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第十章 機(jī)械能、內(nèi)能及其轉(zhuǎn)化
機(jī)械能、內(nèi)能及其轉(zhuǎn)化
知識導(dǎo)圖
相互轉(zhuǎn)化
動能
重力勢能
彈性勢能
速度
高度
形變程度
機(jī)械能守恒
質(zhì)量
質(zhì)量
機(jī)械能
只有動能和勢能的轉(zhuǎn)化
知識擊破
中考精練
解析：
動能的影響因素是質(zhì)量和速度，重力勢能的影響因素是質(zhì)量和高度；飛機(jī)加速上升速度變大，高度變高，質(zhì)量不變，因此動能和勢能均增大。
答案：C
物質(zhì)結(jié)構(gòu)的基本圖像。
物質(zhì)是由大量分子組成的。
分子在永不停息地做無規(guī)則運(yùn)動。
分子間存在著相互作用的引力和斥力。
擴(kuò)散現(xiàn)像
兩種相互接觸的不同物質(zhì)可以自發(fā)地彼此進(jìn)入對方的現(xiàn)象；
可以證明分子是運(yùn)動的。
溫度越高，擴(kuò)散越快，分子運(yùn)動越劇烈；不同狀態(tài)物質(zhì)間也可擴(kuò)散。
知識擊破
【例題2】
下列現(xiàn)象中，能說明分子在做無規(guī)則運(yùn)動的是（ 　 ）
A.春天柳枝搖曳　　　　
B.夏天荷花飄香
C.秋天落葉飛舞
D.冬天瑞雪飄飄
中考精練
答案：B
解析：
物體的內(nèi)能
物體內(nèi)所有分子的動能和勢能之和；
熱傳遞和做功是改變內(nèi)能的兩種方式；
熱傳遞過程中傳遞能量的多少叫熱量（Q）；
不同形式的能量之間可以相互轉(zhuǎn)化；
易錯(cuò)誤區(qū)
1.一切物體都有內(nèi)能，不能說吸收或者放出內(nèi)能；
2.改變內(nèi)能的兩種方式是等效的；
3.熱量在熱傳遞方式中才產(chǎn)生，只能說吸收/放出熱量不能說物體具有、含有、增加、減少熱量。
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【例題3】
下圖中的各種方法都可以使水的內(nèi)能增加，其分類正確的是（　　）
A.（a，c，d）；（b）
B.（a，b）；（c，d）
C.（a，d）；（b，c）
D.（a，b，d）；（c）
中考精練
答案：C
解析：
a是用酒精燈加熱，通過熱傳遞的方法改變水的內(nèi)能；b是用物體攪拌，是通過做功改變水的內(nèi)能；c是對空氣做功，使空氣內(nèi)能增加，溫度升高，空氣又把內(nèi)能轉(zhuǎn)移給水，是通過熱傳遞的方法改變水的內(nèi)能；d是通電后電熱絲的熱量傳遞給水，是通過熱傳遞的方法改變水的內(nèi)能。
比熱容
比熱容/c 意義 單位質(zhì)量的某種物質(zhì)溫度升高（或降低）1℃（K）所吸收（或放出）的__________。
單位 在國際單位制中，比熱容的單位是__________，比熱容的單位也常寫作__________。
性質(zhì) 比熱容反映了物體的___________本領(lǐng)，它是物質(zhì)的一種特性，同種物質(zhì)比熱容__________，不同的物質(zhì)比熱容一般__________。同種物質(zhì)的比熱容還與__________有關(guān)。
公式
熱量
J/（kg·k）
J（kg·℃）
吸熱/放熱
相同
不同
狀態(tài)
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【例題4】
下列關(guān)于比熱容的說法正確的是（　　）
A.一杯水和一個(gè)鐵塊在溫度和質(zhì)量相同時(shí)，吸熱能力是相同的
B.冰和水的比熱容是相同的
C.把一塊鐵塊切割成兩塊，質(zhì)量小的鐵塊比熱容小
D.質(zhì)量相等的不同物質(zhì)，升高相同的溫度吸收的熱量不相等，它們的比熱容就不相等
中考精練
答案：D
解析：
比熱容是物質(zhì)的一種特性，與物質(zhì)的質(zhì)量、體積、溫度、吸收（或放出）的熱量無關(guān)，只與物質(zhì)的種類和狀態(tài)有關(guān)。比熱容表示不同物質(zhì)的吸熱能力，水和鐵的比熱容不同，故吸熱能力不同，A項(xiàng)錯(cuò)誤；冰和水雖然屬于同種物質(zhì)，但由于狀態(tài)不同，比熱容不相同，B項(xiàng)錯(cuò)誤；質(zhì)量不同的鐵塊，由于屬于同種物質(zhì)，所以比熱容相同，C項(xiàng)錯(cuò)誤；根據(jù)比熱容的定義，可判斷D項(xiàng)正確。
探究比熱容的兩種方式。
