第十二章+《内能和热机》（同步课件）(共45张PPT) -2023-2024学年九年级上册物理同步精品课堂（沪粤版）

(共45张PPT)
第十二章：内能和热机
单元复习
沪粤版
九年级
上册
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PART 01 目标导航
PART 02 思维导图
PART 03 知识精讲
PART 04 真题演练
PART 05 模拟题检测
目录
01
目标导航
课程要求 课标解读
1．内能、热量的概念，影响内能的因素，改变内能的途径； 2．比热容的概念、单位、意义及其应用； 3．热量的计算； 4．热机的工作原理及能量转化过程； 5．燃料的热值及热机效率。 1.了解内能和热量的概念，知道温度、内能和热量三者之间的关系；
2.知道改变内能的两种方式；
3.知道热值的概念，会根据公式进行简单的计算；
4.通过实验探究理解比热容的概念，会根据水的比热容较大的特点解释一些有关的现象；
5.会利用吸、放热公式进行简单的计算；
6.了解热机的工作原理。
02
思维导图
03
知识精讲
知识点01 内能
1．内能：把物体内所有的分子动能与分子势能的总和叫做物体的内能。
2．单位：焦耳，符号J。
3．改变内能的方式：做功；热传递。
【即学即练1】
下列实例中,改变物体内能的方式与其他三个不同的是 (　　)
A.用力搓手,手会发热
B.把冰冷的手放到嘴边哈气,手会变暖
C.用锯条锯木头,锯条温度升高
D.用手反复弯折铁丝,铁丝弯折处会发热。
【答案】B
【解析】ACD为做功改变物体的内能；B是热传递改变物体内能，故B正确。
故选B。
知识点02 热量
1．定义：把物体在热传递过程中内能改变的多少叫做热量。2．单位：焦耳，符号是J。3．实质：能量(内能)从高温物体传到低温物体或者从同一物体的高温部分传到低温部分的过程。(也就是说内能在物体间的转移，能的形式并未发生变化)
【即学即练2】
关于温度、热量和内能，下列说法中正确的是 (　　)
A．物体吸收热量，物体的温度一定升高
B．物体的温度越高，物体所含的热量越多
C．物体的内能增加，温度一定升高
D．物体的温度升高，内能一定增加
【答案】D。
【解析】 水在沸腾时或者晶体在熔化时，虽然吸收热量，内能增加，但温度不变；故AC错误；
B.一杯100℃的水所含有的内能远远小于一桶水的内能，故B错误；
D. 物体的内能增大温度不一定升高，但是温度升高内能一定增大，故D正确。
故选D。
知识点03 热值
1．概念：把某种燃料完全燃烧时所放出的热量与燃料质量的比叫做这种燃料的热值。
2．符号：q
3．单位：J/kg
4．公式：Q=mq
【即学即练3】
关于燃料的热值，下列说法中正确的是(　　)
A．燃料的热值与质量有关
B．燃料的热值与燃料是否容易燃烧、燃烧条件无关，与燃料种类有关
C．热值大的燃料燃烧时放出热量多
D．固体燃料的热值一定小于液体燃料的热值
【答案】B
【解析】燃料的热值只跟燃料的种类和状态有关，同时燃料放出热量多少与热值大小和燃料的量有关，故ACD错误。
故选B。
知识点04 比热容
1．比热容：比热容在数值上等于单位质量的某种物质，温度升高（或降低）1℃所吸收（或放出）的热量。
2．物理意义：表示物质的吸、放热性能。
3．单位：J/(㎏·℃）。
4．热量的计算：
（1）吸热公式：Q吸=cm(t-t0)
式中Q吸表示物体吸收的热量，c表示物质的比热容，m表示物体的质量，t0表示物体原来的温度，t表示物体后来的温度。(t-t0)表示温度的升高量。
（2）放热公式：Q放=cm(t0-t)
式中(t0-t)表示物体温度的降低量。
【即学即练4】
根据比热容的概念，判断下列叙述正确的是(　　)
