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初中物理北师大版九年级全册第十章 机械能、内能及其转化二 内能复习课件ppt
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这是一份初中物理北师大版九年级全册第十章 机械能、内能及其转化二 内能复习课件ppt，共50页。
▶点拨 (1)不同状态的不同物质之间也会发生扩散现象。例如打开固体清新 剂房间很快闻到香味,这是固体和气体之间的扩散现象。(2)扩散现象表明分子间有间隙,此外,两种液体混合后(不发生化学反应),总体积 小于原体积之和,也可说明分子间有间隙。(3)不管分子间表现出的是引力还是斥力,分子间相互作用的引力和斥力是同时 存在的。
▶点拨 (1)温度、热量和内能
(2)内能和机械能的区别:内能是能量的一种形式,内能与物体内部分子的热运动 和分子间的相互作用情况有关;机械能与整个物体的机械运动情况有关。一个物体可以不具有机械能,但必定具有内能。
▶点拨 对公式Q=cmΔt的理解(1)由公式Q=cmΔt可知物体吸收或放出热量的多少由比热容、质量和温度的变 化量这三个量的乘积决定,跟物体温度的高低无关。(2)由公式Q=cmΔt可导出c= ,对同一种物质来说,比热容并不随热量、质量和温度的变化而改变,所以不能说比热容与Q、m、Δt有关,也不能说c与Q成正 比,与m和Δt的乘积成反比。比热容是物质本身的一种性质,每种物质都有确定 的比热容,与物质的质量多少、温度高低、吸放热情况无关。
考点一 分子热运动考法分析 本部分为泰安中考的重点内容,主要考查扩散现象及分子热运动的 内容。对扩散现象的理解是泰安中考的常见考点,主要在选择题和填空题中考 查,选择题中主要是结合生活现象及自然现象等来辨别哪种现象属于扩散现 象。在填空题中主要是用扩散现象的知识来解释生活现象。常结合物态变 化、比热容的特性来考查。
例1 (2017泰安,11,2分)下列常见的自然现象,能用分子热运动知识来解释的是 ( C )A.春天,柳枝吐芽 B.夏天,山涧瀑布C.秋天,菊香满园 D.冬天,雪花飘飘
解析 柳枝吐芽是植物的生长现象,不是分子的运动,A不符合题意;山涧瀑布是 水在重力作用下流动形成的,属于机械运动,B不符合题意;菊香满园是花香分子 不停地做无规则运动的结果,属于分子运动现象,C符合题意;雪花飘飘是物体的 机械运动,不是分子的运动,D不符合题意。e
考法突破在用分子动理论的知识解释日常生活中的现象时,要明确:分子很小,肉眼看不 见,但分子的热运动可以通过扩散现象来体现;不同种类的气体、液体和固体之 间都能发生扩散现象,温度越高,扩散现象越明显;分子间既有引力,又有斥力,并 且同时存在。
变式1-1 (2019福建厦门二模,4,2分)海蛎煎是厦门传统美食。煎好的海蛎煎香 气扑鼻,这是因为 ( A )A.分子的无规则运动 B.分子间存在空隙C.分子间存在引力 D.分子间存在斥力
解析 煎好的海蛎煎香气扑鼻,这是因为组成物质的分子在不停地做无规则运 动。
变式1-2 (2018广西百色,14,2分)小明走进正在使用电蚊香的房间,闻到一股特 殊的香味,这是 扩散 现象;如图所示,把两块表面刮净的铅压紧,它们能结合 在一起,甚至还能吊起一个大钩码,这说明分子间存在 引力 (选填“引力” 或“斥力”)。
考点二 内能及其改变考法分析 本部分在泰安中考中主要考查影响内能大小的因素、改变物体内 能方式的辨析等,其中结合生活实例分析改变物体内能的方式是考查重点。题 型一般为选择题和填空题。
1.内能及其改变例2 (2017泰安,14,2分)关于分子热运动及热现象,下列说法正确的是( A )A.固体很难被压缩,说明分子间存在斥力B.扩散现象只能发生在气体与液体中C.物体吸收热量,温度一定升高D.-20 ℃的冰块内没有内能
解析 固体很难被压缩,说明分子间存在斥力,A正确;一切气体、液体和固体都 能发生扩散现象,B错误;晶体熔化过程中,吸热但温度保持不变,C错误;一切物体 在任何情况下都有内能,所以-20 ℃的冰块也有内能,D错误。
