第第頁第十二章機械能和內能習題課件（共4份打包）-2022-2023學年蘇科版物理九年級上冊(共19張PPT)

12.4機械能與內能的相互轉化

蘇科物理補充習題

熱傳遞和做功改變物體的內能是等效的.

熱傳遞

實質——內能的轉移

做功

實質——內能與其它能的轉化

改變內能的

兩種方式

熱機

熱機原理：是將燃料燃燒產生的高溫高壓的燃氣

的內能轉化為機械能的裝置。

吸氣沖程：

壓縮沖程：機械能——內能

做功沖程：內能——機械能

排氣沖程：

汽油機的一

個工作循環

機

械

能

與

內

能

的

相

互

轉

化

★知識回顧

一個工作循環，曲軸轉2圈，活塞往復2次，完成1次做功。

①熱值：燃料完全燃燒時放出的熱量與燃料質量之比。

是燃料的一種特性。

熱值

③燃料完全燃燒放熱：

②單位：焦/千克（J/kg）、焦/米3（J/m3）

★知識回顧

q

q（氣體）

比值定義法

例1某實驗小組利用如圖所示裝置粗測蠟燭的熱值q。圖中A是一個裝有水的容器，一根小木棍從其上部沿直徑方向穿過；B是一個下部開了許多通氣孔的罩子。

★典例分析

例1某實驗小組利用如圖所示裝置粗測蠟燭的熱值q。圖中A是一個裝有水的容器，一根小木棍從其上部沿直徑方向穿過；B是一個下部開了許多通氣孔的罩子。

★典例分析

【分析】：燃料完全燃燒放出的熱量與燃料的質量之比，叫作這種燃料的熱值。要測量燃料的熱值必須測量質量為m的燃料完全燃燒放出的熱量Q，再利用q=Q/m計算得出。本實驗是通過測量水升高的溫度來反映蠟燭燃燒放出的熱量。水吸收的熱量可以用Q吸=C水m(t-t0)計算，其中C水=4.2×103J/(kg·℃),蠟燭質量的變化測可以用天平測量獲得。由于該實驗中存在熱量損失，所以測出的熱值比真實值小。

例1某實驗小組利用如圖所示裝置粗測蠟燭的熱值q。圖中A是一個裝有水的容器，一根小木棍從其上部沿直徑方向穿過；B是一個下部開了許多通氣孔的罩子。

★典例分析

（1）觀察實驗裝置可知，該實驗小組是通過測量間接測量蠟燭燃燒放出的熱量。

水吸收的熱量

（2）要完成本實驗，除了圖中的實驗器材外，還需要的測量工具是和。

溫度計

天平

例1某實驗小組利用如圖所示裝置粗測蠟燭的熱值q。圖中A是一個裝有水的容器，一根小木棍從其上部沿直徑方向穿過；B是一個下部開了許多通氣孔的罩子。

★典例分析

(1)某次實驗的數據如表所示，則測得這支蠟燭的熱值q=J/kg。

1.575×107

(2)本實驗測出的熱值會比真實值，造成這一偏差的原因是什么？（寫出一條即可）

蠟燭燃燒放出的熱量沒有全部被水吸收。

偏小

1.關于如圖所示的實驗或實驗裝置的作用，下列說法中錯誤的是（）

A.圖（a）的實驗能演示做功可以增加物體的內能

B.圖（b）的裝置能演示機械能可以轉化為內能

C.圖（c）的裝置能演示做功可以改變空氣的內能

D.圖（d）的實驗能演示內能可以轉化為機械能

B

2.關于如圖所示的男孩和女孩暖手的方式，下列說法中正確的是（）

A.他們都是通過熱傳遞來暖手的

B.他們都是通過做功來暖手的

C.女孩是通過熱傳遞來暖手的，男孩是通過做功來暖手的

D.女孩是通過做功來暖手的，男孩是通過熱傳遞來暖手的

C

3.如圖所示是內燃機的四個沖程，其中壓縮沖程是（）

B

★典例分析

4.現探明中國南海海底有大量的可燃冰。已知可燃冰的熱值比煤氣的熱值大得多，由此可知，相等質量的可燃冰和煤氣完全燃燒時，放出的熱量多。1kg可燃冰燃燒一半后，剩余可燃冰的值（變大/減小一半/不變）

