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第十六章 热和能（人教版九年级） 【知识网络图示】 定义：物体内部大量分子的无规则运动，叫做热运动热和能热运动 物质是由分子组成的 主要内容 一切物质的分子都在不停地做无规则的运动 分子间同时存在着相互作用的引力和斥力 定义：物体内部所有分子热运动的动能与分子势能的总和，叫做物体的内能热传递 物体吸收热量，内能增加改变物体内能的方式 物体放出热量，内能减少做功 对物体做功，物体的内能增加 物体对外做功，本身的内能减少 一切物体都具有内能 来源 燃料燃烧：化学能转化为内能 热值：1 kg某种燃料完全燃烧时放出的热量，叫做这种燃料的热值 比热容：单位质量的某种物质温度升高(或降低)1所吸收内能加热(热传递)(或放出)的热量，叫做这种物质的比热容热量的计算 Q吸cm(tt0)cmt升应用 Q放cm(t0t)cmt降 定义：利用内能来做功的机器(或把内能转化为机械能的机器)叫做热机做功热机 汽油机的工作原理：吸气、压缩、燃烧(膨胀做功)、排气四个冲程不断循环 效率：用来做有用功的那部分能量与燃料完全燃烧放出的能量之比，叫做热机的效率 在一定条件下，内能可以与各种形式的能量之间相互转化转化 能量守恒定律：能量既不会凭空消灭，也不会凭空产生，它只会从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到另一个物体，而转化和转移的过程中，能量的总量保持不变 例1 下列现象中不能表明分子无规则运动的是 ( ) A“SARS”病毒可以通过“飞沫”传播 B向一杯水中滴一滴红墨水，过一会整杯水都红了 C把磨得很光的铅板和金板长久紧压在一起，金板中渗有铅，铅板中渗有金 D配制过氧乙酸消毒液时，能闻到刺鼻的气味例2 下列现象中不能用分子热运动的观点解释的是 ( ) A酒香不怕巷子深 B北方冬天煤堆在墙角，一段时间后，墙角的砖也变黑了 C沙尘暴起，尘土满天 D衣橱里的樟脑球会逐渐变小 例3 关于物体的内能，下列说法中正确的是 ( ) A物体运动速度越大，内能越大 B静止的物体没有动能，但有内能 C内能和温度有关，0的水没有内能 D温度高的物体一定比温度低的物体内能大 例4 夏天，将冷冻的饮料从冰箱中拿出后 ( ) A饮料的内能将减小 B饮料的内能将增大 C饮料将吸收热量 D饮料将放出热量 例5 图1651中的男孩和女孩分别是通过什么方法来暖手的 ( ) A他们都是通过做功来暖手的 B他们都是通过热传递来暖手的 C男孩通过做功来暖手，女孩通过热传递来暖手的 D女孩通过做功来暖手，男孩通过热传递来暖手的专题3 比热容、热量、热值的有关计算 例6 在一个标准大气压下、，把质量为200 g的铝块放在沸水中充分加热后，迅速投入到温度为16，质量为210 g的水中，不计热损失，当它们达到共同温度时，铝块大约放出了多少热量? 例7 由实验测量可知，质量是100 s，初温是24的实心金属球吸收23103J的热量后，温度升高到74，则该小球的比热容是 J(kg)查表可知这种金属可能是 几种物质的比热容砂石铝钢铁水银铜铅0.921030.881030.461030.141030.391030.13103 例8 地铁可以缓解城市公交运输压力，某学校综合实践活动小组的同学们收集到地铁机车和公交汽车在某段运行区间内的相关数据如下：型号地铁机车地铁电力机车功率106W平均速度60 kmh牵引力5104 N额定载客量500人型号公交汽车燃油热值4107 Jkg平均速度15 kmh牵引力3000 N额定载客量40人 (1)甲、乙两地铁站相距18 km，地铁运行需要多长时间?消耗多少电能? (2)公交汽车每千米消耗燃油03 kg，行驶18 km路程所消耗的燃油完全燃烧放出多少热量?公交汽车的效率是多少?