中考机械能讲义.docx

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中考机械能讲义

第四讲机械能及其内能

【知识清单】

一、机械能

1、能量：

物体能做功，我们就说它具有能量，简称能。

它的单位是____________

2、动能：

（1）定义：

物体由于_______而具有的能，叫做动能。

（2）影响因素：

________,_________

3、重力势能：

（1）定义：

在地球表面，物体由于________而具有的能叫做重力势能。

（2）影响因素:

________,__________

4、弹性势能：

（1）定义：

物体由于_________而具有的能。

（2）影响因素：

物体的弹性形变越大，它具有的弹性势能就__________。

二、机械能及其转化

1、动能、重力势能和弹性势能统称为机械能

2、动能和势能可以相互____________.

3、机械能守恒：

如果只有动能和势能相互转化，尽管动能和势能的大小会变化，但机械能的总和不变。

三、内能

1、分子动理论的内容：

①物质是由______组成的。

②一切物质的分子都在不停的做无规则运动。

③分子间同时存在相互作用的_______和_________。

2、两种相互接触的不同物质相互进入对方的现象就是________现象

3、扩散现象说明了_______________________,________________________________

4、扩散的快慢与_________有关，_________越高，物质间扩散得越快。

四、改变内能的方法

1、__________和_________是改变内能的两种方式。

2、热传递的实质是___________,做功改变物体内能的实质是_______________.

3、影响内能的因素：

温度、质量和存在的状态。

4、温度、内能、热量之间的关系

①区别

温度是用来表示物体冷热程度的物理量；内能指物体内部所包含的总能量，物体的内能与温度、体积都有关系；热量指热传递过程中能量的改变量，因此与内能不同，热量是一个状态量。

在热传递过程中物体内能改变多少，只能用吸收或放出热量的多少来量度。

②联系

温度的变化可以改变一个物体的内能，传递热量的多少可以量度物体内能改变的多少。

物体吸收或放出热量，它的内能将发生改变，但它的温度不一定改变；同样，物体放出热量时，温度也不一定降低。

5、.比热容

（1）定义：

单位质量的某种物质，温度升高（或降低）1℃所吸收（或放出）的热量叫做这种物质的比热容。

单位是J/（kg·℃），符号为c。

（2）物理意义：

表示物质吸热、放热本领的大小。

（3）热量的计算公式：

Q=cmΔt。

6、.热机

（1）热值

①定义：

1kg某种燃料完全燃烧时放出的热量叫做这种燃料的热值，单位是J/kg，符号为q，表示1kg的某种燃料完全燃烧时放出的热量是多少焦耳。

②物理意义：

表示燃料燃烧时放出热量本领大小的物理量，燃料的热值取决于燃料本身的化学成分，与密度、比热容等物理量一样，是物质本身的一种特性，它只与物质的种类有关，与燃料的质量、体积、燃烧状况无关

（2）燃烧放热的公式：

Q放=qm，q为燃料的热值，m为燃料的质量。

气体燃料也可用Q放=qV表示，V表示燃料的体积，则q的单位是J/m3，V的单位是m3。

（3）内燃机：

四个冲程的内燃机有：

吸气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程，其中只有做功冲程实现了内能向机械能的转化，其他三个冲程靠惯性来完成。

（4）热机的效率

热机的效率：

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，热机效率计算公式：

。

7、.能量的转化和守恒

（1）能量的转化：

各种形式的能量都可以在一定条件下相互转化。

（2）能量的守恒定律：

能量既不会凭空消失，也不会凭空生成。

它只会从一种形式转化为另一种形式，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不变。

【考点一、机械能】

1、如图所示，捻动滚摆的轴使它升高后释放，可以观察到滚摆沿着悬线向下运动，此过程中，它的能减小，能增加。

滚摆到最低点后又上升，每次上升的高度逐渐减小，这说明滚摆具有的机械能（填“减小”、“增大”或“不变”）。

2、如图是固定在水平桌面上的圆弧轨道，将一小球由轨道的P点自由释放，滚动到Q点．在此过程中，动能先变________后变________，重力势能________．