加熱相同溫度比較加熱時(shí)間長短；加熱相同時(shí)間比較升高溫度的高低。
易錯(cuò)誤區(qū)
比熱容大的物質(zhì)，吸收或放出的熱量不一定多，判斷物體吸、放熱多少時(shí)，應(yīng)同時(shí)考慮物質(zhì)的比熱容、物體的質(zhì)量和溫度變化量。
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【例題5】
水的比熱容比煤油的大，質(zhì)量相等的水和煤油，初溫相同，吸收相等的熱量后，溫度升高多的是（　　）
A.水　　　　　 B.煤油
C.水和煤油一樣多 D.無法判斷
中考精練
解析：
比熱容的探究方式有兩種，其中一種是加熱相同的時(shí)間即二者吸收的熱量相同，比較升高溫度的高低，水的比熱容大，相同的加熱時(shí)間溫度升高的低，煤油則較高。
答案：B
熱機(jī)與火箭
熱機(jī) 將燃料燃燒的高溫高壓氣體的_____轉(zhuǎn)化為_______的機(jī)器。
內(nèi)燃機(jī) 燃料在_____內(nèi)燃燒對外做功的機(jī)器。
汽油機(jī) 構(gòu)造 主體是一個(gè)汽缸，汽缸內(nèi)有一個(gè)_____通過_____與________相連，汽缸上部有_______和________，頂部有________。
四沖程 由_____、壓縮、_____、排氣四個(gè)沖程組成，四個(gè)沖程中只有_____沖程中燃?xì)鈱ν庾龉Γ渌齻€(gè)沖程都是曲軸上的_____的慣性完成的。
火箭 液體燃料火箭主要由________、氧化劑箱、輸送裝置、　　　和尾部噴口組成。其工作原理是燃料在燃燒室燃燒后，產(chǎn)生高溫、高壓的氣體從尾部以極高的速度噴出，同時(shí)產(chǎn)生強(qiáng)大的反作用力推動機(jī)身向前運(yùn)動。
內(nèi)能
機(jī)械能
活塞
汽缸
連桿
曲軸
進(jìn)氣門
排氣門
火花塞
吸氣
做功
做功
飛輪
燃料箱
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【例題6】
在汽油機(jī)的四個(gè)沖程中，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的是____________沖程。如圖所示，汽油機(jī)正在進(jìn)行的是___________沖程，已知汽油的熱值為4.6×107J/kg，則完全燃燒100g汽油放出的熱量為___________J。
中考精練
解析：
答案：壓縮
做功
汽油機(jī)與柴油機(jī)異同
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【例題7】
關(guān)于汽油機(jī)和柴油機(jī)，下列說法中錯(cuò)誤的是（　 ）
A.柴油機(jī)的汽缸頂部是噴油嘴
B.柴油機(jī)的飛輪大，比汽油機(jī)笨重
C.柴油機(jī)的熱效率比汽油機(jī)高
D.柴油機(jī)用點(diǎn)燃式完成做功
中考精練
答案：D
解析：
在壓縮沖程末汽油不能靠汽缸內(nèi)的溫度自燃，而是要靠火花塞點(diǎn)燃；柴油機(jī)在吸氣沖程中吸入的是空氣，通過壓縮過程，使汽缸內(nèi)空氣溫度升高，超過了柴油著火點(diǎn)，在壓縮沖程末，由噴油嘴向汽缸內(nèi)噴射霧狀柴油，霧狀柴油遇到高溫?zé)峥諝饬⒓慈紵＿@種點(diǎn)火方式叫壓燃式。做功沖程中汽油機(jī)的汽缸內(nèi)燃?xì)獾膲簭?qiáng)和溫度比柴油機(jī)汽缸內(nèi)燃?xì)獾膲簭?qiáng)和溫度要低。
燃料的利用
項(xiàng)目 主要內(nèi)容
熱值 1kg某種燃料_________時(shí)_________能轉(zhuǎn)化為_________能的量（放出的熱量）；燃料的熱值是燃料的重要性質(zhì)，它反映了燃料的_________只與燃料的_________有關(guān)。
單位 熱值的單位是_________，還有_________。
爐子效率 爐子_________的熱量與燃料_________放出的熱量之比。
熱機(jī)效率 熱機(jī)做_________的能量與燃料_________釋放的能量之比。
提高效率的方法 使燃料_________、加大_________、減少_________的熱量等。
熱值公式 Q放=mq（固體燃料）或Q放=Vq（氣體燃料）
完全燃燒
化學(xué)
內(nèi)
放熱本領(lǐng)
種類
J/Kg
J/m3
吸收
完全燃燒
有用功
完全燃燒
充分燃燒
受熱面積
煙氣帶走
