内能增大,一定是吸收了热量
C.内能小的物体也可能将热量传递给内能大的物体
D.相同质量的30 ℃的水比20 ℃的水含有的热量多
改变物体内能的方式认识有误
　C　
2.2025年4月30日,神舟十九号载人飞船返回舱进入大气层的一段时间内,被“烧成”一个火球(如图所示),而舱内的航天员和设备却安然无恙。下列改变内能的方式与“火球”的形成相同的是
(　C　)
第2题图
A.滴水成冰 B.扬汤止沸
C.钻木取火 D.哈气取暖
　C　
3.如图所示,在试管内装有少量的水,塞上塞子,用大号注射器向试管内打气,会观察到许多物理现象。下列说法中正确的是
(　C　)
第3题图
A.向试管内打气时,试管内气体的内能减小
B.塞子跳出时,看到试管内有白雾出现,是汽化现象
C.向试管内打气时,外界对试管内的气体做功
D.塞子跳出时,管内气体对塞子做功,试管内气体的温度升高
　C　
比热容概念认识有误
4.关于物质的比热容,下列说法中正确的是 (　B　)
A.吸收热量越多的物质,比热容一定越大
B.“暖气”用水做介质,利用了水的比热容大的特性
C.一瓶煤油用去一半,它的比热容变为原来的二分之一
D.冰化成水,比热容不变
　B　
5.在1个标准大气压下,甲、乙两种物质的初温分别是20 ℃和30 ℃,它们的比热容之比为1∶2,质量之比为6∶1,吸收了相同的热量,最终甲的温度是50 ℃。若乙是水,则乙升高的温度是 (　A　)
A.70 ℃ B.100 ℃ C.120 ℃ D.90 ℃
热机工作过程认识混淆
　A　
6.下列是内燃机工作过程中的四个冲程,其中将机械能转化为内能的是 (　D　)
A　　 B　　 C　　 D
　D　(共20张PPT)
第十四章 内能与热机 滚动训练
一、填空题(每空2分,共18分)
1.核心素养·物理观念酒精的比热容是2.4×103 J/(kg·℃),其表示的意义是　1 kg酒精升高或降低1 ℃,需要吸收或放出2.4×103 J的热量　。2 kg的煤油升高2 ℃,需要吸收　8.4×103　J的热量。
2.一辆汽车行驶100 km的油耗约为5 kg,汽油的热值为4.6×107 J/kg。这些汽油完全燃烧可放出　2.3×108　　　J的热量,燃油汽车产生的　噪声(或尾气)　会对环境造成污染。
　 1 kg酒精升高或降低1 ℃,需要吸收或放出2.4×103 J的热量　
　8.4×103　
　2.3×108　　　
　噪声(或尾气)　
3.将一瓶质量为0.5 kg、初温为25 ℃的纯净水放入冰箱,一段时间后纯净水的温度降低到5 ℃,则这瓶纯净水的内能减少了　4.2×104　J,这是通过　热传递　的方式改变了纯净水的内能。[c水=4.2×103 J/(kg·℃)]
4.汽车发动机一般用水来冷却,这是利用了水的　比热容　较大的特性。质量均为2 kg的水和酒精,升高相同的温度,它们吸收的热量之比Q水:Q酒精=　7∶4　。[c水=4.2×103 J/(kg·℃),c酒精=2.4×103 J/(kg·℃)]
　4.2×104　
　热传递　
　比热容　
　7∶4　
5.小明利用家中的燃气表和温度计测量燃气灶烧水的效率。将1 kg的水从20 ℃加热到60 ℃,消耗了0.01 m3天然气(假设天然气完全燃烧),则此次燃气灶烧水的效率为　42%　。[c水=4.2×103 J/(kg·℃),q天然气=4.0×107 J/m3]
　42%　
二、选择题(每小题3分,共18分)
6.关于热机,下列说法中正确的是 (　D　)
A.通过技术改进,热机效率可达100%
B.做功冲程将机械能转化为内能
C.热机常用水作冷却剂,是因为水的沸点高
D.火箭发动机属于热机
　D　
7.创新考法·科学小实验喜欢思考的小明用塑料矿泉水瓶进行了如下探究:瓶中留有少量水,盖上瓶盖(如图甲所示);扭转瓶子(如图乙所示);轻轻扭动瓶盖,瓶盖被瓶内的气体冲出,同时瓶内出现白雾(如图丙所示)。图乙和图丙所示的过程,分别与四冲程内燃机连续的两个冲程相似,这两个冲程是 (　B　)
第7题图
A.吸气冲程和压缩冲程
B.压缩冲程和做功冲程
C.做功冲程和排气冲程
　B　
D.压缩冲程和排气冲程
8.如图所示的是某固体在均匀受热时其温度随时间变化的图像,下列说法中正确的是 (　D　)
第8题图
A.C点和B点的温度相等,所以C点物体的内能等于B点物体的内能
B.温度的变化量ΔtAB=2ΔtCD,所以AB段吸收的热量是CD段的2倍
C.该固体为晶体,吸收热量时温度一定会升高
　D　
D.物质的比热容大小跟物态有关,所以该物质在AB段和CD段的比热容不相等
9.跨学科·化学如图所示,自热米饭是使用化学方法加热的方便食品。盒内发热包的主要成分是生石灰,往盒内加少量水,盖上盒盖,开始加热米饭。下列说法中正确的是 (　C　)
第9题图
A.生石灰和水反应会吸收热量
B.盖上盒盖可以加快热量散失
C.米饭在加热过程中内能增加
D.发热包通过做功改变米饭的内能
　C　
10.王飞同学用比热容为0.88×103 J/(kg·℃)的金属做成一个金属球,其质量为100 g。他测得此金属球的温度升高20 ℃需要吸收7.04×103 J的热量,则 (　C　)
