专题02 热学 2025年中考物理冲刺培优【教培精选】
2025-02-28
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内容正文:
专题02 热学(讲义)(原卷版)
2025年中考物理冲刺培优【教培精选】
一、重点梳理
1.物态变化:物质在固态、液态和气态三种状态之间的变化叫物态变化。固态、液态、气态在一定条件下可以 物质以什么状态存在,跟物体的 有关。
2.物态变化伴随能量变化:物态变化时伴随 的传递。
3.熔化:
(1)物质从 变为 的过程叫熔化;晶体熔化时的温度叫 。
(2)熔化过程的特点:物质熔化时要 ;对晶体来说,熔化过程中 ,物质温度 。
(3)晶体熔化的条件:
1)温度达到
2)继续 。
4.凝固:
(1)物质从 变为 的过程叫凝固,熔化和凝固是可逆的两各物态变化过程。
(2)凝固过程的特点:固、液共存,物质凝固时要放出热量,温度不变。
(3)凝固点:晶体凝固时的温度叫 ,同种物质的熔点、凝固点 。
(4)凝固的条件:
1)达到凝固点,
2)继续放热。
5.晶体和非晶体:固体可分为晶体和非晶体。
(1)晶体:熔化时有 的物质;非晶体:熔化时没有固定熔点的物质。
(2)晶体和非晶体的根本区别是:晶体有熔点(熔化时温度不变继续吸热),非晶体没有熔点(熔化时温度升高,继续吸热)。
6.气化:
物质从 变为 的过程叫汽化;汽化有两种形式,分别是 和 。
(1)蒸发在任何 下都可以发生,是指在液体表面发生的 的汽化现象。
蒸发的快慢与 (温度越高蒸发越快-夏天洒在房间的水比冬天干的快;在太阳下晾晒衣服干的快等)、
。的大小(表面积越大,蒸发越快-凉衣服时要把衣服撑开、把地下积水扫开等)和液体表面 的快慢(空气流动越快,蒸发越快,如凉衣服要凉在通风处)有关。
(2)沸腾:在一定温度下,在液体表面和内部同时发生的 的汽化现象。
1)沸点:液体沸腾时的温度叫 ,不同液体的沸点一般不同;液体的沸点与 有关,压强越大沸点越高(高压锅煮饭)。
2)液体沸腾的条件:温度达到沸点,还要继续 。
(3)沸腾和蒸发的区别与联系:第一、它们都是汽化现象,都吸收热量;第二、沸腾只在沸点时才进行,蒸发在任何温度下都能进行;第三、沸腾在液体内、外同时发生,蒸发只在液体表面进行;第四、沸腾比蒸发剧烈。
(4)蒸发可致冷:夏天在房间洒水降温,人出汗降温,发烧时在皮肤上涂酒精降温。不同物体蒸发快慢不同。
(5)汽化时能量的传递:汽化时要 。
7.液化:物质从 变为 的过程叫液化。汽化和液化是互为可逆的过程。
8.液化的方法:
(1)降低 ;
(2)压缩 (增大压强,提高沸点)如:氢的储存和运输、液化气。
9.液化时能量的传递:物质液化时要 。
10.升华:物质从 直接变成 的过程叫升华。
11.升华时能量的传递:物质升华时要 。如:①干冰可用来冷藏物品(干冰是固态二氧化碳,升华成气态时,吸收大量的热)。
12.凝华:物质从 直接变成 的过程叫凝华。凝华时能量的传递:物质凝华时要 。
13.分子热运动
(1)分子动理论:物质是由分子和原子组成的,分子在永不停息地做 ,分子之间有 。
(2)热运动:分子运动快慢与 有关,温度越高,分子热运动越剧烈。
(3)扩散:不同物质相互接触时,彼此进入对方的现象叫做 ,固体、液体和气体都能发生扩散现象,温度越高,扩散 。
14.分子间作用力
分子间相互作用的引力和斥力是 的。当固体被压缩时,分子间距离变小,分子作用力表现为斥力;当固体被拉伸时,分子间距离变大,作用力表现为引力。
如果分子间距离很大,作用力几乎为零,可以忽略不计;因此,气体具有流动性,也容易被压缩。
液体间分子之间距离比气体小,比固体大,液体分子之间的作用力比固体小,没有固定的形状,具有流动性。
15.内能:物体内部所有分子热运动的 与 的总和,叫做物体的内能。
(1)分子动能:分子在永不停息地做着无规则的热运动。物体内大量分子做无规则热运动所具有的能量称为分子动能。物体的温度 ,分子运动得 ,它们的动能越大。同一个物体(物态不变),温度越高,内能越大。
(2)由于分子之间具有一定的距离,也具有一定的作用力,因而分子具有势能,称为分子势能。分子间距发生变化时,物体的体积也会变,其内能会发生变化。所以分子势能与物体的 有关。
(3)物体内能的大小:物体的内能与物体的 、 、 及 有关。
一切物体中的分子都在做永不停息的做无规则运动,分子间都有分子力的作用,无论物体处于何种状态,是何形状与体积、温度是高是低都是如此。因此,一切物体在任何情况下都具有内能。
16.内能的改变:改变物体内能的方法有热传递和做功;热传递是能量的转移,做功是能量的转化。这两种方法对改变物体内能是等效的。
1)做功:外界对物体做功,物体的内能会 (例如:摩擦生热);物体对外做功,物体内能会 (例如:通过活塞向盛有水的烧瓶里打气,当活塞从瓶口跳起时,烧瓶中出现“白雾”)。实质:能量从一种形式的能(其它形式的能)转化为另一种形式的能(内能)。
2)热传递:只要物体之间或同一物体的不同部分间存在着温度差,就会发生热传递,直到温度变得相同(即没有温度差)为止。物体吸收热量,内能 ;物体放出热量,内能 。
17.热量(Q):在热传递过程中,传递能量的多少叫做热量;在国际单位制中,热量单位是焦耳,符号是J。
18.内能与机械能是两种不同形式的能量,它们之间是可以相互转化的。整个物体可以处于静止状态,没有动能;整个物体也可以处于相对高度为零的位置而没有势能,但它一定具有内能。物体可以同时具有内能和机械能。
19.热量、温度和内能:“热量不能含、温度不能传、内能不能算”。
1)热量是一个过程量,只有发生了热传递过程,有了内能的转移,才能讨论热量问题。所以物体本身没有热量,不能说某个物体具有多少热量,更不能比较两个物体热量的大小。
2)内能是一个状态量,但是它具有不可测量性,所以不能说物体具有多少的内能。
3)在热传递过程中,热量从高温物体传到低温物体,而不能说将高温物体的温度传递给了低温物体。
20.比热容
(1)在热传递过程中,传递能量的多少叫做 。温度不同的两个物体相互接触,高温物体内能减少,低温物体内能增大;对物体做功时,物体内能会增大,物体对外做功时,物体内能会减少。
(2)比热容是物质的一种 ,与物质的种类和状态有关,与物质的质量、温度和吸热、放热的多少无关。
(3)水的比热容是4.2×103J/(kg·℃),表示的物理意义是:1千克的水温度升高1℃吸收的热量是4.2×103J。
21.热量的简单计算
热量的计算:
(1) 吸热: ;
(2) 放热:
其中:Q吸—吸收的热量,单位:焦(J),Q放—放出的热量。
c—比热容,单位:焦每千克摄氏度(J/(kg·℃))
m—质量,单位:千克(kg)
△t—变化的温度(升高或降低的温度),单位:摄氏度(℃);t0—初始温度、t—末温。
22.热机:利用内能 的机械叫热机。热机的种类:分为蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机。
内燃机:燃料直接在发动机气缸内燃烧产生 的热机。内燃机根据其所使用的燃料分为汽油机和柴油机两类。
23. 内燃机的工作原理
汽油机的工作过程 、 、 、 。
吸气冲程—靠惯性运动,吸进汽油与空气的混合物;
压缩冲程—外界对气体做功,机械能转化为 ,气体温度 ;
做功冲程—化学能转化为内能,气体温度升高,气体对外 ,内能转化为 ;
排气冲程—靠惯性运动,排出废气。
24.热值(q):1kg某种燃料完全燃烧放出的 ,叫热值;热值单位是:
(1)燃料燃烧放出热量:Q放 =qm;(Q放 是燃料放出的热量,单位是J;q是热值,单位是J/kg;m 是质量,单位是kg。)
对于热值的概念,要注重理解三个关键词:“1kg”、“某种燃料”、“完全燃烧”。1kg是指燃料的质量,如果燃料的质量不是1kg,那么该燃料完全燃烧放出的热量就不等于热值的数值;某种燃料是指热值与燃料的种类有关;完全燃烧意思是燃料要完全烧尽,否则1kg燃料燃烧过程中,化学能转变成内能就不是该热值所确定的值。
(2)热值反映的是某种物质的一种燃烧特性,同时反映出不同燃料燃烧过程中,化学能转变成内能的本领大小;也就是说,它是燃料本身的一种特性,只与燃料的种类有关,与燃料的形态、质量、体积等均无关。
25.热机的效率:用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧放出的能量 ,叫热机的效率。热机的效率是热机性能的一个重要指标。公式:
在热机的各种损失中,废气带走的能量最多,设法利用废气的能量,是提高燃料利用率的重要措施。
注意:热机能量的损失:
①燃料未完全燃烧(完全燃烧条件:充足空气,研磨成细颗粒);
②废气排出带走能量(废气的利用);
③克服磨擦,消耗能量(使用润滑剂,减小摩擦)。
26.能量守恒定律:能量既不会 ,也不会 ,它只会从一种形式转化为另一种 ,或者从一个物体转移到另一个 ,而在转化和转移过程中,能量的总量 。
能量守恒定律是自然界最重要、最普遍的基本定律。大到天体,小到原子核,也无论是物理学问题还是化学、生物学、地理学、天文学的问题,所有能量转化的过程,都遵从能量守恒定律。
二、重点考向
1.物态变化类型的判断与解释:生活中的物态变化多种多样,判断生活中常见热现象的物态变化类型是属于热门考向,也是重点考试内容。
▲典例一:下列关于生活中物态变化的现象中,连线正确的是( )
A.新鲜的青菜,时间长了变的干瘪-----汽化
棒冰从冰箱中取出时冒“白气”-----升华
湿头发晾干的过程------蒸发
冬天湖面结了一层冰-----凝固
B.寒冬玻璃窗的玻璃内侧表面出现冰花-----凝华
在皮肤上擦酒精感觉凉------汽化
樟脑丸放久了越来越小------升华
夏天早晨草叶上出现露水-----液化
C.将铁水浇铸成铸件------凝固
用久了的灯泡灯丝变细------升华
舞台上撒干冰雨雾弥漫-----汽化
D.寒冷的冬天,冻住的衣服晾干了------升华
长期堆煤的墙角变黑了-----凝华
大雾的形成------液化
吃冰糕解热-----汽化
训练1(24-25八年级上·重庆长寿·阶段练习)下列关于物态变化的说法,正确的是( )
A.冬天清晨,地面上的霜是升华形成的
B.冰棒周围冒出的“白气”是水蒸气
C.从冰箱里拿出的饮料瓶出“汗”,这些“汗”是空气液化形成的
D.冬天的教室,玻璃窗上的水珠出现在室内一侧
训练2(24-25八年级上·陕西西安·期末)“二十四节气”是中华智慧的结晶,下列有关节气谚语的说法正确的是( )
A.“雨水有雨,一年多雨”——雨的形成是熔化现象
B.“白露秋分夜,一夜凉一夜”——露的形成是汽化现象
C.“霜降有霜,米谷满仓”——霜的形成是凝固现象
D.“大雪晴天,立春雪多”——雪的形成是凝华现象
▲典例二:湿毛巾晾晒后会变干,这是因为湿毛巾上的水发生了( )。
A.熔化 B.蒸发 C.沸腾 D.升华
训练1(24-25八年级上·黑龙江哈尔滨·期末)某同学发现从冰箱中取出的冻肉表面附着一层白霜,肉的周围不断冒出“冷气”,煮熟的肉还会冒着“热气”。关于上述现象,下列说法正确的是( )
A.冻肉表面的白霜是水蒸气凝华形成的
B.冻肉周围的“冷气”是空气液化形成的
C.煮熟的肉冒出的“热气”是水汽化形成的
D.在沸水中煮肉时,加大火力可提高水的温度
训练2(24-25八年级上·新疆喀什·期末)在喀什地区的冬天,小明在户外运动时,看到自己不断地呼出“白气”。出现“白气”现象,属于物态变化的( )
A.液化 B.汽化 C.凝华 D.升华
▲典例三:下面四个有关生活实例的分析正确的是( )。
A.北方寒冷的冬季玻璃窗上会产生冰花,是凝固现象;
B.晾晒在太阳光下的湿衣服不久会变干,是沸腾现象;
C.炒菜前滴入热锅的小水滴很快不见了,是升华现象;
D.医务工作者戴的护目镜内侧产生水珠,是液化现象
