题目列表(包括答案和解析)
阅读《走进分子世界》的教学案例,回答有关问题。
导入:多少年来,人们一直关注物质结构问题。从外表看,各种形态的物质似乎都是连续的,人们凭肉眼无法看到它的内部结构。这给人们探索物质结构带来困难。科学家采用一种非常有效的方法,就是根据观察到的现象提出一种结构模型的猜想,在收集证据来证实自己的猜想。随着观察技术的发展,人们收集到更多的证据,一些被许多证据支持的结构模型得到人们的承认。让我们借用这种科学方法共同建构一种物质结构的模型。
一、提出一种模型
活动:
1.用碳素笔在纸上画一笔,在用放大镜或低倍显微镜观察,你会看到……
2.将高锰酸钾颗粒放入水中,你看到的现象是……
3.将装有半管水和半管酒精的长玻璃管反复翻转,你看到的现象是……
请你选择如下一种模型,尝试解释活动中看到的现象。
模型① 物质由微小颗粒组成,微粒彼此紧靠在一起
模型② 物质由微小颗粒组成,微粒之间有间隙
模型③ 固体物质是由微粒组成的液体是连成一片的,固体颗粒可以挤进液体中
交流:
固体物质可以看成是不连续的微粒组成,液体物质能看成是由微粒组成吗?证据是什么?气体物质也能看成是由微粒构成吗?证据有哪些?
小结1:科学家发现,物质是可分的。科学家还发现,当物质分到一定程度后,化学性质会发生变化,例如水……。科学家把能够保持物质化学性质的最小微粒称为分子。
根据上面讨论的结果,我们可以把分子模型概括为如下内容:分子是组成物质的一种微粒,这种微粒之间有间隙。
二、改进模型
你认为小结1中提出的模型内容,能够解释日常生活中我们见到的许多现象吗?有哪些现象还不能解释?
例如:墙内开花墙外香。用上述分子模型的内容不能解释这一现象。请你猜想一下,对分子模型的内容还需要做什么补充?
分子是否运动?
交流:有哪些证据支持你的猜想?
演示:两种液体的扩散现象,两种气体的扩散现象。
小结2:大量实验事实证明:分子处在永不停息的运动之中。
三、对模型的进一步完善
交流:既然分子间有空隙,而且分子又是运动的,那么为什么我们看到的许多物体不是散沙一盘?
猜想:分子间还存在吸引力的作用。
演示:铅圆柱的实验
小结3:大量的事实和研究证明,分子间不仅存在吸引力,而且还存在斥力。
……
结束语: ………
(1)结合上述案例,请你拟定本节课的教学目标。
(2)请举两个生活中的例子,说明分子间存在斥力。
(3)结合案例内容和教学目标,请你补充教师的结束语。
(4)简要评析该案例的特点。
3分)
阅读与思考.
21世纪——核能时代21世纪,能源问题是首先要解决的问题之一,随着人口的增加和经济的发展,能源的消耗量飞快地增长.从目前的消耗量计算,石油还能采50年,煤最多能采100多年.若全世界均按美国和加拿大的耗能水平(人均耗煤8.4吨/年)计算,即使人口增长率为零,地球上的煤也只能维持30多年,而石油和天然气只能维持10几年.
虽然地球上还有其他形式的能源,如太阳能、风能、地热能、水能等,但与煤和石油相比微不足道,不能满足人类的需要.相比之下,核能是解决能源危机的一个最有效的途径.核能是地球上储量最丰富的能源.又是高度密集的能源.它的效率是惊人的,1 kg核燃料所释放的能量相当于2 500 t煤或2 000 t石油.而且,核裂变发电技术已经成熟,它有其无法取代的优点.首先,是地球上核燃料资源储量丰富,已探明的矿至少有460万吨,可供人类使用200多年;其次,核能发电比较经济,总的算起来,核电厂的发电成本要比火电厂低15%~50%;第三,核电是清洁的能源,有利于保护环境.
所以,21世纪是核能发电的大发展时期.氢是一种很有前途的新的“二次能源”.液态氢已被用来作为人造卫星和宇宙飞船中的能源,但困难是不能大量制取.其原因是目前制取氢的办法是以消耗其他能源为代价的.若利用核聚变反应则非常有希望解决这一问题.因为海水中含有大量氢及其同位素氘和氚(据计算,一桶海水中能提取的氘的能量相当于300桶汽油).若将海水中所有的氘的核能都释放出来,它所产生的能量足以提供人类使用数百亿年.
