3.5.1内能、比热 讲练-2024-2025学年浙教版九年级上册科学

内能、比热容、热量 知识点1 内能 （一）内能 (1)分子动能：分子永不停息地做无规则运动，同一切运动着的物体一样,运动着的分子也具有动能。物体的温度越高,分子具有的动能越大。 (2)分子势能：由于分子之间存在相互作用力,因此分子之间也具有势能。 (3)物体的内能：物体内部所有分子热运动的动能和和势能的总和，叫做物体的内能，俗称热能，内能的单位是焦耳( J)。 (4)影响内能大小的因素：物体的温度、质量、状态、种类等。如在其他因素相同时，温度越高物体的内能越大；在其他因素相同时，物体的质量越大，物体的内能越大；在其他因素相同时，物体的状态不同，物体的内能可能不同；在其他因素相同时，物体的种类不同，物体的内能也可能不同。 （二）物体内能的改变 (1)热传递可以改变物体的内能 ①热传递的条件：物体之间或同一物体的不同部分之间存在温度差。 ②热传递对物体的影响：温度高的物体放出热量，温度降低，内能减少；温度低的物体吸收热量，温度升高，内能增加。 ③内能变化的量度：用热量来量度内能的变化。热量是指在热传递过程中，传递内能的多少。 ④热传递的实质：是内能从高温物体(或同一物体的高温部分)传递到低温物体(或同一物体的低温部分)。 (2)做功可以改变物体的内能 ①大量生活现象和实验表明：外界对物体做功，可以使物体的内能增加。常见对物体做功四种方法如下： 压缩体积(如：用打气简打气) 摩擦生热(如：钻木取火) 锻打物体(如：用铁锤敲打铁块) 弯折物体 (如： 来回多次拧弯细铁丝 ) ②大量实验表明，物体对外做功，物体的内能会减少，如气体体积膨胀 ③通过做功改变物体的内能，实质是其他形式的能与物体内能相互转化的过程。对物体做了多少功，就有多少其他形式的能转化为内能；物体对外做了多少功，就有多少内能转化为其他形式的能。可见，功可以用来量度内能改变的多少。 【能力拓展】 (1)热量是一个过程量，要用“吸收”或“放出”来表述，而不能用“含有”或“具有”来表述，热量的单位是焦耳。 (2)热传递有三种方式，分别是传导、对流和热辐射。 (3)物体的内能可以通过做功和热传递两种方式来改变，由于它们在改变物体内能上产生的效果相同，所以我们说做功和热传递在改变物体的内能作用上是等效的，但它们也有本质上的不同。 用做功的方法改变物体的内能，实质上是其他形式的能与内能之间的相互转化，或者说是能的形式的转化。例如：用锯条锯木头，是用做功的方法使锯条的内能增加温度升高的，其中能量的转化是机械能转化为内能。 用热传递的方法使物体内能发生变化，其本质是内能的转移。例如：烧红的铁块放进冷水中，内能从高温的铁块转移到低温的水中。 知识点2 温度、热量、内能之间的区别与联系 温度 热量 内能 定义不同 宏观上：表示物体的冷热程度 微观上：反映物体中大量分子 在热传递过程中， 传递热量的无规则运动的剧烈程度多少 物体内所有分子无规则运动的动能与势能的总和 量的性质 状态量 过程量 状态量 表述 “降低”或“升高” “放出”或“吸收” “有”“具有”“改变”“增加”“减少” 单位 摄氏度(℃) 焦耳(J) 焦耳(J) 联系 温度的变化，可以改变一个物体的内能，,传递热量的多少可以量度物体内能改变的多少。物体吸收或放出热量，它的内能将发生改变，但它的温度不一定改变。如冰融化时要吸收热量，内能增加，但温度却保持在0℃不变。同样，物体放出热量时，温度也不一定降低 【能力拓展】判断内能改变的方式是通过做功还是热传递，关键是理解做功改变内能的实质是内能与其他形式能的转化，而热传递实质是内能的转移。 【易混淆】错误地认为温度高的物体，内能一定多，内能变化的唯一标志是温度是否变化。内能不仅和温度有关，还与物体的质量、体积、分子个数状态、种类有关，温度只能说明物体内分子做无规则热运：动的剧烈程度，因此看内能的变化不能仅看温度的变化。如：冰融化过程中虽然内能增加，但温度不变。 经典例题 1. 小金测得甲、乙两杯水的温度分别是45℃和75℃，下列判断正确的是(  ) A.甲杯中水的分子运动一定比乙杯中水的分子运动剧烈  B.甲杯中水的内能一定比乙杯中水的内能小 C.乙杯中水的温度降低，水的内能一定减少       D.乙杯中水的热量一定比甲杯水的热量多 2. 如图是用完全相同的加热装置给甲、乙两种质量相等的不同晶体同时均匀加热，两种晶体熔化前后温度随时间变化的图象。单位质量的两种晶体熔化过程中吸收的热量相比较，Q甲  Q乙；AB是晶体甲熔化图像上的两个点，该晶体在A点时的内能  B点时的内能。（均选填“大于”、“小于”或“等于”） 3. 进行《内能》学习时，小科设计了如图所示实验装置。在塑料瓶内装入少量的水，并滴入几滴酒精。塞紧塞子后，用打气筒往瓶内打气，当瓶塞弹出时，看到瓶内有白雾出现。请你解释产生这一现象的原因。 4. 下列事例中，改变物体内能的途径与其他三项不同的是( ) 5. 关于内能、热量和温度，下列说法中正确的是（   ） A.温度低的物体可能比温度高的物体内能多   B.物体内能增加，温度一定升高 C.物体内能增加，一定要从外界吸收热量   D.物体温度升高，它的热量一定增加 6.将冰块放在泡沫箱中可制成简易“冰箱”，把一瓶饮料放入“冰箱”后，冰块和饮料的温度随时间变化的曲线如图所示，在两物体温度达到相同之前，下列说法正确的是（  ） A.甲是冰块 B.乙吸收热量 C.甲内能增加 D.乙内能减少 7．如图为压缩气体做功的演示装置。在厚壁玻璃筒的底部放一小团浸有乙醚的棉花，用力将活塞迅速下压，棉花会被点燃。下列分析正确的是（   ） A．快压和慢压的效果相同，压缩气体做的功不同 B．快压和慢压的效果不同，压缩气体做的功相同 C．快压和慢压的效果相同，压缩气体做的功相同 D．快压和慢压的效果不同，压缩气体做的功不同 8．火的使用推动了人类文明的进步。随着科技的发展，生活中的点火方式越来越便捷多样，但火柴仍是实验室常用的点火工具。火柴引燃过程：划动火柴→擦火皮（含微量易燃物）产生火星→引发火柴头燃烧。图乙是小丽设计的三种引燃火柴的方式，若F1=F2>F3，且B、C的火柴棒与擦火皮夹角相同，则哪种方式更容易将火柴引燃?请用所学知识解释。 知识点3 比热容和热量的计算 （一）比热容 (1)定义及单位：单位质量的某种物质，温度升高1℃所吸收的热量叫做这种物质的比热容，比热容用符号℃表示，单位为焦/(千克. ℃)，读作焦每千克摄氏度。 (2)水的比热容表示的物理意义意义：水的比热容为4.2x103焦/(千克.℃ ),它的意义是质量为1千克的水，温度升高(或降低)1 ℃所吸收(或放出)的热量为4.2x103焦。 (3)水的比热容的特点和应用：一定质量的水升高(或降低)一定温度吸收（或放出）的热量较多，根据这特点， 我们用水作为降温物质或用来取暖，用来降温时，让水吸收并带走更多的热量：用来取暖时，让水放出更多的热量。另一方面，由于水的比热容大，在吸收(或放出)相同的热量时，温度升高(或降低)得小，故沿海沿海地区昼夜温差小，沿海地区冬暖夏凉等。 （二）热量的计算公式 (1)吸热公式： Q吸=cm( t-to)。 式中C表示物质的比热容，m表示物体的质量，to表示物体加热前的温度,t表示物体加热后的温度,“t-to”表示升高的温度，有时可用△to表示，此时吸热公式可写成Q吸=cm△to (2)放热公式：Q放=cm (to-t)。 式中c、m的含义不变，to表示物体放热前的温度，t表示物体放热后的温度，“to-t”表示降低的温度，有时可用△to表示，此时放热公式可写成Q放=cm△to (3)热量计算的一般式： Q=cm△t △t表示温度的变化量。 可见，物体吸收或放出热量的多少由物体的质量、物质的比热容和物体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。 Q吸与Q放公式中各物理量的单位：比热容C的单位是焦/(千克.℃),质量m的单位是千克，温度(t、t或△to)的单位是℃(摄氏度)，热量Q的单位是焦，计算时要注意单位的统一。 (4)两个温度不同物体放在一起时，高温物体放出热量,温度降低；低温物体吸收热量，温度升高。若放出热量没有损失，全部被低温物体吸收，最后两物体温度相同，称为“达到热平衡”。