训练1(24-25八年级上·四川遂宁·期末)冰箱是一种常见的家用电器,主要用于冷藏和冷冻食物,以保持食物的新鲜和防止变质。请你选出关于冰箱说法有误的选项( )
A.尽量选新鲜、无损伤的蔬菜存于冷藏室,冷藏室温度保持2-4℃最佳,且不可塞太满
B.蔬菜速冻是以低温速冻方式保存蔬菜的加工方法,便于保鲜、运输、储存蔬菜
C.电冰箱制冷系统由蒸发器、压缩机、冷凝器等组成,制冷剂在冷凝器里发生液化现象
D.冷冻室门密封不严、开门过多等原因会让水蒸气凝固成霜
训练2清晨在校园里,我们经常会看到绿叶上有晶莹的露珠,而课间活动时露珠又不见了。在上述现象中,先后发生的物态变化是( )
A.液化升华 B.升华汽化
C.升华液化 D.液化汽化
▲典例四:(24-25八年级上·湖南株洲·期末)长江发源于唐古拉山脉主峰各拉丹冬雪山,长江水主要来源于其源头的冰川融水。“冰川融水”发生的物态变化是( )
A.液化 B.熔化 C.蒸发 D.凝固
训练1(24-25八年级上·天津·期末)民间有“大雾不过晌”,“白露秋分夜”的说法。雾和露都是由空气中的水蒸气遇冷 形成的小水滴;这些小水滴吸热后又会发生 形成水蒸气,从而构成自然界的水循环(均填物态变化名称)。
训练2(24-25八年级上·湖南永州·期中)厨房中有许多与物理有关的知识:壶里的水烧开以后,壶嘴上方冒出一团团“白气”。这“白气”是水蒸气 形成的。“白气”再上升分散到干燥的空气中,发生了 现象,我们又什么也看不见了。炒菜时加碘盐不宜与油同时加热,这是因为碘高温下很容易 。(均填物态变化的名称)
2.物态变化过程中的吸放热:物态变化过程伴随着吸放热过程,物态变化过程中的吸放热是考查物态变化的主要考向,同时也是生活中应用物态变化的主要内容。
▲典例五:固态、液态和气态是物质常见的三种状态,某物质通过放热、吸热在甲、乙、丙三种物态之间转化,如图所示,下列说法正确的是( )。
A.甲为固态,由甲到乙是凝华过程;B.乙为液态,由乙到丙是汽化过程;
C.丙为气态,由丙到甲是液化过程;D.丙为液态,由乙到丙是熔化过程
训练1(24-25八年级上·河南商丘·期中)下列关于物态变化的说法中,正确的是( )
A.冬天晚上在菜窖里放几桶水,这是利用水凝固放热防止菜被冻坏
B.晶体熔化时吸热,非晶体熔化时不吸热
C.夏天从冰箱里拿出来的冰棒冒“白气”是汽化现象
D.人们吹电风扇感到凉爽,是因为电风扇降低了气温
训练2(24-25八年级上·吉林·阶段练习)从冰箱拿出的雪糕很凉,人伸出舌头贴在雪糕上,不一会儿发现舌头会“粘”在雪糕上,请你解释这种现象。
▲典例六:下列现象形成过程中,吸收热量的是( )。
A.晶莹的露珠 B.林立的冰川 C.变小的干冰 D.洁白的雾凇
训练1(24-25八年级上·湖南长沙·期末)关于熔化,以下说法正确的是( )
A.晶体熔化时吸热,非晶体熔化时不吸热
B.晶体熔化时吸热,温度保持在熔点不变
C.晶体、非晶体在熔化时温度都是不变的
D.晶体、非晶体在熔化时温度都是变化的
训练2(24-25八年级上·山东青岛·期中)(多选)下列选项中所描述的物态变化及吸放热情况,分析正确的是( )
A.糖汁成型“糖画”——凝固放热 B.樟脑丸“消失”——升华吸热
C.湿手被“吹干”——液化吸热 D.寒冬窗玻璃内侧生“水珠”——汽化放热
3.物态变化在生活中的应用:我们的生活离不开物态变化。物态变化在生活中的应用属于常考热点。
▲典例七:(24-25八年级上·吉林白城·阶段练习)下列有关二十四节气所对应的物态变化现象中,需要吸热的是( )
A.立春冰雪消融 B.白露露珠晶莹 C.霜降霜打枝头 D.大雪白雪皑皑
训练1(24-25八年级上·河南郑州·期中)(多选)诗词是我国优秀文化的遗产,下列诗句中所指的物态变化现象分析正确的是( )
A.柴门闻犬吠,风雪夜归人——“雪”的形成是凝固现象
B.已是悬崖百丈冰,犹有花枝俏——“冰”的形成需要放热
C.可怜九月初三夜,露似真珠月似弓——“露”的形成是液化现象
D.天接云涛连晓雾,星河欲转千帆舞——“雾”的形成需要吸热
训练2(24-25八年级上·广东佛山·阶段练习)我国的北方,严冬时经常出现雾凇;而韶关市北部山区,严冬时也曾会出现雨凇(俗称树挂或冰凌)。雾凇的形成属于 (填物态变化的名称)现象,雨凇的形成与雾凇的形成 (选填“相同”或“不同”),这两种物态变化都是 (填“吸热”或“放热”)。
▲典例八(24-25八年级上·湖北武汉·期中)关于诗句所描绘的景象涉及到的物态变化,下列说法正确的是( )
A.云开雾散旭风暖:雾散去是水变成水蒸气的过程,是汽化现象
B.已是悬崖百丈冰:悬崖上的冰是水凝结形成的,是液化现象
C.羌管悠悠霜满地:霜的形成是水蒸气直接变为固态,是升华现象
D.窗含西冷千秋雪:雪是空气遇冷凝结成的小冰晶,是凝华现象
训练1(24-25八年级上·广西贺州·期中)“二十四节气”是中华民族农耕文明长期经验的积累和智慧的结晶。下列节气涉及的物态变化,说法正确的是( )
A.“雨水”节气,雨的形成是升华现象 B.“大雪”节气,雪的形成是凝华现象
C.“霜降”节气,霜的形成是液化现象 D.“寒露”节气,露的形成是熔化现象
训练2(24-25八年级上·河南驻马店·期中)(多选)下列对物态变化的描述正确的是( )
A.夏季从冰箱冷藏室取出的饮料瓶外壁出现水珠是熔化现象,需要吸热
B.新疆吐鲁番地区修建坎儿井可以减慢水的蒸发,蒸发需要吸热
C.北方冬季窗玻璃内壁上出现冰花是凝华现象,需要吸热
D.衣柜里的樟脑球变小或消失是升华现象,需要吸热
4.晶体熔化与水的沸腾:晶体熔化规律和水的沸腾规律是常考热点,也是常考考向。
▲典例九:(24-25八年级上·湖南张家界·期末)如图所示,图甲是萘的熔化图像,图乙是塑料的凝固图像。下列说法正确的是( )
A.萘和塑料都是晶体
B.萘在BC段为固液共存态
C.萘的熔化过程用了5min
D.与塑料具有相似凝固图像的物质有松香、石蜡、海波
训练1(24-25八年级上·天津·期末)如图是某固体在加热过程中温度随时间变化的图像。下列说法中正确的是( )
A.该物质是晶体 B.该物质在BC段放热,温度不变
C.熔点是100℃ D.该物质在DE段吸热,温度升高
训练2(24-25八年级上·黑龙江·期末)(多选)小龙研究某物质凝固过程的温度变化规律。如图所示,他将实验过程中收集到的温度和对应的时间数据绘制成图像。分析图像中的信息,下列说法正确的是( )
A.该物质固态时为非晶体 B.该液态物质的凝固点是-2℃
C.该物质凝固过程用时30min D.第25min时该物质处于固态
▲典例十:(24-25八年级下·广东肇庆·期末)如图所示是小明“探究水的沸腾”时,根据记录的数据作出的温度随时间的变化图。第5min水的温度是 ℃,水沸腾时,温度 ,沸腾过程中水需要继续 。
训练1(24-25九年级上·山东济南·期中)小明同学在做“观察水的沸腾”实验中,描绘出的温度随时间变化的图像如图所示,下列说法中正确的是( )
A.水的沸点应该是100℃,所以水始终没有沸腾
B.水的沸腾温度低于100℃,说明水的比热容大
C.水沸腾前是通过做功的方式来改变水的内能
D.实验时水面上方的气压低于1个标准大气压
训练2(24-25八年级上·湖南郴州·期中)小明在做“观察水的沸腾”实验中,当水温上升到81℃时,每隔1min读一次温度计的示数,直到水沸腾4min后停止读数,其数据记录如下表所示。
t/min
0
1
2
3
4
5
6
7
T/℃
81
85
89
93
97
97
97
97
(1)常用温度计是利用液体 的原理制成的。
(2)从表格数据可知水的沸点是 ℃。
(3)由实验结果可以得出水沸腾时的规律是: 。
(4)水沸腾时,可以看到水面上不停的冒“白气”,此现象产生的原因是:是水蒸气遇冷 (填物态变化)形成的。
5.分子热运动与分子间相互作用力:分子热运动理论与分子间相互作用属于常考热点。
▲典例十一:百灵鸟是散居型蝗虫的天敌,但蝗灾爆发时,聚集型蝗虫会大量分泌苯乙腈,其刺激性气味使百灵鸟放弃捕食,百灵鸟闻到苯乙腈的气味是因为( )。
A.分子体积很小;B.分子间有引力;C.分子间有斥力;D.分子永不停息地做无规则运动
训练1(24-25九年级上·湖南株洲·期末)下列自然现象,能说明分子不停地做无规则运动的是( )
A.初春时节柳絮飞扬 B.夏日炎炎槐花飘香
C.秋风萧瑟落叶飘零 D.寒风凛冽雪花飘飘
训练2(24-25九年级上·河南洛阳·期中)洛阳牡丹甲天下。花儿盛开时清香扑鼻,这是由于花香分子在做 ;蜜蜂飞过来采集细小的花粉,花粉 (选填“是”或“不是”)分子。
▲典例十二(24-25九年级上·河南开封·期末)我国北方有冬至吃饺子的习俗。包饺子时,饺子皮被捏合后能粘在一起,是因为分子间存在 ,饺子出锅时香气四溢,这是 现象。
训练1(24-25九年级上·安徽·阶段练习)城西湖公园的建成大大减弱了周围地区的“热岛效应”,这是利用了水的比热容大的特性;公园荷叶上两滴水珠接触时,能自动结合成一滴较大的水珠,这一事实说明分子间存在着 。
训练2(24-25九年级上·陕西西安·期中)炒菜时会闻到香味,这是 现象;固体和液体的体积很难被压缩,这表明分子间存在 。
6.物体的内能与物体内能的改变:对物体内能概念的理解和改变物体内能的方式属于常考内容,同时也是考生的难点和易错点。
▲典例十三:下列实例中,通过做功改变内能的是( )。
A.盛夏时,吃雪糕解暑;
B.搓手时,手感到热;
C.天冷时,用热水袋取暖;
D.发烧时,用湿毛巾给头部降温
训练1(24-25九年级上·辽宁鞍山·期末)“蒸”是一种起源于炎黄时期的做菜方法,下列实例与“蒸”在改变物体内能的方式上相同的是( )
A.烤火御寒 B.钻木取火 C.搓手取暖 D.擦燃火柴
训练2(24-25九年级上·云南玉溪·期末)(多选)母亲节,小秦为妈妈煮了一锅热气腾腾的面条,下列分析正确的是( )
A.面条入锅后温度升高,内能增加
B.煮面条时,主要通过热传递的方式改变了面条的内能
C.闻到了面条的香味,表明扩散只在气体中发生
D.面条没有粘到一起,表明分子间有斥力
▲典例十四(辽宁省葫芦岛市2024—2025学年上学期期末考试九年级物理化学试卷-初中物理)过年贴年画、包饺子是我国的传统习俗。胶水能将年画粘在墙上,是因为分子间存在 ;煮饺子时,随着温度的升高,饺子的内能变 。
训练1(24-25九年级上·福建福州·期末)小明将凝固点为47℃的某液态合金放在室温为;25℃的实验室中,该合金从70℃降至47℃并保持一段时间再降至35℃,合金在此过程( )
A.存在液化现象,内能一直增加
B.对外放热,内能一直减少
C.温度保持47℃时,不吸热也不放热
D.存在凝固现象,内能先减少后不变再减少
训练2(24-25九年级上·河南开封·期末)烩面是一种荤、素、汤、菜、饭兼而有之的河南传统美食,做面时,将面拉成薄条放入装有原汁肉汤的锅内煮熟即可。下列说法错误的是( )
A.面被拉长也不断,主要是因分子间存在引力
B.煮面是通过热传递的方式增加面条内能的
C.面汤的温度越高,面汤含有的热量越多
D.面汤的温度越高,内能越大
7.比热容、热值的概念与相关计算:比热容与热值的概念以及关系计算同样属于常考热点,考查比热容概念经常以水作为考题介质。
▲典例十五(24-25九年级上·云南·期末)2024年10月30日神舟十九号载人飞船在中国酒泉卫星发射中心由长征二号运载火箭成功发射,该火箭常用液态氢作为燃料,是因为它具有较大的 ,液态氢的热值约为,其物理意义为 。
训练1训练2(24-25九年级上·广西百色·期中)顺口溜“五月五、过端午、蒸粽子、赛龙舟”,生动的呈现了田阳当地端午文化习俗。蒸粽子是利用水沸腾产生的蒸气进行加热。若在1标准太气压下将2.5kg的水从室温加热到沸腾,在此过程中,求:,
(1)水吸收的热量;
(2)采用煤炉加热,需要完全燃烧1.2kg煤,煤燃烧放出的热量是多少?