A．20 ℃的水比80 ℃的水的比热容大
B．一杯水的比热容比半杯水的比热容大
C．一杯煤油用去一半，它的比热容减为原来的二分之一
D．玻璃被打成碎片后比热容不变
【答案】D。
【解析】比热容是物质本身固有的一种属性，只与物质种类和状态有关，跟其他因素无任何关系，故选D。
考点05：热机
1．热机：将燃料的化学能通过燃烧转化为内能，然后通过做功，把内能转化为机械能。
2．汽油机：是用汽油作燃料，使汽油在机器内部燃烧，从而将内能转化为机械能的一种热机。
3．汽油机的工作原理：
（1）汽油机工作时，活塞在气缸里做往复运动，活塞从气缸的一端运动到另一端叫做一个冲程（也叫行程）。
（2）汽油机的四个冲程：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。
（3）在四个冲程中，只有做功冲程是将内能转化为机械能，其他三个冲程均为辅助冲程，要靠安装在曲轴上的飞轮的惯性来完成动作。
【即学即练5】
如图表示四冲程内燃机的某个冲程示意图，这个冲程是(　　)
A．吸气冲程 B．压缩冲程
C．做功冲程 D．排气冲程
【答案】B。
【解析】图中进气门和排气门关闭，曲轴和连杆方向都向上，因此为压缩冲程，故选B。
【即学即练6】
汽油机在做功冲程中，高温气体迅速膨胀而做功，此时气体的温度和内能的变化情况是(　　)
A．温度降低，内能增大
B．温度不变，内能不变
C．温度升高，内能增大
D．温度降低，内能减小
【答案】D
【解析】在做功冲程中气体燃烧燃烧对外做功，自身呢内能减少，温度降低，故选D。
考点06：热机效率
1.热机的热效率定义：热机工作时，用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的热量之比；
2.公式：（车）
（烧水）
3.提高热机效率的方法：保证良好的的润滑以减少摩擦、减少各种热量损失等；让燃料燃烧的跟充分；设法利用废弃的能量。
【即学即练7】
如图所示是最新一款无人驾驶汽车原型图。汽车自动驾驶时使用雷达传感器和激光测距仪来了解周围的交通状况．该款车以72 km/h的速度在一段平直的公路上匀速行驶了8 km，消耗汽油1.5 L。假设燃油完全燃烧，汽油机的效率为30%，那么，在这段运动过程中，求：(1)该汽车发动机做的有用功是多少．(2)该汽车的输出功率为多少．(已知：汽油的密度为0.8×103 kg/m3，
汽油的热值为4.5×107 J/kg)
03
真题演练
（2023·湖南常德·统考中考真题）下表是一些物质的比热容[单位J/(kg·℃)]，根据表中数据和生活现象，下列判断中正确的是（　　）
A．不同种类的物质，比热容一定不同
B．比热容与物质物质的状态无关
C．质量相同、初温相同的铝块和铜块吸收相同的热量，铜块的末温更低
D．沿海地区昼夜温差小，是因为水的比热容较大
水 4.2×103 铝 0.88×103
煤油、冰 2.1×103 铁、钢 0.46×103
砂石 约0.92×103 铜 0.39×103
【答案】D
2．（2023·北京·统考中考真题）如图所示，在试管内装适量水，用橡胶塞塞住管口，将水加热一段时间后，橡胶塞被推出，管口出现大量“白气”。下列说法正确的是（　　）
A．管口出现的“白气”是水蒸气
B．水蒸气推出橡胶塞导致水蒸气内
能增加
C．水被加热的过程中，其内能是通
过做功的方式改变的
D．水蒸气推出橡胶塞的过程中，橡胶
塞的动能是由水蒸气的内能转化来的
【答案】D【详解】A．管口出现的“白气”是水蒸气液化成的小水滴，故A错误；BD．水蒸气推出橡胶塞，水蒸气的内能转化为橡胶塞的机械能，水蒸气内能减小，故B错误，D正确；C．水被火焰加热的过程中，其内能是通过热传递的方式改变的，故C错误。故选D。
