第十二章 内能与热机导学案及答案

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1、第十二章内能与热机 及答案 导学案 第十二章内能与热机 第1节认识内能 导学目标 1. 了解内能的概念，知道内能的单位是焦耳。 2. 能简单描述温度和内能的关系。知道对于同 一个物体，温度越高，内能越多；温度越低内能 越少。 3. 知道做功和热传递可以改变物体的内能。 【重点难点】 1. 温度和内能的关系。 2. 做功和热传递可以改变物体的内能。 导学过程 【自主学习】 1. 翻阅课本P22——P23，自主学习下列问题： (1) 课本图12-1 (a)展示的运动的篮球具 有 ，物体内部做热运动的分子也具有 。课本图12-1 (b)展示的是自由

2、下落的 苹果和地球互相吸引具有 ，图12-1 (c)展 示的是被压缩的弹簧的各部分互相排斥而具 有，那么物体内部相互吸引或排斥的分子也 具有- 。 （2）物理学中，我们把物体内 与 的总和， 叫做物体的内能；一切物体都具 有 。 ① 内能和机械能的区别 是 : ②一壶水放在火上加热，其温度 “升 高”或“降低”）水分子的无规则运动变得 （“剧烈”或“缓慢”）内 （“增大” 或“减小”。 ③ 内 能 因素有关。 的 大 小 与 2. 阅读课本P23—P24,完成下列问题。 ①给你一根铁丝，想增大它的内能，采用的方法 有两类，一类是：火上烤，放入开水中呆一会

3、， 强烈的阳光下晒，这种改变内能的方法是叫 ，另一类是：在石头上磨，来回弯折，用 锤子砸等。这种改变内能的方法叫 。内 能 改 变 的 方 式 有 和 。 ② 做功可以改变物体的内能，对物体做功，物体 的内能会 ，物体对外做功，物体的内能 会 。 ③ 判断教材图12-5a、图12-5b,图12-5c中, 改变内能的方式分别 是： 、 、 。 ④ 热传递的方式有 、 、 和 三种，发生热传递的条件是 ，热传递的实质 。 ⑤ 热传递过程中高温物体内能 ，低温物 体内能 。 ⑥ A.举出两个热传递改变内能的例 子： ； B. 举出两个做功改变内能的例 子： :

4、⑦ 做功和热传递这两种方式对于改变物体内能 是 的。不同的是做功是能量发生 ，热传递是能量发生了 【合作探究】 研讨与交流 1. 我们知道，同一物体的温度越高，内能越多。 那么要是说：“同一物体的内能越多，温度一定 越高。”是不是正确呢？为什么？ 2. 内能与机械能有什么区别呢？ 3. 我们知道，改变物体内能的两种方式是做功 和热传递，同学们能不能从能量的转化或者转移 的角度说说，它们在改变物体内能时实质上是怎 么一回事呢？ 当堂检测 1. 甲、乙两块冰的质量相同，温度均为10°C・甲 冰块静止于地面，乙冰块静止在距地面10m高 处，则这两个冰块（） A. 机械能一样大 B

5、. 乙的机械能大 C. 内能一样大 D. 乙的内能大 2. 关于内能的认识，下面说法正确的是（） A. 温度为0 °C的物体没有内能 B. 物体温度不变•内能一定不变 C. 温度高的物体内能一定多 D. 物体的温度升高，内能一定增加 3. 下列事例中物体的内能减少的是（） A. 金属汤勺放进热汤中后会变得烫手 B. 放人电冰箱的食物温度降低 C. 一块0C的冰全部熔化成0C水 D. “神舟五号”飞船返回舱进人大气层后表面 升温 4. 下列现象中，利用内能做功的是（） A. 火车经过后，铁轨的温度升高 B. 车刀在砂轮的高速摩擦之下

6、溅出火花 C. 在烈日之下柏油路面被晒熔化了 D. 火箭在“熊熊烈焰”的喷射中冲天而起 5.指出下列现象中改变物体内能的方法。 （1） 雪在阳光下熔化 （2） 火车驶过后,铁轨温度升高 （3） 双手搓一搓，使手暖和 （4） 热水慢慢变凉 （5） 暖气片散热，使室内温度升高 我的收获 第2节热量与热值 导学目标 1. 能记住热量的概念、热量的符号和单位。能 从概念、影响因素等方面区别清热量和内能。 2. 能记住热值的概念、热值的符号和单位。 3. 会利用热值的计算公式来计算燃料完全燃烧 放出的热量，会根据实际需要选择燃料。 【重点难点】 1. 热量