(3)根据题中获得的信息，从物理学角度谈一谈地铁作为交通工具的优点(写出两条即可) 例9 如图1652甲所示，一只水杯放在水平桌面上，请在图中画出水杯所受支持力的示意图杯中盛有的200 g，90热水“凉”至40时，可释放出 J的热量水的比热容为42103J(kg)专题4 温度、内能、热量之间的关系 例10 关于温度、内能、热量的说法中，正确的是 ( ) A温度高的物体具有的热量多 B温度高的物体内能大 C物体的温度升高，一定是吸收了热量 D物体的温度升高，它的内能一定增大要注意区分这三者，一般，温度、内能和热量的关系可概括为： (1)物体吸热，内能增加，温度不一定升高 (2)物体放热，内能减少，温度不一定下降 (3)物体温度升高，内能增加，可能吸热，也可能外界对它做了功(4)物体温度降低，内能减少，可能放热，也可能它对外界做了功专题5 水的比热容的实际应用 例11 由于水的比热容比砂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 专题6 热机与能量守恒 例13 如图1653所示是某个四冲程内燃机在工作过程中的一个冲程，由图中情况可判定这个冲程 ( ) A是排气冲程 B是做功冲程 C正在把机械能转化为内能 D不是依靠飞轮的惯性完成 分析 从图中可以看出，进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，可见这是压缩冲程，正在把例机械能转化为内能，该冲程是靠飞轮的惯性完成的故正确答案为C14 如图1654所示，水沸腾后会将软木塞冲开，其能量转化情况和四冲程内燃机的哪一个工作冲程相似 ( ) A吸气冲程 B压缩冲程 C做功冲程 D排气冲程 分析 水沸腾后产生大量高温高压的水蒸气，压强增大，将软木塞冲开，所以其能量转化为内能转化为机械能，而在内燃机的四个冲程中，只有做功冲程和压缩冲程存在能量转化，做功冲程的能量转化为内能转化为机械能，压缩冲程的能量转化为机械能转化为内能，所以C正确故正确答案为C 例15 乒乓球从一定的高度落到地面后会反弹，而且每一次弹起的高度都比上一次要低，最后静止在地面上有一位同学根据这一现象得出结论说：“乒乓球的机械能变少了，说明能量可以消失”这种说法对吗?为什么? 分析 这种说法不对因为乒乓球每次下落，撞击地面时，有一部分机械能转化为内能，并且在升、降的过程中克服空气阻力要消耗一部分能量，所以原有的机械能会越来越少，逐渐发生了能量的转移或转化，并不是能量消失了例16 将一滴红墨水滴入一杯水中，一会儿整杯水都变成红色了，这是扩散现象，它证明了 ( ) A分子有一定的大小 B分子间有相互作用力 C分子有一定的质量 D分子永不停息地做无规则运动例17 如图1655所示是同种物质的三种不同状态下的分子结构，其中甲图表示物质处于 态，物质从丙图变化到乙图时，组成物质的体积 ，分子间作用力 ，在这一变化过程中要 热 例18 质量相等、初温相同的甲、乙两种不同液体，分别用两个相同的加热器加热，加热过程中，温度随时间变化的图像如图1656所示，根据图中直线，比较这两种液体的比热容 ( ) A甲的比热容大 B乙的比热容大 C甲、乙的比热容一样大 D无法比较【沙场点兵】 一、选择题 1下列现象中，能说明分子在不停地做无规则运动的是 ( ) A汽车驶过地面上卷起灰尘 B打开香水瓶盖后，在周围可闻到香味 C擦过黑板后，粉笔灰纷纷落下 D打扫卫生时，灰尘四起 2下面是某同学“物理学习笔记”中的摘录，其中错误的是 ) A做功和热传递在改变物体的内能上是等效的 B扩散现象表明物体分子在不停地做无规则运动 C物体内能的大小只与物体的温度有关 D分子间相互作用的引力和斥力是同时存在的 3义乌是世界闻名的小商品城，山清水秀，文化底蕴丰厚以下描述与相应的科学解释不相符合的是 ( ) A观绣湖美景，湖面波光闪烁光的反射 B品丹溪宏曲酒，酒香阵阵扑鼻物质是由分子构成的C游华溪森林公园，尽享天然氧吧植物的光合作用 D烧佛堂特色千张面，面汤上下翻滚液体沸腾的特点 4火柴可以引燃，也可以通过摩擦点燃，改变物体内能的方法分别是 ( ) A前者是内能的转移，后者是机械能转化为内能 B前者是内能转化为热能，后者是机械能转化为内能 C前者是内能的转移，后者是通过做功改变内能的 D前者是机械能转化为内能，后者是通过做功改变内能的 5关于比热容，下列说法中正确的是 ( ) A物体的比热容跟物体吸收和放出的热量有关 B物体的比热容与物体的温度有关 C物体的比热容与物体的质量有关 