然而,实现持续的可控核聚变,难度非常大.核聚变反应的温度大约需要几十亿度,在这样的高温下,氘、氚混合燃料形成高温等离子态.这里有许多问题需要解决,如怎样加热到如此高的温度?怎样盛装如此高温度的等离子体?这就是如何约束的问题.
目前,世界各国已建造多种类型的试验装置200多台.近年来,设在英国牛津附近的核聚变装置完成了一项可控核聚变试验.在圆形圈内,在2亿摄氏度下,氘、氚气体相遇成功爆炸,产生了200 kW的能量,试验持续了几分钟.虽然这距实际应用还有相当大的距离,技术上也还有许多难题需要解决.但已露出胜利的曙光.预计到21世纪50年代前后能实现原型示范的可控聚变反应.
可见,下世纪一旦核聚变能被利用起来,将会使人类彻底摆脱能源危机.我们设想,到那时,廉价的能源将使21世纪成为一个能量富足的时代,可生产出更丰富更新型的产品,而成本更为低廉.例如,可以从海洋中提取更多有用的元素,像金和铂,到那时,其价值不再是金钱的象征.那么利用金和铂耐腐蚀的优良特性,来制造耐腐蚀的储槽、阀门、管道等,可延长其使用寿命而不用频繁更换.
此外,从海水中提取矿物质的“核”工厂生产过程中的副产品——蒸馏水,也非常有用,可以通过管道将它们输送到水源短缺的地方,实施庞大的灌溉计划,改造农田,生产过程中产生的热量还可以送入城市,用于取暖或作为热源.核能除了发电之外,还可以用于炼钢、推动动力机械、海水淡化处理、建筑物供热采暖、空调制冷及热水供应等.
低温核供热反应堆是一种既清洁、经济又安全的理想新热源.建设一座20万千瓦的供热堆,每年消耗核燃料二氧化铀仅1 t,它可以为500万立方米的建筑物供暖.利用核能还可以对海水进行淡化处理,以解决缺水问题.
法国已设计了一种轻小型反应堆,功率为10~20万千瓦,只有10个大气压的运行压力,比较安全.利用堆芯产生的热量将海水加热蒸馏,每天可生产8万立方米淡水,可供15万人饮用.
中子照相已成为一种新的无损检验方法,它可以弥补X射线和γ射线照相的不足之处,进行一些它们鞭长莫及的工作.如可以检验手机、航天器、火箭等装置内部零件的结构状况和质量,进行考古文物内部的无损检验等.
可以预计,21世纪是核能与核技术在医学中广泛应用并取得重大发展的时代.除了现有的核医学诊断治疗技术之外,中子治疗癌症是比较有前途的方法之一.这是因为许多癌组织对硼有较好的吸收效果,同时硼又有吸收中子的能力,当它被癌组织吸收后,经中子辐照,硼-10变成锂-7,并放出α粒子,α粒子的射线能量较高,可以更有效地杀死癌细胞.
例如,日本有一脑癌患者就是利用这种方法治疗后,不仅痊愈了,而且还能驾驶卡车,简直不可思议.在交通运输领域,核能的利用将使其产生革命性的变革.核能舰船组成的远洋舰队可以在水上游弋几十年而不用补充燃料.如果将反应堆做得足够小,并解决防护问题,到那时,就能生产出核能汽车、核能坦克、核能火车、核能飞机.
核能还可作为宇宙飞船的动力,到那时,人们可以到其他星系去旅游.21世纪,人们可以对“老天爷”——天气发号施令.人类将充分利用核能与大自然抗衡.到那时,不会因气候和天气情况影响飞机的起降,没有飞机会因机场封冻而不能着陆,因为我们可设法在飞机水泥跑道下面安装蒸气管道.
不难预料,未来的世纪将是科学技术日新月异的时代,是人类学会和自然和谐相处的时代,是经济和文明继续高速发展的时代,也是核能与核技术全方位应用的新时代.未来的核能时代将成为人类历史上最光彩夺目、最美好的时代.
(李士 中国科学院核分析开放实验室)
(1)21世纪存在什么样的能源危机?为什么说核能是解决能源危机的一个最有效的途径?
(2)21世纪,核能除了发电之外,还有哪些方面的应用?
