初二升初三 物理衔接课 2

知识点：

分子动理论的基本观点（扩散）

分子的热运动（热运动）

内能的概念（内能）

改变物体内能的方式

热量的概念（热量）

燃料的热值（热值）

比热容的概念（比热容）

第三节  比热容

1、比热容：

定义：单位质量的某种物质温度升高（或降低）1℃时吸收（或放出）的热量。

比热容用符号c表示，它的单位是焦每千克摄氏度，符号是J/(kg·℃)

比热容是表示物体吸热或放热能力的物理量。

物理意义：水的比热容c水＝4.2×103J/(kg·℃)，物理意义为：1kg的水温度升高（或降低）1℃，吸收（或放出）的热量为4.2×103J。

比热容是物质的一种特性，比热容的大小与物体的种类、状态有关，与质量、体积、温度、密度、吸热放热、形状等无关。

水常用来调节气温、取暖、作冷却剂、散热，是因为水的比热容大。

比较比热容的方法：

①质量相同，升高温度相同，比较吸收热量多少（加热时间）：吸收热量多，比热容大。

②质量相同，吸收热量（加热时间）相同，比较升高温度：温度升高慢，比热容大。

例题1：

（2013•武汉）关于比热容，下列说法正确的是（　　）

A．物体的比热容跟物体吸收或放出的热量有关

B．物体的比热容跟物体的温度有关

C．物体的质量越大，它的比热容越大

D．物体的比热容与温度、质量都没有关系

分析：比热容是物质本身的一种特性，反映了物体的吸热或放热能力，大小只与物质有关，与其它因素没有关系．

解答：解：比热容是物质本身的一种特性，其大小是由物质决定的，与是否吸热、放热、温度、质量等因素无关．   故选D．

例题2.