3．（多选题）（2023·北京·统考中考真题）下列说法正确的是（　　）
A．运动的小球具有机械能，而不具有内能
B．铁块很难被压缩，说明分子间只存在斥力
C．汽油机的压缩冲程中，活塞压缩气体，将机械能转化为内能
D．内陆地区比沿海地区昼夜温差大，原因之一是砂石的比热容比水的比热容小
【答案】CD
【详解】A．任何物体在任何情况下都具有内能，故A错误；
B．铁块分子间既有引力也有斥力，很难被压缩，是因为压缩时斥力大于引力，总的表现为斥力，故B错误；
C．汽油机的压缩冲程中，两气门关闭，活塞压缩气体，对气体做功，气体温度升高，机械能转化为内能，故C正确；
D．沿海地区和内陆地区相比，沿海地区水多，水的比热容大，在相同的吸放热条件下，水的温度变化小，昼夜温差小，故D正确。
故选CD。
4．（2023·湖北鄂州·统考中考真题）小勇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，把初温为20℃的1kg水加热到100℃，燃烧了0.025m3天然气，则水吸收的热量为___________J，假设天然气完全燃烧，则燃气炉烧水的效率为___________。（天然气的热值为4×107J/m3）
5．（2023·湖北鄂州·统考中考真题）如图所示，该玩具叫做爱心温度计。由上下两个玻璃瓶和中间一段弯曲的心形细玻璃管组成，事先在下面瓶子里装有乙醚液体（沸点约为34℃）。把热的手捂在下面瓶底装有液体的部位，一会儿后，乙醚沸腾起来，导致下方玻璃瓶上部气压增大，使液体顺着瓶子里的细玻璃管向上涌。松开手后，液体又会流回底部。
（1）手握瓶底时，手掌的热通过___________（选填“做功”或“热传递”）的方法，改变了乙醚的内能；
（2）松开手后，玻璃瓶上方乙醚蒸气经___________（填物态变化名称）又流回底部。
【答案】 热传递 液化【详解】（1）[1]改变物体的内能有两种物理过程，即做功与热传递。手握瓶底时，瓶底从手掌吸收了热量，乙醚从瓶底吸收了热量，能量发生了转移，故手掌的热是通过热传递的方式改变了乙醚的内能。（2）[2]松开手后，乙醚蒸汽无法继续吸收热量，乙醚蒸气遇冷液化成液态乙醚，流回瓶底。
6．（2023·湖南益阳·统考中考真题）某小组同学为了比较水和沙石的比热容大小，在两个相同的烧杯中分别装入质量相同的水和沙石，用相同的酒精灯加热。
（1）小组的实验装置如图所示，其中有一处明显的错误，错误之处是_________；
（2）更正错误后，加热相同的时间，沙石升高的温度比水多，说明沙石的比热容比水______（选填“大”或“小”）；
（3）比较全班不同小组的实验数据，发现各小组之间的实验数据有较大的不同，可能原因是________（请写出一条）。
【答案】 盛水烧杯中温度计的玻璃泡接触了烧杯底 小 见解析【详解】（1）[1]根据小组的实验装置可知，其中一处明显的错误是水中温度计的玻璃泡接触了杯底。（2）[2]更正错误后，加热相同的时间，则水和沙石吸收的热量相同，沙石升高的温度比水多，说明沙石的吸热能力弱，即沙石的比热容比水小。（3）[3]比较全班不同小组的实验数据，发现各小组之间的实验数据有较大的不同，可能原因是：各小组所用水（沙石）的质量不一样；各小组水（沙石）的初温不一样；各小组的酒精灯不完全相同；各小组记录温度变化的时间间隔不一样。
7．（2023·湖南益阳·统考中考真题）如图所示为某种固体酒精炉，固体酒精炉比液体酒精炉使用时更安全。为了测定该固体酒精炉的热效率，在炉中放入40g的固体酒精，当固体酒精燃烧完后，锅中1kg的水温度从20℃升高到了70℃。已知固体酒精的热值为1.5×107J/kg，水的比热容是4.2×103J/（kg·℃）。
（1）若固体酒精完全燃烧，则放出的热量是多少？