(3)人类社会现在所应用的能源很多来自千百万年前埋在地下的植物经过漫长的地质年代形成的化石能源(例如:石油、煤),如果有一天化石燃料枯竭了,你能否想出一些能替代这些化石能源的清洁能源.(至少写出三种)
人教版第十六章 热和能 复习提纲
一、分子热运动
1.物质是由分子组成的。分子若看成球型,其直径以10-10m来度量。
2.一切物体的分子都在不停地做无规则的运动。
①扩散:不同物质在相互接触时,彼此进入对方的现象。
②扩散现象说明:A、分子之间有间隙。B、分子在做不停的无规则的运动。
③课本中的装置下面放二氧化氮这样做的目的是:防止二氧化氮扩散被误认为是重力作用的结果。实验现象:两瓶气体混合在一起颜色变得均匀,结论:气体分子在不停地运动。
④固、液、气都可扩散,扩散速度与温度有关。
⑤分子运动与物体运动要区分开:扩散、蒸发等是分子运动的结果,而飞扬的灰尘,液、气体对流是物体运动的结果。
3.分子间有相互作用的引力和斥力。
①当分子间的距离d=分子间平衡距离r,引力=斥力。
②d<r时,引力<斥力,斥力起主要作用,固体和液体很难被压缩是因为:分子之间的斥力起主要作用。
③d>r时,引力>斥力,引力起主要作用。固体很难被拉断,钢笔写字,胶水粘东西都是因为分子之间引力起主要作用。
④当d>10r时,分子之间作用力十分微弱,可忽略不计。
破镜不能重圆的原因是:镜块间的距离远大于分子之间的作用力的作用范围,镜子不能因分子间作用力而结合在一起。
二、内能
1.内能: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,叫做物体的内能。
2.物体在任何情况下都有内能:既然物体内部分子永不停息地运动着和分子之间存在着相互作用,那么内能是无条件的存在着。无论是高温的铁水,还是寒冷的冰块。
3.影响物体内能大小的因素:①温度:在物体的质量,材料、状态相同时,温度越高物体内能越大;②质量:在物体的温度、材料、状态相同时,物体的质量越大,物体的内能越大;③材料:在温度、质量和状态相同时,物体的材料不同,物体的内能可能不同;④存在状态:在物体的温度、材料质量相同时,物体存在的状态不同时,物体的内能也可能不同。
4.内能与机械能不同:
机械能是宏观的,是物体作为一个整体运动所具有的能量,它的大小与机械运动有关。
内能是微观的,是物体内部所有分子做无规则运动的能的总和。内能大小与分子做无规则运动快慢及分子作用有关。这种无规则运动是分子在物体内的运动,而不是物体的整体运动。
5.热运动:物体内部大量分子的无规则运动叫做热运动。
温度越高扩散越快。温度越高,分子无规则运动的速度越大。
三、内能的改变
1.内能改变的外部表现:
物体温度升高(降低)──物体内能增大(减小)。
物体存在状态改变(熔化、汽化、升华)──内能改变。
反过来,不能说内能改变必然导致温度变化。(因为内能的变化有多种因素决定)
2.改变内能的方法:做功和热传递。
A、做功改变物体的内能:
①做功可以改变内能:对物体做功物体内能会增加。物体对外做功物体内能会减少。
②做功改变内能的实质是内能和其他形式的能的相互转化。
③如果仅通过做功改变内能,可以用做功多少度量内能的改变大小。(W=△E)
④解释事例:图15.2-5甲看到棉花燃烧起来了,这是因为活塞压缩空气做功,使空气内能增加,温度升高,达到棉花燃点使棉花燃烧。钻木取火:使木头相互摩擦,人对木头做功,使它的内能增加,温度升高,达到木头的燃点而燃烧。图15.2-5乙看到当塞子跳起来时,容器中出现了雾,这是因为瓶内空气推动瓶塞对瓶塞做功,内能减小,温度降低,使水蒸气液化凝成小水滴。
B、热传递可以改变物体的内能。
①热传递是热量从高温物体向低温物体或从同一物体的高温部分向低温部分传递的现象。
②热传递的条件是有温度差,传递方式是:传导、对流和辐射。热传递传递的是内能(热量),而不是温度。
③热传递过程中,物体吸热,温度升高,内能增加;放热温度降低,内能减少。
④热传递过程中,传递的能量的多少叫热量,热量的单位是焦耳。热传递的实质是内能的转移。
C、做功和热传递改变内能的区别:由于它们改变内能上产生的效果相同,所以说做功和热传递改变物体内能上是等效的。但做功和热传递改变内能的实质不同,前者能的形式发生了变化,后者能的形式不变。
D、温度、热量、内能的区别:
四、热量
1.比热容:⑴定义:单位质量的某种物质温度升高(降低)1℃时吸收(放出)的热量。
⑵物理意义:表示物体吸热或放热的本领的物理量。
⑶比热容是物质的一种特性,大小与物体的种类、状态有关,与质量、体积、温度、密度、吸热放热、形状等无关。
⑷水的比热容为4.2×103J(kg·℃)表示:1kg的水温度升高(降低)1℃吸收(放出)的热量为4.2×103J。
⑸水常调节气温、取暖、作冷却剂、散热,是因为水的比热容大。
2.计算公式:Q吸=Cm(t-t0),Q放=Cm(t0-t)。
3.热平衡方程:不计热损失Q吸=Q放。
五、内能的利用、热机
(一)内能的获得──燃料的燃烧
燃料燃烧:化学能转化为内能。
(二)热值
