第9单元 分子动理论与内能、改变世界的热机-【指南针·神州中考】2025年中考物理初中学业水平考试指导（教科版）

第九单元分子动理论与内能、改变世界的热机 第九单元 分子动理论与内能、改变世界的热机 知识梳理 知识点①分子动理论 2.内能 1.分子动理论的基本内容 (1)定义：物体内所有分子做无规则运动的 (1)物体是由大量分子组成的 动能和分子势能的总和叫做物体的内能 物质是由分子或原子构成的，分子由原子 (2)决定内能的因素：一切物体都有内能。 构成，原子由带负电的电子和带正电的原子核 同一物体，温度越高，物体内分子运动越剧烈， 构成，原子核由带正电荷的质子和不带电荷的 内能越大。内能还与物体内部分子的多少、种 中子组成，质子和中子由夸克构成 类，结构、状态等因素有关。 (2)分子在永不停息地做无规则运动 (3)改变物体内能的两种途径：做功和热传 切分子都在做永不停息的无规则运动。 递。做功和热传递对改变物体的内能是等 扩散现象说明构成物质的分子在永不停息地运 效的。 动着，同时也说明分子之间有间隙。气体、液 ①做功改变内能是机械能和内能的相互转化。 体、固体都有扩散现象，温度越高，分子运动得 外界对物体做功，物体内能增加：物体对外界做功， 越快，扩散现象越明显。 物体内能减少。 (3)分子间存在着相互作用力 ②热传递改变内能是内能在不同物体间的 分子间同时存在着相互作用的引力和斥 转移。物体吸热，内能增加：物体放热，内能 力。分子间的引力和斥力都随分子距离的增大 减少 而减小。 知识点③燃料燃烧放出的热量 2.物质三态中的分子相互作用和运动状态 1.燃料的热值 (1)固体中，分子间作用力很大，分子只能 (1)定义：燃料完全燃烧放出的热量Q与燃 在各自的平衡位置附近做微振动。 料质量m的比叫做这种燃料的热值，用符号g表 (2)液体中，分子在某位置振动一段时间 后，可能移到另一个位置附近振动。 示，即q品。对气体燃料面言，热值的定义可以 (3)气体中，分子间作用力几乎为零，分子 是1m的某种燃料完全燃烧时放出的热量。 可以在空间中到处移动。 (2)单位：J/kg。对气体燃料：J/m3。 知识点②热运动和内能 (3)热值是燃料的一种特性，即对于某种燃 1.热运动 料热值是固定的，与燃料的质量和燃烧产生的 物体内部大量分子的无规则运动叫做热运 热量无关。 动。温度越高，热运动越剧烈。 2.燃料完全燃烧产生的热量公式：Q=gm。 对气体燃料可用Q=gV(q的单位为J/m3)。 ·81 指南针·神州中考·物理(JK) 知识点④比热容和热量 知识点⑤热机 1.比热容 1.热机：通过燃料燃烧获取内能并转化为 (1)定义：质量为m的某种物质，吸收（或放 机械能的装置。热机包括：蒸汽轮机、内燃机、 出)热量Q,盟度升高（或降低）了山则品即 喷气发动机、火箭发动机等。 2.内燃机：燃料直接在气缸内燃烧的热机。 是这种物质的比热容，常用符号“”表示」 常见的有汽油机和柴油机两种。内燃机的一个 (2)单位：J/(kg·℃)。 工作循环由吸气、压缩、做功、排气四个冲程组成。 (3)特点：比热容反映了物质吸收或放出热 每个工作循环活塞往复运动两次，曲轴转动两 量的能力，它是物质的一种特性，每种物质都有 周，对外做功一次。在压缩冲程中，机械能转化 各自的比热容。 为内能。在做功冲程中，内能转化为机械能。 2.热量 3.热机的效率 (1)定义：物体在热传递过程中转移能量的 (1)定义：用来做有用功的那部分能量和燃 多少叫做热量，用“Q”表示。 