九年级物理热和能测试题

热和能一.城市热岛效应是指城市中的气温明显高于外围郊区的现象。1、城市热岛效应产生的原因：（1）气车等交通工具排放出大量的二氧化碳，是形成温岛效应的主要原因；（2）城市建筑密集，空气难形成对流，城市中的热量难散发；（3）城市绿化面积小，植物光合作用消耗二氧化碳少；（4）城市里比较少水；（5）城 市 建 筑 材 料 像 沙 石、混 凝 土 等 的 比 热 容 小。2、解决城市热岛效应的方法：（1）大力发展城市绿化（2）建造人工湖（3）城市楼房建筑建设成为便于空气流通的模式，同时，最好将一些单位的高院墙拆掉，建成栅栏式，增加空气流通二、1、比热容：定义：单位质量的某种物质温度升高（降低）1 时 吸 收（放 出）的热量。物理意义：表示物体吸热或放热的本领的物理量。比热容是物质的一种特 性,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。水的比热容为4.2 X 1 03J /（k g ）表示：1 k g的水温度升高（降低）1 吸 收（放 出）的热量为4.2 x 1 0 4水常调节气温、取暖、作冷却剂、散热，是因为水的比热容大2、计算公式：Q =C m （t 2t i）,Qs s=Cm （tt?）3、热平衡方程：不计热 损 失Q吸=Q/我三、内能的利用、热机（一）、内能的获得燃料的燃烧燃料燃烧：化学能转化为内能。（二”热值、定义：1 k g 某种燃料完全燃烧放出的热量,叫做这种燃料的热值。2、单位：J/k g3、关于热值的理解：对 于 热 值 的 概 念，要注重理解三个关 键 词“1 k g”、“某种燃料”、“完全燃烧”。1 k g 是针对燃料的质量而言，如果燃料的质量不是1 k g,那么该燃料完全燃烧放出的热量就不是热值。某种燃料：说明热值与燃料的种类有关。完全燃烧：表明要完全烧尽，否 则 1 k g 燃料化学能转变成内能就不是该热值所确定的值。热值反映的是某种物质的一种燃烧特性，同时反映出不同燃料燃烧过程中，化学能转变成内能的本领大小，也就是说，它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、体积等均无关。3、公式：Q 燃 放=m q （q为热值，固体燃料燃烧放热计算）。Q 燃 放=V q （气体燃料燃烧放热计算）4、酒精的热值是B.O X I O j/k g,它表示：1k g 酒精完全燃烧放出的热量是3.O X I O J。煤气的热侑是3 9 X 107 j/m:它表示：I n?煤气完全燃烧放出的热量是3.9 X 10，J。5、火箭常用液态氢做燃料，是因为：液态氢的热值大，体积小便于储存和运输6、炉子的效率：定 义：炉子有效利用的热量与燃料完全燃烧放出的热量之比。公式：n x Q 有 效/Q s=c m（t-to）/q m（三）、内能的利用1、内能的利用方式：加热物体利用呼M 汽油机的方法 做功一 制成热机一内燃机，柴油机利用内能来加热；从能的角度看，这是内能的转移过程。（2）利用内能来做功；从能的角度看，这是内能转化为机械能。2、热机：定义：利用燃料的燃烧来做功的装置。能的转化：内能转化为机械能蒸气机内燃机喷气式发动机3、内燃机：燃料在气缸内燃烧且利用内能来做功的机器叫内燃机。它主要有汽油机和柴油机。4、内燃机大概的工作过程：内燃机的每一个工作循环分为四个阶段:吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。在这四个阶段，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，而做功冲程是内燃机中唯一对外做功的冲程，是由内能转化为机械能。另外压缩冲程将机械能转化为内能。5.四冲程内燃机在一个工作循环中：四个冲程、活塞往复2 次、飞轮（曲轴）转 动 2 周、对外做功1 次。汽油机的一个工作循环吸气冲程-压缩冲程-做功冲程-排气冲程4 机械能转化为内能内能转化为机械能.6、汽油机和柴汕机的比较:汽油机柴油机不同点构造：顶部有一个火花塞。顶部有一个喷油嘴。