1.定义:1kg某种燃料完全燃烧放出的热量,叫做这种燃料的热值。
2.单位:J/kg。
3.关于热值的理解:
①对于热值的概念,要注重理解三个关键词“1kg”、“某种燃料”、“完全燃烧”。1kg是针对燃料的质量而言,如果燃料的质量不是1kg,那么该燃料完全燃烧放出的热量就不是热值。某种燃料:说明热值与燃料的种类有关。完全燃烧: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=mq(q为热值)。
实际中,常利用Q吸=Q放即cm(t-t0)=ηqm′联合解题。
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3.9×107J。
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=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:将燃料燃烧移至机器内部燃烧,转化为内能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.热机的效率:热机用来做有用功的那部分能量和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。
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。 |
六、能量守恒定律
1.自然界存在着多种形式的能量。尽管各种能量我们还没有系统地学习,但在日常生活中我们也有所了解,如跟电现象相联系的电能,跟光现象有关的光能,跟原子核的变化有关的核能,跟化学反应有关的化学能等。
2.在一定条件下,各种形式的能量可以相互转化和转移(列举学生所熟悉的事例,说明各种形式的能的转化和转移)。在热传递过程中,高温物体的内能转移到低温物体。运动的甲钢球碰击静止的乙钢球,甲球的机械能转移到乙球。在这种转移的过程中能量形式没有变。
3.在自然界中能量的转化也是普遍存在的。小朋友滑滑梯,由于摩擦而使机械能转化为内能;在气体膨胀做功的现象中,内能转化为机械能;在水力发电中,水的机械能转化为电能;在火力发电厂,燃料燃烧释放的化学能,转化成电能;在核电站,核能转化为电能;电流通过电热器时,电能转化为内能;电流通过电动机,电能转化为机械能。
4.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。
人教版第十六章 热和能 复习提纲
一、分子热运动
1.物质是由分子组成的。分子若看成球型,其直径以10-10m来度量。
2.一切物体的分子都在不停地做无规则的运动。
①扩散:不同物质在相互接触时,彼此进入对方的现象。
②扩散现象说明:A、分子之间有间隙。B、分子在做不停的无规则的运动。
③课本中的装置下面放二氧化氮这样做的目的是:防止二氧化氮扩散被误认为是重力作用的结果。实验现象:两瓶气体混合在一起颜色变得均匀,结论:气体分子在不停地运动。
④固、液、气都可扩散,扩散速度与温度有关。
⑤分子运动与物体运动要区分开:扩散、蒸发等是分子运动的结果,而飞扬的灰尘,液、气体对流是物体运动的结果。
3.分子间有相互作用的引力和斥力。
①当分子间的距离d=分子间平衡距离r,引力=斥力。
②d<r时,引力<斥力,斥力起主要作用,固体和液体很难被压缩是因为:分子之间的斥力起主要作用。
③d>r时,引力>斥力,引力起主要作用。固体很难被拉断,钢笔写字,胶水粘东西都是因为分子之间引力起主要作用。
④当d>10r时,分子之间作用力十分微弱,可忽略不计。
破镜不能重圆的原因是:镜块间的距离远大于分子之间的作用力的作用范围,镜子不能因分子间作用力而结合在一起。
二、内能
1.内能: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,叫做物体的内能。
2.物体在任何情况下都有内能:既然物体内部分子永不停息地运动着和分子之间存在着相互作用,那么内能是无条件的存在着。无论是高温的铁水,还是寒冷的冰块。
3.影响物体内能大小的因素:①温度:在物体的质量,材料、状态相同时,温度越高物体内能越大;②质量:在物体的温度、材料、状态相同时,物体的质量越大,物体的内能越大;③材料:在温度、质量和状态相同时,物体的材料不同,物体的内能可能不同;④存在状态:在物体的温度、材料质量相同时,物体存在的状态不同时,物体的内能也可能不同。
4.内能与机械能不同:
机械能是宏观的,是物体作为一个整体运动所具有的能量,它的大小与机械运动有关。
内能是微观的,是物体内部所有分子做无规则运动的能的总和。内能大小与分子做无规则运动快慢及分子作用有关。这种无规则运动是分子在物体内的运动,而不是物体的整体运动。
5.热运动:物体内部大量分子的无规则运动叫做热运动。
温度越高扩散越快。温度越高,分子无规则运动的速度越大。
三、内能的改变
1.内能改变的外部表现:
物体温度升高(降低)──物体内能增大(减小)。
