第01讲 内能 辅导讲义 2024-2025学年人教版物理九年级上学期

第01讲_内能 辅导讲义（学生版） 主讲内容 分子动理论 内能 比热容 第01讲_内能 [学生版] 课程目标 1．了解物质是由分子、原子构成的及分子间作用力 2．能够识别扩散现象，并能用分子热运动观点解释 3．了解内能的概念，知道影响内能大小的因素有哪些 4．掌握物体吸热情况的实验探究及简单分析 5．理解比热容的概念，能用比热容解释生活中的相关现象 6．会用比热容公式进行简单计算 知识图谱 课堂引入 炎热的夏天，同样被晒了一天的沙滩和海水，为什么沙滩的温度会比海水高呢？ 分子动理论 知识精讲 一．物质的构成 常见的物质是由极其微小的粒子——分子、原子构成的。 电子显微镜下的铝合金易拉罐表面 电子显微镜下的金分子 二．分子的大小 如果把分子看做球形的，那么一般的分子的直径只有百亿分之几米，也就是说，分子的直径是以10-10m来量度的，分子的体积非常小，若将2500万个水分子一个挨一个排列成一行，长度仅约1cm。由于分子很小，物体里含有的分子数通常是很多的，在通常情况下， 1cm3的空气里大约有2.7×1019个分子； 1cm3的水里含有3.35×1022个水分子。分子如此小，人们用肉眼和光学显微镜都分辨不出它们。不过，我们可以使用电子显微镜观察到这些分子。 三． 探究气体、液体、固体分子的运动 探究结论： 1、分子间有空隙； 2、气体、液体和固体中的分子都在永不停息地做无规则运动。 四．扩散 1．定义：不同的物质在互相接触时，彼此进入对方的现象，叫做扩散。 2．说明：一切物质的分子都在永不停息地做无规则运动；分子间存在空隙。 五．分子热运动 1．实验探究 实验结论：分子运动的快慢跟温度有关，温度越高，分子运动越剧烈。 2． 分子热运动：一切物质的分子都在永不停息地做无规则的运动，由于分子的运动与温度有关，所以这种无规则的运动叫做分子的热运动。 一． 实验探究 是什么力使得两块铅块结合在一起？ 测力计的示数为什么会变大？ 气体被压缩时都会产生“抵抗”，要是压缩液体和固体呢？ 结论：分子间存在相互作用的引力和斥力。 二．分子间引力和斥力 1．分子间存在引力 （1）分子间虽然有间隙，大量分子却能聚集在一起形成固体或液体，说明分子间存在引力； （2）用力拉伸物体，物体内要产生反抗拉伸的弹力，说明分子间存在引力； （3）两个物体能粘合在一起，说明分子间存在引力。 2 ．分子间存在斥力 （1）分子间有引力，却又有空隙，没有被紧紧吸在一起，说明分子间有斥力； （2）用力压缩物体，物体内要产生反抗压缩的弹力，说明分子间有斥力。 物质的构成 例题 1 下列各种微粒中，空间尺度最小的是（　　） A.中子 B.分子 C.原子 D.小粉尘 2 面对宇宙万物，人类一直在探索，如图是今年问世的第一张黑洞照片，下列关于小粒子与大宇宙的说法正确的是（　　） A.黑洞的特点是质量很大而体积很小 B.地球尺度大于银河系 C.分子是不可再分的粒子 D.固体分子间没有空隙 随练 3 已知上层的粒子由下层的粒子构成，下列选项中正确描述物质结构的是（ ） A. B. C. D. 4 下列各项排列中，按照尺度的数量级由大到小排列的是（ ） A.银河系、太阳系、分子、原子核、电子、夸克 B.太阳系、银河系、原子核、分子、电子、夸克 C.银河系、太阳系、原子核、分子、夸克、电子 D.太阳系、银河系、分子、原子核、夸克、电子 分子热运动 例题 5 下列现象中，能说明分子在做无规则运动的是（ ） A.雪花纷扬 B.柳枝摇曳 C.丹桂飘香 D.尘土飞扬 6 如图所示，有关分子热运动，下列说法正确的（　　） A.甲图中注射器中的液体很难被压缩，说明液体分子之间没有间隙 B.乙图中用手捏海绵，海绵的体积变小了，说明分子间有间隙 C.丙图中雪花飞扬，说明分子在做无规则运动 D.丁图中墨水滴入水中向四周扩散开，说明水分子在做无规则运动 随练 7 唐诗《山亭夏日》是一首描写夏日风光的七言绝句。其内容为：“绿树荫浓夏日长，楼台倒影入池塘。水晶帘动微风起，满架蔷薇一院香。”诗句中描述的情境属于扩散现象的是（　　） A.绿树荫浓夏日长 B.楼台倒影入池塘 C.水晶帘动微风起 D.满架蔷薇一院香 8 （1）小强在小瓶里装满带颜色的水，在橡皮塞上插进一根细玻璃管，使橡皮塞塞住瓶口，这就做了一个简易温度计，如图甲所示。小强将简易温度计分别放入温度不同的水中，观察到细管中液面的位置如图乙、丙所示，则图________所反映的是放入温度较低的水中的情况。 （2）如图丁所示，两个相同瓶子的瓶口相对，之间用一块玻璃板隔开，上面的瓶中装有空气，下面的瓶中装有密度比空气大的红棕色二氧化氮气体。抽掉玻璃板后，可以看到：________，这属于扩散现象。 分子间的作用力 例题 9 固态、液态、气态所对应的分子状态如图所示。关于不同状态下分子间的作用，下列说法中正确的是（ ） A.甲状态分子间只有引力，没有斥力 B.只有乙状态分子间既有引力，又有斥力 C.丙状态分子间力的作用最弱 D.任何状态下分子间的引力都大于斥力 10 将很干净的玻璃板挂在弹簧测力计下，使玻璃板水平接触水面，如图甲所示。然后稍稍用力向上拉动玻璃板，玻璃板并未与水面分离，却发现其边缘处的水面稍微向上弯曲，如图乙所示，这是因为________，此时弹簧测力计示数________（选填“大于”、“等于”或“小于”）玻璃板自身重量。 随练 11 [多选题] 对于如图所示的各种实验现象，下列解释中正确的是（ ） A.甲图主要说明扩散现象发生的剧烈程度与温度有关 B.乙图主要说明物体内分子之间存在相互作用的引力 C.丙图主要说明分子之间既存在引力又存在斥力 D.丁图主要说明分子是在运动着的 12 对下列现象的解释，正确的是（ ） A.用力拉铁丝，铁丝很难被拉断，说明分子间有引力 B.封闭在容器内的液体很难被压缩，说明分子间有引力 C.用手捏海绵，海绵的体积变小了，说明分子间有间隙 D.两小滴水银接触会变成一大滴水银，说明分子不停运动 内能 知识精讲 一．内能 运动着的篮球具有动能 自由下落的石块和地球互相吸引具有势能 运动着的分子也有动能  互相吸引的分子具有势能 具有 被压缩的弹簧因各部分互相排斥具有势能 互相排斥具有势能 互相排斥的分子具有势能 1、分子作无规则运动而具有的能叫做分子动能； 2、由于分子间存在着相互作用力而具有的能叫做分子势能； 定义：物体内部所有分子的动能与分子势能的总和叫做物体的内能，内能的单位是焦耳（J）。 二．影响内能大小的因素 结论：内能的大小跟物体的温度、质量、体积、状态等有关。影响因素 状态：同种物体，温度、质量不变时，状态改变，内能改变 温度：同一物体，状态改变时，温度越高，物体的内能越大 质量：状态相同的同种物体，质量越大，内能越大 种类：物体的质量、温度、状态相同时，物质的种类不同，内能不同 三．内能和机械能 四． 热传递改变物体的内能 1．实验探究：热传递能否改变物体的内能 现象：烧水时炉火的温度高于水的温度，所以水的温度升高，内能增加； 总结：使温度不同的物体相互接触，低温的物体温度升高，高温的物体温度降低，这个过程叫做热传递； 结论：热传递可以改变物体的内能。 2．热量 定义：在热传递过程中，传递能量的多少叫做热量。通常用字母Q表示。 热量的理解： （1）热量是热传递过程中，物体内能的改变量，因此，热量是个过程量。只有在热传递过程中才能谈及热量，离开热传递过程谈热量毫无意义； （2）不能说某个物体具有或含有多少热量，更不能说比较两个物体具有热量的多少；只能说吸收或放出热量。 五．做功改变物体的内能 1．实验探究：做功能否改变物体的内能 实验设计：在配有活塞的厚玻璃筒里放一小团硝化棉，把活塞迅速压下去 实验设计：玻璃瓶内有一些水，水的上方有水蒸气，塞紧塞子后用气筒往瓶里打气 实验现象：硝化棉会燃烧； 实验分析：原因是活塞压缩筒内的空气，对筒内的空气做功，使空气的内能增加，温度升高，达到硝化棉的燃点 实验现象：塞子跳起，瓶内出现白雾； 实验分析：原因是水蒸气对塞子做功，内能减小，温度降低，水蒸气液化成小水滴 结论：做功可以改变物体的内能。 内能的概念辨析 例题 13 分子动能是指物体内所有分子做无规则热运动时而具有的动能总和。为了帮助同学们理解“分子动能”的概念，老师做了如下类比：“运动的篮球具有动能，动能的大小与篮球的质量和篮球运动的速度有关；类似的，运动的分子也具有动能，分子动能也与分子的质量、分子运动的速度有关。”