3、蹦床运动深受青少年喜爱，已被列入奥运比赛项目．重600N的运动员竖直下落到蹦床，然后被弹起，整个过程中运动员始终保持四肢并拢的直立状态，不计空气阻力．

（1）运动员下落过程中，人的______ 力做功，落到蹦床后，运动员所受弹力的方向______．当落到最低点刚要反弹时，运动员受到的弹力______ （填“大于”、“小于”或“等于”）重力．运动员被反弹的过程中，所受弹力的方向______．

（2）运动员刚离开蹦床时，受到的弹力为______ N．反弹后不能回到原来的高度，运动员在空中上升的过程中机械能______ （填“守恒”或“不守恒”）．

4、甲站在0.5m/s匀速上行的自动扶梯上，乙站在0.7m/s匀速下行的自动扶梯上．甲的质量小于乙的质量，某时刻他们的位置如图所示，该时刻甲的重力势能________乙的重力势能，甲的机械能________乙的机械能、（大于/等于/小于）．若此时上行的扶梯突然停止运动，甲会向前倾，原因是________．

5、下列有关能量变化的说法，正确的是（）

A．物体从斜面上匀速滑下，其机械能增大B．物体从斜面上匀速滑下，其机械能不变

C．汽油机压缩冲程是将内能转化为机械能D．汽油机做功冲程是将内能转化为机械能

6、如图所示，足球以初速度v沿着凹凸不平的草地从a运动到d，足球（）

A.在b、d两点动能相等B.在a、d两点动能相等

C.从b到c的过程机械能减少D.从c到d的过程重力势能减少

7、有一种运动叫蹦极，如图所示是蹦极运动的简化示意图，弹性绳一端固定在O点，另一端系住运动员，运动员从O点自由下落，A点处弹性绳自然伸直．B点是运动员受到的重力与弹性绳对运动员拉力相等的点，C点是蹦极运动员到达的最低点，运动员从O点到C点的运动过程中忽略空气阻力，则（）

A.从O至C运动员速度一直减小

B.从O点至A点运动员机械能不守恒，从A点至C点机械能守恒

C.从O至A过程中运动员速度增大，从A至C过程中运动员速度减小

D.从O至B过程中运动员速度增大，从B至C过程中运动员速度减小

8、将你的文具盒或直尺的一端抬起形成一个斜面，把你的橡皮放在斜面的顶端如图所示，改变斜面的倾角，由静止释放后的橡皮沿斜面下滑，对应橡皮的下滑过程，下列说法正确的是（）

A．橡皮所受支持力做了功B．橡皮的机械能增加了

C．橡皮所受的重力做了功D．橡皮的动能不变

9、我们居住的城市高楼林立，如不小心发生高空坠物事件，则可能给人们的生命财产造成损害，更不可有意为之．日前，某小区的陈先生在早上下楼取车时发现车的后挡风玻璃被穿了一个孔，上面还插着一个可乐瓶，肇事的可乐瓶里大约还有的可乐．对此，下列描述正确的是（）

A.可乐瓶从高空坠落，动能会转化为重力势能B.可乐瓶对挡风玻璃没有做功

C.可乐瓶从高空坠落，重力势能会转化为动能D.可乐瓶砸在挡风玻璃的瞬间，具有很大的重力势能

10、一辆在水平路面上匀速行驶的洒水车正在洒水作业，关于洒水车，说法正确（）

A.机械能不变，重力势能不变B.机械能不变，动能变小

C.机械能减小，动能不变D.机械能减小，动能减小

11、利用如图装置探究“物体的动能大小与哪些因素有关”．将小球A、B分别拉到与竖直方向成一定角度θ的位置，然后都由静止释放，当小球摆动到竖直位置时，将与静止在水平面上的木块C 发生碰撞，木块都会在水平面上滑行一定距离后停止．图中的摆长L都相同，θ1＜θ2，球A、B的质量分别为mA、mB，（mA＜mB）．

