本專題以基本概念辨析、應(yīng)用和熱量的計算為主要考試內(nèi)容,試題形式有填空、選擇、探究及計算等,用控制變量法探究物質(zhì)的吸熱本領(lǐng)和保溫性能是常出現(xiàn)的實驗探究題,運用熱量公式進行熱量的計算是必考的計算題,特別要重視運用焦耳定律進行電熱計算的綜合題。 1考試分析 本專題的考點主要為:動能和勢能的轉(zhuǎn)化,機械能和內(nèi)能的區(qū)別,熱量、溫度、內(nèi)能之間的關(guān)系,熱機,熱傳遞的理解,熱量的計算,改變內(nèi)能的方式,利用比熱容解釋自然現(xiàn)象。這一專題的知識相對來說比較基礎(chǔ),而應(yīng)用比較廣泛,中考題型主要集中在選擇、填空、探究、熱量的計算中。 2考點清單 (1)定義:一個物體能夠?qū)α硪粋€物體 ,就表明這個物體具有能量; (2)單位:焦耳,符號:J; 能,反映物體做功本領(lǐng)的大小,一個物體的能越大,它能夠?qū)ν庾龅墓υ?nbsp; . (1)定義:物體由于 而具有的能量. (2)探究動能大小的影響因素: ①研究對象: ; ②探究動能與速度的關(guān)系時,控制 相同,讓 不同; ③探究動能與質(zhì)量的關(guān)系時,控制 相同,讓 不同; ④判斷動能大小的方法:被撞木塊運動的距離越長,小車具有的動能越 ,這里涉及到物理方法中的轉(zhuǎn)換法; (3)動能大小的決定因素:物體動能的大小與物體的 和有 關(guān), 越大, 越大,物體所具有的動能就越大. (1)彈性勢能 ①定義:物體由于發(fā)生 所具有的能量; ②大小決定因素:同一物體彈性勢能的大小與該物體發(fā)生的 的大小有關(guān). (2)重力勢能 ①定義:被 的物體所具有的能量. ②探究重力勢能大小的影響因素 a.探究重力勢能與高度的關(guān)系時,應(yīng)控制 相同,讓 不同; b.探究重力勢能與質(zhì)量的關(guān)系時,應(yīng)控制 相同,讓 不同; c.判斷重力勢能大小的方法:通過“木樁”下陷的深度來反映.(轉(zhuǎn)換法) (3)大小決定因素:物體的重力勢能與物體的 和 有關(guān), 越大, 越高,它具有的重力勢能就越大. (1)機械能 ①定義:物體的 和 的統(tǒng)稱; ②大小:物體機械能的大小等于物體的 能與 能之和. (2)動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化 ①發(fā)生在同一物體之間,除重力外,不受其他力的作用,則動能與勢能相互轉(zhuǎn)化時,機械能總量 ; ②當(dāng)有阻力作用時,動能與勢能在轉(zhuǎn)化的過程中,機械能總量會 . (1)定義:物體內(nèi)所有分子 和 分子的總和 (2)存在: 物體都具有內(nèi)能; (3)大小影響因素:物體內(nèi)能的大小與 、 、 等因素有關(guān); (4)理解:同一物體溫度升高,內(nèi)能 (選填“一定”或“不一定”)增大,同一物體內(nèi)能增大,溫度 (選填“一定”或“不一定”)升高. (1)熱傳遞 ①條件:只要物體之間或同一物體的不同部分之間存在 ,就會發(fā)生熱傳遞; ②方向:由 物體(部分)向 物體(部分)傳遞; ③結(jié)果:各物體(或同一物體的各部分)間的 相同; ④實質(zhì): 發(fā)生轉(zhuǎn)移. (2)熱量 ①定義:物體在熱傳遞過程中轉(zhuǎn)移的 ,用符號 表示.