(共42张PPT)
12.3 物质的比热容
第1课时 比热容
教材核心速填
比热容
1.比热容在数值上等于_____的某种物质温度升高(或降低)1 ℃所吸收(或放出)的
_____。
2.比热容用符号__表示;单位:_________读作:_______________。
3.大小:c= 。t2为末温,t1为初温,m为物体质量,Q为吸收热量。
4.比热容与物质的_____和_____有关。
1 kg
热量
c
J/(kg·℃),
焦每千克摄氏度
种类
状态
疑难突破:(1)比热容是物质的一种属性,它与物质的种类、状态有关,不随物质的体积、质量、形状、位置、温度的改变而改变。
(2)与水有关的应用,不一定都利用了水的比热容大这一特性。
课堂达标速练
1.在比较两种不同液体吸收相同热量后温度升高快慢的实验中,需要控制一些变
量,下列各控制内容有必要的是( )
A.加热时所用酒精灯里装的酒精量必须相等
B.盛放液体的容器要相同,两种液体的质量要相等
C.两种液体的体积要完全相等
D.两种液体的初温一定要相同
B
2.对于同一状态的某种物质,根据c=得知( )
A.比热容跟热量成正比
B.比热容跟质量成反比
C.比热容跟温度变化成反比
D.比热容与质量、热量及温度变化均没有关系
D
3.水常用来调节气温、取暖、作冷却剂、散热,是因为水的_______大;保温杯中的
开水,温度慢慢降低,喝掉一半后,水的比热容_____(选填“变大”“变小”或“不变”)。
比热容
不变
4.为了比较水和食用油吸热本领的大小,某同学做了如图所示的实验,在两个相同的烧杯中,分别装有水和食用油,用相同的电热器分别对它们加热相同的时间。
物质 质量/g 初温/℃ 末温/℃ 加热时间/min
水 60 20 45 6
食用油 60 20 70 5
(1)实验中应保证水和食用油的初温与_____(选填“质量”或“体积”)都相同。
(2)实验中选用相同的电热器对水和食用油加热相同的时间,水吸收的热量_____(选
填“大于”“等于”或“小于”)食用油吸收的热量。
(3)对水和食用油加热相同的时间后,可以观察到水升高的温度_____(选填“高于”“等
于”或“低于”)食用油升高的温度。
(4)实验表明,___(选填“水”或“食用油”)的吸热能力更强。在物理学中,我们用_______
这一物理量来描述物质的这种特性。
质量
等于
低于
水
比热容
课时分层进阶
考点一 探究不同物质的吸、放热性能
1.如图所示为“探究水和砂石的吸、放热性能”实验。用规格相同的两个烧杯,取相同质量的水和砂石(干燥的)。用同一盏酒精灯对它们分别加热,同时搅拌砂石和水。观察在相同的加热时间内,它们温度升高的情况。水和砂石的起始温度均为20 ℃。
(1)图中没有显示的本实验所需的测量工具是_____。实验中,通过比较_________来比较水和砂石吸收热量的多少。
加热的时间t/min 1 2 3 4 5 6 ……
水 22 24 26 28 30 32
砂石 28 36 44 52 60 68
秒表
加热时间
(2)用规格相同的两个烧杯,用同一盏酒精灯加热,理由是_______________________
_______________。
(3)加热过程中,不断地搅拌砂石和水,目的是___________________。
(4)分析实验数据可知:质量相同的水和砂石,加热相同的时间,水升高的温度_____(选
填“大于”或“小于”)砂石升高的温度;这说明___(选填“水”或“砂石”)的吸热性能强;
(5)实验中,若使水和砂石升高相同的温度,水吸收的热量_____(选填“大于”或“小于”)
砂石吸收的热量。
使水和砂石在相同时间内
吸收相同的热量
使砂石和水受热均匀
小于
水
大于
2.在探究不同物质吸热升温的现象时,用相同的热源和方法加热,则相同时间内沙
子和水吸收的热量_____。如图所示,实验得到沙子和水的温度随时间变化的图像,
其中a是_____的图像。
相等
沙子
考点二 比热容
3.下列关于比热容的说法中,正确的是( )
A.温度高的钢块比温度低的钢块比热容大
B.质量小的铁球比质量大的铁球比热容大
C.一桶水的比热容比一碗水的比热容大
D.比热容是物质的特性之一,可以用来鉴别物质
D
4.下列情况中,比热容会发生变化的是( )
A.水结成冰
B.水温由10 ℃升高到20 ℃
C.把粗铁丝拉成细铁丝
D.砖块的体积减小一半
A
易错点 不理解用加热时间来判断吸热的多少
5.如图所示是“比较食用油和水的吸热能力”的实验装置,下列说法正确的是( )
A.用相同的酒精灯加热相同的时间,水吸收的热量多些
B.用相同的酒精灯加热相同的时间,食用油升高的温度更高
C.实验中分别取相同体积的食用油和水
D.实验中,食用油吸热升温较快,说明食用油吸热能力较强
纠错:热源相同,用“加热时间”反映吸收热量的多少。
B
6.水的比热容比砂石的比热容大3倍多,这说明质量相同的水和砂石吸收相等热
量后( )
A.水的温度较高
B.砂石的温度较高
C.水的温度升高较多
D.砂石的温度升高较多
D
7.小明将一杯温度为36 ℃的水放入冰箱冷冻室后,水变为-18 ℃的冰块。现将这杯水的变化过程分为三个阶段:
①36 ℃的水变为18 ℃的水,放出热量Q1;
②18 ℃的水变为0 ℃的冰,放出热量Q2;
③0 ℃的冰变为-18 ℃的冰,放出热量Q3。
已知水的比热容大于冰的比热容,全过程质量不变,下列关系式正确的是( )
