物理人教版九年级全册分子热运动学案及练习.docx
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物理人教版九年级全册分子热运动学案及练习
第十六章热和能
第一节分子热运动
【学习目标】
1．知道物质是由分子组成的，一切物质的分子都在不停地做无规则的运动．能识别扩散现象，并能用分子热运动的观点进行解释．
2．知道分子热运动的快慢与温度的关系．
3．知道分子之间存在相互作用力．
【课前预习】
懂事的小乐在厨房帮妈妈做家务的时候发现在切洋葱时并没有用手接触眼睛，为什么会流泪呢？
为什么打开一瓶香水瓶，很快就会闻到香味，是什么跑到鼻子里去了？
【课堂学习】
（一）写出预习中出现的问题或预习所获成果，交学习小组讨论或向教师提问．
（二）知识学习
知识点1：
扩散现象
学生分组：
往盛有水的烧杯中，滴入红墨水，过一会儿，观察现象：
．
所有小组的现象完全相同吗？
为什么有的小组快有的小组慢？
．
观察老师的播放的视频：
在量简里装一半清水，水下面注入硫酸铜溶液．硫酸铜溶液的密度比水大，沉在量筒下部，可以看到无色的清水与蓝色硫酸铜溶液之间有明显的界面．一天天过去，发现界面逐渐模糊不清了．
把磨得很光的铅片和金片紧压在一起，在室温下放置5年后再将它们切开，可以看到它们互相渗入约1mm深．
我们自己尝试给扩散现象下一个定义：
．
在我们日常生活中，扩散现象很常见．我还能举出几个例子：
．
这些扩散现象都是因为：
．
知识点2：
分子间的作用力
观察老师的演示实验：
将两个铅柱的底面削平、削干净，然后紧紧地压在一起，两块铅就会结合起来，下面吊一个重物都不能把它们分开．
这是因为．
我们还发现固体或液体很难被压缩体积，这是因为．
【我的收获】
【巩固练习】
1．烧菜时，在很远我们就能闻到菜的浓浓香味，当菜凉下来后，所闻到的香味就逐渐变淡，其中蕴含的物理知识是_______________________________________．
2．长期堆放煤的墙角，在地面和墙内有相当厚的一层会变成黑色，用分子动理论的观点解释，这是一种_______现象．当红墨水分别滴入冷水和热水中时，可以看到热水变色比冷水变色快，这说明温度越高，水中大量分子无规则运动_________．
3．吸烟有害健康，吸“二手烟”危害更大，因此公共场所通常有“禁止吸烟”的标志，如图1所示．在空气不流通的房间内，只要有一个人吸烟，整个房间就会充满烟味，造成其他人吸“二手烟”．这是由于分子的结果．
4．“花气袭人知骤暖，鹊声穿树喜新晴”．这是南宋诗人陆游《村居书喜》中的两句诗，写春晴天暖，鸟语花香的山村美景，对于前一句，从物理学的角度可以理解为：
花朵分泌的芳香油分子_______________加快，说明当时周边气温突然_______．
5．下列现象中不能说明分子在做无规则运动的是（）
A．春暖花开时，能闻到花的香味B．打开酒瓶盖能闻到酒的气味
C．空气中飘动的浮尘D．在盛有热水的杯子中放几片茶叶，过一会整杯水都变成茶水
6．密闭的房间里打开香水瓶的盖子，一会儿整个房间都能闻到香味．下列说法正确的是（）
A．温度越高，香味扩散得越慢B．若温度低于0℃，这个现象就消失
C．这个现象能说明分子间有相互作用力D．这个现象能说明分子运动是无规则的
7．一滴红墨水滴入一杯清水中，过一段时间后，整杯水都变红了，下列说法中正确的是（）
A．如果是0℃的水就不会发生这种现象
B．这叫扩散现象，它说明分子是在永不停息的运动着
C．这叫扩散现象，它只能发生在液体中
D．清水的温度越高，扩散进行得越慢
8．把两块光滑的玻璃贴紧，它们不能吸在一起，原因是（）
A．两块玻璃分子间存在斥力
B．两块玻璃的分子间距离太大
C．玻璃分子间隔太小，不能形成扩散
D．玻璃分子运动缓慢
第二节内能
【学习目标】
1．了解能的概念，知道温度和内能的关系．
2．了解热量的概念，热量的单位是焦耳．
3．知道做功和热传递可以改变物体内能．
【课前预习】