熱量的單位與能量的單位相同,都是 ; ②溫度、內(nèi)能、熱量三者的關(guān)系:同一物體,吸收熱量,內(nèi)能 ,溫度 ,放出熱量,內(nèi)能 ,溫度 . (3)物體內(nèi)能改變的方式 ①熱傳遞:熱傳遞改變物體內(nèi)能的實質(zhì)是內(nèi)能的 ; ②做功:做功改變物體內(nèi)能的實質(zhì)是將其他形式的能(如機械能) 為內(nèi)能. (1)定義:物體溫度升高時吸收的 與它的 和升高溫度的 之比; (2)符號: ,單位: . (3)意義:水的比熱容是4.2×103 ,它表示 . (4)性質(zhì):比熱容是 的一種屬性,與 、 、 等因素?zé)o關(guān),只與 和 有關(guān); (5)應(yīng)用:冬天,人們常用熱水袋取暖;汽車發(fā)動機用水做冷卻劑都是因為水的比熱容 (選填“大”或“小”). (1)公式 物體溫度升高時吸收熱量的計算公式為 ; 物體溫度降低時放出熱量的計算公式為 ; (2)理解 ①公式適用于不發(fā)生物態(tài)變化時物體升溫吸熱或降溫放熱的計算; ②對于變形公式c=Q/mΔt (選填“能”或“不能”)得出物質(zhì)的比熱容與吸收或放出的熱.成正比,與物體的質(zhì)量成反比,與溫度的變化量成反比. ![]() (1)定義:將燃料燃燒產(chǎn)生的高溫、高壓燃氣的 能轉(zhuǎn)化為 能的機器. (2)汽油機的工作循環(huán) ①組成:一個工作循環(huán)由 沖程、 沖程、 沖程、 沖程四個沖程組成; ②能量轉(zhuǎn)化:將機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的是 沖程,將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能的是 沖程; ③規(guī)律:一個工作循環(huán),活塞往復(fù) 次,曲軸和飛輪轉(zhuǎn)動 周,對外做功 次,經(jīng)歷 個沖程. ![]() (1)定義:燃料 燃燒放出的熱量與燃料的 之比; (2)公式: ; (3)單位: ,符號 ;氣體燃料通常以J/m3作為熱值的單位; (4)意義:木炭的熱值是3.4×107 ,它表示 ; (5)能最轉(zhuǎn)化:燃料燃燒時,將 能轉(zhuǎn)化為 能. 3重點難點 (1)首先根據(jù)決定動能和勢能大小的因素分析各因素是否改變或怎樣改變,從而判斷動能和勢能如何變化; (2)然后再根據(jù)“機械能=動能+勢能”的關(guān)系再判斷機械能的變化. 典型例題:(2019·常州)北京世園會上,車身離地30cm高的電動無人掃地車在平直路面上勻速前進并將地面上的落葉吸入車內(nèi),此過程中,掃地車整體的( ?。?/p> A.動能不變,重力勢能不變 B.動能不變,重力勢能變大 C.動能變大,重力勢能不變 D.動能變大,重力勢能變大 【分析】影響動能的影響因素是物體的質(zhì)量和運動的速度,影響重力勢能的因素是物體的質(zhì)量和高度,據(jù)此分析即可解答。 【解答】解:電動無人掃地車在平直路面上勻速前進并將地面上的落葉吸入車內(nèi),此過程中,掃地車的總質(zhì)量變大,速度和高度不變,則動能和重力勢能均變大。故ABC錯誤,D正確。故選:D。 【點評】本題考查了影響動能和勢能的大小變化,分析好掃地車工作時速度、質(zhì)量和高度的變化是關(guān)鍵。 (1)首先分析決定動能大小的因素和決定重力勢能(或彈性勢能)大小的因素——看動能和重力勢能(或彈性勢能)如何變化; (2)在動能和勢能相互轉(zhuǎn)化的過程中,如果沒有機械能與其他形式的能之間的轉(zhuǎn)化,即沒有空氣阻力和摩擦等原因造成的機械能損失,機械能的總且量保持不變,即機械能守恒.如果存在空氣阻力和摩擦等,機械能的總量減小. 注意:題目中如果有“在光滑斜面上滑動”,則表示沒有能量損失——機械能守恒;如果有“在斜面上勻速下滑”,則表示有能量損失——機械能不守恒. 典型例題:(2019·深圳)如圖,弧形軌道ab段光滑,bc段粗糙,小球從a點經(jīng)最低點b運動至c點。下列分析正確的是( ?。?/p> A.從a到b的過程中,小球動能轉(zhuǎn)化為重力勢能 B.經(jīng)過b點時,小球動能最大 C.從b到c的過程中,小球動能增大 D.從a到c的過程中,小球機械能守恒 【分析】(1)重力勢能的大小和物體的質(zhì)量以及所處位置的高度有關(guān),判斷重力勢能是否改變,看它的質(zhì)量和高度是否變化就可以了;動能的大小和物體的質(zhì)量以及運動的速度快慢有關(guān),判斷動能的大小看它的質(zhì)量和運動快慢是否變化就可以了。