（l）如图甲、乙所示，同时释放A、B，观察到它们并排摆动且始终相对静止，同时到达竖直位置这表明两小球在摆动过程中的任一时刻的速度大小与小球的______无关．

（2）如图甲、乙所示，观察到B球能将木块c撞得更远由此可得出结论：

______．

（3）图乙中小球B到达竖直位置时的速度______（填“大于”、“小于”或“等于”）．题图丙中小球B到达竖直位置时的速度如题图乙、丙所示，图丙中木块C滑行得更远些，由此可得出结论：

______．

（4）若水平面为光滑的，能否用上面的方法来比较两次小球的动能大小？

______（填“能”或“不能”）理由是：

______．

（5）下列四个实例所用研究方法与实验中判断动能大小所采用的研究方法相同的是________（选填代号）：

①选用2Ω和8Ω两个电阻串联代替10Ω的电阻；②用液体压强计两边液面高度差反映液体压强的大小；③用铁屑显示磁体周围磁场分布；④研究光的传播时，引入“光线”．

12、在探究“物体的重力势能与什么因素有关”时，小雨提出了如下猜想：

猜想一：

物体的重力势能可能与物体的质量有关；

猜想二：

物体的重力势能可能与物体所在的高度有关。

为此他设计了如图16甲琐事的实验装置。

将两端开口、长约1m、粗细均匀的圆柱形玻璃管竖直固定在铁架台上将粗细适宜的圆柱形泡沫塑料块置于玻璃管内O点处（塑料块与玻璃管内壁有适量的摩擦）；其他器材还有：

刻度尺、一组系有细线的质量不等的钩码、用于调整泡沫塑料块回到O点位置的木棒（如图16乙所示）请你帮助小雨回答下列问题：

（1）探究“猜想一”时，应使用质量_______（选填“相同”或“不同”）的钩码从_________（选填“相同”或“不同”）的高度在玻璃管内由静止下落，去冲击O点的泡沫塑料块，然后用刻度尺分别测量______________________；从而比较出重力势能的大小。

（2）设计探究“猜想二”的记录实验数据的表格。

【考点二、内能】

1、有些物理量与物质的微观结构有关。

为了研究不同物质的密度与其内部粒子排列紧密程度的关系，小伟通过查阅资料，得到甲、乙、丙三种物质的密度关系是ρ甲＞ρ乙＞ρ丙，及其内部粒子排列的模型如图6所示。

.①根据以上信息，关于物质的密度与其内部粒子排列紧密程度的关系，小伟可得出的初步结论是：

____________________________________；.②小张从其他资料中查到了与上述情况不符的实例，与小伟一起思考分析并查找原因，合理的选项是：

_____________________

2、如图所示在试管内装些水，用橡皮塞塞住，加热使水沸腾，会看到橡皮塞被________，同时管口出现“白雾”，这是管内水蒸气________形成的．在这个过程中，水蒸气的________能转化为橡皮塞的________．