料完全燃烧放出的能量之比，叫做热机的效率。 (2)单位：热量的单位与能量的单位相同，也 是焦(J) ②公式：90×10%. (3)公式 (3)提高热机效率的方法：首先要减少燃料 ①物体温度升高时吸收的热量为 在燃烧过程中的损失：其次要尽量简化机械转 Q级=cm△t升=cn(t-to）。 动部分，并选用优良的润滑材料来减小摩擦，以 ②物体温度降低时放出的热量为 减小机械能的损失。 Q敬=cm△tw=cn(to一t)。 难点突破 1.正确理解扩散现象 2.正确理解分子间的相互作用力 (1)由于分子很小，分子的运动肉眼是看不 (1)分子间同时存在着相互作用的引力和 见的，肉眼看得见的运动不是分子的运动，我们 斥力。当物体受到挤压时，斥力大于引力，分子 可以通过物体的颜色、气味、味道的变化判断扩 力表现为斥力：当物体被拉伸时，斥力小于引 散现象的发生 力，分子力表现为引力。 (2)扩散现象不仅能发生在同种状态的物 (2)分子间相互作用的引力和斥力都随分 质之间，也能发生在不同种状态的物质之间。 子间距离的增大而减小，随分子间距离的减小 (3)扩散现象发生的快慢与温度有关，温度 而增大，但斥力比引力变化快。 越高，扩散现象发生得就越快。 3.正确理解物体的内能 (4)扩散现象不仅证明了一切物质的分子 内能是储存在物体内部的能量，一切物体 都在永不停息地做无规则运动，也证明了分子 在任何时候都有内能，同一物体，温度越高，内 间存在着间隙。 能越大。改变物体内能的方式有热传递和 做功。 ·82 第九单元分子动理论与内能、改变世界的热机 4.正确理解物质的比热容 的温度却改变不多，这一点有利于调节气候。 (1)比热容是物质的特性之一，它是由物质 在水域较多的地方，夏天，由于水吸收大量的 本身决定的。不同的物质比热容不同，同种物 热，温度升高得并不多，所以人们并不觉得特别 质的比热容相同，但物质状态发生变化时，比热 热；冬天，气温低了，由于水放出大量的热而温 容可能要改变。 度降低得少，使气温不至于降得太低，所以人们 (2)水的比热容较大。这一特点在人们的 又不觉得特别冷。 日常生活和生产中具有重要意义。 5.汽油机与柴油机的主要不同点 ①由于水的比热容较大，由Q=cm可知，一 (1)构造上的不同：汽油机气缸的顶部有一 定质量的水升高（或降低）一定的温度吸收（或放 个火花塞，而柴油机气缸的顶部有一个喷油嘴。 出)的热量较多，因此常用水作冷却剂或散热剂。 (2)吸气冲程中吸入的物质不同：汽油机吸 用作冷却剂时，是让水吸收带走更多的热量：用作 入气缸的是汽油和空气的混合燃料，而柴油机 散热剂时，是让水放出更多的热量供给人们。 吸入气缸的只是新鲜空气。 ②由于水的比热容较大，由△=又，那么 (3)点火方式不同：汽油机是点燃式，柴油 cm 机是压燃式。 一定质量的水吸收（或放出）相同的热量而自身 应用举例 【例1】下列关于分子动理论内容的叙述 【例2】如图所示，瓶内装少量的水，水上 中，正确的是 方有水蒸气，塞紧瓶塞，用打气筒向瓶内打气， A.扩散现象说明一切物体的分子都在不停 当塞子从瓶口跳起时： 息地做无规则运动 B.扩散现象只发生在气体之间，不可能发 生在固体之间 C.由于固体的压缩十分困难，说明固体分 子间没有空隙 D.