根据老师的类比，对于某一物体来说，能够直观反应分子动能大小的宏观物理量是（ ） A.物体的温度 B.物体的体积 C.物体的状态 D.物体的运动速度 14 物理学把“物体内所有分子热运动的动能与分子势能的总和叫做物体的内能”，请你根据这个意思，结合所学知识，下列判断正确的是（ ） A.同一物体温度越高，物体内能越大 B.同一物体温度越低，物体内能越大 C.温度相同的同种物质，分子个数越多，物体内能越大 D.温度相同的同种物质，分子个数越多，物体内能越小 随练 15 生活中的“热”含义非常丰富，物理学中，“天气很热”中的“热”是指______高；“两手相互摩擦手会发热”的“热”是指______增加。 16 [多选题] 下列说法正确的是（ ） A.有机械能的物体必有内能 B.无机械能的物体必无内能 C.有内能的物体必有机械能 D.内能与机械能是两种不同形式的能 17 我们知道，冰熔化成水，需要吸热，体积还有所减小，那么关于一块0℃的冰完全熔化成0℃的水所具有的内能，下列说法中正确的是（ ） A.它们具有相等的内能 B.0℃的冰具有较大的内能 C.0℃的水具有较大的内能 D.无法比较 改变内能的两种方式 例题 18 下列事例中在改变物体内能的方式上与其它三项不同的是（ ） A.弯折铁丝 B.放大镜“烤”纸片 C.锯条发热 D.钻木取火 随练 19 将一高温物体与一低温物体接触达到相同温度（两物体与外界没有热量交换），则有（ ） A.高温物体放出的热量一定大于低温物体吸收的热量 B.高温物体放出的热量一定等于低温物体吸收的热量 C.高温物体降低的温度一定大于低温物体升高的温度 D.高温物体降低的温度一定等于低温物体升高的温度 20 下列现象属于用热传递的方式改变物体内能的是（ ） A.反复弯折铁丝，铁丝的弯折处会变热 B.冬天人们常用热水袋来取暖 C.远古时代，人们采用钻木的方式来取火 D.汽油机在压缩冲程中，汽缸内汽油和空气的混合物温度升高 内能、温度和热量的辨析 例题 21 关于温度、内能和热量，下列说法正确的是（ ） A.温度高的物体内能一定大 B.物体温度越高，含有的热量越多 C.水沸腾时吸收热量，温度保持不变 D.物体的温度为0℃时，其内能为零 22 下列有关热和能的说法中，正确的是（ ） 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，温度不变，内能变大 C.燃料的热值越大，燃烧时放出的热量越多 D.物体吸收热量，温度一定升高 随练 23 关于温度、热量、和内能，下列说法正确的是（ ） A.温度高的物体内能一定大 B.物体的温度越高，所含的热量越多 C.内能少的物体也可能将能量传给内能多的物体 D.物体的内能与温度有关，只要温度不变，物体的内能就一定不变 24 关于温度、热量和内能，下列说法中正确的是（ ） A.在热传递过程中，内能小的物体也可能将热量传给内能大的物体 B.物体的内能与温度有关，只要温度不变，物体的内能就一定不变 C.温度高的物体内能一定大，温度低的物体内能一定小 D.60℃的水一定比30℃的水含有的热量多 比热容 知识精讲 一．比较不同物质的吸热情况 【提出问题】质量相同的不同物质，升高相同的温度，吸收的热量是否相同？ 【实验器材及设计】 1．实验器材：天平、停表、相同规格的温度计两个、适量的水和食用油、相同规格的烧杯两个、相同规格的电加热器两个等。 2．实验设计 3．探究过程 （1）用天平称取水和食用油各100g，分别放入两个相同的烧杯中，按图组装好器材； （2）记录加热前液体的温度，即初温； （3）用电加热器分别给水和食用油加热； （4）使水和食用油升高相同的温度后，记录所需时间，并将相关数据填入表中； 4．实验结论 质量相同的不同物质，升高相同的温度时，吸收的热量不同。即不同物质的吸热能力不同。 二．比热容 1．定义：一定质量的某种物质，在温度升高时吸收的热量与它的质量和升高的温度乘积之比，叫做这种物质的比热容。比热容用符号c表示，单位为J/（kg•ºC），读作“焦每千克摄氏度”。比热容表示物体吸收热量的本领。 2．物理意义：水的比热容为4.2×103J/(kg•ºC)，表示1kg的水温度升高（或降低）1 ºC吸收（或放出）的热量为4.2×103J。 3．一些物质的比热容 比热容这个物理量与密度一样，是反映物质特性的量，每种物质都有自己的比热容，不同物质的比热容一般是不同的，即使是同种物质，物态不同，比热容也不同。 三．水的比热容 1．水的比热容比较大，在吸收或放出相同热量的情况下，水的温度变化要小些。 2．白天沿海地区比内陆地区升温慢，夜晚降温也慢；因此在一年中，夏季时内陆比沿海炎热，冬季时内陆比沿海冷。 3．水的比热容大的特点，在生产、生活中经常被利用。如汽车发动机、发电机等机器，在工作时要发热，通常要用循环流动的水来冷却。 四．比热容的相关计算 1．公式： 和，或。 2．理解：公式中，c表示物质的比热容，m表示物体的质量，表示物体的初温，表示物体的末温，表示物体升高的温度，表示物体降低的温度。 3．适用范围：公式适用于物态不发生变化时物体热量的计算。如果过程中存在着物态变化，不能使用该公式。 比较不同物质的比热容 例题 25 如图1所示是“探究不同物质吸热升温现象”的实验。将质量相等的沙子和水分别装在易拉罐中，并测出沙子和水的初温。然后用酒精灯加热并不断搅拌，每隔1min记录一次温度。 实验记录如下表 加热时间/min 0 1 2 3 4 5 温度/℃ 沙子 20 25 29 34 38 42 水 20 21 22 23 24 25 （1）实验中，加热时间实质上反映了________。 （2）根据实验数据，在图2中画出沙子和水的温度随时间变化的图象。 （3）分析图象可知，对于质量相等的沙子和水：吸收相等热量，升温较快的是________；若使两者升高相同的温度，则________吸收的热量较多。通过大量类似实验，人们发现了物质的又一种物理属性，物理学将这种属性叫做________。 随练 26 某同学在做“比较不同液体吸热能力”的实验时，使用相同的电加热器给液体甲和乙加热。实验记录表如下： （1）分析第2、4次实验数据可看出，质量相同的甲和乙液体升高相同的温度，可从________来判断液体吸收热量的多少。 （2）分析第1、2次或第4、5次实验数据，可以得出的初步结论是：质量相同的同种物质，升高的温度越高，吸收的热量就越________。（选填“多”或“少”） （3）分析第2、3次或第5、6次实验数据，可以得出的初步结论是：同种物质升高相同温度时，物质的________越大，吸收的热量就越________。（选填“多”或“少”） （4）通过比较第2、4次实验数据可知，液体吸收热量多少与液体的________有关，________的吸热能力更强（选填“甲”或“乙”）。 液体 次数 质量mkg 升高的温度t℃ 加热的时间tmin 甲 1 0.1 5 1 2 0.1 10 2 3 0.2 10 4 乙 4 0.1 10 1 5 0.1 20 2 6 0.2 20 4 27 如图甲，在探究“不同物质吸热能力”的实验中： （1）在两个相同的烧杯中加入初温相同、________相同的水和煤油；实验时选用两个相同的电加热器加热，目的是使水和煤油在单位时间内________。 （2）实验中记录下两种物质温度随时间的变化图象并描出了如图乙所示的图象，由图可知b物质是________，分析图象还判断出________（水/煤油）的吸热能力较强。 比热容的概念辨析 例题 28 赵阳同学从下面一些常见物质的比热容表中，分析归纳出几个结论，其中正确的是（ ） 一些常见物质的比热容[J/（kg•℃）] 水 4.2×103 水银 0.14×103 玻璃 0.84×103 铁 0.46×103 砂石 0.92×103 煤油 2.1×103 干泥土 0.84×103 铝 0.88×103 A.在同样的阳光照射下，干泥土比湿泥土升温慢 B.不同物质的比热容一定不同 C.给小质量的物体测量温度时适宜用水银温度计 D.给常温下的铁块、铝块用相同方式加热相同时间，铁的温度升高得少 29 对公式的理解，下列说法正确的是（ ） A.物质的比热容与物体的质量成反比 B.比热容与物体质量多少、温度变化大小、吸热或放热的多少无关 C.物质的比热容与物体是吸热或放热有关 D.物质的比热容与物体的温度变化大小成反比 随练 30 关于物质的比热容，下列说法中正确的是（ ） A.