初中物理重難點複習知識點?總複習:熱和能(基礎),我來為大家科普一下關于初中物理重難點複習知識點?下面希望有你要的答案,我們一起來看看吧!
總複習:熱和能(基礎)
【考綱要求】
1.了解分子動理論的初步知識;
2.知道物體的内能,知道影響内能大小的因素,改變内能的兩種方式;
3.掌握比熱容的概念,能利用比熱容解釋有關現象;
4.了解熱機的工作原理,知道汽油機、柴油機的工作原理及能量轉化;
5.知道熱機的效率;知道提高熱機效率的途徑;
6.知道能量的轉化和守恒。
【知識網絡】
【考點梳理】
考點一 、分子熱運動
1.物質的構成:常見物質是由分子、原子構成的。
2.分子的熱運動:
(1)擴散:不同物質在相互接觸時,彼此進入對方的現象。
(2)影響擴散快慢的因素:溫度。
(3)擴散現象表明:一切物質的分子都在不停地做無規則運動。
3.分子之間的作用力:分子之間既存在斥力也存在引力。
要點诠釋:
1.物體内部大量分子的無規則運動叫做分子的熱運動。溫度的高低是物體内分子熱運動劇烈程度的标志。溫度越高,分子熱運動越劇烈,擴散越快。
2.分子之間的引力和斥力同時存在,隻是對外表現不同:
(1)當固體被壓縮時,分子間的距離變小,作用力表現為斥力。
(2)當固體被拉伸時,分子間的距離變大,作用力表現為引力。
3、分子動理論的基本觀點:
(1)常見物質是由大量的分子、原子構成的;
(2)物質内的分子在不停地做熱運動;
(3)分子之間存在引力和斥力。
考點二 、内能
1.定義:構成物體的所有分子,其熱運動的動能與分子勢能的總和,叫做物體的内能。
2.單位:焦耳,符号:J。
3.影響内能大小的因素:溫度、質量、體積、狀态等。
4.改變内能的方式:熱傳遞、做功。
5. 内能與機械能的區别:物體的内能大小與物體内部分子的熱運動以及分子間的相互作用情況有關,是物體能量的微觀表現;物體的機械能則與整個物體的機械運動情況及相對位置有關,是物體能量的宏觀表現。物體的内能在任何情況下都不會為零(因為分子不停地做無規則運動總有動能),而物體的機械能可以相對為零。所以内能和機械能是兩種不同形式的能量。
要點诠釋:
1.内能與溫度:同一個物體,它的溫度越高,内能越大。物體的溫度升高,内能增加,内能增加,溫度不一定升高,如:晶體熔化的過程,物體吸收熱量内能增加,但是溫度不變。
2.熱傳遞:
(1)發生條件:溫度差。
(2)方向:能量從高溫物體傳遞到低溫物體。
(3)結果:物體溫度相同。
(4)實質:内能的轉移。
3.熱量:熱傳遞中,傳遞的能量的多少叫熱量。即“熱量”是一個過程量,隻能說“吸收”或“放出”了熱量,不能說物體含有熱量。熱量的單位是焦耳(J)。
4.做功:外界對物體做功,物體内能增加;物體對外界做功,物體内能減小。做功的實質是能量的轉化。
考點三 、比熱容
1.定義:一定質量的某種物質,在溫度升高時吸收的熱量與它的質量和升高的溫度乘積之比,叫做這種物質的比熱容。符号c
2.單位:焦每千克攝氏度,符号是J/(㎏·℃)。
3.熱量的計算:
(1)吸熱公式:
式中Q吸表示物體吸收的熱量,c表示物質的比熱容,m表示物體的質量,t0表示物體原來的溫度,t表示物體後來的溫度。(t-t0)表示溫度的升高量。
(2)放熱公式:
式中(t0-t)表示物體溫度的降低量。
要點诠釋:
1.比熱容是物質本身的一種性質:
(1)同種物質在同一狀态下的比熱容與其質量、吸收(或放出)熱量的多少及溫度的改變無關。
(2)同一種物質在不同的狀态下比熱容不同,如冰、水的比熱容是不同的。
2.水的比熱容比較大,是4.2×103J/(㎏·℃)。主要表現:
(1)由于水的比熱容較大,一定質量的水升高(或降低)一定的溫度吸收(或放出)的熱量較多,我們用水作為冷卻劑和取暖用。