考法突破(1)解答关于物体内能多少的题目时,要注意三点:一是任何物体在任何情况下都 具有内能,二是不同物体的内能一般不能进行比较,三是一个物体内能增加或减 少时温度不一定变化。(2)辨析改变物体内能的方式时,从能量转移和转化角度来思考往往起到事半功 倍的作用,即热传递的过程是能量的转移,做功改变内能的过程是内能与其他形 式的能之间的转化。
变式2-1 (2018泰安肥城三模,7,2分)关于热现象,下列说法正确的是 ( B )A.温度高的物体含有的热量多B.物体的内能增加,不一定从外界吸收热量C.物体的内能等于物体动能与势能之和D.冰水混合物吸热时,温度不变,内能不变
解析 热量是一个过程量,不能说物体含有多少热量,A错误;物体的内能增加, 可能从外界吸收了热量,也可能是外界对它做了功,B正确;内能是物体内部所有 分子所具有的动能和势能的总和,C错误;冰水混合物质量不变,温度不变,吸热热 量,所以内能增大,D错误。
变式2-2 (2018广西百色,8,3分)如图所示的各种情景,属于热传递改变物体内 能的是 ( B ) A.滑下滑梯 B.给水加热 C.压缩点火 D.搓手取暖
2.内能、温度、热量的辨析例3 (2019泰安泰山一模,5,2分)关于温度、热量、内能,以下说法正确的是 ( B )A.0 ℃的冰没有内能B.冰熔化时虽然温度保持不变,但它的内能增加C.物体的温度越高,所含的热量越多D.只要物体的温度不变,物体的内能就一定不变
解析 任何物体在任何情况下都具有内能,0 ℃的冰也有内能,A错误;冰是晶体, 晶体熔化过程中,吸收热量,温度不变,但内能增加,B正确;描述热量的术语只能 用“吸收”或“放出”,不能用“具有”或“所含”,C错误;内能的大小与物体 的质量、状态和温度都有关系,所以单凭温度不变,不能确定物体的内能就不 变,D错误。
考法突破热量是一个过程量,只能出现在热传递过程中,因此绝对不能表述成物体“含 有”或“具有”多少热量。对于温度、热量和内能三者之间的关系可以归纳 为(假如该物体再没有其他能量的转化或转移):一个物体温度升高,不一定吸收 热量,但内能一定增加;一个物体吸收热量,温度不一定升高,但内能一定增加;一 个物体内能增加,温度不一定升高,也不一定吸收热量。改变物体内能的两种方 式为做功和热传递,且这两种方式的效果是相同的。特别要注意的是晶体在熔 化(或凝固)过程中,吸收(或放出)热量,但温度不变。
变式3-1 (2018辽宁锦州,15,2分)下列关于内能、热量和温度的说法,正确的是 ( C )A.物体温度升高,一定吸收热量B.物体吸收热量,温度一定升高C.物体温度升高,内能一定增加D.发生热传递时,热量总是从内能大的物体传递到内能小的物体
解析 物体温度升高,可能是吸收了热量,也可能是外界对物体做了功,A错误; 物体吸收热量,温度不一定升高,B错误;物体温度升高,内能一定增加,C正确;发 生热传递时,热量总是从温度高的物体传递给温度低的物体,D错误。
考点三 比热容及热量的计算考法分析 本部分为泰安中考的必考点之一,主要考查对比热容概念的理解、 水的比热容大的应用及与比热容有关的计算。在与比热容有关的计算中,常和 热值结合在一块进行考查。主要以选择题、填空题和计算题的形式进行考 查。
例4 (2018泰安样题,18,1分)某太阳能热水器水箱内的水吸收了8.4×106 J 热量,水温从15 ℃升高到55 ℃。则水箱内水的质量是 50 kg。[水的比热容 是4.2×103 J/(kg·℃)]
解析 由Q吸=cm(t-t0)得,水的质量m= = =50 kg。
考法突破(1)比热容是物质的一种属性。同种物质在同种状态下,比热容不随其形状、质 量、温度高低、放置地点的改变而改变;同一物质的比热容随状态的改变而改 变;不同物质的比热容一般不同。常见的物质中水的比热容最大,因此生活中常 用水来做热的“搬运工”,利用这个原理也可以解释为什么水多的地方比水少 的地方温度变化缓慢。(2)在利用公式进行计算时,单位要统一,注意文字叙述中“升高t ℃”、“降低t ℃”、“降低了t ℃”、“升高了t ℃”对应的是温度改变量,而“升高到T ℃”、“降低到t ℃”对应的是物体末温。
变式4-1 (2018广西桂林,11,3分)经常下厨的小关发现,同时用相同的燃气灶加 热质量相等、初温相同的水和食用油,油的温度总是升高得快些。这是因为 ( B )A.水的比热容小,吸热后温度升高得快B.油的比热容小,吸热后温度升高得快C.在相同的时间内,水吸收的热量较多D.在相同的时间内,油吸收的热量较多