（2013•永州）汽车里面包含了许多物理知识，下列说法正确的是（　　）

A．汽油机做功冲程将机械能转化为内能

B．正确使用安全带是为了防止惯性带来的危害

C．用水作为汽车发动机的冷却剂，其重要的原因之一是水的比热容较小

D．零陵大道最高车速80km/h，合8m/s

分析：（1）内燃机的一个工作循环由吸气、压缩、做功、排气四个冲程组成，其中压缩冲程机械能转化成内能，做功冲程内能转化成机械能；

（2）一切物体都有保持原来运动状态不变的性质称为惯性，司机和乘客与汽车一起运动，当汽车突然停止，司机和乘客由于惯性要保持原来的运动状态，容易冲出车外发生事故；

（3）相同质量的水和其它物质比较，吸收或放出相同的热量，水的温度升高或降低的少，升高或降低相同的温度，水吸收或放出的热量多；

（4）速度的国际单位是m/s，常用单位有km/h，1m/s=3.6km/h．

解答：解：A、汽油机的做功冲程将内能转化成机械能，该选项说法不正确；

B、正确使用安全带是为了减小汽车紧急刹车时惯性带来的危害，该选项说法正确；

C、因为水的比热容较大，相同质量的水和其它物质比较，升高相同的温度，水吸收的热量多，所以汽车发动机用水做冷却剂，该选项说法不正确；

D、零陵大道最高车速80km/h，80km/h=80×(1/3.6)m/s≈22.2m/s，该选项说法不正确．

故选B．

练习：

1-1.（2013•莱芜）与“热”相关的物理现象，解释正确的是（　　）

A．夏天用电风扇吹风能使人感到凉爽，这是因为电风扇降低了空气的温度

B．用水作汽车发动机冷却剂，是因为水的比热容较大

A．把冰放在手心，感到冷，是因为冰的内能为0

B．反复弯折铁丝，弯折处会发热，是通过热传递的方式改变内能

1-2.（2012•枣庄）有三种液体分别用相同的热得快加热，如图是加热时液体温度随时间变化的图象．下列分析不正确的是（　　）

C．如果b c质量相同，b的比热小于c的比热

D．如果a b是同种物质，a的质量大于b的质量

E．如果b c是不同种液体，b的沸点大于c的沸点

F．如果a b是不同种物质，它们的沸点相同

2、热量的计算公式：

①温度升高时用：Q吸＝cm（t－t0）  c＝  m＝  t＝+ t0          t0＝t- 

②温度降低时用：Q放＝cm（t0－t）  c＝  m＝   t0＝+ t        t＝t0- 

③只给出温度变化量时用：Q＝cm△t  c＝   m＝   △t＝

Q——热量——焦耳（J）；                 c——比热容——焦耳每千克摄氏度（J/(kg·℃)）；

m——质量——千克（kg）；                t——末温——摄氏度（℃）；

t0——初温——摄氏度（℃）

审题时注意“升高（降低）到10℃”还是“升高（降低）（了）10℃”，前者的“10℃”是末温（t），后面的“10℃”是温度的变化量（△t）。

由公式Q＝cm△t可知：物体吸收或放出热量的多少是由物体的比热容、质量和温度变化量这三个因素决定的。

例题3.质量是150g、温度为20℃的水吸收1.×104J的热量后，温度升高多少？若继续加热，使水的温度升高到80℃，则水又吸收了多少热量？

分析：根据热传递过程中吸热公式可计算水的温度升高多少，水的温度升高到80℃，温差为80℃减去20℃减去水第一次升高的温度，仍根据热传递过程中吸热公式可计算水又吸收了多少热量．

解答：

解：（1）由Q=Cm△t得

答：水的温度升高30℃

（2）Q=Cm（t-t0）=4.2×103J/（kg•℃）×0.15kg×（80℃-30℃-20℃）=1.×104J

答：水又吸收了1.×104J热量．

例题4.铝的比热容是0.88×103焦/（千克•℃），水的比热容是4.2×103焦/（千克•℃）．质量为0.3千克的铝锅中放有2千克的水，把它们从20℃加热到80℃时，

（1）铝锅需要吸收多少热量

（2）水需要吸收多少热量

（3）一共需要吸收多少热量．

分析：已知铝锅和水的质量分别是0.3kg和2kg，温度都是从20℃加热到80℃，根据Q吸=cm（t-t0）分别求出铝锅和水吸收的热量，然后相加可得一共需要吸收多少热量．

解答：

解：（1）铝锅吸收的热量：

Q铝=c铝m铝（t-t0）=0.88×103J/（kg•℃）×0.3kg×（80℃-20℃）=1.584×l04J，

（2）水吸收的热量：

Q水=c水m水（t-t0）=4.2×103J/（kg•℃）×2kg×（80℃-20℃）=5.04×l05J，

（3）铝锅和水一共需要吸收的热量：

Q=Q铝+Q水=1.584×l04J+5.04×l05J=5.1984×l05J．

答：（1）铝锅需要吸收1.584×l04J的热量；

（2）水需要吸收5.04×l05J的热量；

（3）一共需要吸收5.1984×l05J的热量．

练习：

2-1.（2014•盐城）小明在学习“物质的比热容”时，取相同质量的水和沙子，用相同的酒精灯加热，测得它们升高的温度如表，并在图乙中作出沙子升高的温度随时间变化的图线．

（2）实验中选用相同的酒精灯加热，可以认为相同时间内水和沙子          相同．

（3）请利用表中数据在图乙中作出表示水升高的温度随时间变化规律的图线．

（4）沙子在1.0～1.5min内升高的温度有明显异常，其主要原因是                       ．

（5）小明再用50g水和100g水做实验，以吸收的热量Q为纵坐标，升高的温度△t为横坐标，分别画出50g水和100g水的Q-△t图象．它们都是过原点的直线，即Q=k△t．进一步分析，发现这两条直线的k值与对应水的            之比相等．

2-2.（2014•牡丹江）烈日炎炎的夏季，中午海滩上的沙子热得烫脚，海水却非常凉爽，这是因为水的比热容

（选填“大于”、“等于”或“小于”）沙子的比热容．质量为2kg的水温度升高10℃时，吸收的热量是        J．[（c水=4.2×103J/（kg•℃）]