物体存在状态改变(熔化、汽化、升华)──内能改变。
反过来,不能说内能改变必然导致温度变化。(因为内能的变化有多种因素决定)
2.改变内能的方法:做功和热传递。
A、做功改变物体的内能:
①做功可以改变内能:对物体做功物体内能会增加。物体对外做功物体内能会减少。
②做功改变内能的实质是内能和其他形式的能的相互转化。
③如果仅通过做功改变内能,可以用做功多少度量内能的改变大小。(W=△E)
④解释事例:图15.2-5甲看到棉花燃烧起来了,这是因为活塞压缩空气做功,使空气内能增加,温度升高,达到棉花燃点使棉花燃烧。钻木取火:使木头相互摩擦,人对木头做功,使它的内能增加,温度升高,达到木头的燃点而燃烧。图15.2-5乙看到当塞子跳起来时,容器中出现了雾,这是因为瓶内空气推动瓶塞对瓶塞做功,内能减小,温度降低,使水蒸气液化凝成小水滴。
B、热传递可以改变物体的内能。
①热传递是热量从高温物体向低温物体或从同一物体的高温部分向低温部分传递的现象。
②热传递的条件是有温度差,传递方式是:传导、对流和辐射。热传递传递的是内能(热量),而不是温度。
③热传递过程中,物体吸热,温度升高,内能增加;放热温度降低,内能减少。
④热传递过程中,传递的能量的多少叫热量,热量的单位是焦耳。热传递的实质是内能的转移。
C、做功和热传递改变内能的区别:由于它们改变内能上产生的效果相同,所以说做功和热传递改变物体内能上是等效的。但做功和热传递改变内能的实质不同,前者能的形式发生了变化,后者能的形式不变。
D、温度、热量、内能的区别:
四、热量
1.比热容:⑴定义:单位质量的某种物质温度升高(降低)1℃时吸收(放出)的热量。
⑵物理意义:表示物体吸热或放热的本领的物理量。
⑶比热容是物质的一种特性,大小与物体的种类、状态有关,与质量、体积、温度、密度、吸热放热、形状等无关。
⑷水的比热容为4.2×103J(kg·℃)表示:1kg的水温度升高(降低)1℃吸收(放出)的热量为4.2×103J。
⑸水常调节气温、取暖、作冷却剂、散热,是因为水的比热容大。
2.计算公式:Q吸=Cm(t-t0),Q放=Cm(t0-t)。
3.热平衡方程:不计热损失Q吸=Q放。
五、内能的利用、热机
(一)内能的获得──燃料的燃烧
燃料燃烧:化学能转化为内能。
(二)热值
1.定义:1kg某种燃料完全燃烧放出的热量,叫做这种燃料的热值。
2.单位:J/kg。
3.关于热值的理解:
①对于热值的概念,要注重理解三个关键词“1kg”、“某种燃料”、“完全燃烧”。1kg是针对燃料的质量而言,如果燃料的质量不是1kg,那么该燃料完全燃烧放出的热量就不是热值。某种燃料:说明热值与燃料的种类有关。完全燃烧: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=mq(q为热值)。
实际中,常利用Q吸=Q放即cm(t-t0)=ηqm′联合解题。
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3.9×107J。
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=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:将燃料燃烧移至机器内部燃烧,转化为内能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.热机的效率:热机用来做有用功的那部分能量和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。
6.汽油机和柴油机的比较:
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| 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。 |
六、能量守恒定律
1.自然界存在着多种形式的能量。尽管各种能量我们还没有系统地学习,但在日常生活中我们也有所了解,如跟电现象相联系的电能,跟光现象有关的光能,跟原子核的变化有关的核能,跟化学反应有关的化学能等。
2.在一定条件下,各种形式的能量可以相互转化和转移(列举学生所熟悉的事例,说明各种形式的能的转化和转移)。在热传递过程中,高温物体的内能转移到低温物体。运动的甲钢球碰击静止的乙钢球,甲球的机械能转移到乙球。在这种转移的过程中能量形式没有变。
3.在自然界中能量的转化也是普遍存在的。小朋友滑滑梯,由于摩擦而使机械能转化为内能;在气体膨胀做功的现象中,内能转化为机械能;在水力发电中,水的机械能转化为电能;在火力发电厂,燃料燃烧释放的化学能,转化成电能;在核电站,核能转化为电能;电流通过电热器时,电能转化为内能;电流通过电动机,电能转化为机械能。
4.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。
二OO八年佳木斯市初中毕业学业考试
物理试卷
考生注意:
1.考试时间120分钟.