分子之间既有引力又有斥力，两种力总 是相互抵消的 【分析】扩散现象说明了分子的无规则运 (1)观察到的现象： 动，也说明了分子间有间隙，故A正确：长期堆煤 (2)产生的原因是瓶内空气推动瓶塞做功 的墙角会变黑，说明了因体和固体之间也可以发 时， 生扩散现象，故B错误；压缩固体困难是由于分 子间斥力作用的存在，故C错误：分子之间既有 (3)通过大量类似的实验表明： 引力，又有斥力，有时表现为引力，有时表现为斥 力，到底表现为引力还是斥力，取决于分子间的 距离与平衡位置的关系，故D错误。 【答案】A ·83· 指南针·神州中考·物理(K) 【分析】容器内的水蒸气是看不见的，当塞 Qt=qV=1.8×10J/m×0.2m=3.6× 子跳起来时，里面的气体膨胀对活塞做功，内能 10J。 减小，温度降低，里面的水蒸气遇冷液化成小水 (3)若铝壶中的水吸收了煤气灶放出的全部 滴，形成了雾。 热量，煤气灶的效率为 Q 【答案】(1)瓶中出现了雾 ×100%=2,016X101×100% 3.6×10J (2)内能减小，温度降低，使水蒸气液化成 =56%。 小水滴 (4)煤气灶的实际效率比56%要高一些。因 (3)物体对外做功时，本身的内能会减小 为有效热量中，除水吸收用于升温的热量外，还 【例3】一铝壶中装有6kg的水，放在煤 应加上铝壶吸收的热量和铝壶向外界散失的热 气灶上加热，将水从20℃加热至沸腾(1标准大 量，而总能量不变，所以煤气灶实际效率应高一 些。 气压下)，煤气灶共燃烧了0.2m煤气，在此过 程中： 【答案】见分析。 (1)铝壶中的水吸收了多少热量？[c水=4.2× 【例4】城市中的气温通常比郊区的气温 10J/(kg·℃)] 高一些，这种现象叫做城市的“热岛效应”，形成 热岛效应的主要原因是人类的活动。 (2)完全燃烧0.2m煤气可以放出多少热 (1)举出两个例子，说明人类的一些活动可 量？（煤气的热值q=1.8×10J/m3) 以引起热岛效应； (3)如果认为铝壶中的水吸收了煤气灶放 (2)提出两点切实可行的建议，用于改善热 出的全部热量，则该煤气灶的效率是多少？ 岛效应。 (4)实际加热过程中，铝壶也会吸收并向外 【分析】(1)“热岛效应”的主要原因：一是 界散热，那么该煤气灶的实际效率比你在(3)中 工业、民用的锅炉以及交通工具等，燃料燃烧时 求到的效率高还是低？为什么？ 产生热，工厂、交通工具又排放大量的废气。城 【分析】因为水在1标准大气压下的沸点 市人口多，人体本身也产生热。二是建筑群、马 为100℃，所以： 路中的砂石、水泥的比热容小，在相同的日照条 (1)水吸收的热量为 件下温度上升更明显。三是城市水域面积小，水 Qa=c*m(tg一4) 的蒸发吸热少。四是楼群林立，难以形成对流。 =4.2×10J/(kg·℃)×6kg×(100℃- (2)改善设备，回收废气，变废为宝，扩大绿 20℃) 地面积，增加城市的人均水域面积。 =2.016×10°J. 【答案】见分析。 (2)0.2m煤气完全燃烧放出的热量为 ·84 第九单元分子动理论与内能、改变世界的热机 基础训练 一、选择题 5.(2024·兰州)如图所示，用酒精灯对试管加 1.(2023·益阳)安化腊肉是益阳的传统美食之 热，等水沸腾后，可以看到蒸汽把软木塞顶 一，制作时先在鲜肉表面均匀涂上食盐，过一 跑。下列说法正确的是 () 段时间后，肉的内部也具有了咸味。这一现 象说明 A物质是由大量分子组成的 B.分子在不停地做无规则的运动 C.分子之间存在斥力 A.用酒精灯加热试管，水内能的增加是通过 D.分子之间存在引力 做功的方式实现的 2.(多选)(2023·宜宾)关于内能及其利用，下列 B.