▲典例十六(24-25九年级上·江西吉安·期末)小明去海边避暑度假,海边吹的陆风和海风统称海陆风,海陆风是由于地面和大海升温和降温的快慢不同,从而使空气对流形成的。如图所示是海陆风形成的示意图,其中 图反映白天海陆风的形成,这是因为陆地上砂石的比热容比海水的比热容 。
训练1(24-25九年级上·河南新乡·期中)水约占人体体重的60%~70%,有助于调节体温,原因之一是水具有较大的( )
A.热值 B.热量 C.温度 D.比热容
训练2(24-25九年级上·江西赣州·阶段练习)在沿海地区,炎热、晴朗的天气里常常出现“海陆风”,当出现如图所示风向时,通常发生在 (选填“白天”或“夜晚”),且海水温度 (选填“较高”或“较低”)
▲典例十七:烈日炎炎的夏季,白天河岸上沙土热得烫脚,但河水却非常凉爽,是由于水的比热容 (“大”或“小”),清澈河水看起来比实际深度要 (选填“深”或“浅”),容易造成误判,因此不要贸然下水,以免发生溺水事故。
训练1(24-25九年级上·福建福州·期中)福清核电站的“华龙一号”核反应堆是我国完全自主设计研发的第三代核电技术。该核电站在运行过程中,使用水做冷却剂给核反应堆的堆芯降温,主要是利用水的( )
A.密度大 B.沸点高 C.内能大 D.比热容大
训练2(24-25九年级上·广东佛山·阶段练习)坐进新汽车里,我们常常会闻到一股刺鼻的气味,这种气味主要来自于各种装饰材料中的有害物质,这是 现象,说明了分子在永不停息地无规则运动。汽车发动机常用水作为冷却剂,这主要是利用了水的 大的特性,若汽车的水箱中的水温度由20℃升高到70℃,水吸收的热量是2.1×106J,则水箱中水的质量是 kg。[已知c水=4.2×103J/(kg•℃)]
8.热机、能量的转化与守恒:此问题也属于高频考点,经常考查热机四冲程工作过程与能量转化,热机效率等。
▲典例十八:(24-25九年级上·河南商丘·期中)北方的冬天用暖气取暖是通过 的方式改变物体内能的;从滑梯上滑下时,臀部会有灼热感,这是通过 的方式改变物体内能的,该过程的能量转化为 。
训练1(24-25九年级上·甘肃陇南·期中)如图所示,小明在吹气球时,被吹饱满的气球没能用手握住,呼啸着飞了出去。关于气球飞出过程,下列分析正确的是( )
A.喷气的嘴部很热,因为与空气摩擦导致内能增加
B.喷气的嘴部很冷,因为气球内气体放出时对外做功导致内能减少
C.此过程中的能量转化为机械能转化为内能
D.此过程中的能量转化与汽油机吸气冲程相同
训练2(24-25九年级上·甘肃武威·期中)小红将开水灌入暖水瓶时,发现刚盖住的瓶塞被顶起。在这一过程中,暖水瓶内的水蒸气对瓶塞做功,则瓶内气体温度 ,内能 ,这是通过 的方式改变内能的。
▲典例十九(24-25九年级上·江苏南京·阶段练习)下列过程中属于将动能转化为重力势能的是( )
A.弯弓将箭射出 B.上紧发条的闹钟指针转动
C.匀速上升的电梯 D.人造卫星从近地点运行至远地点
训练1(24-25九年级上·广西河池·期中)2024年4月,3名中国航天员乘坐“神舟十八号”进入中国空间站。飞船沿椭圆形轨道绕地球运行,当飞船从近地点向远地点运动时,它的( )
A.势能增大 B.势能减小
C.速度增大 D.机械能增大
训练2 (24-25九年级上·安徽·阶段练习)下列实例与其能量转化的相关说法,对应正确的是( )
A.电风扇吹风——机械能转化为电能
B.用电热毯取暖——化学能转化为内能
C.太阳能电池——太阳能转化为电能
D.人造地球卫星从近地点向远地点运动——重力势能转化为动能
▲典例二十(24-25九年级上·重庆·期末)小明同学用他家的天然气灶为质量为2kg,初温为15℃的水加热,此过程消耗天然气,则天然气完全燃烧释放热量 J;若此过程的热效率为40%,在标准大气压下,水的温度升高 ℃。[水的比热容为,天然气热值为]
训练1(24-25九年级上·河北保定·期中)某内燃机的能量流向图如图所示。该内燃机的效率为( )
A.34% B.28% C.31% D.7%
训练2(24-25九年级上·陕西榆林·期中)一小汽车在平直的高速公路上匀速行驶2.3km,消耗汽油0.5kg ,若行驶过程中汽车受到的牵引力恒为3000N,求:
(1)0.5kg 汽油完全燃烧释放的热量;
(2)汽车发动机的效率。
9.热学实验:热学实验主要包括晶体熔化规律实验、水的沸腾规律实验和物质吸热能力实验。
▲典例二十一(24-25八年级上·山东德州·阶段练习)图甲是小明“探究海波熔化特点”的实验装置。
(1)小明安装器材时应该 (选填“由上而下”或“由下而上”)安装;
(2)图乙是根据实验数据绘制的温度-时间图像,由图像可知,海波熔化时温度保持不变,此温度为 ℃,可以判断海波是 (选填“晶体”或“非晶体”);
(3)图甲装置中不用酒精灯直接对试管加热,而是把装有海波的试管放入水中,这样做这样做的目的是 。
训练1(24-25八年级上·安徽淮北·阶段练习)某综合实践活动小组在制作一个医用冷藏盒时,不知道给药品降温用冰好,还是盐水结成的冰好?他们动手测量了盐水的凝固点。
(1)小明和小红分别通过实验得到了盐水的凝固图像如图所示,则小明所测盐水的凝固点是 ℃。
(2)他们同时发现所测的盐水凝固点并不相同,于是对比了双方实验过程,发现烧杯中装水都是200ml,小明加了1汤匙的盐,而小红加了3汤匙的盐,由此作出猜想:盐水的凝固点与盐水的浓度有关。接着多次实验得出不同浓度盐水的凝固点,数据记录如表:
盐水浓度(%)
0
3
6
9
12
15
18
21
24
凝固点(℃)
0
分析表格中数据可知,当盐水浓度增大时,其凝固点 (选填“升高”或“降低”)。
训练2(24-25八年级上·河南郑州·期中)如图甲所示,是小明“探究物质熔化规律”的实验装置。
(1)实验中通过水对试管加热,而不是直接加热试管,目的是 ;
(2)实验中需要用到的测量工具除了温度计还需要 ;
(3)在探究“冰的熔化规律”实验中,宜选用 (选填“碎冰块”或“体积较大的冰块”);
(4)实验中每隔1分钟记录一次物质的温度,同时观察试管中该物质状态变化,记录数据,作出温度随时间变化的规律图像,如下图乙所示,由图像可知:该物质在熔化过程中 ,该物质是 (选填“晶体”或“非晶体”),该物质熔化过程经历了 分钟;
(5)把-5℃的冰投入0℃的水中(周围空气是0℃),过了一段时间______。
A.冰的数量增多
B.水的数量变多
C.冰和水的数量都没变
D.以上三种情况都有可能
▲典例二十二(24-25九年级上·河南周口·期中)在“探究水的沸腾实验”中,按如图甲所示组装好实验器材:
(1)在水温升高到 90 ℃时,每隔 1min记录一次水的温度,并记录在下面表格中,请根据表格的数据在图乙中画出水温随时间变化的图像。
时间/ min
0
1
2
3
4
5
6
7
温度/℃
90
92
94
96
98
98
98
98
(2)去掉图甲中温度计,再在一个小试管中放入适量的水,按图丙方法组装后放在图甲A 上加热足够长时间,发现试管内水不能沸腾,若改用猛火加热,试管内的水 (选填“能”或“不能”)沸腾。
训练1(24-25八年级上·陕西西安·期中)小科在“探究水沸腾前后温度变化的特点”实验时,所使用的实验装置如图甲所示。
(1)小科根据实验数据作出的图像如图乙所示,由图可知:水沸腾后温度 (选填“升高”“不变”或“降低”);
(2)若要节省加热至沸腾的时间,可采取的办法是:适当 (选填“增加”或“减少”)水的质量;
(3)细心的小科还观察到水沸腾前和沸腾后水中气泡的情况不同,如图丙所示,图中 (选填“a”或“b”)是水在沸腾后的情况。
训练2(24-25九年级上·云南曲靖·期中)小林探究“水沸腾前、后温度随加热时间变化的特点”,他用酒精灯给烧杯中的水加热,用温度计测量水的温度。
(1)实验中小林观察到 的现象可以判断水是沸腾的。
(2)如图所示,小林根据实验数据绘制出了水的温度随加热时间变化的图像,加热到第5min时,水开始沸腾。分析图像可知:水沸腾过程中,继续加热时,水的温度 (选填“升高”“不变”或“降低”)。
▲典例二十三(24-25九年级上·四川自贡·阶段练习)如图甲所示是“探究不同物质吸热升温的现象”实验装置
(1)实验前,应按 (填“自上而下”或“自下而上”)的顺序组装器材
(2)除了如图甲所示的实验器材外,还需要的器材是
(3)实验中应选取初温 (填“相同”或“不同”)、 (填“体积”或“质量”)相同的A、B两种液体
(4)实验中两种液体吸收热量的多少可通过 (填“液体升高的温度”或“加热时间”)比较
(5)根据实验数据绘制的温度与时间的关系图像如图乙所示,分析图像可知:质量相等的A和B两种液体,在升高相同温度时, 吸收的热量较多;在吸收相同热量时, 升温较高
训练1(24-25九年级上·福建福州·期中)如图所示是探究“不同物质的吸热能力”的实验装置,取质量均为200g、初温均为20℃的甲、乙两种液体,分别倒入两个完全相同的烧杯中,再用相同的电加热器加热,实验数据记录如表所示。【】
温度/℃
20
30
40
50
加热时间/s
甲
0
40
80
120
乙
0
20
40
60
(1)选用相同电加热器加热的目的:使两种液体在相同时间内 。实验中通过比较 (选填“升高的温度”或“加热时间”)比较两种液体吸收热量的多少;
(2)分析数据可知,当它们升高相同的温度时, (选填“甲”或“乙”)液体需要吸收的热量更多;
(3)于翔同学认为可以通过比较甲、乙两种液体加热至沸腾的时间长短来判断哪种液体的吸热能量更强。你认为他的方法 (选填“可行”或“不可行”);
(4)若这两种液体中选出一种液体作为冷却剂使用,则 (选填“甲”或“乙”)液体的冷却效果更好;
(5)若甲液体是水,则乙液体的比热容为 。
训练2(24-25九年级上·山东聊城·期中)某实验小组用如图甲所示的装置比较水和煤油的吸热本领。用两个相同规格的电加热器来加热水和煤油,每隔1min记录一次温度,整个实验操作无误。
(1)加热前,在一个烧杯中倒入240mL的水,为了顺利完成实验,需要在另一个相同烧杯中倒入 mL的煤油(ρ水=1.0×103kg/m3,ρ煤油=0.8×103kg/m3);
(2)实验中第1、2两个小组记录的实验数据如表。
实验组别
液体
质量
初温
末温
加热时间
1
水
200
25
40
13.5
煤油
200
25
40
6.5
2
水
200
25
40
12
煤油
200
25
40
5.5
图乙是第1组同学绘制的“吸收热量—时间”和“温度—时间”图象,能正确描述该实验真实情况的图像是 (选填序号)。分析表格数据可知, 的吸热能力强;
(3)本实验中,通过比较 来反映物质吸收热量的多少;
(4)为了比较不同物质的吸热能力,物理学中引入 来表示不同物质在这种性质上的差异。
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专题02 热学(讲义)(解析版)
2025年中考物理冲刺培优【教培精选】
一、重点梳理
1.物态变化:物质在固态、液态和气态三种状态之间的变化叫物态变化。固态、液态、气态在一定条件下可以相互转化。物质以什么状态存在,跟物体的温度有关。
