完整版九年级沪科版总复习第十三章内能与热机复习学案

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九年级第十三章内能与热机复习学案

福州辅仁学校郑书光

一、 课标导航

1. 了解内能和热量。能简单描述温度和内能的关系，知道改变内能的两种途径。

2. 通过实验，了解比热容，尝试用比热容说明简单的自然现象 和有关比热容的简单计算。

3. 了解热机的工作原理。知道内能的利用在人类社会发展史上的重要意义。

4. 从能量转化的角度认识燃料的热值，知道能量的转化和转移有一定的方向性。通过能量的转化和 转移认识热机效率和提高热机效率的主要途径，提高对环境保护的意识。

二、 知识结构图

r 定义：物体内部所有分子无规则运动的动能和分子势能的总和叫内能。 内能与温度有关：

物体的温度越高，分子运动速度越快，内能就越大。 所有能量的单位都是：焦耳。

「做功和热传递，两种方法对改变物体的内能是等效的。 改变物体内 做功：物体对外做功，物体的内能减小；

能两种方法 < 外界对物体做功，物体的内能增大。

热传递：物体吸收热量，温度升高时，物体内能增大；

? 物体放出热量，温度降低时，物体内能减小。

比热：单位质量的某种物质温度升高（或降低） 1C,吸收 J

（或放出）的热量叫做这种物质的比热。 r 比热是物质的一种属性，它不随体积、质量、形状而改变。 ■比热的单位：焦耳/（千克「C ），读作：焦耳每千克摄氏度。 '热量（Q ）:在热传递过程中，传递能量的多少叫热量。 热量的计算： ①Q 吸=cm （t-t o ）=cm A t ② Q 放=cm （t o -t ）=cm A t 热值（q ）： 1千克某种燃料完全燃烧放出的热量，叫热值。 单位是：J/kg 或J/m 3。 i 燃料燃烧放出热量的计算： Q 放=qm ; Q = qV 。

『内能的两种重要应用： 加热和做功。

热机：利用内能做功的机器叫热机。

内燃机可分为汽油机和柴油机 。一个工作循环由吸气、压缩、

做功和排气四个冲程。在四个冲程中，只有做功冲程是燃气对 外做功，其他三个冲程是辅

助冲程，靠飞轮的惯性来完成。一 个工作循环中对外做功 1次，活塞往复2次，曲轴转2

周。 热机效率：对外做的有用功与燃料完全燃烧所释放的能量之比 、称为热机效率。 三、举例分析

例题1有甲、乙两种不同品牌的保温杯，为了比较 这两种品

牌的保温杯盛水时的保温效果，小明按照科学 探究的程序，明确

了具体的探究问题，选择了适当的器 材，在控制变量的前提下，

在室内进行了实验，得到了 一段时间内，甲、乙两种保温杯内水

的温度的实验数据， 根据数据绘制的图像如例图 1所示。请你

根据图像所提

供的信息回答以下问题： 例图1内能 内 能 与 执 八、、 机 热 八、、 量 与

能的应用与热

机

丁时I 可巾

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⑴小明探究的问题的自变量是 ______________ 。(选填选项前的字母) A. 保温杯的品牌 B ?水冷 C.水的温度

⑵请比较甲、乙两种保温杯的保温效果： _______________ 。(选填选项前的字母) A. 甲保温杯的保温效果好 B. 乙保温杯的保温效果好

C. 甲、乙两种保温杯的保温效果一样好 ⑶请估计实验过程中第 5小时的室温：

C 。

解析：(1)由题意可知，此实验是为了比较两种品牌的保温杯盛水时的保温效果，所以其自变量是保 温杯的品牌，故A 符合题意；

(2) 由图象可知，在相同时间内，乙的水温下降较慢，甲的水温下降较快，所以乙保温杯的保温效 果好，故B 符合题意；

(3) 由图象可知，当温度降到 20C 时，温度不再变化，所以室温为 20C ，第5小时室温当然也是 20C.

答：(1) A ; (2) B; (3) 20.

例题2小明在探究 物质的放热能力与哪些因素有关 ”时，分别用质量均 0.5kg 的水和另一种液体进行

对比实验，并用图象对实验数据进行了处理，

如例图2所示，实验过程

中，水和另一种液体在相同时间内放出的热量相等， 分析图象可以得出： (选填 甲”或乙”物质为水，另一种液体的比热容为 __________________ 这种液体在0?15min 内放出的热量为 __________ 。

解析：时间相等时，两种液体放出的热量相等， 由例图2可以看出， 乙液体的温度降低的快，甲液体温度降低慢；利用热量的计算公式 Q 吸

=cm △ t 可知，在质量相等、初温相同、放热也相同的情况下，谁的温 度降低得快，它的比热容小；所以，甲液体的比热容大，所以若 A 、B 两种液体中，一种液体是水，则这