(2)判斷是哪種能量轉(zhuǎn)化成了另一種能量的標(biāo)準(zhǔn)是:減小的轉(zhuǎn)化為增多的。 【解答】解:A、從a到b的過程中,小球質(zhì)量不變,高度降低,速度變大,故重力勢能減少,動能增大,屬于重力勢能轉(zhuǎn)化為動能,故A錯誤;B、小球從a運動到b動能增大;從b運動到c動能減小,則在b點處小球動能最大,故B正確;C、小球從b到c的過程中,高度增加,同時克服摩擦力做功,速度減小,則小球的動能減小,故C錯誤;D、bc段弧形軌道粗糙,因此小球在bc段運動時會克服摩擦力做功,會有一部分機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,則機械能會減小,故D錯誤;故選:B。 【點評】掌握動能、重力勢能的影響因素,理解重力勢能和動能的轉(zhuǎn)化可從高度和速度來理解,可以幫助我們更好的理解能量的轉(zhuǎn)化。 從內(nèi)能改變的實質(zhì)的角度去辨識:分析實例中內(nèi)能的變化是“轉(zhuǎn)化”還是“轉(zhuǎn)移”,若是內(nèi)能的轉(zhuǎn)移則為熱傳遞;若是內(nèi)能的轉(zhuǎn)化則為做功. 典型例題:(2019·哈爾濱)下圖事例中,利用熱傳遞改變物體內(nèi)能的是( ) A.晃動試管,沙子溫度升高 B.燒水使水變熱 C.汽油機汽缸內(nèi)混合物被壓縮,溫度升高 D.摩擦使筆桿變熱 【分析】解決此類問題要知道改變物體內(nèi)能的方式有兩種:做功和熱傳遞,熱傳遞過程是能量的轉(zhuǎn)移過程,而做功過程是能量的轉(zhuǎn)化過程。 【解答】解:A、晃動試管,沙子與試管之間發(fā)生摩擦,克服摩擦做功,沙子的內(nèi)能變大,故A錯誤;B、燒水使水變熱是通過熱傳遞改變了物體的內(nèi)能,故B正確;C、氣缸內(nèi)氣體被壓縮,機械能轉(zhuǎn)化為氣體的內(nèi)能,故C錯誤。D、摩擦筆桿,克服摩擦做功,筆桿變熱,是通過做功改變了物體的內(nèi)能,故D錯誤。故選:B。 【點評】此題是考查對做功和熱傳遞改變物體內(nèi)能的辨別,是中考熱點,屬于易錯題目。 (1)正確理解溫度、內(nèi)能、熱量的含義:溫度和內(nèi)能是狀態(tài)量,而熱量是過程量.熱量伴隨著熱傳遞的產(chǎn)生而出現(xiàn)、終止后消失;物體本身并沒有熱量,不能說某個物體“具有”或“含有”熱量,更不能說“比較”兩物體熱魚的多少,只能說物體“吸收”或“放出”了熱魚. (2)明確內(nèi)能與溫度的關(guān)系:對同一物體而言,溫度升高,內(nèi)能增加.另外,內(nèi)能大小還與分子個數(shù)和分子間作用力有關(guān). (3)準(zhǔn)確把握三者的聯(lián)系:物體吸收(放出)熱量,內(nèi)能增加(減小),但溫度不一定升高(降低).如晶體熔化與液體沸騰時,雖吸熱但溫度不變;反之,物體溫度升高(降低),內(nèi)能增加(減小),但不一定吸(放)熱,因為可能通過做功改變內(nèi)能. 典型例題:(2019·煙臺)關(guān)于溫度熱量和內(nèi)能,下列說法正確的是( ) A.物體的內(nèi)能增加,溫度一定升高 B.物體溫度升高,一定吸收了熱量 C.物體溫度降低,內(nèi)能一定減少 D.物體吸收了熱量,溫度一定升高 【分析】解答本題需掌握:(1)物體的內(nèi)能大小與溫度有關(guān),溫度越高內(nèi)能越大,分子的熱運動越劇烈;(2)晶體熔化、凝固以及液體沸騰過程溫度不變的特點;(3)改變物體內(nèi)能的兩種方法:做功和熱傳遞。 【解答】解:A、在晶體熔化或液體沸騰的過程中,雖然吸收熱量,但溫度不變,故A錯誤;B、做功和熱傳遞都可以改變物體的內(nèi)能,若物體的溫度升高,可能是吸收了熱量,即發(fā)生熱傳遞,也可能是由于其它物體對它做功造成的,故B錯誤;C、對于同一物體來說,其溫度降低,內(nèi)能一定減少,故C正確;D、物體吸收了熱量,物體內(nèi)能增加,其也可能表現(xiàn)在體積的變化上,即不一定溫度升高,故D錯誤。