A.Q1>Q2>Q3 B.Q2>Q1>Q3 C.Q3>Q2>Q1 D.Q1=Q2>Q3
B
8.如表是一些物质的比热容。依据表格中的数据,下列说法错误的是( )
A.同种物质的比热容不一定相同
B.一瓶酒精倒出一半,瓶内剩余酒精的比热容变为1.2×103 J/(kg·℃)
C.质量为1 kg的砂石温度升高1 ℃吸收的热量约为0.92×103 J
D.质量相等的铝块和铜块,放出相等热量,铜块的温度变化大
物质 比热容[J·(kg·℃)-1] 物质 比热容[J·(kg·℃)-1]
水 4.2×103 砂石 约0.92×103
酒精 2.4×103 铝 0.88×103
冰 2.1×103 铜 0.39×103
B
9.将质量和初温均相同的铝、铜、铁三个金属球(c铝>c铁>c铜),浸没在沸水中煮较
长的一段时间,则三个球的温度_____。从沸水中吸热最多的是___球,吸热最少的
是___球。
相同
铝
铜
10.如图甲所示,把一个高温小球放入一小盒低温的沙子中(小球和沙子的质量相等),
两者的温度变化如图乙所示(不计热量的损失),通过乙图可得小球的比热容_____(选
填“大于”“小于”或“等于”)沙子的比热容,在此过程中小球的比热容_____(选填“增
大”“减小”或“不变”)。
小于
不变
11.(物理学与日常生活)为比较水和牛奶的比热容大小,某实验小组进行了如下实验:
将两支完全相同的试管分别装一定量的水和牛奶(水和牛奶的初温相同、质量相同),
然后将它们同时放入装有适量水的烧杯中,再对烧杯进行加热,如图所示。下列有关
说法正确的是( )
A.水和牛奶的吸热能力相同
B.加热相同的时间,水吸收的热量多一些
C.加热相同的时间,牛奶升高的温度高一些,说明牛奶的比热容大
D.要使牛奶和水升高相同的温度,对水加热的时间要更长一些
D
第2课时 比热容的应用与热量的计算
教材核心速填
一、比热容的应用
由于水的比热容较大,通常被应用在工业、农业和交通运输等各个方面,比如:
___________、___________等。
二、比热容的计算公式
1.Q吸=cmΔt=________,Q放=cmΔt=________。[Q吸是吸收热量,单位是J;c是比热容,单位是J/(kg·℃);m是质量;t1是初温;t2是末温]
2.变形公式:求质量m= ;求变化的温度Δt= ;求比热容c= 。
汽车冷却液
热水袋取暖
cm(t2-t1)
cm(t1-t2)
疑难突破:(1)要注意题目中几个温度的描述:“升高了”和“升高”——Δt;“升高到”
——t末;同理,“降低了”,“降低到”也一样。
(2)不计热量损失,指Q吸=Q放。
课堂达标速练
1.小明和家人去海边游玩,发现烈日下海滩上的沙子热得烫脚,而海水却很清凉,
这主要是因为( )
A.沙子的比热容大 B.水的比热容大
C.沙子传热更快 D.水传热更快
B
2.在“探究水沸腾时温度变化的特点”实验中,烧杯中加入200 g的水,测得初始温度
为45 ℃。如图所示,用酒精灯加热一段时间后温度计的示数为___℃,则水吸收的
热量为________J。[c水=4.2×103 J/(kg·℃)]
95
4.2×104
3.在我们日常的生活环境下,若烧开质量为2 kg、初温为20 ℃的一壶水,吸收了
4.2×105 J的热量后,它的温度能升高到___℃。
4.2025年3月17日,谷神星(遥十)运载火箭,顺利将云遥一号55-60星、中科卫星06星、
07星共8颗卫星送入预定轨道。火箭燃烧液态氢放出了4.2×108 J的热量,若这些热
量全部被水吸收,能将_____kg、初温为20 ℃的水烧开。[c水=4.2×103 J/(kg·℃),在
一个标准大气压下]
70
1 250
5.我国许多城市中心都建有大型绿地,绿地中的人工湖具有很强的吸热功能,盛夏时
大大减弱绿地和湖的周围地区的热岛效应。这是利用了水的_______较大的特性。
假设某一人工湖湖水的质量是1.0×107 kg,若水温度升高2 ℃,则湖水吸收的热量为
________J[水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)]。如表所示是7月份某天沿海城市北海和
内陆城市百色两地的气温情况,请根据两个地方的气温变化情况判断城市___(选填
“甲”或“乙”)是北海。
比热容
8.4×1010
甲
6.质量为2 kg的某种物质,吸收8.4×104 J的热量,温度从10 ℃升高到20 ℃,它的比热容为多少
解:由题意知,该物质的比热容
c===4.2×103 J/(kg·℃)
课时分层进阶
考点一 比热容的应用
1.(2024·广西中考)冬天,人们常用热水袋取暖。水能长时间供暖,主要原因是水的( )
A.密度大 B.密度小 C.比热容大 D.比热容小
C
2.(2024·武汉中考)下列事例中,与“水的比热容较大”这个特性无关的是( )
A.汽车发动机用水作冷却剂
B.人游泳之后从水中出来,风一吹感觉更冷
C.海边昼夜温度变化比沙漠中小,适宜居住
D.生物体内水的比例很高,有助于调节生物体自身的温度
B
3.如图所示是电暖器和暖手宝,电暖器充入的是比热容___(选填“大”或“小”)的液体,
是为了通电后升温速度___(选填“快”或“慢”);而暖手宝要充入比热容___(选填“大”
或“小”)的液体,是为了使它在一次通电加热后可放出更___(选填“多”或“少”)的热量。