比热容是物质的一种属性，和物质的吸收的热量多少有关 B.同种物质质量越大比热容就越大 C.因为水的比热容较大所以比较适合做冷却剂 D.同种物质升温慢的比热容大 31 关于同一种固态物质的比热容c，下列说法正确的是（ ） A.若吸收的热量增大一倍，则比热容增大一倍 B.若质量增大一倍，则比热容减至一半 C.若加热前后的温度差增大一倍，则比热容增大一倍 D.无论质量多大，比热容都一样 比热容的应用 例题 32 汽车的发动机用循环流动的水来冷却，是利用水的________较大的特点；请你再写出一个与该特点有关的日常生产、生活中的例子：________。 33 初春育水稻秧苗时，为了不使秧苗受冻，正确的做法是（ ） A.早晨多灌水，傍晚多排水 B.早晨多排水，傍晚多灌水 C.早晨和傍晚都要多灌水 D.早晨和傍晚都不要灌水 随练 34 月球上的昼夜温差很大，而地球的昼夜温差很小，这主要是因为地球上有大量的水，而水的比热容________，具有调节温度的作用；同时地球表面还覆盖着厚厚的大气层，大大减小了在夜晚以________（选填“做功”或“热传递”）的方式失去内能。 35 综合问答： 暑假的一天，小明想骑自行车外出游玩。①他先用打气筒给轮胎充气，打了一会儿发现筒壁很热。②充足气后小明骑上自行车来到海边，他闻着海腥味儿比春节前来时浓重多了。③小明放好自行车走进水里，感觉水温明显比沙滩温度低。 请你选择其中一个场景，运用所学的物理知识加以解释。 解释现象________：________。 比热容的计算 例题 36 甲乙两物体质量相等，甲温度降低20℃，乙温度升高15℃时，乙物体吸收的热量是甲物体放出热量的2倍，甲乙两物体的比热容之比是（ ） A.3：8 B.8：3 C.4：3 D.3：2 37 质量为1千克的牛奶，加热后温度升高了20℃，求牛奶吸收的热量。[c牛奶＝2.5×103焦/（千克•℃）] 随练 38 我国许多城市之中建有大型绿地，绿地中的人工湖具有“吸热”功能，盛夏时节能大大减弱周围地区的“热岛效应”。若某一人工湖湖水的质量为1.0×107kg，水温升高2℃，则湖水吸收的热量为________J．若这些热量被同等质量的砂石吸收（c砂石＜c水），则砂石升高的温度________（选填“大于”、“小于”或“等于”）2℃．（c水＝4.2×103 J/（kg•℃）） 39 一个温度是40℃的铁球，吸收2.3×103J的热量后，铁球温度上升到90℃．求：铁球的质量为多少？〔c铁＝0.88×103J/（kg•℃）〕 课堂小结 1、分子动理论的内容是： （1）物质是由分子组成的，分子间有间隙； （2）一切物体的分子都在永不停息的做无规则运动； （3）分子间存在相互作用的引力和斥力。 2、扩散：不同物质相互接触，彼此进入对方的现象； 3、固体、液体压缩时分子间表现为斥力大于引力，固体很难拉长是分子间引力大于斥力； 4、内能：物体内部所有分子的动能和势能之和； 5、改变物体内能的两种方法：做功和热传递； 6、热量（Q）在热传递过程中，传递能量的多少； 7、比热容：是物体的一种特性，它不会随着物质的体积、质量、形状、位置、温度的改变而改变； 8、热量的计算：。 拓展 40 下列微粒按从大到小的顺序排列正确的是（ ） A.原子、原子核、质子、电子 B.分子、电子、质子、原子 C.原子核、电子、质子、分子 D.分子、原子、电子、原子核 41 下列现象中，不能说明分子在不停地做无规则运动的是（ ） A.闻到花香 B.尘土飞扬 C.腌制鸭蛋 D.钢件的表面渗碳 42 下列说法中正确的是（ ） A.液体很难被压缩，说明分子间有引力 B.固体中分子排列较紧密，说明分子间只有引力，没有斥力 C.破镜难圆，说明分子间没有作用力 D.用干手器吹出的热风吹刚洗过的手，可以加快手上水的蒸发 43 物体的内能是物体内部所有分子运动的________与分子________的总和．冰在熔化过程中，温度不变，冰水混合物的内能________（选填“增大”、“减小”或“不变”）． 44 下列关于内能的说法中正确的是（ ） A.0℃以下的物体没有内能 B.静止的物体没有内能 C.内能和机械能是同一种形式的能量 D.内能与物体的温度有关 45 如图所示，在空气压缩引火仪的玻璃筒底部，放入一小团干燥的棉花，用力将活塞迅速下压，玻璃筒内的空气温度升高，空气的内能________（填“增加”或“减少”），空气的内能是通过________方式改变的；筒内的棉花由于温度升高到着火点而燃烧，棉花的内能是通过________方式改变的。 46 关于温度、热量和内能，下列说法正确的是（ ） A.物体温度越高，所含的热量越多 B.温度高的物体内能一定大，温度低的物体内能一定小 C.物体的内能与温度有关，只要温度不变，物体的内能就一定不变 D.热传递过程中，能量也可能是从内能小的物体传递给内能大的物体 47 如图是“探究不同物质吸热升温的现象”实验装置，取质量和初温都相同的沙子和水，分别倒入相同的烧杯中，用相同的装置加热，实验数据记录如下表。 加热时间/min 0 1 2 3 4 温度/℃ 沙子 20 25 29 34 38 水 20 21 22 23 24 （1）实验中，可以通过________（选填“升高的温度”或“加热时间”）来比较两种物质吸收热量的多少。 （2）分析实验数据可知：当它们吸收相同热量时，________（选填“沙子”或“水”，下同）升温更高；推理：当它们升高相同温度时，________需要吸收的热量更多。 （3）通过大量类似实验，人们发现了物质的又一种物理属性，物理学将这种属性叫做________。 48 [多选题] 小莉根据下表中的数据，得出以下四个结论，其中正确的是（ ） 几种物质的比热容c/[J•（kg•℃）－1] 水 4.2×103 冰 2.1×103 酒精 2.4×103 砖石 0.92×103 煤油 2.1×103 铝 0.88×103 水银 0.14×103 铜 0.39×103 A.不同物质的比热容可能相等 B.同种物质在不同状态下比热容一定相等 C.质量相等的铜块和铝块，降低相同的温度，铝块放出的热量一定多 D.初温相等的酒精和砂石，吸收相等的热量后，酒精的末温可能比砂石的末温高 49 水的比热容比较大，人们往往利用它的这一特性为生产生活服务，下列事件与它的这一特性无关的是（ ） A.让流动的热水流过散热器供暖 B.汽车发动机用循环水冷却 C.采用沸水多水量、短时间对蔬菜进行焯水处理，可减少营养素的热损耗。 D.在较大的河流上建水电站，用水发电 50 太阳能热水器已经在城乡用得非常普遍，一太阳能热水器在某天日照时段里，能将20℃、80kg的水加热到40℃[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]．问 （1）在此过程中，水吸收了多少热量？ （2）热水器中水的体积是多少？ 1 高小思的专属讲义 . 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第01讲_内能 辅导讲义（解析版） 主讲内容 分子动理论 内能 比热容 第01讲_内能 [解析版] 课程目标 1．了解物质是由分子、原子构成的及分子间作用力 2．能够识别扩散现象，并能用分子热运动观点解释 3．了解内能的概念，知道影响内能大小的因素有哪些 4．掌握物体吸热情况的实验探究及简单分析 5．理解比热容的概念，能用比热容解释生活中的相关现象 6．会用比热容公式进行简单计算 知识图谱 课堂引入 炎热的夏天，同样被晒了一天的沙滩和海水，为什么沙滩的温度会比海水高呢？ 分子动理论 知识精讲 一．物质的构成 常见的物质是由极其微小的粒子——分子、原子构成的。 电子显微镜下的铝合金易拉罐表面 电子显微镜下的金分子 二．分子的大小 如果把分子看做球形的，那么一般的分子的直径只有百亿分之几米，也就是说，分子的直径是以10-10m来量度的，分子的体积非常小，若将2500万个水分子一个挨一个排列成一行，长度仅约1cm。由于分子很小，物体里含有的分子数通常是很多的，在通常情况下， 1cm3的空气里大约有2.7×1019个分子； 1cm3的水里含有3.35×1022个水分子。分子如此小，人们用肉眼和光学显微镜都分辨不出它们。不过，我们可以使用电子显微镜观察到这些分子。 三． 探究气体、液体、固体分子的运动 探究结论： 1、分子间有空隙； 2、气体、液体和固体中的分子都在永不停息地做无规则运动。 