可燃冰

不變

5.小華將4kg水由20℃加熱到70℃，消耗了0.07m3天然氣。已知水的比熱容是4.2×103J/(kg·℃)，天然氣的熱值是4.2×103J/m3。

（1）水吸收的熱量是多少焦？

（2）0.07m3天然氣完全燃燒放出的熱量是多少焦？

（3）為什么水吸收的熱量少于天然氣完全燃燒放出的熱量？

5.小華將4kg水由20℃加熱到70℃，消耗了0.07m3天然氣。已知水的比熱容是4.2×103J/(kg·℃)，天然氣的熱值是4.2×103J/m3。

（1）水吸收的熱量是多少焦？

解：Q吸=c水m水△t

=4.2×103J/(kg·℃)×4kg×(70℃-20℃)

=8.4×105J

5.小華將4kg水由20℃加熱到70℃，消耗了0.07m3天然氣。已知水的比熱容是4.2×103J/(kg·℃)，天然氣的熱值是4×107J/m3。

（2）0.07m3天然氣完全燃燒放出的熱量是多少焦？

解：Q放=Vq

=0.07m3×4×107J/m3

=2.8×106J

5.小華將4kg水由20℃加熱到70℃，消耗了0.07m3天然氣。已知水的比熱容是4.2×103J/(kg·℃)，天然氣的熱值是4×107J/m3。

（3）為什么水吸收的熱量少于天然氣完全燃燒放出的熱量？

因為在加熱的過程中，有熱量的損失，所以水吸收的熱量少于天然氣完全燃燒放出的熱量。

1.將皮球從離地某一高度O點處水平拋出，球落地后又彈起。它的部分運動軌跡如圖所示。下列說法正確的是（）

A．皮球經過同一高度的A、B兩點時動能相等

B．皮球第一次反彈后到達最高點P點時速度為零

C．皮球在D點時的機械能小于在C點時的機械能

D．若將皮球表面涂黑，則會在地面M、N兩點留下

兩個大小相等的黑色圓斑

C

2.汽油機是熱機的一種，汽油在汽缸內燃燒時的能量轉化情況是，在設計制造時，汽缸外有一個水套，讓汽缸被水包圍著，這是通過的方式減少汽缸的內能。一臺單缸四沖程汽油機，飛輪轉速是1200r/min,該汽油機每分鐘內完成個工作循環、個沖程、活塞往返次、對外做功次。

化學能轉化為內能

熱傳遞

600

2400

1200

600

3.小帆在老師指導下,用如圖a所示的同一個實驗裝置分別加熱100g的甲、乙兩種液體(其中一種是水),用測得的數據繪制了溫度隨時間變化的圖像(如圖b),乙從20℃加熱至沸騰剛好消耗了4g酒精(q酒精=3×107J/kg).若單位時間內甲吸收的熱量與乙吸收的熱量相等,c水=4.2×103J/(kg·℃),則下列說法中正確的是()

A.c乙=2.4×103J/(kg·℃)

B.乙的吸熱能力大于甲的吸熱能力

C.0-8min乙吸收的熱量為3.36×104J

D.該酒精燈的加熱效率為28%

C(共16張PPT)

12.3物質的比熱容

蘇科物理補充習題

①物質吸放熱能力：與物質質量、變化的溫度、物質種類有關。

物質的比熱容

比熱容

②物理意義：描述物質的吸放熱能力。

比熱容是物質的一種物理屬性。

③定義：物理學中，將物體溫度升高（或降低）時吸收（或放出）的熱量與它的質量和升高溫度的乘積之比，叫做比熱容。

④公式：c=

熱量的計算

①吸熱公式：

②放熱公式：

Q吸=cm(t-t0)＝cmΔt

Q放=cm(t0-t)＝cmΔt

★知識回顧

比值定義法

水的比熱容在生活中的應用：①用水作冷劑或取暖；②調節氣候

感悟新知

1.熱量相關公式

物理量計算公式解釋說明

熱量Q=cmΔtc為物質的比熱容

c的單位是J/（kg·℃）

m為物體的質量

m的單位是kg

Δt為升高或降低的溫度

Δt的單位是℃

Q為物體吸收或放出的熱量

Q的單位是J

比熱容c=

質量=

升高（或降低）的溫度=

★知識回顧

例1為了探究不同物質吸熱升溫的現象，小明做了如圖所示的實驗。他在兩個相同的易拉罐中分別裝入質量、初溫都相同的水和沙子，用相同的酒精燈對其加熱。

★典例分析

【解析】：該探究是通過加熱水和沙子來比較它們的升溫情況，認識到質量相等的不同物質升高相同溫度時吸收的熱量不同，從而建立比熱容的概念。實驗準備時要控制物質的質量、初溫相同；實驗時要保證熱源相同、受熱均勻，同時注意控制散熱，準確測出升高的溫度和加熱時間。