A.该金属球一定是空心的
B.该金属球一定是实心的
C.该金属球的内部可能还装有水
D.条件不足,无法判断
　C　
11.关于物理概念,下列说法中正确的是 (　B　)
A.冰的比热容是2.1×103 J/(kg·℃),表示1 kg的冰吸收的热量是2.1×103 J
B.一台机器的功率为1 000 W,表示这台机器在1 s内做的功为1 000 J
C.物体含有内能的多少叫作热量
D.一台机器的机械效率是60%,表示这台机器所做的功中有用功比额外功多40%
　B　
三、实验题(每空3分,共21分)
12.比较不同物质的吸热情况。如图甲所示,用相同规格的电加热器给质量相同的水和食用油加热,记录数据并绘制出两种液体的温度随加热时间变化的图像,如图乙所示。
第12题图
(1)由图像可知,水和食用油升高相同的温度,　水　的加热时间更长,说明它的吸热能力更强。换用多种液体进行实验,发现不同物质在质量相同、升高的温度相同时,吸收的热量一般不同。为了表示不同物质的这种性质差别,物理学中引入了　比热容　　这个物理量。
(2)实验中水的质量是400 g,前3 min它吸收的热量是　3.36×104 J　　　　。[c水=4.2 ×103 J/(kg·℃)]
(3)继续给水加热,水沸腾后温度计的示数如图丙所示,它的沸点是　98　℃。取出电加热器后,水停止沸腾,说明水在沸腾的过程中需要　吸收　热量。
　水　
　比热容　　
　3.36×104 J　　　　
　98　
　吸收　
(4)我国北方地区房间中的“暖气”用水作为介质,是因为水的比热容比较　大　(选填“大”或“小”)。冬天用热水袋来暖手,这是通过　热传递　的方式来增加手的内能。
　大　
　热传递　
四、计算题(第13小题6分,第14小题7分,共13分)
13.电动汽车是一种节能环保的交通工具,某电动汽车的部分参数如表所示。某次汽车满载时,汽车和人的总质量为1.8 t,四个车轮与水平地面的接触面积均为50 cm2。g取10 N/kg。
(1)求该汽车满载时对水平地面的压强。
(2)若该汽车以108 km/h的速度在平直的高速公路上匀速行驶了20 min,求该汽车行驶的距离。
额定乘客人数/人 5
电动机额定电压/V 500
电动机额定功率/kW 100
(3)若该汽车在额定功率下沿平直的公路以10 m/s 的速度匀速行驶,电动机的效率为80%,则该汽车在行驶过程中受到的阻力是多少
解:(1)该汽车满载时对水平地面的压力
F=G=mg=1.8×103 kg×10 N/kg=1.8×104 N,
对水平地面的压强
p===9×105 Pa。(3分)
(2)由v=可得,该汽车行驶的路程
s=vt=108× m/s×20×60 s=3.6×104 m。
(3)由电动机的效率为80%可得,机械有用功率 P=80%P额,
由P=Fv可得,该过程中汽车的牵引力
F===8 000 N,
汽车在额定功率下沿平直公路以10 m/s的速度匀速行驶,
f=F=8 000 N。(3分)
答:(1)该汽车满载时对水平地面的压强是9×105 Pa。
(2)该汽车行驶的距离是3.6×104 m。
(3)该汽车在行驶过程中受到的阻力是8 000 N。
(3)该汽车在行驶过程中受到的阻力是8 000 N。
14.科技强国“绿色出行,低碳生活”,油电混合动力汽车具有环保、节能、高效等诸多优势,正逐步取代传统燃油汽车。如图所示,某油电混合动力汽车(含驾驶员)的质量m=1.6 t,电池最大储能能量Em=150 kW·h,当电能剩余E1=0.2 Em时必须重新充电才能继续行驶。在某次性能测试中,汽车沿水平道路行驶时所受的阻力f为车重的倍,电动机的能量转化效率η=80%,燃油发动机的能量转化效率η'=25%,q汽油=4.6×107 J/kg,g取10 N/kg。求:
(1)该汽车充满电后,在纯电模式下沿该道路行驶的最大路程sm。
(2)若换用燃油模式,要完成与(1)相同的行驶路程需要燃烧的汽油的质量m'(不考虑燃油燃烧对汽车质量的影响,结果保留两位小数)。
第14题图
解:(1)汽车的重力
G=mg=1.6×103 kg×10 N/kg=1.6×104 N,
沿水平道路行驶时所受阻力
f=G=×1.6×104 N=800 N,
在纯电模式下,电动机输出的有用功
W=(Em-E1)η=(Em-0.2Em)η=0.8Emη=0.8×150 kW·h×80%=0.8×150×3.6×106 J×80%=3.456×108 J,
在纯电模式下沿该道路行驶的最大路程
sm===4.32×105 m。(4分)
(2)换用燃油模式,要完成相同的行驶路程,
汽油放出的热量
Q放===1.3824×109 J,
需要燃烧的汽油质量
m'==≈30.05 kg。(3分)
答:(1)在纯电模式下沿该道路行驶的最大路程为4.32×105 m。
(2)需要燃烧的汽油的质量约为30.05 kg。
(2)需要燃烧的汽油的质量约为30.05 kg。

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