3、分别在冷水和热水中同时注入一滴墨水，5s后的现象如图所示，该现象说明（）

A.只有热水的分子在做热运动B.热水有内能，冷水没有内能

C.温度越高，分子运动越剧烈D.扩散只能在液体中发生，不能在气体、固体中发生

4、哈勃望远镜使我们感觉到宇宙的浩瀚，电子显微镜使我们认识到微观世界的深邃，关于宇宙和粒子下列说法错误的是（）

A.天体之间和分子之间都存在着相互作用力B.电子绕原子核运动和地球绕太阳运动相似

C.人类对宇宙和微观世界的认识必将不断深入D.用光年表示宇宙的时间用纳米量度分子的大小

5、生活中的许多现象都与我们学过的物理知识有关,下列说法正确的是（）

A.尘土飞扬，说明分子在不停地做无规则运动B.划燃火柴,利用做功来改变物体的内能

C.人工湖能调节气温，利用水的比热容小D.夏天吃冰糕，看到冰糕周围冒“白气”是汽化现象

6、关于物体的内能，下列说法正确的是（）

A．温度为0℃的物体没有内能B．物体内能增加，一定是通过外界对物体做功

C．正在沸腾的水吸收热量，温度增加，内能不变

D．在相同物态下，同一物体温度降低，它的内能会减少

7、下列关于温度、内能、热量和做功的说法中正确的是（）

A.物体吸热，温度一定升高B.一个物体的温度升高，一定是外界对物体做功

C.某铁块温度降低，内能一定减小D.温度高的物体把温度传给温度低的物体

8、小文在学做“开水煮白菜”这道菜的过程中，有以下分析其中正确的是（）

A.放一点盐，汤就有了咸味，说明分子只在液体中运动

B.菜做好起锅时，清香扑鼻，说明分子之在高温下运动

C.白菜的内能增加是通过热传递的方式实现

D.白菜的内能增加是通过做功的方式实现

9、下列说法不正确的是（）

A．将两段表面平滑的熔丝紧密接触后，它们会“粘”在一起，是因为分子间有相互作用的引力

B．物体的温度越高，构成物体的大量分子做无规则运动越剧烈

C．飞船返回舱返回地面穿越大气层时，烧蚀层烧得通红是通过热传递方式增大内能

D．利用太阳能发电是将太阳能转化为电能

10、《舌尖上的中国Ⅱ》的热播，引起了人们对饮食文化的关注．四川的腊肉、香肠受到人们的青睐，火锅更是以麻、辣、鲜、香吸引着众多食客，以下说法正确的是（）

A．在较远的地方就能闻到火锅味，说明分子只在高温下运动

B．在腌制腊肉时，要把盐涂抹均匀，是因为盐不会扩散

C．灌制好香肠后，要晾在通风的地方，是为了防止水分蒸发

D．往火锅里加入食材，食材温度升高，它的内能增加

11、关于热现象，以下说法中正确的是（　　）

A．物体的机械能和物体的内能是同种形式的能，都与物体的机械运动和分子热运动以及分子间的相互作用情况有关

B．铁丝很难被拉断，说明分子之间只存在引力C．分子之间存在着相互作用的引力和斥力

D．扩散现象只能说明分子是运动的，不能说明分子之间存在空隙

12、水在凝固过程中，下列判断正确的是（　　）

A．比热容、内能、温度不变B．吸热、温度为0℃、内能为零

C．内能不变、比热容不变D．放热、温度不变

【考点三、比热容】

1、某同学用两个相同的电加热器，分别给相同质量的水和某种液体加热，每隔2分钟记录一次数据，如下表所示，则该液体的比热为（）

A.7.35×103J/（㎏•℃）B.2.4×103J/（㎏•℃）

C.1.75×103J/（㎏•℃）D.0.56×103J/（㎏•℃）

2、用相同的加热器对质量相同的两种不同液体加热，吸收相同热量后，温度随时间变化的关系图象如图．下列说法中正确的是（）

A.升高相同的温度，甲液体吸收的热量多B.加热相同的时间，乙液体升高的温度高

C.用甲液体作汽车的冷却剂效果更好D.用乙液体作汽车的冷却剂效果更好

3、在“比较不同液体的比热容大小”的实验中，用相同的酒精灯对四种液体加热，得到如表所示的数据：

如果四次实验中，在相同时间内，水、甲、乙、丙吸收的热量相等，已知水的比热容为C水=4.2×103J•（kg•℃）﹣1，则由上述条件可得（）

A．第1次实验中，水吸收的热量等于酒精燃烧放出的热量

B．第1、2次实验中，甲液体吸收的热量比水吸收的热量多

C．乙液体的比热容为2.1×103J•（kg•℃）﹣1D．丙液体的比热容小于乙液体的比热容

4、用如图所示的两个相同装置，同时给质量相同的水和铁砂加热，物体吸收热量的多少是通过_________来反映的，在实验中通过观察_________来比较水和铁砂的吸热本领．

