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沪科版九年级物理第十四章《内能与热机》知识点

发布时间:2013-09-18 16:01:51  

第十四章 内能与热机

一、温度与内能

1、温度:是表示物体冷热程度的物理量

在国际单位制中温度的主单位是开尔文,符号是K;常用单位是摄氏度,符号是℃。

2、温度计是用来测量物体温度的仪器

常用的温度计有如下三种:

(1)实验室温度计,用于实验室测温度,刻度范围在20℃~105℃之间,最小刻度值为1℃。

(2)体温计。用于测量体温,刻度范围35℃~42℃,最小刻度值为0.1℃。

(3)寒暑表。用于测量气温,刻度范围-20℃~50℃,最小刻度值为1℃。

以上三种温度计都是根据液体热胀冷缩的性质制成的。

3、用温度计测液体温度的方法

(1)温度计的玻璃泡全部浸入被测的液体中,不要碰到容器底或容器壁。

(2)温度计玻璃泡浸入被测液体后要稍候一会儿,待温度计的示数稳定后再读数。

(3)读数时玻璃泡要继续留在被测液体中,视线与温度计中液柱的上表面相平。

4、物体的内能

(1)物体内部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。

(2)物体内能大小的决定因素:质量、温度、状态。

(3)物体的内能与温度有关。对同一个物体,温度升高,它的内能增大,但物体的内能增大温度不一定升高(比如晶体溶化)。对于不同的物体,温度高的物体不一定比温度低的物体内能大。

(4)把物体内大量分子的无规则运动称之为热运动。

5、改变物体的内能的两种途径:做功和热传递

① 对物体做功,物体的内能会增加,物体对外做功,物体本身的内能会减小,从能量转化的角度来看,做功改变物体内能实质上是内能与其他形式能之间的相互转化的过程。

② 在热传递过程中,高温物体温度降低,内能减少;低温物体温度升高,内能增加。热传递改变物体内能实质上是能量从温度高的物体传到温度低的物体或者从同一物体的高温部分传到低温部分的过程。在热传递过程中,传递能量的多少叫做热量。

③ 做功和热传递在改变物体的内能上是等效的,因此用功或用热量来量度物体内能的改变。

6、热量

(1)定义:物体通过热传递方式所改变的内能称为热量。

(2)单位:焦耳(J)

(3)计算公式:

(1)物体的温度由t0℃升高到t℃时吸收的热量:Q吸=cm(t-t0)

(2)物体的温度由t0℃降低到t℃时放出的热量:Q放=cm(t0-t)

二、物质的比热容

1、比热容

(1)定义:单位质量的某种物质温度升高1℃吸收的热量叫做这种物质的比热容。

(2)单位: J/(Kg?℃)

(3)比热容是物质的一种特征,每种物质都有自己的比热容,它的大小与物质的种类有关,与物体的质量、吸收的热量、温度的变化量无关。

(4)水的比热容是4.2×103J/(kg?℃)。

三、内燃机

1、热机是利用内能做功,把内能转化为机械能的机器。

2、内燃机是热机的一种,汽油机和柴油机都是内燃机。

3、内燃机工作的四个冲程:吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。

4、单缸四冲程内燃机中,一个工作循环活塞往复运动两次,曲轴转动两周,对外做功一次。

四、 热机效率与环境保护

1、热值:①定义:把1Kg某种燃料完全燃烧放出的能量,叫做这种燃料的热值。

②单位:J/Kg

③热值与热量的关系:Q=mq

2、热机效率:①定义:用来做有用功的那部分能量与燃料完全燃烧所放出的能量之比叫做热机效率。热机效率是热机性能的一个重要指标。

②提高热机效率的途径:在设计、制造和使用上要尽量减少各种能量损失,有效减少摩擦。

③公式:n=Q有用/Q总×100%

3、环境保护

人们在使用燃料的同时,排放的烟尘废气是造成大气污染的主要来源。

改进燃烧设备,加装消烟除尘装置,采取集中供热,在城市普及煤气和天然气的使用是保护环境,控制消除大气污染的方法。

九年级物理《第十四章 内能与热机》单元测试卷及答案

班级:______ 姓名:______ 得分:_______

一、选择题:(每小题3分,计36分)

1、一个物体的内能增加了,表明( )