7、的概念。 2. 水的吸热跟温度变化、质量的关系。 3. 热值的概念、计算及如何选择燃料。 导学过程 【自主学习】 1.热量是指在 过程中物体 改变的多少。物体吸收热量， 增加; 出热量， 减少。 2. 热量通常用符号 表示，国际单位制中热 量的单位是 3. 燃料的种类： 燃料、 燃料、 燃料。 4. 质量相等的不同燃料，在完全燃烧时放出的 热量 。 5. 在 物 理 学 中， 把 叫做这种燃料的热值。燃料完全燃烧的计算公式 为 。 6. 氢气的热值是1.4 108j/m3，它表示的物理意义 是 ， 【合作探究】 阅读“活动1”，

8、完成下面问题。 1. 在探究物体吸收或放出的热量实验中，需要 的器材有铁架台、酒精灯、 、相 同的烧杯、计时表。水吸热的多少可以根据 来粗略判断。 2. 给100g的水加热，记录的物理量有 和 。加热相同的时间，水吸收的热量相 同，此实验过程中控制 不变，改 的不同 ，然后依据 从而知道水吸收的热量不同。 3. 分组完成“活动1”中的实验，分析实验数 据可得出实验结论 。 4. 在探究水吸收的热量跟它的质量的关系时， 该实验要控制 不变，改 变 。 5. 我们通过实验，借助 方法，得出对同种物质的物体，它吸收或放出的 热量跟 成正比。焦耳

9、经过实验研究得出：1kg纯水温度 升高1°C或降低1°C时，吸收或放出的热量 当堂检测 1. 关于燃料和热值，以下说法中正确的是 ) A. 燃料的热值与燃料的质量无关 B. 容易燃烧的燃料热值一定大 C. 煤的热值大于干木柴的热值，燃烧煤放出的 热量一定比燃烧干木柴放出的热量多 D. 为了提高锅炉的效率，一定要用热值高的燃 料 我的收获 第3节研究物质的比热容 导学目标 1. 知道物质的吸放热跟哪些因素有关; 2. 了解比热容的概念，知道比热容是物质的一 种特性; 3. 会查物质的比热容表，并能说出它的物理意 义； 4. 会用热量的公式进行简单计算。 【重点难

10、点】 1. 比热容的概念及物理意义。 2. 会用热量的公式进行简单计算。 导学过程 【自主学习】 阅读课本内容，完成下列知识填空。 1. 质量相等的不同物质，在升高相同的温度时， 吸收的热量是 的。 2•比热容在数值上等 于 3. 比热容的符号是 ，单位是 ，读 作 = 4.水的比热容是 ，其物理意义 5•沿海地区昼夜温差不大的原因 是 【合作探究】 探究物质的吸、放热性能 1. 影 响 素： 、 。 2. 提 出 的 问 是 3. 实验设计：取质量相等的不同物质，使其升高 相等的温度，比较它们吸收热量的多少。①''不 同物质”选择 和 ：

11、②"质 量相等”要用 :③"升高的温度” 要用 测量；④吸收热量的多少通过 来判断。 4. 实验的结论是: 相等的 在 时，吸收的热量是 的。为了比较不同 物质在吸、放热性能上的差别，物理学中引入了 这个物理: 5. 比较不同物质的吸、放热性能，你还有没有 另外的实验设计方法？请写出。 当堂检测 1. 下列事例中，最能说明物质吸收热量的多少 跟物质的种类有关的是（ ） A•体积相等的两杯水温度都升高10C，它们吸 收的热量相同 B. 质量相等的两块铜温度分别升高5°C和10。6 它们吸收的热量不相同 C•体积相同的水和煤油温度都升高10C,它

12、们 吸收的热量不相同 D. 质量相等的水和铜温度都升高10C，它们吸 收的热量不相同 4. 关于比热容的说法中正确的是（ ） A. 温度高的铜块比温度低的铜块比热容大 B. 质量小的铁球比质量大的铁球比热容大 C. 一桶水的比热容比一碗水的比热容大 D. 比热容是物质的特性之一，可以用来鉴别物 质 III 5. 为了探究液体温度升高时吸收热量的多少与 哪些因素有关，一个实验小组做了如下实验：在 四个相同的烧杯中分别盛有谁和煤油，用同样的 加热器加热，记录表格如下，并根据实验记录回 答下列问题： 1）分析比较 （填序号）烧杯的实验记 录，可得出的初步结论是：在质量和升高的