第五节 热值

燃料燃烧，使燃料的化学能转化为内能。

定义：1kg某种燃料完全燃烧放出的热量，叫做这种燃料的热值。用符号q表示。

单位：固体燃料的热值的单位是焦耳每千克（J/kg）、气体燃料的热值的单位是焦耳每立方米（J/m3）。

热值是燃料本身的一种特性，只与燃料的种类有关，与燃料的形态、质量、体积、是否完全燃烧等无关。

1.公式：

①Q＝qm     m=    q=

Q——放出的热量——焦耳（J）；q——热值——焦耳每千克（J/kg）；m——燃料质量——千克（kg）。

②Q＝qV     V=     q=

Q——放出的热量——焦耳（J）；q——热值——焦耳每立方米（J/m3）；V——燃料体积——立方米（m3）。

物理意义：酒精的热值是3.0×107J/kg，它表示：1kg酒精完全燃烧放出的热量是3.0×107J。

煤气的热值是3.9×107J/m3，它表示：1m3煤气完全燃烧放出的热量是3.9×107J。

例题：（2014•南岸区模拟）关于热量、功、内能的概念，下列说法中正确的是（    ）

A．热量、功、内能的国际单位都是焦，所以三者的物理意义是相同的

B．克服摩擦做功可使物体的热量增加

C．热传递和做功是改变物体内能的两种方式

D．物体做了功，物体内能一定增加

分析：（1）根据热量、功、内能的单位以及含义进行判断；

（2）根据描述热量的物理术语进行判断；

（3）改变物体内能的方式有做功和热传递两种，这两种方式是等效的；

（4）对物体做功，物体内能增加，物体对外做功，物体内能减小．

解答：解：A、热量、功、内能的国际单位都是焦，热量指表示热传递过程中改变的内能，功表示做功的多少，内能与物体的质量、状态以及温度有关，因此三者的物理意义不相同，故A错误；

B、克服摩擦做功可使物体的内能增加，热量只可以说吸收热量或放出热量，故B错误；

C、改变物体内能的方式有做功和热传递，故C正确；

D、对物体做功，内能不一定增加，可能是物体的形状改变，也可能是物体运动状态的改变，故D错误．

故选C．

例题：（2013•济宁）用两个相同的电热水器给质量同为2kg的物体甲和水加热，他们的温度随加热时间的变化关系如图所示，据此判断甲物质10min吸收的热量为（　　）

A．0.84×105J       B．1.2×105J        C．2.52×105J           D．都不是，不能计算

分析：由图象知物质甲和水质量相同，升高的温度相同时水吸收的热量是物质甲吸收热量的2倍．根据吸热公式Q=c吸m△t判断两物质的比热容之间的关系，从而得出物质甲的比热容．

由图象确定甲10min升高的温度，然后根据Q吸=cm△t求出甲物质吸收的热量．

解答：解：由图象可知：用两个相同的电热器给质量相同的物质甲和水加热，水温度升高60℃需要20min，物质甲温度升高60℃需要10min．

所以质量相同的物质甲和水升高相同的温度需要吸收的热量关系为：Q水吸=2Q甲吸．

由热量计算公式Q=cm△t，得：．

∴c水=2c甲．

又∵c水=4.2×103J/（kg•℃）．

∴c甲=2.1×103J/（kg•℃）．

甲物质10min升高了60℃．

Q吸=c甲m甲△t甲=2.1×103J/（kg•℃）×2kg×60℃=2.52×105J

所以ABD都不正确．

故选C．

练习3-1：（2013•贺州）质量相等的水、铝块、铜块和水银（c水＞c铝＞c铜＞c水银），它们的温度分别从20℃降低到10℃，放出热量最多的是（    ）

A．水         B．铝块       C．铜块        D．水银

3-2：（2013•广州）水的比热容比煤油的大．如图所示，隔着石棉网同时加热规格相同，分别装上质量和初温都相同的煤油和水的试管，至管内液体升温到 40℃，这个过程中（   ）

A．煤油温度先升到40℃

B．同一时刻水的温度比煤油高

C．加热相同时间，水吸收的热量多

D．升高相同的温度，煤油需加热较长的时间

3-3.（2012•兰州）用两个相同的电热器分别给质量相同的水和某种液体加热，每隔1min记录一次数据，如表所示，则该液体的比热容为（    ）

A．0.9×103J/（kg•℃）         B．1.8×103J/（kg•℃）

C．3.6×103J/（kg•℃）         D．1.2×103J/（kg•℃）

-----------------------------------------------------------------------------------------------教学反馈

