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文本内容:
第十二章《机械能和内能》
(一)考纲要求
(1)了解能量及其存在的不同形式,能用实例说明物体的动能和势能以及它们的转化
(2)了解内能的概念,能描述温度与内能的关系,了解热量的概念
(3)知道做功和热传递是改变物体内能的两种方式,了解热机的工作过程典例剖析一机械能及其转化例
1.在探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验中
(1)实验中,物体的动能是指物体(选填“A”或“B”)
(2)选用图甲探究的是动能与的关系,理由是两球相等若木块被撞后移动的距离越远,说明小车对木块的推力越多,小车撞击木块时的动能得出的结论是
(3)选用图乙探究的是动能与的关系,理由是两球相等,得出的结论是
(4)实验中物体的速度是指物体A从斜面上滚下与物体B碰撞时_________(选填“碰前A”、“碰后A”、“碰前B”或“碰后B”)的速度,它是通过_______(选填“高度”或“质量”)来改变的
(5)实验中多次让物体从斜面同一高度上静止滚下时,应改变_________(选填“物体A”或“物体B”)的质量,这是为了研究物体动能与物体质量的关系
(6)若水平面绝对光滑且不计空气阻力,该实验还能得出结论吗?答______________例2.为探究重力势能的大小与什么因素有关,小明利用带有四个铁钉的小方桌、沙箱及质量不同的重物设计并进行了如图所示实验
(1)实验中通过观察_______________________________________来判断物体重力势能的大小
(2)要探究重力势能大小与高度的关系应选择图_____和图_____进行分析比较,得出的结论是
(3)图2和图3探究的问题是_______________________________________例
3.一中学生骑自行车下坡时,不蹬脚踏板恰好匀速向下运动在此过程中,他的动能、势能和机械能的变化情况是()A.动能不变,势能减小,机械能减小B.动能增大,势能减小,机械能不变C.动能减小,势能减小,机械能减小D.动能不变,势能减小,机械能不变二内能的改变例
4.下列关于温度、热量和内能的说法中正确的是()A.物体温度升高,一定吸收了热量 B.物体放出热量时,温度一定降低 C.物体温度升高,内容一定增加 D.物体内能增加时,温度一定升高例
5.下列现象属于用热传递的方式改变物体内能的是()A.反复弯折铁丝,铁丝的弯折处会变热B.夏天,柏油马路在烈日下会被晒热C.远古时代,人们采用钻木的方式来取火D.冬天,两手相互搓一搓就会暖和例
6.做功可以改变物体的内能,下图中物体的内能减少的是()三热机例
7.用酒精灯给试管加热,如图所示,试管口软木塞冲出的过程中,下列说法正确的是()A.水蒸气对软木塞做功,水蒸气内能增大B.水蒸气的内能转化为软木塞的机械能C.能量的转化与热机压缩冲程能量转化相同D.试管口的“白气”是水蒸气汽化形成的例
8.摩托车上的热机工作时提供动力的冲程是()A.吸气冲程B.压缩冲程C.做功冲程D.排气冲程例
9.下图是汽油机工作时各种冲程的示意图,其中表示做功冲程的是()难点突破例
10.如图所示,“套圈”出手后,从a点到c点的过程中(不计空气阻力),下列说法正确的是()A.“套圈”由a到b过程中,动能逐渐增大B.“套圈”在b点的机械能大于a点的机械能C.“套圈”由b到c过程中,机械能逐渐变小D.“套圈”由a到b再到c过程中,重力势能先变大后变小例
11.关于“功和能”的关系,下列说法中正确的是()A.一个物体的能量越大,它做的功一定越多B.一个物体没有做功,它就没有能量C.一个物体能够做功,它就具有能量D.具有能量的物体一定正在做功例
