第十二章 机械能和内能－－相关热学的科学思维素养训练 2023-2024学年苏科版物理九年级上册

相关热学的科学思维 素养训练 第十二章 机械能和内能 【材料阅读】阅读下面的短文并回答问题. 内 能 物体内部所包含的能量种类很多,包括分子的动能(即分子无规则热运动的动能)、分子的势能(即分子间相互作用能)、分子内的能量、原子内的能量、原子核内的能量等.在热学中,由于在热运动中上述后三项能量不发生变化,所以内能一般指前两项.由于分子的动能跟温度有关,分子的势能跟分子间的距离有关,所以物体的内能跟温度、体积都有关系. 1 2 (1)慢慢压缩针筒里的气体,气体内能中哪部分发生变化? 答:_. 【点拨】 定义分析法:根据分子动能和分子势能的定义,压缩气体,体积减小,分子平均距离减小,分子之间作用力改变,分子势能改变. 分子的势能 3 (2)加热针筒里的气体,气体内能中哪部分发生变化? 答:_. 【点拨】 加热导致分子平均运动速度增大,分子动能变大. 分子的动能 4 (3)金属块在受热膨胀时,金属块内能中哪些部分发生变化? 答:_. 【点拨】 受热膨胀,分子平均运动速度增大,分子动能变大;同时体积膨胀变大,分子间的距离增大,分子势能改变,所以分子的动能和分子的势能都改变. 分子的动能和分子的势能 5 【2023 兴化模拟】如图甲所示为小明将装有热奶的奶瓶放入室温的水中,水温约为20 ,热奶的温度约为90 ,同时,他还利用温度计和钟表测出温度的变化情况,并作出了水 和热奶的温度随时 间变化的关系曲线, 如图乙所示. 2 其中_曲线是表示热奶的温度随时间的变化情况,大约经过12 min时间热奶温度和水温刚好达到一致.分析图像可以得出:热奶温度随时间的变化特点是_. ② 先快后慢 (1)热奶的温度降低了_ ,水的温度升高了_ ,内能增加的是_. 50 20 水 (2)参考这位同学记录的数据,如果你要喝一杯奶咖啡,可以有两种方式供你选择: ①先将烧开的热咖啡倒入杯中,冷却5 min,然后加一匙冷牛奶; ②先将烧开的热咖啡倒入杯中,立即将一匙冷牛奶加进杯中,然后冷却5 min. 你认为方式_的冷却效果较好. ① 3 【2023 河池】小红想探究水和沙石的吸热性能,取初温相同的水和沙石,分别盛放在规格相同的烧杯中,用同一盏酒精灯对它们分别加热,同时搅拌水和沙石,使之受热均匀.在相同加热时间内,比较它们温度升高的情况. (1)除以上条件外,还要求水和沙石的质量_(填“相等”或“不相等”). 【点拨】 由比较吸热能力的方法知,实验中要控制不同物质的质量相同. 相等 (2)某一时刻,温度计的示数如图所示,此时温度为_ . 【点拨】 图中温度计的分度值为1 ,示数为62 . 62 (3)通过实验发现,在相同加热时间内,水升高的温度比沙石的小,说明_的吸热性能更好. 【点拨】 加热时间相同,质量相同的沙石和水吸收的热量相同,水的温度变化小,说明水的吸热性能更好. 水 4 【2023 菏泽期中】探究物质的吸热能力,通常有两种方案: 方案一:取相同质量的两种物质,吸收相同的热量,比较温度的变化. 方案二:取相同质量的两种物质,升高相同的温度,比较吸收的热量. (1)为了便于开展实验探究,热源相同时,我们将方案中的“吸收的热量”转换为“加热的时间”,通过加热时间的长短可知吸收热量的多少.实验室温度计就是应用这种转换思想测量温度的,当温度升高或降低时,温度计中的液体便膨胀或收缩,从温度计中_的变化便可知温度的变化. 液柱高度 (2)下表是小明探究甲、乙两种液体的吸热能力时记录的实验数据: 液体 名称 液体质 量m/g 液体初 温t1/ 液体末 温t2/ 加热时 间t/min 液体吸热情 况/(填“多”或“少”) 甲 10 30 40 6 多 乙 10 30 40 3 少 ①分析表中信息,小明采用的是_(填“方案一”或“方案二”). ②分析表中数据,可得出的结论是_ _. ③如果甲、乙两种液体都可作为发动机冷却液,从物质吸热能力角度考虑,应选_液体作为发动机冷却液. 方案二 甲液体的吸热能 力强 甲 5 【2023 南京月考】如图甲所示是“探究不同物质吸热升温现象”的实验装置.在两个相同的烧杯中分别装入质量相等的A、B两种液体,并用两个相同的酒精灯加热并不断搅拌. (1)物质吸热的多少是通过_ (填“加热时间”或“升高的温度”) 来反映的. 加热时间 【点拨】 根据转换法,物质吸热的多少是通过加热时间来反映的. (2)根据实验数据描绘出如图乙所示的A、B液体的温度随加热时间变化的图像.由图可知,升高相同的温度,_吸收的热量较多, _的比热容大. (均填“A”或“B”) B B 【点拨】 根据图乙所示的A、B液体的温度随加热时间变化的图像知,升高相同的温度,B加热时间长,B吸收的热量较多,根据比较吸热能力的方法,B的吸热能力强,B的比热容大. 【点方法】 实验中通