2.物态变化伴随能量变化:物态变化时伴随热量的传递。
3.熔化:
(1)物质从固态变为液态的过程叫熔化;晶体熔化时的温度叫熔点。
(2)熔化过程的特点:物质熔化时要吸收热量;对晶体来说,熔化过程中固、液共存,物质温度不变。
(3)晶体熔化的条件:
1)温度达到熔点,
2)继续吸热。
4.凝固:
(1)物质从液态变为固态的过程叫凝固,熔化和凝固是可逆的两各物态变化过程。
(2)凝固过程的特点:固、液共存,物质凝固时要放出热量,温度不变。
(3)凝固点:晶体凝固时的温度叫凝固点,同种物质的熔点、凝固点相同。
(4)凝固的条件:
1)达到凝固点,
2)继续放热。
5.晶体和非晶体:固体可分为晶体和非晶体。
(1)晶体:熔化时有固定熔点的物质;非晶体:熔化时没有固定熔点的物质。
(2)晶体和非晶体的根本区别是:晶体有熔点(熔化时温度不变继续吸热),非晶体没有熔点(熔化时温度升高,继续吸热)。
6.气化:
物质从液态变为气态的过程叫汽化;汽化有两种形式,分别是沸腾和蒸发。
(1)蒸发在任何温度下都可以发生,是指在液体表面发生的缓慢的汽化现象。
蒸发的快慢与液体温度(温度越高蒸发越快-夏天洒在房间的水比冬天干的快;在太阳下晾晒衣服干的快等)、液体表面积的大小(表面积越大,蒸发越快-凉衣服时要把衣服撑开、把地下积水扫开等)和液体表面空气流动的快慢(空气流动越快,蒸发越快,如凉衣服要凉在通风处)有关。
(2)沸腾:在一定温度下,在液体表面和内部同时发生的剧烈的汽化现象。
1)沸点:液体沸腾时的温度叫沸点,不同液体的沸点一般不同;液体的沸点与压强有关,压强越大沸点越高(高压锅煮饭)。
2)液体沸腾的条件:温度达到沸点,还要继续吸热。
(3)沸腾和蒸发的区别与联系:第一、它们都是汽化现象,都吸收热量;第二、沸腾只在沸点时才进行,蒸发在任何温度下都能进行;第三、沸腾在液体内、外同时发生,蒸发只在液体表面进行;第四、沸腾比蒸发剧烈。
(4)蒸发可致冷:夏天在房间洒水降温,人出汗降温,发烧时在皮肤上涂酒精降温。不同物体蒸发快慢不同。
(5)汽化时能量的传递:汽化时要吸热。
7.液化:物质从气态变为液态的过程叫液化。汽化和液化是互为可逆的过程。
8.液化的方法:
(1)降低温度;
(2)压缩体积(增大压强,提高沸点)如:氢的储存和运输、液化气。
9.液化时能量的传递:物质液化时要放热。
10.升华:物质从固态直接变成气态的过程叫升华。
11.升华时能量的传递:物质升华时要吸热。如:①干冰可用来冷藏物品(干冰是固态二氧化碳,升华成气态时,吸收大量的热)。
12.凝华:物质从气态直接变成固态的过程叫凝华。凝华时能量的传递:物质凝华时要放热。
13.分子热运动
(1)分子动理论:物质是由分子和原子组成的,分子在永不停息地做无规则运动,分子之间有间隙。
(2)热运动:分子运动快慢与温度有关,温度越高,分子热运动越剧烈。
(3)扩散:不同物质相互接触时,彼此进入对方的现象叫做扩散现象,固体、液体和气体都能发生扩散现象,温度越高,扩散越快。
14.分子间作用力
分子间相互作用的引力和斥力是同时存在的。当固体被压缩时,分子间距离变小,分子作用力表现为斥力;当固体被拉伸时,分子间距离变大,作用力表现为引力。
如果分子间距离很大,作用力几乎为零,可以忽略不计;因此,气体具有流动性,也容易被压缩。
液体间分子之间距离比气体小,比固体大,液体分子之间的作用力比固体小,没有固定的形状,具有流动性。
15.内能:物体内部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。
(1)分子动能:分子在永不停息地做着无规则的热运动。物体内大量分子做无规则热运动所具有的能量称为分子动能。物体的温度越高,分子运动得越快,它们的动能越大。同一个物体(物态不变),温度越高,内能越大。
(2)由于分子之间具有一定的距离,也具有一定的作用力,因而分子具有势能,称为分子势能。分子间距发生变化时,物体的体积也会变,其内能会发生变化。所以分子势能与物体的体积有关。
(3)物体内能的大小:物体的内能与物体的质量、温度、体积及物态有关。
一切物体中的分子都在做永不停息的做无规则运动,分子间都有分子力的作用,无论物体处于何种状态,是何形状与体积、温度是高是低都是如此。因此,一切物体在任何情况下都具有内能。
16.内能的改变:改变物体内能的方法有热传递和做功;热传递是能量的转移,做功是能量的转化。这两种方法对改变物体内能是等效的。
1)做功:外界对物体做功,物体的内能会增大(例如:摩擦生热);物体对外做功,物体内能会减小(例如:通过活塞向盛有水的烧瓶里打气,当活塞从瓶口跳起时,烧瓶中出现“白雾”)。实质:能量从一种形式的能(其它形式的能)转化为另一种形式的能(内能)。
2)热传递:只要物体之间或同一物体的不同部分间存在着温度差,就会发生热传递,直到温度变得相同(即没有温度差)为止。物体吸收热量,内能增加;物体放出热量,内能减小。
17.热量(Q):在热传递过程中,传递能量的多少叫做热量;在国际单位制中,热量单位是焦耳,符号是J。
18.内能与机械能是两种不同形式的能量,它们之间是可以相互转化的。整个物体可以处于静止状态,没有动能;整个物体也可以处于相对高度为零的位置而没有势能,但它一定具有内能。物体可以同时具有内能和机械能。
19.热量、温度和内能:“热量不能含、温度不能传、内能不能算”。
1)热量是一个过程量,只有发生了热传递过程,有了内能的转移,才能讨论热量问题。所以物体本身没有热量,不能说某个物体具有多少热量,更不能比较两个物体热量的大小。
2)内能是一个状态量,但是它具有不可测量性,所以不能说物体具有多少的内能。
3)在热传递过程中,热量从高温物体传到低温物体,而不能说将高温物体的温度传递给了低温物体。
20.比热容
(1)在热传递过程中,传递能量的多少叫做热量。温度不同的两个物体相互接触,高温物体内能减少,低温物体内能增大;对物体做功时,物体内能会增大,物体对外做功时,物体内能会减少。
(2)比热容是物质的一种特性,与物质的种类和状态有关,与物质的质量、温度和吸热、放热的多少无关。
(3)水的比热容是4.2×103J/(kg·℃),表示的物理意义是:1千克的水温度升高1℃吸收的热量是4.2×103J。
21.热量的简单计算
热量的计算:
(1) 吸热:Q吸=cm△t=cm(t-t0);
(2) 放热:Q放=cm△t= cm(t0-t)。
其中:Q吸—吸收的热量,单位:焦(J),Q放—放出的热量。
c—比热容,单位:焦每千克摄氏度(J/(kg·℃))
m—质量,单位:千克(kg)
△t—变化的温度(升高或降低的温度),单位:摄氏度(℃);t0—初始温度、t—末温。
22.热机:利用内能做功的机械叫热机。热机的种类:分为蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机。
内燃机:燃料直接在发动机气缸内燃烧产生动力的热机。内燃机根据其所使用的燃料分为汽油机和柴油机两类。
23. 内燃机的工作原理
汽油机的工作过程:吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。
吸气冲程—靠惯性运动,吸进汽油与空气的混合物;
压缩冲程—外界对气体做功,机械能转化为内能,气体温度升高;
做功冲程—化学能转化为内能,气体温度升高,气体对外做功,内能转化为机械能;
排气冲程—靠惯性运动,排出废气。
24.热值(q):1kg某种燃料完全燃烧放出的热量,叫热值;热值单位是:J/kg。
(1)燃料燃烧放出热量:Q放 =qm;(Q放 是燃料放出的热量,单位是J;q是热值,单位是J/kg;m 是质量,单位是kg。)
对于热值的概念,要注重理解三个关键词:“1kg”、“某种燃料”、“完全燃烧”。1kg是指燃料的质量,如果燃料的质量不是1kg,那么该燃料完全燃烧放出的热量就不等于热值的数值;某种燃料是指热值与燃料的种类有关;完全燃烧意思是燃料要完全烧尽,否则1kg燃料燃烧过程中,化学能转变成内能就不是该热值所确定的值。
(2)热值反映的是某种物质的一种燃烧特性,同时反映出不同燃料燃烧过程中,化学能转变成内能的本领大小;也就是说,它是燃料本身的一种特性,只与燃料的种类有关,与燃料的形态、质量、体积等均无关。
25.热机的效率:用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧放出的能量之比,叫热机的效率。热机的效率是热机性能的一个重要指标。公式:
在热机的各种损失中,废气带走的能量最多,设法利用废气的能量,是提高燃料利用率的重要措施。
注意:热机能量的损失:
①燃料未完全燃烧(完全燃烧条件:充足空气,研磨成细颗粒);
②废气排出带走能量(废气的利用);
③克服磨擦,消耗能量(使用润滑剂,减小摩擦)。
26.能量守恒定律:能量既不会消灭,也不会创生,它只会从一种形式转化为另一种形式,或者从一个物体转移到另一个物体,而在转化和转移过程中,能量的总量保持不变。
能量守恒定律是自然界最重要、最普遍的基本定律。大到天体,小到原子核,也无论是物理学问题还是化学、生物学、地理学、天文学的问题,所有能量转化的过程,都遵从能量守恒定律。
二、重点考向
1.物态变化类型的判断与解释:生活中的物态变化多种多样,判断生活中常见热现象的物态变化类型是属于热门考向,也是重点考试内容。
▲典例一:下列关于生活中物态变化的现象中,连线正确的是( )
A.新鲜的青菜,时间长了变的干瘪-----汽化
棒冰从冰箱中取出时冒“白气”-----升华
湿头发晾干的过程------蒸发
冬天湖面结了一层冰-----凝固
B.寒冬玻璃窗的玻璃内侧表面出现冰花-----凝华
在皮肤上擦酒精感觉凉------汽化
樟脑丸放久了越来越小------升华
夏天早晨草叶上出现露水-----液化
C.将铁水浇铸成铸件------凝固
用久了的灯泡灯丝变细------升华
舞台上撒干冰雨雾弥漫-----汽化
D.寒冷的冬天,冻住的衣服晾干了------升华
长期堆煤的墙角变黑了-----凝华
大雾的形成------液化
吃冰糕解热-----汽化
【答案】B
【详解】A.新鲜的青菜,时间长了变的干瘪,是蔬菜中的水分变成气态水蒸气造成的,属于汽化现象;棒冰从冰箱中取出时冒“白气”是水蒸气遇冷液化形成的;湿头发晾干的过程,是水变成水蒸气,属于蒸发现象;冬天湖面结了一层冰,是水由液态变成固态,属于凝固现象,故A错误;
B.寒冬窗户上出现的冰花结在室内玻璃上,是室内的水蒸气凝华形成的;在皮肤上擦酒精感觉凉,是酒精由液态变成气态的过程,属于汽化现象,汽化吸热;樟脑丸放久了越来越小,樟脑丸由固态变成气态,发生升华现象;夏天早晨草叶上出现露水,是水蒸气遇冷液化形成的,故B正确;
C.将铁水浇铸成铸,是铁水由液态变成固态的过程,是凝固现象;用久了的灯泡灯丝变细,是因为灯丝升华造成的;固态的干冰吸收热量直接变成气态的二氧化碳,这是物质的升华现象;因为干冰的升华过程需要吸热,所以使周围环境温度降低,空气中的水蒸气遇冷会液化成小水滴,形成雨雾弥漫,故C错误;