12.关于温度、热量、内能,以下说法正确的是()A.物体的温度越高,所含的热量越多B.0℃的冰没有内能C.一个物体吸收热量时,温度不一定升高D.对物体做功,物体的温度一定升高拓展训练1.地震灾害一般不容易预测,所以我们都要掌握一些防震减灾常识在不幸碰上强烈地震时,若你处在较高的楼层上,不能轻易跳楼,是因为人具有较大的_______能,在落到地面时极易受伤假如在山坡上发生泥石流,由于其自身能量的转化,会使其速度___(选填“变快”、“变慢”或“不变”),我们不能选择与泥石流赛跑,而是立即向垂直的方向逃离危险区域2.“十次车祸九次快,还有喝酒和超载”,汽车在公路上行驶的过程中,超速、超载容易引发交通事故,这是因为速度越大,_________越大;质量越大,__________越大3.许多同学都很喜欢设计和参加“多米诺骨牌效应”活动(按一定距离拌列的骨牌,碰倒第一块骨牌后,其它所有骨牌会依次倒下),其中的物理原理是骨牌倒下时,转化为,这部分能量就转移给下一张骨牌,下一张骨牌倒下时具有的能量更大,骨牌被推倒的速度越来越快4.火山爆发是由于炽热的岩浆在极大的压力下突破地壳,喷涌而出,这说明流出的岩浆具有动能,它是由能转化来的岩浆冲上山坡,又将其动能转化为______能5.一台单缸四冲程汽油机的飞轮转速为1200r/min,那么汽油机每秒钟内完成个冲程,活塞往复次,燃气推动活塞做功次6.2011年3月11日,日本发生里氏9.0级地震所引发的大规模海啸,冲毁了建筑,卷走了村落造成了大量人员伤亡,海啸具有极大破坏力的主要原因是海啸形成的海浪具有巨大的()A.电能B.机械能C.核能D.内能7.我市为了杀灭美国白蛾调动了直升飞机,在灾区上空喷洒生物农药,飞机在某一高度水平匀速飞行喷洒农药的过程中,飞机的()A.动能减小,重力势能减小B.动能不变,重力势能不变C.动能减小,重力势能不变D.动能增大,重力势能减小8.“嫦娥一号,返回舱在距离地面一定高度时,需要打开降落伞减速,以便安全着陆,在返回舱减速下降的过程中()A.动能不变,势能减小,机械能不变B.动能不变,势能减小,机械能减小C.动能减小,势能减小,机械能减小D.动能增大,势能减小,机械能不变9.对雨滴在空中匀速下落过程的分析(不考虑雨滴质量变化和雨滴受到的浮力)正确的是()A.雨滴受到平衡力的作用B.雨滴下落过程中机械能保持不变C.雨滴受到的重力大于它受到的阻力D.雨滴的重力势能转化为动能10.下列属于通过做功途径改变物体内能的是()A.在火炉上烧水,水温升高B.感冒发热,用冷毛巾敷额头C.用气筒给轮胎打气,气筒壁发热D.冬天晒太阳身体感到暖和11.2010年1月17日,中国在西昌卫星发射中心用“长征三号”运载火箭成功发射第三颗北斗导航卫星承载卫星的火箭竖直向下喷出的气体,对火箭产生了向上的巨大推力,火箭和卫星一起加速上升,如图所示,在这个过程中()A.火箭对卫星的推力大于卫星的重力,卫星的机械能增加B.火箭对卫星的推力大于卫星的重力,卫星的机械能减少C.火箭对卫星的推力小于卫星的重力,卫星的机械能增加D.火箭对卫星的推力小于卫星的重力,卫星的机械能减少12.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.温度为0℃的物体没有内能C.物体内能增加,一定要从外界吸收热量D.温度相等的1kg水和100g水内能相同13.下列实例中属于机械能转化为内能的是()A.内燃机的活塞在燃气推动下运动 B.点燃的火箭飞向太空C.夏天,广场上的石凳被晒得发烫 D.陨石坠入地球大气层成为流星第十二章《机械能和内能》
(二)考纲要求
(1)了解比热容的概念,知道比热容是物质的物理属性,能用比热容解释简单的自然现象
(2)了解热值的概念,能从能量转化的角度认识燃料的热值
(3)会用公式Q=cm△t计算热量,会进行燃料燃烧放热的简单计算典例剖析一比热容例
1.为了比较水和食用油的吸热能力,小明用两个相同的装置做了如图所示的实验实验数据记录如下
(1)实验中,小明选用了两个火焰相同的酒精灯,分别给水和食用油加热,这样做的目的是
(2)实验中,小明用表示水和食用油吸热的多少
(3)从表中数据可知,水和食用油的质量(选填“相同”或“不相同”),加热结束时,食用油的温度比水温度_____(选填“高”或“低”)
(4)在此实验中,如果要使水和食用油的最后温度相同,就要给________加热更长的时间,此时,水吸收的热量________(选填“大于”或“小于”或“等于”)食用油吸收的热量
(5)实验表明,__________(选填“水”或“食用油”)吸热的能力更强例2.两个相同的容器分别装满了质量相同的甲、乙两种液体,用同一热源分别加热,液体温度与加热时间关系如图所示则()A.甲液体的比热容大于乙液体的比热容B.如果升高相同的温度,两液体吸收的热量相同C.加热相同的时间,甲液体吸收的热量大于乙液体吸收的热量D.加热相同的时间,甲液体温度升高的比乙液体温度升高的多例3.用两个相同的电热器给质量相同的物质甲和水加热,它们的温度随加热时间的变化关系如图所示,据此判断物质甲的比热容为()A.