用公式表示为Q吸=Q放 (热平衡方程)。 经典例题 1. 如图所示，在比较酒精和水比热容大小的实验中，用图甲装置对相同质量的酒精和水进行加热，得到图乙的温度随时间变化的图像。下列说法正确的是(　　) A．用同一盏酒精灯对两个试管同时加热是为了使酒精和水吸收相同的热量 B．质量相同的不同物质，加热相同时间，吸收热量不同 C．从图像可知水的比热容比酒精的小 D．从图像可知质量相同的不同种物质升高相同的温度，吸收的热量相同 2. 甲、乙两物体质量都为2kg，丙物体质量为1kg，三个物体温度都升高1℃，吸收热量如图，以下说法正确的是（    ） A.乙的比热容与丙的相等    B.甲的比热容比乙的小 C.甲和丙比热容相等，可能是同一种物质    D.甲、乙的温度都降低1℃，甲比乙放出的热量多 3.甲、乙两物体的质量相同，若它们吸收相同的热量后升高的温度之比是3∶2，则甲、乙两种物质的比热容之比是(    ) A. 2∶3                                     B. 1∶3                                     C. 3∶2                                     D. 3∶4 4.1845年焦耳做了最好的用摩擦加热液体的实验。实验如图所示：他在容器里装一定质量的水，中间安上带有叶轮的转轴，转轴上绕上绳子，绳子另一端通过滑轮与重物相连。当重物下降时，绳子拉动转轴转动,带动叶片旋转，由于叶片和水的摩擦，容器里的水温度升高。通过测量和计算，可以比较重物减少的机械能与水增加的内能的关系。该实验为能量守恒定律的确立奠定了定量的实验基础。 （1）若实验中两个重物的总质量为 25kg,下降高度为 10m,则这两个重物减少的总机械能为     J； （2）若容器中水的质量为 0.5kg,实验测得水温升高 1℃,请计算水内能的增加量：      J；(C 水 =4.2×103 J/kg.℃) （3）某兴趣小组多次重复以上实验,发现实验结果和能量守恒定律并不吻合。请写出造成这种结果的可能原因      (写一种即可)。 基础巩固 1．如图为一种引火方式，用铁球甲撞击包裹铝箔的生锈铁球乙，铁球乙上的木屑就会被引燃。其原因是撞击使生锈铁球乙温度升高，引发氧化铁与铝箔发生反应放出大量热，引燃木屑。甲球撞击乙球时，能使乙球温度升高，其原因是（　　） A．甲球对乙球做功，乙球内能增大 B．甲球对乙球做功，乙球内能减小 C．乙球对甲球做功，乙球内能增大 D．乙球对甲球做功，乙球内能减小 2.如图所示是某物质由液态变为固态过程温度随时间变化的图像，下列说法中正确的是( ) A.t4时刻物体内能为零 B.t2、t3时刻物体内能相等 C.t2时刻物体内能比t3小 D.t1时刻物体分子动能比t2时大 3.木工师傅做家具时，来回拉动锯条锯木头，锯条温度将升高。该过程主要通过(    )。 A.热传递使锯条的内能增加        B.做功使锯条的内能增加 C.热传递使锯条的内能减少        D.做功使锯条的内能减少 4.如图所示,在试管内装适量的水,用橡皮塞塞紧管口,加热一段时间后橡皮塞冲出,同时管口附近产生“白气”。以下分析不正确的是（    ） A.水温上升时,水的内能增加         B.加热时管内的水不断汽化 C.管内气体对橡皮塞做功,其内能减少 D.试管口的“白气”是水蒸气 5.婚礼上常用的礼花喷射器结构如图，气罐内有高压气体，气罐通过气阀与纸简相连。使用时转动纸筒打开气阀，气体将纸筒内的礼花快速喷向远处。对该过程的分析正确的是（   ） A.罐内气体的内能增加 B.气罐内壁的温度降低 C.罐内气体通过热传递方式改变了内能        D.我觉得都对 6.把热水壶放在煤气灶上烧水的过程中，下列说法中正确的是( ) A.煤气的燃烧过程是内能转化为化学能 B.煤气燃烧越充分，它的热值越大 C.水的温度越高，水分子运动越剧烈 D.烧水的过程是通过做功的方式改变水的内能 7.关于物体内能的改变，下列说法正确的是( ) A.物体内能减少，可能是对外做了功 B.物体吸收热量，内能一定增加 C.对物体做功时，物体内能一定增加 D.物体放热时，内能一定减少 8.小金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 钢铁 0.46×103 冰 2.1×103 酒精 2.44×103 木材 2.4×103 铜 0.39×103 煤油 2.1×103 沙石 0.92×103 铝 0.88×103 铅 0.13×103 蓖麻油 1.8×103 干泥土 0.84×103 A．不同物质的比热容都不相同 B．水的比热容大，常做汽车的冷却剂 C．液体的比热容都大于固体的比热容 D．1kg的砂石温度升高1℃放出热量920J 9.在研究“不同物质的温度变化与吸热关系”实验中，取质量和初温都相同的甲乙两种液体，分别装入相同烧杯中，用相同的加热器加热，如图A所示。 (1)图B为某时刻的温度，其示数为 ℃。 (2)分析图C可知，吸收相同热量， 液体升温更高； 液体更适合作汽车发动机的冷却液。 (3)若甲、乙液体从图C所示的初温分别升高到40℃和35℃,吸收热量之比为2:1,则甲、乙液体的比热容之比为 。 10.如图所示，甲是“压缩气体做功"实验，取一个配有活塞的厚玻璃简，简内放一小团浸有少量乙醚的棉花，快速压下活塞，此实验可观察到没有乙醚的棉花着火燃烧，这是由于活塞对气体做功，气体的内能      (选填“增加”或“减少”)的缘故。乙是“压缩乙醚液化“实验：将少量乙醚吸进注射器，取下针头，用橡皮帽把注射器的小孔堵住，用手握住注射器的下端，乙醚会发生      (填物态变化名称)现象，然后向内快速推动活塞，看到乙醚发生液化但没有燃烧，这是因为      。 11.如图是被“热棒”包围的青藏铁路。“热棒”相当于一个制冷机，解决了“千年冻土”。“热棒”就是在中空的铁棒里装有适量的液态氨，当路基的温度上升时，通过      的方式将内能传给“热棒”里的液氨，液氨吸热      （填物态变化名称），上升到热棒上端，通过散热片冷却后液化成液态氨，又沉入了棒底。 12.(科学思维)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(p水>p煤油),选用相同电加热器的目的是 。 (2)水和煤油温度随时间变化的图像如图乙所示， ①根据图甲可判断出a物质是 (填“水”或“煤油”)。 ②根据图乙可判断出 (填“水”或“煤油”)吸热能力强。 13．小德想比较铜和铝的比热容，设计了如下实验： （1）将 相等的铜块和铝块放入冰箱，使它们的温度降低到； （2）取出后，将铜块、铝块再分别放入盛有质量相等、温度都是的水中，并将容器用隔热材料密封，如图所示； （3）一段时间后温度稳定，测量甲、乙容器中水的温度是和 （如图所示）； （4）实验中，用 间接反映两金属块吸收热量的多少； （5）对比数据可判断，表明 的比热容大（填“铜”或“铝”）。 14.. 为了比较甲乙两种液体的吸热能力，某同学设计了以下实验： a．在两个同样的烧杯中，分别装入等体积的甲乙两种液体 b．用温度计分别测出甲乙两种液体的初温 c．在两个烧杯中分别装入功率相同的电热器，且加热时间相同 d．用温度计分别测出甲乙两种液体的末温 （1）在上述a、b、c、d四个实验步骤中，存在错误的是步骤　________ （填写步骤前的字母），该步骤中错误的内容应改为________ ； （2）步骤c中“加热时间相同”是为了使甲乙两种液体________  （3）如图是甲乙两种液体的温度随时间变化的关系图象．若将液体甲和液体乙加热相同的时间，则液体________ 温度升高得快，甲乙两种液体的比热容的大小关系是甲________ c乙 ． 15.小明做了这样一个实验：在塑料瓶中装一些细沙，瓶口用软木塞塞紧并在其中插入一支温度计，瓶外包一层泡沫塑料。手拿瓶子迅速上下抖动(注意不要损坏温度计)。在多次抖动后，温度计的示数是否会发生改变？写出你猜想的根据。 16．当今太阳能热水器已经用得非常普遍了，如图所示。