故選:C。 【點評】本題主要是考查學(xué)生對內(nèi)能、溫度與熱量三者之間的聯(lián)系和區(qū)別的掌握情況,同時也對改變物體內(nèi)能的兩種方法也進行了檢測。 (1)比熱容的理解:比熱容反映了不同物質(zhì)吸、放熱本領(lǐng)的強弱,比熱容大的物質(zhì)吸、放熱本領(lǐng)強,比熱容小的物質(zhì)吸、放熱本領(lǐng)弱; (2)由于水的比熱容大體現(xiàn)兩個優(yōu)勢:在質(zhì)量和吸收(或放出)熱量相同的情況下,水比其他物質(zhì)溫度變化慢而小;在質(zhì)量和變化的溫度相同時,水比其他物質(zhì)吸(或放)熱多.據(jù)此解答. 注意:同種狀態(tài)下,比熱容只取決于物質(zhì)的種類,同一物質(zhì)的比熱容隨狀態(tài)的改變而改變.如,水的比熱容是4.2×107J/(kg·℃),變?yōu)楣虘B(tài)的冰后的比熱容是2.1× 103J/ ( kg·℃). 典型例題:(2019·上海)兩個質(zhì)量相同的不同物質(zhì),吸收相同的熱量,下列說法中正確的是( ?。?/p> A.比熱容大的物質(zhì)升高溫度較小 B.比熱容小的物質(zhì)升高溫度較小 C.比熱容大的物質(zhì)升高溫度較大 D.升高溫度相同,與比熱容大小無關(guān) 【分析】比較物質(zhì)吸熱能力的2種方法:①使相同質(zhì)量的不同物質(zhì)升高相同的溫度,比較吸收的熱量(即比較加熱時間),吸收熱量多的吸熱能力強;②使相同質(zhì)量的不同物質(zhì)吸收相同的熱量(即加熱相同的時間),比較溫度的變化,溫度變化小的吸熱能力強。 【解答】解:根據(jù)Q=cm△t知,相同質(zhì)量的不同物質(zhì),吸收相同的熱量,比熱容大的溫度升高小,故A正確。故選:A。 【點評】本題比較不同物質(zhì)的吸熱能力,考查控制變量法、轉(zhuǎn)換法的應(yīng)用和比較吸熱能力的方法,為熱學(xué)中的重要實驗。 辨別汽油機或柴油機四個沖程的關(guān)鍵是要抓住四個沖程中的工作特點:進氣門、排氣門的開、閉情況以及活塞上、下運行情況. 另外還要把握住吸氣沖程、做功沖程和排氣沖程的顯著特點:做功沖程中的顯著特點是火花塞產(chǎn)生電火花;吸氣沖程和排氣沖程有吸入物質(zhì)和排出廢氣的箭頭標(biāo)識. 典型例題:(2019·武漢)如圖所示是四沖程汽油機的剖面圖,關(guān)于其四個沖程的描述正確的是( ?。?/p> A.吸氣沖程中,汽油和空氣的混合物進入汽缸 B.壓縮沖程中,通過做功的方式使汽缸內(nèi)氣體的內(nèi)能減小 C.做功沖程中,燃料釋放的能量絕大部分轉(zhuǎn)化為機械能 D.排氣沖程中,廢氣帶走了燃料釋放的能量的極少部分 【分析】四沖程汽油機一個工作循環(huán)有四個沖程,分別是吸氣、壓縮、做功和排氣,其中只有做功沖程對外做功,將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能;另外還有壓縮沖程有能量轉(zhuǎn)化,將機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能;根據(jù)氣門的狀態(tài)、活塞運動的方向確定沖程的種類。 【解答】解:A、汽油機在吸氣沖程中,進氣門打開、排氣門關(guān)閉,活塞向下運動,汽油和空氣的混合物進入汽缸,故A正確;B、在壓縮沖程中,進氣門和排氣門都關(guān)閉,活塞向上運動,燃料混合物被壓縮,氣體的內(nèi)能變大,此過程是機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的過程,故B錯誤;C、在做功沖程中,燃料燃燒釋放的內(nèi)能大部分需要克服摩擦、發(fā)生熱傳遞而散失,只有一少部分轉(zhuǎn)化為機械能,故C錯誤;D、在排氣沖程中,廢氣帶走了燃料釋放的能量的大部分,故D錯誤。故選:A。 