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【例題8】
有關(guān)熱值的概念，下列說法中正確的是（　　）
A.燃料沒有燃燒時(shí)，熱值等于零
B.燃料燃燒時(shí)放出的熱量越多，熱值越大
C.燃料完全燃燒時(shí)，它的熱值最大
D.燃料的熱值是燃料本身的一種性質(zhì)，與燃料的質(zhì)量、
燃燒情況、實(shí)際放熱情況都沒有關(guān)系
中考精練
答案：D
解析：
熱值是指1kg某種燃料完全燃燒時(shí)放出的熱量，它與燃料是否燃燒、燃燒時(shí)放出熱量的多少以及是否完全燃燒沒有關(guān)系。
1.一杯酒精用掉一半，剩下一半的酒精的質(zhì)量、密度、比熱容和熱值的情況是（　　）
A.質(zhì)量、密度、比熱容和熱值不變
B.質(zhì)量和密度變?yōu)樵瓉淼囊话耄葻崛莺蜔嶂挡蛔?br/>C.質(zhì)量和熱值變?yōu)樵瓉淼囊话耄芏群捅葻崛莶蛔?br/>D.質(zhì)量變?yōu)樵瓉淼囊话耄芏取⒈葻崛莺蜔嶂挡蛔?br/>答案：D
解析：
一杯酒精用掉一半，剩下的酒精的質(zhì)量變?yōu)樵瓉淼囊话耄芏取⒈葻崛莺蜔嶂凳俏镔|(zhì)的屬性，不隨物體質(zhì)量的改變而改變，故它們大小不變。
2.關(guān)于物體的內(nèi)能，下列說法正確的是（　　）
A.溫度為0℃的物體沒有內(nèi)能
B.物體內(nèi)能增加，一定是通過外界對物體做功
C.正在沸騰的水吸收熱量，溫度增加，內(nèi)能不變
D.在相同物態(tài)下，同一物體溫度降低，它的內(nèi)能會減少
答案：D
解析：
任何物體都有內(nèi)能，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；物體內(nèi)能增加，可能是通過外界對物體做功，也可能是物體吸收了熱量，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；正在沸騰的水吸收熱量，溫度不變，內(nèi)能增加，選項(xiàng)C錯(cuò)誤。
3.下列關(guān)于“熱機(jī)”的說法中，正確的是（　　）
A.通過技術(shù)改進(jìn)，熱機(jī)效率可達(dá)100%
B.做功沖程將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能
C.熱機(jī)常用水作冷卻劑，是因?yàn)樗姆悬c(diǎn)高
D.火箭發(fā)動機(jī)屬于熱機(jī)
答案：D
解析：
無論科技如何發(fā)展，熱機(jī)的效率雖可以提高，但總存在摩擦，要做額外功，效率一定不會達(dá)到100%，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；做功沖程中的能量轉(zhuǎn)化是內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；熱機(jī)常用水作冷卻劑，是因?yàn)樗谋葻崛荽螅x項(xiàng)C錯(cuò)誤；熱機(jī)是把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的裝置，火箭發(fā)動機(jī)屬于熱機(jī)，選項(xiàng)D正確。
4.在火電站內(nèi)，燃料的化學(xué)能經(jīng)鍋爐、蒸汽輪機(jī)和發(fā)電機(jī)最終轉(zhuǎn)化為電能。蒸汽輪機(jī)的作用是將_________能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。若鍋爐、蒸汽輪機(jī)和發(fā)電機(jī)的效率分別為50%、70%和80%，則火電站的效率為_____________。
答案：內(nèi)，28%
解析：
5.如圖所示，在兩個(gè)相同的燒杯中分別盛有質(zhì)量、初溫都相等的水和牛奶，用兩個(gè)相同酒精燈對其加熱。
（1）加熱過程中，發(fā)現(xiàn)要使它們上升相同的溫度，需給水加熱的時(shí)間要長一些，這是因?yàn)開_________。
（2）停止加熱后，在相同時(shí)間內(nèi)，盛有_________（選填“水”或“牛奶”）的燒杯溫度下降得快些。若要使其溫度下降不至太快，請說出一種方法：_________。
答案：（1）水的比熱容大些
（2）牛奶
給盛牛奶燒杯加上蓋子（或?qū)⑹⑴Ｄ虩饋恚ㄆ渌椒ê侠硪残校?/p>

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