变式4-2 (2018泰安,18,1分)标准大气压下,质量为0.5 kg、温度为70 ℃的水放 出4.2×104 J的热量,水的温度降低了 20 ℃[c水=4.2×103J/(kg·℃)]。
解析 由Q放=c水mΔt可得,水降低的温度Δt= = =20 ℃。
比较不同物质吸热的情况命题热点 1.实验器材:停表、天平、温度计。2.实验器材的组装顺序:自下而上。3.控制变量法的应用:(1)实验时应取质量相同的不同物质;(2)选择相同的热源同时进行加热,保证相同时间内吸收的热量相同。4.转换法的应用:(1)通过加热相同的时间,比较温度变化的快慢来判断物质吸热能力的强弱:温度 变化快的物质吸热能力弱;
(2)通过升高相同的温度,比较加热时间长短来判断物质吸热能力的强弱:加热时 间长的物质吸热能力强。5.根据表格数据或图象比较物质的吸热能力。6.物质温度不是均匀升高的原因及改进:(1)物质开始升温慢的原因:烧杯吸热;(2)改进方法:先给烧杯预热。实验结论 质量相同的不同物质,当吸收或放出相同热量时,比热容较大的物质 温度变化较小。
例5 (2016泰安,30,4分)如图所示是“探究不同物质吸热的情 况”的实验。将质量相等的水和煤油分别装在两个相同的烧杯中,然后用两个 相同的酒精灯加热并不断搅拌,每隔2 min记录一次温度。实验记录如表:
(1)本次实验采用的科学方法是 A (填下列选项的标号);A.控制变量法 B.理想实验法C.比值定义法 D.类比法(2)分析表格数据可知:升高相同的温度,吸收热量少的物质是 煤油 。补充设问 (3)实验过程中,要不停地用玻璃棒搅拌液体,其目的是 使液体受热均匀 。(4)已知水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃),不考虑热量损失,由表中数据可计算出煤 油的比热容为 2.1×103 J/(kg·℃)。
(5)实验中选用相同的酒精灯加热,可以认为相同时间内水和煤油 吸收热量 相同。(6)实验过程中可以通过控制加热时间相同,比较 升高的温度 来研究水和煤油吸热能力的差异,这种研究问题的方法叫 转换 法。(7)由实验可知, 水 的吸热能力更强,其在生活中有很多应用,请举一例: 建造人工湖来调节气温 。
1.(2019贵州铜仁,16,2分)下列事例中,不能说明分子在不停地做无规则运动的是 ( B )A.水中放糖后变甜 B.起风后灰尘漫天飞舞C.鸭蛋腌制后变咸 D.食品垃圾腐烂后臭气熏天
解析 水中放糖后变甜,是因为糖分子扩散到水中,属于扩散现象,说明分子不 停地做无规则运动,A不符合题意;起风后灰尘漫天飞舞,灰尘是微小的物体,不 属于分子的运动,B符合题意;鸭蛋腌制后变咸是盐分子扩散到鸭蛋中,属于扩散 现象,说明分子不停地做无规则运动,C不符合题意;食品垃圾腐烂后臭气熏天,是 臭味分子扩散到空气中,属于扩散现象,说明分子不停地做无规则运动,D不符合 题意。
2.(2018济南,5,3分)暑假里,小梅跟着妈妈去青岛避暑。烈日当空,小梅在海边玩 耍时发现:海边的沙子热得烫脚,而海水却是凉凉的。解释这一现象要用到的最 主要的物理概念是 ( A )A.比热容 B.密度 C.热值 D.质量
解析 因为沙子的比热容比海水的比热容小,吸收相同热量,相同质量的沙子比 海水温度上升得快,所以小梅感到沙子烫脚,海水却凉凉的;这一现象用到的最 主要的物理概念是比热容,A正确,B、C、D错误。
3.(2018江苏常州,2,2分)液体很难被压缩,主要是因为 ( C )A.液体分子不停地运动 B.液体分子间存在引力C.液体分子间存在斥力 D.液体分子间没有空隙
解析 固体、液体分子间的距离比较小,由于分子间存在斥力,所以固体、液体 很难被压缩,C正确。
4.(2018泰安,4,2分)下列有关热和能的说法中,正确的是 ( B )A.发生热传递时,温度总是从高温物体传递给低温物体B.一块0 ℃的冰熔化成0 ℃的水后,温度不变,内能变大C.内燃机的压缩冲程,主要通过热传递增加了汽缸内物质的内能D.夏天在室内洒水降温,利用了水的比热容较大的性质
解析 发生热传递时,传递的是热量而不是温度,A错误;一块0 ℃的冰熔化成0 ℃的水时,吸收热量,温度不变,内能增加,B正确;内燃机的压缩冲程,是通过做功 改变汽缸内物质的内能,C错误;夏天在室内洒水,水汽化吸收热量,起到降温的作 用,不是利用了水的比热容较大的性质,D错误。