A、该物体一定做了功。 B、该物体一定吸收了热量。

C、物体的机械能增加了。 D、可能是外界对物体做了功,也可能是物体吸收了热量。

2、质量相等的a、b、c三个实心球吸收相同的热量后,a球的温度最高,b球的温度最低,则它们的比热容关系是【 】

A、a球的比热容最大。 B、b球的比热容最大。

C、三个球的比热容相同。 D、条件不足,无法判断。

3、甲汽油机的热机效率比乙汽油机的热机效率高,这表明【 】

A、甲做功比乙多。 B、甲做功比乙快。

C、甲消耗的汽油比乙少。 D、以相同的速度行驶相同的路程,乙消耗的汽油多。

4、内燃机中,柴油机的效率比汽油机高,这是因为【 】

A、柴油的热值比汽油大。 B、柴油机的点火方式与汽油机的不同。

C、柴油机燃烧时,气缸内压强更大、温度更高。 D、柴油机损失的热量比汽油机的少。

5、关于物体的内能,下列说法中正确的是【 】

A、物体运动越快,具有的内能就越多。 B、同一物体,温度越高,它具有的内能就越多。

C、不同物体间的内能不能转移。

D、不同物体间的内能可以转移,但不能转化为其他形式的能。

6、状态一定的某种物质的比热容【 】

A、跟他吸收的热量成正比。 B、跟它的质量成反比。

C、跟它的温度变化成反比。 D、是物质的一种性质,大小与上述因素无关。

7、下列说法中正确的是【 】

A、四冲程内燃机中,只有做功冲程做功。B、热机排出的废气和产生的噪声会污染环境。

C、内燃机中,燃料燃烧得到的内能全部转化为机械能。

D、柴油机的效率比汽油机高,因此,柴油机的功率比汽油机的大。

8、南极“万年冰”中含有很多压缩气泡,科考队员取一小块放入盛有酒的杯子中,冰块会在酒面上飘来飘去。下列几种说法中错误的是【 】

A、冰块熔化,气泡破裂,使冰块飘来飘去。 B、冰块熔化,气泡破裂,气泡的内能减少。

C、冰块吸热,内能增加,使冰块飘来飘去。 D、冰块吸热,酒水放热,酒水的内能减少。

9、下表是几种物质的比热容,判断下列说法中错误的是【 】

A、制作体温计常用水银作介质,原因之一是水银的比热容小。 B、北方楼房中的取暖器用水做介质,利用了水的比热容大的特性。 C、由于水比沙石的比热容大,所用内陆地区的昼夜温差比沿海地区大。 D、由于水比冰的比热容大,所以冷却食品时0℃的水比0℃的冰效果好。

10、盛夏天气炎热,小红将奶茶喝掉一半后盖上盖子放入冰箱,一段时间后,她拿出奶茶瓶,发现奶茶全部都结成冰。奶茶结冰后不变的物理量是【 】

A、质量 B、密度 C、比热容 D、体积 11、关于热机,下列说法中正确的是【 】 A、热机性能好坏的重要标志之一是热机效率。

B、在四冲程内燃机中减少废气带走的大量热量可以大大提高热机的效率。 C、柴油机的效率比汽油机的高,这是因为柴油的热值比汽油的大。 D、在压缩冲程中内燃机将机械能转化为内能。

12、图1是一种在阳光下能不断摇摆的塑料小花,花盆表面的太阳能电板在阳光照射下,产生电流驱动电动机,是小花左右摆动。下列关于该小花摆动过程中能量转化的描述正确的是【 】 A、叶片将光能转化为化学能。 B、电动机将机械能转化为电能。 C、太阳能电板将太阳能转化为电能。 D、小花将动能转化为化学能。

二、填空题:(每空1分,计23分) 图1

13、星期天,小明同学在父母的协助下,从早上七点开始每隔半小时对他家附近的气温和一个深水池里的水温进行测量,并根据记录的数据绘成温度—时间图象,如图2所示。从图线可以看出乙的温度变化幅度小,是___ _(选填“气温”或“水温”)的图线,温度变化幅度小的原因是 。

图2 图3

14、我市在科学规划和建设城市时,大量增加水面面积,是利用水的大的特性,且水在蒸发时 (选填“吸热”或“放热”),可以调节气温,营造“宜居重庆”的舒适环境。

15、用两个相同的“热得快”分别给质量和初温都相同的甲、乙两种液体同时加热,两液体的温度随时间变化的图像如图3所示。如果要你从甲、乙两液体中选择汽车的冷却液,应选择 液体。

16、汽油的热值是4.6×10 J/ kg,完全燃烧210g汽油能放出 J的热量;若这些热量全部被水吸收,可使 kg 水,从20℃升高到43℃(水的比热容为4.2×10 J/(kg·℃) )。

17、如图4所示,是我国选手在第24届世界大学生冬运会

女子冰壶比赛中夺冠的一个场景.比赛时两名队员在冰

壶前方“刷冰”,通过 的方式改变冰的内能,使表

面的冰 成薄薄的一层水(填物态变化名称),

这样就能够减小冰壶与冰面之间的 ,使冰壶

按照运动员预计的运动快慢和方向运动. 图4

18、我国古代人类利用“钻木取火”的方式获取火种,如

图5所示,钻木利用了 方法增大物体的内能,现代

社会人们利用清洁能源获得能量,完全燃烧0.3m的天然气

可以放出热量 J。(天然气的热值为7.5×10J/m)

19、焦炭的热值为3.0×10 J/kg,它的物理意义是 图5 ,完全燃烧 kg的焦炭放出的热量能把50kg水的温度升高

60℃.[不计热量损失,水的比热容为4.2×10 J/(kg·℃)]