(2)由于水的比熱容較大,一定質量的水吸收(或放出)較多的熱量而自身的溫度卻改變不多,這一點有利于調節氣候。夏天,太陽曬到海面上,海水的溫度升高過程中吸收大量的熱,所以人們住在海邊并不覺得特别熱;冬天,氣溫低了,海水由于溫度降低而放出大量的熱,使沿海氣溫降得不是太低,所以住在海邊的人又不覺得特别冷。
考點四、熱機
1.熱機:利用内能做功的機械。
2.熱機的種類:蒸汽機、内燃機、汽輪機、噴氣發動機等。
3.内燃機:燃料直接在發動機的汽缸内燃燒産生動力的熱機。
(1)種類:汽油機和柴油機
(2)四個沖程:活塞在汽缸内往複運動,從汽缸缸的一端運動到另一端的過程,叫做一個沖程,汽油機是由吸氣、壓縮、做功、排氣四個沖程的不斷循環來保證連續工作的。在一個工作循環中,汽缸内的活塞往複兩次,曲軸轉動兩周。四個沖程中隻有做功沖程燃氣對外做功,其他三個沖程都是靠飛輪慣性完成的。一個工作循環有兩次能量轉化,在壓縮過程中,機械能轉化為内能,在做功過程中,内能轉化為機械能。
4.燃料的熱值:
(1)定義:把某種燃料完全燃燒放出的熱量與其質量之比,叫做這種燃料的熱值。
(2)單位:焦每千克,符号:J/kg。
(3)熱量的計算:,—燃料完全燃燒後放出的熱量,m—質量,q—燃料的熱值。
5.熱機的效率:
(1)定義:用來做有用功的那部分内裡,與燃料完全燃燒放出的能量之比,叫做熱機的效率。
(2)公式:。
要點诠釋:
1.汽油機和柴油機的異同點:
不同點
相同點
項目
汽油機
柴油機
(1)構造基本相同都是燃料在氣缸内燃燒,都是内燃機。
(2)都将内能轉化為機械能。
(3)每一個工作循環都是由吸氣、壓縮、做功、排氣四個沖程組成。
構造
汽缸頂部有火花塞
汽缸頂部有噴油嘴
點火方式
壓縮沖程末由火花塞放出電火花點燃,稱點燃式
壓縮沖程末由噴油嘴向汽缸内噴霧狀柴油遇到高溫高壓的空氣自動燃燒,稱壓燃式
燃料
汽油、吸氣沖程吸進汽油和空氣混合物
柴油、吸氣沖程吸進汽缸的隻是空氣
壓縮比
壓縮沖程末氣體體積被壓縮為吸進體積的1/9至1/6
壓縮沖程末氣體體積被壓縮為吸進體積的1/22至1/16
做功
做功沖程初燃氣壓強為30至50個大氣壓,溫度2000℃至2500℃,高溫高壓的氣體推動活塞做功
做功沖程初燃氣壓強為50至100個大氣壓,溫度1700℃至2000℃,高溫高壓的氣體推動活塞做功
效率
效率較低20%至30%
效率較高30%至45%
用途
輕便,多用于汽車、飛機、小型農機具
笨重,多用于拖拉機、載重汽車、輪船等重型機械
2.燃料在熱機中燃燒時,總有一小部分燃料不能完全燃燒而損失掉,燃料釋放出的内能隻有一部分用來推動熱機的運動,即轉化為熱機的機械能,其餘的能量在廢氣、散熱、機械摩擦中損失掉了,其中廢氣帶走的能量最多,所以設法利用廢氣的能量,是提高燃料利用率的重要措施。熱機的效率是熱機性能的一個重要指标,熱機的效率越高,它的機械性能就越好。
考點五、能量的轉化和守恒
1.常見的能量形式有:機械能、内能、電能、光能、化學能等。這些不同形式的能在一定的條件下可以相互轉化。如摩擦生熱是機械能轉化為内能;水電站裡的水輪機帶動發電機發電是機械能轉化為電能。
2.能量的轉化和守恒定律:能量既不會憑空消滅,也不會憑空産生,它隻會從一種形式轉化為其他形式,或者從一個物體轉移到其他物體,而在轉化和轉移的過程中,能量的總量保持不變。
要點诠釋:
定律中能的轉化,是指通過做功,能的形式發生了變化,一種形式的能轉化為另一種形式的能。如鑽木取火,就是通過克服摩擦做功,使機械能轉化為内能。能的轉移,是指同一種能從一個物體轉移到另一個物體上,能的形式沒有變化,如熱傳遞過程中,内能從高溫物體轉移到低溫物體。
【典型例題】
類型一、基礎知識
1.下列說法正确的是( )
A.物體的溫度越高所含的熱量越多