D.寒冷的冬天,冻住的衣服晾干了,冰由固态直接变成气态,发生升华现象;长期堆煤的墙角变黑,是煤分子扩散到墙里面,扩散表明分子不停地做无规则运动;雾是空气中水蒸气遇冷液化形成的;吃冰糕解热,冰糕熔化过程中吸热,故D错误。
故选B。
训练1(24-25八年级上·重庆长寿·阶段练习)下列关于物态变化的说法,正确的是( )
A.冬天清晨,地面上的霜是升华形成的
B.冰棒周围冒出的“白气”是水蒸气
C.从冰箱里拿出的饮料瓶出“汗”,这些“汗”是空气液化形成的
D.冬天的教室,玻璃窗上的水珠出现在室内一侧
【答案】D
【详解】A.冬天清晨,地面上的霜是空气中水蒸气遇冷凝华形成的小冰晶,故A错误;
B.冰棒温度低,空气中的水蒸气遇冷液化形成小水珠,形成“白气”,故B错误;
C.从冰箱里拿出的饮料瓶出“汗”,这些“汗”是空气中的水蒸气遇冷液化形成小水珠,故C错误;
D.冬天室内温度高,温度较高的水蒸气碰到温度低的玻璃,在其内表面发生液化形成小水珠,故D正确。
故选D。
训练2(24-25八年级上·陕西西安·期末)“二十四节气”是中华智慧的结晶,下列有关节气谚语的说法正确的是( )
A.“雨水有雨,一年多雨”——雨的形成是熔化现象
B.“白露秋分夜,一夜凉一夜”——露的形成是汽化现象
C.“霜降有霜,米谷满仓”——霜的形成是凝固现象
D.“大雪晴天,立春雪多”——雪的形成是凝华现象
【答案】D
【详解】A.雨是空气中的水蒸气遇冷形成的小水珠,属于液化现象,故A错误;
B.露是空气中的水蒸气遇冷形成的小水珠,属于液化现象,故B错误;
C.霜是空气中的水蒸气遇冷形成的小冰晶,属于凝华现象,故C错误;
D.雪是空气中的水蒸气遇冷形成的小冰晶,属于凝华现象,故D正确。
故选D。
▲典例二:湿毛巾晾晒后会变干,这是因为湿毛巾上的水发生了( )。
A.熔化 B.蒸发 C.沸腾 D.升华
【答案】B。
【解析】湿毛巾不久后会变干,这个过程中,水由液态变为气态,是汽化(蒸发)现象;故B正确,ACD错误。故选:B。
训练1(24-25八年级上·黑龙江哈尔滨·期末)某同学发现从冰箱中取出的冻肉表面附着一层白霜,肉的周围不断冒出“冷气”,煮熟的肉还会冒着“热气”。关于上述现象,下列说法正确的是( )
A.冻肉表面的白霜是水蒸气凝华形成的
B.冻肉周围的“冷气”是空气液化形成的
C.煮熟的肉冒出的“热气”是水汽化形成的
D.在沸水中煮肉时,加大火力可提高水的温度
【答案】A
【详解】A.冻肉表面的白霜是水蒸气遇冷形成的小冰晶,属于凝华现象,故A正确;
B.冻肉周围的“冷气”是空气中的水蒸气遇冷形成的小水珠,属于液化现象,故B错误;
C.煮熟的肉冒出的“热气”是煮熟的肉冒出的水蒸气遇冷形成的小水珠,属于液化现象,故C错误;
D.液体在沸腾过程中不断吸热,温度不变,因此在沸水中煮肉时,加大火力不能提高水的温度,故D错误。
故选A。
训练2(24-25八年级上·新疆喀什·期末)在喀什地区的冬天,小明在户外运动时,看到自己不断地呼出“白气”。出现“白气”现象,属于物态变化的( )
A.液化 B.汽化 C.凝华 D.升华
【答案】A
【详解】口中呼出“白气”是人在呼吸时呼出的水蒸气到空气中遇冷液化形成的小水滴。
故选A。
▲典例三:下面四个有关生活实例的分析正确的是( )。
A.北方寒冷的冬季玻璃窗上会产生冰花,是凝固现象;
B.晾晒在太阳光下的湿衣服不久会变干,是沸腾现象;
C.炒菜前滴入热锅的小水滴很快不见了,是升华现象;
D.医务工作者戴的护目镜内侧产生水珠,是液化现象
【答案】D。
【解析】A、玻璃上的冰花是空气中的水蒸气遇冷凝华而成的,故A错误;
B、湿衣服晾干是水汽化成了水蒸气,故B错误;
C、小水滴不见了是小水滴汽化成水蒸气进入到空气中,故C错误;
D、护目镜内侧的小水珠是水蒸气液化而成的,故D正确。故选:D。
训练1(24-25八年级上·四川遂宁·期末)冰箱是一种常见的家用电器,主要用于冷藏和冷冻食物,以保持食物的新鲜和防止变质。请你选出关于冰箱说法有误的选项( )
A.尽量选新鲜、无损伤的蔬菜存于冷藏室,冷藏室温度保持2-4℃最佳,且不可塞太满
B.蔬菜速冻是以低温速冻方式保存蔬菜的加工方法,便于保鲜、运输、储存蔬菜
C.电冰箱制冷系统由蒸发器、压缩机、冷凝器等组成,制冷剂在冷凝器里发生液化现象
D.冷冻室门密封不严、开门过多等原因会让水蒸气凝固成霜
【答案】D
【详解】A.冷藏室温度保持在2-4℃是保鲜的适宜范围,且避免塞满以保证冷空气循环,故A正确,不符合题意;
B.速冻技术通过快速降温减少冰晶破坏细胞结构,有效保鲜并便于储运,故B正确,不符合题意;
C.冰箱制冷系统中,制冷剂在冷凝器中通过散热由气态变为液态(液化),故C正确,不符合题意;
D.冷冻室内的霜是由空气中的水蒸气直接凝华(气态→固态)形成,而非凝固(液态→固态),故D错误,符合题意。
故选D。
训练2清晨在校园里,我们经常会看到绿叶上有晶莹的露珠,而课间活动时露珠又不见了。在上述现象中,先后发生的物态变化是( )
A.液化升华 B.升华汽化
C.升华液化 D.液化汽化
【答案】D
【详解】绿叶上有晶莹的露珠是空气中的水蒸气越冷液化成的水珠;课间活动时露珠又不见了,是因为露珠吸热汽化成水蒸气散失在空气中,故先后发生的物态变化是液化汽化,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
▲典例四:(24-25八年级上·湖南株洲·期末)长江发源于唐古拉山脉主峰各拉丹冬雪山,长江水主要来源于其源头的冰川融水。“冰川融水”发生的物态变化是( )
A.液化 B.熔化 C.蒸发 D.凝固
【答案】B
【详解】“冰川融水”这一现象描述的是冰川(固态的冰)变为液态的水的过程。此过程为熔化过程。故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
训练1(24-25八年级上·天津·期末)民间有“大雾不过晌”,“白露秋分夜”的说法。雾和露都是由空气中的水蒸气遇冷 形成的小水滴;这些小水滴吸热后又会发生 形成水蒸气,从而构成自然界的水循环(均填物态变化名称)。
【答案】 液化 汽化
【详解】[1]物质由气态变为液态的过程叫液化,雾和露都是由空气中的水蒸气遇冷液化形成的。
[2]物质由液态变为气态的过程叫汽化,这些小水滴吸热后又会发生汽化形成水蒸气。
训练2(24-25八年级上·湖南永州·期中)厨房中有许多与物理有关的知识:壶里的水烧开以后,壶嘴上方冒出一团团“白气”。这“白气”是水蒸气 形成的。“白气”再上升分散到干燥的空气中,发生了 现象,我们又什么也看不见了。炒菜时加碘盐不宜与油同时加热,这是因为碘高温下很容易 。(均填物态变化的名称)
【答案】 液化 汽化 升华
【详解】[1]壶嘴上方冒出“白气”是热的水蒸气在空中遇冷液化形成的小水珠形成的。
[2]“白气”再上升分散到干燥的空气中,小水珠变成水蒸气,发生汽化现象。
[3]固态的碘高温下很容易直接升华为碘蒸气,所以炒菜时加碘盐不宜与油同时加热
2.物态变化过程中的吸放热:物态变化过程伴随着吸放热过程,物态变化过程中的吸放热是考查物态变化的主要考向,同时也是生活中应用物态变化的主要内容。
▲典例五:固态、液态和气态是物质常见的三种状态,某物质通过放热、吸热在甲、乙、丙三种物态之间转化,如图所示,下列说法正确的是( )。
A.甲为固态,由甲到乙是凝华过程;B.乙为液态,由乙到丙是汽化过程;
C.丙为气态,由丙到甲是液化过程;D.丙为液态,由乙到丙是熔化过程
【答案】C。
【解析】由图象可知,丙放热变为甲,甲放热为乙,故甲是液态、乙是固态、丙是气态,所以甲到乙是凝固,乙到丙是升华,丙到甲是液化。故ABD错误,C正确。故选:C。
训练1(24-25八年级上·河南商丘·期中)下列关于物态变化的说法中,正确的是( )
A.冬天晚上在菜窖里放几桶水,这是利用水凝固放热防止菜被冻坏
B.晶体熔化时吸热,非晶体熔化时不吸热
C.夏天从冰箱里拿出来的冰棒冒“白气”是汽化现象
D.人们吹电风扇感到凉爽,是因为电风扇降低了气温
【答案】A
【详解】A.冬天晚上在菜窖里放几桶水,水凝固时会放出热量,使得菜不至于被冻坏,故A正确;
B.晶体在熔化过程中吸热,非晶体在熔化过程中也吸热,晶体有确定的熔点,而非晶体没有确定的熔点,故B错误;
C.“白气”是空气中的水蒸气遇到比较冷的冰棒形成的,是液化现象,故C错误;
D.电风扇对着人扇风,人感到凉爽是因为扇风加快了身体上汗液的蒸发,蒸发吸热,从而使人体温度降低,感到凉爽,室温不会降低,故D错误。
故选A。
训练2(24-25八年级上·吉林·阶段练习)从冰箱拿出的雪糕很凉,人伸出舌头贴在雪糕上,不一会儿发现舌头会“粘”在雪糕上,请你解释这种现象。
【答案】见解析
【详解】由于舌头上有水,当舌头和雪糕接触时,水遇冷会凝固,从而舌头会“粘”在雪糕上。
▲典例六:下列现象形成过程中,吸收热量的是( )。
A.晶莹的露珠 B.林立的冰川 C.变小的干冰 D.洁白的雾凇
【答案】C。
【解析】A、露珠的形成,是空气中的水蒸气遇冷液化为液态的小水滴,附着在植被表面,此过程放热,故A不合题意;
B、冰川是由液体的水变成固态的冰,是凝固现象,此过程放热,故B不合题意;
C、干冰变小,是固态的二氧化碳直接变成气态的二氧化碳,是升华现象,升华吸热,故C符合题意;
D、雾凇的形成,是空气中的水蒸气遇冷凝华形成的小冰晶,此过程放热;故D不合题意。故选:C。
训练1(24-25八年级上·湖南长沙·期末)关于熔化,以下说法正确的是( )
A.晶体熔化时吸热,非晶体熔化时不吸热
B.晶体熔化时吸热,温度保持在熔点不变
C.晶体、非晶体在熔化时温度都是不变的
D.晶体、非晶体在熔化时温度都是变化的
【答案】B
【详解】晶体有固定的熔化温,非晶体没有固定的熔化温。晶体熔化时吸热,温度保持在熔点不变,非晶体在熔化时吸热,温度不断上升。
故选B。
训练2(24-25八年级上·山东青岛·期中)(多选)下列选项中所描述的物态变化及吸放热情况,分析正确的是( )
A.糖汁成型“糖画”——凝固放热 B.樟脑丸“消失”——升华吸热
C.湿手被“吹干”——液化吸热 D.寒冬窗玻璃内侧生“水珠”——汽化放热
【答案】AB
【详解】A.糖汁成型“糖画”是糖由液态变为固态,属于凝固现象,凝固放热,故A正确;
B.樟脑丸“消失”是樟脑丸由固态变为气态,属于升华现象,升华吸热,故B正确;
C.湿手被“吹干”是水由液态变为气态,属于汽化现象,汽化吸热,故C错误;
D.寒冬窗玻璃内侧生“水珠”是室内水蒸气遇冷液化形成的,液化放热,故D错误。
故选AB。
3.物态变化在生活中的应用:我们的生活离不开物态变化。物态变化在生活中的应用属于常考热点。
▲典例七:(24-25八年级上·吉林白城·阶段练习)下列有关二十四节气所对应的物态变化现象中,需要吸热的是( )
A.立春冰雪消融 B.白露露珠晶莹 C.霜降霜打枝头 D.大雪白雪皑皑
【答案】A
【详解】A.冰雪消融,由固态变成液态,是熔化过程,需要吸收热量。故A符合题意;
B.露珠是空气中的水蒸气遇冷液化形成的小水滴,液化放热。故B不符合题意;