5、小杨同学在探究“冰熔化时温度的变化规律”时，画出了冰熔化时温度随时间变化的图象，如图甲所示

（1）由图甲可知，冰的熔点为________℃；

（2）如果某时刻温度如图乙所示，此时温度计读数为_______℃；

（3）相同时间吸热相同，从图甲中可以判断冰的比热容水的比热容为__________

6、小明探究“不同物质的吸热能力”时，在两支相同的试管中分别装入质量相等、温度相同的水和煤油，用一个酒精灯同时对两支试管加热，加热一段时间后，温度计示数如图11所示。

（1）指出图中使用酒精灯的错误：

______________________________。

（2）水和煤油比较，________吸热能力强。

（3）加热一段时间后，煤油的温度升高了4℃，则水的温度升高了_____℃。

[c水=4.2x103J/（kg·℃），c煤油=2.1x103J/（kg·℃）]

7、为了比较水和食用油的吸热能力，某实验小组选取的器材有：

两个相同规格的酒精灯、两个相同规格的烧杯、两支相同规格的温度计、两个铁架台、火柴、搅棒．请问：

（1）还需要用的器材________：

实验时使用搅棒的作用是________．

（2）比较食用油和水吸热升温快慢的方法有二种：

方法一：

加热相同的时间，比较食用油和水中所放置温度计上升温度的高低；

方法二：

另一种是：

________．

（3）在此实验中，由于物体吸收热量的多少不便用仪器测量，把吸收热量的多少转换成：

________．

（4）分析下表中的实验数据可知：

质量相同的水和食用油，升高相同的温度时，水吸收的热量________（选填：

大于、小于或等于）食用油吸收的热量．

物质

质量/g

温度升高10℃所需时间/s

温度升高20℃所需时间/s

温度升高30℃所需时间/s

食用油

30

64

89

124

水

30

96

163

230

（5）实验中小明同学猜想：

食用油吸热升温能力比水大．如果他的猜想是正确的，则应该观察到的现象是________．

（6）实验中有些同学发现：

刚开始加热时，情况与（4）结论不符，你认为可能的原因是：

________．

8、某品牌电热水器打出的广告词是“环保节能热得快，通电半小时能洗澡”．该电热水器铭牌上标有“最大水量50kg额定功率2000W”．

（1）现将热水器的水箱装满水，通电后正常工作半小时，热水器消耗的电能是______J，相当于______m3的天然气完全燃烧放出的能量；

（2）45℃为人洗澡的合适温度，此次通电若使水温从25℃上升到45℃，水箱中的水所吸收的热量是______J；

（3）小明断定广告商有夸大宣传嫌疑，他的理由是：

______．

[已知：

c水=4.2×103/（kg•℃）；天然气的热值为q=8×107/m3]．

9、汽车是常见的交通工具，随着人们生活水平的提高，汽车也走进了普通百姓的家庭．它应用了物理声、光、热、力、电等很多方面的知识与技术，请你运用所学的物理知识简要回答下列问题：

（1）有些轿车的尾部安装了导流板，如图所示．它的作用主要是在轿车高速行驶时，增加对地面的压力，提高车轮的抓地性能．则导流板横截面的形状是________．

（2）小轿车上都装有一个用来提醒司机是否关好车门的指示灯．四个车门中只要有一个门没关好（相当于一个开关断开），指示灯就发光提醒．图所示四个电路中，能体现该装置工作原理的是________

（3）小明的爸爸新买了一辆小汽车，小明坐着这辆汽车匀速行驶144km，用时2h，消耗汽油9kg，其发动机的功率为23kW．（汽油的热值为4.6×107J/kg）

①汽车匀速行驶时速度为多少？

②汽车匀速行驶时所受的牵引力是多大？

③汽车发动机的效率是多少？

10、随着人们生活水平的逐渐提高，小轿车已经走进了千家万户．前不久，小明家也新买回来了一辆小汽车，好奇的小明找出了小汽车如下表列出的有关数据：

（g=10N/kg，1L=10-3m3）

小汽车的质量1200kg

小汽车的额定功率90kW

每个轮胎与地面的接触面积500cm2

100km耗油量10L

汽油的密度0.71×103kg/m3

汽油的价格是6.25元/L

求：

（1）该小汽车静止在水平地面上时，对地面的压强是多大？

（2）若该小汽车行驶100km，则需耗油多少千克？

（3）假若该小汽车在水平路面上以额定功率匀速直线行驶，请计算该车10s内牵引力所做的功

【考点四、内能的利用】

1、北方的冬天，室内取暖的暖气片均安装在窗户的下方，这是因为空气受热后密度________，上升形成对流更容易加热室内空气．（填“变大”“变小”或“不变”），室内空气对流加快，暖气片中用水作为暖介质是利用了__________