四．扩散 1．定义：不同的物质在互相接触时，彼此进入对方的现象，叫做扩散。 2．说明：一切物质的分子都在永不停息地做无规则运动；分子间存在空隙。 五．分子热运动 1．实验探究 实验结论：分子运动的快慢跟温度有关，温度越高，分子运动越剧烈。 2． 分子热运动：一切物质的分子都在永不停息地做无规则的运动，由于分子的运动与温度有关，所以这种无规则的运动叫做分子的热运动。 一． 实验探究 是什么力使得两块铅块结合在一起？ 测力计的示数为什么会变大？ 气体被压缩时都会产生“抵抗”，要是压缩液体和固体呢？ 结论：分子间存在相互作用的引力和斥力。 二．分子间引力和斥力 1．分子间存在引力 （1）分子间虽然有间隙，大量分子却能聚集在一起形成固体或液体，说明分子间存在引力； （2）用力拉伸物体，物体内要产生反抗拉伸的弹力，说明分子间存在引力； （3）两个物体能粘合在一起，说明分子间存在引力。 2 ．分子间存在斥力 （1）分子间有引力，却又有空隙，没有被紧紧吸在一起，说明分子间有斥力； （2）用力压缩物体，物体内要产生反抗压缩的弹力，说明分子间有斥力。 物质的构成 例题 1 下列各种微粒中，空间尺度最小的是（　　） A.中子 B.分子 C.原子 D.小粉尘 2 面对宇宙万物，人类一直在探索，如图是今年问世的第一张黑洞照片，下列关于小粒子与大宇宙的说法正确的是（　　） A.黑洞的特点是质量很大而体积很小 B.地球尺度大于银河系 C.分子是不可再分的粒子 D.固体分子间没有空隙 随练 3 已知上层的粒子由下层的粒子构成，下列选项中正确描述物质结构的是（ ） A. B. C. D. 4 下列各项排列中，按照尺度的数量级由大到小排列的是（ ） A.银河系、太阳系、分子、原子核、电子、夸克 B.太阳系、银河系、原子核、分子、电子、夸克 C.银河系、太阳系、原子核、分子、夸克、电子 D.太阳系、银河系、分子、原子核、夸克、电子 分子热运动 例题 5 下列现象中，能说明分子在做无规则运动的是（ ） A.雪花纷扬 B.柳枝摇曳 C.丹桂飘香 D.尘土飞扬 6 如图所示，有关分子热运动，下列说法正确的（　　） A.甲图中注射器中的液体很难被压缩，说明液体分子之间没有间隙 B.乙图中用手捏海绵，海绵的体积变小了，说明分子间有间隙 C.丙图中雪花飞扬，说明分子在做无规则运动 D.丁图中墨水滴入水中向四周扩散开，说明水分子在做无规则运动 随练 7 唐诗《山亭夏日》是一首描写夏日风光的七言绝句。其内容为：“绿树荫浓夏日长，楼台倒影入池塘。水晶帘动微风起，满架蔷薇一院香。”诗句中描述的情境属于扩散现象的是（　　） A.绿树荫浓夏日长 B.楼台倒影入池塘 C.水晶帘动微风起 D.满架蔷薇一院香 8 （1）小强在小瓶里装满带颜色的水，在橡皮塞上插进一根细玻璃管，使橡皮塞塞住瓶口，这就做了一个简易温度计，如图甲所示。小强将简易温度计分别放入温度不同的水中，观察到细管中液面的位置如图乙、丙所示，则图________所反映的是放入温度较低的水中的情况。 （2）如图丁所示，两个相同瓶子的瓶口相对，之间用一块玻璃板隔开，上面的瓶中装有空气，下面的瓶中装有密度比空气大的红棕色二氧化氮气体。抽掉玻璃板后，可以看到：________，这属于扩散现象。 分子间的作用力 例题 9 固态、液态、气态所对应的分子状态如图所示。关于不同状态下分子间的作用，下列说法中正确的是（ ） A.甲状态分子间只有引力，没有斥力 B.只有乙状态分子间既有引力，又有斥力 C.丙状态分子间力的作用最弱 D.任何状态下分子间的引力都大于斥力 10 将很干净的玻璃板挂在弹簧测力计下，使玻璃板水平接触水面，如图甲所示。然后稍稍用力向上拉动玻璃板，玻璃板并未与水面分离，却发现其边缘处的水面稍微向上弯曲，如图乙所示，这是因为________，此时弹簧测力计示数________（选填“大于”、“等于”或“小于”）玻璃板自身重量。 随练 11 [多选题] 对于如图所示的各种实验现象，下列解释中正确的是（ ） A.甲图主要说明扩散现象发生的剧烈程度与温度有关 B.乙图主要说明物体内分子之间存在相互作用的引力 C.丙图主要说明分子之间既存在引力又存在斥力 D.丁图主要说明分子是在运动着的 12 对下列现象的解释，正确的是（ ） A.用力拉铁丝，铁丝很难被拉断，说明分子间有引力 B.封闭在容器内的液体很难被压缩，说明分子间有引力 C.用手捏海绵，海绵的体积变小了，说明分子间有间隙 D.两小滴水银接触会变成一大滴水银，说明分子不停运动 内能 知识精讲 一．内能 运动着的篮球具有动能 自由下落的石块和地球互相吸引具有势能 运动着的分子也有动能  互相吸引的分子具有势能 具有 被压缩的弹簧因各部分互相排斥具有势能 互相排斥具有势能 互相排斥的分子具有势能 1、分子作无规则运动而具有的能叫做分子动能； 2、由于分子间存在着相互作用力而具有的能叫做分子势能； 定义：物体内部所有分子的动能与分子势能的总和叫做物体的内能，内能的单位是焦耳（J）。 二．影响内能大小的因素 结论：内能的大小跟物体的温度、质量、体积、状态等有关。影响因素 状态：同种物体，温度、质量不变时，状态改变，内能改变 温度：同一物体，状态改变时，温度越高，物体的内能越大 质量：状态相同的同种物体，质量越大，内能越大 种类：物体的质量、温度、状态相同时，物质的种类不同，内能不同 三．内能和机械能 四． 热传递改变物体的内能 1．实验探究：热传递能否改变物体的内能 现象：烧水时炉火的温度高于水的温度，所以水的温度升高，内能增加； 总结：使温度不同的物体相互接触，低温的物体温度升高，高温的物体温度降低，这个过程叫做热传递； 结论：热传递可以改变物体的内能。 2．热量 定义：在热传递过程中，传递能量的多少叫做热量。通常用字母Q表示。 热量的理解： （1）热量是热传递过程中，物体内能的改变量，因此，热量是个过程量。只有在热传递过程中才能谈及热量，离开热传递过程谈热量毫无意义； （2）不能说某个物体具有或含有多少热量，更不能说比较两个物体具有热量的多少；只能说吸收或放出热量。 五．做功改变物体的内能 1．实验探究：做功能否改变物体的内能 实验设计：在配有活塞的厚玻璃筒里放一小团硝化棉，把活塞迅速压下去 实验设计：玻璃瓶内有一些水，水的上方有水蒸气，塞紧塞子后用气筒往瓶里打气 实验现象：硝化棉会燃烧； 实验分析：原因是活塞压缩筒内的空气，对筒内的空气做功，使空气的内能增加，温度升高，达到硝化棉的燃点 实验现象：塞子跳起，瓶内出现白雾； 实验分析：原因是水蒸气对塞子做功，内能减小，温度降低，水蒸气液化成小水滴 结论：做功可以改变物体的内能。 内能的概念辨析 例题 13 分子动能是指物体内所有分子做无规则热运动时而具有的动能总和。为了帮助同学们理解“分子动能”的概念，老师做了如下类比：“运动的篮球具有动能，动能的大小与篮球的质量和篮球运动的速度有关；类似的，运动的分子也具有动能，分子动能也与分子的质量、分子运动的速度有关。”根据老师的类比，对于某一物体来说，能够直观反应分子动能大小的宏观物理量是（ ） A.物体的温度 B.物体的体积 C.物体的状态 D.物体的运动速度 14 物理学把“物体内所有分子热运动的动能与分子势能的总和叫做物体的内能”，请你根据这个意思，结合所学知识，下列判断正确的是（ ） A.同一物体温度越高，物体内能越大 B.同一物体温度越低，物体内能越大 C.温度相同的同种物质，分子个数越多，物体内能越大 D.温度相同的同种物质，分子个数越多，物体内能越小 随练 15 生活中的“热”含义非常丰富，物理学中，“天气很热”中的“热”是指______高；“两手相互摩擦手会发热”的“热”是指______增加。 16 [多选题] 下列说法正确的是（ ） A.有机械能的物体必有内能 B.无机械能的物体必无内能 C.有内能的物体必有机械能 D.内能与机械能是两种不同形式的能 17 我们知道，冰熔化成水，需要吸热，体积还有所减小，那么关于一块0℃的冰完全熔化成0℃的水所具有的内能，下列说法中正确的是（ ） A.它们具有相等的内能 B.0℃的冰具有较大的内能 C.0℃的水具有较大的内能 D.无法比较 改变内能的两种方式 例题 18 下列事例中在改变物体内能的方式上与其它三项不同的是（ ） A.弯折铁丝 B.放大镜“烤”纸片 C.锯条发热 D.钻木取火 随练 19 将一高温物体与一低温物体接触达到相同温度（两物体与外界没有热量交换），则有（ ） A.