5.(2018泰安新泰二模,4,2分)下列关于热现象的说法,不正确的是 ( C )A.打开香水瓶闻到香味,说明分子在不停地做无规则运动B.汽油机的做功冲程是将内能转化为机械能C.冬天很冷的时候搓双手,手就感到暖和,这是用热传递的方式改变手的内能D.海边昼夜温差较小,是因为水的比热容比较大
解析 打开香水瓶后,香气分子会扩散到空气中使人闻到香味,说明分子在不停 地做无规则运动,A正确;汽油机的做功冲程将燃气的内能转化为机械能,B正确; 冬天很冷的时候搓双手,双手相互摩擦做功,将机械能转化为内能,手的温度升 高,手就感到暖和,这是用做功的方式改变手的内能,C错误;海边昼夜温差较小, 是因为水的比热容大,D正确。
6.(2019福建,8,2分)下列实例中,属于通过做功改变物体内能的是 ( A )A.搓手会发热 B.用冷水冷却热鸡蛋C.晒太阳取暖 D.给热咖啡加冰降温
7.(2019泰安新泰一模,4,2分)关于内能、热量和温度,下列说法中正确的是( D )A.物体的内能减少,它的温度一定降低B.物体的内能增加,一定是从外界吸收了热量C.内能小的物体不可能将热量传递给内能大的物体D.热机做功冲程中,内能转化为机械能
解析 晶体凝固过程,放热,内能减小,但温度不变,A错误;物体内能增加,可能是 通过外界对物体做功,也可能是从外界吸收热量,B错误;内能小的物体,可能温度 高,所以它可能将热量传递给内能大的物体,C错误;热机做功冲程中,将内能转化 为机械能,D正确。
二、非选择题8.(2019泰安泰山一模,19,1分)将两个分别装有空气和红棕色二氧化氮气体(ρ空气 <ρ二氧化氮)的玻璃瓶口对口连接,中间用玻璃板隔开,将两个瓶采用a、b、c三种方 法放置,如图所示,当把中间的玻璃板抽掉后,观察到的现象是两瓶的颜色变均 匀了,而采用 a (选填“a”“b”或“c”)种放置方式能够最好地说明分子 的无规则运动与重力无关。
解析 图a中,虽然二氧化氮的密度大于空气密度,但是它也会运动到上面的瓶 子内,这说明气体分子在不停地做无规则运动,最有说服力;图b中,密度大的二氧 化氮气体在上方,抽去玻璃板后,由于重力的作用,二氧化氮气体会向下运动,所 以不能完全说明气体分子在不停地做无规则运动,最不合理;图c中,瓶子水平放 置,抽开隔板,气体可以自由运动,互相进入对方,能说明气体分子在不停地做无 规则运动,但与a相比,仍不够典型。
9.(2019河南洛阳一模,1,2分)在3D打印笔中装入塑料条,接通电源,等待一段时间 后即可挤出热熔的胶条,胶条在空气中迅速冷却变成特定的形态。加热时,会闻 到熔胶的气味,这是 扩散 现象。胶条被挤出,并“粘”在物体上,说明分子 间存在 引力 。
解析 由于一切物质的分子在永不停息的做无规则运动,所以,加热时会闻到熔 胶的气味,这是熔胶的气味分子在不停地做无规则运动的结果,属于扩散现象; 胶条被挤出,并“粘”在物体上,说明分子间存在引力。
10.(2019济宁三模)小宁将质量和初温相同的铁和陶瓷两种材料制成的勺子浸 没在沸水中煮足够长的时间进行消毒,铁的比热容小于陶瓷的比热容。则消毒 结束时,两把勺子的温度关系是t铁 = t陶瓷(选填“>”“<”或“=“),内能增加 较多的是 陶瓷 勺子(选填“铁”或“陶瓷”)。
解析 水沸腾后温度不再升高,则将铁、陶瓷两种材料制成的勺子浸没在沸水 中煮足够长的时间,二者的温度与沸水的温度相同;根据吸热公式Q=cmΔt可知, 在质量相同、升高相同的温度时,比热容大的物质吸收的热量多;由题意可知, 两勺子的质量相同、升高的温度相同,且c铁
解析 用水冷却鸡蛋,水的温度低,鸡蛋的温度高,存在温度差,热量由温度高的 鸡蛋传向温度低的水,因此是通过热传递的方式来减小鸡蛋的内能;煮鸡蛋用 水,而炸油条用油,是因为煮鸡蛋需要的温度低,炸油条需要的温度高,因为水的 沸点低,而油的沸点高;水吸收的热量Q吸=cmΔt=4.2×103 J/(kg·℃)×0.5 kg×5 ℃=1.05×104 J。
12.(2017泰安,25,1分)对质量是50 g的水加热,使水温从40 ℃升高到80 ℃,水吸收 的热量是 8.4×103 J[c水=4.2×103 J/(kg·℃)]。
