第十章 能及其转化

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第十章 能及其转化
1、 机械能
1、在物理学中，一个物体能够对外做功，我们就说它具有_____。能量是物体做功的本领，物体具有能量就说明物体能够对外做功，但并不表示物体一定正在做功。例如：阳台上的花盆并没有对外做功，但当你从它下面走过时会感觉紧张，是因为它具有________能，能够对外做功。水平路面上匀速行驶的汽车具有_______，拉开的弓在松手前具有__________。
2、与物体的机械运动直接相关联的能量形式称为__________，包括动能(物体由于______而具有的能)、重力势能(物体由于被_______而具有的能)、弹性势能(具有弹性的物体由于发生_________而具有的能)，动能与_____和______有关，重力势能与_______和_______有关，弹性势能与________________有关。在探究动能、重力势能的影响因素中，采用的科学研究方法有____________和__________。例如：判断动能的大小转换为看______________，判断重力势能的大小转换为看_________________。你还知道哪些地方使用了转换法：___________________________
__________________________________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________________。
3、动能和重力势能具有相对性：物体运动速度大小与所选择的参照物有关，所以速度具有相对性。因为动能与_____有关，所以动能的大小也具有相对性，同一运动物体对于不同的参照物，其动能大小也不同。例如：飞行中的飞机会被鸟撞毁，是因为鸟相对于飞机______很大，所以动能很大的缘故。在通常情况下，物体的动能是相对于地面而言的。
聪明的同学们，根据动能的相对性，你能自己理解重力势能的相对性吗？因为物体的高度具有___________，跟选取的参照物有关，而重力势能与被举的______有关，因此重力势能也具有相对性。例如：放在讲桌上的黑板擦，相对于地面来说有一定高度，则具有___________，而相对于桌面来说高度为零，则______重力势能。通常物体的重力势能是相对于地面来说的。
4、动能和势能之间可以相互转化：自行车下坡时，不蹬脚踏板其速度也会越来越大。是因为在此过程中，自行车的动能逐渐_______，自行车的__________转化为__________。你还能解释单摆，滚摆，人造地球卫星在绕地球运行的过程中的能量转化情况吗？想一想，试着解释给你的同桌听听。
5、单摆摆动时摆动的幅度越来越小，滚摆上升的高度也是越来越低，是因为受到空气____和细绳的________，机械能转化为________，所以机械能会减小。若只有动能和势能的转化，没有转化为_____________，则机械能的总量保持不变，即机械能守恒。若做题时有忽略摩擦和空气阻力或斜面光滑之类的字眼，则意味着机械能守恒。
二、内能
1、分子动理论内容包括：a____________________________________，b__________________________________，
C____________________________________________________（分子运动的快慢与_______有关，温度越高，分子运动越_____。我们把分子由于运动而具有的能叫做____________。）d_______________________________________（分子之间的引力和斥力是同时存在的，而当分子之间的距离比较大时，分子之间的作用力比较微弱，可以忽略不计。例如：“破镜难圆”）物体能够被压缩是因为_________________，但又不能无限被压缩的原因是_________________，液体和固体能聚合在一起并保持一定的体积是因为________________________。
2、物体内含有大量分子，物体内所有分子的分子动能和分子势能的总和叫做物体的_______，其影响因素有物体的______和_______，若为同一物体，则温度越高，内能______。内能不同于机械能，一切物体都有内能。
3、改变物体内能的方式有两种：一种是_______，例如：________________________________，另一种是__________，例如：__________________________________。若物体吸热，则内能_______，温度_______________，例如：____________________，放热，则内能______，温度________________，例如：______________________________。
做功也分两种情况：一种是对物体做功，物体内能_______，温度______。还有一种是物体对外做功（例如：气体膨胀对外做功）物体内能______，温度________。热传递和做功在改变内能时是等效的。
4、大量事实证明，能量既不会凭空消失，也不会凭空产生，它只会从一种形式_____为另一种形式，或者从一个物体____到另一个物体，而在_____和______的过程中，能量的总量保持不变。这就是能量守恒定律。在我们所学的改变物体内能的两种方式中，______对应能的转化，______能的转移。
3、 探究物质的比热容
1、 在热传递过程中，物体内能改变的多少可以用______来量度。能量和热量的单位都是_______。