吸气冲程吸入汽油与空气的混合气体吸入空气点燃方式点燃式压燃式效率低高翊小型汽车、摩托车载重汽车、大型拖拉机相同点冲程：活塞在往复运动中从汽缸的一端运动到另一端。一个工作循环活塞往复运动2 次，曲轴和飞轮转动2 周，经历四个冲程，做 功 1 次。7、热机的效率：热机用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧放出的能量之比叫做热机的效率。公式：n=W有 用/Q息=W有 用/q m提高热机效率的途径：使燃料充分燃烧尽量减小各种热量损失机件间保持良好的润滑、减小摩擦。六、能量守恒定律能量既不会消灭，也不会创生，它只会从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到另一个物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变。能量的转化和守恒定律是自然界最普遍的、最重要的定律之一。为什么柴油机比汽油机效率大？辨析:汽油机燃烧室热效率转化较低，且燃料消耗率大。柴油机燃烧室热效率转化高，燃料消耗率小，但结构复杂。柴油发动机的燃烧过程一般分为着火延迟期、速燃期、缓燃期和后燃期四个阶段。着火延迟期是指从燃料开始喷射到着火，其间经过喷散、加热蒸发、扩散、混合和初期氧化等一系列物理的和化学的准备过程。它是燃烧过程的一个重要参数，对燃烧放热过程的特性有直接影响。在着火延迟期内喷入燃烧室的燃料，在速燃期内几乎是同时燃烧的，所以放热速度很高，压力升高也特别快,压缩也特别强烈，压缩比比汽油机大得多,就使得柴油机效率很高.常见热学计算题大盘点根据内能的变化和能量守恒定律，热学计算题可总结为以下七种类型：(-)热传递时内能的变化Q 吸=c m(t-t0)Q放=cm(t0-t)类型一直接计算Q、c、m或At类型二计算比值类类型三判断热传递方向(二)能量守恒定律内能的转移Q吸=Q放不计热损失类型四Q吸=c m(t-t0)LQ放=c m(t0-t)计热损失类型五,T|炉=Q有=-x l O O%Q总c m(t-t0)Q.e =q m不计能量损失类型六W=Q吸Q 吸=c m(t-t0)W=F s内能的转化n=-x l 0 0%Q总计 能 量 损 失 类 型 七 Q有=c m(t-t0)(2总=q m例 1.某金属的比热为0.8 8 x l 0 3 j/(k g.。质量为500g,把它从20加热到90,需要吸收多少热量？解析：该题属于上面的第一种类型，可直接利用吸热公式进行计算。Q 吸=c m(t-t 0)=0.5 k g x 0.8 8 x 1 ()3 j /(k g,)x (9 0 -2 0)=3 0 8 0 0 Jo例 2.质量相同，原来温度也相同的铁块和水放出相同的热量后,把铁块投入水中，这时热传递的方向是怎样的？解析：该题属于上面的第三种类型。铁和水都是放热，要用到放热公式。推断出水和铁放热后的末温的高低是解答本题的关键。由 Q放=c m(t0-t)W t =%一(2放/c m。口 口 t水=%水-Q放 水/c水m水,t铁=I铁-Q放 铁/c铁m铁o乂知。水 。铁，且Q放 水=Q放 铁、！铁=01木相同时，Q放 水/c水m水 Q放 铁/c铁m铁。又因t。相同，所以取1铁，由此可知热量应从水传递给铁块。例3.质量为0.5 k g的铝壶里装着5 k g温度为2 0的水。将铝壶放在煤炉上加热，炉子的效率为2 0%,问燃烧多少k g的无烟煤才能将水烧开？(外界气压为1个 标准大气压，c铝=0.8 8 x l()3 j/(k g .),q煤=3.4 x l O7J/k g,)解析：该题属于利用内能加热的例子，并且考虑热损失，属于第五种类型。总能量用燃料燃烧放热公式计算，有用能量用水吸热公式计算。(1 )对炉子来说，水和铝壶吸收的热量都是炉子有效利用的热量,故有Q吸=。水1 1 1水4 1 +铝1 1 1铝2=4.2 x Uj/他)x 5 k g x 8 0+0.8 8 x l 03J/(k g )x 0.5 k g x 8 0=1 7 1 5 2 001（2）由炉子的效率可知，水和铝壶吸收的热量与无烟煤完全燃烧所放出的热量之比为炉子的效率。