已知某太阳能热水器在冬季有效日照时段里，能将5℃、120L水加热到45℃。[水的比热容为4.2×103J/（kg·℃），水的密度为1.0×10 3 kg/m3] （1）热水器中水的质量是多少？ （2）在此过程中，水吸收了多少热量？ 17.质量为500g的水，温度从15℃升高到35℃。试求： （1）水吸收的热量是多少？ （2）如果这些热量是由温度从835℃降低到35℃的铁块来供给的，则铁块的质量是多少千克？ [已知c水＝4.2×103J/(kg·℃)，c铁＝0.45×103J/(kg·℃)，计算结果保留两位小数] 巩固提高 1．像法是学习科学的有效方法，小科同学所画图像中正确的是（　　） A．图甲：小车惯性与行驶速度关系图 B．图乙：同一滑轮组机械效率与提升物体的重力关系图 C．图丙：一定质量水（不发生三态变化）吸收热量与升高的温度关系图 D．图丁：在压力一定时，压强与受力面积大小关系图 2.如图所示，用相同的加热装置对a、b、c三种物质加热，它们的温度随时间变化的图象，其中a、c质量相同。下列对图象的分析正确的是（） A．t1﹣t2时间内物质a的温度不变，所以内能不变 B．如果a、b是同种物质，b的质量大于a的质量 C．温度从T1升高到T2时，物质a和物质b吸收的热量相等 D．物质b的比热容大于物质c的比热容 3．下列说法中正确的是（　     　） A．在热传递过程中，高温物体将温度传递给低温物体 B．温度高的物体一定比温度低的物体内能大 C．物体温度越高所含的热量也越多 D．物体吸收了热量，本身内能会变大 4．汽车紧急刹车时，轮胎温度急剧升高，内能增大，四个事例中改变物体内能的方式与之相同的是（　　） A．钻木取火 B．金属勺放在热汤中 C．食品放入冰箱内 D．物体放在取暖器旁 5.如图所示，甲、乙两只完全相同的金属球，甲用细线悬挂在天花板上，乙放在水平地面上。两球是用同种热的良导体材料制成的，水平支持面和细线均为热的不良导体制成。今让两球吸收相同的热量，则热平衡后(热损失不计)(    ) A. 甲球的温度低             B. 两球温度一样高             C. 乙球的温度低             D. 条件不足，无法比较 6．甲、乙两金属球质量相等，在冰水混合物中浸泡了10分钟后，将甲球从冰水混合物中取出，投入一杯热水中，最后水温降低了10℃，将甲球取出，再将乙球取出并放入这杯水中，达到热平衡时，水温又降低了10℃，则甲、乙两球的比热关系为（     ） A． B． C． D．无法判断 7.如图所示是冷水与热水混合时，温度随时间变化的图象。假设在热传递过程中没有热量损失，那么，由图中所给的信息可知，冷、热水的质量与吸放热之比分别是(　　) A．2∶1，1∶1 B．1∶1，2∶1 C．1∶1，1∶2 D．1∶2，1∶1 8.用两个相同的“热得快”分别给质量、初温都相同的甲、乙两种液体同时加热，两液体的温度随时间变化关系的图像如图所示。根据图像可知，甲液体的比热容________(选填“大于”“小于”或“等于”)乙液体的比热容。如果乙液体是水，那么质量为500g、初温为20℃的乙液体吸收9.45×104J的热量，则乙液体的温度升高了________℃。(气压为1个标准大气压) 9．如图，甲装置由圆底烧瓶、温度传感器、橡皮塞、橡皮管、打气筒等组成。向圆底烧瓶内注入适量酒精，使用打气筒向烧瓶内打气，根据传感器采集的数据，电脑处理后得到如图乙所示图像。 （1）AB段出现烧瓶内气体温度上升的实验现象，这是通过___________改变内能； （2）图乙中BC段对应发生的现象是___________。 10.很多同学在课间玩扭转矿泉水瓶的游戏，如图所示，在瓶里装有少量的水，盖紧瓶盖，使劲拧瓶的下部，使其严重变形，然后略松开瓶盖(对着没人的方向)。瓶盖弹出数米远，观察到瓶口和瓶内有白雾产生。请分析整个过程中瓶内气体温度变化及其产生白雾的科学原理解释？ 11．合适的温度是保证蛋糕烤制口感的关键，烤箱的最高温度可达到。为了精准测量烤箱内的温度，小明进行如下探究。 （1）小明认为酒精温度计不能测量烤箱的温度。结合下表，推测其原因是 ； 酒精 铁 铜 熔点/℃ 1538 1083 沸点/℃ 78 2750 2562 比热容/ （2）小明查阅资料发现可以用铜和铁紧贴在一起做成双金属片来制作温度计。与酒精温度计相比，金属温度计升温快，降温也快。结合上表分析其原因是 ； （3）如图甲所示，将双金属片放置在水平位置，a端固定，均匀加热，平直的双金属片会发生弯曲。图乙是小明设计的金属温度计的示意图，指针固定在金属片上，请判断高温时指针偏向A端还是B端，并说明理由 。 12．小应利用如图所示器材测量家中植物油的比热容。假设周围环境的气压为一个标准大气压，忽略鹅卵石、水和植物油在空气中热量散失。 实验步骤： 第一步：用案秤称出鹅卵石的质量m，然后在杯中分别倒入与鹅卵石质量相同的水和植物油，鹅卵石、水和植物油的温度均为25℃； 第二步：将两个相同的鹅卵石放入热水壶的沸水中，待它们与沸水同温后，夹起鹅卵石迅速分别放入装有水和植物油的杯中，测出鹅卵石与水、鹅卵石与植物油同温时的温度分别为t水=37℃，t油=50℃； （1）鹅卵石放入沸水后，鹅卵石的内能 （选填“增大”或“减小”），这是通过 （选填“做功”或“热传递”）的方式改变内能； （2）第二步中杯中水吸收的热量 植物油吸收的热量；（选填“大于”“小于”或“等于”） （3）求植物油的比热容 cm（列式计算）。 13.图1是“比较不同物质吸热情况”的实验装置，两个相同的烧杯中分别装有质量相等的水和食用油。 (1)选用两个相同规格的电加热器加热，目的是使水和食用油在相同时间内____。 (2)实验过程中温度计的玻璃泡不要碰到烧杯和____。 (3)图2中能合理反映实验结果的图像是____。(选填“甲”“乙”或“丙”) 14.寒假里小金和小徐一起玩了一回极速滑雪，如图甲。为研究方便将其简化为模型，如图乙。设小徐和小金及座垫的总质量分划为m和M，他们分别从轨道A点以初速为0向下滑行，求： （1）小金及座垫由A点到达B点时，重力做功为________； （2）若曲线轨道光滑，则小徐和小金由A点到达B点时的速度vm=vM ， 请证明之(已知M>m，动能表达式E动=1/2mv2)； （3）若曲线轨道粗糙，小金由A点到达B点时速度刚好为零，座垫材料的比热为C，质量为m0 ， 小金在滑动过程中克服摩擦所做的功40％转化为坐垫的内能，则坐垫温度升高多少? 15.工匠用钢铁打制刀具时，有一个重要流程叫“淬火”，把刚打制成型的刀具放到炉火中充分煅烧，然后将其迅速放入水中骤冷。现有一成型的合金钢刀具的质量为1kg,温度为20℃,放入836℃的炉火中煅烧足够长时间，迅速取出放入5kg、20℃的水中冷却，最后与水达到共同的温度。［不计过程中的热量损失，c水=4.2×103J/(kg·℃),C合全钢＝0.42×103J/(kg·℃)]求： (1)此刀具在火炉中吸收了多少热量？ (2)淬火后水的温度为多少摄氏度？ ( 1 ) 学科网（北京）股份有限公司 $$ 内能、比热容、热量 知识点1 内能 （一）内能 (1)分子动能：分子永不停息地做无规则运动，同一切运动着的物体一样,运动着的分子也具有动能。物体的温度越高,分子具有的动能越大。 (2)分子势能：由于分子之间存在相互作用力,因此分子之间也具有势能。 (3)物体的内能：物体内部所有分子热运动的动能和和势能的总和，叫做物体的内能，俗称热能，内能的单位是焦耳( J)。 (4)影响内能大小的因素：物体的温度、质量、状态、种类等。如在其他因素相同时，温度越高物体的内能越大；在其他因素相同时，物体的质量越大，物体的内能越大；在其他因素相同时，物体的状态不同，物体的内能可能不同；在其他因素相同时，物体的种类不同，物体的内能也可能不同。 （二）物体内能的改变 (1)热传递可以改变物体的内能 ①热传递的条件：物体之间或同一物体的不同部分之间存在温度差。 ②热传递对物体的影响：温度高的物体放出热量，温度降低，内能减少；温度低的物体吸收热量，温度升高，内能增加。 ③内能变化的量度：用热量来量度内能的变化。热量是指在热传递过程中，传递内能的多少。 ④热传递的实质：是内能从高温物体(或同一物体的高温部分)传递到低温物体(或同一物体的低温部分)。 (2)做功可以改变物体的内能 ①大量生活现象和实验表明：外界对物体做功，可以使物体的内能增加。常见对物体做功四种方法如下： 压缩体积(如：用打气简打气) 摩擦生热(如：钻木取火) 锻打物体(如：用铁锤敲打铁块) 弯折物体 (如： 来回多次拧弯细铁丝 ) ②大量实验表明，物体对外做功，物体的内能会减少，如气体体积膨胀 ③通过做功改变物体的内能，实质是其他形式的能与物体内能相互转化的过程。对物体做了多少功，就有多少其他形式的能转化为内能；物体对外做了多少功，就有多少内能转化为其他形式的能。可见，功可以用来量度内能改变的多少。 【能力拓展】 (1)热量是一个过程量，要用“吸收”或“放出”来表述，而不能用“含有”或“具有”来表述，热量的单位是焦耳。 (2)热传递有三种方式，分别是传导、对流和热辐射。 (3)物体的内能可以通过做功和热传递两种方式来改变，由于它们在改变物体内能上产生的效果相同，所以我们说做功和热传递在改变物体的内能作用上是等效的，但它们也有本质上的不同。 用做功的方法改变物体的内能，实质上是其他形式的能与内能之间的相互转化，或者说是能的形式的转化。例如：用锯条锯木头，是用做功的方法使锯条的内能增加温度升高的，其中能量的转化是机械能转化为内能。 用热传递的方法使物体内能发生变化，其本质是内能的转移。例如：烧红的铁块放进冷水中，内能从高温的铁块转移到低温的水中。 知识点2 温度、热量、内能之间的区别与联系 温度 热量 内能 定义不同 宏观上：表示物体的冷热程度 微观上：反映物体中大量分子 在热传递过程中， 传递热量的无规则运动的剧烈程度多少 物体内所有分子无规则运动的动能与势能的总和 量的性质 状态量 过程量 状态量 表述 “降低”或“升高” “放出”或“吸收” “有”“具有”“改变”“增加”“减少” 单位 摄氏度(℃) 焦耳(J) 焦耳(J) 联系 温度的变化，可以改变一个物体的内能，,传递热量的多少可以量度物体内能改变的多少。物体吸收或放出热量，它的内能将发生改变，但它的温度不一定改变。如冰融化时要吸收热量，内能增加，但温度却保持在0℃不变。同样，物体放出热量时，温度也不一定降低 【能力拓展】判断内能改变的方式是通过做功还是热传递，关键是理解做功改变内能的实质是内能与其他形式能的转化，而热传递实质是内能的转移。 【易混淆】错误地认为温度高的物体，内能一定多，内能变化的唯一标志是温度是否变化。内能不仅和温度有关，还与物体的质量、体积、分子个数状态、种类有关，温度只能说明物体内分子做无规则热运：动的剧烈程度，因此看内能的变化不能仅看温度的变化。如：冰融化过程中虽然内能增加，但温度不变。 经典例题 1. 小金测得甲、乙两杯水的温度分别是45℃和75℃，下列判断正确的是(  ) A.甲杯中水的分子运动一定比乙杯中水的分子运动剧烈  B.甲杯中水的内能一定比乙杯中水的内能小 C.乙杯中水的温度降低，水的内能一定减少       D.乙杯中水的热量一定比甲杯水的热量多 【答案】C 【解答】A.甲杯中水的温度低，所以甲杯中水的分子运动一定比乙中水的分子运动不剧烈，故A错误； B.水的内能与温度和质量有关，不知道二者质量的大小，无法比较内能大小，故B错误； C.乙杯中水的温度降低，水的内能一定减少，故C正确； D.水只能含有内能，不能含有热量，因此无法比较，故D错误。 2. 如图是用完全相同的加热装置给甲、乙两种质量相等的不同晶体同时均匀加热，两种晶体熔化前后温度随时间变化的图象。单位质量的两种晶体熔化过程中吸收的热量相比较，Q甲  Q乙；AB是晶体甲熔化图像上的两个点，该晶体在A点时的内能  B点时的内能。（均选填“大于”、“小于”或“等于”） 【答案】小于；小于 【解答】（1）根据图像可知，甲熔化的时间小于乙熔化的时间，那么甲吸收的热量小于乙吸收的热量，根据可知，单位质量的两种晶体熔化吸收热量Q甲<Q乙。 （2）根据图像可知，B点在A点之后，加热时间更长，吸收热量更多，内能更大，即A点的内能小于B点的内能。 3.进行《内能》学习时，小科设计了如图所示实验装置。在塑料瓶内装入少量的水，并滴入几滴酒精。塞紧塞子后，用打气筒往瓶内打气，当瓶塞弹出时，看到瓶内有白雾出现。请你解释产生这一现象的原因。 【答案】塞紧塞子后，用打气筒往瓶内打气，活塞压缩空气做功，将机械能转化为内能，从而使瓶子里面空气的内能增大，温度升高，对塞子的压力增大。当塞子受到的压力达到一定程度时，塞子跳起，此时将空气的内能转化为塞子的机械能。此时温度降低，于是里面的水蒸气发生液化现象，形成小水珠，这就是看到的“白雾”。 4. 下列事例中，改变物体内能的途径与其他三项不同的是( ) 【答案】A 5. 关于内能、热量和温度，下列说法中正确的是（   ） A.温度低的物体可能比温度高的物体内能多   B.物体内能增加，温度一定升高 C.物体内能增加，一定要从外界吸收热量   D.物体温度升高，它的热量一定增加 【答案】A 6.将冰块放在泡沫箱中可制成简易“冰箱”，把一瓶饮料放入“冰箱”后，冰块和饮料的温度随时间变化的曲线如图所示，在两物体温度达到相同之前，下列说法正确的是（  ） A.甲是冰块 B.乙吸收热量 C.甲内能增加 D.乙内能减少 【答案】B 【解析】①在热传递的过程中，高温物体放出热量，温度降低；低温物体吸收热量，温度升高； ②放出热量，内能减少；吸收热量，内能增大。饮料原来的温度高，放出热量，降低温度，因此甲是饮料；冰块原来的温度低，吸收热量，升高温度，因此乙是冰块，故A错误；乙是冰块，吸收热量，故B正确；甲是饮料，放出热量，内能减少，故C错误；乙吸收热量，内能增多，故D错误。 7．如图为压缩气体做功的演示装置。在厚壁玻璃筒的底部放一小团浸有乙醚的棉花，用力将活塞迅速下压，棉花会被点燃。下列分析正确的是（   ） A．快压和慢压的效果相同，压缩气体做的功不同 B．快压和慢压的效果不同，压缩气体做的功相同 C．快压和慢压的效果相同，压缩气体做的功相同 D．快压和慢压的效果不同，压缩气体做的功不同 【答案】D 【解析】 向下压活塞时，快压和慢压的效果不相同，因为两次用力的大小不同，则压缩气体做的功不相同，故D正确。 8．火的使用推动了人类文明的进步。随着科技的发展，生活中的点火方式越来越便捷多样，但火柴仍是实验室常用的点火工具。火柴引燃过程：划动火柴→擦火皮（含微量易燃物）产生火星→引发火柴头燃烧。图乙是小丽设计的三种引燃火柴的方式，若F1=F2>F3，且B、C的火柴棒与擦火皮夹角相同，则哪种方式更容易将火柴引燃?请用所学知识解释。 【答案】见详解 【详解】火柴头与擦火皮之间的压力越大，产生的摩擦力越大；火柴滑动过程中，克服摩擦力做功越多，机械能转化为内能越多；内能增大，温度很高；温度达到擦火皮上易燃物的着火点，产生火星；放出的热量传递到火柴头，引发火柴头燃烧，综上所述，根据题意知道，B方式更容易将火柴引燃。 知识点3 比热容和热量的计算 （一）比热容 (1)定义及单位：单位质量的某种物质，温度升高1℃所吸收的热量叫做这种物质的比热容，比热容用符号℃表示，单位为焦/(千克. ℃)，读作焦每千克摄氏度。 (2)水的比热容表示的物理意义意义：水的比热容为4.2x103焦/(千克.℃ ),它的意义是质量为1千克的水，温度升高(或降低)1 ℃所吸收(或放出)的热量为4.2x103焦。 (3)水的比热容的特点和应用：一定质量的水升高(或降低)一定温度吸收（或放出）的热量较多，根据这特点， 我们用水作为降温物质或用来取暖，用来降温时，让水吸收并带走更多的热量：用来取暖时，让水放出更多的热量。另一方面，由于水的比热容大，在吸收(或放出)相同的热量时，温度升高(或降低)得小，故沿海沿海地区昼夜温差小，沿海地区冬暖夏凉等。 （二）热量的计算公式 (1)吸热公式： Q吸=cm( t-to)。 式中C表示物质的比热容，m表示物体的质量，to表示物体加热前的温度,t表示物体加热后的温度,“t-to”表示升高的温度，有时可用△to表示，此时吸热公式可写成Q吸=cm△to (2)放热公式：Q放=cm (to-t)。 