【點評】本題考查了汽油機的四個沖程,要求學(xué)生對每個沖程的特點、能量轉(zhuǎn)化等情況十分熟悉才能順利解答。 (1)利用熱量公式進行計算要注意以下幾點: ①公式中各物理量單位要統(tǒng)一; ②公式只適用于物質(zhì)的狀態(tài)無變化時升溫(或降溫)過程中吸收(或放出)的熱量; ③明確“升高了”與“升高到”或“降低了”與“降低到”的含義.升高了(或降低了)多少攝氏度是指溫度的變化值,用?t表示;而升高到(或降低到)是指末溫; ④用公式求液體溫度時,一定要注意一標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下的液體的沸點.若求出水的溫度為105℃,但最終結(jié)果應(yīng)該是100℃; ⑤發(fā)生熱傳遞的兩個物體,若沒有熱損失,則列熱平衡方程Q放=Q吸求解. (2)首先明確熱效率的幾種類型:對于公式η=Q有/Q總×100%,其中Q有為有效利用的熱量,Q總指總能量,如果是用爐子給物體加熱,則Q總為燃料完全燃燒放出的熱t(yī)(Q總=mq),Q有為被加熱物質(zhì)吸收的熱量;如果是太陽能熱水器,則Q總為攝入的太陽能總能,Q有為水吸收的熱量;如果是用電熱器燒水,則Q總為電流做功放出的熱里(Q總=UIt),Q有為水吸收的熱量;然后分別列出吸熱、放熱和熱效率的公式或變形展開式進行聯(lián)立求解. 典型例題:(2019·濰坊)一定氣壓下,某種晶體熔化成同溫度液體時所吸收的熱量與其質(zhì)量之比叫該晶體的熔化熱,用字母λ表示。在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下,用一個熱效率為40%的酒精爐為熱源,將50g初溫為0℃的冰全部熔化為0℃的水,共燃燒了14g酒精,酒精的熱值為3×107J/kg。求: (1)冰熔化過程中吸收的熱量; (2)在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下,冰的熔化熱λ冰。 【分析】(1)利用Q放=qm求酒精完全燃燒放出的熱量,再利用η=Q吸/Q放可求冰熔化成水共吸收熱量;(2)冰熔化成水共吸收熱量與冰的質(zhì)量之比等于冰的熔化熱。 【解答】解:(1)14g酒精完全燃燒放出的熱量: Q放=qm′=3×107J/kg×0.014kg=4.2×l05J, 由η=Q吸/Q放可得,冰熔化成水共吸收熱量: Q吸=Q放×η=4.2×l05J×40%=1.68×l05J; (2)則冰的熔化熱: λ冰=Q吸/m冰=1.68×105J/0.05kg=3.36×106J/kg。 答:(1)冰熔化過程中吸收的熱量為4.2×l05J;(2)在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下,冰的熔化熱λ冰為3.36×106J/kg。 【點評】本題考查了吸熱公式、燃料完全燃燒放熱公式、效率公式的應(yīng)用,冰升溫、冰熔化過程吸熱的計算方法不同,注意區(qū)分。 4高頻實驗 (1)轉(zhuǎn)換法的應(yīng)用; (2)控制變漁法的應(yīng)用: a.研究動能的大小與速度的關(guān)系時,控制小球的質(zhì)質(zhì)量相同,改變小球的速度大小; b.研究動能的大小與質(zhì)量的關(guān)系時,控制小球的速度相同,改變小球的質(zhì)量; (3)讓不同小球從斜面同一高度釋放的目的; (4)選擇同一個小球進行實驗的目的; (5)實驗中,假設(shè)平面無阻力會出現(xiàn)的情況; (6)機械能轉(zhuǎn)化. 典型例題:(2019·長沙)如圖,小海在研究“物體的動能與哪些因素有關(guān)”時,將質(zhì)量為m的小鋼球從斜槽的某高度h處由靜止釋放,鋼球運動到水平面時,將水平面上靜止的木塊撞出一段距離s。小海的部分實驗數(shù)據(jù)和現(xiàn)象記錄如下: (1)上述3次實驗中,第 次實驗鋼球滑到斜槽底端時動能最大; (2)上述實驗數(shù)據(jù)表明:當(dāng)速度一定時,鋼球的質(zhì)量越大,動能越 ,這個結(jié)論可用于解釋汽車 ?。