上一章中的滚摆实验说明了动能和势能可以相互转化．但是大家也看到了滚摆上升的高度一次比一次小，最终停下来．滚摆的机械能哪里去了？
一个乒乓球在地面上往返跳，最终停下来，乒乓球原来具有的机械能哪里去了？
【课堂学习】
（一）写出预习中出现的问题或预习所获成果，交学习小组讨论或向教师提问．
（二）知识学习
知识点1：
物体的内能
分组实验：
取三只烧杯，分别倒入冷水、温水和热水，然后分别向三只杯内缓慢地滴入几滴墨汁，观察比较三只杯内墨水扩散的快慢．
实验结果表明：
温度越，扩散过程越．扩散得快，说明分子无规则运动的速度，即分子无规则运动激烈．
因此：
物体的内能跟有关．升高时，物体的内能增加．降低时，物体的内能减小．
一切物体都有内能．这是因为物体内的分子永不停息地无规则运动着．炽热的铁水，温度很高，分子运动激烈，它具有内能．冰冷的冰块，温度虽低，其内部分子仍在做无规则运动，它也具有内能．
知识点2：
改变物体内能的两种方式
既然物体温度的变化就能引起其内能的变化，那么要改变物体的内能有哪些办法？
下面我们先来做个探究：
给你一根粗铁丝，你能用几种方法使它的温度升高从而内能增加？
从根本上说，这些改变内能的方法有两个：
一个是，就属于此类；另一个办法是，属于此类．
这两种方法在改变物体的内能上是等效的．
【我的收获】
【巩固练习】
1．国家文物局和测绘局最近对明长城进行了测绘，烈日下测绘器材表面温度会升高，表明它的内能（选填“增加”、“减少”或“不变”），其内能的变化是通过方式实现的（选填“做功”或“热传递”）．
2．如图16-2-1所示，是我国选手在2010年温哥华冬季奥运会女子冰壶比赛中的一个场景.比赛时两名队员在冰壶前方“刷冰”，通过的方式改变冰的内能，使表面的冰成薄薄的一层水（填物态变化名称），这样就能够减小冰壶与冰面之间的，使冰壶按照运动员预计的运动快慢和方向运动．
3．判断下面各结论是否正确？
（1）温度高的物体，内能不一定大．（）
（2）同样质量的水在100℃时的内能比60℃时的内能大．（）
（3）内能大的物体，温度一定高．（）
（4）内能相同的物体，温度一定相同．（）
（5）温度高的物体，含有的热量多，或者说内能大的物体含有的热量多．（）
4．下列过程中，属于通过热传递改变物体内能的是（）
A.钻木取火 B．锯木头时，锯片发热
C．卫星进人大气层时外壳发热 D．热水中放人冰块，水温下降
5．“钻木取火”是通过的方式改变木头的内能的；太阳能热水器是通过的方式改变水的内能的．
第三节比热容
【学习目标】
1．了解比热容的概念，知道比热容是物质的一种属性．
2．能根据比热容进行简单的热量计算．
【课前预习】
我们在海边玩耍，赤着脚走在沙滩上会有什么感觉？
走在海水中又是什么感觉？
为什么会感觉不一样呢？
【课堂学习】
（一）写出预习中出现的问题或预习所获成果，交学习小组讨论或向教师提问．
（二）知识学习
知识点1：
探究：
比较不同物质的吸热能力
分组实验：
（方案一）取等质量的水和食用油，加热相同的时间（即吸收相等的热量）后，比较温度的变化．
（方案二）取等质量的水和食用油，使其升高相同的温度时，比较加热所用的时间（即比较吸收的热量的多少）．
实验结论1：
质量相等的水和食用油，吸收相等的热量时，的温度升高的快．
实验结论2：
质量相等的水和食用油，升高相同的温度时，比需要的时间短（吸收的热量少）．
知识点2：
比热容
我们把叫做这种物质的比热容，简称比热．在国际单位制中比热的单位是：
，读作：
．
现在我们应该知道沙子烫，而海水凉的道理了吧？
那么到了晚上谁的温度要高？
为什么？
知识点3：
热量的计算
我们一起思考：
2kg铝温度从300C加热到1000C，怎样计算铝块吸收的热量？
【我的收获】
【巩固练习】
1、如图图16-3-1所示，是探究实验“比较不同物质的吸热能力”的实验装置．左右两图中，除杯内分别装的是质量相等的食用油和水外，其余都相同．完成该实验还需要_______，在相同的加热时间内食用油和水吸收的热量是_________（选填：
相同的、不同的）．
2、冰在熔化过程中，下列判断正确的是（）
A．内能不变，比热容不变