高温物体放出的热量一定大于低温物体吸收的热量 B.高温物体放出的热量一定等于低温物体吸收的热量 C.高温物体降低的温度一定大于低温物体升高的温度 D.高温物体降低的温度一定等于低温物体升高的温度 20 下列现象属于用热传递的方式改变物体内能的是（ ） A.反复弯折铁丝，铁丝的弯折处会变热 B.冬天人们常用热水袋来取暖 C.远古时代，人们采用钻木的方式来取火 D.汽油机在压缩冲程中，汽缸内汽油和空气的混合物温度升高 内能、温度和热量的辨析 例题 21 关于温度、内能和热量，下列说法正确的是（ ） A.温度高的物体内能一定大 B.物体温度越高，含有的热量越多 C.水沸腾时吸收热量，温度保持不变 D.物体的温度为0℃时，其内能为零 22 下列有关热和能的说法中，正确的是（ ） 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，温度不变，内能变大 C.燃料的热值越大，燃烧时放出的热量越多 D.物体吸收热量，温度一定升高 随练 23 关于温度、热量、和内能，下列说法正确的是（ ） A.温度高的物体内能一定大 B.物体的温度越高，所含的热量越多 C.内能少的物体也可能将能量传给内能多的物体 D.物体的内能与温度有关，只要温度不变，物体的内能就一定不变 24 关于温度、热量和内能，下列说法中正确的是（ ） A.在热传递过程中，内能小的物体也可能将热量传给内能大的物体 B.物体的内能与温度有关，只要温度不变，物体的内能就一定不变 C.温度高的物体内能一定大，温度低的物体内能一定小 D.60℃的水一定比30℃的水含有的热量多 比热容 知识精讲 一．比较不同物质的吸热情况 【提出问题】质量相同的不同物质，升高相同的温度，吸收的热量是否相同？ 【实验器材及设计】 1．实验器材：天平、停表、相同规格的温度计两个、适量的水和食用油、相同规格的烧杯两个、相同规格的电加热器两个等。 2．实验设计 3．探究过程 （1）用天平称取水和食用油各100g，分别放入两个相同的烧杯中，按图组装好器材； （2）记录加热前液体的温度，即初温； （3）用电加热器分别给水和食用油加热； （4）使水和食用油升高相同的温度后，记录所需时间，并将相关数据填入表中； 4．实验结论 质量相同的不同物质，升高相同的温度时，吸收的热量不同。即不同物质的吸热能力不同。 二．比热容 1．定义：一定质量的某种物质，在温度升高时吸收的热量与它的质量和升高的温度乘积之比，叫做这种物质的比热容。比热容用符号c表示，单位为J/（kg•ºC），读作“焦每千克摄氏度”。比热容表示物体吸收热量的本领。 2．物理意义：水的比热容为4.2×103J/(kg•ºC)，表示1kg的水温度升高（或降低）1 ºC吸收（或放出）的热量为4.2×103J。 3．一些物质的比热容 比热容这个物理量与密度一样，是反映物质特性的量，每种物质都有自己的比热容，不同物质的比热容一般是不同的，即使是同种物质，物态不同，比热容也不同。 三．水的比热容 1．水的比热容比较大，在吸收或放出相同热量的情况下，水的温度变化要小些。 2．白天沿海地区比内陆地区升温慢，夜晚降温也慢；因此在一年中，夏季时内陆比沿海炎热，冬季时内陆比沿海冷。 3．水的比热容大的特点，在生产、生活中经常被利用。如汽车发动机、发电机等机器，在工作时要发热，通常要用循环流动的水来冷却。 四．比热容的相关计算 1．公式： 和，或。 2．理解：公式中，c表示物质的比热容，m表示物体的质量，表示物体的初温，表示物体的末温，表示物体升高的温度，表示物体降低的温度。 3．适用范围：公式适用于物态不发生变化时物体热量的计算。如果过程中存在着物态变化，不能使用该公式。 比较不同物质的比热容 例题 25 如图1所示是“探究不同物质吸热升温现象”的实验。将质量相等的沙子和水分别装在易拉罐中，并测出沙子和水的初温。然后用酒精灯加热并不断搅拌，每隔1min记录一次温度。 实验记录如下表 加热时间/min 0 1 2 3 4 5 温度/℃ 沙子 20 25 29 34 38 42 水 20 21 22 23 24 25 （1）实验中，加热时间实质上反映了________。 （2）根据实验数据，在图2中画出沙子和水的温度随时间变化的图象。 （3）分析图象可知，对于质量相等的沙子和水：吸收相等热量，升温较快的是________；若使两者升高相同的温度，则________吸收的热量较多。通过大量类似实验，人们发现了物质的又一种物理属性，物理学将这种属性叫做________。 随练 26 某同学在做“比较不同液体吸热能力”的实验时，使用相同的电加热器给液体甲和乙加热。实验记录表如下： （1）分析第2、4次实验数据可看出，质量相同的甲和乙液体升高相同的温度，可从________来判断液体吸收热量的多少。 （2）分析第1、2次或第4、5次实验数据，可以得出的初步结论是：质量相同的同种物质，升高的温度越高，吸收的热量就越________。（选填“多”或“少”） （3）分析第2、3次或第5、6次实验数据，可以得出的初步结论是：同种物质升高相同温度时，物质的________越大，吸收的热量就越________。（选填“多”或“少”） （4）通过比较第2、4次实验数据可知，液体吸收热量多少与液体的________有关，________的吸热能力更强（选填“甲”或“乙”）。 液体 次数 质量mkg 升高的温度t℃ 加热的时间tmin 甲 1 0.1 5 1 2 0.1 10 2 3 0.2 10 4 乙 4 0.1 10 1 5 0.1 20 2 6 0.2 20 4 27 如图甲，在探究“不同物质吸热能力”的实验中： （1）在两个相同的烧杯中加入初温相同、________相同的水和煤油；实验时选用两个相同的电加热器加热，目的是使水和煤油在单位时间内________。 （2）实验中记录下两种物质温度随时间的变化图象并描出了如图乙所示的图象，由图可知b物质是________，分析图象还判断出________（水/煤油）的吸热能力较强。 比热容的概念辨析 例题 28 赵阳同学从下面一些常见物质的比热容表中，分析归纳出几个结论，其中正确的是（ ） 一些常见物质的比热容[J/（kg•℃）] 水 4.2×103 水银 0.14×103 玻璃 0.84×103 铁 0.46×103 砂石 0.92×103 煤油 2.1×103 干泥土 0.84×103 铝 0.88×103 A.在同样的阳光照射下，干泥土比湿泥土升温慢 B.不同物质的比热容一定不同 C.给小质量的物体测量温度时适宜用水银温度计 D.给常温下的铁块、铝块用相同方式加热相同时间，铁的温度升高得少 29 对公式的理解，下列说法正确的是（ ） A.物质的比热容与物体的质量成反比 B.比热容与物体质量多少、温度变化大小、吸热或放热的多少无关 C.物质的比热容与物体是吸热或放热有关 D.物质的比热容与物体的温度变化大小成反比 随练 30 关于物质的比热容，下列说法中正确的是（ ） A.比热容是物质的一种属性，和物质的吸收的热量多少有关 B.同种物质质量越大比热容就越大 C.因为水的比热容较大所以比较适合做冷却剂 D.同种物质升温慢的比热容大 31 关于同一种固态物质的比热容c，下列说法正确的是（ ） A.若吸收的热量增大一倍，则比热容增大一倍 B.若质量增大一倍，则比热容减至一半 C.若加热前后的温度差增大一倍，则比热容增大一倍 D.无论质量多大，比热容都一样 比热容的应用 例题 32 汽车的发动机用循环流动的水来冷却，是利用水的________较大的特点；请你再写出一个与该特点有关的日常生产、生活中的例子：________。 33 初春育水稻秧苗时，为了不使秧苗受冻，正确的做法是（ ） A.早晨多灌水，傍晚多排水 B.早晨多排水，傍晚多灌水 C.早晨和傍晚都要多灌水 D.早晨和傍晚都不要灌水 随练 34 月球上的昼夜温差很大，而地球的昼夜温差很小，这主要是因为地球上有大量的水，而水的比热容________，具有调节温度的作用；同时地球表面还覆盖着厚厚的大气层，大大减小了在夜晚以________（选填“做功”或“热传递”）的方式失去内能。 35 综合问答： 暑假的一天，小明想骑自行车外出游玩。①他先用打气筒给轮胎充气，打了一会儿发现筒壁很热。②充足气后小明骑上自行车来到海边，他闻着海腥味儿比春节前来时浓重多了。③小明放好自行车走进水里，感觉水温明显比沙滩温度低。 