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第 11章 内能与热机 1内能：物体内所有分子做无规则运动的动能和分子 之间势能的总和。内能的单位是焦 (J)。 影响内能大小的主要因素：物体的 和质量，还 有状态、体积和物质的种类。同一物体温度越高时 内能 。 改变物体的内能有 和 两种途径。 2热量：在热传递过程中，物体通过热传递方式所改 变的内能称为热量；热量的单位是焦 (J)。 热传递 温度 越大 做功 3比热容：单位质量的物质温度升高 (或降低 )1 时吸 收 (或放出 )的热量，叫做这种物质的比热容。常见物质 中，水的比热容是最 的。比热容和密度一样也是物 质的一种特性。比热容的单位是 J/( kg )。 （ 1）比热容是物质的一种特性，其大小只与物质的 和状态有关。 （ 2）热量的计算： Q吸 =cm(t-t0)， Q放 =cm(t0-t)。 4燃料的热值： 1 kg某种燃料 燃烧放出的热量，叫 做这种燃料的热值。 （ 1）热值是燃料的一种特性，其大小只与燃料的 有 关，与其它因素无关。 （ 2）在国际单位制中，固体和液体燃料热值单位是 J/ kg, 气体燃料热值单位是 J/ m3。 （ 3）燃料完全燃烧放出的热量 :Q = mq或 Q = Vq。 种类 大 种类 完全 5知道内燃机、汽油机、柴油机和热机效率 （ 1）内燃机能量转化：燃料燃烧（化学能转化为内能） 释放的 转化为 。 （ 2）汽油机的工作过程：吸气冲程 (吸入 的 混合气体 )；压缩冲程 (压缩缸内混合气体，内能 ，温度 ，压强增大，把 能转化 为 能 )；做功冲程（气缸顶部的 产生电 火花，点燃缸内气体，产生高温高压的燃气推动活 塞做功，把 能转化为 能 )，排气冲程 （ 排出废气 ） 。点火方式： 。 内能 机械能 汽油和空气 增大 升高 机械 内 火花塞 内 点燃 机械 （ 3）柴油机的构造与汽油机的区别：汽油机有 ， 柴油机有 ；吸气冲程：柴油机吸入 ， 汽油机吸入 ；点火方式：汽油 机采用 ，柴油机采用 。 （ 4）四冲程汽油机和柴油机的一个工作循环，完成 个冲 程，活塞往复运动 次，曲轴连杆转 周，飞轮转 ，只有 冲程对外做功 次，其他三个冲程靠 飞轮的 完成。 （ 5）热机转变为有用功的能量 (有效利用的能量 )与燃料完全 燃烧释放的能量的比值称为热机效率。热机工作时总 是有能量的损失，所以热机效率始终小于 。 热机效率公式： =W有 /Q。 火花塞 喷油嘴 汽油和空气的混合物 空气 点燃式 压燃式 4 2 2 做功 1 惯性 1 【 例 1】 （ 2014威海市 ）下面关于热现象的说法，正 确的是（ ） A物体温度升高一定是吸收了热量 B冰在融化时温度不变内能增加 C从游泳池里上来感觉冷是由于水蒸发放热 D汽车发动机用水作冷却液是因为水的比热容较小 B 试题剖析 ： （ 1）温度升高，内能一定增大；内能增大，可能是从外 界吸收了热量，也可能是外界物体对它做功造成的。物 体温度升高，也可能是外界对它做了功，不一定吸收了 热量，故 A错误。 （ 2）冰是晶体，晶体熔化的特点是温度不变，但要继续 吸热，其内能不断增大，故 B正确。 （ 3）物质由液态变为气态叫汽化，汽化包括蒸发和沸腾 两种方式，汽化时要吸收热量。从游泳池里出来后，附 在身上的水发生汽化变为水蒸气，在这一过程中水要吸 收身体的热量，是由于汽化吸热，故 C错误。 （ 4）因为水的比热容较大，相同质量的水和其它物质比 较，升高或降低相同的温度，水吸收或放出的热量多。 