B．吸收热量，温度不变
C．比热容、内能、温度都不变
D．比热容变大、内能增加，温度升高
3．我市在科学规划和建设城市时，大量增加水面面积，是利用水的大的特性，且水在蒸发时（选填“吸热”或‘‘放热”），可以调节气温，营造“宜居重庆”的舒适环境．
4．炎热的夏天中午，在太阳光的照射下，海滨浴场沙滩上沙子的温度升高、内能增大，这是通过方式改变内能的．而海水的温度明显低于沙滩的温度，其原因是
5．人们用冷水冷却汽车发动机，用热水取暖，主要是因为水的____较大．通常情况下，与同等质量的其他物质构成的物体相比，升高或降低相同温度，水吸收或放出的热量较____（填“多”或“少”）．
6．星期天，小乐同学在父母的协助下，从早上七点开始每隔半小时对他家附近的气温和一个深水池里的水温进行测量，并根据记录的数据绘成温度—时间图象，如图16-3-2所示．从图线可以看出乙的温度变化幅度小，是____（选填“气温”或“水温”）的图线，温度变化幅度小的原因是．
第四节热机
【学习目标】
1．了解四冲程汽油机的基本工作原理．
2．从能量转化的角度认识燃料的热值．
3．了解内能的利用在人类发展史上的重要意义．通过能量的转化和转移，认识热机效率．
【课前预习】聪明的小乐在观察老师用酒精灯给试管中的水加热时，感觉由于燃料在试管外燃烧，热量损失较大，内能的利用率较低．她想能不能把燃料移到内部去燃烧，来获得更大的动力？
【课堂学习】
（一）写出预习中出现的问题或预习所获成果，交学习小组讨论或向教师提问．
（二）知识学习
知识点1：
热机和内燃机
热机是利用燃料获得的_____能转化为_____能的机器．
内燃机：
燃料在内燃烧的热机．最常见的内燃机，以或为燃料，分别叫做和．
四冲程汽油机一个工作循环包括冲程、冲程、冲程、冲程．柴油机工作时，机械能转化为内能的是_____冲程，内能转化为机械能的是_____冲程，_____，_____，_____冲程是靠飞轮的惯性完成的．
知识点2：
燃料的热值
热值：
．单位：
．
酒精的热值是3.0×107J/kg，表示的物理意义是．
炉子的效率：
叫做炉子的效率．
我认为可以采取哪些措施提高炉子的效率？
【我的收获】
【巩固练习】
1．关于热机，下列说法错误的是（）
A．热机性能好坏的重要标志之一是热机效率
B．在四冲程内燃机中减少废气带走的大量热量可以大大提高热机效率
C．柴油机的效率比汽油机的高，这是因为柴油的热值比汽油的大
D．在压缩冲程中内燃机将机械能转化为内能
2．摩托车上的热机工作时提供动力的是（ ）
A．吸气冲程 B．压缩冲程
C．做功冲程 D．排气冲程
3．实际上燃料很难完全燃烧，放出的热量往往比按热值计算的要，而且有效利用的热量又比放出的热量要．因此，提高燃料是节约能源的
重要措施．
4．多数小轿车使用机，大型载重车使用机，轮船使用大型机．
5．现代航天器一般用液态氢作燃料，这是因为它具有（）
A．较小的比热容B．较低的沸点C．较大的热值D．较大的密度
6．判断
（1）火箭属于热机．（）
（2）改善燃烧条件，使燃料尽可能完全燃烧，可以使燃料的热值增大．（）
（3）热机做的有用功越多，效率就一定越高．（）
（4）热机的功率大，效率就一定高．（）
5、质量为3kg的石油，用去1/3后，剩下的石油（）
A．比热容变为原来的2/3，热值不变
B．比热容不变，热值变为原来的2/3
C．比热容和热值都变为原来的2/3
D．比热容和热值都不变
6．煤的热值是2.9×107J/kg,完全燃烧10t煤放出的热量是（）
A．2.9×109JB．2.9×1010JC．2.9×1011JD．2.9×108J
7．已知某型号柴油机的效率为n,柴油机的热值为q，则完全燃烧质量为m的柴油，能放出热量Q=，这些热量通过柴油机的转化对外所在的有用功W=．
第五节能量的转化和守恒
【学习目标】
1．知道各种形式的能是可以相互转化的．
2．知道在转化的过程中，能量的总量是保持不变的．
【课前预习】