小
快
大
多
考点二 热量的计算
4.一杯水,温度由30 ℃升高到50 ℃时吸收的热量为Q1,再由50 ℃升高到70 ℃时
吸收的热量为Q2,则Q1与Q2的大小关系为( )
A.Q1>Q2 B.Q1C
5.古代工匠锻造铁剑要经加热、锻打、淬火等步骤。在淬火冷却阶段,若2 kg 的铁
剑温度从620 ℃降低到20 ℃,可以放出_________J的热量。[c铁=0.46×103 J/(kg·℃)]
6.标准大气压下,质量为0.5 kg、温度为70 ℃的水放出4.2×104 J的热量,水的温度降
低了___℃。[c水=4.2×103 J/(kg·℃)]
7.为了取暖,每天需要给房间供热4.2×107 J。若流进房间散热器的水温是60 ℃,流出
的水温是56 ℃,则每天需要_____kg的水流经散热器。[水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)]
8.铁块和铁丝的质量之比是3∶1,当它们升高相同的温度,吸收的热量之比是_____,
它们的比热容之比是_____,若它们放出相等的热量,降低的温度之比是_____。
5.52×105
20
2 500
1∶1
3∶1
1∶3
9.由于天气寒冷,吃早饭时妈妈会用热水给小明加热瓶装牛奶。如图所示,热水的体
积为6×10-4 m3,初温为60 ℃,牛奶的质量是250 g,牛奶的温度由10 ℃最终升高到50 ℃。
不计热量损失,忽略牛奶瓶质量,水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃),水的密度为1.0×
103 kg/m3,求:
(1)热水的质量;
(2)热水放出的热量;
(3)牛奶的比热容。
解:(1)热水的质量m水=ρ水V水=1.0×103 kg/m3×6×10-4 m3=0.6 kg
(2)热水放出的热量为Q放=c水m水Δt=4.2×103 J/(kg·℃)×0.6 kg×(60 ℃-50 ℃)= 2.52×104 J
(3)不计热量损失,热水放出的热量等于牛奶吸收的热量,即Q吸=Q放=2.52×104 J
由题意可知,牛奶的初温为10 ℃,末温为50 ℃,牛奶的比热容为c牛奶===2.52×103 J/(kg·℃)。
易错点 忽略了标准大气压下水的沸点
10.在一个标准大气压下,5 kg初温30 ℃的水在吸收1.68×106 J的热量后,温度会
升高( )
A.70 ℃ B.80 ℃ C.100 ℃ D.110 ℃
纠错:标准大气压下水的沸点为100 ℃。
A
11.用两个相同的电加热器分别给质量和初温都相同的A、B两种液体同时加热,
两液体的温度随时间变化的关系图像如图所示,下列说法正确的是( )
A.A的比热容小于B的比热容
B.加热相同的时间,A升高的温度大于B升高的温度
C.加热相同的时间,A吸收的热量等于B吸收的热量
D.升高相同的温度,A、B吸收的热量相同
C
12.(跨学科·物理与地理)夏季在海边,由于水和砂石的比热容不同,常能够形成海风
或者陆风。海风指从海上吹向陆地的风,反之为陆风。如图是某地空气流动的情况,
据此判断此时为( )
A.白天,形成的是海风
B.晚上,形成的是海风
C.白天,形成的是陆风
D.晚上,形成的是陆风
A
13.两种不同的燃料,甲的质量为2 kg,乙的质量为1 kg,两者温度都升高1 ℃,吸收热量如图a所示,甲、乙燃料完全燃烧后放出的热量如图b所示,则:
(1)甲的比热容_____(选填“大于”“小于”或“等于”)乙的比热容;
(2)甲的热值_____(选填“大于”“小于”或“等于”)乙的热值。
小于
小于
14.有一根烧红的铁钉,温度是820 ℃,质量是2×1 kg,将它投入到某种液体中,该液体的初温是10 ℃,质量是36.8 g,铁钉和液体的温度达到20 ℃后不再变化。不考虑周围环境的影响和热损失,铁的比热容为0.46×103 J/(kg·℃)。求:
(1)铁钉放出的热量;
(2)该液体的比热容。
解:(1)铁钉放出的热量为
Q放=c铁m铁Δt铁=0.46×103 J/(kg·℃)×2×10-3 kg×(820 ℃-20 ℃)=736 J
(2)由题意知Q吸=Q放=736 J,由Q吸=c液m液Δt液得,该液体的比热容为
c液===2×103 J/(kg·℃)
15.(跨学科实践)如图是某沿海城市和内陆城市在同一天的气温变化曲线,内陆城市
气温变化对应的曲线是__(选填“A”或“B”),这是由于砂石的比热容_____(选填“大于”
或“小于”)水的比热容,吸收相同热量后砂石的温度变化较___(选填“大”或“小”)。
A
小于
大(共19张PPT)
12.2 热量与热值
教材核心速填
一、热量
1.定义:把物体在热传递过程中_____改变的多少叫作热量。
2.当仅有热传递时,物体吸收热量,内能_____;放出热量,内能_____。
3.热量通常用符号__表示。在国际单位制中,热量、内能的单位都是__。
内能
增加
减少
Q
J
二、燃料的热值
1.定义:在物理学中某种燃料_________时所放出的热量与________________之比。
2.热值用符号__表示,单位是_____或_____。
3.燃料完全燃烧的放热公式是:Q放=____(固体或液体燃料);Q放=___(气体燃料)。
疑难突破:(1)热量是过程量,在描述热量时,应用“吸收”“放出”,而不能用“含有”“具