请你选择其中一个场景，运用所学的物理知识加以解释。 解释现象________：________。 比热容的计算 例题 36 甲乙两物体质量相等，甲温度降低20℃，乙温度升高15℃时，乙物体吸收的热量是甲物体放出热量的2倍，甲乙两物体的比热容之比是（ ） A.3：8 B.8：3 C.4：3 D.3：2 37 质量为1千克的牛奶，加热后温度升高了20℃，求牛奶吸收的热量。[c牛奶＝2.5×103焦/（千克•℃）] 随练 38 我国许多城市之中建有大型绿地，绿地中的人工湖具有“吸热”功能，盛夏时节能大大减弱周围地区的“热岛效应”。若某一人工湖湖水的质量为1.0×107kg，水温升高2℃，则湖水吸收的热量为________J．若这些热量被同等质量的砂石吸收（c砂石＜c水），则砂石升高的温度________（选填“大于”、“小于”或“等于”）2℃．（c水＝4.2×103 J/（kg•℃）） 39 一个温度是40℃的铁球，吸收2.3×103J的热量后，铁球温度上升到90℃．求：铁球的质量为多少？〔c铁＝0.88×103J/（kg•℃）〕 课堂小结 1、分子动理论的内容是： （1）物质是由分子组成的，分子间有间隙； （2）一切物体的分子都在永不停息的做无规则运动； （3）分子间存在相互作用的引力和斥力。 2、扩散：不同物质相互接触，彼此进入对方的现象； 3、固体、液体压缩时分子间表现为斥力大于引力，固体很难拉长是分子间引力大于斥力； 4、内能：物体内部所有分子的动能和势能之和； 5、改变物体内能的两种方法：做功和热传递； 6、热量（Q）在热传递过程中，传递能量的多少； 7、比热容：是物体的一种特性，它不会随着物质的体积、质量、形状、位置、温度的改变而改变； 8、热量的计算：。 拓展 40 下列微粒按从大到小的顺序排列正确的是（ ） A.原子、原子核、质子、电子 B.分子、电子、质子、原子 C.原子核、电子、质子、分子 D.分子、原子、电子、原子核 41 下列现象中，不能说明分子在不停地做无规则运动的是（ ） A.闻到花香 B.尘土飞扬 C.腌制鸭蛋 D.钢件的表面渗碳 42 下列说法中正确的是（ ） A.液体很难被压缩，说明分子间有引力 B.固体中分子排列较紧密，说明分子间只有引力，没有斥力 C.破镜难圆，说明分子间没有作用力 D.用干手器吹出的热风吹刚洗过的手，可以加快手上水的蒸发 43 物体的内能是物体内部所有分子运动的________与分子________的总和．冰在熔化过程中，温度不变，冰水混合物的内能________（选填“增大”、“减小”或“不变”）． 44 下列关于内能的说法中正确的是（ ） A.0℃以下的物体没有内能 B.静止的物体没有内能 C.内能和机械能是同一种形式的能量 D.内能与物体的温度有关 45 如图所示，在空气压缩引火仪的玻璃筒底部，放入一小团干燥的棉花，用力将活塞迅速下压，玻璃筒内的空气温度升高，空气的内能________（填“增加”或“减少”），空气的内能是通过________方式改变的；筒内的棉花由于温度升高到着火点而燃烧，棉花的内能是通过________方式改变的。 46 关于温度、热量和内能，下列说法正确的是（ ） A.物体温度越高，所含的热量越多 B.温度高的物体内能一定大，温度低的物体内能一定小 C.物体的内能与温度有关，只要温度不变，物体的内能就一定不变 D.热传递过程中，能量也可能是从内能小的物体传递给内能大的物体 47 如图是“探究不同物质吸热升温的现象”实验装置，取质量和初温都相同的沙子和水，分别倒入相同的烧杯中，用相同的装置加热，实验数据记录如下表。 加热时间/min 0 1 2 3 4 温度/℃ 沙子 20 25 29 34 38 水 20 21 22 23 24 （1）实验中，可以通过________（选填“升高的温度”或“加热时间”）来比较两种物质吸收热量的多少。 （2）分析实验数据可知：当它们吸收相同热量时，________（选填“沙子”或“水”，下同）升温更高；推理：当它们升高相同温度时，________需要吸收的热量更多。 （3）通过大量类似实验，人们发现了物质的又一种物理属性，物理学将这种属性叫做________。 48 [多选题] 小莉根据下表中的数据，得出以下四个结论，其中正确的是（ ） 几种物质的比热容c/[J•（kg•℃）－1] 水 4.2×103 冰 2.1×103 酒精 2.4×103 砖石 0.92×103 煤油 2.1×103 铝 0.88×103 水银 0.14×103 铜 0.39×103 A.不同物质的比热容可能相等 B.同种物质在不同状态下比热容一定相等 C.质量相等的铜块和铝块，降低相同的温度，铝块放出的热量一定多 D.初温相等的酒精和砂石，吸收相等的热量后，酒精的末温可能比砂石的末温高 49 水的比热容比较大，人们往往利用它的这一特性为生产生活服务，下列事件与它的这一特性无关的是（ ） A.让流动的热水流过散热器供暖 B.汽车发动机用循环水冷却 C.采用沸水多水量、短时间对蔬菜进行焯水处理，可减少营养素的热损耗。 D.在较大的河流上建水电站，用水发电 50 太阳能热水器已经在城乡用得非常普遍，一太阳能热水器在某天日照时段里，能将20℃、80kg的水加热到40℃[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]．问 （1）在此过程中，水吸收了多少热量？ （2）热水器中水的体积是多少？ 答案解析 分子动理论 物质的构成 例题 1 【答案】 A 【解析】 小粉尘是固态颗粒物，属于物体，因此它的尺度最大，分子是由原子组成的，原子由原子核和电子构成，原子核由质子和中子构成，因此尺度最小的是中子。 2 【答案】 A 【解析】 A、黑洞是一类密度极大的天体，也就是黑洞的质量极大而体积非常小，故A正确； B、地球是太阳系中一颗普通的行星，在尺度上比银河系小得多，故B错误； C、分子是由原子组成的，说明分子是可以再分的，故C错误； D、固体分子间距小，但是有空隙，任何分子间都是有空隙的，故D错误。 随练 3 【答案】 A 【解析】 A．原子由位于中心的原子核和核外电组成，故A正确； B、C．原子核又是由带正电的质子和不带电的中子组成，故B、C错误； D．分子是由原子组成的，原子由位于中心的原子核和核外电子组成，故D错误． 4 【答案】 A 【解析】 银河系、太阳系、分子、原子核、电子、夸克是按照尺度的数量级由大到小排列的。故A正确，BCD错误 分子热运动 例题 5 【答案】 C 【解析】 用肉眼能直接看到的物体都不属于分子，例如雪花纷扬、柳枝摇曳、尘土飞扬等。丹桂飘香是桂花香味分子在空气中做无规则运动，这是分子运动的一种基本形式。 6 【答案】 D 【解析】 A．甲图中注射器中的液体很难被压缩，说明液体分子之间有相互作用的斥力，故A错误； B．乙图中用手捏海绵，海绵的体积变小了，是因为海绵结构疏松多孔，不能说明分子间有间隙，故B错误； C．丙图中雪花飞扬，这是机械运动，不能说明分子在做无规则运动，故C错误； D．丁图中墨水滴入水中向四周扩散开，这是扩散现象，说明水分子和墨水分子在做无规则运动，故D正确。 随练 7 【答案】 D 【解析】 A、绿树荫浓夏日长，是因为光在同种均匀介质中沿直线传播，遇到绿树阻挡后，在其后面形成阴凉，故A错误； B、楼台倒影入池塘，是平面镜成像，属光的反射现象，故B错误； C、水晶帘动微风起，说明力可以改变物体的运动状态，故C错误； D、满架蔷薇一院香是扩散现象，说明分子在不停地做无规则运动，故D正确。 8 【答案】 （1）丙 （2）两个瓶子内的气体逐渐混合，颜色变得均匀 【解析】 （1）温度计的工作原理是液体的热胀冷缩，分别放入温度不同的水中，在温度较低的水中液体的体积会变小，细管中液面会下降，所以图丙所反映的是放入温度较低的水中的情况。 （2）抽掉玻璃板后，可看到两个瓶子内的气体逐渐混合在一起，颜色变得均匀，这是分子运动的结果，是扩散现象。 分子间的作用力 例题 9 【答案】 C 【解析】 AB．分子之间既有引力也有斥力，引力和斥力是同时存在的，AB错误； C．丙状态是气体分子的模型，分子间距离较大，作用力较弱，C正确； D．在平时状态下，物质内分子的引力等于斥力，D错误。 10 【答案】 分子之间存在相互作用的引力；大于 【解析】 当玻璃和水接触在一起时，玻璃分子和水分子间的距离在引力作用的范围内，所以水分子和玻璃分子之间存在相互作用的引力；当向上拉玻璃板时，弹簧测力计的读数等于玻璃板的重力加上分子间的引力，因此弹簧测力计的示数大于玻璃板自身的重力。 