ㄟx填“超速”或“超載”)帶來的危害。 【分析】(1)不同質(zhì)量的物體從相同高度自由下滑到達斜面底端的速度是相同的。(2)從動能大小的影響因素判斷。動能大小跟質(zhì)量、速度有關(guān)。質(zhì)量一定時,速度越大,動能越大;速度一定時,質(zhì)量越大,動能越大。 【解答】解:(1)因為不同質(zhì)量的物體從相同高度自由下滑到達斜面底端的速度是相同的。三個小球從斜槽的某高度h處由靜止釋放,鋼球運動到水平面時速度相同,三個小球的質(zhì)量越大,推動木塊運動越遠,對木塊做功越大,說明小球的動能越大,所以第三次實驗中小球動能最大。(2)上面數(shù)據(jù)得出:當(dāng)速度一定時,鋼球的質(zhì)量越大,動能越大。汽車超速是因為速度大造成動能大,汽車超載是因為質(zhì)量大造成的動能大。故答案為:(1)3;(2)大;超載。 【點評】不同質(zhì)量的物體從相同高度自由下滑到達斜面底端的速度是相同的,這個結(jié)論是根據(jù)小球的重力勢能全部轉(zhuǎn)化為動能,到達底端的速度跟質(zhì)量無關(guān)(mgh=mv2/2)。 (1)轉(zhuǎn)換法的應(yīng)用; (2)控制變量法的應(yīng)用: a.探究重力勢能的大小與質(zhì)量的關(guān)系,讓不同質(zhì)量的木塊從同一高度由靜止落下; b.探究重力勢能的大小與高度的關(guān)系,讓同一個木塊從不同高度由靜止落下; (3)若實驗過程中實驗現(xiàn)象不明顯,改進實驗的措施; (4)實驗過程中木塊從高空落下的機械能轉(zhuǎn)化情況; (5)完善實驗步驟. 典型例題:(2019·天津)小明同學(xué)在探究重力勢能的大小與什么因素有關(guān)時,提出了如下猜想: 猜想一:物體的重力勢能與物體的質(zhì)量有關(guān) 猜想二:物體的重力勢能與物體所在高度有關(guān) 為了驗證上述猜想,他計劃利用小桌、沙子、質(zhì)量不同的鐵塊和刻度尺進行實驗:如圖所示,將小桌桌腿朝下放在平整的沙面上,把鐵塊從距桌面某一高度由靜止釋放,撞擊在桌面的中心部位,記錄桌腿進入沙子的深度。 按上述方案進行實驗,其實驗數(shù)據(jù)如下表所示。 (1)實驗中通過比較 來判斷物體重力勢能的大??; (2)為了驗證猜想一,需選擇表中 ?。ㄌ顚嶒炐蛱枺┤M數(shù)據(jù)進行分析; (3)分析表中①②③的實驗數(shù)據(jù),可得出的結(jié)論是: 。 【分析】(1)桌腿進入沙堆的深淺,體現(xiàn)了物體對其做功的多少。桌腿進入沙堆越深反映了小球具有的重力勢能越大。這用到了轉(zhuǎn)換法。(2)利用控制變量法,要驗證重力勢能的大小與質(zhì)量有關(guān),需控制質(zhì)量其他的因素相同,只有質(zhì)量不同,從圖中找出符合條件的實驗即可。(3)利用控制變量法,比較圖中相同因素和不同因素,總結(jié)出研究的對象。 【解答】解:(1)通過小明設(shè)計的實驗可以知道,他是通過比較桌腿進入沙子的深淺來比較重力勢能的大小的。桌腿進入沙堆越深說明物體做的功越多,它原來具有的重力勢能越大;(2)根據(jù)控制變量法,要驗證物體的重力勢能與物體的質(zhì)量有關(guān),應(yīng)控制物體的高度相同,改變物體質(zhì)量的大小,故小明要完成探究,需要找數(shù)個質(zhì)量不同的物體進行實驗;故①④⑤三組數(shù)據(jù)符合,所以應(yīng)利用①④⑤三組數(shù)據(jù)分析得出結(jié)論。(3)比較表中①②③的實驗數(shù)據(jù),可以發(fā)現(xiàn),高度相同,③中桌腿進入沙子的深度更深,所以,③中的物體具有重力勢能大,即可以得出的初步結(jié)論是:質(zhì)量相同的物體,高度越大,重力勢能越大。故答案為:(1)桌腿進入沙子的深度;(2)①④⑤;(3)質(zhì)量相同的物體,高度越大,重力勢能越大。 【點評】在設(shè)計實驗和寫結(jié)論時常用控制變量法來分析。