20、张刚的妈妈周末直接用“清洁球”打磨铁锅底的锈迹,隔一会儿感觉铁锅发烫。张刚向妈妈解释:这是用 方式升高了铁锅的温度,此过程是 能转化为 能。

21、位于芜湖市东北郊的“神山铸剑”遗址极富传奇色彩,相传春秋

时干将在此设炉造剑,三年成剑,锋利无比。干将造剑主要是利用了

金属具有良好的 性,可锻打成剑;剑刃锻造得锋利无比,

主要是为了减小受力面积,增大 。当年的“淬剑池”如今仍

位于山颠(如图6所示),淬剑是指将炽热的金属剑迅速与冷水接触,

以增加其硬度。淬剑过程中,金属剑的内能 (选填“增大”

或“减小”),这主要是通过 方式改变了金属剑的内能。淬 6

剑池”终年不枯,水清鉴人,颇为神奇。池水“水清鉴人”是由于光可以在水面发生 (选填“镜面”或“漫”)

反射能形成人的 (选填“实像”或“虚像”)。

三、实验探究题:(第1小题16分;第2小题10分。计26分)

22、小红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7所示的两套规格完全相同的装置,并每隔1min记录了杯中水的温度。

3773337

(1)、在安装、调整实验器材时,科学合理的顺序是

(甲图中):先固定______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和水的___、____。

(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_____;理由是____

____________________。 图7

(4)、该同学实验前用天平测出了烧杯中水的直路及两油灯中燃料的质量,并记录数据利用公式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 热值。你认为他的计算结果可靠吗?___。理由是____________。

23、为了研究物体温度升高时吸收热量的多少与哪些因素有关,有一组同学做了如下实验:在四个相同的烧杯中分别装有水和煤油,用同样的加热器加热,下表是他们实验的记录,根据记录回答问题:

(1)、用同样加热器加热的目的是__________________。

(2)、对比1、2两杯的实验记录进行分析,其实验目的是:_____________________________。

(3)、比较1、3两杯的实验记录,得出的结论是:_________________。

(4)、结合上述结论,物体温度升高时,吸收热量的多少与物体的质量、______和______都有关。

四、计算题:(第1小题9分;第2小题8分。计17分)

24、某型号专用车在车型测试中,在一段平直的公路上匀速行驶5.6km,受到的阻力为3.0×10N,消耗燃油1.5×10m(设燃油完全燃烧)。(ρ油=0.8×10kg/m;q油=4×10J/kg)。

求:(1)专用车牵引力所做的功。 3373﹣33

(2)、已知热机效率η=(式中W为热机在某段时间内对外所做的功,Q为它在这段时间内所消耗的燃油完全燃烧所产生的热量),则该专用车的热机效率是多少?

25、某同学家新安装了一台容积为500L的太阳能热水器,加满水后,经过4h阳光的照射,水温有原来的20℃升高到40℃。则在这4h内水吸收的热量是多少?若这些热量由效率为20%的火炉燃烧焦炭来提供,则需要燃烧多少千克焦炭?(C水=4.2×10J/(kg·℃);q焦炭=3.0×10J/kg)

37WQ

参考答案 一、选择题:

二、填空题:

13、水温;水的比热容较大。

14、比热容 吸收

15、乙

16、9.66×10 100

17、做功 熔化 摩擦

18、做功 2.25×10

19、每千克焦炭完全燃烧时放出的热量是3.0×10J 0.42

20、做功 机械能 内能

21、韧性 压强 减小 热传递 镜面 虚

三、实验探究题:

22、(1)B A (2)质量 水的初温 (3)煤油

(4)不可靠 煤油和菜籽油不可能完全燃烧,且有热量损失(其他合理答案也可)

23、(1)保持水和煤油在相同时间内吸收的热量相同。

(2)研究物体温度升高时吸收热量的多少与质量是否有关。

(3)、物体温度升高时吸收热量的多少与物质的种类有关。

(4)物质种类 温度变化

四、计算题:

24、(1)∵ 专用车匀速行驶

∴ 牵引力F=f=3.0×10N??????2分

牵引力做功W=FS=3.0×10N×5.6×10m=1.68×10J????2分

(2)消耗燃油的质量 m=ρV=0.8×10kg/m×1.5×m=1.2kg????1分

燃油完全燃烧所产生的热量 Q=mq=1.2kg×4×10J/kg=4.8×10J????2分

热机效率 η= =1.68×10J/4.8×10J=35%????2分

25、水的质量m=ρV=1.0×10kg/m×0.5m=500kg??????2分

水吸收的热量Q吸=cm(t—t0)=4.2×10J/(kg·℃)×500kg×(40℃—20℃)=4.2×10J??????2分 Q放=Q吸/η=4.2×10J/20%=2.1×108J??????2分

又Q放=mq

故 m=Q放/q=2.1×10J/3.0×10J/kg=7kg??????2分 877373337733﹣333373776WQ77

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