2、影响物体吸收热量多少的因素有：_________、____________、______________，要证明这三个因素是否真的影响物体吸收热量的多少，必需使用___________________，而判断物体吸收热量的多少则要用_____________，即热源相同时，转换为看____________________。
3、探究物质吸收热量多少是否与物质种类有关，可以有两种方法：
第一种：不同种类物质，控制质量______，升高温度_______，看吸收热量的多少(即加热时间。)
第二种：不同种类物质，控制质量_______，让它们吸收___________(即加热相同时间)，比较温度计示数的变化。
实验器材：_______，_________，__________，_________，__________，________，_________，
结论：第一种：质量相同的不同种类物质，升高相同的温度，吸收热量多的吸热本领_____，比热容_____。
第二种：质量相同的不同种类物质，吸收相同的热量，温度变化少的吸热本领_____，比热容______。
4、比热容是用来表示不同物种吸放热本领强弱的，其定义是：_________________________________________
_______________________________________，单位有：______________，_____________。摄氏度(t)和开尔文(T)这两个温度单位的关系是： t = T +273 。计算某物体升温吸热多少的公式是：_____________，
水的比热容是____________，物理意义：___________________________________________________。比热容是物质本身的一种属性，当某种物质状态不变时，其比热容是确定不变的，但若状态变了，其比热容也会改变。例如；冰熔化成水，其体积______，质量_____，密度______，比热容______。
5、比热容应用的考题很多，但同学们只要掌握了原理，这类考题都不难。原理是：比热容小的物质，热容量小，吸热升温___，放热降温____，即温度容易改变。比热容大的物质，热容量大，吸热升温____，放热降温____，即温度不容易改变。同学们，你们现在会解释内陆地区的温差比沿海地区大的原因了吗？我国北方有些地区冬季供应的暖气用水作为工作物质，汽车发动机的冷却循环系统也用水作为工作物质，你知道原因吗，解释给同伴听听。
四、热机
1、能将燃料燃烧时放出的内能转化为机械能的机器，统称为_______，汽油机和柴油机属于热机中的内燃机，工作时燃料在汽缸内燃烧，产生高温高压燃气推动活塞做功，把燃气的______转化为________。你能说出冲程的概念，汽油机和柴油机的基本结构吗？
2、汽油机和柴油机的一个工作循环有四个冲程：___________，___________，____________，____________，你能说出这四个冲程中进气门、排气门的状态，活塞的运动方向和发生的具体情况吗？讲给你的同桌听听。
3、汽油机和柴油机的四个冲程中，发生能量转化的冲程有两个：分别是___________和___________。
在压缩冲程中，是_______转化为_________。在做功冲程中，是__________转化为___________。热机获得动力的冲程是____________，其它冲程靠的是_______________来完成的。汽油机和柴油机的一个工作循环有_____冲程，活塞往复______，曲轴转动_______，做功______。例如：热机每分钟转1800转，则它每秒有________工作循环，每秒_____冲程，每秒做功_____次。
五、火箭
1、火箭使用的是_________发动机，其原理是：________________________________________________________
_______________________________________________________________。喷气式发动机又分为_______________和____________________。它们的区别是：_______________________________________________________________
__________________________________________________________________________________________。
2、 火箭中的能量转化是：燃料的_________转化为燃气的____________，再转化为火箭的__________。
火箭使用的氧化剂是液态氧，燃料是液态氢，它们是通过__________被液化的，使用液态氢做燃料是因为氢气的__________。
六、燃料的利用和环境保护
1、质量相同的不同燃料完全燃烧时所放出的热量是________的，我们用________来表示燃料的这种性质。热值的定义是：___________________________________________________________，单位：______，
燃料完全燃烧放出的热量计算公式是：____________。
2、燃料通常是在炉子或热机中燃烧的。我们把炉子或热机______________的热量与__________________的热量之比，叫做炉子或热机的效率。公式为：______________。炉子和热机的效率一定小于1的原因是：
a、燃料不可能完全燃烧，b、高温烟气或废气带走大量的热量c、机械传热散失一部分的热d、机械传动，克服摩擦消耗能量。那么如何提高炉子或热机的效率呢？a、把煤磨成煤粉用空气吹进炉膛，尽可能使燃料燃烧更充分。b、加大受热面积，减少烟气带走的热量。c、改一家一户的分散供热为集中供热。d、开发污染小或无污染的新能源。