有”等词语。
(2)计算燃烧放出的热量时,注意看燃料种类(气体、液体、固体),或者看热值的单位
(J/kg或J/m3),再选公式Q放=mq或Q放=Vq。
完全燃烧
燃料质量(或体积)
q
J/kg
J/m3
mq
Vq
课堂达标速练
1.下面关于燃烧和热值的说法中正确的是( )
A.容易燃烧的燃料,热值一定大
B.如果煤燃烧不充分,则煤的热值将变小
C.煤的热值大于干柴的热值,所以煤燃烧放出的热量一定多
D.燃料的热值是特性,与燃料的种类有关,与燃烧是否充分无关
D
2.下列关于火锅的相关说法正确的是( )
A.滚烫的火锅汤含有的热量多
B.随着火锅汤的温度升高,其内能增加
C.刚出锅的食材“热”得烫嘴,“热”表示的是内能
D.火锅汤在沸腾过程中吸收热量,温度不变,内能不变
B
3.干木柴的热值是1.2×107 J/kg, 它的物理意义是_____________________________
___________。完全燃烧4 kg的干木柴,能放出________J的热量。
4.我国用液体燃料运载火箭把云海二号02组卫星成功送上太空。火箭发射时要选
用热值___(选填“大”或“小”)的液体燃料,燃料的质量减少,热值_____(选填“变小”或
“不变”)。
1 kg干木柴完全燃烧放出的热量
是1.2×107 J
4.8×107
大
不变
5.为减少大气污染,可对秸秆回收加工制成秸秆煤。秸秆煤热值为q秸秆煤=2×107 J/kg,
q天然气=4×107 J/m3。
(1)求2 kg秸秆煤完全燃烧放出的热量;
(2)若这些热量由天然气完全燃烧放出,求燃烧的天然气体积。
解:(1)2 kg秸秆煤完全燃烧放出的热量Q放1=mq秸秆煤=2 kg×2×107 J/kg=4×107 J
(2)若这些热量由天然气完全燃烧放出,天然气完全燃烧放出的热量Q放2=Q放1=
4×107 J
燃烧的天然气体积V===1 m3
课时分层进阶
考点一 热量
1.1 kg纯水温度升高1 ℃吸收的热量约为4.2×103 J,则10 kg纯水温度升高10 ℃吸收
的热量约为________J。
2.某学校的美食节活动中,小张同学将冰冻食材放入清水中解冻,经过足够长的时间,
食材吸收热量,内能_____,清水放出热量,内能_____,最后食材和清水一定相同的物
理量是_____(选填“温度”“内能”或“热量”)。在热传递的过程中,传递能量的多少叫
作_____。热量的单位是_____。
4.2×105
增加
减少
温度
热量
焦耳
3.(教材改编)某同学利用如图所示装置研究水吸收的热量与哪些因素有关,他将不同质量的水用同一热源加热,实验数据记在表格中。
实验序号 m/g Δt/℃ 加热时间/min
1 240 30 3.6
2 300 30 4.5
3 450 20 4.5
4 240 50 6
(1)水吸收的热量可以通过_________来反映。本实验用到的实验方法有___________
和_______。
(2)分析_____两次实验数据可得:相同质量的水,升高温度越多,需要吸收热量越多。
(3)分析1、2两次数据,可以探究水吸收的热量与_________的关系。
(4)综合各次实验后,可以得出:水吸收热量的多少与_________和___________有关。
加热时间
控制变量法
转换法
1、4
水的质量
水的质量
升高的温度
考点二 燃料的热值
4.下列因素中,与燃料热值有关的是( )
A.燃料的种类
B.燃料质量的大小
C.燃料是否充分燃烧
D.燃料燃烧时放出热量的多少
5.长征五号火箭使用液态氢作为燃料是因为液态氢具有较大的( )
A.体积 B.密度 C.热值 D.内能
A
C
6.酒精的热值是3.0×107 J/kg,表示1 kg的酒精_________放出的热量是3.0×107 J,若
1 kg的酒精燃烧后剩下一半,其热值是________J/kg,酒精不完全燃烧时,它的热值
_____(选填“变大”“变小”或“不变”)。
7.某燃气热水器使用天然气作为燃料,若使用中消耗掉0.02 m3的天然气,则这些天然
气完全燃烧放出的热量为________J(q天然气=3.2×107 J/m3);如果这些热量完全被水吸
收,则水的内能_____(选填 “增大”“不变” 或“减小”)。
8.一个成年人参加一次长跑,身体消耗的能量为6.6×106 J,若完全燃烧0.55 kg的干木
柴才能得到这些能量,则干木柴的热值为________J/kg;若这些能量完全由石油提供,
则至少完全燃烧____kg石油(石油的热值取4.4×107 J/kg)。
完全燃烧
3.0×107
不变
6.4×105
增大
1.2×107
0.15
9.如图所示,小明妈妈在煤气灶上煮了一碗米粉,下列分析正确的是( )
A.用煤气作为燃料,是因为煤气的密度大
B.米粉入锅后温度升高,其内能不变
C.煮粉时,是通过热传递的方式改变了粉的内能
D.小明不敢大口地喝热气腾腾的汤,是因为汤含有的热量多
C
10.新能源电车的电池组能量密度(能量与质量的比值)是指电池在单位体积或单位
质量下所能储存的能量大小,它是衡量电池性能的一个重要指标。已知某新能源电
车电池组可储存的能量为100 kW·h(1 kW·h=3.6×106 J),质量约为90 kg,其“能量密度”
约为______J/kg。“能量密度”相当于物理学中的_____(选填“效率”“功率”或“热值”)。