在研究物理量的變化時常用轉(zhuǎn)換法來分析。 (1)實驗選用的工具:天平、溫度計、秒表; (2)安裝順序:自下而上; (3)玻璃棒或攪拌器的作用:使物質(zhì)受熱均勻; (4)熱源的選擇:相同的熱源確保兩種物質(zhì)在單位時間內(nèi)吸收的熱量相同,酒精燈與電熱器相比,選擇電熱器更好,因為電熱器是內(nèi)部加熱,相對穩(wěn)定; (5)轉(zhuǎn)換法與控制變量法的運用; (6)誤差分析:測量值與真實值存在差異是因為存在熱量損失; (7)溫度–時間圖像的繪制與分析; (8)分析實驗數(shù)據(jù)得結(jié)論. 典型例題:(2019·無錫)在“探究不同物質(zhì)吸熱升溫的現(xiàn)象”時,用同一套器材分別加熱質(zhì)量相等的水和煤油,每隔一定的時間記錄水和煤油升高的溫度。 (1)調(diào)節(jié)好天平后,將薄壁鋁桶放在天平左盤中,在右盤中加入砝碼并移動游碼,天平再次平衡時,所加砝碼和游碼的位置如圖甲所示,則鋁桶的質(zhì)量為 g。 (2)砝碼盒里剩有100g、50g、20g、10g、5g砝碼各一個,為了稱量90g的水,接下來的操作是: ,向鋁桶中加水,直至天平再次平衡。 (3)在組裝成如圖乙所示的實驗裝置時,為保證用酒精燈外焰加熱,應(yīng)先調(diào)節(jié)好 的高度,注意調(diào)節(jié)溫度計的高度,使溫度計的玻璃泡與液體 。 (4)正確組裝好器材后,給水加熱,當(dāng)水溫達到35℃時開始計時,每隔0.5min記錄一次溫度計的示數(shù),并將數(shù)據(jù)記入下表。將鋁桶中的水換成等質(zhì)量的煤油,重復(fù)以上操作。 ①圖丙是根據(jù)實驗數(shù)據(jù)畫出的水的溫度隨加熱時間的變化圖象,請在圖丙中補畫出煤油的溫度隨加熱時間變化的圖象。 ②由圖象可知,質(zhì)量相等的水和煤油升高相同的溫度, 吸收的熱量多。 ③進一步分析圖象發(fā)現(xiàn):質(zhì)量一定的水吸收的熱量與升高溫度的比值是相等的;質(zhì)量相等的水和煤油,上述比值大小 (選填“相等”或“不相等”)。 【解答】解:(1)天平再次平衡時,所加砝碼和游碼的位置如圖甲所示,標(biāo)尺的分度值為0.2g,則鋁桶的質(zhì)量為:20g+3g+0.6g=23.6g。(2)根據(jù)砝碼盒里剩有的砝碼結(jié)合標(biāo)尺的最刻度,為了稱量90g的水,從右盤中取下20g的砝碼,再將100g和10g的砝碼放入砝碼盤中,游碼位置不動,直至天平再次平衡;(3)為保證用酒精燈外焰加熱,應(yīng)先調(diào)節(jié)好石棉網(wǎng)的高度,注意調(diào)節(jié)溫度計的高度,使溫度計的玻璃泡與液體充分接觸;(4)①根據(jù)表中數(shù)據(jù),畫出煤油的溫度隨加熱時間變化的圖象,如下所示: ②由圖象可知,質(zhì)量相等的水和煤油升高相同的溫度,水加熱時間長,故水吸收的熱量多。③使用相同的酒精燈通過加熱時間的長短來比較吸熱多少;水和煤油的溫度隨時間的變化圖象為過原點的直線,即質(zhì)量一定的水(煤油)吸收的熱量與升高溫度的比值是定值,因質(zhì)量相等的水和煤油升高相同的溫度,水吸收的熱量多,即質(zhì)量相等的水和煤油,上述比值大小不相等。 【答案】(1)23.6g;(2)從右盤中取下20g的砝碼,再將100g和10g的砝碼放入砝碼盤中,游碼位置不動;(3)石棉網(wǎng);充分接觸;(4)①如上所示;②水;③不相等。 5考題再現(xiàn) 習(xí)題1:(2019·南通)下列實例中,屬于內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能的是( ?。?/p> A.彎折鐵絲發(fā)燙 B.臀部摩擦發(fā)熱 C.蒸汽頂起壺蓋 D.壓縮點燃棉花 習(xí)題2:(2019·連云港)關(guān)于溫度、內(nèi)能和熱量,下列說法正確的是( ?。?/p> A.0℃的冰塊內(nèi)能為零 B.溫度高的物體含有的熱量多 C.