1.（2012•龙岩）0℃的冰熔化成0℃的水，下列分析中正确的是（　　）

A．比热容不变   B．比热容增大   C．内能不变   D．内能减小

2.（2012•大庆）下列说法正确的是（　　）

A．比热容跟物体质量有关，质量越大，比热容越小

B．固体和液体都很难被压缩说明分子间存在斥力

C．霜是由空气中的水蒸气直接变成固体冰晶，是一种液化现象

D．舞台上缕缕青云或淡淡薄雾，这种特殊的景象是干冰凝华所致

3.（2013•泰州）关于汽车涉及到的一些物理知识，下列说法中正确的是（　　）

A．发动机用水做冷却剂，是因为水的比热容小

B．汽油发动机工作时，主要是将机械能转化成内能

C．轮胎表面有凹凸的花纹，是为了增大与路面的摩擦

D.载重汽车的轮子比小汽车多，是为了减小对路面的压力

4.（2012•攀枝花）随着我国人民生活水平的提高，轿车已进入千家万户．如图14所示是小敏同学家新买的一台小轿车，通过观察，她联想到许多物理知识在小轿车上的应用．请你结合所学物理知识回答下列问题：

（1）轿车上的方向盘实质是一个     杠杆（选填“费力”、“省力”或“等臂”）；当轿车行驶时，驾驶员以       为参照物他是运动的（选填“轿车”、“地面”或“乘客”）．

（2）轿车驾驶室内安装有安全带和安全气囊，这是为了防止轿车急刹车时，由于人具有      所带来的安全事故．

（3）汽车上的散热器用水作为冷却剂，这是利用了水的     较大的性质，在这个过程中是通过    方式使水的温度升高，内能增大．

5.（2012•海南）汽车发动机选用水做冷却剂，主要是由于水的       较大；常用塑料泡沫做包装材料的原因是塑料泡沫的密度较          ．

6．如图15-5甲是用水来冷却热牛奶的示意图。图乙是记录牛奶、水的温度随时间变化的图像，图中表示热奶温度随时间变化的曲线应是；，(填写I或Ⅱ)图中A点的物理意义是。若水的质量为1．5kg，在这个过程中水吸收的热量是                    。（水比热容为  ：4.2×10³ J/(kg℃) 

7．下列有关比热容的说法中正确的是（    ）                       

A．吸收热量多的物质，比热容一定大

B．在释放相同热量的条件下，比热容小的物体温度降低得多

C．水和冰是同一种物质构成，因此比热相同

D．比热容是物质的一种特性，每种物质都有自己的比热容

8．下列各种情况下比热容会发生变化的是（     ）

A．一杯水倒去一半          B．水凝结成冰 

C．一块铁加工成铁屑        D．15℃的水变成45℃的水

9.下列事实中，最能说明物质吸收的热量跟物质种类有关的是(    )     

A．体积相同的两杯水温度都升高10℃，它们吸收的热量相同

B．质量相等的两块钢温度分别升高5℃和10℃，它们吸收的热量不相同

C．体积相等的水和煤油温度都升高10℃，它们吸收的热量不相同

D．质量相等的水和铜温度都升高10℃，它们吸收的热量不相同

10．在各种液体中，通常用水作冷却剂，这是因为（     ）

A．水具有较大的密度            B．水的性质很稳定

C．水具有较大的比热容          D．水的凝固点较低

11.（2011•鞍山）一台电热水器装有2kg水，通电加热过程中，水温随时间变化情况如图．求：

（1）加热2分钟，水吸收了多少热量？

（2）如果电热水器功率为1000W，加热2分钟，放出多少热量？

（3）此电热水器的效率η是多少？（η为水吸收的热量与电热水器放出热量的比值）

初二复习：杠杆

12.如图所示，一根杠杆，支点在中点位置，两边加上钩码后，恰好水平平衡。下列情况下还能保持平衡的是  （        ）

A.左边钩码组加上一个，并向右移动一格；   B.左右两边钩码各减少一个；

C.左右两边钩码各向外移动1格；           D.左右两边钩码各减少一半；

13．如图所示，轻质杠杆可绕O转动，在A点始终受一垂直作用于杠杆的力，在从A转动A/ 位置时，力F将      （       ）

  A、变大            B、变小  

  C、先变大，后变小  D、先变小，后变大    

14.如图所示的轻质杠杆，AO小于BO．在A、B两端悬挂重物G1和G2后杠杆平衡．若将G1和G2同时向支点O移动相同的距离，则        （         ）