2.全卷共六道大题,总分100分
一、单项选择题(每小题2分,共24分.每小题只有一个选项是正确的,请把正确选项的字母填在题后的括号内)
1.你所答的这张物理试卷放在水平桌面上静止时,下列说法正确的是( )
A.它对桌面的压力和桌面对它的支持力是平衡力
B.它所受到的合力为零
C.因为它是静止的,所以没有受到力的作用
D.因为它受到摩擦力,所以静止在桌面上
2.下列图中的现象和做法为了增大压强的是
3.某同学对一些物理量进行了估测,其中最接近实际的是( )
A.人体正常体温约为42℃ B.某初中生的质量约为50kg
C.学生书桌高约200cm D.人正常步行速度约为5m/s
4.在日常生活和生产活动中,有时要增大摩擦力,有时又要设法减小摩擦力,下列四个实例中属于减小摩擦力的是( )
5.关于光学器材或设备,下列说法错误的是.( )
A.照相机、幻灯机的镜头都相当于凸透镜
B.潜望镜利用了光的反射
C.近视眼是将像成在了视网膜的后面
D.电视机的遥控器可以发射出红外线
6.在运动场上常见到这样一些场景,其中表现出的现象不能用惯性知识解释的是( )
A.短跑运动员跑到终点后不能立即停下来
B.跳远运动员要助跑一段距离才起跳
C.投掷铅球时,铅球离开手后继续向前运动
D.跳高运动员跳过后从最高点落向地面
7.对于下列四幅图中解释错误的是( )
8.如图所示,在倒置的漏斗里放一个乒乓球,用手指托住乒乓球.然后从漏斗口向下用力吹气,并将手指移开,那么以下分析正确的是( )
A.乒乓球会下落,因为其上方气体流速增大,压强变小
B.乒乓球会下落,因为其上方气体流速增大,压强变大
C.乒乓球不会下落,因为其上方气体流速增大,压强变小
D.乒乓球不会下落,因为其上方气体流速增大,压强变大
9.如图所示,在探究串联电路中的电压关系时,小华同学用电压表测出ab、bc、ac两端的电压分别为Uab=2V,Ubc=2V,Uac=4V,在表格中记录数据后,下一步应该做的是( )
A.整理器材,结束实验
B.分析数据,得出结论
C.换用不同规格的小灯泡,再测出几组电压值
D.换用电压表的另一量程,再测出一组电压值
10.把标有“6V 3W”和“12V 3W”字样的两个灯泡L1、L2串联在15V的电源上,下列说法正确的是( )A.灯L1正常发光 B.灯L2正常发光
C.两灯都能正常发光 D.两灯都不能正常发光
11.下列做法符合安全用电原则的是( )
12.下图各实验现象揭示发电机原理的是( )
二、多项选择题(每小题3分,共9分.每小题有两个或两个以上选项是正确的,请把正确选项的字母填在题后的括号内.选项不全但都正确的得1分,有错误选项不得分)
13.北京奥运游泳场馆“水立方”是世界上唯一一个全由膜结构来进行全封闭的大型公共建筑,它采用的ETFE膜,只有一张牛皮纸厚,捧在手上轻若鸿毛;它可以被拉伸到自身的三到四倍也不会断裂;它的耐火性、耐热性也非常出色;此外,即便是冰雹撞击薄膜的巨响也不能传递到场馆之内,此建筑材材料的特点有( )
A.密度小 B.分子间无斥力 C.熔点高 D.隔音性较强
14科.下列杠杆中,属于费力杠杆的是( )
15.如图所示,电源电压保持不变.当闭合开关后,滑动变阻器的滑片向左移动的过程中,下列说法正确的是( )
A.电流表示数变大,灯泡变亮
B.电流表示数变大,电压表示数变大,灯泡变暗
C.电压表示数变小,灯泡变亮
D.电流表示数变小,电压表示数变小,灯泡变暗
三、填空题(每小题2分,共24分.将正确答案写在题中横线上的空白处)