种液体一定是甲液体。

由例图2可知：甲液体水的初温是

60 C,经过15分钟后甲液体的末温是 40C ，则水放出的热量：Q

水放

=c 水 m 水(t 水—t o ) =4.2 x 103J/ ( kg?C ) x m 水x( 60 C — 40C )。

乙液体的初温是60 C ，经过15分钟后乙液体的末温是 20 C,则乙液体放出的热量： Q 乙放=c 乙m 乙(t 乙—t 0) =c 乙m 乙 x( 60 C — 20 C ) o 由题知，水和乙液体的质量相同，即

m 水=口乙。时间相等时，两种液体放出的热量相等，即

4.2 x 103J/ ( kg?C )x m 水 x( 60 C — 40 C ) =c 乙 m 乙(60 C — 20C )。 解得 c 乙=2.1 x 103J/ ( kg?C ) o

读例图2可得，乙液体在15min 内由60C 降低到20C ，降低的温度是 60C — 20C =40 C , 所以，乙放出的热量 Q 放=cm ^t=2.1 x 103J/ ( kg?C)x 0.5kg x 40C =4.2 x 104J 。

答：甲；2.1 x 103J/ ( kg?C ) ； 4.2x 104J o

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例图2

四、习题练习

(一)选择题

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4

1. 2016年8月，我国发射了全球首颗量子卫星，为纪念墨子，这个全球首颗量子卫星被命名为“墨 子号”。发射卫星的火箭常使用液态氢作为燃料，主要是因为液态氢具有（ ）

A. 较小的密度

B.较大的比热容

C.较低的沸点

D.较高的热值 2. 探究“比较不同物质的吸热能力”时 ，同学们用酒精灯同时开始均匀加热质

量和初温都相等的沙子和水，装置如图1所示。下列说法正确的（）。 A ?实验中，沙子吸热升温较快，说明沙子吸热能力较强

B ?在本实验中，物体吸热多少是由物质的种类决定的

C ?实验中，将沙子和水加 热到相同温度时，它们吸收的热量相同

D ?实验中，加热相同的时间，末温低的物质吸热能力强 3. 关于热现象，下列说法正确的是（ ）。

A ?夏天用电风扇吹风能使人感到凉爽，这是因为电风扇降低了空气的温度

B .海洋对全球气温起到了很好的调节作用

C .摩擦生热”现象是用热传递的方法改变物体的内能

D ?晶体和非晶体都有一定的熔点

4?我国研制的“神舟九号”试验飞船在返回地面通过大气层的飞行中, A. 飞船的外表温度会升高

B. 飞船的一部分机械能转化为内能

C. 飞船的势能越来越小

D. 飞船的外表的内能增加是通过热传递方式改变内能的。 5?用两个相同的电热器给质量同为 1kg 的物质甲和水加热，它们的温

度随加热时间的变化关系如图 2所示，据此判断甲物质和水升高相同的温 度

时，甲物质吸收的热量是水吸收的热量的

（

）。

A. 2倍

B. 1倍

C. 0.5倍

D.条件不足，无法判断

6. 下列说法中，正确的是（ ）。 A. 机械能为零的物体，内能一定也为零 B. 炽热的铁水具有内能，冰冷的铁块不具有内能

C. 铁丝被快速弯折的过程中，温度升高是因为机械能转化成内能

D.汽油机的压缩冲程中，主要是用热传递的方式增加了气缸内物质的内能 7.

下列说法正确的是（ ）。

A.机械能大的物体内能大

B.内能相同的不同物体之间一定不发生热传递

C.任何物体都有内能

D.物体内能增加温度一定升高

8. 如图3为某一天中央电视台天气预报的截图。图中显示的四个 地方，表明内陆地区的温差比沿海地区的温差大， 造成这种差别的主要

原因是（

）。

A .水的比热容比泥土、砂石的比热容大 B. 水的内能比泥土、砂石的内能大 C 水的密度比泥土、砂石的密度小 D ?水的温度比泥土、砂石的温度低 9.