4×106
热值
11.天然气具有热值高、投资成本低、价格实惠、污染少、安全等优点。某市今年天然气用户预计达到6万户,年用气量将达到1 350万立方米以上。小李家5月份使用天然气10 m3,已知天然气价格为3.27元/m3,热值为4×107 J/m3,求:
(1)完全燃烧10 m3天然气放出的热量;
(2)小李家5月份天然气的费用。
解:(1)完全燃烧10 m3天然气放出的热量Q=Vq=10 m3×4×107 J/m3=4×108 J
(2)小李家5月份天然气的费用10 m3×3.27元/m3=32.7元
12.(创新探究)为了比较两种燃料的热值,小明采用如图甲所示的两套完全相同的装置进行实验,烧杯内水的初温和质量相同,实验中忽略热量的损失。
(1)实验前调整铁夹A的位置,其目的是使_______(选填“陶土网”或“温度计”)处于适
当的高度。
(2)实验中应控制燃料燃烧的_____(选填“时间”或“质量”)相同,根据_____________
______比较燃料燃烧放出热量的多少。
(3)小明选用了燃料a和燃料b进行实验。当燃料燃尽时,小明记下了各个时刻烧杯
中的水温,绘制了图乙所示的图像,则可初步判断燃料__的热值大。
陶土网
质量
温度计上升的
示数
b
(4)另一组的小华也用如图甲的两套完全相同的装置进行实验,比较燃料c和燃料d的
热值,并重新在烧杯内加入初温和质量相同的水,在燃料烧完后也画出了水的温度随
时间变化的图像如图丙所示。分析图像可知燃料c燃烧10 min放出的热量_____(选填
“大于”“等于”或“小于”)燃料d燃烧15 min放出的热量。
(5)你认为根据丙图像___(选填“能”或“不能”)比较两种燃料热值的大小。
大于
能(共20张PPT)
12.4 热机与社会发展
教材核心速填
一、热机
热机:___能转化为_____能的装置,常见的热机有蒸汽机、内燃机、燃气轮机、喷
气发动机等。
二、汽油机
1.一个冲程:活塞在_____里做往复运动,从其一端运动到另一端的过程。
2.汽油机的一个工作循环包括_________、_________、_________、_________四个
冲程,完成一个工作循环,活塞往复___次,曲轴转___周,对外做功___次。在四个冲程
中,只有做功冲程是将内能转化为机械能,其他三个冲程靠飞轮的_____带动完成。
内
机械
气缸
吸气冲程
压缩冲程
做功冲程
排气冲程
两
两
一
惯性
三、热机效率
1.热机效率:热机工作时,用来做_______的能量和燃料完全燃烧时放出的能量之比。
2.减少污染、保护环境:减少热机排放的有害物质、控制废气的排放总量、提高燃料利用率等。
疑难突破:飞轮在转动过程中,并不是每圈都对外做功的,转两圈对外做功1次。(第1圈是吸气和压缩冲程,不对外做功,第2圈是做功和排气冲程,对外做功1次)
有用功
课堂达标速练
1.下列工具工作过程中使用热机的是( )
A.“山东舰”上的战斗机
B.奥运会上的帆船
C.共享单车
D.新能源电动汽车
A
2.如图所示为四冲程汽油机各冲程示意图。工作时,属于做功冲程的是( )
D
3.下列关于热机和环境保护的说法中,正确的是( )
A.热机排出的尾气没有内能
B.热机的效率能达到100%
C.热机都是使用汽油作燃料
D.热机的大量使用会造成环境污染
D
4.一台四冲程汽油机的转速为3 000 r/min,则1 s内活塞往复___次,曲轴转动___周,
对外做功___次,完成____个冲程。
5.如图所示,用酒精灯加热试管中的水,当水沸腾一段时间以后,塞子被试管内水蒸
气推出,这是通过_____(选填“做功”或“热传递”)的方式将水蒸气的内能转化为塞子
的机械能;图___(选填“甲”或“乙”)中汽油机的工作过程与这一实验过程中能量的转
化是一致的。
50
50
25
100
做功
乙
课时分层进阶
考点一 热机
1.下列交通或运输工具中,动力设备不是热机的是( )
2.热机工作时,内能被转化为( )
A.核能 B.电能 C.机械能 D.化学能
D
C
考点二 汽油机和柴油机
3.汽油机工作循环的四个冲程中,汽车获得动力的冲程是( )
A.吸气冲程 B.压缩冲程
C.做功冲程 D.排气冲程
C
4.我国传统的走马灯,能利用空气受热后上升来推动轴及连带的纸剪人马转动。
从原理上来看,它是现代燃气涡轮机的萌芽。汽油机的四个冲程与走马灯的能量
转化相同的是( )
A.吸气冲程 B.压缩冲程 C.做功冲程 D.排气冲程
C
5.如图所示是汽油机工作时的四个冲程示意图,下列说法正确的是( )
A.甲是压缩冲程,将机械能转化为内能
B.活塞在气缸内上下往复运动一次,该汽油机对外做功一次
C.丁冲程气缸内的气体推动活塞向下运动,气体的内能增大
D.该汽油机的四个冲程正确的工作顺序是丙→甲→丁→乙
A
考点三 热机效率
6.(2022·柳州中考)下列关于热机的说法正确的是( )
A.热机的效率为100%
B.热机只有汽油机和柴油机两种
C.好的热机工作时不排放废气
D.热机工作时都要利用燃料的化学能
D
7.“某汽油机比柴油机效率低”这句话的意思是( )
A.汽油机的功率比柴油机功率小
B.汽油机用来做功的能量比柴油机少
C.汽油机比柴油机所消耗的燃料少
D.汽油机用来做有用功的能量跟燃料完全燃烧所放出的能量的比值比柴油机小
D