例1為了探究不同物質吸熱升溫的現象，小明做了如圖所示的實驗。他在兩個相同的易拉罐中分別裝入質量、初溫都相同的水和沙子，用相同的酒精燈對其加熱。

（1）為了完成實驗，除了如圖所示的器材，

還需要的測量儀器有、。

★典例分析

天平

秒表

例1為了探究不同物質吸熱升溫的現象，小明做了如圖所示的實驗。他在兩個相同的易拉罐中分別裝入質量、初溫都相同的水和沙子，用相同的酒精燈對其加熱。

★典例分析

（2）實驗測得的數據如下表所示。分析數據可知：質量相等的水和沙子，升高相同的溫度時，水吸收的熱量（多于/少于）沙子吸收的熱量。你得出上述結論的理由是什么？

多于

質量相同的水和沙子，升高相同的溫度，水的加熱時間更長，水吸收的熱量大于沙子吸收的熱量。

例1為了探究不同物質吸熱升溫的現象，小明做了如圖所示的實驗。他在兩個相同的易拉罐中分別裝入質量、初溫都相同的水和沙子，用相同的酒精燈對其加熱。

（3）結合你的探究，說說實驗中的注意點

★典例分析

實驗時要用玻璃棒攪拌，使受熱均勻；

溫度計的使用要科學合理。

1.下列事例中，不是利用水的比熱容較大這一特性的是（）

A.炎熱的夏天，在地面上灑水，人會感到涼爽

B.在城市建人工湖，有助于調節氣溫

C.供暖系統中采用熱水循環供暖

D.汽車發動機用循環流動的水進行冷卻

A

2.對質量相等的甲、乙兩種固態物質加熱6min，設它們在此過程中吸收的熱量相等，它們的溫度隨時間變化的圖像如圖所示。下列說法中正確的是（）

A.在3-6min內，物質甲是液態

B.物質甲是晶體，物質乙是非晶體

C.在4-6min內，物質甲的內能保持不變

D.在固態時，物質甲的比熱容比物質乙小

D

3.已知水的比熱容為4.2×103J/(kg·℃)，則2kg水溫度升高1℃需要吸收的熱量為J。已知煤油的比熱容為水的二分之一，則2kg煤油溫度升高1℃需要吸收的熱量為J。

8.4×103

4.2×103

解：Q水=c水m水△t

=4.2×103J/(kg·℃)×0.1kg×1/12×（30℃-0℃）

=1050J

Q油=Q水=1050J

4.在完全隔熱的裝置內，用同一熱源分別給100g水和100g某種油加熱，其溫度隨時間變化的關系如圖所示。已知水的比熱容為4.2×103J/(kg·℃)，試問：

（1）100g水和100g這種油每分鐘分別吸收多少熱量？

4.在完全隔熱的裝置內，用同一熱源分別給100g水和100g某種油加熱，其溫度隨時間變化的關系如圖所示。已知水的比熱容為4.2×103J/(kg·℃)，試問：

（2）這種油的比熱容是多大？

5.某同學在探究影響物質吸熱多少的因素時，得到的數據如下表所示。

（1）分析第①、③組或第②、④組實驗數據，可歸納得出結論：相等的不同物質，在相同時，吸收的熱量不同。

質量

（2）分析第①、②組或第③、④組實驗數據，可歸納得出結論：同種物質升高的溫度相同時，吸收的熱量與物質的有關。

升高的溫度

質量

1.質量之比為2﹕3的甲、乙兩種液體，當它們吸收的熱量之比為7﹕5時，升高的溫度之比為6﹕5，則甲、乙的比熱容之比為________。

7﹕4

2.已知鋁的比熱容大于鐵的比熱容,質量相等的鐵塊和鋁塊,在沸水中加熱相當長的時間后取出,再讓它們放出相等的熱量,這時比較鋁塊的末溫t鋁與鐵塊的末溫t鐵，則()

A.t鋁>t鐵B.t鋁<t鐵C.t鋁=t鐵D.無法確定

A

3.在1個標準大氣壓下,質量為2kg、初溫為30℃的水吸收6.3×105J的熱量,最終的溫度是多少[c水=4.2×103J/(kg·℃)]

解：

因為一個標準大氣壓下，水的沸點是100℃，所以水的溫度最終是100℃(共15張PPT)