2.1×103J/(kg·℃)B.
4.2×103J/(kg·℃)C.
1.2×103J/(kg·℃)D.条件不足,不能确定二热值例
4.近几年煤炭价格较高,少数不法商贩将煤渣石、破碎石掺在优质煤中高价销售,客户为了不上当,最恰当的方法是检测煤的()A.温度B.质量C.热值D.比热容例
5.某同学学习了燃料的热值后,自己设计了一个实验来探究煤油和菜籽油的热值大小关系他实验时组装了如图所示的两套规格完全相同的装置,并每隔1分钟记录了杯中水的温度
(1)安装、调整实验器材时,科学合理的顺序是(甲图)先调整固定的位置,再调整固定的位置(选填“A”或“B”)
(2)为保证实验结论的可靠,实验时应控制两套装置中相同的量有加热时间、水的以及
(3)通过表中记录的数据,你认为煤油和菜籽油两种燃料中,热值较大的是
(4)该同学实验前用天平测出了烧杯中水的质量及两油灯中燃料的质量,并根据记录的数据、利用公式Q吸=cm(t-t0)计算出了水吸收的热量,他认为通过这些数据能准确地计算出煤油和菜籽油的热值你认为他的计算结果可靠吗?为什么?三热量的计算例
6.天然气灶烧水,燃烧
0.5m3的天然气,使100kg的水从20℃升高到70℃已知水的比热容为C=
4.2×103J/(kg•℃),天然气的热值为q=
7.0×107J/m3求
(1)
0.5m3天然气完全燃烧放出的热量Q放
(2)水吸收的热量Q吸
(3)燃气灶的效率η例
7.太阳能热水器是直接利用太阳能给水加热的装置,下表是小明家的太阳能热水器某天在阳光照射下的相关信息,其中太阳辐射功率是指1h内投射到1m2面积上的太阳能太阳照射时间/h装水量/kg吸热板面积/m2水升高的温度/℃水的比热容/Jkg·℃-1太阳辐射功率/J·m2·h-
1101002.
5504.2×
1031.68×106求
(1)水在10h内吸收的热量;
(2)如果水吸收的热量用天然气来提供,需要完全燃烧多少m3的天然气;(天然气的热值为
8.4×l07J/m3,天然气完全燃烧放出的热量全部给水吸收)
(3)该太阳能热水器的能量转化效率难点突破例
8.我国自行研发的纯电动中巴车的质量约为2000kg,静止时轮胎与路面接触的总面积约0.2m2,该车以30m/s的速度沿水平路面匀速行驶1h,消耗汽油
20.25L,已知中巴车匀速行驶时的输出功率约72kW(g取10N/kg)
(1)中巴车静止时对路面的压强有多大?
(2)中巴车以30m/s匀速行驶时,所受阻力是多少?
(3)在此过程中,中巴车牵引力所做的功是多少?