      A. 杠杆仍保持平衡          B. 杠杆的A端向下倾斜  

C. 杠杆的B端向下倾斜     D. 无法判断

15.一根均匀的铁丝AB，悬住它的中点O时，铁丝保持平衡，如果把OB段“对折”，使B 点和O点重合。如图10所示，此时铁丝将                            （        ）

A.仍保持平衡           B.  A端向下倾斜  

C. B端向下倾斜         D.  无法判断

16.如图所示，用一细线悬挂一根粗细均匀的轻质细麦桔杆，使其静止在水平方向上，O为麦桔杆的中点．这时有两只蚂蚁同时从O点分别向着麦桔杆的两端匀速爬行，在蚂蚁爬行的过程中麦桔杆在水平方向始终保持乎衡，则（    ）

A．两蚂蚁的质量一定相等   B．两蚂蚁的爬行速度大小一定相等

C．两蚂蚁的质量与爬行速度大小的乘积一定相等

D．两蚂蚁对麦桔杆的压力一定相等

17．如图所示，轻质杠杆OA的中点悬挂一重G＝60N的物体，在A端施加一竖直向上的力F，杠杆在水平位置平衡，则F＝　　　　N。保持F的方向不变，在将杠杆从A位置匀速提到B位置的过程中，力F将　　　　　（变大/不变/变小）

18.列车上有出售食品的手推车(如图)，若货物在车内摆放均匀，当前轮遇到障碍物A时，售货员向下按扶把，这时手推车可视为杠杆，支点是______(写出字母)；当后轮遇到障碍物A时，售货员向上提扶把，这时支点是______，此时手推车可以视为______力杠杆．

预习  内能的利用

第一节：内能的利用

1．内能的利用方式

2．利用内能来加热：实质是热传递。

3．利用内能来做功：实质是内能转化为机械能。

第二节：热机

定义：热机是利用内能来做功，把内能转化为机械能的机器。

热机的种类：蒸汽机、内燃机（汽油机和柴油机）、汽轮机、喷气发动机等

内燃机：

●内燃机活塞在汽缸内往复运动时，从气缸的一端运动到另一端的过程，叫做一个冲程。

●四冲程内燃机包括四个冲程：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。

●在单缸四冲程内燃机中，吸气、压缩、做功、排气四个冲程为一个工作循环，每个工作循环曲轴转2周，活塞上下往复2次，做功1次。

●在这四个冲程中只有做功冲程是燃气对活塞做功，而其它三个冲程（吸气冲程、压缩冲程和排气冲程）是依靠飞轮的惯性来完成的。

●压缩冲程将机械能转化为内能。

●做功冲程是由内能转化为机械能。

1　汽油机工作过程：

2　柴油机工作过程：

3、汽油机和柴油机的比较： 

   ①汽油机的气缸顶部是火花塞；

     柴油机的气缸顶部是喷油嘴。

②汽油机吸气冲程吸入气缸的是汽油和空气组成的燃料混合物；

柴油机吸气冲程吸入气缸的是空气。

③汽油机做功冲程的点火方式是点燃式；

柴油机做功冲程的点火方式是压燃式。

④柴油机比汽油及效率高，比较经济，但笨重。

⑤汽油机和柴油机在运转之前都要靠外力辅助启动。

第三节：热机效率

●影响燃料有效利用的因素：一是燃料很难完全燃烧，二是燃料燃烧放出的热量散失很多，只有一小部分被有效利用。

●有效利用燃料的一些方法：把煤磨成粉末状、用空气吹进炉膛（提高燃烧的完全程度）；以较强的气流，将煤粉在炉膛里吹起来燃烧（减少烟气带走的热量）。

●热机的效率：热机用来做有用功的那部分能量和完全燃烧放出的能量之比叫做热机的效率。

●热机的效率是热机性能的一个重要标志，与热机的功率无关。

公式：         Q总=        Q有用= Q总η

●由于热机在工作过程中总有能量损失，所以热机的效率总小于1。

●热机能量损失的主要途径：废气内内、散热损失、机器损失。

●提高热机效率的途径：① 使燃料充分燃烧，尽量减小各种热量损失；② 机件间保持良好的润滑，减小摩擦。③在热机的各种能量损失中，废气带走的能量最多，设法利用废气的能量，是提高燃料利用率的重要措施。

常见热机的效率：蒸汽机6%～15%、汽油机20%～30%、柴油机30%～45%

    内燃机的效率比蒸汽机高，柴油机的效率比汽油机高。