B.溫度高的物體内能一定多
C.溫度相同的兩個物體之間不會發生熱傳遞
D.零攝氏度的冰塊内能一定為零
【思路點撥】内能是物體内部所有分子做無規則熱運動的動能和分子勢能的總和,物體的溫度越高,内能越大;一切物體都有内能,内能包括分子動能和分子勢能,所以内能的大小與物體的溫度、質量和體積有關;熱量是過程量,就是說,熱量隻存在于熱傳遞或熱交換過程中,隻能說吸收或放出熱量,熱量傳遞等;熱量不是狀态量,不能說含有或者具有熱量。
【答案】C
【解析】熱量是一個過程量,離開熱傳遞談物體含有多少熱量是無意義的,選項A錯誤。物體的内能除了跟溫度有關外,還跟其他因素有關,選項B錯誤。熱傳遞的條件是物體之間存在着溫度差,選項C正确。一切物體都有内能,不存在内能為零的物體,故D錯。
【總結升華】由晶體熔化時吸熱,溫度不變,内能增大可知,當物體吸放熱或内能改變時,溫度可能不變也可能改變;反之,當溫度不變時物體可能吸熱也可能放熱,其内能可能增大也可能減小。
舉一反三:
【變式】關于物體的内能,下列說法正确的是( )
A.0℃的冰沒有内能
B.要使物體内能增加,必須使其吸收熱量
C.溫度高的物體,内能一定大
D.物體的内能增加,它的溫度不一定升高
【答案】D
2.(多選)寒冬,奶奶泡了一杯熱茶後坐在暖氣片前悠然的聽着音樂,不一會兒屋子裡就飄滿了茶香。有關這個場景的說法中正确的是( )
A.聞到茶香是由于分子不停息的做無規則運動
B.用暖氣片取暖是利用熱傳遞的方法改變内能
C.暖氣片安裝在窗戶下面主要是為了美觀
D.暖氣片中用水取暖是因為水的比熱容較大
【思路點撥】(1)物質是由分子組成的,組成物質的分子在不停的做無規則運動;
(2)改變物體内能的方式有做功和熱傳遞,二者是等效的;
(3)熱空氣的密度小于冷空氣,熱空氣比冷空氣輕.輕者向上移動,重者向下移動。打開暖氣後,熱空氣向上流動,冷空氣向下,房間的氣溫基本平衡;
(4)對水的比熱容大的理解:相同質量的水和其它物質比較,吸收或放出相同的熱量,水的溫度升高或降低的少;升高或降低相同的溫度,水吸收或放出的熱量多。
【答案】ABD
【解析】A、聞到茶香是分子不停息的做無規則運動的原因,故該選項說法正确,符合題意;
B、用暖氣片取暖是利用熱傳遞的方法改變内能,故該選項說法正确,符合題意;
C、暖氣片對空氣進行加熱時,空氣受熱體積膨脹,密度減小,故熱空氣會上升,冷空氣會下降,所以想要對整個房間加熱,暖氣片就要裝在室内的下方,不是為了美觀,故該選項說法不正确,不符合題意;
D、因為水的比熱容較大,相同質量的水和其它物質比較,降低相同的溫度,水放出的熱量多,所以暖氣中用水做傳熱介質,故該選項說法正确,符合題意。
【總結升華】該題考查了學生用所學的物理知識解釋生活中的現象的能力,是一道科學與生活密切聯系的好題。
舉一反三:
【變式】(多選)下列四種現象中,可以用水的比熱容較大這一特性解釋的是( )
A.用水來冷卻汽車發動機
B.冬天的暖氣設備用熱水供暖
C.阜新地區晝夜溫差比沿海地區大
D.夏天,在教室的地面上灑水會感覺涼爽
【答案】ABC
3.兩個相同的燒杯裝有質量和初溫都相同的水和食用油,用相同的電加熱器分别給它們加熱相同的時間,則下列說法中正确的是( )
A.水吸收的熱量多 B.水上升的溫度較高
C.它們吸收的熱量相同 D.它們上升的溫度相同
【思路點撥】由吸熱公式Q吸=cm△t可知,質量相同的不同物質,吸收相同的熱量,比熱容大的溫度升高少,比熱容小的溫度升高多;據此分析回答。
【答案】C
【解析】(1)用相同的電加熱器分别給它們加熱相同的時間,水和食用油吸收的熱量相同,故A錯、C正确;
(2)質量相同的水和食用油,因為水的比熱容大于食用油的比熱容,吸收相同的熱量後,由Q吸=cm△t可知,水的溫度升高的少,故BD都錯。