随练 11 [多选题] 【答案】 A B D 【解析】 A、因为分子的热运动与温度有关，温度越高分子的热运动越剧烈，所以滴在热水中的墨水比在冷水中扩散的快，故A正确； B、因为分子之间存在相互作用的引力，所以端面磨平的铅块压紧后能连接在一起，故B正确； C、因为分子在不停的做无规则的运动，所以铅板和金版长时间压紧在一起，铅和金会相互渗入对方，故C错误； D、因为分子在不停的做无规则的运动，所以抽取玻璃板后，两瓶中的气体逐渐混合均匀，故D正确。 12 【答案】 A 【解析】 A、分子间有相互作用的引力，用力拉铁丝不容易拉断，故A正确； B、封闭在容器内的液体很难被压缩，说明分子间有斥力，故B错； C、海棉有空隙，这些空隙人能够看得见，它不是分子间隙，故C错； D、由于分子间存在着相互的引力，两滴水银靠近时能结合成一滴较大的水银，故D错。 故选：A。 内能 内能的概念辨析 例题 13 【答案】 A 【解析】 分子动能是指物体内所有分子做无规则热运动时而具有的动能总和，影响分子动能大小的因素有：分子的质量、分子运动的速度；根据类比法可知，“运动的篮球具有动能，动能的大小与篮球的质量和篮球运动的速度有关；所以对于某一物体来说，能够直观反应分子动能大小的宏观物理量是运动速度的大小，即物体的温度，故A正确。 14 【答案】 A 【解析】 同一物体分子个数是一定的，当温度升高时，分子的热运动就越剧烈，则分子的动能就越大，从而可知物体的内能就越大，故A正确，B错误； 温度相同的同种物质，分子个数越多，由于物质的状态未知，所以物体的内能无法比较，故C、D错误． 随练 15 【答案】 温度；内能 【解析】 “天气很热”中的“热”是人对气温的一种感觉，温度高时，人体热量不易散发出去，就感觉热，是指温度高；“两手相互摩擦手会发热”的“热”是因为克服摩擦力做功改变了物体的内能，指内能增加。 16 [多选题] 【答案】 A D 【解析】 （1）任何物体都具有内能，但是不一定有机械能，故选项A说法正确，选项BC都是错误的； （2）内能与物体内部分子的热运动和相互作用情况有，内能与整个物体的机械运动情况有关，是两个完全不同的概念，不能混为一谈，故选项D的说法也是正确的． 17 【答案】 C 【解析】 解：0℃的水和0℃的冰，温度相同，说明分子动能相同，而体积不同，说明分子势能不相等。所以，内能不相等。故A错误。 0℃的冰具有的内能较多，错误，冰熔化时要吸热，所以，0℃的水具有较多的内能。故B、D错误，C正确。 故选：C。 改变内能的两种方式 例题 18 【答案】 B 【解析】 A、反复弯折铁丝，弯折处变热，将机械能转化为内能，是通过做功的方式改变物体的内能； B、放大镜聚光烤焦纸片，是通过热传递使纸的内能增加； C、锯木头时，要克服摩擦做功，机械能转化为内能，所以锯条会发烫，属于做功改变物体的内能； D、钻木取火，克服摩擦做功，机械能转化为内能，是通过做功的方式改变物体内能的； 由此可知，B选项与其它三个选项在改变物体内能的方式上是不同的。 随练 19 【答案】 B 【解析】 将一高温物体与一低温物体接触达到相同温度，由于不知它们的初始温度，故无法判定温度的高低，故CD错误；则高温物体放出热量，低温物体吸收热量，放出的热量等于吸收的热量，故B正确，A错误． 20 【答案】 B 【解析】 A、弯折铁丝时，机械能转化为铁丝的内能，内能增大温度升高，是通过做功改变了物体的内能，不符合题意； B、利用热水袋暖手，是通过热传递改变手的内能，符合题意； C、钻木取火时钻与木头相互摩擦做功，机械能转化为木头的内能，是通过做功的方式增加了物体的内能，不符合题意； D、汽油机在压缩冲程中，机械能转化为汽油的内能，使得汽缸内汽油和空气的混合物温度升高，是通过做功改变了物体的内能，不符合题意。 内能、温度和热量的辨析 例题 21 【答案】 C 【解析】 A、内能的大小与物体的质量、温度有关，温度高的物体质量不确定，所以内能大小不能确定，故A错误； B、热量是一个过程量，不能说物体含有多少热量，故B错误； C、沸腾的特点是：吸热但温度不升高，故C正确； D、一切物体都有内能，故物体的温度为0℃时，其内能不为零，故D错误。 22 【答案】 B 【解析】 A、发生热传递时，传递的是热量而不是温度；故A错误； B、一块0℃的冰熔化成0℃的水，吸收热量，温度不变，内能增大；故B正确； C、由Q放＝mq可知，燃烧时放出的热量与燃料的热值和质量有关，故C错误； D、物体吸收了热量，可能用来加快分子的无规则运动，即表现在物体的温度的升高；也可能用来改变物体的状态；比如：晶体在熔化过程，吸收热量，内能增加，但温度不变，所以，物体吸收了热量，物体的温度可能升高，也可能不变。故D错误。 随练 23 【答案】 C 【解析】 A、温度高的物体内能一定大；错误，因为内能的大小与物体的温度、质量和体积都有关。故A不正确。 B、热量是一过程量，描述它的术语是“吸收”和“放出”，不能用含有。故B不正确。 C、内能少的物体也可能将能量传给内能多的物体，能量是从高温物体转移到低温物体。故C正确 D、物体的内能与温度有关，只要温度不变，物体的内能就一定不变。错误，内能的大小还与质量和体积有关。故D不正确。 24 【答案】 A 【解析】 A、内能小的物体可能温度高，内能大的物体可能温度低，因此内能小的物体可能将热量传给内能大的物体，故A正确； B、内能的多少与物体的质量、温度、状态有关，因此只有温度不变，当物体的质量、状态改变时，物体的内能可能改变，故B错误； C、内能的大小跟质量、温度、状态都有关系，因此，温度高的物体内能不一定大，温度低的物体内能不一定小，故C错误； D、热量是过程量，不能说含有热量，故D错误。 比热容 比较不同物质的比热容 例题 25 【答案】 （1）水和沙子吸收热量的多少 （2） （3）沙子；水；比热容 【解析】 （1）实验中，加热时间实质上反映了水和沙子吸收热量的多少，加热时间越长，说明吸收热量越多。 （2）根据实验数据，在图2中画出沙子和水的温度随时间变化的图象，如图所示： 。 （3）分析图象可知，对于质量相等的沙子和水：吸收相等热量，升温较快的是沙子； 若使两者升高相同的温度，水加热时间较长，说明吸收的热量较多。 由上可知，水吸热能力较强，物理学将这种属性叫做比热容。 随练 26 【答案】 （1）加热时间 （2）多 （3）质量；多 （4）种类；甲 【解析】 （1）用相同的电加热器加热，加热时间越长，液体吸收的热量越多，加热时间越多，液体吸收的热量越少；分析第2、4次实验数据可看出，质量相同的甲和乙液体升高相同的温度，加热时间不同，可从加热时间来判断液体吸收热量的多少。 （2）由表中第1、2次或第4、5次实验数据可知，液体种类和液体质量相等而液体升高的温度不同，加热时间不同，升高的温度越大，需要的加热时间越长，液体吸收的热量越多，由此可得：质量相同的同种物质，升高的温度越高，吸收的热量就越多。 （3）由表中第2、3次或第5、6次实验数据可知，液体的种类和液体升高的温度相等而液体质量不同，液体质量越大，需要的加热时间越长，液体吸收的热量越多，由此可得：同种物质升高相同温度时，物质的质量越大，吸收的热量就越多。 （4）由表中第2、4次实验数据可知，液体质量和升高的温度相等而液体种类不同，甲液体的加热时间比乙液体的加热时间长，甲液体比乙液体吸收的热量多，由此可得：液体吸收热量多少与液体的种类有关，甲的吸热能力更强。 27 【答案】 （1）质量；吸收的热量相等 （2）煤油；水 【解析】 （1）因为在探究“不同物质吸热能力”的实验中，应保证水和煤油的质量相同、吸收的热量相同。所以在两个相同的烧杯中加入初温相同、质量相同的水和煤油。选用相同电加热器的目的是：使水和煤油在相同时间内吸收相同的热量。 （2）①图甲中可知：Va＜Vb， ∵ρ水＞ρ煤油， ∴根据V可知：质量相同时，V水＜V煤油， ∴可判断出a物质是水。 ②根据图乙可知：在质量、升高相同的温度时，a物质的加热时间长，说明a物质吸收的热量比乙物质吸收的热量多；所以物质a的吸热能力强。 比热容的概念辨析 例题 28 【答案】 C 【解析】 A、在阳光照射下，干泥土的比热容比湿泥土的比热容小，吸收相同的热量升温较快，故A错误； B、由表中数据可知，不同物质比热容一般不同，但也有的物质比热容相同，如煤油和冰；故B错误； C、从表中可知，水银的比热容比较小，当温度变化相同时比其它物质吸收或放出的热量少。