七、综合计算：
例题：太阳能热水器内盛有40kg的水，在阳光照射下，水的温度升高了25摄氏度，求：（1）水吸收的热量；（2）这些热量相当于完全燃烧多少千克的焦炭放出的热量。（q焦炭=3×107J/kg）
练习：
1、 甲、乙、丙三个物体位置如图所示，已知m甲>m乙=m丙，则三个物体的重力势能大小关系是：（ ）
A 甲的最大 B 丙的最大
C 乙的最小 D 甲的最小
2、体积相同的实心铜球和铁球，在水平地面上以相同的速度做匀速直线运动，下列说法正确的是：（ ）
A 铜球的动能大 B 铁球的动能大 C 动能相同 D 无法确定
3、下列过程中属于物体的重力势能转化为动能的是：（ ）
A 空中匀速下落的雨滴 B 汽车匀速爬上坡顶
C 张开的弓把箭射出去 D 山坡上滚下的石头
4、小明从滑梯上滑下，速度越来越快，臀部有热乎乎的感觉，则它的机械能_______。（填“增大”“不变”或“减小”）
5、判断对错：
a 物体温度越高，内能越大，分子运动越剧烈。（ ）
b 温度越高的物体，内能越大。 （ ）
c 物体的动能越大，则分子动能也越大。 （ ）
6、用两个相同的酒精灯分别给质量相等的甲、乙两种物质加热，若相等的时间内它们吸收的热量相等，下列判断正确的是：
A 甲、乙两种物质的比热容一定相等。 B 甲、乙两种物质的温度变化一定相等。
C 温度变化大的比热容大 。 D 温度变化小的比热容大。
7、质量和初温都相同的铝块和铜块（铜的比热容较小），吸收相同的热量后相互接触，则发生热传递的情况是：（ ）
A 铜块向铝块传递 B 铝块向铜块传递 C 铜块和铝块之间不发生热传递 D 无法确定
8、甲、乙两物体，质量相同，温度相同，将甲放入一杯热水中，热平衡时水的温度降低了5℃，把甲取出来，把乙放入这杯水中，热平衡后，水温又降低了5℃，如不计热量损失和水的质量损失，则：（ ）
A 甲的比热容大 B 乙的比热容大 C 甲、乙两物体的比热容相同 D 无法比较。
9、一般温度计用水银做工作物质，是因为水银的比热容______，当温度变化时需要吸收或放出的热量_______。这样一方面不影响被测物体的温度，另一方面在吸收或放出相同的热量时，比其它物质的温度改变量__________，示数变化明显，容易观察。
10、给一定质量的水加热，其温度与时间的关系如图中a线所示，若其它条件不变，仅将水的质量增加，则温度与时间的关系图像正确的是：（ ）
A a B b
C c D d
11、雨滴在下落过程中，如果受到空气阻力随速度的增加而增大，则雨滴在下落过程中所具有的动能 （ ）
A 一直增大 B 一直减小 C 先增大后减小 D 先增大后不变
12、关于温度、热量、内能的关系，下列说法正确的是：（ ）
A 物体吸收热量，温度一定升高，内能一定增加
B 物体温度升高，不一定吸收热量，但内能一定增加
C 物体放出热量，温度一定降低，内能一定减小
D 物体温度降低，一定放出热量，但内能不一定减小
13、将一铁块放在炉子里加热一段时间，下列物理量不发生变化的是（ ）
A 内能 B 温度 C 密度 D 比热容
14、两个烧杯里分别装有温度为20℃且质量相等的水和酒精，若它们吸收相同的热量后，水的温度升高了80℃，则酒精升高的温度（ ）
A 大于80℃ B 小于80℃ C 等于80℃ D 无法确定
15、将热水和冷水混合成温水的过程中，若不计热量损失，下列的四种说法中：①热水放出的热量等于冷水吸收的热量，②热水减少的内能等于冷水增加的内能，③热水的比热容等于冷水的比热容，④热水降低的温度等于冷水升高的温度。正确的说法有：（ ）
A ①② B ③④ C ①②③ D ①②③④
16、体积相同的铜球和铁球，在同一桌面上做匀速直线运动，已知铜球的速度是0.5m/s，铁球的速度是1.8km/h，铜球和铁球的机械能相比较则（ ）
A 铜球的大 B 铁球的大 C 一样大 D 无法判断
17、把茶叶放在冷水中泡和放在开水中泡，相同时间内，_____水中茶味浓些，这是因为：_________________________。
18、空气清新剂能将香味散发到室内的各个地方，只是_____现象；卫生间的毛巾吊钩，用胶可以牢牢粘在瓷瓦墙上，这是因为___________________的缘故。
19、质量是2kg的冰的比热容是2.1×103J/(kg·℃),它的物理意义是：__________________________________________，
若它的温度降低10℃，则它的比热容是_______________，放出的热量是________________，内能减少_______________。
20、单缸四冲程汽油机，完成一个工作循环，曲轴转过（ ）
A 720° B 180° C 150° D 90°
21、汽油机做功冲程中，燃气的体积、压强、温度的变化分别是（ ）
A 增大 减小 降低 B 增大 增大 升高
C 减小 增大 降低 D 减小 减小 升高
22、小明家的太阳能热水器，水箱容积是200L。小明进行了一次观察活动：某天早上，他用温度计测得自来水的温度为20℃，然后给热水器水箱送满水，中午时“温度传感器”显示水箱中的水温是45℃，请你求解下列问题：（1）水箱中水的质量；（2）水吸收的热量；（3）如果水吸收的这些热量，由燃烧煤气来提供，而煤气灶的效率为40﹪，求至少需要燃烧多少煤气。（煤气的热值为q=4.2×107J/kg）
23、有一快艇使用的是乙醇汽油，乙醇汽油的热值是4.6×107J/kg，密度是0.7×103kg/m3,它在水中匀速航行时所受的阻力f=1400N，若发动机的效率为25﹪，则该快艇匀速行驶46Km耗油多少升？
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