【總結升華】本題考查了學生對吸熱公式Q吸=cm△t掌握和運用,理解并記住:質量相同的不同物質,吸收或放出相同的熱量,比熱容大的物體溫度變化小;變化相同的溫度,比熱容大的物體吸收或放出相同的熱量多。
舉一反三:
【變式】用相同的酒精燈和同樣的燒杯盛有質量相同的甲、乙兩種液體加熱,如圖反映的是溫度随時間變化的圖圖象, 從圖中可以看出( )
A.甲的比熱容大 B.乙的比熱容大
C.它們的比熱容一樣大 D.無法判斷熱量的計算
【答案】B
4.下列實例中,通過熱傳遞改變物體内能的是( )
A.鑽木取火 B.用熱水給袋裝牛奶加熱
C.用“搓手”的方法取暖 D.用錘子敲打鐵絲,鐵絲發熱
【思路點撥】根據以下知識,逐一分析各選項所述物理情景,做出選擇;
(1)改變物體内能的方式有兩種:做功與熱傳遞,這兩種方式在改變物體内能的效果上是等效的;
(2)熱傳遞是能量的轉移過程,熱傳遞實質是内能從一個物體轉移到另一個物體,或者是從物體的高溫部分轉移到低溫部分,在此過程中能量的形式不發生變化;
(3)做功的實質是能量的轉化過程,在做功過程中能量的形式發生變化。
【答案】B
【解析】A.鑽木取火,通過克服摩擦力做功,把機械能轉化為内能,是通過做功的方式改變物體内能的;
B.用熱水給袋裝牛奶加熱,熱量從溫度高的熱水傳到溫度低的牛奶,是通過熱傳遞的方式改變内能的;
C.用“搓手”的方法取暖,搓手時,雙手相互摩擦,克服摩擦力做功,機械能轉化成内能,從而使手發熱,這是通過做功的方式改變内能;
D.用鐵錘敲打鐵絲的過程中,鐵錘的機械能轉化為鐵絲的内能,使鐵絲溫度升高,這是通過做功的方式改變内能。
【總結升華】本題是考查了改變物體内能的兩種方式,即做功和熱傳遞;判斷哪種方式改變了物體的内能,關鍵是看是能量的轉化還是能量的轉移,發生能量轉化的是做功的方式,發生能量轉移的是熱傳遞的方式。
5.如圖是四沖程内燃機工作循環中的一個沖程,它是( )
A.壓縮沖程,将内能轉化為機械能 B.壓縮沖程,将機械能轉化為内能
C.做功沖程,将内能轉化為機械能 D.做功沖程,将機械能轉化為内能
【思路點撥】解決此題要結合内燃機的做功沖程特點和原理進行分析解答,知道做功沖程和壓縮沖程中的能量轉化。
【答案】B
【解析】圖中的氣門關閉,活塞上行,因此這是壓縮沖程;在壓縮沖程中,将機械能轉化為内能。
【總結升華】此題考查了汽油機的四個沖程,注意從活塞的運動方向和氣門的關閉兩方面判斷。
舉一反三:
【變式】如圖所示是四沖程汽油機的一個工作循環示意圖,其中屬于做功沖程的是( )
【答案】C
類型二、知識運用
6.用兩個相同的電熱器分别給質量相同的水和某種液體加熱,每隔1min記錄一次數據,如表所示,則該液體的比熱容為( )
加熱時間/min
0
1
2
水的溫度/℃
20
26
32
液體的溫度/℃
20
34
48
A.0.9×103J/(kg•℃) B.1.8×103J/(kg•℃)
C.3.6×103J/(kg•℃) D.1.2×103J/(kg•℃)
【思路點撥】(1)利用該電熱器給水加熱1分鐘,根據表格數據可以判斷水溫的變化,再利用公式Q=cm△t計算水吸收的熱量。
(2)用相同的電熱器加熱,在相同的時間内,吸收的熱量是相等的,可利用公式來計算該液體的比熱容
【答案】B
【解析】取兩種液體都加熱了1分鐘為研究對象,用相同的電熱器加熱,在相同的時間内,吸收的熱量是相等的即:
∵,
∴
即:
解得:
【總結升華】本題考查了利用熱量的計算公式計算熱量,以及利用公式來計算比熱容,在計算過程中要注意在相同的時間内,物質的溫度變化。
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