式中c、m的含义不变，to表示物体放热前的温度，t表示物体放热后的温度，“to-t”表示降低的温度，有时可用△to表示，此时放热公式可写成Q放=cm△to (3)热量计算的一般式： Q=cm△t △t表示温度的变化量。 可见，物体吸收或放出热量的多少由物体的质量、物质的比热容和物体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。 Q吸与Q放公式中各物理量的单位：比热容C的单位是焦/(千克.℃),质量m的单位是千克，温度(t、t或△to)的单位是℃(摄氏度)，热量Q的单位是焦，计算时要注意单位的统一。 (4)两个温度不同物体放在一起时，高温物体放出热量,温度降低；低温物体吸收热量，温度升高。若放出热量没有损失，全部被低温物体吸收，最后两物体温度相同，称为“达到热平衡”。用公式表示为Q吸=Q放 (热平衡方程)。 经典例题 1. 如图所示，在比较酒精和水比热容大小的实验中，用图甲装置对相同质量的酒精和水进行加热，得到图乙的温度随时间变化的图像。下列说法正确的是(　　) A．用同一盏酒精灯对两个试管同时加热是为了使酒精和水吸收相同的热量 B．质量相同的不同物质，加热相同时间，吸收热量不同 C．从图像可知水的比热容比酒精的小 D．从图像可知质量相同的不同种物质升高相同的温度，吸收的热量相同 【答案】A 【解析】A、用同一盏酒精灯对两个试管同时加热是为了使酒精和水吸收相同的热量，说法正确；B、质量相同的不同种物质，加热相同的时间，吸收热量相同，故B说法错误；C、从图线可知水的吸热能力比酒精强，故水的比热容比酒精大，故C说法错误；D、从图线可知质量相同的不同种物质升高相同的温度，水吸收的热量多，故D说法错误；故选：A 2. 甲、乙两物体质量都为2kg，丙物体质量为1kg，三个物体温度都升高1℃，吸收热量如图，以下说法正确的是（    ） A.乙的比热容与丙的相等    B.甲的比热容比乙的小 C.甲和丙比热容相等，可能是同一种物质    D.甲、乙的温度都降低1℃，甲比乙放出的热量多 【答案】D 3.甲、乙两物体的质量相同，若它们吸收相同的热量后升高的温度之比是3∶2，则甲、乙两种物质的比热容之比是(    ) A. 2∶3                                     B. 1∶3                                     C. 3∶2                                     D. 3∶4 【答案】 A 【解析】因为甲、乙物体的质量相同， 所以m甲：m乙=1：1； 它们吸收相同的热量， 那么Q甲：Q乙=1：1； 升高的温度之比为3：2；那么△t甲：△t乙=3：2； 根据公式Q=cm△t得到：； ； 解得：。 故选A。 4.1845年焦耳做了最好的用摩擦加热液体的实验。实验如图所示：他在容器里装一定质量的水，中间安上带有叶轮的转轴，转轴上绕上绳子，绳子另一端通过滑轮与重物相连。当重物下降时，绳子拉动转轴转动,带动叶片旋转，由于叶片和水的摩擦，容器里的水温度升高。通过测量和计算，可以比较重物减少的机械能与水增加的内能的关系。该实验为能量守恒定律的确立奠定了定量的实验基础。 （1）若实验中两个重物的总质量为 25kg,下降高度为 10m,则这两个重物减少的总机械能为     J； （2）若容器中水的质量为 0.5kg,实验测得水温升高 1℃,请计算水内能的增加量：      J；(C 水 =4.2×103 J/kg.℃) （3）某兴趣小组多次重复以上实验,发现实验结果和能量守恒定律并不吻合。请写出造成这种结果的可能原因      (写一种即可)。 【答案】（1）2500 （2）2100 （3）由于转轴处存在摩擦或液体散热(合理即给分) 【解析】（1）减小的机械能等于两个重物的重力做的功，根据W=Gh计算； （2）根据Q=cm△t计算水内能的增加量。 （3）根据转轴处的摩擦或液体散热对实验结果的影响分析解答。 【解答】（1）这两个重物减少的总机械能为：W=Gh=25kg×10N/kg×10m=2500J； （2）水内能的增加量为：Q=cm△t=4.2×103 J/(kg.℃)×0.5kg×1℃=2100J。 （3）某兴趣小组多次重复以上实验，发现实验结果和能量守恒定律并不吻合，造成这种结果的可能原因：由于转轴处存在摩擦或液体散热。 综合练习 1．如图为一种引火方式，用铁球甲撞击包裹铝箔的生锈铁球乙，铁球乙上的木屑就会被引燃。其原因是撞击使生锈铁球乙温度升高，引发氧化铁与铝箔发生反应放出大量热，引燃木屑。甲球撞击乙球时，能使乙球温度升高，其原因是（　　） A．甲球对乙球做功，乙球内能增大 B．甲球对乙球做功，乙球内能减小 C．乙球对甲球做功，乙球内能增大 D．乙球对甲球做功，乙球内能减小 【答案】A 【详解】甲球撞击乙球时，甲球对乙球做功，机械能转化为内能，乙球内能增大，温度升高，使反应发生，放出大量热，引燃木屑，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 2.如图所示是某物质由液态变为固态过程温度随时间变化的图像，下列说法中正确的是( ) A.t4时刻物体内能为零 B.t2、t3时刻物体内能相等 C.t2时刻物体内能比t3小 D.t1时刻物体分子动能比t2时大 【答案】D 【详解】A、分子仍不停地做无规则运动，任何物体都有内能，故A错误；B、t1时刻温度比t2时刻温度高，所以t1时刻物体内能比t2时大，故B错误；C、t2时刻物体内能与t3时刻的温度相同，但是 从t2时刻到t3时刻，物体要放出热量，因此t2时刻物体内能比t3时大，故C错误；D、物体温度越高，分子无规则运动越剧烈，由图可知，t1时刻温度比t2时刻温度高，则t1时刻物体分子动能比t2时大，故D正确。 3.木工师傅做家具时，来回拉动锯条锯木头，锯条温度将升高。该过程主要通过(    )。 A.热传递使锯条的内能增加        B.做功使锯条的内能增加 C.热传递使锯条的内能减少        D.做功使锯条的内能减少 【答案】B 【解析】做功改变物体内能的本质：能量转化；热传递改变物体内能的本质：能量转移，据此分析判断。 木工师傅做家具时，来回拉动锯条锯木头，通过摩擦做功，将锯条的机械能转化为内能，从而使锯条的内能增加，温度升高，故B正确，而A、C、D错误。 4.如图所示,在试管内装适量的水,用橡皮塞塞紧管口,加热一段时间后橡皮塞冲出,同时管口附近产生“白气”。以下分析不正确的是（    ） A.水温上升时,水的内能增加         B.加热时管内的水不断汽化 C.管内气体对橡皮塞做功,其内能减少 D.试管口的“白气”是水蒸气 【答案】D 【解答】A.水温上升时，水的内能增加，故A正确不合题意； B.加热时管内的水吸热，从液体变成气体不断汽化，故B正确不合题意； C.管内气体对橡皮塞做功，将内能转化为橡皮塞的机械能，则其内能减少，故C正确不合题意； D.试管口的“白气”不是水蒸气，是水蒸气液化而成的小水珠，故D错误符合题意。 5.婚礼上常用的礼花喷射器结构如图，气罐内有高压气体，气罐通过气阀与纸简相连。使用时转动纸筒打开气阀，气体将纸筒内的礼花快速喷向远处。对该过程的分析正确的是（   ） A.罐内气体的内能增加 B.气罐内壁的温度降低 C.罐内气体通过热传递方式改变了内能       D.我觉得都对 【答案】B 【解析】使用时转动纸筒打开气阀，气体将纸筒内的礼花快速喷向远处，将高压气体的内能转化为礼花的机械能，则气体的内能减小，气罐内壁的温度降低，故A错误，B正确； 罐内气体通过做功的方式改变内能，故C错误； 该过程的能量转化方式与汽油机的做功冲程类似，故D错误。 6.把热水壶放在煤气灶上烧水的过程中，下列说法中正确的是( ) A.煤气的燃烧过程是内能转化为化学能 B.煤气燃烧越充分，它的热值越大 C.水的温度越高，水分子运动越剧烈 D.烧水的过程是通过做功的方式改变水的内能 【答案】C 【详解】A、煤气在燃烧过程是化学能转化为内能，故A错误；B、燃料的热值仅与燃料的种类有关，而与燃料的燃烧程度、质量都无关，故B错误；C、分子的运动快慢与温度有关，水的温度越高，水分子运动越剧烈，故C正确；D、烧水时水从火焰中吸收热量，温度升高，是利用热传递的方式改变物体内能的，故D错误。