12.2內能熱傳遞

蘇科物理補充習題

①定義：物體內所有分子動能和分子勢能的總和

叫作物體的內能。單位是焦（J）。

內能

熱傳遞

熱傳遞內能

①熱傳遞：當物體或物體的不同部分之間存在溫度差時，就會發生熱傳遞。熱傳遞時，能量從高溫處轉移到低溫處，或從物體的高溫部分轉移到低溫部分，直至溫度相同。

②影響內能大小的因素：物體溫度、質量、狀態。

③熱傳遞：是改變內能的一種方式。

②熱量：物體在熱傳遞過程中轉移的能量叫作熱量，

用符號Q表示，單位是焦（J）。

★知識回顧

運動的球具有動能

發生彈性形變的彈簧具有勢能

構成物質的分子在不停地做熱運動，分子也具有動能，叫分子動能

分子之間有相互作用的引力和斥力，會吸引和排斥，分子也具有勢能，叫分子勢能

類比法

★知識回顧

熱傳遞改變內能的實質

實質:內能轉移

高溫物體

低溫物體

(不同物體之間)

高溫部分

低溫部分

(同一物體之間)

熱傳遞發生的條件:

存在溫度差

放出熱量內能減少

吸收熱量內能增加

★知識回顧

1.熱傳遞的實質是（）

A.內能多的物體把熱量傳遞給內能少的物體

B.熱量多的物體把熱量傳遞給熱量少的物體

C.高溫物體把熱量傳遞給低溫物體

D.質量大的物體把熱量傳遞給質量小的物體

C

★典例分析

【解析】：物體內所有分子動能和分子勢能的總和叫作物體的內能。熱傳遞是改變物體內能的一種方式。熱傳遞的條件是物體或物體的不同部分之間存在著溫度差。熱傳遞時，能量從高溫物體轉移至低溫物體，或者從同一物體的高溫部分轉移至低溫部分，直到溫度相同。在熱傳遞過程中轉移的能量叫作熱量。

1.關于溫度、熱量和內能，下列說法中正確的是（）

A.熱量總是自發地從內能多的物體向內能少的物體傳遞

B.100℃的水比0℃的水內能大

C.熱傳遞改變內能的方式是溫度的轉移

D.物體的溫度升高，內能一定增大

D

2.把燒熱的工件放到冷水中，工件會涼下來，而冷水會變熱，在這個過程中，（）

A.工件的內能增大，冷水的內能減小

B.冷水的內能增大，工件的內能減小

C.工件和冷水的內能都增大

D.工件和冷水的內能都減小

B

3.如圖所示是某物質由液態變為固態的過程中溫度隨時間變化的圖像。下列說法中正確的是（）

A.t4時刻物體的內能為零

B.t2、t3時刻物體的內能相等

C.t2時刻物體的內能比t3時刻小

D.t1時刻物體的分子動能比t2時刻大

D

4.在一杯清水中滴入一滴紅墨水，一段時間后，整杯水都變紅了。關于這一現象，下列說法中正確的是（）

A.0℃的水不會有這種現象

B.這是擴散現象，只發生在液體中

C.這種現象說明分子在永不信息地做無規則運動

D.溫度越低，擴散進行得越快

C

1.如圖是冰的溫度隨時間變化的圖像。t1到t2過程中，溫度_____，物質的內能_______（選填“增大”“減小”“不變”），該過程需要________（選填“吸收”“放出”）熱量。

不變

增大

吸收

2.如圖甲所示為用1.5kg水來冷卻熱牛奶的示意圖。如圖乙所示為記錄熱牛奶、水的溫度t溫隨時間t變化的圖像。圖中表示熱牛奶的溫度t溫隨時間t變化的曲線應是（I/II），圖中A點的物理意義是。

I

牛奶和水最終的共同溫度為18℃

3.如圖所示，該玩具叫愛心溫度計。由上下兩個玻璃瓶和中間一段彎曲的心形細玻璃管組成，事先在下面的瓶子里裝有乙醚液體（沸點約為34℃）。把熱的手捂在下面瓶底裝有液體部分，一會兒后，乙醚沸騰起來，導致下方玻璃瓶上部氣壓增大，使液體順著瓶子里的細玻璃管向上涌。松開手后，液體又會流回底部。

（1）手握瓶底時，手掌的熱通過（熱傳遞/做功）的方法，改變了乙醚的內能。

（2）松開手后，玻璃瓶上方乙醚蒸氣（填物態變化）又流回底部。

熱傳遞

液化

4.如圖所示為甲、乙兩種物質的熔化圖像.下列說法正確的是（）

A.0-4min甲比乙吸熱多

B.4-8min甲不吸熱

C.0-10min甲和乙內能不斷增加

D.0-10min甲和乙溫度不斷升高

C

5.比較如圖所示的三杯水的內能大小，并簡要說明理由。

(c)的內能最大，其次是(b)，(a)的內能最小。

(a)與(b)相比，溫度相同，但(b)中水多，所以(b)中水的內能要比(a)中水的內能大；(b)與(c)相比，水一樣多，但(c)的溫度比(b)高，分子運動更劇烈，內能更大一些，因此(c)的內能最大。(共17張PPT)

