第05章　分子动理论　内能 学案 2025年中考物理一轮复习考点探究（河北）

第五章　分子动理论　内能 2022课程标准 ❶知道常见的物质是由分子、原子构成的。 ❷知道原子是由原子核和电子构成的,了解原子的核式结构模型。了解人类探索微观世界的大致历程,关注人类探索微观世界的新进展。 ❸了解人类探索太阳系及宇宙的大致历程,知道人类对宇宙的探索将不断深入,关注人类探索宇宙的一些重大活动。 ❹了解物质世界的大致尺度。 ❺知道自然界和生活中简单的热现象。了解分子热运动的主要特点,知道分子动理论的基本观点。 ❻举例说明自然界存在多种多样的运动形式,知道物质在不停地运动。 ❼了解内能和热量,从能量转化的角度认识燃料的热值。 ❽通过实验,了解比热容。能运用比热容说明简单的自然现象。 ❾从能量转化和转移的角度认识效率。 考点一　分子动理论 ❶分子热运动 温度越①　　　　,分子热运动越剧烈。  ❷扩散现象 (1)定义:不同的物质在②　　　　　　时彼此③　　　　　　的现象,这种现象说明分子在不停地④　　　　　　　　　,分子间有⑤　　　　。  (2)影响因素:扩散现象与⑥　　　　有关,温度越高,扩散进行得越⑦　　　　;温度越低,扩散进行得越⑧　　　　。  (1)通常气体扩散最快,液体次之,固体最慢。 (2)分子的运动无法用肉眼直接看到。 ❸分子间的作用力:分子间同时存在相互作用的⑨　　　　力和⑩　　　　力。  考点二　内能 ❶内能及其改变 (1)定义:物体内部所有分子热运动的　　　　与　　　　　　的总和,叫做物体的内能。  (2)决定因素:温度、质量、状态和材料。 (3)改变方式:　　　　和　　　　。  (4)热传递和做功的区别与联系 热传递 做功 实质 能量的　　　  能量的　　　  生活 举例 晒太阳、烧水做饭、哈气取暖 钻木取火、摩擦生热、搓手取暖 条件 物体间存在　　　　  外界对物体做功或物体对外界做功 方向 高温物体放出热量,内能　　　　,温度　　　　;低温物体吸收热量,内能　　　　,温度　　　　,直到两物体温度相等为止  外界对物体做功,物体内能　　　　,其他形式的能转化为　　　　;物体对外界做功,物体内能　　　　,　　　能转化为其他形式的能  联系 做功和热传递改变内能是等效的 由于分子在永不停息地做无规则运动,所以物体的内能永不为零,一切物体在任何时候都有内能。 ❷热量 (1)概念:在热传递过程中,传递能量的多少叫热量,用Q表示。 (2)单位:焦耳(符号:　　　　)。  温度、热量和内能的关系 (1)物体的温度升高,内能增加,但不一定是吸收了热量。 (2)热量是一个过程量,要用“吸收”“放出”等词表述,不能用“有”“含有”“物体的”等词表述。物体吸收热量,内能增加,但温度不一定升高。如晶体熔化、液体沸腾的过程。 (3)内能增加,不一定是吸收了热量。物体内能增加,温度不一定升高。 考点三　比热容 ❶定义:比热容是描述物质　　　　　　的物理量。一定质量的某种物质,在温度升高时吸收的　　　　与它的　　　　和升高的　　　　乘积之比,叫做这种物质的比热容,用符号c表示。  比热容与物质的种类和状态有关,与物质的质量大小、温度的高低、吸收或放出的热量的多少无关。 ❷公式及单位 公式:c=。 单位:焦耳每千克摄氏度,符号是　　　　。  ❸水的比热容 (1)意义:水的比热容是　　　　J/(kg·℃),它表示的物理意义是　    　 。 (2)应用:制冷剂、取暖、调节气候。 (3)利用比热容计算热量:吸热公式Q吸=　　　　,放热公式Q放=　　　　　,其中t0表示初温,t表示变化后的温度(即末温)。  (人教九全图13.1-2) 命题点:扩散现象 ❶如图所示的装置,其中一个瓶子里装有密度比空气大的红棕色二氧化氮气体,另一个瓶子里装有空气。演示气体扩散现象时应该把装有二氧化氮气体的瓶子放在　　　(选填“上”或“下”)方。抽掉玻璃板一段时间后,可以明显观察到上、下两个瓶子内气体的颜色变均匀,这属于　　　　现象。  开始时　10日后 (人教九全图13.1-3) 命题点:分子热运动 ❷如图所示的量筒里,在水的下面注入硫酸铜的水溶液。由于硫酸铜溶液的密度比水的密度　　　　,故沉在量筒的下部。静放几天,原来明显的界面变得模糊不清,这属于　　　　现象,说明了这种现象可以在　　　　之间发生。  (人教九全图13.1-4) 命题点:分子间的作用力 ❸如图,将两个铅柱的底面削平并紧紧地压在一起,两个铅柱就会结合起来,甚至下面吊一个重物都不能分开,这是因为铅柱的分子间存在　　　　。  (人教九全图13.1-8) (教科九上图1-1-13) 命题点:分子间的作用力 ❹把一块很干净的玻璃板吊在弹簧测力计的下面,记下测力计的读数。如图,让玻璃板的下表面接触水面,然后稍稍用力向上拉玻璃板,发现弹簧测力计的读数　　　　(选填“变大”“变小”或“不变”),其原因是玻璃板与水的接触面之间存在　　　　。  (人教九全图13.2-4) 命题点:改变内能的方式 ❺冬天人们经常通过搓手的方式使手暖和,这是通过　　　　的方法改变内能的。  (人教九全图13.2-4) 命题点:重力势能的影响因素、改变内能的方式 ❻如图,小红从滑梯滑下的过程中,她的重力势能　　　　(选填“增大”“不变”或“减小”)。在这个过程中,小红感觉到臀部发热,这说明通过　　　　(选填“做功”或“热传递”)的方式可以改变物体的内能。  (人教九全图13.2-5甲) 命题点:能量转化、内能及其改变方式 ❼如图,在一个配有活塞的厚壁玻璃筒里放一小团硝化棉,用力把活塞迅速压下,棉花就会立即燃烧,此过程是　　　　能转化为　　　　能。活塞下压过程中,气体的内能　　　　。这一过程是通过　　　　改变气体的内能的。  (人教九全图13.2-5乙) 命题点:物态变化、内能及其改变方式 ❽如图,烧瓶内盛少量水。给瓶内打气,当瓶塞跳起时,可以看到瓶内出现白雾,这是水蒸气　　　　形成的。在这个过程中,气体膨胀对外做功,温度降低,内能　　　　,这是通过　　　　的方式改变物体的内能的。  重难点一　分子动理论 下列对宏观事实的微观解释正确的是 (　　) A.干冰升华——分子种类发生改变 B.公园闻到花香——分子在不断运动 C.气球打气后体积胀大——分子间间隔变大 D.破镜难重圆——分子间存在斥力 ❶(2024·新乐模拟)小明妈妈在家用青菜腌制咸菜,小明发现需要好几天的时间菜才能入味,而炒菜时使菜具有相同的咸味仅需几分钟。其主要原因是 (　　) A.炒菜时盐多些,盐分子容易进入青菜中 B.炒菜时菜分子间有空隙,盐分子易进入 C.炒菜时盐分子间有相互作用的斥力 D.炒菜时温度高,分子热运动加剧,扩散加快 (1)分子间的引力和斥力同时存在。 (2)通常气体扩散最快,液体次之,固体最慢。 (3)分子的运动无法用肉眼直接看到。 重难点二　温度、内能和热量的关系 (2024·石家庄模拟)下列说法正确的是 (　　) A.物体的温度不变,物体的内能一定不变 B.热传递时,内能总是从高温物体传递给低温物体 C.静止的物体没有机械能,内能也一定为零 D.在相同温度下,1 kg的水比1 kg的冰含有的热量多 ❷(2024·石家庄模拟改编)下列关于热量、内能、温度的说法中,正确的是 (　　) A.物体吸收了热量,它的温度一定升高 B.