8.小汽车行驶一段路程消耗汽油2 kg,这些汽油完全燃烧放出的热量是________J,
若此过程中获得有用的机械能为2.76×107J,汽油机的热机效率为_____。如果减少
机械摩擦消耗的能量,汽油机的热机效率将_____。(汽油的热值q=4.6×107 J/kg)
9.2×107
30%
增大
易错点 理不清飞轮转速与冲程、做功次数等的参数关系
9.一台四冲程汽油机,飞轮的转速为1 800 r/min,则此汽油机每秒完成___个冲程,对
外做功___次,飞轮转过___周,活塞往复___次,完成___个工作循环。
纠错:记住内燃机各个量之间的比例关系(1∶4∶1∶2∶2)
工作循环 冲程个数 做功次数 活塞往复次数 飞轮转数
1 4 1 2 2
60
15
30
30
15
10.汽车发动机一般是汽油机,汽油的热值为4.6×107 J/kg。某汽油机的能量流向
如图所示,下列说法正确的是( )
A.该汽油机的效率为35%
B.1 kg的汽油燃烧能够释放4.6×107 J/kg的能量
C.换用热值较大的燃料,热机效率会提高
D.如果改进技术,汽油机的效率就可以达到100%
A
11.2025年4月,某学校举行“科学实验展评活动”成果展。如图甲为某小组同学自制的水火箭结构示意图。如图乙为使用打气筒向水火箭内不断打气的示意图,当水面上方压强增大到一定程度时,会使水向下喷出,从而使水火箭升空。
结合材料,你认为以下说法不正确的是( )
A.利用打气筒向水火箭内打气,水火箭中空气的内能增大
B.打气筒将空气压入水火箭内时机械能转化为内能
C.水火箭升空时的能量转化过程与汽油机的压缩冲程相同
D.水火箭升空是利用了物体间力的作用是相互的
C
12.如图为我国古代劳动人民的智慧成果“取火器”的模型图,把木质推杆迅速推入内
壁光滑的牛角套筒时,杆前端的艾绒立刻燃烧起来,这是通过_____的方式使筒内空
气的温度升高,达到艾绒的着火点,这一过程与四冲程汽油机的_____冲程原理相同,
艾绒在燃烧不充分时,它的热值_____(选填“变大”“不变”或“变小”)。
做功
压缩
不变
13.某次测试中,氢能源公交车以70 kW的恒定功率匀速行驶5 min,此过程消耗了
0.3 kg的氢燃料,已知氢燃料的热值q=1.4×108 J/kg,水的比热容c=4.2×103 J/(kg· ℃),
求:
(1)氢燃料完全燃烧放出的热量;
(2)若放出的热量全部被质量为1 000 kg的水吸收,水温的变化量;
(3)氢能源公交车动力系统的效率。
解:(1)0.3 kg的氢燃料完全燃烧放出的热量
Q放=mq=0.3 kg×1.4×108 J/kg=4.2×107 J
(2)若放出的热量全部被质量为1 000 kg的水吸收,即Q吸=Q放=4.2×107 J,根据Q吸=c水m水Δt可知,水温的变化量Δt===10 ℃
(3)氢能源公交车以70 kW的恒定功率匀速行驶5 min,此过程氢能源公交车动力做的机械功
W=Pt=70×103 W×5×60 s=2.1×107 J
氢能源公交车动力系统的效率η===50%(共21张PPT)
第十二章 内能与热机
12.1 内能
教材核心速填
一、内能
1.定义:物体内部所有分子_____与分子_____的总和。
2.内能与温度的关系:同一物体,温度越高,分子的无规则运动越剧烈,内能_____;
反之,物体的温度越低,内能就_____。
动能
势能
越多
越少
二、改变内能的方式
改变物体内能的两种方式:_____和_______。
这两种方式对改变物体的内能是_____的。
物体对外做功,物体的内能_____;外界对物体做功,物体的内能_____。
疑难突破:(1)内能不能为零,自然界中一切物体都具有内能;
(2)热传递的条件是:有温差;能量从高温物体传给低温物体,而不是从内能大的传给内能小的。
做功
热传递
等效
减少
增加
课堂达标速练
1.下列说法正确的是( )
A.内能是分子热能和分子动能的总和,所以它是机械能
B.物体运动越快,物体的动能越大,内能也越大
C.在水平地面上静止的0 ℃的冰块不具有内能
D.任何物体都具有内能,但不一定有机械能
D
2.下列事例中,利用热传递改变内能的是( )
C
3.比较如图所示的三杯水的内能大小,___杯中水的内能最大。冰山_____(选填“具有”或“不具有”)内能。
丙
具有
4.小萱常用手给奶奶搓背、用热水给奶奶泡脚,都能使奶奶的身体感到暖和。搓背
是通过_____的方式改变内能的,泡脚是通过_______的方式改变内能的。二者在改
变物体的内能上是_____的。
做功
热传递
等效
5.如图所示是利用梧州冰泉井水特制的冰泉豆浆,被誉为“滴珠蜜味”。当你端着一
碗刚出锅的冰泉豆浆时,手感到烫,这是因为在接触过程中发生了_______,使手的内
能_____。
热传递
增加
课时分层进阶
考点一 内能
1.下列关于内能的说法正确的是( )
A.0 ℃以下的物体没有内能 B.内能与物体的温度有关
C.静止的物体没有内能 D.物体的质量越大,内能越大
B
2.如图所示,炽热的岩浆从覆盖着皑皑白雪的火山上喷涌而出。下列说法正确的
是( )
A.白雪温度低,内能小
B.岩浆温度高,内能大
C.岩浆和白雪都具有内能
D.白雪温度低,分子热运动停止
C
3.如图所示,四个完全相同的烧杯放在同一水平桌面上。甲容器中水的内能_____
乙容器中水的内能,丙容器中煤油的内能_____丁容器中煤油的内能。(均选填