16.把装有水深为10cm的茶杯放在水平桌面上,如图所示,水对杯底的压强为_______Pa。现要使水对杯低的压强增大,可采取的方法是_____(g取10N/kg)
l7.某导体的电阻是2Ω,当通过1A电流时,导体的功率是_______W,通电1min时,导体上产生的热量是_______J
l8.如图所示,我省运动员王濛在2007-2008年国际短道速滑世界杯的比赛中收获了两枚金牌.滑冰时,冰面在冰刀压力作用下,稍有熔化,由此,你能猜想到冰的熔点可能与_______有关,这层水的作用跟润滑油的作用一样,减小了_______
19.有一潜水艇悬浮在水中,如图所示.当用压缩空气把水舱中的水排出一部分时,潜水艇将_______(填“上浮”或“下沉”).在未露出水面之前,潜水艇所受的浮力将_______.(填“变大”“变小”或“不变”).
20.雷电是一种剧烈的放电现象,放电时的_______可达十几万安,会对建筑物等造成严重的破坏.因此,北京奥运场馆安装了防雷电定位系统,它由多个定位仪器组成,可以根据接收到闪电产生的_______达到不同定位仪的时间差,精确地测定闪电发生的位置.
21.2008年5月12日我国汶川地区发生了8.0级的大地震,给人民群众造成了重大损失,因为地震产生的声波属于_______(填“次声波”或“超声波”),所以地震前人们并没有感知到.倒塌房屋中的一些被困人员,通过敲击物体使其_______发出声音,被及时获救.
22.通电螺线管上方的小磁针静止时的指向如图所示,a端是电源的_______极,c端为通电螺线管的_______极.
23.如图所示,一个工人用滑轮组提起200N的货物,所用的拉力是125N,绳子自由端被拉下10m.则有用功是_______J,机械效率是_______
24.为测量待测电阻Rx阻值,小敬设计了如图所示的电路,R0的阻值已知早电源电压不变,她_______(填“能”或“不能”)测出Rx的阻值,因为_______。
25。如图所示,凸透镜的焦距为10cm,保持透镜位置不变,当蜡烛在10cm刻度处时,为了在光屏的中心找到像,应调整光屏的_______,并将光屏向_______方向移动(选填“远离透镜”或“靠近透镜").
26.小星家电能表月初的示数如图所示,如果他家一个月用了120度电,则月末电能表的示数应为,他家本月应交电费._______元(当地电费价格为0.5元/kW.h)
27.小华用电压表和电流表测量小灯泡的电功率,她用电源电压恒为3V的电池组,额定电压为2.5V的小灯泡等元件连成如图所示的电路..实验中,小华调节滑动变阻器,发现当电压表的示数为2.5V时,小灯泡却不能正常发光.请分析:在不改变电路连接情况下,当电压表示数为_______V时,小灯泡正常发光,若此时电流为0.3A,则该小灯泡的额定功率为_______W.
四、实验与探究题(28题5分,29题5分,30题8分,共18分)
28.小红同学在做“探究平面镜成像”的实验时,将一块玻璃板竖直架在水平台上,再取两段完全相同的蜡烛A和B,点燃玻璃板前的蜡烛A,进行观察,如图所示,在此实验中:
(1)小红选择玻璃板代替镜子进行实验的目的是_______.
(2)所用刻度尺的作用是便于比较像与物_______关系.
(3)选取两段完全相同的蜡烛是为了比较像与物的_______关系.
(4)移去后面的蜡烛B,并在其所在位置上放一光屏,则光屏上_______接收到蜡烛烛焰的像(选填“能”或“不能").
(5)小红将蜡烛逐渐远离玻璃板时,它的像_______(填“变大”、“变小”或“不变”).