不久前据新闻报道，一个爱尔兰的高科技公司对全球的科学家提出了挑战，声称自己成功发明了“永动机”，公司的首席运营官西恩-麦卡锡表表示一旦此项发明得到应用，就意味着从此以后人们不再需要给他们的手机充电，不需要给汽车加油．整个世界有取之不尽的环保干净的能源．这个远景能实现吗？
【课堂学习】
（一）写出预习中出现的问题或预习所获成果，交学习小组讨论或向教师提问．
（二）知识学习
知识点1：
能的转化
分组进行一组小实验：
a．来回摩擦双手；b．在黑塑料袋内盛水，插入温度计后系好，放在阳光下；c．将连在小电扇上的太阳电池对着阳光；d．用钢笔杆在头发或毛衣上摩擦后再靠近细小的纸片．
我们发现实验中都有哪些现象发生，有什么样的能量转化吗？
知识点2：
能量守恒定律
生活中，我们有这样的经验：
停止用力，秋千会越摆越低，最终停下来；掉在地上的弹性小球会跳起，但越跳越低．为什么它们的高度会降低？
是它们丢失了能量吗？
大量的事实告诉我们，任何一种形式的能量在转化为其他形式的能量的过程中，消耗多少某种形式的能量，就得到多少其他形式的能量，能量的总量是保持不变的．也就是说，能量既不会，也不会，它只会从，或者从，而在转化和转移过程中，能量的总量．这就是能量守恒定律．
能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定律之一．它与发现细胞、进化论一起被恩格斯誉为19世纪自然科学的三大发现．大到天体，小到原子核，也无论是物理学的问题还是化学、生物学、地理学、天文学的问题，所有能量转化的过程，都能服从能量守恒定律．
能量守恒定律是人类认识自然、利用自然、保护自然的有力武器．
【我的收获】
【巩固练习】
1．各种形式的能量都可以在________下转化，电动机带动水泵抽水是_____能转化成________能，植物吸收阳光进行光合作用是_______能转化为______能，燃料燃烧时发热是_________能转化为________能．
2．在摩擦生热的现象中，_______能转化为______能，如克服摩擦做了100J的功，就有______J的_______能转化为_______能．
3．人类对各种能源的利用，都是通过_______来实现的．
4．光电池在供电的过程中，它的作用是（）
A．光能转化为内能B．电能转化为光能
C．光能转化为电能D．光能转化为机械能
4．下列例子中，属于内能转化为机械能的是（）
A．人造卫星的运载火箭点火发射B．流星在地球的大气层中燃烧
C．从高处冲下来的水带动水轮机转动D．电风扇通电后转动
5．下列事例中，属于内能转化为机械能的是（）
A．用打气筒给自行车内胎打气
B．用火箭发射人造卫星
C．古人使用的钻木取火
D．开水倒入杯中，逐渐冷却
6．我国大力发展火力发电，火电厂进的是“煤”，出的是“电”，在这个过程中能量的转化是（）
A．化学能→内能→机械能→电能B．化学能→重力势能→动能→电能
C．机械能→内能→化学能→电能D．内能→化学能→机械能→电能
复习课
【学习目标】
1．知道物质是由分子组成的，一切物质的分子都在作不停的无规则运动，分子之间存在着相互作用力等．
2．知道内能的概念，改变物体内能的方法，热量的概念等．
3．理解：
不同物质的吸热能力不同，比热容及其单位，各种物质的比热容，理解水的比热容大这种特性的应用，热量的计算等．
4．了解：
内能的利用，热机中能量转化的基本过程，四冲程汽油机的基本工作过程，热值的概念，热机的发展等．
5．了解能量守恒定律的内容等．
【我的知识树】
内能-----改变内能的两种方式：
概念：
单位：
计算公式：
热量
热和能比热：
燃料的热值：
内能的利用
内能的利用能量的转化和守恒
热机---内燃机-----汽油机
指出下列各物理名词中“热”的含义：
热传递中的“热”是指：
热现象中的“热”是指：
热膨胀中的“热”是指：
摩擦生热中的“热”是指：
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．
【例题解析】
例1下列事例中，不能说明分子做无规则运动的是（）
A．炒菜时，我们闻到香味
B．在阴凉的地方晾衣服，衣服变干了