“大于”“小于”或“等于”)
小于
大于
考点二 改变物体内能的方式
4.如图是人们锻造铁器的关键几步:加热——将铁料放入炉膛,使其充分受热、软化;
锻打——将加热后的铁料夹到铁镦上,不断翻动,并用铁锤反复敲打成型;淬火——
将锻打好的铁件放入凉水中冷却。其中属于通过做功的方式改变物体内能的步骤
是( )
A.加热 B.锻打 C.淬火 D.三步都是
B
5.我们用嘴哈气使手变得暖和,是通过_______的方式改变手的内能,搓手使手暖和,
是通过_____的方式改变手的内能,这说明做功和热传递在改变内能上是_____的。
热传递
做功
等效
6.如图所示,热熔钻工艺是在金属薄板上一次加工出孔的技术,热熔钻采用耐磨耐高
温的硬质材料做成,钻头与薄板接触时,钻头高速旋转,使钻头与薄板之间剧烈摩擦,
用_____(选填“做功”或“热传递”)的方式使它们瞬间达到几千摄氏度的高温,将机械能
转化为___能,由于温度超过金属的熔点,钻头附近的金属迅速熔化,钻头继续向下施加
压力,就会穿出一个孔。
做功
内
易错点 不能正确认识影响内能大小的因素
7.甲、乙两杯水的温度分别为20 ℃和60 ℃,下列说法正确的是( )
A.甲杯中水的内能一定小于乙杯中水的内能
B.甲杯中水的温度升高,其内能一定增大
C.甲杯中的水分子运动一定比乙杯中的剧烈
D.要使甲杯中水的温度升高,只有加热才能做到
纠错:内能大小由质量、温度、物质所处状态决定。
B
8.下列现象中,物体的内能减小的是( )
A.冰块化成水 B.被举高的杠铃 C.被加热的冷水 D.被冰镇的饮料
D
9.小军利用身边物品进行物理实验:他将装有少量水的薄矿泉水瓶的瓶盖拧紧,然后
握住瓶子中部不动,将瓶子下部向一个方向扭转几圈,最后用手指轻旋瓶盖,“砰”的
一声,瓶盖快速飞出,瓶口出现大量的“白雾”。
下列相关说法正确的是( )
A.瓶口出现的大量“白雾”是水蒸气
B.扭转瓶身的过程中瓶内气体的内能减少
C.瓶盖被冲出的过程中瓶内气体的内能减少
D.该过程是通过热传递改变了气体的内能
C
10.如图所示为我国古老中医疗法——艾灸和刮痧,用艾条熏烤患者的穴位时,局部有
温热感,这是通过_______的方式使其内能增加的;刮痧时,刮痧板在身体上刮动,身体
也会感觉到热,这是通过_____的方式增加身体的内能。(均选填“做功”或“热传递”)
热传递
做功
11.一根铁丝,我们既可以通过反复弯折,也可以通过加热,使铁丝的温度升高,内能增
大。从改变物体内能的方法来看,前者是通过_____方法,后者是通过_______方法来
增大铁丝的内能。如果你没有看到内能改变的过程,仅凭铁丝温度的改变,能否确定
采用了什么方法改变了铁丝的内能 _____(选填“能”或“不能”),这是因为_________
_____________________________。
做功
热传递
不能
做功和热
传递对改变物体的内能是等效的
12.如图所示是“探究改变物体内能”的实验。
(1)玻璃瓶内盛少量水,给瓶内打气,在瓶塞未跳起前,瓶内气体的内能_____(选填“增
大”或“减小”),这是通过_____(选填“热传递”或“做功”)的方式改变了瓶内气体的内能;
(2)继续打气,当瓶塞跳起时,观察到瓶口有“白雾”出现,这是因为瓶内气体对外做功后,
内能_____(选填“增大”“减小”或“不变”),温度_____(选填“升高”“降低”或“不变”);
(3)我们发现,用这种方式改变物体的内能时,能量是在___能和_____能之间相互转化
的。
增大
做功
减小
降低
内
机械
13.(物理与日常生活)爆米花是很多人小时候喜欢吃的食品,制作爆米花时将玉米
放入铁锅内,边加热边翻动一段时间后,“砰”的一声变成爆米花。下列说法正确的
是( )
A.锅对玉米粒做功,是其内能增加的主要原因
B.玉米粒主要通过与铁锅间的热传递,使其内能增加
C.玉米粒内水分受热膨胀对粒壳做功爆开,内能不变
D.玉米粒内水分受热膨胀对粒壳做功爆开,内能增加
B(共20张PPT)
第十二章 内能与热机
重点实验突破
教材重点实验
实验 探究不同物质的吸热、放热性能
1.如图所示,小明在做“探究不同物质的吸热能力”实验时,使用相同的电加热器给水、煤油两种液体加热。
物质 次数 质量m/kg 升高的温度Δt/℃ 加热的时间t/min
水 1 0.1 10 2
2 0.2 10 4
煤油 3 0.1 10 1
4 0.1 20 2
(1)除图中器材外,该实验还需要用到的测量器材有秒表和_____。
(2)老师建议添加玻璃棒,用于加热过程中不断搅拌,这样做的好处是___________
_____。
天平
使液体受热
均匀
(3)实验测得的数据如表所示。
①实验中记录加热时间的目的是___________________________。
②分析第1、2次实验数据,可得出同种物质升高相同的温度时,吸收热量的多少与
物质的_____有关。
③分析第1、3次实验数据,可得出质量_____的不同物质,升高相同的温度时,吸收热
量的多少与物质的_____有关。
④分析第1、4次实验数据,可得出质量相等的水和煤油,吸收相同的热量时,水的温
度变化小,吸热能力更___(选填“强”或“弱”)。
比较两种物质吸收热量的多少
质量
相等
种类
强
(4)开始实验前_______(选填“需要”或“不需要”)控制水和煤油的初温相同。