故选C. 7.关于物体内能的改变，下列说法正确的是( ) A.物体内能减少，可能是对外做了功 B.物体吸收热量，内能一定增加 C.对物体做功时，物体内能一定增加 D.物体放热时，内能一定减少 【答案】A 【详解】A、物体内能减少可能对外做功，也可能放出了热量，故A正确；B、物体吸收热量，若同时对外做功，物体的内能不一定增加，故B错误；C、对物体做功时，若同时对外放热，物体的内能不一定增加，故C错误；D、物体放热时，若外界同时对物体做功，物体的内能不一定减少，故D错误。故选A。 8.小金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 钢铁 0.46×103 冰 2.1×103 酒精 2.44×103 木材 2.4×103 铜 0.39×103 煤油 2.1×103 沙石 0.92×103 铝 0.88×103 铅 0.13×103 蓖麻油 1.8×103 干泥土 0.84×103 A．不同物质的比热容都不相同 B．水的比热容大，常做汽车的冷却剂 C．液体的比热容都大于固体的比热容 D．1kg的砂石温度升高1℃放出热量920J 【答案】B 【解析】A．冰和煤油的比热容相同，不同物质的比热容可能相同，故A错误； B．因为水具有较大的比热容，所以在相同条件下，水吸收的热量比其他物质更多，常做汽车的冷却剂，故B正确； C．液体的比热容一般大于固体的比热容，但液体的比热容不一定都大于固体的比热容，如水银的比热容就小于铝、干泥土的比热容，故C错误； D．1kg的砂石温度升高1℃吸收的热量Q=cmΔt=0.92×103J/(kg·℃)×1kg×1℃=920J 9.在研究“不同物质的温度变化与吸热关系”实验中，取质量和初温都相同的甲乙两种液体，分别装入相同烧杯中，用相同的加热器加热，如图A所示。 (1)图B为某时刻的温度，其示数为 ℃。 (2)分析图C可知，吸收相同热量， 液体升温更高； 液体更适合作汽车发动机的冷却液。 (3)若甲、乙液体从图C所示的初温分别升高到40℃和35℃,吸收热量之比为2:1,则甲、乙液体的比热容之比为 。 【答案】(1)39； (2)乙；甲；(3)3:2 【详解】(1)图B中，温度计分度值为1℃,示数为39℃；(2)分析图C可知，吸收相同热量，即加热相同时间，如下所示，乙液体升温更高； 根据比较吸热能力的第2种方法，甲的吸热能力强，比热容大，根据Q=cmΔt,相同质量的甲乙两种物质，升高相同的温度，甲吸热多，冷却效果好，甲液体更适合作为汽车发动机的冷却液；(3)若甲、乙液体从图C所示的初温分别升高到40℃和35℃,升高的温度分别为20℃和15℃,吸收热量之比为2:1,根据c=Q/mΔt,则甲、乙液体的比热容之比为：c甲/c乙=Q甲/mΔt甲×mΔt乙/Q乙=2/1×15℃/20℃=3:2。 10.如图所示，甲是“压缩气体做功"实验，取一个配有活塞的厚玻璃简，简内放一小团浸有少量乙醚的棉花，快速压下活塞，此实验可观察到没有乙醚的棉花着火燃烧，这是由于活塞对气体做功，气体的内能      (选填“增加”或“减少”)的缘故。乙是“压缩乙醚液化“实验：将少量乙醚吸进注射器，取下针头，用橡皮帽把注射器的小孔堵住，用手握住注射器的下端，乙醚会发生      (填物态变化名称)现象，然后向内快速推动活塞，看到乙醚发生液化但没有燃烧，这是因为      。 【答案】增加；汽化；没有充足的氧气 【解答】（1）快速压下活塞，此实验可观察到没有乙醚的棉花着火燃烧，这是由于活塞对气体做功，气体的内能增加的缘故。（2）用手握住注射器的下端，里面的乙醚吸热，从液态变成气态乙发生汽化现象；（3）向内快速推动活塞，看到乙醚发生液化但没有燃烧，这是因为：没有足够的氧气。 11.如图是被“热棒”包围的青藏铁路。“热棒”相当于一个制冷机，解决了“千年冻土”。“热棒”就是在中空的铁棒里装有适量的液态氨，当路基的温度上升时，通过      的方式将内能传给“热棒”里的液氨，液氨吸热      （填物态变化名称），上升到热棒上端，通过散热片冷却后液化成液态氨，又沉入了棒底。 【答案】热传递；汽化 【解答】（1）热棒”就是在中空的铁棒里装有适量的液态氨，当路基的温度上升时，通过热传递的方式将内能传给“热棒”里的液氨；（2）液氨吸热，由液态变成气态发生汽化现象，上升到热棒上端，通过散热片冷却后液化成液态氨，又沉入了棒底。 12.(科学思维)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(p水>p煤油),选用相同电加热器的目的是 。 (2)水和煤油温度随时间变化的图像如图乙所示， ①根据图甲可判断出a物质是 (填“水”或“煤油”)。 ②根据图乙可判断出 (填“水”或“煤油”)吸热能力强。 【答案】(1)质量；使水和煤油在相同时间内吸收的热量相同；(2)①水；②水 【详解】(1)实验时采用相同的加热器是为了在相同时间内，使水和煤油吸收的热量相同。根据Q=cmΔt,要想比较不同物质吸热能力不同，即比热大小，要使水和煤油的质量相同，在水和煤油吸收热量相同时，通过比较温度变化量来比较比热大小；或者在水和煤油质量相同，温度升高相同时，比较吸收热量的多少，来比较比热的大小。(2)①实验时选择水和煤油的质量相同，水的密度大，煤油的密度小，根据密度公式得，水的体积小，煤油体积大，所以a物质是水，b物质是煤油。②方法一：(使水和煤油的质量相同，在水和煤油吸收热量相同时，通过比较温度变化量来比较比热大小)如图一，在水和煤油吸收相同热量时，a物质温度升高，20℃-10℃=10℃,b物质温度升高了30℃-10℃=20℃,根据Q=cmΔt,a物质温度变化小，a物质比热大。可以判断a物质是水，所以a物质吸热能力强。 图二(使水和煤油质量相同，温度升高相同时，比较吸收热量的多少，来比较比热的大小)在水和煤油升高相同温度时，都升高了30℃-10℃=20℃,需要加热器给b物质加热3min,给a物质加热3min, a物质吸收热量多，根据Q=cmΔt,a物质比热大，所以a物质是水，所以a物质吸热能力强。故答案为：(1)质量；使水和煤油在相同时间内吸收的热量相同；(2)①水；②水． 13．小德想比较铜和铝的比热容，设计了如下实验： （1）将 相等的铜块和铝块放入冰箱，使它们的温度降低到； （2）取出后，将铜块、铝块再分别放入盛有质量相等、温度都是的水中，并将容器用隔热材料密封，如图所示； （3）一段时间后温度稳定，测量甲、乙容器中水的温度是和 （如图所示）； （4）实验中，用 间接反映两金属块吸收热量的多少； （5）对比数据可判断，表明 的比热容大（填“铜”或“铝”）。 【答案】 质量 18 水温下降值 铝 【详解】（1）[1]比较不同物质的比热容要控制质量相同；将质量相等的铜块和铝块放入冰箱，使它们的温度降低到0℃。 （3）[2]由图知道，温度计的分度值是1℃，示数是18℃。 （4）[3]根据转换法，实验中，用等质量水的温度下降量间接反映两金属块吸收热量的多少。 （5）[4]因同质量水的初温均为23℃，甲、乙两容器中水的末温分别20℃和17℃，故乙图中水的温度变化大，由知道，乙图中水放热多，因没有热损失，故铝从水中吸收的热量多；由 知道，质量相同的铝和铜，因铝吸热多，而铝的温度变化小，故铝的比热容大。 14.. 为了比较甲乙两种液体的吸热能力，某同学设计了以下实验： a．在两个同样的烧杯中，分别装入等体积的甲乙两种液体 b．用温度计分别测出甲乙两种液体的初温 c．在两个烧杯中分别装入功率相同的电热器，且加热时间相同 d．用温度计分别测出甲乙两种液体的末温 请解答下列问题： （1）在上述a、b、c、d四个实验步骤中，存在错误的是步骤　________ （填写步骤前的字母），该步骤中错误的内容应改为________ ； （2）步骤c中“加热时间相同”是为了使甲乙两种液体________  （3）如图是甲乙两种液体的温度随时间变化的关系图象．若将液体甲和液体乙加热相同的时间，则液体________ 温度升高得快，甲乙两种液体的比热容的大小关系是甲________ c乙 ． 