汽油機壓縮沖程中,機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 D.反復(fù)彎折鐵絲,鐵絲溫度升高,這是通過熱傳遞的方式增加了鐵絲的內(nèi)能 習(xí)題3:(2019·蘇州)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(jīng)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 習(xí)題4:(2019·鎮(zhèn)江)圖中單缸四沖程汽油機正處在 沖程,若該汽油機轉(zhuǎn)速為1800r/min,則它每秒鐘完成 個沖程。用水循環(huán)帶走汽油機產(chǎn)生的熱量,這是利用了水的 較大的特性。 習(xí)題5:(2019·徐州)在“探究不同物質(zhì)吸熱升溫的現(xiàn)象”實驗中,量取沙子和水時,要保證它們的質(zhì)量 ?。挥镁凭珶舴謩e加熱沙子和水,沙子和水的溫度升高, 能增加;如果采用升高相同溫度,比較加熱時間的方式,得到的圖象應(yīng)是甲、乙兩種圖象中的 。 習(xí)題6:(2019·淮安)如圖是“探究物體動能大小與哪些因素有關(guān)”的實驗示意圖(A為小球,B為木塊)。在探究小球動能大小與速度的關(guān)系時,應(yīng)保持小球的 不變。本實驗是通過木塊B 來反映小球動能的大小。 習(xí)題7:(2019·泰州)如圖甲所示是“探究不同物質(zhì)吸熱升溫的現(xiàn)象”實驗裝置,小華用兩個相同的容器(圖中用虛線框表示)分別裝入質(zhì)量相等的A、B兩種液體,用相同的裝置加熱: (1)以從實驗效果考慮,本實驗選擇 (燒杯/易拉罐)作為盛放液體的容器較好,實驗中使用玻璃棒的目的是 。 (2)兩種液體吸收熱量的多少可通過 ?。ㄒ后w升高的溫度/加熱時間)比較。 (3)根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪制的溫度與時間的關(guān)系圖象如圖乙所示,分析圖象可知:質(zhì)量相等的A和B兩種液體,在升高相同溫度時, ?。ˋ/B)吸收的熱量較多;質(zhì)量相等的A和B兩種液體,在吸收相同熱量時, ?。ˋ/B)升溫較高。 (4)冬天,小華想自制一個暖手袋,若只能從A或B中選一種液體裝入暖手袋中作為供熱物質(zhì),則應(yīng)選擇 ?。ˋ/B) 考點一:1.(1)做功,(2)焦耳,J;2.多;3.(1)運動,(2)①小車,②質(zhì)量,速度,③速度,質(zhì)量,④大,(3)質(zhì)量、速度、質(zhì)量、速度;4.(1)①彈性形變,②彈性形變,(2)①舉高,②a.質(zhì)量、高度,b.高度、質(zhì)量,(3)質(zhì)量、高度、質(zhì)量、高度;5.(1)①動能、勢能,②動、勢;(2)①不變,②減?。?/p> 考點二:1.(1)動能、勢能,(2)任何,(3)質(zhì)量、溫度、狀態(tài),(4)一定,不一定;2.(1)①溫度差,②高溫、低溫,③溫度,④能量,(2)①能量,Q,焦耳,②增大,不一定升高,減小,不一定降低,(3)轉(zhuǎn)移、轉(zhuǎn)化; 考點三:1.(1)熱量、質(zhì)量、乘積,(2)c、J/(kg?℃),(3)J/(kg?℃),1kg水溫度升高(降低)1℃,吸收(放出)的熱量是4.2×103J;(4)物質(zhì)、質(zhì)量、熱量、溫度、種類、狀態(tài);(5)大;2.(1)Q=cm(t0-t),Q=cm(t-t0);(2)②不能; 考點四:1.(1)內(nèi)、機械;(2)①吸氣、壓縮、做功、排氣,②壓縮、做功,③2、2、1、4;2.(1)完全、質(zhì)量;(2) q= Q/m;(3)焦耳每千克,J/kg;(4)J/kg,1kg的木炭完全燃燒所釋放出的熱量是3.4×107J;(5)化學(xué)、內(nèi)。 完 |
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