(5)为了使实验结论“不同物质的吸热能力不同”更具普遍性,还需要进行的操作是
___________________________________(合理即可)。
不需要
换用其他不同的物质继续进行实验探究
教材延伸实验
2.如图所示,甲、乙、丙三图中的装置完全相同,燃料的质量都是10 g,烧杯内的液体质量和初温也相同。
(1)比较不同燃料的热值,可以选择_______两个装置;然后通过观察_______________
(选填“加热时间”或“物质升高的温度”)来比较两种燃料的热值大小;
(2)为了研究不同物质的吸热能力,可以利用_______两个装置进行实验,不同物质吸
收热量的多少是通过_________(选填“加热时间”或“物质升高的温度”)来反映的。
根据记录数据作出了两种液体的温度随时间变化的图像,如图丁所示:
①由图丁可以看出,__液体更适合做“暖手宝”的保温材料,两温度计示数都升高到
60 ℃时,a液体增加的内能_____(选填“大于”“小于”或“等于”)b液体增加的内能(不考
虑热量散失);
②如果b液体的比热容是1.8×103 J/(kg·℃),则a液体的比热容是________J/(kg·℃);
甲、乙
物质升高的温度
甲、丙
加热时间
b
小于
0.9×103
综合复习提升
体系脉络构建
教材图片解读
1.如图所示是一个空气压缩引火仪。在一个配有活塞的厚玻璃筒里放一小团硝化棉,
用力将活塞迅速下压,棉花会被点燃。这是因为活塞压缩筒内空气做功,使空气的内
能_____(选填“增大”或“减小”),温度_____(选填“升高”或“降低”),达到硝化棉的着火
点。此实验过程与四冲程汽油机的_____冲程相似。
增大
升高
压缩
2.已知水的比热容是4.2×103 J/(kg·℃),用如图所示的煤气灶,将质量为1 kg的20 ℃
的水,温度升高到70 ℃,水需要吸收________J的热量。汽车发动机利用循环流动的
水进行冷却,这是因为水的_______较大。
2.1×105
比热容
热考题型演练
考点一 内能及其改变
1.(2024·广东中考)如图是古代省油灯的示意图。它下层盛水,能减慢上层油的消
耗。点灯后,水在升温的过程中( )
A.吸热,内能增加
B.吸热,内能减少
C.放热,内能增加
D.放热,内能减少
A
2.(2025·珠海期末)蚝仔煎是横琴特色美食,下列实例改变物体内能方式与其煎制
过程相同的是( )
A.炙手可热 B.钻木取火
C.搓手取暖 D.擦燃火柴
A
考点二 热机
3.(2024·陕西中考)涡轴9“玉龙”是我国完全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。该发动机工作
过程中的相关说法正确的是( )
A.燃烧室中燃料燃烧越充分,发动机效率越高
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
4.(2024·通辽中考)课外活动中,某同学将刚喝完水的空矿泉水瓶的瓶盖拧上,握住上
下两部分,用力拧成如图所示的形状,会看到瓶盖被弹出,并发出爆响声,同时瓶内出
现白雾。在拧瓶子过程中,瓶盖未弹出前跟汽油机_____冲程类似,瓶盖被弹出时,瓶
内气体内能会_____而导致温度降低,出现白雾。
压缩
减小
考点三 比热容、热量、热值
5.(2024·福建中考)水约占人体体重的60%~70%,有助于调节体温,原因之一是水具
有较大的( )
A.热值 B.密度 C.温度 D .比热容
D
6.(2025·东莞一模)“长征五号”运载火箭,它采用了我国新研制的大推力液氧液氢发动
机。火箭起飞时,采用液态氢作为燃料,是因为液态氢_____大;3 kg液态氢完全燃烧
释放出的热量是4.2×106J,液态氢的热值是________J/kg,若不计热量损失,所放出来的
热量可以将2 t水从20 ℃加热到____℃。[c水=4.2×103J/(kg·℃)]
热值
1.4×106
20.5
7.(2025·深圳质检)如图所示是一款远程无人驾驶清扫车,自动驾驶时使用雷达传感器,以及激光测距器来了解周围的交通状况,该款车以10 m/s的速度在一段平直的公路上匀速行驶5 min,消耗汽油0.3 kg。已知清扫车行驶过程中受到的阻力为1 350 N,汽油的热值为4.5×107 J/kg。求:
(1)0.3 kg汽油完全燃烧放出的热量;
(2)在此过程中清扫车的牵引力做的功;
(3)在此过程中清扫车发动机的效率;
(4)假设在此过程中,汽油完全燃烧,除了做有用功外,其余能量全部用来加热水。在不考虑其他热损失的情况下,可使初温为20 ℃,质量为90 kg的水升高到多少摄氏度。
[c水=4.2×103 J/(kg·℃)]
解:(1)0.3 kg汽油完全燃烧放出的热量Q放=mq=0.3 kg×4.5×107 J/kg=1.35×107 J
(2)清扫车行驶的路程s=vt=10 m/s×5×60 s=3 000 m
在此过程中清扫车的牵引力做的功W=Fs=1 350 N×3 000 m=4.05×106 J
(3)在此过程中清扫车发动机的效率η=×100%=×100%=30%
(4)在此过程中,发动机所做额外功W额=Q放-W=1.35×107 J-4.05×106 J=9.45×106 J
水吸收的热量Q吸=W额=9.45×106 J
水升高的温度Δt===25 ℃
水升高到的温度t=t0+Δt=20 ℃+25 ℃=45 ℃