29.今年6月8日是我国的传统节日——端午节,法定放假一天.早晨小星正在吃妈妈煮的鸡蛋,忽然想到熟鸡蛋的密度有多大呢?他决定利用身边现有的弹簧测力计、水、水杯、线等器材,自己动手进行测量.请你简述他的实验步骤.
鸡蛋的密度表达式ρ=_______
请对小星的实验过程提出两点注意事项:
①_______
②_______
30.我们已进行过“探究欧姆定律”的实验,请回答下列问题。
(1)请在图甲中把余下部分的电路用笔划线代替导线连接好.
(2)在某次测量中,电流表的示数如图乙,值为_______A.
(3)丙、丁两图是某实验小组在探究过程中,根据实验数据绘制的图象,其中表示电阻不变,电流随电压变化的图象是_______(填“丙”或“丁”).
(4)在探究电阻一定时,电阻上的电流跟两端电压的关系的过程中,使用滑动变阻器的目的是_______和_______.
(5)有同学想利用图甲的实验原理测“220V 40W”的白炽灯的额定功率,如果要使实验可行,请对原理图中实验器材的规格提出一条合理的要求.
【答题示例】:电压表的量程至少要220V.
答:_______.
如果在家里做测白炽灯功率的实验,因家里一般没有电压表和电流表,所以可以利用家庭中都有的_______和_______测量更方便.
五、分析与简答题(每小题5分,共10分)
31.阅读短文,回答下列问题
2007年10月24日l8时05分,中国西昌卫星发射中心,嫦娥一号卫星从这里开始自己的奔月之旅,开启了中国深空探测的新里程。
嫦娥一号卫星由长征三号甲运载火箭送入到运行周期约为16小时,近地点200公里,远地点51000公里的轨道,星箭分离后,先在这条轨道运行两圈,在这个期间将在远地点作一次小的轨道变轨,将近地点抬高到600公里,在16小时轨道上运行第三圈到达近地点进行第一次大的轨道变轨,将轨道周期变为24小时。在轨道上运行三圈,再次到达近地点,作第二次大轨道变轨,将轨道周期增加到48小时。
嫦娥一号卫星在这三条大椭圆轨道上运行共7天,当它在调相轨道运行结束到达近地点时,再做第三次大的轨道变轨,使卫星进入地月转移轨道,随后嫦娥一号卫星将沿着这条轨道飞向月球。
(1)就你观察图片和文中所提供的相关信息,提出两个与物理知识有关的问题,并解答.
【答题示例】问题:火箭在升空过程中为什么会越来越快?
回答:力可以改变物体的运动状态.
问题1:_______
回答:_______
问题2:_______
回答:_______
(2)卫星与火箭脱离后,嫦娥一号卫星打开太阳能帆板,其作用是什么?
32.“炖”菜是佳木斯人喜欢的一道美食,最好的“炖”菜是应用煮食法,即把汤料和水置于炖盅内,而炖盅则浸在大煲的水中,并用蒸架把盅和煲底隔离,如图所示,当煲中的水沸腾后,盅内的汤水是否能沸腾?为什么?(设汤水的沸点与水的沸点相同)
六、综合运用题(33题8分,39题7分,共15分)
33.如图,质量为800kg的小轿车,每个轮胎与地面的接触面积为200cm2.
(1)小轿车对水平地面的压强是多大?(g取10N/kg)
(2)该车在水平公路上匀速直线行驶18krn,用了10min.如果小轿车的功率为60kw,求它的速度和牵引力各是多大?
(3、行驶的车辆对环境产生哪些污染?(至少写一条)
(4)为了减小污染,请你提出一条合理的建议.
34.我们生活的佳木斯地区,到了冬季,因日照时问短,太阳能热水器的水达不到所需温度,为此人们研制了太阳能、电能两用热水器.大鹏家最近就安装了一台这样的两用热水器,如图所示,铭牌如下:
××牌热水器 | |
型号V-55 | 额定容积100L |
额定电压220V | 额定频率50Hz |
额定功率1500W | 防水等级△· |
(1)太阳能热水器贮满水,水温从20℃加热到50℃时需要吸收多少热量?(1L=10-3m3)
(2)大鹏将水箱装满水,只使用电加热器将水从20℃加热到50℃时,需加热器正常工作多长时间?(设电能全部转化为热能)
(3)在上述(2)情况下,加热器正常工作实际用了3小时,则此热水器的效率为多少?
(4)仅就太阳能热水器与电热水器相比有哪些优点?(写出一条即可)
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