汽车发动机用水作冷却液是因为水的比热容较大，故 D 错误。 解题方略 ：此题涉及到许多热学知识，综合性很强，难 易程度适中，是一道好题。此题要求学生具备较为扎 实全面的物理知识（比如要掌握温度、热量与内能的 关系，熔化与熔化吸热特点，汽化与汽化吸热特点， 水的比热容的特点及应用等知识），才能顺利解决这 道问题。 特别提醒 ：解答本题时最容易失分的地方是：对温度、 热量与内能的关系理解不透，认为冰在融化时温度不 变内能就不变，认为 B选项是错误的 【 例 2】 （ 2014南昌市 ）某汽车的最低油耗可达 0.2 kg/ （ kWh），最低油耗是指燃烧最少的汽油获得最大 有用功的能量。温馨提示： 0.2 kg/（ kWh）表示获 得 1 kWh的能量需要消耗 0.2 kg汽油。已知汽油的 热值为 4.6 107 J/kg，请你通过这些数据写出判断该 汽车发动机最高效率的办法。 参考答案 ： Q=mq=0.2 kg 4.6 107 J/kg=9.2 106 J W有 =1 kWh=3.6 106 J =W有 /Q=（ 3.6 106 J） /（ 9.2 106 ） J39% 试题剖析 ：根据 Q=mq计算出汽油完全燃烧放出的热量 ，即为总能量， W=1 kWh=3.6 106 J得出有用功， 再根据热机效率公式计算出热机率。 解题方略 ：本题考查了功的计算、燃料燃烧放出热量的 计算、热机效率的计算，本题贴近生活，能让学生了 解能量的转化和汽车的效率 ,难易程度适中。 特别提示 ：本题考查了汽车的效率，属于基础知识的考 查，解决此类问题的关键是分清总能量和有用功分别 是什么。 第 12章 了解电路 1电荷 （ 1）电荷：物体能够吸引 的性质，称为物 体带了电，或者说带了电荷。 （ 2）摩擦起电：用摩擦的方法使物体带电。 （ 3）电荷的种类：自然界只有两种电荷，把用 丝绸 摩 擦过的 玻璃棒 上带的电荷叫 正电荷 ，把用 毛皮 摩 擦过的 橡胶棒 上带的电荷叫 负电荷 。 （ 4）电荷间相互作用的规律： 电荷相互排斥， 电荷相互吸引。 轻小物体 同种 异种 2电路 (1)电路：用 把电源、 、开关连接起来组成 的电流通路。 (2)通路：处处连通的电路。开路：断开的电路。 短路：电源短路，直接把导线接在电源的两极上。 短路时，电流很 ，会烧坏电源和导线。用电器短 路，电流没有经过某个用电器而构成通路。 (3)电路图：用规定的符号表示电路连接情况的图。 (4)电路的连接：串联电路，把电路元件 连接起来 的电路。电流只有 通路，切断任何一个元件，整个 电路均不工作；开关可以串联在电路中的任何位置。 并联电路，把电路元件地 连接起来的电路。有几 条通路，切断一条支路，其余各支路仍能工作。 的 开关可以控制整个电路的通断，支路的开关只能控制 支路的通断。 所在 导线 用电器 大 顺次 一条 并列 干路 3电流 (1)电流：电荷的 移动形成电流。 (2)电源：把其他形式的能转化为电能，是能够提供 持续电流的装置。 (3)电流的方向：物理学上规定 电荷定向移动的 方向为电流方向。在电源外部，电流的方向是从 电源 的极流向 极。 (4)电流 (I)的单位有安培 (A)、毫安 (mA)、微安 (A) ，它们之间的换算关系为： 1 A=1 000 mA， 1 mA=1 000 A。 负 定向 正 正 (5)电流表：测量电流的仪表。 电流表的使用规则：电流表与被测电路 联； 应当使电流从 接线柱流入，从 接线柱流 出；被测电流不能超过电流表的量程；不允许 把电流表直接接到电源的两极上。 (6)串、并联电路中电流的特点： 串联电路中电流 ，即 I=I1=I2= 。 并联电路中，干路的电流等于 ， 即 I=I1+I2+ 。 各支路电流之和 串 正 负 处处相等 4电压 (1)电压：使导体中的电荷定向移动形成电流。电源是 提供电压的装置。 (2)电压 (U)的单位有伏 (V)、千伏 (kV)、毫伏 (mV)， 它们之间的换算关系为： 1 kV=1 000 V,1 V=1 000 mV。 (3)常见的电压值：一节干电池： 1.5 V；一个铅蓄电 池： 2 V；家庭电路的电压： 220 V；对人体安全的 电压： V。 不高于 36 (4)电压表：测量电压的仪表。 电压表的使用规则：电压表与被测电路 联； 应当使电流从 “ +” 接线柱流入，从 “ -” 接线柱 流出；被测电压不能超过电压表的量程。 (5)串、并联电路中电压的特点： 串联电路两端的总电压等于 ， 即 U=U1+U2+ 。 并联电路中各支路两端的电压 ，即 U=U1=U2= 。 相等 并 各用电器两端电压之和 【 例 1】 小聪家里有一台透明门的电冰箱，当他打开冰 箱门时，冰箱内的灯就亮；当他关闭冰箱门时，冰箱 内的灯就熄灭，但压缩机依然工作。小聪断定冰箱门 上有一个开关 S，下面小聪的判断中正确的是（ ） A冰箱内的照明灯和压缩机串联 B冰箱内的照明灯和压缩机并联，开关 S在干路上 C冰箱内的照明灯和压缩机并联，开关 S和照明灯 串联 D冰箱内的照明灯和压缩机并联，开关 S和压缩机 串联 C 试题剖析 ：电路的基本连接形式有两种：一种是串联， 在串联电路中电流只有一条路径，各用电器之间相互 影响；另一种是并联，在并联电路中电流有多条流通 路径，各个用电器之间互不影响，独立工作。当冰箱 门打开时，制冷电路关闭，同时使冰箱内的照明灯点 亮；当冰箱门关闭时，制冷电路启动，同时冰箱内的 照明灯熄灭。由此可知冰箱内照明和压缩机能独立工 作，所以属于并联电路，并且冰箱门上的开关 S与灯 泡串联。 解题方略 ：这道题要求对串、并联电路中各用电器工作 特点在了解的基础上理解透彻。还要注意并联电路的 开关在不同的位置起的作用不同。 特别提示 ：有些同学会根据打开冰箱门，看到灯亮同时 制冷电路在工作，误认为它们一定要同时工作，因而 判断它们是串联的，而错选 A。 【 例 2】 （ 2014泰安市 ）小强同学在探究串联电路电 流规律的实验中，按如图连接好了电路，闭合开关 S 后，观察实验，两灯均不发光 .为检测出电路故障， 他做了以下操作：将电压表接到 b、 c两点，观察电压 表、电流表均无示数；将电压表接到 a、 b两点，观察 电压表有明显示数，而电流表示数几乎为零。则电路 故障可能是（ ） A灯 L2断路 B灯 L2短路 C电流表烧坏了 D灯 L1断路 A 试题剖析 ：电流表始终无示数，说明电路故障为断路； 将电压表并联在 b、 c两点，电压表无示数，说明电压 表的正负接线柱不能与电源两极相连，即 L1完好；将 电压表接到 a、 b两点，观察电压表有明显示数，说明 电压表的正负接线柱与电源两极相连，说明灯 L2断路 ，故选 A。 解题方略 ：本题考查了根据电流表和电压表的示数情况 判断串联电路的故障，电流表示数为零说明故障是开 路，电压表有示数，说明开路在电压表的两接线柱之 间。 特别提示 ：电压表与用电器串联接在电源两端，测量的 就是电源电压，故电压表两接线柱之间的电路开路时 ，电压表示数会变大。
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