物体的温度升高,可能是吸收了热量 C.质量相等的100 ℃的水蒸气不一定比100 ℃水的内能大 D.热传递过程中,内能一定是从内能多的物体传给内能少的物体 重难点三　热量的计算 如图所示是某款咖啡的制作过程,在咖啡壶中放入100 g 10 ℃左右的冷水,然后将咖啡壶放到滚烫的沙上,待水沸腾后再加入适量细腻的咖啡粉,经过搅拌得到一杯浓郁的咖啡。咖啡壶内的水沸腾前,是通过　　　 　的方式增大内能的,咖啡壶内的水沸腾的过程中其内能　　　　　　(选填“不断增大”“不断减小”或“不变”)。若把100 g水加热至沸腾需要吸收　　　　J的热量。[水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃),当地的大气压为标准大气压]  ❸小明探究“不同物质的吸热能力”时,在两支相同的试管中分别装入质量相等、温度相同的水和煤油,用一个酒精灯同时对两支试管加热,加热一段时间后,温度计示数如图所示。 (1)指出图中使用酒精灯的错误:　　　　　　　　　　　　　　　。  (2)水和煤油比较,　　　　吸热能力强。  (3)加热一段时间后,煤油的温度升高了4 ℃,则水的温度升高了　 　　℃。[c水=4.2×103 J/(kg·℃), c煤油=2.1×103 J/(kg·℃)]  解题时要注意:“升高了t ℃”和“降低了t ℃”对应的是温度的改变量即Δt,而“升高到t ℃”和“降低到t ℃”对应的是物体的末温为t ℃。 实验　　比较不同物质的吸放热情况 ❶实验装置图 　　　　 水 食用油 ❷实验器材及作用 (1)天平:称量加热物质的　　　　。  (2)搅拌器:使物质受热　　　　。  ❸实验方法 (1)控制变量法的应用:采用质量　　　　的不同种类物质,且加热源相同。  (2)转换法的应用:判断吸热能力(升高相同的温度比较　　　　　　;加热相同的时间比较　　　　　　)。  ❹实验结论 质量相同的不同物质,升高相同的温度,比热容　　　　的物质吸收的热量多。  ❺交流与反思 (1)测量物质的选取要求:应选取　　　　、初温相同的不同物质。  (2)实验装置的安装顺序:　　　　　　。  (3)选择相同的热源、保证加热时间相同的目的:让两种物质　　　　　　　　　。  (4)用规格相同的电加热器对不同物质进行加热的好处: ①与酒精灯相比,更容易控制相同时间内提供的热量相同。 ②内部加热,热量损失　　　　。  为了比较水和食用油的吸热能力,小明用两个相同的装置做了如图所示的实验。 实验数据记录如下表: 物质 质量/g 初始温 度/℃ 加热时 间/min 最后温 度/℃ 水 60 20 6 45 食用油 60 20 6 70 (1)从表中数据可知,水和食用油的质量　　　　(选填“相同”或“不相同”),加热结束时,食用油的温度比水的温度　　　　(选填“高”或“低”)。  (2)该同学在实验中是根据　　　　　　来反映吸收热量的多少。  (3)分析表中的实验数据可知:质量相同的水和食用油,升高相同的温度时,水吸收的热量　　　　 (选填“大于”或“小于”)食用油吸收的热量。  (4)如果加热相同的时间,质量相同的水和食用油,　　　　(选填“水”或“食用油”)升高的温度更高。  (5)实验表明,　　　　(选填“水”或“食用油”)吸热的能力更强。在物理中用　　　　表示物质的吸热能力。  【补充设问】 (6)实验中用到的研究方法除了转换法外还有　　　　　　　。实验中　　　　(选填“能”或“不能”)用体积相等的两种液体来做实验,原因是　。  (7)已知水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃),则食用油的比热容为　　　　J/(kg·℃)。  (8)汽车发动机常用水作为冷却剂,是因为和其他物质相比,水的　　　　较大;寒冷的冬天水箱要加防冻液,这是为了降低水的　　　　。  命题点一　分子动理论 ❶(2022·河北)如图所示,封闭在注射器中的空气被压缩后,气体分子的 (　　) A.个数减少　　　　　 B.质量减小 C.间隔减小 D.种类减少 ❷(2020·河北)下列事实能够说明“分子在不停地运动”的是 (　　) A.公园里花香四溢 B.春天里柳絮飞扬 C.海面上浪花飞溅 D.天空中乌云翻滚 ❸(2021·河北)按如图所示的装置进行实验,当观察到热水大面积变成红色时,冷水中只有品红周围变成红色。对该现象的微观解释合理的是 (　　) A.温度越高,分子质量越小 B.温度越高,分子体积越大 C.温度越高,分子间隔越小 D.温度越高,分子运动越快 命题点二　内能及其改变 ❹(2022·河北节选)在劳动课上,小明利用钳子反复弯折铁丝,弯折处铁丝的温度升高,这是通过　　　　的方式改变铁丝的内能。  命题点三　比热容的理解及应用 ❺(2021·河北)小明用相同的酒精灯给质量相等的甲、乙两种物质加热。根据测量数据描绘温度—时间图象如图所示。由图可知,甲物质的比热容　　　(选填“>”“<”或“=”)乙物质的比热容。用酒精灯给物体加热,物体内能增大、温度升高,这是通过　　　　的方式实现的。实验完成后,酒精灯中剩余酒精的热值　　　　(选填“变大”“变小”或“不变”)。  命题点四　比热容的相关计算 ❻(2023·河北)“早穿皮袄午穿纱”表明沙漠地区昼夜温差大,而沿海地区则昼夜温差小,这是因为水比砂石的　　　　大,楼房中的“暖气”用水作为介质,正是利用了水的这一特性。某同学家“暖气”管道中500 kg的水从65 ℃降低到35 ℃,放出的热量为　　　　J,这一过程中水的内能减少。除热传递外,　　　　也可以改变物体的内能。[c水=4.2×103 J/(kg·℃)]  ❼(2022·河北节选)若纸锅中水的质量为1 kg,水温从20 ℃升高到100 ℃,则水需要吸收　　　　　J的热量。[已知水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)]  ❽(2020·河北)小明用除颜色不同外,其他都相同的黑、白两张纸分别将两个相同的瓶子包起来,再将质量、初温相同的水分别倒入两个瓶中,然后将两个瓶子放在太阳光下。过一段时间后,小明用温度计测量了两瓶中水的温度,发现包有黑纸的瓶中的水的温度升高得较多。请回答下列问题: (1)黑纸的吸热性能比白纸的要　　　　(选填“好”或“差”)。  (2)两瓶中的水是通过　　　　(选填“做功”或“热传递”)的方式使其内能增加的。  (3)已知包有黑纸的瓶中装有0.5 kg水,0.5 kg的水温度升高20 ℃,需要吸收　　　 　J的热量。[c水=4.2×103 J/(kg·℃)]  【详解答案】 教材考点·深度梳理 ①高　②相互接触　③进入对方 ④做无规则运动　⑤间隙　⑥温度　 ⑦快　⑧慢　⑨引　⑩斥　动能 分子势能　热传递　做功 转移　转化　温度差　减少 降低　增加　升高　增加 内能　减少　内　J　 吸热本领　热量　质量　温度 J/(kg·℃)　4.2×103 质量为1 kg的水温度升高(或降低)1 ℃时,吸收(或放出)的热量是4.2×103 J cm(t-t0)　cm(t0-t) 教材图片·解读延伸 1.下　扩散 2.大　扩散　液体 3.引力 4.变大　引力 5.做功 6.减小　做功 7.机械　内　增大　做功 8.