蒸气把软木塞顶跑的过程，实现了内能向 说法正确的是 () 机械能的转化 A.一切物体都具有内能 C.蒸气把软木塞顶跑的过程，相当于汽油机 B.足球运动越慢，它的内能越小 的排气冲程 C.冬天搓手取暖，是通过做功的方式改变 D.试管口出现的白雾是水汽化后形成的水 内能 蒸气 D.热机的功率大，效率就一定高 6.(多选)(2023·北京)下列说法正确的是() 3.(多选)(2024·龙东)关于温度、内能、热量、功 的说法正确的是 () A,运动的小球具有机械能，而不具有内能 A.物体温度升高，一定吸收了热量 B.铁块很难被压缩，说明分子间只存在斥力 B.物体温度升高，内能一定增加 C.汽油机的压缩冲程中，活塞压缩气体，将机 C.物体内能增加，一定是外界对它做了功 械能转化为内能 D.物体吸收热量，温度可能不变 D.内陆地区比沿海地区昼夜温差大，原因之 4.(2023·烟台)如图所示的实例中，改变物体内 一是砂石的比热容比水的比热容小 能的方式与其他三项不同的是 () 7.(2023·通辽)在学校科技节活动中，小明用饮 料瓶自制了火箭模型，如图所示，他在瓶子的 内侧壁安装了一个遥控电火花发生器，按下 按钮会产生电火花。演示时从瓶口喷入雾状 A.给水加热 B.压缩空气 酒精并盖上锥形纸筒，按动电火花发生器的 按钮，纸筒立即飞出，关于此过程分析正确 的是 () A.纸筒飞出后瓶内气体的内能减少，温度 C.搓手取暖 D.钻木取火 降低 ·85· 指南针·神州中考·物理(JK) B.能闻到酒精的气味是因为分子 与分子在做 运动有关。 间存在斥力 花 C.酒精不完全燃烧时热值变小 发生器 擦火皮 火柴棒 D.燃气推动纸筒飞出的过程相当 火柴头 于内燃机的压缩冲程 11.(2023·宜宾)质量相同的铜和铅吸收相同的 8.(2024·广安)内燃机的发明是第二次工业革 热量时，铜比铅的温度升高得 (选填 命中应用技术领域的一项重大成就。如图所 “多”或“少”)；质量相同的铜和铅升高相同 示为单缸四冲程汽油机的一个冲程示意图， 的温度，吸收热量多的是 (选填“铜” 或“铅”)。已知c=0.39×103J/(kg·℃)， 若该汽油机的效率为30%，飞轮每分钟转动 c错=0.31×103J/(kg·℃)。 1800圈(9%油=4.6×102J/kg),则下列说法 12.(2024·云南)民间艺人制作“糖画”时，把糖块 正确的是 加热成糖浆，这属于物态变化中的 A.图中所示冲程是做功冲程 现象：熬制糖浆的过程是通过 的 B.若该汽油机完全燃烧5kg汽 方式改变糖的内能。 油，则汽油机做的有用功为 13.(2023·河北)“早穿皮袄午穿纱”表明沙漠地 6.9×10J 区昼夜温差大，而沿海地区则昼夜温差小， C.该汽油机在1s内做功30次 这是因为水比砂石的 大，楼房中 D.汽油机消耗的燃料越少，效率一定越高 的“暖气”用水作为介质，正是利用了水的这 二、填空题 一特性。某同学家“暖气”管道中500kg的水 9.(2023·兰州)打开中药包会闻到淡淡的药香 从65℃降低到35℃，放出的热量为 J,这一过程中水的内能减少。除热传 味，这是 现象。慢火熬制，等药汤沸 递外， 也可以改变物体的内能。 腾后，药香味更加浓郁，这说明温度越高，分 [c*=4.2×10J/(kg·℃)] 子的运动越 (选填“剧烈”或“缓 14.(2023·无锡)如图所示，在空气压 慢”)。