解析 水的质量m=50 g=0.05 kg,水吸收的热量Q吸=c水m(t-t0)=4.2×103 J/(kg·℃)×0.05 kg×(80 ℃-40 ℃)=8.4×103 J。
▶点拨 (1)不同状态的不同物质之间也会发生扩散现象。例如打开固体清新 剂房间很快闻到香味,这是固体和气体之间的扩散现象。(2)扩散现象表明分子间有间隙,此外,两种液体混合后(不发生化学反应),总体积 小于原体积之和,也可说明分子间有间隙。(3)不管分子间表现出的是引力还是斥力,分子间相互作用的引力和斥力是同时 存在的。
▶点拨 (1)温度、热量和内能
(2)内能和机械能的区别:内能是能量的一种形式,内能与物体内部分子的热运动 和分子间的相互作用情况有关;机械能与整个物体的机械运动情况有关。一个物体可以不具有机械能,但必定具有内能。
▶点拨 对公式Q=cmΔt的理解(1)由公式Q=cmΔt可知物体吸收或放出热量的多少由比热容、质量和温度的变 化量这三个量的乘积决定,跟物体温度的高低无关。(2)由公式Q=cmΔt可导出c= ,对同一种物质来说,比热容并不随热量、质量和温度的变化而改变,所以不能说比热容与Q、m、Δt有关,也不能说c与Q成正 比,与m和Δt的乘积成反比。比热容是物质本身的一种性质,每种物质都有确定 的比热容,与物质的质量多少、温度高低、吸放热情况无关。
考点一 分子热运动考法分析 本部分为泰安中考的重点内容,主要考查扩散现象及分子热运动的 内容。对扩散现象的理解是泰安中考的常见考点,主要在选择题和填空题中考 查,选择题中主要是结合生活现象及自然现象等来辨别哪种现象属于扩散现 象。在填空题中主要是用扩散现象的知识来解释生活现象。常结合物态变 化、比热容的特性来考查。
例1 (2017泰安,11,2分)下列常见的自然现象,能用分子热运动知识来解释的是 ( C )A.春天,柳枝吐芽 B.夏天,山涧瀑布C.秋天,菊香满园 D.冬天,雪花飘飘
解析 柳枝吐芽是植物的生长现象,不是分子的运动,A不符合题意;山涧瀑布是 水在重力作用下流动形成的,属于机械运动,B不符合题意;菊香满园是花香分子 不停地做无规则运动的结果,属于分子运动现象,C符合题意;雪花飘飘是物体的 机械运动,不是分子的运动,D不符合题意。e
考法突破在用分子动理论的知识解释日常生活中的现象时,要明确:分子很小,肉眼看不 见,但分子的热运动可以通过扩散现象来体现;不同种类的气体、液体和固体之 间都能发生扩散现象,温度越高,扩散现象越明显;分子间既有引力,又有斥力,并 且同时存在。
变式1-1 (2019福建厦门二模,4,2分)海蛎煎是厦门传统美食。煎好的海蛎煎香 气扑鼻,这是因为 ( A )A.分子的无规则运动 B.分子间存在空隙C.分子间存在引力 D.分子间存在斥力
解析 煎好的海蛎煎香气扑鼻,这是因为组成物质的分子在不停地做无规则运 动。
变式1-2 (2018广西百色,14,2分)小明走进正在使用电蚊香的房间,闻到一股特 殊的香味,这是 扩散 现象;如图所示,把两块表面刮净的铅压紧,它们能结合 在一起,甚至还能吊起一个大钩码,这说明分子间存在 引力 (选填“引力” 或“斥力”)。
考点二 内能及其改变考法分析 本部分在泰安中考中主要考查影响内能大小的因素、改变物体内 能方式的辨析等,其中结合生活实例分析改变物体内能的方式是考查重点。题 型一般为选择题和填空题。
1.内能及其改变例2 (2017泰安,14,2分)关于分子热运动及热现象,下列说法正确的是( A )A.固体很难被压缩,说明分子间存在斥力B.扩散现象只能发生在气体与液体中C.物体吸收热量,温度一定升高D.-20 ℃的冰块内没有内能
解析 固体很难被压缩,说明分子间存在斥力,A正确;一切气体、液体和固体都 能发生扩散现象,B错误;晶体熔化过程中,吸热但温度保持不变,C错误;一切物体 在任何情况下都有内能,所以-20 ℃的冰块也有内能,D错误。
考法突破(1)解答关于物体内能多少的题目时,要注意三点:一是任何物体在任何情况下都 具有内能,二是不同物体的内能一般不能进行比较,三是一个物体内能增加或减 少时温度不一定变化。(2)辨析改变物体内能的方式时,从能量转移和转化角度来思考往往起到事半功 倍的作用,即热传递的过程是能量的转移,做功改变内能的过程是内能与其他形 式的能之间的转化。