（2）水吸收的热量是多少？
（3）小明测得固体酒精炉的热效率是多大？
（4）请写出固体酒精炉热效率不高的一个原因。
04
模拟题检测
1．（2023·福建厦门·统考模拟预测）炎热晴朗的夏夜，小海漫步于美丽的海沧湾公园，感受到凉风习习。图中能反映凉风形成原理的是（　　）
【答案】B
【详解】因为海水的比热容比陆地（泥土、沙石）的比热容大，夜晚，陆地和大海放出相同的热量，陆地比大海降温多，海面上的空气密度小，会上升，地面附近的冷空气就会来补充，于是冷空气沿地面吹向大海，形成陆风。故B符合题意，ACD不符合题意。
故选B。
2．（多选题）（2023·黑龙江佳木斯·校联考模拟预测）勤思考、爱交流的小琴对学过的热学知识进行总结，并与小明进行交流，小明认为小琴总结的结论有的正确，有的错误。小琴总结的下列结论中错误的是（　　）
A．扩散现象说明分子间存在相互作用的引力和斥力
B．一切物体在任何情况下都具有内能
C．水的比热容比沙石的大，所以沿海地区比内陆地区昼夜温差大
D．在四冲程内燃机中，做功冲程将内能转化为机械能
【答案】AC
【详解】A．两种物质相互接触时，彼此进入对方的现象叫扩散，扩散现象表明分子不停地做无规则的运动，故A错误，符合题意；
B．内能是指物体内部所有分子做无规则运动所具有的动能和分子间相互作用的势能的总和，一切物体在任何情况下都具有内能，故B正确，不符合题意；
C．沿海地区水多，内陆地区水少、沙石多；水的比热容较大，沙石的比热容小。所以，白天相同质量的水和沙石比较，吸收相同的热量，水的温度升高的少；夜晚，放出相同的热量，海水的温度降低的少，使得沿海地区昼夜的温差小，故C错误，符合题意；
D．在四冲程内燃机中，做功冲程是高温高压的燃气对活塞做功，燃气的内能减少，活塞的机械能增加，内能转化为机械能，故D正确，不符合题意。
故选AC。
3．（2023·湖南长沙·校考二模）小辉和家人在海边度假时发现海水的温度比沙滩低，在网上查阅资料后了解是因为水的吸热能力强；小辉利用家用电烧水壶来进行实验验证，烧水壶容量1.5L，在标准大气压下将一壶20℃的水烧开，水吸收了_________J的热量（已知水的比热容为4.2×103J/（kg·℃），当水的温度从20℃升高到80℃时，水的比热容如何变化：_________。
4．（2023·内蒙古包头·校考三模）为了探究“不同物质的吸热能力”，琪琪同学用两个相同的烧杯装入质量相同的水和花生油，并用相同规格的电加热器分别给水和花生油加热（如图甲）；
（1）琪琪根据实验的数据绘制出了如图乙所示的图像，由于图像可知，加热5min时，b物质的温度上升的更明显，说明b的吸热能力___________（填“强”或“弱”），此时a、b两种液体吸收的热量关系是：Qa_________Qb（填“>”、“<”或“=”）；
（2）已知c水=4.2×103J/（kg·°C），由图像可知，花生油的比热容是___________J/(kg·°C)；
（3）若使两种液体加热相同时间内，升高的温度也相同，则应该适当减小___________（填“水”或“花生油”）的质量。
5．（（2023·广西百色·统考三模）氢燃料被公认为是21世纪最理想的能源之一。图所示是上汽大通汽车有限公司生产的氢燃料新能源汽车，假设其满载时的重力为4×104N，某次满载后匀速直线运行24km从A地到B地，用时20min。此过程中，该新能源汽车所受阻力是2100N。（氢的热值是1.4×108J/kg，g取10N/kg）请计算：
（1）该新能源汽车从A地到B地的速度是多少m/s
（2）从A地到B地该新能源汽车牵引力的功率多少W？
（3）若此过程中，该新能源汽车消耗氢燃料0.75kg，求该新能源汽车发动机的效率。
THANK YOU
@物理怪怪怪