捆扎药包的细绳很难被拉断，是因为 缩引火仪的玻璃筒底部放一小团 分子间存在 (选填“引力”或“斥 干燥的棉花，用力将活塞迅速下 力”)。 压，棉花会立即燃烧，下压过程中 10.(2023·贵州)如图所示的火柴是实验室常 活塞对筒内空气 ,空气的 能 用的点火工具。我们常将火柴头与擦火 增大，该能量转化过程与汽油机的 皮摩擦点燃火柴，这种点燃火柴的方式是 冲程相同。 通过 的方式改变了火柴头的内 15.(2024·安微)一保温杯中装有质量为200g, 能；火柴燃烧时我们能闻到一股味道，这 温度为25℃的水。将一个质量为100g,温 86 第九单元分子动理论与内能、改变世界的热机 度为100℃的金属块放入杯中，一段时间后 (1)器材：相同规格的电加热器、烧杯、温度 杯内水和金属块的温度稳定在30℃，假设 计各两个，以及 (填测量工具)、托 金属块放出的热量全部被水吸收，已知水的 盘天平（含砝码）、水和煤油： 比热容为4.2×10J/(kg·℃)，则该金属块 (2)选取两个相同规格的电加热器进行实 的比热容为 J/(kg·℃)。 验，目的是为了通过比较 来比 16.(2024·龙东)汽油机将内能转化为机械能的 较物质吸收热量的多少： 是 冲程，某单缸四冲程汽油机飞轮 (3)实验中选取初温不同 相同的 转速是2400r/min,则此汽油机每秒对外做 水和煤油，分别倒入烧杯中，用电加热器加 功 次 热，当它们吸收相同的热量时，通过比较 17.(2023·陕西)在标准大气压下，使用煤气灶 来比较不同物质吸热能 将2kg的水从20℃加热到100℃，水吸收 力的强弱： 的热量是 J,若不计热量损失， (4)如图乙所示，小姜正确使用温度计测量 此过程需要完全燃烧 kg的煤 液体的温度，按照图中 (选填“A”“B” 气，这是通过 的方式增加了水的 或“C”)方法读数是正确的：实验中某时刻温 内能。未使用完的煤气的热值 (选 度计示数如图丙所示为 ℃： 填“变大”“变小”或“不变”)。[水的比热 703 容c*=4.2×103J/(kg·℃)，煤气的热值 q煤气=4.2×107J/kg] 18.(2024·达州)在1个标准大气压下，小明用天 然气灶将质量1kg的水，从20℃加热到沸 腾，水吸收的热量是 (5)部分实验数据如下表所示，分析数据可 J。他家 天然气热水器的热效率是70%，他某次洗 得出结论： (选填“水”或“煤油”)的吸 澡，耗水20kg,热水器进水温度是22℃，出 热能力更强。 水温度是42℃，他这次洗澡消耗天然气 加热时间/min 0 10 m3。已知水的比热容是4.2× 水的温度/℃ S 34 38 42 46 103J/(kg·℃)，天然气的热值是3.2× 煤油温度/℃ 10 1826 34 42 90 10J/m3。 四、计算题 三、实验探究题 20.(2024·苏州)如图所示为某折叠卡式炉，采 19.(2024·齐齐哈尔)小姜利用如图甲所示的装 用丁烷气体作为燃料。水壶装人2L初温为 置“比较不同物质吸热的情况”。 25℃的水，用卡式炉加热至100℃，消耗了 25g丁烷气体（水的比热容为c水=4.2×103J/ (kg·℃)，丁烷的热值为4.8×10J/kg)。求： 煤汁 (1)壶中水的质量： (2)水吸收的热量； ·87 指南针·神州中考·物理(K) (3)卡式炉的加热效率。 21.(2023·兰州)一辆燃油汽车沿平直公路匀速行 驶了108km,所用时间为1h,消耗汽油10kg, 汽车在行驶过程中所受阻力恒为1380N(汽油 的热值q满=4.6×10J/kg)。