热和能知识点总结和典型习题Word下载.docx
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表明要完全烧尽，否则1kg燃料化学能转变成内能就不是该热值所确定的值。
②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＝mq（q为热值，固体燃料燃烧放热计算）。
Q燃放＝Vq（气体燃料燃烧放热计算）
4、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×
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：
① 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。
② 公式：
η炉=Q有效/Q总=cm（t-t0）/qm′
（三）、内能的利用
1、内能的利用方式：
⑴利用内能来加热；
从能的角度看，这是内能的转移过程。
⑵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。
6、汽油机和柴油机的比较：
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
应用
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：
η=W有用/Q总=W有用/qm
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：
（一）热传递时内能的变化
（二）能量守恒定律
例1.某金属的比热为
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。
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？
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
。
即
，
又知
，且
、
相同时，
又因
相同，所以
，由此可知热量应从水传递给铁块。
例3.质量为0.5kg的铝壶里装着5kg温度为20℃的水。
将铝壶放在煤炉上加热，炉子的效率为20%，问燃烧多少kg的无烟煤才能将水烧开？
（外界气压为1个标准大气压，
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
（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
=Q吸/Q放
所以Q放=Q吸/
（3）由Q放=q煤m煤，
可知m煤=Q放/q煤
例4.一滴水从100m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℃（
）
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
水滴的内能增加等于它吸收的热量
由题意得Q吸=W，
则水滴的温度上升。
由以上几例，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=cm△t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几何关系，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的。
一、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90℃，水的初温是20℃。
在最初10min，热奶放热，温度下降，水吸热，温度升高。
10min后，二者温度相同，达到平衡状态，保持40℃不变。
二、绘制图像，使物理过程清晰
例2向100g、50℃的水中投入50g、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0℃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
QDB=c水m水（50℃－70℃）＝18060J
OA段是冰的溶化过程，吸收的热量为QOA；
AB段是冰全部溶化成水后的升温过程，吸收的热量
QAB=c冰m冰（50℃－70℃）＝1470J,
由Q吸＝Q放，得QOA+QAB=QDB,
所以，冰全部溶化成0℃的水时吸收的热量
QOA=QDB–QAB=16590J
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。
C液m液△t液＝C水m水△t水，
得C液=C水△t水/△t液=
C水=2.1×
103J/（Kg.℃）
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
分析铜块和铅块的质量和吸收的热量相同，由C铜>
C铅，根据Q=cm△t
可知△t铅>
△t铜，如图4，用一条横线表示某一温度，温度高的在上方，温度低的在下方；
用向上的箭头表示温度升高，用向下的箭头表示温度降低，由图4可知，吸收相等的热量后，t铅末>
t铜末，选（A）
例2两个温度和质量都相同的金属球
甲和乙，先把甲球放入盛有热水的
杯中，热平衡后水温降低了△t，把
甲球取出，再将乙球放入杯中，
热平衡后水温又降低了△t，则两球
比热的大小关系是（）
图5
A.C甲>
C乙B.C甲<
C乙C.C甲=C乙D.无法确定
分析前后两过程水温都降低了△t，说明两过程中水放出了相同的热量，而乙球是在甲球从水中取出后再放入杯中的，所以甲球放入杯中达到热平衡后水温为（t水初－△t），乙球放入杯中达到热平衡后水温为（t水初－2△t）。
根据题意和分析作出图5，由图5可以看出，△t甲>
△t乙，根据
Q吸＝Q放及Q=Cm△t得，C甲<
C乙,故选（B）
例5甲、乙两杯中分别盛有60℃和20℃的质量相同的水，现将一温度为20℃的铁球放入甲杯中足够长时间，取出后再放入乙杯，停留足够长时间，如果不计热量损失，比较甲、乙两杯水的温度变化，则（）
A.△t甲>
△t乙B.△t甲<
△t乙C.△t甲=△t乙D.无法确定
图6图7
分析把20℃的球放入60℃的甲杯水中，达到热平衡后，水温下降△t甲，球的温度升高到（60℃－△t甲），即球的温度升高了（40℃－△t甲）作出图6；
然后把温度为（60℃－△t甲）的球放入20℃的乙杯水中，达到热平衡后，水温升高△t乙，球的温度降低到（20℃＋△t乙），即球的温度下降了（40℃－△t甲－△t乙），作出图7。
对前一过程，根据Q球吸＝Q水放，得
C球m球（40℃－△t甲）＝C水m水△t甲⑴
对后一过程，Q水吸＝Q球放，即
C水m水△t乙＝C球m球（40℃－△t甲－△t乙）⑵
由⑴、⑵，得
即△t甲>
△t乙,应选（A）.
∙某太阳能热水器5h内可使100kg的水温度升高60℃，则水吸收多少热量?
不计热量损失，加热这些水至少需要多少千克的液化气?