(4)该中巴车的热机效率是多少?(汽油的热值为
3.2×107J/L)拓展训练1.我市在科学规划城市建设中,大量增加水面面积,利用水的大,在同样受热或冷却时,温度变化的缘故,且水在蒸发时热,可以调节气温,营造了舒适的生活环境2.1kg的水温度升高50°C吸收J的热量生活中我们经常看到司机往汽车发动机的水箱里灌水,这是因为水的大,所以在相同条件下水能(选填“放出”或“吸收”)较多的(选填“温度”、“内能”或“热量”),冷却效果好3.新型生物质能燃气炉以热值为
1.0×107J/㎏的秸秆作为燃料,则完全燃烧
8.4kg的秸秆得到热量为J若这些热量全部被水吸收,可使kg的水从30℃上升到50℃4.在实施“西气东输”工程中,西部地区的天然气被输送到缺乏能源的东部地区天然气与煤相比,从热学角度分析,它突出的优点是;从环保角度分析,它突出的优点是天然气是________(填“可再生”或“不可再生”)能源(q天然气=
1.14×108J/kgq煤=
3.0×107J/kg)5.两个物体放在一起相互接触,但它们之间没有发生热传递,则它们具有相同的()A.形状B.温度C.内能D.质量6.夏天,海边昼夜温差小,这是因为水的比热容较大,下列现象中不能反映这一特性的是()A.汽车发动机冷却循环系统用水做工作物质B.春天夜晚,农民往稻田里灌水以防秧苗冻坏C.夏天常常在教室的地面上洒水D.城区建造人工湖以降低“热岛效应”造成的夏季高温
7.现在买房的人都希望自己的房子附近有小溪或湖泊,其原因之一是那里相对来说“冬暖夏凉”这主要是因为水具有()A.流动性 B.较大的比热容 C.较低的凝固点 D.较高的沸点8.小明根据所学物理知识并结合下列表格中的数据,得出以下四个结论,其中正确的是()A.寒冬季节盛有水的水缸放在室外不可能破裂B.标准大气压下,铝在660℃时一定处于固液共存状态C.体积相等的铁球和铝球,如果它们的质量相等,铁球可能是实心的D.质量相等的实心铁块和实心铝块,升高相同的温度,铝块吸收的热量较多9.今年五一,吴力在父母的协助下,从早上8:00开始每隔半小时对市文化园的气温和园内人工湖的水温进行测量,下图是他根据记录的数据绘成温度t1随时间t2变化的图线据图可以判断()A.实线是水温图线,虚线是气温图线,因为水的比热容较大B.实线是水温图线,虚线是气温图线,因为水的比热容较小C.实线是气温图线,虚线是水温图线,因为水的比热容较大D.实线是气温图线,虚线是水温图线,因为水的比热容较小
10.2010年西南地区遭遇了百年一遇的大旱灾,水是人类生存不可缺少的物质图中能正确描述水的各物理量之间关系的图象是()11.由于水的比热容比沙石或干泥土的比热容大,所以在沿海地区陆地表面的气温比海面的气温昼夜变化显著因此()A.白天的海风多是从陆地吹向海面,夜晚的海风多是从海面吹向陆地B.白天的海风多是从海面吹向陆地,夜晚的海风多是从陆地吹向海面C.白天和夜晚的海风多是从陆地吹向海面D.白天和夜晚的海风多是从海面吹向陆地12.与“热”相关的物理现象,解释正确的是()A.扫地时,灰尘满屋,是由于分子做无规则运动的结果B.用水作汽车冷却剂,是因为水的比热容较大C.把冰放在手心,感到冷,是因为冰的内能为0D.反复弯折铁丝,弯折处发热,是通过热传递的方式改变内能13.用图甲所示装置“比较不同液体吸热升温特点”在两个相同烧杯中分别加入初温、体积相同的水和食盐水,用相同酒精灯加热直到沸腾
(1)分别测量出水和食盐水的沸点,发现食盐水的沸点比水高其中水沸腾时温度计的局部放大图如乙图所示,水的沸点为℃
(2)实验中加热食盐水到沸腾需要的时间长,说明食盐水吸收的热量比水
(3)能否仅由“加热食盐水到沸腾需要的时间长”得出食盐水比热容大的结论?答;其原因是
14.小红家里原来用液化石油气烧水,每天用60℃的热水100kg她参加“探究性学习”活动后,在老师和同学的帮助下,制造了一台简易的太阳能热水器
(1)若用这台热水器每天可将100kg的水从20℃加热到60℃,这些水吸收的热量是多少?
(2)若液化石油气燃烧放出的热量有70%被水吸收,她家改用太阳能热水器后平均每天可节约液化石油气多少kg?(液化石油气的热值是
8.0×107J/kg)。