这样，一方面不会影响被测物体的温度，另一方面吸收相同热量时，比其它物质的温度改变量大，温度计的示数变化明显，故C正确。 D、质量相等的铝块和铁块吸收相同的热量时，由于铁块的比热容小，根据公式Q＝cm△t可得，故铁块升高的温度较多，故D错误。 29 【答案】 B 【解析】 比热容是物质的一种特性，只与物质的种类和状态有关，与物体吸收或放出的热量、温度的变化、质量的大小均无关，故A、D、C错误，B正确。 随练 30 【答案】 C 【解析】 ABD、比热容与物质的种类、状态有关，与物体质量、温度高低、吸放热多少、升温快慢都没有关系；故ABD错误； C、水的比热容大，根据Q＝cm△t知，质量相同的水和其它物质比较，降低相同温度，水吸收热量多，所以常用水作为冷却剂，故C正确。 31 【答案】 D 【解析】 比热容是物质本身的特性，它不会随物质吸收的热量，质量，温度的改变而改变．所以A，B，C错误，D正确 比热容的应用 例题 32 【答案】 比热容；冬天暖气用热水取暖 【解析】 水的比热容大，故其吸（放）热本领越大，所以汽车的发动机常用水来冷却，暖气片中常用水作为热的载体，冬季晚上向稻田里放水，以防冻坏秧苗。这都是利用水的比热容大的特性。 33 【答案】 B 【解析】 初春培育水稻秧苗时，为了不使秧苗受冻，傍晚多灌水，当夜晚温度降低时，因为水的比热容大，水放出热量，水的温度降低的比较少，不至于使秧苗受冻． 在早晨把稻田内的水排出，稻田接受太阳光的照射，泥土的比热容小，泥土吸收热量，温度升高快，有利于秧苗的生长． 随练 34 【答案】 大；热传递 【解析】 （1）月球的昼夜温差很大，而地球的昼夜温差很小。这主要是因为地球上有大量的水，而水的比热容大，在同样吸放热的情况下，其温度变化不明显，因此具有调节温度作用； （2）地球表面覆盖着厚厚的大气层，可以大大减小了在夜晚以热传递的方式失去内能。 35 【答案】 ①；克服活塞与气筒壁之间的摩擦力做功，通过做功的方式增加了气筒壁的内能 【解析】 ①他先用打气筒给轮胎充气，打了一会儿发现筒壁很热，这是因为气克服活塞与气筒壁之间的摩擦力做功，通过做功的方式增加了气筒壁的内能； ②他闻着海腥味儿比春节前来时浓重多了，是因为温度越高，分子的无规则运动越快； ③走进水里，感觉水温明显比沙滩温度低的原因是：炎热的夏天，相同质量的水和沙子所吸收的热量是相同的，由于水的比热容大于沙子的比热容，由Q＝cm△t可知，水温度升高的慢，而沙子温度升高的快。 比热容的计算 例题 36 【答案】 A 【解析】 m甲＝m乙＝m，△t甲＝20℃，△t乙＝15℃， 由Q＝cm△t，可得， ，， 两物体比热容之比：。 37 【答案】 5×104J 【解析】 牛奶吸收的热量： Q吸＝cm△t＝2.5×103J/（kg•℃）×1kg×20℃＝5×104J。 答：牛奶吸收的热量为5×104J。 随练 38 【答案】 8.4×1010；大于 【解析】 （1）湖水吸收的热量： Q＝cm△t＝4.2×103J/（kg•℃）×1.0×107kg×2℃＝8.4×1010J； （2）由Q＝cm△t可知，水与砂石的质量m、它们吸收的热量Q相等，c砂石＜c水， 由可知，△t砂石＞△t水＞2℃，即砂石升高的温度大于2℃。 39 【答案】 0.052kg 【解析】 由Q吸＝cm△t可得铁球的质量： 。 答：铁球的质量为0.052kg。 拓展 40 【答案】 A 【解析】 物质是由分子组成的，分子又是由原子组成的；原子由位于原子中心带正电的原子核与绕原子核运动的带负电的电子组成；原子核由带正电的质子与不带电的中子组成； 因此，按从大到小的顺序排列正确的只有A选项。 41 【答案】 B 【解析】 A、闻到花香是花的香气分子不停地做无规则运动的结果，故A不符合题意； B、尘土在空中飞舞，是固体小颗粒的运动，不是分子的运动，分子是看不见的，故B符合题意； C、腌制鸭蛋，是盐分子不停地做无规则运动的结果，故C不符合题意； D、钢件的表面渗碳，说明分在不同的做无规则运动，故D不符合题意。 42 【答案】 D 【解析】 A、液体很难被压缩，说明分子间有斥力，故A错误； B、分子间同时存在相互作用的引力与斥力，故B错误； C、由于镜子破裂处的绝大多数分子间距离较大，大于分子直径的10倍，分子间的作用力就十分微弱，所以“破镜不能重圆”，故C错误。 D、用干手器吹出的热风吹刚洗过的手，因为热风的温度不但高，而且空气流动速度快，所以可以加快手上水的蒸发，故D正确。 故选：D。 43 【答案】 动能；势能；增大 【解析】 分子在无时无刻的运动着，所以分子具有分子动能；分子之间存在间隙，所以分子具有分子势能；构成物质的所有分子的分子动能和分子势能之和就是物体的内能。冰是晶体，在熔化过程中，尽管不断吸收热量，内能不断增大，但是温度却保持在熔点0℃不变。 故答案为：动能；势能；增大。 44 【答案】 D 【解析】 A、一切物体都有内能，0℃以下的物体当然也有内能，故A错误； B、一切物体都有内能，与其运动状态无关，静止的物体当然也有内能，故B错误； C、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，机械能与物体的机械运动情况有关，二者是两种不同形式的能量，故C错误； D、内能与物体的温度有关，同一物体温度越高，内能越大，故D正确。 故选：D。 45 【答案】 增加；做功；热传递 【解析】 迅速向下压活塞，活塞会压缩空气做功，机械能转化为内能，使空气的内能增加，温度升高，这是通过做功的方法增大空气内能的；当温度达到棉花的燃点时，棉花就会燃烧，这是通过热传递的方式增加棉花的内能的。 46 【答案】 D 【解析】 A、热量是过程量，描述它的术语只能用”吸收“和”放出“，不能用“含有”，故A错误； B、影响物体内能大小的因素有温度、质量等，温度高的物体内能不一定就大，温度低的物体内能不一定小，故B错误； C、内能的多少与物体的质量、温度、状态有关，单比较物体的温度不能判断物体内能的大小，故C错误； D、热传递的条件是物体之间有温度差，高温物体将能量向低温物体传递； 内能小的物体温度可能高，内能小的物体也可能将能量传递给内能大的物体，故D正确。 47 【答案】 （1）加热时间 （2）沙子；水 （3）比热容 【解析】 （1）实验中，可以通过加热时间来比较两种液体吸收热量的多少，这用到了转换法。 （2）分析实验数据可知：当水和沙子加热相同的时间，即吸收相同热量时，沙子温度升高的多，据此推理知，若它们升高相同温度时，水加热的时间长，水需要吸收的热量更多。 （3）为了表示物质在这种性质上的差异，在物理学中引入比热容这个物理量。 48 [多选题] 【答案】 A C D 【解析】 A、不同物质的比热容一般不同，有的也相同，如冰和煤油的比热容相同，故A正确； B、同种物质在不同状态下比热容不同，如水和冰比热容不同，故B错； C、铜的比热容比铝的比热容小，由Q放＝cm△t可知，质量相等的铜块和铝块，降低相同的温度，铝块放出的热量一定多，故C正确； D、酒精的比热容比沙石的比热容大，由Q吸＝cm△t可知，酒精的质量和升高温度的乘积（m△t）小，若酒精的质量比沙石的质量小的多，则酒精升高的温度可能比沙石的温度升高的多，使酒精的末温比砂石的末温高，故D正确。 49 【答案】 D 【解析】 A、因为水的比热容大，相同质量的水和其它物质比较，降低相同的温度，水放出的热量多，所以让流动的热水流过散热器来供暖，故A不符合题意； B、汽车发动机的冷却循环系统用水作为工作介质，因为水的比热容较大，升高相同的温度，水吸收的热量多，所以用水做内燃机的冷却液，故B不符合题意； C、因为水的比热容大，相同质量的水和其它物质比较，降低相同的温度，水放出的热量多，所以采用沸水多水量、短时间对蔬菜进行焯水处理，可减少营养素的热损耗，故C不符合题意； D、在较大的河流上建水电站，用水发电，是将水能转化为电能，与水的比热容无关，故D符合题意。 50 【答案】 （1）6.72×106J （2）0.08m3 【解析】 （1）将20℃、80kg的水加热到40℃，水吸收的热量为： Q吸＝cm水△t＝4.2×103J/（kg•℃）×80kg×（40℃－20℃）＝6.72×106J； （2）由可得，热水器中水的体积： 。 1 高小思的专属讲义 . 学科网（北京）股份有限公司 $$