状态一定的某种物质的比热容 （ ）。

A. 跟它吸收的热量成正比

B. 跟它的质量成正比

J ［科虞临

甲

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Lx.y 1

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F 列说法中不?确.的是（

）。

枕子水

图1

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10

C

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晴-多云

图3

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C. 跟它的温度变化成正比

D. 是物质的一种属性，大小与上述因素无关

11. 下列关于功、内能和热量的描述中正确的是（

）。

A .物体的温度不变，内能一定不变

B .做功和热传递都能改变物体的内能

C

.温度高的物体含有的热量比温度低的物体多 D .热量总是从内能大的物体向内能小的物体传递 12. 现代火箭用液态氢作燃料，是因为它具有 （

）。 A .较大的比热 B .较低的沸点 C .较大的热值

D .较高的凝固点 13. 质量和温度相同的水和铁块，分别放出相同的热量后，将铁块放入水中，这时（

）。 A .铁块向水传递热

B .水向铁块传递热

C .两者不发生热传递

D .条件不足，无法确定发生热传递

二、填空题 14. 兵兵同学想通过实验来比较液体 A 和液体B 的比热容是否相同，他采用的实验方法是：取相同

的A 、B 两种液体，用相同的电热器加热，在相同的时间内比较它们

_________ 的温度。他所用的公式是 C= ________________ 。

15. 如图5所示的流程图是用来说明单缸四冲程汽油机的一个工作循环及涉及到的主要能量转化情况， 请对图中①②③④的内容在下列划线上补充完整。

嘶中程 二＞ :卷:匚二＞ ;暑;匚二＞ 排气冲程

图5

① _______ 冲程② _______ 能转化为 _____ 能③ ______ 冲程④ _______ 能转化为 ______ 能。

16. 为节能减排，在北方一些地方实施了“暖房子”工程。项目之一是在楼房的外墙贴泡沫板，这样

在冬天可以通过有效地阻碍 ____________ 的方式发生，从而减少房间里内能的损失。

17. 2011年3月11日，日本仙台以东海域发生大地震并引发海啸.海浪具有巨大的

_____ 能，致

使福岛核电站冷却系统受损，反应堆温度升高.用海水冷却反应堆是利用10?如图4所示，对下列热学知识进行的归纳总结中，正确的是（

）

A .下滑时通过做 功

增加了物体的 内能 B .空气推动塞 子做功，空气内

能增加 图4

C .海边昼夜温差 小是因为水的比热 容小

D ?汽油机的压缩 冲程是利用内能转化 成机械能来工作

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图7

6

______ 方式来改变反应堆的内能?福岛附近的空气中检测到核电站泄漏的放射性物质，说明分子是在不 停 的。

18. 夏天采用水垫或水枕可以达到防暑降温的效果。水垫和水枕中用水作致冷剂是因为水的 的方式改变了人体的内能。改变物体内能的方式有两种，另一种 19.

质量相同的两个物体由于放热而

降温，若这两个物体的比热容之比为

1 : 2，降低的温度之比为 3 :

2,则它们放出的热量之比是 ____________ 。

20. ____________________________________________________________________ 汽油的热值是 4.6 X 07J/kg,它的物理意义是： ___________________________________________________________ 。现有汽油 500g , 若完全燃烧一半，能放出 ______________ J 的热量，剩余汽油的热值是 ________________________ J/kg 。

21. __________________________________ 在研究水的升温特性过程中， 小芳在烧杯中注入 200 g 的水。用酒精灯给烧杯加热， 在水温由20C 上升至100C 的过程中.水的内能增加了 J ,水吸收的热量 _」选填“大于”、“小于”或“等于”)

酒精燃烧所放出的热量。水吸收的这些热量可以使

1kg 的干泥土温度升高 _________ C ［水的比热容c=4.2

x 103J/(kg

)、干泥土的比热容 c=0.84 x 103J/(kg

)］。

22 ?科学家发明了一 款单缸六冲程内燃机，它每一个工作循环的前四个冲程与单缸四冲程内燃机相 同，在第四冲程结束后，立即向汽缸内喷水，水在高温汽缸内迅速汽化成高温、高压水蒸汽，推动活塞再 次做功，水蒸汽温度 _________________________ (选填“升高”、“降低”或“不变”),这样燃烧同样多的燃料获得了更多的机 械能，提高了热机的 ______ 。为进入下一个工作循环，这款内燃机的第六冲程是 ______________ 冲程。

三、实验探究题

23.由于怕饭菜太烫，来不及冷却而影响小明的早餐，妈妈总是很早就起床了。为了让妈妈多睡一会

儿，小明就想找到一种让物体快速冷却的方法。为此小明进行了如下的探究: 小明注意到妈妈是把饭菜放在空气中冷却的，而厨房中适合用来冷 却的另一种物质就是水。水和空气哪个的导热性能好呢？为此小明用两 个相同的牛奶瓶，都装入热牛奶，一个放在温度与室温相同的水中，另 一个就放在空气中，为了尽量减少其他因素的影响，他把两个瓶都用木 块垫起来，放在同一个桌面上，如图 6所示。实验时他每隔一定的时间 记录一次甲、乙两温度计的示数，得到的数据如下表：

时间/min 0 2 4 6 8 10 12 14 16 甲的示数/C 70 60 53 47 42 39 37 35 34 乙的示数/C

70

66

61

58

55

52

50

48

46

(1) 对甲、乙两个瓶中的牛奶，小明要控制它们哪些量相同？ _____________________ 。

(2) ____________________________________________________________________ 小明通过实验，得到的正确结论是什么？ _______________________________________________________________ 。

(3) 进一步分析表中甲的示数，小明发现，在冷却过程中，牛奶冷却的快慢前后并不一致，是越来越 的。 ⑷小明又仔细分析了冷却速度变小的原因，认识到这是因为牛奶冷却的快慢还会受到 的影响。

24?如图7所示是 比较水和煤油吸热升温特点 ”的实验装置。

(1) __________________________________________ 加热过程中，用搅

棒搅动的目的是 _______________________________________ 。水和煤油吸热的 多少是通过 ______________________ 来反映的(填 温度计示数”或 加热时 间”)。

(2) ____________________________________________ 关于该实验的变量控制，下列要求中不正确的是 ____________________________ (填字母)。

较大，在使用过程中通过 图6

QL ;irrTrrrf^) (irr=lizirni^j

A .采用相同的加热方法(如酒精灯火焰的大小、与烧杯底的距离相等)

(2) 22.5 C

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