变式2-1 (2018泰安肥城三模,7,2分)关于热现象,下列说法正确的是 ( B )A.温度高的物体含有的热量多B.物体的内能增加,不一定从外界吸收热量C.物体的内能等于物体动能与势能之和D.冰水混合物吸热时,温度不变,内能不变
解析 热量是一个过程量,不能说物体含有多少热量,A错误;物体的内能增加, 可能从外界吸收了热量,也可能是外界对它做了功,B正确;内能是物体内部所有 分子所具有的动能和势能的总和,C错误;冰水混合物质量不变,温度不变,吸热热 量,所以内能增大,D错误。
变式2-2 (2018广西百色,8,3分)如图所示的各种情景,属于热传递改变物体内 能的是 ( B ) A.滑下滑梯 B.给水加热 C.压缩点火 D.搓手取暖
2.内能、温度、热量的辨析例3 (2019泰安泰山一模,5,2分)关于温度、热量、内能,以下说法正确的是 ( B )A.0 ℃的冰没有内能B.冰熔化时虽然温度保持不变,但它的内能增加C.物体的温度越高,所含的热量越多D.只要物体的温度不变,物体的内能就一定不变
解析 任何物体在任何情况下都具有内能,0 ℃的冰也有内能,A错误;冰是晶体, 晶体熔化过程中,吸收热量,温度不变,但内能增加,B正确;描述热量的术语只能 用“吸收”或“放出”,不能用“具有”或“所含”,C错误;内能的大小与物体 的质量、状态和温度都有关系,所以单凭温度不变,不能确定物体的内能就不 变,D错误。
考法突破热量是一个过程量,只能出现在热传递过程中,因此绝对不能表述成物体“含 有”或“具有”多少热量。对于温度、热量和内能三者之间的关系可以归纳 为(假如该物体再没有其他能量的转化或转移):一个物体温度升高,不一定吸收 热量,但内能一定增加;一个物体吸收热量,温度不一定升高,但内能一定增加;一 个物体内能增加,温度不一定升高,也不一定吸收热量。改变物体内能的两种方 式为做功和热传递,且这两种方式的效果是相同的。特别要注意的是晶体在熔 化(或凝固)过程中,吸收(或放出)热量,但温度不变。
变式3-1 (2018辽宁锦州,15,2分)下列关于内能、热量和温度的说法,正确的是 ( C )A.物体温度升高,一定吸收热量B.物体吸收热量,温度一定升高C.物体温度升高,内能一定增加D.发生热传递时,热量总是从内能大的物体传递到内能小的物体
解析 物体温度升高,可能是吸收了热量,也可能是外界对物体做了功,A错误; 物体吸收热量,温度不一定升高,B错误;物体温度升高,内能一定增加,C正确;发 生热传递时,热量总是从温度高的物体传递给温度低的物体,D错误。
考点三 比热容及热量的计算考法分析 本部分为泰安中考的必考点之一,主要考查对比热容概念的理解、 水的比热容大的应用及与比热容有关的计算。在与比热容有关的计算中,常和 热值结合在一块进行考查。主要以选择题、填空题和计算题的形式进行考 查。
例4 (2018泰安样题,18,1分)某太阳能热水器水箱内的水吸收了8.4×106 J 热量,水温从15 ℃升高到55 ℃。则水箱内水的质量是 50 kg。[水的比热容 是4.2×103 J/(kg·℃)]
解析 由Q吸=cm(t-t0)得,水的质量m= = =50 kg。
考法突破(1)比热容是物质的一种属性。同种物质在同种状态下,比热容不随其形状、质 量、温度高低、放置地点的改变而改变;同一物质的比热容随状态的改变而改 变;不同物质的比热容一般不同。常见的物质中水的比热容最大,因此生活中常 用水来做热的“搬运工”,利用这个原理也可以解释为什么水多的地方比水少 的地方温度变化缓慢。(2)在利用公式进行计算时,单位要统一,注意文字叙述中“升高t ℃”、“降低t ℃”、“降低了t ℃”、“升高了t ℃”对应的是温度改变量,而“升高到T ℃”、“降低到t ℃”对应的是物体末温。
变式4-1 (2018广西桂林,11,3分)经常下厨的小关发现,同时用相同的燃气灶加 热质量相等、初温相同的水和食用油,油的温度总是升高得快些。这是因为 ( B )A.水的比热容小,吸热后温度升高得快B.油的比热容小,吸热后温度升高得快C.在相同的时间内,水吸收的热量较多D.在相同的时间内,油吸收的热量较多
变式4-2 (2018泰安,18,1分)标准大气压下,质量为0.5 kg、温度为70 ℃的水放 出4.2×104 J的热量,水的温度降低了 20 ℃[c水=4.2×103J/(kg·℃)]。