12.1動能勢能機械能

蘇科物理補充習題

動能

勢能

物體由于運動而具有的能量

物體由于發生彈性形變而具有的能

物體由于被舉高而所具有的能

重力勢能

彈性勢能

影響因素：物體的運動速度和質量

影響因素：物體的質量和所在的高度

影響因素：物體的彈性形變程度

機械能

★知識回顧

研究方法：控制變量法、轉換法

例1（1）如圖(a)、(b)所示，讓兩輛相同的小車分別從不同高度由靜止開始下滑，圖中的小車運動到水平表面時速度較大。可以通過比較來比較小車的動能大小。

★典例分析

（2）如圖(c)、(d)所示的實驗是用來研究動能大小與物體的關系的。通過該實驗可以得出的結論是。

例1（1）如圖(a)、(b)所示，讓兩輛相同的小車分別從不同高度由靜止開始下滑，圖中的小車運動到水平表面時速度較大。可以通過比較來比較小車的動能大小。

★典例分析

【分析】：該實驗采用的物理研究方法有轉換法和控制變量法。因為影響動能大小的因素有質量和速度，所以在探究其中一個因素對動能的影響時，必須保證另一個影響因素不變。對于動能大小，可以通過對木塊做功的多少來比較，即通過小車撞擊木塊后，木塊運動的距離來比較。

（2）如圖(c)、(d)所示的實驗是用來研究動能大小與物體的關系的。通過該實驗可以得出的結論是。

a

木塊移動的距離

質量

當速度相同時，質量越大，動能越大

例2在蹦極運動中，如圖所示，運動員從O點自由下落，到達A點時彈性繩自然伸直；到達B點時，運動員受到的重力與彈性繩對運動員的拉力相等；C點是運動員到達的最低點。設空氣阻力忽略不計，則（）

★典例分析

A.從O點到C點的過程中，運動員的動能逐漸增大

B.從A點到B點的過程中，運動員的動能逐漸減小

C.從A點到C點的過程中，運動員的動能逐漸轉化為繩的彈性勢能

D.從B點到C點的過程中，運動員的動能和重力勢能轉化為繩的彈性勢能

【解析】運動員從O點到A點，高度逐漸減小，速度逐漸增大，重力勢能逐漸轉化為動能，但是總的機械能并未增大；從A點到B點，高度逐漸減小，速度仍在增大，動能逐漸增大，彈性繩逐漸伸長，繩的彈性勢能增大；從B點到C點，運動員的高度逐漸減小，速度逐漸減小，彈性繩逐漸伸長，運動員的重力勢能和動能轉化為繩的彈性勢能。

D

1.如圖所示是“探究動能大小與哪些因素有關”的實驗示意圖（B為木塊）

（1）在探究動能與的關系時，要保持小球的質量不變，讓小球從（相同/不同)的高度滾下。

（2）實驗中通過來反映小球的動能大小。

木塊移動的距離

（2）實驗中通過來反映小球的動能大小。

速度

不同

2.小華看到運動員拉弓射箭時，弓拉得越彎，箭射得越遠，于是她猜想：彈性勢能的大小可能與物體的彈性形變有關。

（1）為驗證猜想是否正確，她設計了如圖所示的實驗：將小球置于彈簧右端，將同一根彈簧每次壓縮的長度（彈簧被壓縮后未超過彈性限度），松開后小球被彈開，鉆入置于同一位置的相同紙盒，并與紙盒一起運動。根據紙盒，可以比較同一彈簧在不同彈性形變時彈性勢能的大小。

移動的距離

不同

2.小華看到運動員拉弓射箭時，弓拉得越彎，箭射得越遠，于是她猜想：彈性勢能的大小可能與物體的彈性形變有關。

（2）若水平面絕對光滑，則本實驗（能/不能）達到探究目的

不能

3.蕩秋千的人從最高點向最低點擺動的過程中，他的（）

A.重力勢能增加，動能不變

B.重力勢能不變，動能增加

C.重力勢能減小，動能增加

D.重力勢能減小，動能減小

C

4.如圖所示，用裝有細沙的容器、三腳小桌和

質量不等的木塊探究重力勢能大小與哪些因素有關。

（1）該實驗通過比較來間接判斷物體重力勢能大小。

（2）實驗中，采用質量不等的木塊是為了探究物體重力勢能大小與

的關系。操作時，應該讓木塊從（相同/不同）的高度自由下落。

（3）若要探究物體重力勢能與高度的關系，請簡要說明做法。

小桌下陷的深度

質量

相同

控制木塊的質