[水的比热容是4.2×
103J/（㎏·
℃），液化气的热值是4.5×
107J/㎏]
∙Q吸=cm水Δt
…………………………………
1分
=4.2×
℃）×
100kg×
60℃………………1分
=2.52×
107J
…………………………………
2分
m==
……………………………1分
=0.56㎏……………………………………1分
太阳能热水器内有50kg的水，在阳光照射下，水的温度升高了30摄氏度，求1.水吸收了多少热量？
2.这些热量相当于完全燃烧多少质量的焦炭放出的热量？
一 动能 势能 机械能
题型归结:
本节是对机械能的初步认识，其中重点是如何探究出影响动能大小的因素（如题5，19），动能和势能的相互转化（如题7，10）也是不可忽略的一部分。
1A“神舟五号”载人飞船成功返航，实现了中国人几千年的“飞天梦”，当飞船减速着陆时，飞船的（）
A．动能增加，重力势能减少B．动能不变，重力势能减少
C．动能减少，重力势能不变D．动能减少，重力势能减少
命题意图本题是考察影响动能大小因素和影响重力势能的因素，根据飞船速度和高度的变化来判断其机械能的变化。
思路点拨判断动能大小的方法一般有2种：
一种是质量不变看速度的变化，另一种是速度不变看质量的变化。
同样，判断重力势能的大小也是综合考虑高度和质量这2个因素。
全程精解飞船着陆时质量是几乎不变的，但飞船的高度在不断下降，速度在不断减缓，所以其动能和重力势能都在不断减少。
选D
2B小东同学在体育课练习投掷铅球，学了“重力势能”的小东想用身边的器材来对影响重力势能大小的因素进行探究，探究程序如下：
（1）猜想：
影响重力势能大小的因素可能有：
a、______________________________________________；
b______________________________________________.
（2）实验提供的实心铅球有2kg、2kg、3kg各一个，细沙（足够多）、刻度尺、两个相同大纸
盒.请你利用上述器材，就其中一个猜想，帮他设计实验方案，验证猜想，写出实验步骤：
A、将适量的沙子放进大纸盒里拨平；
B、取质量为_______________的铅球各一个，将两球分别对准纸盒位置提高到相同高度然后放手，用刻度尺量出铅球所砸沙坑的深度进行比较；
C、取质量为_______________的铅球各一个，将两球分别对准纸盒位置提高到不同高度然后放手，用刻度尺量出铅球所砸沙坑的深度进行比较.
（3）通过对该实验的探究，B步骤得到的结论是：
重力势能跟______________________有关；
C、步骤得出的结论是：
重力势能跟____________________________有关.
点拨：
要注意研究过程中控制相关的量相同
全解：
（1）物体的质量物体的高度
（2）2kg和3kg2kg和2kg
（3）物体的质量物体的高度
考点链接：
本节中的考试题型以选择和填空为主，重点考察对影响几种机械能大小的因素以及机械能的相互转化。
用控制变量法研究动能大小与哪些因素有关的实验也是考察重点之一。
3B两发飞行的炮弹，如果具有相同的机械能，则
A.它们的质量一定相等
B.它们的速度一定相等
C.它们的高度一定相等
D.它们具有的动能和势能之和一定相等
思路点拨：
动能和势能统称为机械能。
物体具有的机械能等于物体的动能和势能之和，在空中飞行的炮弹同时具有动能和势能，两发飞行的炮弹具有相同的机械能，它们的动能和重力势能可能相同，也可能不相同，但它们具有的动能和势能之和一定相同。
4B关于“功”和“能”的关系的说法中正确的是：
（ ）
A.一个物体能够做功，它就具有能量。
B.一个物体没有做功，它就没有能量。
C.一个物体的能量越大，它做的功一定越多。
D.一个物体的能量越小，它做的功一定越少。
此题要求同学们对能量的概念要透彻地理解，一个物体能够做功，我们就它具有能。
能量是指它具有做功的本领。
能量是一个物体的状态，做功是一个过程，是实现能量转化的过程。
做功≠能量。
选A
误区分析：
能量大的物体不一定做功就多，只能说能量大的物体能够做的功比能量小的物体多。
5B如图所示，在“研究物体动能与哪些因素有关”的实验中，将A、B、C三小球先后从同一装置的hA、hB、hC高处滚下（mA＝mB＜mC，hA＝hC＞hB）推动纸盒运动一段距离直至小球静止。
（1）要研究动能与质量的关系，我们要选择 两图来进行比较。
（2）从图中可以看出，A、B、C三个小球刚到达水平面时， 球的动能最大。
可以通过比较小球将木块推出的距离来确定小球动能的大小
（1）A和C，
（2）C
有同学看到B和C的质量不同，研究动能与质量的关系就选了它们，这样就错了，问题在于没控制它们到达水平面的速度相同。