解析 由Q放=c水mΔt可得,水降低的温度Δt= = =20 ℃。
比较不同物质吸热的情况命题热点 1.实验器材:停表、天平、温度计。2.实验器材的组装顺序:自下而上。3.控制变量法的应用:(1)实验时应取质量相同的不同物质;(2)选择相同的热源同时进行加热,保证相同时间内吸收的热量相同。4.转换法的应用:(1)通过加热相同的时间,比较温度变化的快慢来判断物质吸热能力的强弱:温度 变化快的物质吸热能力弱;
(2)通过升高相同的温度,比较加热时间长短来判断物质吸热能力的强弱:加热时 间长的物质吸热能力强。5.根据表格数据或图象比较物质的吸热能力。6.物质温度不是均匀升高的原因及改进:(1)物质开始升温慢的原因:烧杯吸热;(2)改进方法:先给烧杯预热。实验结论 质量相同的不同物质,当吸收或放出相同热量时,比热容较大的物质 温度变化较小。
例5 (2016泰安,30,4分)如图所示是“探究不同物质吸热的情 况”的实验。将质量相等的水和煤油分别装在两个相同的烧杯中,然后用两个 相同的酒精灯加热并不断搅拌,每隔2 min记录一次温度。实验记录如表:
(1)本次实验采用的科学方法是 A (填下列选项的标号);A.控制变量法 B.理想实验法C.比值定义法 D.类比法(2)分析表格数据可知:升高相同的温度,吸收热量少的物质是 煤油 。补充设问 (3)实验过程中,要不停地用玻璃棒搅拌液体,其目的是 使液体受热均匀 。(4)已知水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃),不考虑热量损失,由表中数据可计算出煤 油的比热容为 2.1×103 J/(kg·℃)。
(5)实验中选用相同的酒精灯加热,可以认为相同时间内水和煤油 吸收热量 相同。(6)实验过程中可以通过控制加热时间相同,比较 升高的温度 来研究水和煤油吸热能力的差异,这种研究问题的方法叫 转换 法。(7)由实验可知, 水 的吸热能力更强,其在生活中有很多应用,请举一例: 建造人工湖来调节气温 。
1.(2019贵州铜仁,16,2分)下列事例中,不能说明分子在不停地做无规则运动的是 ( B )A.水中放糖后变甜 B.起风后灰尘漫天飞舞C.鸭蛋腌制后变咸 D.食品垃圾腐烂后臭气熏天
解析 水中放糖后变甜,是因为糖分子扩散到水中,属于扩散现象,说明分子不 停地做无规则运动,A不符合题意;起风后灰尘漫天飞舞,灰尘是微小的物体,不 属于分子的运动,B符合题意;鸭蛋腌制后变咸是盐分子扩散到鸭蛋中,属于扩散 现象,说明分子不停地做无规则运动,C不符合题意;食品垃圾腐烂后臭气熏天,是 臭味分子扩散到空气中,属于扩散现象,说明分子不停地做无规则运动,D不符合 题意。
2.(2018济南,5,3分)暑假里,小梅跟着妈妈去青岛避暑。烈日当空,小梅在海边玩 耍时发现:海边的沙子热得烫脚,而海水却是凉凉的。解释这一现象要用到的最 主要的物理概念是 ( A )A.比热容 B.密度 C.热值 D.质量
解析 因为沙子的比热容比海水的比热容小,吸收相同热量,相同质量的沙子比 海水温度上升得快,所以小梅感到沙子烫脚,海水却凉凉的;这一现象用到的最 主要的物理概念是比热容,A正确,B、C、D错误。
3.(2018江苏常州,2,2分)液体很难被压缩,主要是因为 ( C )A.液体分子不停地运动 B.液体分子间存在引力C.液体分子间存在斥力 D.液体分子间没有空隙
解析 固体、液体分子间的距离比较小,由于分子间存在斥力,所以固体、液体 很难被压缩,C正确。
4.(2018泰安,4,2分)下列有关热和能的说法中,正确的是 ( B )A.发生热传递时,温度总是从高温物体传递给低温物体B.一块0 ℃的冰熔化成0 ℃的水后,温度不变,内能变大C.内燃机的压缩冲程,主要通过热传递增加了汽缸内物质的内能D.夏天在室内洒水降温,利用了水的比热容较大的性质
解析 发生热传递时,传递的是热量而不是温度,A错误;一块0 ℃的冰熔化成0 ℃的水时,吸收热量,温度不变,内能增加,B正确;内燃机的压缩冲程,是通过做功 改变汽缸内物质的内能,C错误;夏天在室内洒水,水汽化吸收热量,起到降温的作 用,不是利用了水的比热容较大的性质,D错误。
5.(2018泰安新泰二模,4,2分)下列关于热现象的说法,不正确的是 ( C )A.打开香水瓶闻到香味,说明分子在不停地做无规则运动B.汽油机的做功冲程是将内能转化为机械能C.冬天很冷的时候搓双手,手就感到暖和,这是用热传递的方式改变手的内能D.海边昼夜温差较小,是因为水的比热容比较大