【答案】 （1）a　；在两个同样的烧杯中，分别装入等质量的甲乙两种液体（2）吸收的热量相同（3）甲；＜　 【解析】（1）依题意，比较甲乙两种液体的吸热能力，根据吸收热量的公式Q=Cm△t可知，实验需要采用控制变量法，控制甲乙的质量，故在两个同样的烧杯中，分别装入等体积的甲乙两种液体是不合理的，应当装入等质量的甲乙液体，所以步骤a错误；（2）吸收热量的多少可以用加热时间的长短来体现出来，相同的热源在相同的时间内放出的热量相等，为了比较两种液体的吸热能力，应当控制加热时间，所以步骤C加热时间相同是为了使两种液体吸收相等的热量．（3）甲、乙两种液体质量和初温都相同，观察图象可知：在相同时间内温度变化较大的是甲；因使用的是相同的“电热器”加热，所以在相同时间内甲、乙两种液体吸收的热量相同；根据c=可知，在两种液体质量相等，吸收的热量相同时，当升高温度越大，它的比热容就越小．所以c甲＜c乙 ． 15.小明做了这样一个实验：在塑料瓶中装一些细沙，瓶口用软木塞塞紧并在其中插入一支温度计，瓶外包一层泡沫塑料。手拿瓶子迅速上下抖动(注意不要损坏温度计)。在多次抖动后，温度计的示数是否会发生改变？写出你猜想的根据。 【答案】温度计的示数会变大，而且一段时间内示数不会变小或者变小得会很缓慢。对瓶子里面的沙子做功时，人的生物能转化为沙子的动能和重力势能，最后由于多次抖动后沙子停了下来，前面的这些能量都通过沙子与沙子之间的摩擦、沙子与瓶壁的摩擦而转化为内能，从而使温度升高，温度计示数会变大。由于塑料瓶外面包一层泡沫塑料，塑料泡沫是热的不良导体，会阻止瓶内的热量向外面的空气传递，所以温度计示数一段时间内会不变或者缓慢地变小。 16．当今太阳能热水器已经用得非常普遍了，如图所示。已知某太阳能热水器在冬季有效日照时段里，能将5℃、120L水加热到45℃。[水的比热容为4.2×103J/（kg·℃），水的密度为1.0×10 3 kg/m3] （1）热水器中水的质量是多少？ （2）在此过程中，水吸收了多少热量？ 【答案】（1）120kg；（2）2.016×107J 【解析】 解：（1）太阳能热水器中水的体积 V=120L=120dm3=0.12m3 水的质量m=ρV=1.0×103kg/m3×0.12m3=120kg （2）水吸收热量Q吸=cm（t-t0）=4.2×103J/（kg•℃）×120kg×（45℃-5℃）=2.016×107J 答：（1）热水器中水的质量是120kg；（2）在此过程中，水吸收了2.016×107J热量。 17.质量为500g的水，温度从15℃升高到35℃。试求： （1）水吸收的热量是多少？ （2）如果这些热量是由温度从835℃降低到35℃的铁块来供给的，则铁块的质量是多少千克？ [已知c水＝4.2×103J/(kg·℃)，c铁＝0.45×103J/(kg·℃)，计算结果保留两位小数] 【答案】（1）水吸收的热量Q吸＝cm(t－t0)＝4.2×103J/(kg·℃)×0.5kg×(35℃－15℃)＝4.2×104J。 （2）由题意可知，铁块放出的热量Q放＝Q吸＝4.2×104J，根据Q放＝cm(t0－t)得铁块的质量m铁＝ ≈0.12kg。 【解析】（1）根据公式Q吸＝cm(t－t0)计算水吸收的热量； （2）铁块放出的热量等于水吸收的热量，根据 计算铁块的质量。 巩固提高 1．像法是学习科学的有效方法，小科同学所画图像中正确的是（　　） A．图甲：小车惯性与行驶速度关系图 B．图乙：同一滑轮组机械效率与提升物体的重力关系图 C．图丙：一定质量水（不发生三态变化）吸收热量与升高的温度关系图 D．图丁：在压力一定时，压强与受力面积大小关系图 【答案】C 【详解】A．惯性是物体的属性，与物体的质量有有关，与速度无关，故A错误； B．根据滑轮组的机械效率可知，等物重越大时，机械效率越高，故B错误； C．由可知，质量和比热容相同时，吸收热量与升高的温度成正比，故C正确； D．据公式可知，压力一定时，压强与受力面积成反比，故D错误。 故选C。 2.如图所示，用相同的加热装置对a、b、c三种物质加热，它们的温度随时间变化的图象，其中a、c质量相同。下列对图象的分析正确的是（） A．t1﹣t2时间内物质a的温度不变，所以内能不变 B．如果a、b是同种物质，b的质量大于a的质量 C．温度从T1升高到T2时，物质a和物质b吸收的热量相等 D．物质b的比热容大于物质c的比热容 【答案】B 3．下列说法中正确的是（　     　） A．在热传递过程中，高温物体将温度传递给低温物体 B．温度高的物体一定比温度低的物体内能大 C．物体温度越高所含的热量也越多 D．物体吸收了热量，本身内能会变大 【答案】D 【解析】A. 在热传递过程中，高温物体将内能传给低温物体，故A错误；B. 质量不确定，只知道温度的关系，不能确定内能的大小，故B错误；C. 热量是一个过程量，不能说物体含有多少热量，故C错误；D. 同一物体，吸收热量，本身内能会增大，故D正确； 4．汽车紧急刹车时，轮胎温度急剧升高，内能增大，四个事例中改变物体内能的方式与之相同的是（　　） A．钻木取火 B．金属勺放在热汤中 C．食品放入冰箱内 D．物体放在取暖器旁 【答案】A 【解析】汽车紧急刹车时，轮胎与地面摩擦，克服摩擦做功，轮胎温度急剧升高，内能增大，是通过做功的方式改变内能的。A．钻木取火是克服摩擦做功，属于做功改变物体的内能，故A符合题意B．金属勺放在热汤中，金属勺吸收热量，是通过热传递改变内能，故B不符合题意；C．食品放入冰箱内，食品放出热量，属于热传递改变内能，故C不符合题意；D．物体放在取暖器旁边，会吸收热量，属于热传递改变内能，故D不符合题意。 5.如图所示，甲、乙两只完全相同的金属球，甲用细线悬挂在天花板上，乙放在水平地面上。两球是用同种热的良导体材料制成的，水平支持面和细线均为热的不良导体制成。今让两球吸收相同的热量，则热平衡后(热损失不计)(    ) A. 甲球的温度低             B. 两球温度一样高             C. 乙球的温度低             D. 条件不足，无法比较 【答案】 C 【解析】让两球吸收相同的热量，那么它们会膨胀，且膨胀的程度相同。对于甲球，重心变低，重力做正功，那么它的机械能会转化为内能，从而使其温度升高；对于乙球，重心变高，重力做负功，内能转化为机械能，所以温度降低，则最终甲的温度高，乙的温度低。 故选C。 6．甲、乙两金属球质量相等，在冰水混合物中浸泡了10分钟后，将甲球从冰水混合物中取出，投入一杯热水中，最后水温降低了10℃，将甲球取出，再将乙球取出并放入这杯水中，达到热平衡时，水温又降低了10℃，则甲、乙两球的比热关系为（     ） A． B． C． D．无法判断 【答案】C 【解析】由Q=cmΔt得：Q水=c水m水Δt水，Q水’=c水m水Δt水’，因Δt水=10℃，Δt水’=10℃，故Q水=Q水’；由Q吸=Q放得：Q甲=Q水，Q乙=Q水’，故Q甲=Q乙； 设：Q甲=Q乙=Q，m甲=m乙=m，则：Q=c甲mΔt甲，Q=c乙mΔt乙，化简得：c甲Δt甲= c乙Δt乙； 因：Δt甲=Δt乙+10℃，即Δt甲>Δt乙，则c甲<c乙。 7.如图所示是冷水与热水混合时，温度随时间变化的图象。假设在热传递过程中没有热量损失，那么，由图中所给的信息可知，冷、热水的质量与吸放热之比分别是(　　) A．2∶1，1∶1 B．1∶1，2∶1 C．1∶1，1∶2 D．1∶2，1∶1 【答案】A 【解析】由图可知：热水的初温为80℃、末温为40℃，△t热=80℃-40℃=40℃， 冷水的初温为20℃、末温为40℃，△t冷=40℃-20℃=20℃， 根据热平衡方程：Q吸=Q放，则Q吸：Q放=1：1 ∴C冷m冷△t冷=C热m热△t热。 即：4.2×103J/（kg•℃）×m冷×20℃=4.2×103J/（kg•℃）×m热×40℃。 所以m冷：m热=2：1。 故选：A 8.用两个相同的“热得快”分别给质量、初温都相同的甲、乙两种液体同时加热，两液体的温度随时间变化关系的图像如图所示。根据图像可知，甲液体的比热容________(选填“大于”“小于”或“等于”)乙液体的比热容。如果乙液体是水，那么质量为500g、初温为20℃的乙液体吸收9.45×104J的热量，则乙液体的温度升高了________℃。