液化　减小　做功 重点难点·提升训练 重难点一 例1.B　解析:干冰升华,是因为分子间的间隔发生了改变,分子种类没有发生改变,故A错误;公园闻到花香属于扩散现象,说明分子在不断运动,故B正确;气球打气后体积胀大是分子的数目增多,不是分子间间隔变大,故C错误;破碎的玻璃不能复原是因为两块玻璃分子之间距离大于分子直径的10倍,分子间没有作用力,故D错误。 变式训练 1.D　解析:青菜变咸菜是分子运动的结果,炒青菜时青菜的温度要比腌青菜时青菜的温度高,温度越高,分子运动得越剧烈,分子扩散得越快,青菜变咸得越快。 重难点二 例2.B　解析: 一块0 ℃的冰熔化成0 ℃的水后,吸收热量,温度不变,内能增加,故A错误;热传递的方向是从高温物体到低温物体,故B正确;一切物体都有内能,故C错误;热量不是状态量,不能说含有或者具有热量,故D错误。 变式训练 2.B　解析:物体吸收了热量,内能一定增大,温度不一定升高,如冰熔化,内能增加,温度不变,故A错误;物体温度升高,可能是物体吸收了热量,也可能是外界对物体做了功,故B正确;质量相等、温度为100 ℃的水和水蒸气,分子动能相等,而水蒸气的分子势能大,所以水蒸气的内能大,故C错误;热传递过程中,内能一定是从温度高的物体传给温度低的物体,内能多的物体的温度不一定高,故D错误。 重难点三 例3.热传递　不断减小　3.78×104 解析:将咖啡壶放到滚烫的沙上,待水沸腾后再加入适量细腻的咖啡粉,经过搅拌得到一杯浓郁的咖啡。咖啡壶内的水沸腾前,是通过热传递的方式增大内能的,咖啡壶内的水沸腾的过程中,由于汽化,水的质量减小,其内能不断减小;把100 g水加热至沸腾需要吸收的热量Q吸=c水m水Δt=4.2×103 J/(kg·℃)×100×10-3 kg×(100 ℃-10 ℃)=3.78×104 J。 变式训练 3.(1)没用酒精灯外焰给物质加热　 (2)水　(3)2 解析:(1)图中酒精灯离陶土网很近,没用酒精灯外焰给物质加热。(2)为了比较水和煤油的吸热能力,也可采用比较两者升高的温度的大小来判断,即质量相同的水和煤油,用完全相同的酒精灯加热相同的时间,比较两者升高的温度,若某种物质温度升高得多,说明它的吸热本领弱。相同质量的水和煤油,发现用一个酒精灯同时对两支试管加热相同的时间,水温度升高得少,故水的吸热能力要强一些。(3)加热一段时间后,水和煤油吸收的热量相等。根据Q吸=cmΔt得Δt=,Δt煤油==4 ℃,则Δt水=。由于c水∶c煤油=4.2×103 J/(kg·℃)∶2.1×103 J/(kg·℃)=2∶1,则Δt水∶Δt煤油=1∶2。因为Δt煤油=4 ℃,所以Δt水=2 ℃。 重点实验·完全突破 实验　 2.(1)质量　(2)均匀 3.(1)相同　(2)加热的时间　升高的温度 4.大 5.(1)质量　(2)自下而上　 (3)吸收的热量相同　(4)②少 即时演练 (1)相同　高　(2)加热时间　(3)大于 (4)食用油　(5)水　比热容 (6)控制变量法　不能　体积相等的两种液体质量不相同 (7)2.1×103　(8)比热容　凝固点 解析:(1)从表中数据可知,水和食用油的质量都是60 g,它们的质量相同;加热结束时,水的温度为45 ℃,食用油的温度为70 ℃,故食用油的温度高。(2)相同的加热装置在相同的时间内放出的热量是相同的,两种液体吸收热量的多少可通过加热时间比较,加热时间越长,液体吸收的热量越多。(3)用相同的加热装置对水和食用油加热,在相等时间内水与食用油吸收的热量相等,加热时间越长,液体吸收的热量越多,由表格数据可知,升高相同的温度时,水的加热时间更长,则水吸收的热量大于食用油吸收的热量。