训练题组
6A关于能的概念，下面说法正确的是（）
A、用线悬挂着的物体它没有做功，所以没有能
B、甲物体的速度比乙物体速度大，则甲物体的动能一定比乙物体的动能大
C、甲物体的位置比乙物体的位置高，则甲物体的势能一定比乙物体的势能大
D、在空中飞行的子弹，因为它能做功所以具有能
思路点拨根据能的概念一个物体能够做功，我们就说它具有能量。
选D。
回味：
要比较两个物体的能量的大小，必须综合考虑影响该能量大小的所有因素。
7A下列物体在运动过程中，动能转化为重力势能的是（）
A.汽车沿斜坡向下运动B.汽车在水平公路上匀速行驶
C.投出的篮球在向上运动D.热气球匀速向上运动
思路点拨向上运动的篮球，速度越来越小，动能也越来越小，而高度越来越高，重力势能就越来越大，在不计空气阻力的情况下，减少的动能就全部转化为了重力势能。
选C。
机械能的相互转化过程中，物体的质量一般是不会变的。
关键考虑速度，高度，形变程度等因素。
8B机开车上坡前，往往加大油门，以提高车速，这是为了（）
A．增大动能B．增大势能C．增大惯性D．减少阻力
思路点拨首先要了解提高车速的目的在于增大车的动能，而上坡这一过程正是动能和重力势能的相互转化过程
全程精解动能大小的一个因素。
上坡前增大的动能可以在上坡时转化为重力势能，使上坡更轻松。
回味很容易误认为冲上坡是增大了车的惯性，误选C，其实惯性与运动速度是没有关系的。
9A关于势能的概念，下面正确的说法是（）
A．弹簧的势能一定比橡皮筋的势能大
B．甲物体比乙物体举得高，甲物体就一定比乙物体的势能大
C．钟表上的发条被拧得越紧，势能就越大
D．甲物体比乙物体速度快，甲物体就一定比乙物体的动能大
弹性形变越大，弹性势能就越大。
选C
10A如图所示，滚摆在下降的过程中越转越快，它在下降过程中
A．动能增加，势能增加 B．动能增加，势能减少
C．动能减少，势能减少 D．动能减少，势能增加
下降时质量不变，高度降低，势能就减少。
速度加快，
动能就增加。
选B
（第10题图）
11B下列各例中机械能没有变化的是（）
A．物体在某高度落下，不计空气阻力
B．跳伞运动员匀速成下落
C．物体在光滑水平面上受水平拉力作速度逐渐加大的运动
D．利用动滑轮匀速提起重物
B选项动能不变，但重力势能在减少，总的机械能减少。
C选项机械能在增加。
D选项机械能也在增加。
12A托起的排球，在上升过程中，____能转化为____能，在此过程中它的____能不断减少
因而它的速度逐渐变小。
抓住上升的排球是高度增加，速度减小
动，重力势，动
13A卡车和自行车以相同的速度运动，卡车的动能自行车的动能，打桩机的重锤举高3米，具有的势能举高5米具有的势能。
（选填“大于”、“小于”或“等于”）
速度相同时，质量越大，动能越大。
质量相同时，被举的越高，重力势能就越大。
大于，小于。
14B质量是10-3千克的雨滴在从高空匀速下落的过程中，所受阻力等于牛，具有的机械能。
（填“增加”、“减少”或“不变”）（g=10N/kg）
匀速下落时重力等于阻力。
由于匀速，速度不变，质量也没变，所以动能不变。
但重力势能随高度的降低而减少，所以机械能减少。
10-2,减少
要注意10-3是物体的质量，要计算出雨滴的重力。
15B洒水车沿街道匀速行驶，将水洒向路面，在此过程中它的动能将________，这是因为。
匀速行驶的洒水车速度是不变的，但洒水的同时其质量是不断减小的。
误解：
不变车的速度没有变化
减少，速度一定时质量减小了。
诊断：
考虑动能的变化要从速度和质量两方面综合考虑，不可忽略洒水的同时车自身的质量再不断减小。
16B汽车沿斜坡向上匀速行驶的过程中，汽车的动能________，机械能________。
（填“增大”或“减小”“不变”）
汽车的质量是不变的，可以通过速度考虑其动能，高度考虑其重力势能。
由于速度质量都没有发生变化，所以动能不变。
汽车上坡时高度增大，重力势能增大。
本题中汽车质量是一定的，若质量发生变化，要判断能量的变化还要考虑质量因素。
17B如图为某轻轨车站设计方案示意图，该图表明与站台前后连接的轨都有一个小坡度，请你说明这种设计可以节能的理由。
火车进站时要减速，出站时要加速。
在火车进站前设计一小段上坡，可以将火车的动能转化为重力势能，减少刹车所损耗的能量。
出站时有可以将重力势能转化为动能，使启动更方便，同时节约了启动时消耗的能量。
这类问题要分两个方面有条理的叙述，混在一起就难以说清楚了。
18如图所示，用一根长绳，把它的上端固定在天花板上，下端拴一小球，把小球拉到A位置，然后放手，仔细观察小球在摆动过程中高度和速度的变化，并说明小球从A→O→B的过程
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