C.霜是空气中的水蒸气遇冷凝华形成的小冰晶,凝华放热。故C不符合题意;
D.雪主要是云层中的水蒸气遇冷凝华形成的,凝华放热。故D不符合题意。
故选A。
训练1(24-25八年级上·河南郑州·期中)(多选)诗词是我国优秀文化的遗产,下列诗句中所指的物态变化现象分析正确的是( )
A.柴门闻犬吠,风雪夜归人——“雪”的形成是凝固现象
B.已是悬崖百丈冰,犹有花枝俏——“冰”的形成需要放热
C.可怜九月初三夜,露似真珠月似弓——“露”的形成是液化现象
D.天接云涛连晓雾,星河欲转千帆舞——“雾”的形成需要吸热
【答案】BC
【详解】A.雪是水蒸气在寒冷的高空急剧降温,凝华成冰晶形成的,需要放热,故A错误;
B.“冰”的形成是凝固现象,此过程放出热量,故B正确;
C.露是空气中的水蒸气遇冷液化形成的小水珠,需要放热,故C正确;
D.雾是空气中的水蒸气遇冷液化形成的小水珠,需要放热,故D错误。
故选BC。
训练2(24-25八年级上·广东佛山·阶段练习)我国的北方,严冬时经常出现雾凇;而韶关市北部山区,严冬时也曾会出现雨凇(俗称树挂或冰凌)。雾凇的形成属于 (填物态变化的名称)现象,雨凇的形成与雾凇的形成 (选填“相同”或“不同”),这两种物态变化都是 (填“吸热”或“放热”)。
【答案】 凝华 不同 放热
【详解】[1][2][3]雾凇是水蒸气遇冷凝华形成的;雨凇是液态水凝固形成的,二者形成原因不同,但凝华和凝固过程都需要放热。
▲典例八(24-25八年级上·湖北武汉·期中)关于诗句所描绘的景象涉及到的物态变化,下列说法正确的是( )
A.云开雾散旭风暖:雾散去是水变成水蒸气的过程,是汽化现象
B.已是悬崖百丈冰:悬崖上的冰是水凝结形成的,是液化现象
C.羌管悠悠霜满地:霜的形成是水蒸气直接变为固态,是升华现象
D.窗含西冷千秋雪:雪是空气遇冷凝结成的小冰晶,是凝华现象
【答案】A
【详解】A.物质由液态变为气态的过程叫汽化,雾是悬浮在空中的小水珠,雾散去是水变成水蒸气的过程,是汽化现象,故A正确;
B.物质由液态变为固态的过程叫凝固,冰是水凝结形成的,是凝固现象,故B错误;
C.物质由气态直接变为固态的过程叫凝华,霜是空气中的水蒸气遇冷形成的小冰晶,属于凝华现象,故C错误;
D.雪是空气中的水蒸气遇冷形成的小冰晶,属于凝华现象,故D错误。
故选A。
训练1(24-25八年级上·广西贺州·期中)“二十四节气”是中华民族农耕文明长期经验的积累和智慧的结晶。下列节气涉及的物态变化,说法正确的是( )
A.“雨水”节气,雨的形成是升华现象 B.“大雪”节气,雪的形成是凝华现象
C.“霜降”节气,霜的形成是液化现象 D.“寒露”节气,露的形成是熔化现象
【答案】B
【详解】A.“雨”是液态的小水珠,由水蒸气遇冷液化形成的,属于液化现象,故A错误;
B.“雪”是固态的小冰晶,由水蒸气遇冷凝华形成的,属于凝华现象,故B正确;
C.“霜”是固态的小冰晶,由水蒸气遇冷凝华形成的,属于凝华现象,故C错误;
D.“露”是液态的小水珠,由水蒸气遇冷液化形成的,属于液化现象,故D错误。
故选B。
训练2(24-25八年级上·河南驻马店·期中)(多选)下列对物态变化的描述正确的是( )
A.夏季从冰箱冷藏室取出的饮料瓶外壁出现水珠是熔化现象,需要吸热
B.新疆吐鲁番地区修建坎儿井可以减慢水的蒸发,蒸发需要吸热
C.北方冬季窗玻璃内壁上出现冰花是凝华现象,需要吸热
D.衣柜里的樟脑球变小或消失是升华现象,需要吸热
【答案】BD
【详解】A.夏季从冰箱冷藏室取出的饮料瓶外壁出现水珠是水蒸气遇冷液化形成的小水珠,需要放热,故A错误;
B.新疆吐鲁番地区修建坎儿井可以减慢水的蒸发,蒸发属于汽化现象,需要吸热,故B正确;
C.北方冬季窗户玻璃上出现冰花是水蒸气由气态直接变为固态,是凝华现象,需要放热,故C错误;
D.衣柜里的樟脑球变小或消失是由固态直接变为气态,是升华现象,需要吸热,故D正确。
故选 BD。
4.晶体熔化与水的沸腾:晶体熔化规律和水的沸腾规律是常考热点,也是常考考向。
▲典例九:(24-25八年级上·湖南张家界·期末)如图所示,图甲是萘的熔化图像,图乙是塑料的凝固图像。下列说法正确的是( )
A.萘和塑料都是晶体
B.萘在BC段为固液共存态
C.萘的熔化过程用了5min
D.与塑料具有相似凝固图像的物质有松香、石蜡、海波
【答案】C
【详解】A.图中萘熔化时温度不变,是晶体,塑料凝固时温度改变,是非晶体,故A错误;
B.萘在BC段还未开始熔化,处于固态,故B错误;
C.萘的熔化从第5min开始,第10min结束,熔化过程用了10min-5min=5min,故C正确;
D.塑料是非晶体,与塑料具有相似凝固图像的物质有松香、石蜡,而海波是晶体,故D错误。
故选C。
训练1(24-25八年级上·天津·期末)如图是某固体在加热过程中温度随时间变化的图像。下列说法中正确的是( )
A.该物质是晶体 B.该物质在BC段放热,温度不变
C.熔点是100℃ D.该物质在DE段吸热,温度升高
【答案】A
【详解】ABC.分析图像可知,物质在BC段处于熔化过程中,吸收热量,温度不变,所以该物质为晶体,且熔点为0℃,故A正确,BC错误;
D.该物质在DE段,此时该物质处于液体沸腾阶段,吸收热量,温度不变,故D错误。
故选A。
训练2(24-25八年级上·黑龙江·期末)(多选)小龙研究某物质凝固过程的温度变化规律。如图所示,他将实验过程中收集到的温度和对应的时间数据绘制成图像。分析图像中的信息,下列说法正确的是( )
A.该物质固态时为非晶体 B.该液态物质的凝固点是-2℃
C.该物质凝固过程用时30min D.第25min时该物质处于固态
【答案】BD
【详解】ABC.晶体凝固过程中,放出热量,温度不变,由图可知,10~20min内,该物质放出热量,温度保持-2℃不变,是该物质的凝固过程,说明该物质是晶体,它的凝固点是-2℃,凝固过程用时20min-10min=10min
故B正确,AC错误;
D.由图可知,20min以后该物质由液态全部变成固态,第25min时该物质处于固态,故D正确。
故选BD。
▲典例十:(24-25八年级下·广东肇庆·期末)如图所示是小明“探究水的沸腾”时,根据记录的数据作出的温度随时间的变化图。第5min水的温度是 ℃,水沸腾时,温度 ,沸腾过程中水需要继续 。
【答案】 99 保持不变 吸热
【详解】[1]由图得,第5min水的温度是99℃。
[2]水沸腾时,温度保持在沸点99℃不变。
[3]水沸腾过程中水需要不断继续吸热来维持沸腾。
训练1(24-25九年级上·山东济南·期中)小明同学在做“观察水的沸腾”实验中,描绘出的温度随时间变化的图像如图所示,下列说法中正确的是( )
A.水的沸点应该是100℃,所以水始终没有沸腾
B.水的沸腾温度低于100℃,说明水的比热容大
C.水沸腾前是通过做功的方式来改变水的内能
D.实验时水面上方的气压低于1个标准大气压
【答案】D
【详解】A.观察水的温度随时间变化的图像,当温度达到97℃后温度不再升高,说明此时水已经沸腾, 故A错误;
BD.沸腾的温度低于100℃不是因为水的比热容大,而是因为当时的大气压小于标准大气压而导致沸点降低,故B错误,故D正确;
C.水沸腾前温度升高内能增大,是通过热传递来实现的而不是做功,故C错误。
故选D。
训练2(24-25八年级上·湖南郴州·期中)小明在做“观察水的沸腾”实验中,当水温上升到81℃时,每隔1min读一次温度计的示数,直到水沸腾4min后停止读数,其数据记录如下表所示。
t/min
0
1
2
3
4
5
6
7
T/℃
81
85
89
93
97
97
97
97
(1)常用温度计是利用液体 的原理制成的。
(2)从表格数据可知水的沸点是 ℃。
(3)由实验结果可以得出水沸腾时的规律是: 。
(4)水沸腾时,可以看到水面上不停的冒“白气”,此现象产生的原因是:是水蒸气遇冷 (填物态变化)形成的。
【答案】(1)液体的热胀冷缩
(2)97
(3)沸腾时吸热、温度保持不变
(4)液化
【详解】(1)常用的温度计是利用液体热胀冷缩的性质制成的。
(2)从表格中数据可以看出,当水温达到97℃时,不再升高,水的温度最后保持在97℃不变,所以水的沸点是97℃。
(3)水在沸腾过程中,吸热但温度保持不变。
(4)“白气”是小水珠,是由水蒸气遇冷空气液化形成的小水珠。
5.分子热运动与分子间相互作用力:分子热运动理论与分子间相互作用属于常考热点。
▲典例十一:百灵鸟是散居型蝗虫的天敌,但蝗灾爆发时,聚集型蝗虫会大量分泌苯乙腈,其刺激性气味使百灵鸟放弃捕食,百灵鸟闻到苯乙腈的气味是因为( )。
A.分子体积很小;B.分子间有引力;C.分子间有斥力;D.分子永不停息地做无规则运动
【答案】D。
【解析】闻到苯乙腈的气味,说明苯乙腈的分子在不停地做无规则运动,属于扩散现象。
故选:D。
训练1(24-25九年级上·湖南株洲·期末)下列自然现象,能说明分子不停地做无规则运动的是( )
A.初春时节柳絮飞扬 B.夏日炎炎槐花飘香
C.秋风萧瑟落叶飘零 D.寒风凛冽雪花飘飘
【答案】B
【详解】ACD.初春时节柳絮飞扬、秋风萧瑟落叶飘零、寒风凛冽雪花飘飘,都是物体相对位置的变化,是机械运动,故ACD不符合题意;
B.夏日炎炎槐花飘香,是扩散现象,花香分子扩散到空气中,说明分子不停地做无规则运动的,故B符合题意。
故选B。
训练2(24-25九年级上·河南洛阳·期中)洛阳牡丹甲天下。花儿盛开时清香扑鼻,这是由于花香分子在做 ;蜜蜂飞过来采集细小的花粉,花粉 (选填“是”或“不是”)分子。
【答案】 无规则运动 不是
【详解】[1]花儿盛开时清香扑鼻,这是扩散现象,是由于花香分子在不停地做无规则运动。
[2]细小的花粉是物体,不是分子。
▲典例十二(24-25九年级上·河南开封·期末)我国北方有冬至吃饺子的习俗。包饺子时,饺子皮被捏合后能粘在一起,是因为分子间存在 ,饺子出锅时香气四溢,这是 现象。
【答案】 引力 扩散
【详解】[1]包饺子时,用力捏面皮,面皮会粘在起,说明分子之间存在引力。
[2]饺子出锅时香气四溢这是扩散现象,说明分子在不停地做无规则运动。
训练1(24-25九年级上·安徽·阶段练习)城西湖公园的建成大大减弱了周围地区的“热岛效应”,这是利用了水的比热容大的特性;公园荷叶上两滴水珠接触时,能自动结合成一滴较大的水珠,这一事实说明分子间存在着 。
【答案】引力
【详解】分子间存在着相互作用的引力和斥力。因此荷叶上两滴水珠接触时,能自动结合成一滴较大的水珠,说明分子间存在着引力。
训练2(24-25九年级上·陕西西安·期中)炒菜时会闻到香味,这是 现象;固体和液体的体积很难被压缩,这表明分子间存在 。
【答案】 扩散 斥力
【详解】[1]炒菜时会闻到香味,这是扩散现象,表明分子在不停地做无规则运动。
[2]分子之间存在相互作用的引力和斥力。固体和液体的体积很难被压缩,这表明分子间存在斥力。
6.物体的内能与物体内能的改变:对物体内能概念的理解和改变物体内能的方式属于常考内容,同时也是考生的难点和易错点。
▲典例十三:下列实例中,通过做功改变内能的是( )。
A.盛夏时,吃雪糕解暑;