(4)由表中的实验数据知加热相同的时间,质量相同的水和食用油,水的温度升高25 ℃,食用油的温度升高50 ℃,故食用油升高的温度更高。(5)通过实验可以得到不同的物质吸热能力不同,此实验中,水的吸热能力强于食用油的吸热能力,物质的这种特性用比热容这个物理量来描述。(6)实验中用到的研究方法是转换法和控制变量法;因为水和食用油的密度不同,根据公式m=ρV,可知体积相等的两种液体质量不同,不能保证实验变量的唯一性,故实验中不能用体积相等的两种液体来做实验。(7)由表可以看出,加热6 min(吸热相同),水升温:45 ℃-20 ℃=25 ℃,食用油升温:70 ℃-20 ℃=50 ℃,根据c=,在质量和吸热相同的情况下,比热容c与升高的温度成反比,故食用油的比热容为c=×4.2×103 J/(kg·℃)=2.1×103 J/(kg·℃)。(8)汽车发动机常用水作为冷却剂,是因为和其他物质相比,水的比热容较大,由Q=cmΔt可知,质量相同的水和其他液体,升高相同的温度,水吸热多;寒冷的冬天汽车水箱要加防冻液,这是为了降低水的凝固点,避免水由于结冰而胀破水箱。 河北中考·真题体验 1.C　解析:物质是由分子或原子组成的,注射器中的空气被封闭后,它的分子个数不会减少、气体分子的种类和质量也不会发生变化,但是由于分子间有间隔,空气被压缩后,分子间的间隔减小了,故A、B、D错误,C正确。 2.A　解析:花香四溢是花香分子在不停地做无规则运动,扩散到空气中,进入人的鼻孔,人便闻到了香味,故A符合题意;柳絮飞扬、浪花飞溅、乌云翻滚,都是宏观物体的机械运动,故B、C、D不符合题意。 3.D　解析:分子在不断地运动,分子的运动速度与温度有关,温度高时,分子的运动快,温度低时,分子的运动慢,故当热水大面积变成红色时,冷水中只有品红周围变成了红色。故选D。 4.做功　解析:弯折铁丝时,人对铁丝做功,机械能转化为内能,物体的内能增大,这是通过做功的方式改变铁丝的内能。 5.<　热传递　不变　解析:用相同的酒精灯给质量相等的甲、乙两种物质加热时,相同时间内,两种物质吸收的热量相同;由图象可知,甲物质比乙物质的温度升高得快,根据吸热公式Q=cmΔt,可知甲物质的比热容小于乙物质的比热容;用酒精灯给物体加热,物体吸收热量,内能增大,这是通过热传递的方式实现的;热值是燃料的一种特性,不随质量的改变而改变,故酒精灯中剩余酒精的热值不变。 6.比热容　6.3×107　做功 解析:水的比热容较大,同样受热或冷却的情况下,吸收或放出相同热量,相同质量的水和砂石相比较,水的温度变化比砂石小,所以沙漠地区昼夜温差大,而沿海地区昼夜温差小;水放出的热量为Q放=c水mΔt=4.2×103 J/(kg·℃)×500 kg×(65 ℃-35 ℃)=6.3×107 J;改变内能的方法有两种:做功和热传递。 7.3.36×105　解析:水吸收的热量Q吸=cmΔt=4.2×103 J/(kg·℃)×1 kg×(100 ℃-20 ℃)=3.36×105 J。 8.(1)好　(2)热传递　(3)4.2×104 解析:(1)将分别包有黑、白纸的两个瓶子放在太阳光下,过一段时间后,用温度计测量了两瓶中水的温度,发现包有黑纸的瓶中的水的温度升高得较多,说明包有黑纸的瓶中的水吸收的热量多,即黑纸的吸热性能比白纸的要好。(2)两瓶中的水从阳光中吸收热量,是通过热传递的方式使其内能增加的。(3)水吸收的热量Q吸=c水mΔt=4.2×103 J/(kg·℃)×0.5 kg×20 ℃=4.2×104 J。 学科网（北京）股份有限公司 $$