(气压为1个标准大气压) 【答案】小于；45 【解析】（1）根据公式Q=cm△t可知质量相同的不同物质吸收相同的热量时，升高的温度与比热容成反比。 （2）根据公式Q=cm△t计算即可。 【解答】（1）根据图像可知，当加热90min时，质量相同的甲和乙吸收相同的热量，升高的温度△t甲>△t乙；根据根据公式Q=cm△t可知，比热容c甲<c乙。 （2）乙液体的温度升高了：。 9．如图，甲装置由圆底烧瓶、温度传感器、橡皮塞、橡皮管、打气筒等组成。向圆底烧瓶内注入适量酒精，使用打气筒向烧瓶内打气，根据传感器采集的数据，电脑处理后得到如图乙所示图像。 （1）AB段出现烧瓶内气体温度上升的实验现象，这是通过___________改变内能； （2）图乙中BC段对应发生的现象是___________。 【答案】     做功     橡皮塞弹出，瓶口冒白雾，温度传感器显示温度下降 【解析】（1）用气筒向玻璃瓶内打气，对瓶内气体做功，导致气体内能增加，温度升高。 （2）图乙BC段塞子被试管内酒精蒸气推出，将内能转化为机械能。气体内能减少，瓶口冒白雾，温度传感器显示温度下降。 10.很多同学在课间玩扭转矿泉水瓶的游戏，如图所示，在瓶里装有少量的水，盖紧瓶盖，使劲拧瓶的下部，使其严重变形，然后略松开瓶盖(对着没人的方向)。瓶盖弹出数米远，观察到瓶口和瓶内有白雾产生。请分析整个过程中瓶内气体温度变化及其产生白雾的科学原理解释？ 【答案】用力拧瓶的下部时,瓶子变形，瓶子的体积变小,此时压缩瓶内气体做功,机械能转化为内能,瓶内气体内能增加,温度升高；略松开瓶盖，瓶内气体对外做功,内能减小,水蒸气遇冷,液化形成了小水滴，所以当瓶盖弹出时瓶内及瓶口就有白雾。 11．合适的温度是保证蛋糕烤制口感的关键，烤箱的最高温度可达到。为了精准测量烤箱内的温度，小明进行如下探究。 （1）小明认为酒精温度计不能测量烤箱的温度。结合下表，推测其原因是 ； 酒精 铁 铜 熔点/℃ 1538 1083 沸点/℃ 78 2750 2562 比热容/ （2）小明查阅资料发现可以用铜和铁紧贴在一起做成双金属片来制作温度计。与酒精温度计相比，金属温度计升温快，降温也快。结合上表分析其原因是 ； （3）如图甲所示，将双金属片放置在水平位置，a端固定，均匀加热，平直的双金属片会发生弯曲。图乙是小明设计的金属温度计的示意图，指针固定在金属片上，请判断高温时指针偏向A端还是B端，并说明理由 。 【答案】 烤箱最高温度超出酒精温度计的量程（酒精沸点低与烤箱温度） 铜和铁的比热容比酒精小 B，铜膨胀的比铁长，指针弯向B 【详解】（1）[1]由表格可知，酒精的沸点为78℃，而烤箱的最高温度可达到300℃高于酒精的沸点，故酒精温度计不能测量烤箱的温度。 （2）[2]由表格可知，铁和铜的比热容比酒精的比热容小，由可知，质量一定时，铁和铜吸收或放出相同的热量，温度变化比酒精的温度变化大，因此酒精温度计相比，金属温度计升温快，降温也快。 （3）[3]由图甲可知，双金属片受热时，体积变化大，金属片伸长，但铜受热时膨胀的更厉害，会弯向铁片一侧，故高温时，金属温度计的指针向铁片一侧弯曲，故指向B端。 12．小应利用如图所示器材测量家中植物油的比热容。假设周围环境的气压为一个标准大气压，忽略鹅卵石、水和植物油在空气中热量散失。 实验步骤： 第一步：用案秤称出鹅卵石的质量m，然后在杯中分别倒入与鹅卵石质量相同的水和植物油，鹅卵石、水和植物油的温度均为25℃； 第二步：将两个相同的鹅卵石放入热水壶的沸水中，待它们与沸水同温后，夹起鹅卵石迅速分别放入装有水和植物油的杯中，测出鹅卵石与水、鹅卵石与植物油同温时的温度分别为t水=37℃，t油=50℃； （1）鹅卵石放入沸水后，鹅卵石的内能 （选填“增大”或“减小”），这是通过 （选填“做功”或“热传递”）的方式改变内能； （2）第二步中杯中水吸收的热量 植物油吸收的热量；（选填“大于”“小于”或“等于”） （3）求植物油的比热容 cm（列式计算）。 【答案】 增大 热传递 大于 【详解】（1）[1][2]鹅卵石放入沸水后，鹅卵石吸热，温度升高，内能增大，这是通过热传递的方式改变内能。 （2）[3]第二步中当鹅卵石和水同温时，忽略鹅卵石、水和植物油在空气中热量散失，故鹅卵石放出的热量等于水吸收的热量； 根据已知条件可知，测出鹅卵石与水、鹅卵石与植物油同温时的温度分别为t水=37℃，t油=50℃，即鹅卵石的末温分别为37°C和50℃，而鹅卵石的初温为100℃，故可知在水中的鹅卵石温度降低得多， 根据可知，放入水中的鹅卵石放热多，故水吸热多，故可知杯中水吸收的热量大于植物油吸收的热量。 （3）[4]放入油中的鹅卵石放出的热量等于油吸收的热量，根据故有 ① 根据鹅卵石放出的热量等于水吸收的热量，故有 ② 根据①②可知，。 13.图1是“比较不同物质吸热情况”的实验装置，两个相同的烧杯中分别装有质量相等的水和食用油。 (1)选用两个相同规格的电加热器加热，目的是使水和食用油在相同时间内____。 (2)实验过程中温度计的玻璃泡不要碰到烧杯和____。 (3)图2中能合理反映实验结果的图像是____。(选填“甲”“乙”或“丙”) 【答案】(1)吸收的热量相同 (2)加热器 (3)乙 【解析】(1)选用两个相同规格的电加热器加热，目的是使水和食用油在相等时间内吸收的热量相同；(2)为准确测量液体的温度，温度计的玻璃泡应充分与被测液体接触，实验过程中温度计的玻璃泡不要碰到烧杯和加热器；(3)相同质量的水和食用油在吸收相同的热量时(加热时间相同)，因水的比热容大，由Q＝cmΔt可知，水的温度变化小，故图2中能合理反映该实验结果的图像是乙。 14.寒假里小金和小徐一起玩了一回极速滑雪，如图甲。为研究方便将其简化为模型，如图乙。设小徐和小金及座垫的总质量分划为m和M，他们分别从轨道A点以初速为0向下滑行，求： （1）小金及座垫由A点到达B点时，重力做功为________； （2）若曲线轨道光滑，则小徐和小金由A点到达B点时的速度vm=vM ， 请证明之(已知M>m，动能表达式E动=1/2mv2)； （3）若曲线轨道粗糙，小金由A点到达B点时速度刚好为零，座垫材料的比热为C，质量为m0 ， 小金在滑动过程中克服摩擦所做的功40％转化为坐垫的内能，则坐垫温度升高多少? 【答案】 （1）W=Gh=Mg(H-h) （2）解：轨道光滑则机械能守恒，重力做的功全部转化为动能， Mg(H-h)=1/2Mv2 ， v= ，速度与质量无关，即vm=vM （3）解：小金由静止从A到达B点时，由重力势能全部克服摩擦力做功，其中40％用来转化为坐垫的内能。 即：40％Mg(H-h)=Cm0△t，可解得温度升高了△t=40％Mg(H-h)／Cm0 【解析】【分析】（1）已知物体重力和高度根据W=Gh计算重力做的功； （2）如果轨道光滑，就不受摩擦力，那么两个人的机械能守恒，即重力做的功等于它们的动能，据此解答； （3）坐垫吸热根据公式Q=cm△t计算，重力做的功根据W=Gh计算，根据Q=40%W推导即可。 15.工匠用钢铁打制刀具时，有一个重要流程叫“淬火”，把刚打制成型的刀具放到炉火中充分煅烧，然后将其迅速放入水中骤冷。现有一成型的合金钢刀具的质量为1kg,温度为20℃,放入836℃的炉火中煅烧足够长时间，迅速取出放入5kg、20℃的水中冷却，最后与水达到共同的温度。［不计过程中的热量损失，c水=4.2×103J/(kg·℃),C合全钢＝0.42×103J/(kg·℃)]求： (1)此刀具在火炉中吸收了多少热量？ (2)淬火后水的温度为多少摄氏度？ 【答案】(1)则此刀具在火炉中吸收的热量：Q合吸=C合金钢m合金钢(t-to)=3.43×10 5J；(2)淬火后水的温度为t´=36℃ 【详解】(1)合金钢刀具放入836℃的炉火中煅烧足够长时间，达到热平衡，温度相同，所以，合金钢刀具的末温t=836℃,则此刀具在火炉中吸收的热量：Q合吸=C合金钢m合金钢(t-to)=3.43×10 5J。(2)将煅烧后的刀具迅速取出放入20℃的水中冷却，最后刀具与水达到共同的温度，设为t´,则有：Q水吸＝Q合放，即：c水m水(t-to)=C合金钢m合金钢(t-t´) ,代入数据，解得：t´=36℃。 学科网（北京）股份有限公司 $$