解析 打开香水瓶后,香气分子会扩散到空气中使人闻到香味,说明分子在不停 地做无规则运动,A正确;汽油机的做功冲程将燃气的内能转化为机械能,B正确; 冬天很冷的时候搓双手,双手相互摩擦做功,将机械能转化为内能,手的温度升 高,手就感到暖和,这是用做功的方式改变手的内能,C错误;海边昼夜温差较小, 是因为水的比热容大,D正确。
6.(2019福建,8,2分)下列实例中,属于通过做功改变物体内能的是 ( A )A.搓手会发热 B.用冷水冷却热鸡蛋C.晒太阳取暖 D.给热咖啡加冰降温
7.(2019泰安新泰一模,4,2分)关于内能、热量和温度,下列说法中正确的是( D )A.物体的内能减少,它的温度一定降低B.物体的内能增加,一定是从外界吸收了热量C.内能小的物体不可能将热量传递给内能大的物体D.热机做功冲程中,内能转化为机械能
解析 晶体凝固过程,放热,内能减小,但温度不变,A错误;物体内能增加,可能是 通过外界对物体做功,也可能是从外界吸收热量,B错误;内能小的物体,可能温度 高,所以它可能将热量传递给内能大的物体,C错误;热机做功冲程中,将内能转化 为机械能,D正确。
二、非选择题8.(2019泰安泰山一模,19,1分)将两个分别装有空气和红棕色二氧化氮气体(ρ空气 <ρ二氧化氮)的玻璃瓶口对口连接,中间用玻璃板隔开,将两个瓶采用a、b、c三种方 法放置,如图所示,当把中间的玻璃板抽掉后,观察到的现象是两瓶的颜色变均 匀了,而采用 a (选填“a”“b”或“c”)种放置方式能够最好地说明分子 的无规则运动与重力无关。
解析 图a中,虽然二氧化氮的密度大于空气密度,但是它也会运动到上面的瓶 子内,这说明气体分子在不停地做无规则运动,最有说服力;图b中,密度大的二氧 化氮气体在上方,抽去玻璃板后,由于重力的作用,二氧化氮气体会向下运动,所 以不能完全说明气体分子在不停地做无规则运动,最不合理;图c中,瓶子水平放 置,抽开隔板,气体可以自由运动,互相进入对方,能说明气体分子在不停地做无 规则运动,但与a相比,仍不够典型。
9.(2019河南洛阳一模,1,2分)在3D打印笔中装入塑料条,接通电源,等待一段时间 后即可挤出热熔的胶条,胶条在空气中迅速冷却变成特定的形态。加热时,会闻 到熔胶的气味,这是 扩散 现象。胶条被挤出,并“粘”在物体上,说明分子 间存在 引力 。
解析 由于一切物质的分子在永不停息的做无规则运动,所以,加热时会闻到熔 胶的气味,这是熔胶的气味分子在不停地做无规则运动的结果,属于扩散现象; 胶条被挤出,并“粘”在物体上,说明分子间存在引力。
10.(2019济宁三模)小宁将质量和初温相同的铁和陶瓷两种材料制成的勺子浸 没在沸水中煮足够长的时间进行消毒,铁的比热容小于陶瓷的比热容。则消毒 结束时,两把勺子的温度关系是t铁 = t陶瓷(选填“>”“<”或“=“),内能增加 较多的是 陶瓷 勺子(选填“铁”或“陶瓷”)。
解析 水沸腾后温度不再升高,则将铁、陶瓷两种材料制成的勺子浸没在沸水 中煮足够长的时间,二者的温度与沸水的温度相同;根据吸热公式Q=cmΔt可知, 在质量相同、升高相同的温度时,比热容大的物质吸收的热量多;由题意可知, 两勺子的质量相同、升高的温度相同,且c铁
解析 用水冷却鸡蛋,水的温度低,鸡蛋的温度高,存在温度差,热量由温度高的 鸡蛋传向温度低的水,因此是通过热传递的方式来减小鸡蛋的内能;煮鸡蛋用 水,而炸油条用油,是因为煮鸡蛋需要的温度低,炸油条需要的温度高,因为水的 沸点低,而油的沸点高;水吸收的热量Q吸=cmΔt=4.2×103 J/(kg·℃)×0.5 kg×5 ℃=1.05×104 J。
12.(2017泰安,25,1分)对质量是50 g的水加热,使水温从40 ℃升高到80 ℃,水吸收 的热量是 8.4×103 J[c水=4.2×103 J/(kg·℃)]。
解析 水的质量m=50 g=0.05 kg,水吸收的热量Q吸=c水m(t-t0)=4.2×103 J/(kg·℃)×0.05 kg×(80 ℃-40 ℃)=8.4×103 J。
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