求： (1)汽车行驶的速度； (2)牵引力的功率： (3)汽车发动机的效率。 ·88·指南针·神列中考·理·参考答案(K 三、作匿题 11035.5002 6减小400 力提高 1.D 17.1)(203.11200 400 80% 3 2 :75% 21.引 40% 2.(1)提杯(2)液化()B(4)要收热量,度保持不 21. 重力势;不变 22等干. 多(5)石网,铁用,杯部的度高于水的点 三. 水热 2 第九单元 分子动理论与内能 改变批界的热机 目、实 21.(1)M灯海亮度 (2)控变法 (31A.B (D横面积 (31C()毫去 一、选择题 题力提高 1.B 2.AC 3.I) 4.A 5.B 6CD 7.A 8.B A回 (113(x(有 二.填题 第十一单元 1 9.扩 烈 引力 .功 无规 欧定律 11.少 12.短化 热传逐 3.比热容6.× 拨14效动内望 基础练 15..6×10 16.2 2 一、选 17.6.7×10 1.×10热传题 不变 四,卖脸探竞题 1.I 2.D 3.C 4A 5.A6C 7.B 8D 1.1×1 0.07 29.(1)直 % 二.填空题 四、实验探交 三、实探究 (2)究反财角与人角的大小关系,40” 9.06 113 10.不变 变大 1161 .(1)表 (2)时 (3)项量 升高的题度(4) 25.(1) 4(2) 3 (21 (3)可(0回一平 12.1.1..1138141.2 1.2 B(5水 26.(1分题(2304 7A.1% (3)题其 无关 30(1)干确定燥的位言 () 相等 (7) 15.45166大不变 24 □.计 27.(1)乙2是 速度(3乙再 31.(1)10D(2)不在 (0相帆 大44远视 17.R短 .短路 1.5 1.5 17r (2.3×1] (553 (4)不要速和超就,无论是超密还是超载,都会使车力提离 三.实探完题 2.1o8bnh 3.14×0 3.41 的动的地大,选别文远事故时,其破坏程度就很大 1.B 2.清 不变 交小 不变 15.(1) 重、计算 112×1127×0121×10N. 第十单元 认识电路、探究电流 2.(1)×02335(39003. 基 差提高 一、 1.B 2知 7% 二.填空题 1.D2134D5.A67.18B 41102n(2)0(0(400M 1.电(电)纸中 第八单元 物态变化 )升 右 短路(330.24 第上单元 在光的世界甲 11.起 耻引 基隐训 12.电 晚 提 13铁 化学 4并 相同 基础翻练 15.2 一、择 2.1开 -.择踏 16.0117.灯毫 长班 12 1.D 2C 3.D 4A 5.B 6.A 7.AD 1C 2D3.C4A 5C6D7.B5B9C 二.空题 三. 1nD11B 18 电.熟冷 不能 3.暇收 D持不变 二.填空 11.怀 四不变 12液 冰外 1□ 12.直线择 选 3.0 140 8 本 1短射 射 13.验收 滚化 1491 干 15.吸热 头的温度高于品体的坑点 6.效 凝华 国 15.射 不是 16.0 小 三.实程突踪 (0定阻短(电环表短路 17.烛 齿 318.小过离 12.(1BC 共存(2 英干 (右2(乙 1910 远离 小于10m2近 封 1(1度计的温题到容区 A 1探这的关(测定有脱的阴炮 21.离 22三枝 (78 1%0 干 (止加线 = 52