D物体的比热容是物体的一种属性，与温度、质量都没有关系 6下列所描述的场景中，属于利用热传递改变物体内能的是 ( ) A冬天人们搓手取暖 B小孩从滑梯上滑下时臀部感觉到热 C加剧的温室效应使得多年的积雪融化了 D古代的人钻木取火 7如图1657所示是汽油机四个冲程中的 ( ) A吸气冲程 B压缩冲程 C做功冲程 D排气冲程 8如图1658所示，在试管里装一些水，用软木塞塞住，拿到酒精灯上加热使水沸腾起来，水蒸气会把木塞冲出去从能量转化和转移的角度可用下边三句话来概括： 水和水蒸气吸热，内能增加；酒精燃烧，酒精的化学能转化为内能，传给水和水蒸气；水蒸气对木塞做功，内能转化为木塞的机械能 以上三句话正确的顺序是 ( ) A B C D 9冰在熔化过程中，下列判断正确的是 ( ) A内能不变，比热容不变 B吸收热量，温度不变 C比热容、内能、温度都不变 D比热容变大，内能增加，温度升高 10如果要提高热机效率，必须 ( ) A多利用热值大的燃料 B减少各种热损失，保证良好的润滑 C多燃烧燃料 D提高热机的功率 二、填空题 11氢气的热值为14108Jkg，比煤和石油要高出许多，且燃烧后的产物是水蒸气，排放到大气中不会造成污染10 kg氢气完全燃烧放出的热量是 J若这些热量的15被水吸收，能使 kg的水的温度升高50 12我们感到冷时，有时会搓手，有时会使用暖水袋，前者是通过 的方法取暖，后者是通过 的方法取暖，两种方法都能增加物体的 能 13为了预防甲型H1N1流感病毒的传入，防疫人员在小区内喷洒消毒液，一会儿在小区外也能闻到药味，这一现象说明 生活中可以用酒精为高烧病人实施物理降温，这是因为 14有一种节能锅，如图1 659所示，它是由内锅和外锅组成的，内锅底部固定有一个用特殊材料制成的物块，烹饪食物时，先把内锅置于火上加热，待内锅里的水沸腾，物块被烧红时，关闭火源，立即把内锅放在外锅里密闭，烧红的物块继续给食物加热，直到食物被煮熟，要放出更多的热量，此物块应该具有质量 、比热容 的特点15 一台效率为40的柴油机，当输出66000 J的有用功时，消耗的柴油量为 kg(柴油的热值为33107Jkg) 16城市的“热岛效应”主要是指城市暖于郊区，其主要原因：一是工厂、交通工具排放大量的 ；二是建筑群、马路中的砂石、水泥的 小，在相同日照条件下温度的上升更明显；三是城市水面小，水的 吸热少；四是楼群林立，难以形成对流 17燃料燃烧使人类得以大量地获得 ，但同时也造成 ，所以保护环境，控制和消除 已成为当前需要解决的重要课题 三、实验探究题 18实验探究和推理都是科学研究的基本方法，比如科学猜想，往往是以一定的事实和已有知识为依据，通过推理而提出来的 (1)用放大镜观察素描炭笔的笔迹，观察到微小的颗粒；麦粒碾成面粉，面粉揉成面团大量类似事实，为我们想象物质的结构模型提供了依据，终于认识到：物质是由大量分子组成的，向冷、热不同的清水中各滴一滴墨水，观察到墨水扩散的快慢不一样大量类似现象使我们推想到：分子无规则运动的快慢与 有关 (2)物理学中把“物体内所有分子做无规则运动的动能和分子势能的总和叫做物体的内能”，请你根据这个意思，结合所学知识，就“影响物体内能大小的因素”提出合理猜想，给出推理性结论，说明推理依据(参照示例) 示例：猜想：物体内能的大小可能与物体的温度有关。推理性结论：一个物体的温度越高，内能越大推理依据：温度越高，分子运动得越快，分子动能越大 猜想：物体内能的大小还可能与物体的 有关推理性结论： 推理依据： (3)由于推理性结论具有一定的事实和理论依据，所以在科学研究中，有时就运用它来初步解释相关问题同学们也来尝试一下：如图1660所示，(a)杯中的水量较少，(b)(c)(d)杯中的水量相同根据问题 (2)中所得的推理性结论，比较各杯中水的内能的大小： 杯中水的内能最大，因为 两杯中水的内能不好比较，因为 四、计算题 19某电热水壶的铭牌上标有“220 V 1200 W”的字样，小芳同学将质量为18 kg，初温为25的水装入壶中，给电热水壶通电，正常工作5 min，设电热水壶消耗的电能有95被吸收问： (1)5分钟内电热水壶消耗的电能是多少焦? (2)5分钟内电热水壶内的水吸收了多少热量? (3