因为n=Q吸/Q放所以Q放=（吸/n=1715200J/20%=8576000J o（3）由Q放=q煤m煤，可知m煤=Q放/q煤=8576000J/3.4xl07J/kg=0.25kg o例 4.一滴水从1 00m 高空匀速落到地面上，如重力对其所做的功全部转化为它的内能，能使这滴水的温度升高多少 （g=9.8N/kg）解析：水滴下落时重力对它做功，因此内能增加，温度升高。该题属于做功和内能转化的题目，且不计能量损失。应属于类型六。设这滴水的质量为m,水的重力为G,重力对水滴做的功W=Gh=mgh o水滴的内能增加等于它吸收的热量Q 吸=cmAt由 题 意 得Q W,即 mgh=cmAt。则 水 滴 的 温 度 上 升。At=改=9.8N/kg x 100m/4.2xlO3J/(kg-)=0.23。c由 以 上 儿 例，可 见 解 热 学 计 算 题 时 同 学 们 应 按 以 下 方 法 求 解。该方 法 是：读 题 后，由 题 目 的 物 理 现 象 判 断 该 题 目 属 于 什 么 类 型，物 体是 吸 热 的 还 是 放 热 的。并 明 确 有 哪 些 是 已 知 量，哪 些 是 未 知 量，然后选 择 需 要 的 公 式。最 后 按 解 题 的 书 写 格 式 和 要 求 完 成 题 目。趁 热 打 铁 做 练 习一 质 量 为0.05g的 水 滴，从200m的 高 空 落 到 地 面，如 重 力 对 其 所做 功 的80%转 化 为 它 的 内 能，它 的 温 度 升 高 多 少？图像与热学计算题用 热 量 公 式Q=cmAt分析某些问题时,涉及温度的状态量和变化量较多,此时，若将抽象的逻辑推演用直观的图线表示，将物理量间的代数关系转化为儿何关系，便可化繁为简。温度随时间的变化，可反映在坐标图像上，图像在热学中应用很广泛。认识图像、绘制图像、分析图像是很有必要认识图像，看懂温度随时间变化的规律例1 将装有热奶的奶瓶放入室温的水中没，温度随时间变化的图像如图1,问热奶和水的初温各是多少？它们的温度后来发生了怎样的变化?分析 因为热奶的温度高于水的温度，所以上、下方曲线分别是热奶和水的温度随时间变化曲线。热奶的初温是9 0 C,水的初温是2 0。在最初l O mi n,热奶放热，温度下降，水吸热，温度升高。l O mi n后，二者温度相同，达到平衡状态，保持4 0 C不变。二、绘制图像，使物理过程清晰例2向1 0 0 g,5 0 的水中投入5 0 g、0 的冰，最终得到7 的水。请作出整个过程温度随时间变化的大致图像，并求出冰全部溶化成0C的水时吸收的热量。分析 温度随时间变化的图像大致如图2,包含两种物质（水和冰）的三种物理过程。DB段是水的降温过程，放出的热量Q D B=c，k m 水（5 O C -7 0）=1 8 0 6 0 JOA段是冰的溶化过程，吸收的热量为QO A；AB段是冰全部溶化成水后的升温过程，吸收的热量Q A B=(，k m 冰(5 0 -7 0)=1 4 7 0 J,由 Q 吸=Q 放，得 QOA+QA B=QD B,所以，冰全部溶化成0 的水时吸收的热量QOA=QD B-QA B=1 6 5 9 0 J三、分析图像，获取信息进行计算例3质量和初温都相同的某种液体和水，分别盛在薄壁容器中，用两个同样的酒精灯对它们加热，温度随时间变化图像如图3,假设热量全部被该液体和水吸收，求该液体的比热。分析 因为热源相同，且热量全部吸收，所以经过相同的时间，该液体和水吸收的热量相同。由图像知，该液体和水的温度随时间变化关系均呈线性，即温度 图3与时间成正比，所以在任何相同的一段时间内，该液体的温度变化量都是水的温度变化量的2倍。由C液m液Zt液=C水m水水，得 C 液=C 水(水 /液=C 水=2.1 X 1 0*J/(K g .C)2四、绘制图示，巧解热学题例4质量和初温都相等的铜块和铅块，将它们分别加热，吸收相等的热量后,使它们互相接触，则（）A.热量由铅向铜传递B.热量由铜向铅传递C.不发生热传递D.无法确定图4