C．腌咸蛋时，时间久了，蛋变咸了
D．扫地时，灰尘在空中飞舞
解析：
本题实例是人们感受到的事实，能否说明分子的运动，除了分析题目中的主题是否是运动的分子外，还应掌握分子的运动是不受任何外力影响而进行的，这是判断的关键．
炒菜时闻到香味，是扩散现象，说明分子在运动．湿衣服晾干是蒸发，而蒸发的实质是在液体表面总有一些速度较大的分子能克服周围分子的引力而跑到液体外面去，成为气体分子．腌咸蛋时，盐水中的盐分子运动进入到蛋中使蛋变咸，说明分子在运动，而灰尘飞扬是细小尘粒的运动，不是分子运动．
答选D
例2关于物体的内能，下列说法正确的是（）
A．物体运动得越快，内能越大
B．物体举得越高，内能越大
C．物体运动得越快，举得越高，内能越大
D．物体温度越高，内能越大
解析：
在分析物体内能大小时，应注意物体的内能与三个因素有关，即物体的质量、温度、状态，与物体的运动速度和举起的高度无关，物体的速度和举起的高度影响的是机械能，而机械能与内能是两种不同形式的能．对于同一物体，温度越高，内能越大．
答选D
例3如图16-1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．水的质量为1．5kg，在这个过程中水吸收的热量是．
解:
【课堂练习】
1.下列事例中,不能说明分子不停地做无规则运动的是（）
A.打开醋瓶,不久满屋子都闻到醋的酸味
B.汽车驶过马路后,灰尘在路面上空飞舞
C.衣柜中的樟脑,过一段时间后体积变小甚至消失了
D.将一块方糖轻轻放在一杯水中,过一段时间后,整杯水变甜了
2.一根金属棒很难被压缩,也很难被拉长,这说明（）
A.分子间没有空隙B.分子在不停地运动
C.分子有一定的大小D.分子间有斥力和引力
3.下面哪种物体的分子,在除了跟别的分子或器壁碰撞时以外,总是做匀速直线运动（）
A.固体 B.液体
C.气体 D.以上三种都不是
4.把两个水滴靠近后,它们常常会合成一个大水滴,而两块铁球紧贴在一起,却不能合成一个大铁球,其原因是（）
A.两个铁球分子间距离太大B.铁分子间不存在作用力
C.铁分子运动较剧烈D.水分子运动较缓慢
5.下列对分子的热运动的解释中,正确的是（ ）.
A.温度高的物体的运动B.温度高的分子的运动
C.单个分子的无规则运动D.大量分子的无规则运动
6.物体的内能是指（ ）.
A.物体做机械运动所具有的能B.物体中个别分子运动所具有的能
C.物体内分子定向移动所具有的能D.物体内无规则运动的分子所具有的能的总和
7.关于内能,下列说法中正确的是（ ）.
A.温度高的物体具有内能,温度低的物体不具有内能
B.温度高的物体具有的内能一定比温度低的物体具有的内能多
C.设飞机在高空飞行时,机舱里一罐饮料的内能为E1,飞机停在机场后.这罐饮料的内能为E2.若饮料的温度不变,则E2等于E1
D.0℃的水变成0℃的冰,温度不变,所以内能不变
8.在下列过程中,不靠热传递,然而使物体内能增加的是（ ）.
A.冬天用力搓手,使其暖和B.火药燃气爆发使炮弹出膛
C.放在热汤中的铁勺,很快连勺把都变得烫手了
D.灌开水后暖瓶塞跳出瓶口,再盖上去就跳不起来了
9.我们发现一根锯条的温度升高了,则可以确定（ ）.
A.一定是对它做了功B.一定是对它传了热
C.可能对它做了功,也可能对它传了热D.不可能同时对它既做了功,又传了热
××牌电水壶
额定电压
220V
额定功率
1500W
容积
3L
10.同学们在家里通过实验探究“烧水过程中能量转化效率”的问题时，选用了某种电水壶，如表格所示
（1）若请你参加该实验探究，实验中你需要用到的测量工具是_________________________；
（2）写出你的实验探究过程；根据实验测量出的数据，写出电水壶烧水过程中能量转化效率的数学表达式：
（3）根据测量数据及表达式，指出影响电水壶烧水过程中能量转化效率的因素．__________________
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