B.搓手时,手感到热;
C.天冷时,用热水袋取暖;
D.发烧时,用湿毛巾给头部降温
【答案】B。
【解析】A、盛夏时,吃雪糕解暑,雪糕吸收热量,人体放热,是能量的转移,是通过热传递改变物体的内能,故A不符合题意;
B、搓手时,手感到热,手的温度升高、内能增大,即机械能转化为内能,是通过做功改变物体的内能,故B符合题意;
C、天冷时,用热水袋取暖,热水袋放出热量、温度降低,即发生了热传递,是通过热传递改变物体的内能,故C不符合题意;
D、发烧时,用湿毛巾给头部降温,毛巾吸收热量、温度升高,是能量的转移,是通过热传递改变物体的内能,故D不符合题意。故选:B。
训练1(24-25九年级上·辽宁鞍山·期末)“蒸”是一种起源于炎黄时期的做菜方法,下列实例与“蒸”在改变物体内能的方式上相同的是( )
A.烤火御寒 B.钻木取火 C.搓手取暖 D.擦燃火柴
【答案】A
【详解】A.在“蒸”中,食物是通过吸收热水或热汤的热量来变热,这是热传递的一种方式。烤火御寒:手是通过吸收热水的热量来变暖,是热传递的方式,故A符合题意;
B.钻木取火是通过做功改变物体的内能,故B不符合题意;
C.搓手取暖是通过做功改变物体的内能,故C不符合题意;
D.擦燃火柴是通过做功改变物体的内能,故D不符合题意。
故选A。
训练2(24-25九年级上·云南玉溪·期末)(多选)母亲节,小秦为妈妈煮了一锅热气腾腾的面条,下列分析正确的是( )
A.面条入锅后温度升高,内能增加
B.煮面条时,主要通过热传递的方式改变了面条的内能
C.闻到了面条的香味,表明扩散只在气体中发生
D.面条没有粘到一起,表明分子间有斥力
【答案】AB
【详解】A.面条入锅后吸热,温度升高,内能增加,故A正确;
B.改变物体内能的方式有做功和热传递,因此煮面条时,面条吸收热量,所以主要通过热传递的方式改变了面条的内能,故B正确;
C.扩散可在气体、固体、液体中发生,故C错误;
D.面条没有粘在一起,此时分子间的距离比较大,所以并不能表明分子间有斥力,故D错误。
故选AB。
▲典例十四(辽宁省葫芦岛市2024—2025学年上学期期末考试九年级物理化学试卷-初中物理)过年贴年画、包饺子是我国的传统习俗。胶水能将年画粘在墙上,是因为分子间存在 ;煮饺子时,随着温度的升高,饺子的内能变 。
【答案】 引力 大
【详解】[1]分子间存在相互作用的引力和斥力,胶水能将年画粘在墙上,是液态胶水分子与墙面、年画表面的分子之间产生的引力。
[2]煮饺子时,饺子吸收热量、温度升高,饺子的内能增加,是通过热传递方式增加饺子内能的。
训练1(24-25九年级上·福建福州·期末)小明将凝固点为47℃的某液态合金放在室温为;25℃的实验室中,该合金从70℃降至47℃并保持一段时间再降至35℃,合金在此过程( )
A.存在液化现象,内能一直增加
B.对外放热,内能一直减少
C.温度保持47℃时,不吸热也不放热
D.存在凝固现象,内能先减少后不变再减少
【答案】B
【详解】将凝固点为47℃的某液态合金放在室温为25℃的实验室中,合金从70℃降至47℃的过程是放热的降温过程,处于液态;保持47℃这段时间是凝固过程,放热但温度不变,合金处于固液共存态;从47℃降至35℃的过程是放热过程,合金处于固态。故该合金一直对外放热,内能一直减小。故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
训练2(24-25九年级上·河南开封·期末)烩面是一种荤、素、汤、菜、饭兼而有之的河南传统美食,做面时,将面拉成薄条放入装有原汁肉汤的锅内煮熟即可。下列说法错误的是( )
A.面被拉长也不断,主要是因分子间存在引力
B.煮面是通过热传递的方式增加面条内能的
C.面汤的温度越高,面汤含有的热量越多
D.面汤的温度越高,内能越大
【答案】C
【详解】A.分子间存在相互作用的引力和斥力,拉烩面时,面被拉长也不断,主要是因为分子间存在引力的作用,故A正确,不符合题意;
B.煮面的过程中,面条吸收热量,其内能增大,这是通过热传递方式增加了面条的内能,故B正确,不符合题意;
C.热量是过程量,不能说含有热量,故C错误,符合题意;
D.面汤的温度越高,其内部分子做无规则运动的速度越大(即内部分子的动能越大),则面汤的内能越大,故D正确,不符合题意。
故选C。
7.比热容、热值的概念与相关计算:比热容与热值的概念以及关系计算同样属于常考热点,考查比热容概念经常以水作为考题介质。
▲典例十五(24-25九年级上·云南·期末)2024年10月30日神舟十九号载人飞船在中国酒泉卫星发射中心由长征二号运载火箭成功发射,该火箭常用液态氢作为燃料,是因为它具有较大的 ,液态氢的热值约为,其物理意义为 。
【答案】 热值 1千克的液氢完全燃烧时放出的热量是1.4×108J
【详解】[1]火箭采用液态氢作为火箭的燃料,原因是液态氢具有较大的热值,完全燃烧相同质量的氢时,可以释放出更多的热量。
[2]液态氢的热值约为1.4×108J/kg,其物理意义为1千克的液氢完全燃烧时放出的热量是1.4×108J。
训练1(21-22九年级上·安徽亳州·期末)的木炭完全燃烧可以放出的热量,则木炭的热值为 。
【答案】3.4×107
【详解】木炭的热值为
训练2(24-25九年级上·广西百色·期中)顺口溜“五月五、过端午、蒸粽子、赛龙舟”,生动的呈现了田阳当地端午文化习俗。蒸粽子是利用水沸腾产生的蒸气进行加热。若在1标准太气压下将2.5kg的水从室温加热到沸腾,在此过程中,求:,
(1)水吸收的热量;
(2)采用煤炉加热,需要完全燃烧1.2kg煤,煤燃烧放出的热量是多少?
【答案】(1)7.77×105
(2)3.6×107J
【详解】(1)1标准太气压下水的沸点为100℃,水吸收的热量
Q吸=c水m(t﹣t0)=4.2×103J/(kg·℃)×2.5kg×(100℃﹣26℃)=7.77×105J
(2)需要完全燃烧1.2kg煤,煤燃烧放出的热量是
Q放=m煤×q煤=1.2kg×3×107J/kg=3.6×107J
▲典例十六(24-25九年级上·江西吉安·期末)小明去海边避暑度假,海边吹的陆风和海风统称海陆风,海陆风是由于地面和大海升温和降温的快慢不同,从而使空气对流形成的。如图所示是海陆风形成的示意图,其中 图反映白天海陆风的形成,这是因为陆地上砂石的比热容比海水的比热容 。
【答案】 乙 小
【详解】[1][2]由于陆地上砂石的比热容比海水的比热容小,接受太阳相同辐射后,海水表面升高的温度少,陆地上砂石的比热容相对较小,升高的温度比较多;于是在白天,陆地空气温度高,空气上升从而形成从海面吹向陆地的海风,故乙图反映海风形成的时间是白天。
训练1(24-25九年级上·河南新乡·期中)水约占人体体重的60%~70%,有助于调节体温,原因之一是水具有较大的( )
A.热值 B.热量 C.温度 D.比热容
【答案】D
【详解】由题意可知,水约占人体体重的60%~70%,即水在人体内所占比例较大,水的比热容较大,由公式可知,相同质量的水与其它物质相比,吸收或放出相同热量时,水的温度变化较小。当环境温度发生变化时,人体内水将吸收或释放热量,因为水的比热容较大,所以水的温度变化相对较小,从而有助于调节人体自身的温度。故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
训练2(24-25九年级上·江西赣州·阶段练习)在沿海地区,炎热、晴朗的天气里常常出现“海陆风”,当出现如图所示风向时,通常发生在 (选填“白天”或“夜晚”),且海水温度 (选填“较高”或“较低”)
【答案】 夜晚 较高
【详解】[1][2]海边,白天:陆地比热容比水小,吸热时陆地温度高,海水温度低,陆地上的热空气上升,海洋上的冷空气流向陆地,形成海风;晚上:陆地比热容比水小,放热时陆地温度低,海水温度高,海洋上的热空气上升,陆地上的冷空气流向海洋,形成陆风。由图可知,这是晚上,海水温度较高。
▲典例十七:烈日炎炎的夏季,白天河岸上沙土热得烫脚,但河水却非常凉爽,是由于水的比热容 (“大”或“小”),清澈河水看起来比实际深度要 (选填“深”或“浅”),容易造成误判,因此不要贸然下水,以免发生溺水事故。
【答案】大;浅。
【解析】(1)烈日炎炎的夏季,水和沙土同时接受阳光的照射,加热条件相同,在相同时间内,物质所吸收到的热量是相同的,因为水的比热容大,水的温度升高的慢,所以人站在水中时感觉凉爽,而当人赤脚走在沙土地上时却感到烫。
(2)从岸上看清澈池塘的深度比实际的要浅,是由于光从水中斜射入空气中,在水面处发生光的折射,折射角大于入射角,逆着光线看到的是池底的虚像。
故答案为:大;浅。
训练1(24-25九年级上·福建福州·期中)福清核电站的“华龙一号”核反应堆是我国完全自主设计研发的第三代核电技术。该核电站在运行过程中,使用水做冷却剂给核反应堆的堆芯降温,主要是利用水的( )
A.密度大 B.沸点高 C.内能大 D.比热容大
【答案】D
【详解】水的比热容大,相同质量的水和其它物质比较,升高或降低相同的温度,水吸收或放出的热量多;吸收或放出相同的热量,水升高或降低的温度少。所以,该核电站在运行过程中,使用水做冷却剂给核反应堆的堆芯降温,主要是利用水的比热容大的特性,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
训练2(24-25九年级上·广东佛山·阶段练习)坐进新汽车里,我们常常会闻到一股刺鼻的气味,这种气味主要来自于各种装饰材料中的有害物质,这是 现象,说明了分子在永不停息地无规则运动。汽车发动机常用水作为冷却剂,这主要是利用了水的 大的特性,若汽车的水箱中的水温度由20℃升高到70℃,水吸收的热量是2.1×106J,则水箱中水的质量是 kg。[已知c水=4.2×103J/(kg•℃)]
【答案】 扩散 比热容 10
【详解】[1]坐进新汽车里会闻到一股刺鼻的气味,这是扩散现象,说明车内有害物质的分子在永不停息地无规则运动。
[2]因为水的比热容较大,相同质量的水和其它物质比较,升高相同的温度,水吸收的热量多,所以可作为冷却剂。
[3]汽车的水箱中的水温度由20℃升高到70℃,水吸收的热量是2.1×106J,由可知,则水箱中水的质量为
8.热机、能量的转化与守恒:此问题也属于高频考点,经常考查热机四冲程工作过程与能量转化,热机效率等。
▲典例十八:(24-25九年级上·河南商丘·期中)北方的冬天用暖气取暖是通过 的方式改变物体内能的;从滑梯上滑下时,臀部会有灼热感,这是通过 的方式改变物体内能的,该过程的能量转化为 。
【答案】 热传递 做功 见解析
【详解】[1]北方的冬天用暖气取暖是通过热传递的方式改变物体内能的。
[2][3]从滑梯上滑下时臀部有灼热感,是克服摩擦做功,机械能转化为内能,这是通过做功的方式改变物体的内能。
训练1(24-25九年级上·甘肃陇南·期中)如图所示,小明在吹气球时,被吹饱满的气球没能用手握住,呼啸着飞了出去。关于气球飞出过程,下列分析正确的是( )
A.喷气的嘴部很热,因为与空气摩擦导致内能增加
B.喷气的嘴部很冷,因为气球内气体放出时对外做功导致内能减少