13、温度 都相同时，不同的液体吸收的热量不同。 （2）分析比较1.2•和3・4・的实验记录，结合（1） 中的结论，然后综合归纳得出：液体温度升高时 吸热的多少与 、 、 有关。 6. 一个温度是40°C的铁球，吸收了 2.3X103J/隔弋）的 热量后，温度上升到 90C，求铁球的质量。 (C 二 0.46 X103J/ (kg •C)) 铁 我的收获 第4节热机与社会发展 导学目标 1. 了解四冲程汽油机的基本构造和基本原理。 2. 知道热机的工作过程伴随着能量转化的过 程。 3. 知道热机的使用给环境带来污染和怎样控制 热机的污染。 4. 了解热机的效率

14、。 【重点难点】 1. 四冲程汽油机的基本构造和基本原理。 2. 热机的工作过程伴随着能量转化的过程。 导学过程 【自主学习】 1. 热机的种类：有、、 、燃气 轮机、 发动 2. 热机的共同特点是：将燃料燃烧时的 能 转化为 能，然后通过做功，把 —能转 化为 能。 3. 常用的热机是内燃机，燃料在机器内部燃烧 的热机叫内燃机。最常见的内燃机以汽油或柴油 为燃料，分别叫 机和 机。 4、 汽油机的主要构造有_、—、—、—、 —及曲轴和连杆。 5、一个冲程：活塞从气缸的—运动到—叫做 一个冲程。 6、常见的汽油机必须连续完成 四个冲程，且不断循环进行才能正常工作

15、。 【合作探究】 （与同学合作交流，讨论后填写） 1•吸气冲程：进气门 ，排气门 活塞由气缸最上端向 运动, 的混合物吸入气缸。 2•压缩冲程：进气门和排气门 ，活塞 由气缸最下端向 运动，燃料的混合物 被 ，汽缸内温度 ，气压 O 在此过程中， 能转化 能。 3. 做功冲程：在压缩冲程末，_产生电火花(点 燃式)，燃料混合物剧烈燃烧，产生_的燃气推 动活塞向 运动，并通过连杆驱使曲轴转 动对外 。在此过程中, 能 转化 能。 4. 排气冲程：进气门 ，排气门 ， 活塞由气缸最下端向 运动,把废气排出 汽缸。 5. 汽油机一个工作循环包括 冲程，活

16、 塞往复 次，曲轴转动 外做功 次。其他冲程靠飞轮的 完成。 ' 6. 热机的效率 (联系实际，阅读教材内容，后填写。) 之比叫热机的效率，表达式可写作n (1)热机工作时，用来做 的能量 :与 (2) 热机的利用带来的环境污染主要有 当堂检测 1. 下面对内燃机的有关叙述，错误的是 （ ） A. 内燃机是内能转化为机械能的装置 B. 内燃机用水冷却是因为水的比热容大 C. 内燃机所产生的噪音，可以被机上的消音器完 全吸收 D. 内燃机靠产生的高温高压气体做功 2. 两台汽油机，甲的效率为30%,乙的效率为25%, 这两个数据表示（ ）. A. 甲机做的功比乙

17、机多 B. 在消耗相同汽油时，甲机做的有用功比乙机的 多 C. 在相同时间内甲机燃烧的汽油比乙机的多 D. 甲机的功率比乙机的大 3. 下列措施中不能提高热机效率的是 （ ） A. 尽量使燃料充分燃烧 B. 尽量增加热机的工作时间 C.尽量减少废气带走的热量 D.尽量减少热机部件间的摩擦 5. 如图所示是某种内燃机某一冲程的示意图， 由图可知： (1) 这种内燃机是 机; (2) 它表示的是 冲程； (3) 在这个冲程中 能转化为 能； (4) 完成这一冲程，曲轴和飞轮转 圈； (5) 仔细观察其铭牌，可看见"180Or/min"字 样，则它正常

18、工作时，1秒钟对外做功 次，完成了 个冲程。 6■ —台单缸四冲程汽油机在一个工作循环中的平均功率是9.2XW,该汽油机毎分■钟需燃烧 汽油50「问该汽油机的效率是梦大¥ (汽油的燃烧憤是4.6x1 我的收获 导学案答案 第十二章内能与热机 第一节认识内能 【自主学习】 1. （1）动能；动能；势能；势能；势能。（2） 所有分子动能；分子势能；内能。①内能是微观 和统计上的概念，而机械能是宏观上的概念。② 升高；剧烈；增大。③物体的质量和温度。 2. ①热传递；做功；做功；热传递。②增加; 减少。③热传递；热传递；热传递。④传导；对 增加。⑥A暖气取暖；太阳灶烧水；B搓手取暖