2、“可燃冰”作为新型能源，有着巨大的开发使用潜力．同等条件下，“可燃冰”完全燃烧放出的热量达到煤气的数十倍，说明“可燃冰”的　　很大．以10倍的关系粗略计算，1kg“可燃冰”完全燃烧放出的热量为　　J，这些热量可以使　　kg的水从20℃加热至100℃[c=4.2×103J/（kg•℃）•q煤气=4.2×107J/kg]．

3、被誉为“气都”的达州,天然气储量丰富，天然气是（选填“可再生”“不可再生”）能源.小明同学需要在标准大气压下烧开初温为20℃、质量为3kg的一壶水，如天燃气完全燃烧放出热量的80%被水吸收，则要完全燃烧m3的天然气.【天然气的热值取3.0×107J／m3，C水=4.2×103J/（kg·℃）】

4、质量为80kg的运动员在某次训练中排汗0.7g，假如汗水均从身上蒸发掉而不没有流掉，这将导致运动员的体温约℃，内能改变了J．人体主要万分是水，可认为人的比热容和水的相等，每千克汗水汽化所要吸收的热量为2.4×106J．

5、在汽油机的一个工作循环中，内能转化为机械能的是冲程；某晶牌汽车行驶100公里消耗汽油7kg，这些汽油完全燃烧能放出的热量．（汽油的热值q=4.6×107J／kg）

6、一台单杠四冲程柴油机，飞轮转速为3600r/min，该柴油机活塞1s对外做功________次，若其效率为40%，消耗5kg的柴油转化成的机械能是________J．（q柴油=4.3×107J/kg）

7、对热学概念的理解，下列说法正确的是（）

A．水的比热容是4.2×103J/（kg.0C），表示1kg的水温度升高（降低）10C吸收（放出）4.2×103J的热量B．热量是指物体具有能量的多少C．温度高的物体具有的内能一定多

D．热傎大的燃料完全燃烧放出的热量一定多

8、下列关于“热机”的说法中，正确的是（）

A.通过技术改进，热机效率可达100%B.做功冲程将机械能转化为内能

C.热机常用水做冷却剂，是因为水的沸点高D.火箭发动机属于热机

9、如图是某物质由液态变为固态过程温度随时间变化的图象，下列说法正确的是（　　）

A．t4时刻物体内能为零B．t2、t3时刻物体内能相等

C．t2时刻物体内能比t3小D．t1时刻物体分子动能比t2时大

10、小明家利用燃气灶烧水，把质量为1kg的20℃的水烧开（在标准大气压下）．[水的比热容c水=4.2×103J/（kg•℃）]

（1）在此过程中水需要吸收多少热量？

（2）通过观察煤气表得知消耗了0.01m3的燃气，如果燃气的热值为4.0×107J/m3，烧水时的热利用率是多少？

11、随着“西气东输”，天然气进入普通市民家庭，小明家已经开始使用天然气了。

小明家原来就有个电磁炉，小明想究竟使用哪种能源更划算呢？

小明开始实验并收集有关数据：

（1）小明在水壶里放入5000cm3、20℃的水，记录下当时的气量表示数是134.731m3；随后点火并将火调至最大烧水，开始同步计时；当水烧至沸腾时，气量表读数为134.871m3，需时24min.小明查到天然气熟瞄约为4.0×107J/m3，单价2.2元/m3。

烧开这壶水，水需要吸收多少热量？

小明家天然气炉具的效率是多少？

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