19、; 流；辐射；存在温度差; 能量的转移。 ⑤减少; 钻木取火。⑦等效；转化；转移。 【合作探究】 1. 不正确；内能与温度、质量和状态或者体积 都有关，同一物体状态不同，内能多的不一定温 度高，例如o°c的水比0C的冰内能多，但温度 是相同等的。 2. 内能是物体内部所有分子做无规则运动的动 能和分子势能的总和，跟物体整体的运动无关。 mi 3. 用热传递的方法来改变物体的内能，实质上 是能量转移的过程，即内能从一个物体转移到另 一个物体或内能从物体的高温部分转移到低温 部分; 用做功的方法来改变物体的内能，实质上是能: \=i |==| 转化的过

20、程，即内能和其他形式能的相互转化过 程。 当堂检测 1. B； 2. D； 3. B； 4. D； 5・（1）热传递；（2） 做功；（3）做功；（4）热传递；（5）热传递；6. （1）酒精燃烧, 化学能转化为内能；（2）水 吸热沸腾一一通过热传递增加内能；（3）管塞飞 出——通过做功改变物体的内能。 第二节热量与热值 【自主学习】 1. 热传递；内能；内能；内能。 2. Q；焦（J）； 3. 态；液体；气体。 4. 不同; 5. 某种燃料完全燃烧时所放出的热量与燃料质 量的比; Q=qmo 6. 1m3的氢气完全燃烧时放出的热量是1

21、4 X108J ；热 值高，节约燃料，减少污染，保护环境。 【合作探究】 1.温度计; 量筒; 水升高的温度。 2. 水升高的温度；加热的时间；水的质量；加 热的时间，水升高的温度。 3. 当质量一定时，水吸收的热量与升高的温度 成正比。 4. 水升高的温度；水的质量；当升高的温度相 同时，水吸收的热量跟它的质量成正比。 5.控制变量；升高的温度；质量; 4.2 X103J 当堂检测 1. A； 2. D； 3. D； 4. A； 5.化学；140； 6・（1） 由下到上；水升高温度；（2）将比较相同时间内 水升高的温度改为比较燃料燃尽时水升高的温 度；天平；燃料

22、不一定完全燃烧（水在吸热过程 中有热量损失）； 第三节研究物质的比热容 【自主学习】 1.不同。 2. 单位质量的某种物质，温度升高（或降低）1°C 所吸收（或放出）的热量。 3. C； 虑.C）；焦每千克摄氏度。 J/Mcg 4・4.2xio3j/（kg・C）； 1kg水温度升高（或降低）1C所 吸收（或放出）的热量是4.2xio3j。 l=j |==| 5. 水的比热容比砂石的比热容大的多，对于质 量相等的水和砂石来说，在吸收相等热量的情况 下，水的温度升的少，而砂石的温度上升的多。 【合作探究】 1.物质的种类; 质量; 变化的温度。

23、 2. 不同的物质，在质量相等。温度变化相同时, 它们吸收或放出的热量相同吗？ 3. ①水；砂石；②天平；③温度计；④温度升 高的情况。 4. 质量；不同物质；升高相同温度；不相等； 比热容。 5. 取质量相同的不同物质，使其吸收相等的热 当堂检测 1. D； 2. D； 3. B；4・ D；5・（1）1 3；质量; 变化温度；物质种类；6. 0. 1kg。 第四节热机与社会发展 【自主学习】 1. 蒸汽机；汽油机；柴油机；喷气；火箭。 2. 化学; 内；内；机械。 3. 汽油; 柴油; 4. 气缸; 活塞；进气门；排气门；火花塞。 5. 一端; 另一端。 吸气冲程；压缩冲程；做功冲程；排气冲程。 【合作探究】 1.打开；关闭；下；汽油；空气; 2•都关闭；下端；上；压缩；升高；增大；机械; 内。 3•火花塞；高温高压；下；做功；内；机械。 4•关闭；打开；上; 5.四；两；两; 惯性。 6. （1）有用功;燃料完全燃烧放出的能量；*。 Q （2）废气污染；噪声污染。 当堂检测 1. C； 2. B； 3. B； 4. C； 5・（1）柴油机；（2） 压缩；（3）内；机械；（4） 1 ；（5） 150； 600。 2 6. 24%。