C.此过程中的能量转化为机械能转化为内能
D.此过程中的能量转化与汽油机吸气冲程相同
【答案】B
【详解】被吹饱满的气球没能用手握住,呼啸着飞了出去,气体对外做功,将内能转化为机械能,气体的内能减小,温度降低;汽油机的吸气冲程没有能量转化,将内能转化为机械能的是做功冲程。
故选B。
训练2(24-25九年级上·甘肃武威·期中)小红将开水灌入暖水瓶时,发现刚盖住的瓶塞被顶起。在这一过程中,暖水瓶内的水蒸气对瓶塞做功,则瓶内气体温度 ,内能 ,这是通过 的方式改变内能的。
【答案】 降低 减少 做功
【详解】[1][2][3]做功改变内能的实质是能量的转化,暖水瓶内的水蒸气推动瓶塞,水蒸气对瓶塞做功,内能转化为机械能,内能减少,温度降低。
▲典例十九(24-25九年级上·江苏南京·阶段练习)下列过程中属于将动能转化为重力势能的是( )
A.弯弓将箭射出 B.上紧发条的闹钟指针转动
C.匀速上升的电梯 D.人造卫星从近地点运行至远地点
【答案】D
【详解】A.弯弓射箭,弓的弹性势能转化为箭的动能,故A不符合题意;
B.上紧发条的闹钟的指针转动时,把发条储存的弹性势能转化为指针的动能,故B不符合题意;
C.匀速上升的电梯,质量不变,速度不变,动能不变,高度变大,重力势能变大,没有将动能转化为重力势能,故C不符合题意;
D.人造卫星从近地点运行至远地点时,质量不变,速度减小,动能减少,高度增加,重力势能增加,卫星的动能转化为自身的重力势能,故D符合题意。
故选 D。
训练1(24-25九年级上·广西河池·期中)2024年4月,3名中国航天员乘坐“神舟十八号”进入中国空间站。飞船沿椭圆形轨道绕地球运行,当飞船从近地点向远地点运动时,它的( )
A.势能增大 B.势能减小
C.速度增大 D.机械能增大
【答案】A
【详解】飞船在大气层以外,运动过程中不需要克服阻力做功,因此机械能是守恒的,当飞船从近地点向远地点运动时,飞船的高度增加,则重力势能增加,而动能变小,即速度变小,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
训练2 (24-25九年级上·安徽·阶段练习)下列实例与其能量转化的相关说法,对应正确的是( )
A.电风扇吹风——机械能转化为电能
B.用电热毯取暖——化学能转化为内能
C.太阳能电池——太阳能转化为电能
D.人造地球卫星从近地点向远地点运动——重力势能转化为动能
【答案】C
【详解】A.电风扇工作时,消耗电能,使电风扇转动,得到的是机械能,所以是电能转化为机械能,故A错误;
B.电热毯取暖时,消耗电能,得到的是内能,所以是电能转化为内能,故B错误;
C.太阳能电池工作时,消耗太阳能,产生电能,所以是将太阳能转化为电能,故C正确;
D.人造地球卫星由近地点向远地点运动,其速度减小,动能减小,同时高度增大,重力势能增大,所以是动能转化为重力势能,故D错误。
故选 C。
▲典例二十(24-25九年级上·重庆·期末)小明同学用他家的天然气灶为质量为2kg,初温为15℃的水加热,此过程消耗天然气,则天然气完全燃烧释放热量 J;若此过程的热效率为40%,在标准大气压下,水的温度升高 ℃。[水的比热容为,天然气热值为]
【答案】 1.89×106 85
【详解】[1]天然气完全燃烧放出的热量
[2]水吸收的热量
水升高的温度
在标准大气压下,水的沸点为100℃,即水的末温为100℃,则水升高的温度
训练1(24-25九年级上·河北保定·期中)某内燃机的能量流向图如图所示。该内燃机的效率为( )
A.34% B.28% C.31% D.7%
【答案】A
【详解】由图得,该内燃机的效率为
故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
训练2(24-25九年级上·陕西榆林·期中)一小汽车在平直的高速公路上匀速行驶2.3km,消耗汽油0.5kg ,若行驶过程中汽车受到的牵引力恒为3000N,求:
(1)0.5kg 汽油完全燃烧释放的热量;
(2)汽车发动机的效率。
【答案】(1)2.3×107J
(2)30%
【详解】(1)0.5kg 汽油完全燃烧释放的热量
(2)汽车发动机所做的功
汽车发动机的效率
9.热学实验:热学实验主要包括晶体熔化规律实验、水的沸腾规律实验和物质吸热能力实验。
▲典例二十一(24-25八年级上·山东德州·阶段练习)图甲是小明“探究海波熔化特点”的实验装置。
(1)小明安装器材时应该 (选填“由上而下”或“由下而上”)安装;
(2)图乙是根据实验数据绘制的温度-时间图像,由图像可知,海波熔化时温度保持不变,此温度为 ℃,可以判断海波是 (选填“晶体”或“非晶体”);
(3)图甲装置中不用酒精灯直接对试管加热,而是把装有海波的试管放入水中,这样做这样做的目的是 。
【答案】(1)由下而上
(2) 48 晶体
(3)使物质受热均匀
【详解】(1)小明安装器材时,为了确保酒精灯用外焰加热,温度计的玻璃泡浸没在被测液体中,且不碰到杯壁或杯底,应该由下而上安装。
(2)[1]由图乙可得,海波熔化过程中温度保持48℃不变,则海波熔点为48℃。
[2]海波有固定的熔点,说明海波是晶体。
(3)图甲装置中不用酒精灯直接对试管加热,而是把装有海波的试管放入水中,采用水浴加热,这样做不但能使试管受热均匀,而且加热相同时间,海波吸收热量较少,海波的温度上升速度较慢,便于测量温度和记录数据。
训练1(24-25八年级上·安徽淮北·阶段练习)某综合实践活动小组在制作一个医用冷藏盒时,不知道给药品降温用冰好,还是盐水结成的冰好?他们动手测量了盐水的凝固点。
(1)小明和小红分别通过实验得到了盐水的凝固图像如图所示,则小明所测盐水的凝固点是 ℃。
(2)他们同时发现所测的盐水凝固点并不相同,于是对比了双方实验过程,发现烧杯中装水都是200ml,小明加了1汤匙的盐,而小红加了3汤匙的盐,由此作出猜想:盐水的凝固点与盐水的浓度有关。接着多次实验得出不同浓度盐水的凝固点,数据记录如表:
盐水浓度(%)
0
3
6
9
12
15
18
21
24
凝固点(℃)
0
分析表格中数据可知,当盐水浓度增大时,其凝固点 (选填“升高”或“降低”)。
【答案】(1)-4
(2)降低
【详解】(1)分析图象可知,小明所测盐水在-4℃温度保持不变,则该盐水的凝固点是-4℃
(2)从表格中的数据可看出,盐水的浓度在变大时,盐水的凝固点在降低。
训练2(24-25八年级上·河南郑州·期中)如图甲所示,是小明“探究物质熔化规律”的实验装置。
(1)实验中通过水对试管加热,而不是直接加热试管,目的是 ;
(2)实验中需要用到的测量工具除了温度计还需要 ;
(3)在探究“冰的熔化规律”实验中,宜选用 (选填“碎冰块”或“体积较大的冰块”);
(4)实验中每隔1分钟记录一次物质的温度,同时观察试管中该物质状态变化,记录数据,作出温度随时间变化的规律图像,如下图乙所示,由图像可知:该物质在熔化过程中 ,该物质是 (选填“晶体”或“非晶体”),该物质熔化过程经历了 分钟;
(5)把-5℃的冰投入0℃的水中(周围空气是0℃),过了一段时间______。
A.冰的数量增多
B.水的数量变多
C.冰和水的数量都没变
D.以上三种情况都有可能
【答案】(1)使物质受热均匀
(2)秒表
(3)碎冰块
(4) 温度不变 晶体 4
(5)A
【详解】(1)将装有固体的试管放入水中加热,这是水浴法加热,采用水浴法,使物质受热比较均匀。
(2)由于实验中需要记录温度随时间变化的规律,所以还需要用秒表记录时间。
(3)在探究“冰的熔化规律”实验中,为了使冰受热均匀,应选用碎冰块来实验,同时温度计的玻璃泡不能很好的与体积较大的冰块接触,而碎冰块能很好的包裹住温度计玻璃泡。
(4)[1][2][3]由熔化图像可知,该物质在熔化过程中,吸收热量,温度不变,有固定熔点,故该物质是晶体。由于该物质是晶体,熔化过程中,温度保持不变,由乙图可知,该物质从第2分钟开始熔化,第6分钟熔化完成,所以熔化过程经历了4分钟。
(5)当把-5℃的冰投入0℃的水中后,热量会从0℃的水传递给-5℃的冰,0℃的水放出热量会凝固成冰块,-5℃的冰温度升高不会超过0℃,所以不会熔化,所以冰的质量会增加,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
▲典例二十二(24-25九年级上·河南周口·期中)在“探究水的沸腾实验”中,按如图甲所示组装好实验器材:
(1)在水温升高到 90 ℃时,每隔 1min记录一次水的温度,并记录在下面表格中,请根据表格的数据在图乙中画出水温随时间变化的图像。
时间/ min
0
1
2
3
4
5
6
7
温度/℃
90
92
94
96
98
98
98
98
(2)去掉图甲中温度计,再在一个小试管中放入适量的水,按图丙方法组装后放在图甲A 上加热足够长时间,发现试管内水不能沸腾,若改用猛火加热,试管内的水 (选填“能”或“不能”)沸腾。
【答案】(1)
(2)不能
【详解】(1)根据表格中水的温度随时间变化的关系,在乙图中描点连线即可。
(2)水沸腾的条件是:达到沸点,继续吸热;当用烧杯中的水给试管中的水加热时,一开始两液体有温度差,会进行热传递,烧杯中的水会向试管中的水传递热量,但当烧杯中的水沸腾时,吸收热量温度不变,试管中与烧杯中的水同温时,就不具备热传递的条件了,试管中的水不能继续吸热,也无法沸腾了。
训练1(24-25八年级上·陕西西安·期中)小科在“探究水沸腾前后温度变化的特点”实验时,所使用的实验装置如图甲所示。
(1)小科根据实验数据作出的图像如图乙所示,由图可知:水沸腾后温度 (选填“升高”“不变”或“降低”);
(2)若要节省加热至沸腾的时间,可采取的办法是:适当 (选填“增加”或“减少”)水的质量;
(3)细心的小科还观察到水沸腾前和沸腾后水中气泡的情况不同,如图丙所示,图中 (选填“a”或“b”)是水在沸腾后的情况。
【答案】(1)不变
(2)减少
(3)a
【详解】(1)由图乙可知,水加热到第九分钟时沸腾,而后不断吸热,温度不变。
(2)要节省加热至沸腾的时间,可以通过减少水的质量、适当提高初温等方法来实现。
(3)a图气泡上升时越来越大,是因为水沸腾时,整个容器中水温相同,水内部不停的汽化,产生大量的水蒸气进入气泡,气泡变大,b图气泡上升时越来越小,是因为水沸腾之前,水下层的温度高于上层的水温,气泡上升过程中,气泡中的水蒸气遇冷液化成水,气泡变小,所以a图是水沸腾后的情况。
训练2(24-25九年级上·云南曲靖·期中)小林探究“水沸腾前、后温度随加热时间变化的特点”,他用酒精灯给烧杯中的水加热,用温度计测量水的温度。
(1)实验中小林观察到 的现象可以判断水是沸腾的。
(2)如图所示,小林根据实验数据绘制出了水的温度随加热时间变化的图像,加热到第5min时,水开始沸腾。分析图像可知:水沸腾过程中,继续加热时,水的温度 (选填“升高”“不变”或“降低”)。
【答案】(1)有大量气泡产生且气泡急剧上升变大,到达水面破裂
(2)不变
【详解】(1)沸腾时,有大量气泡产生且气泡急剧上升、变大,到达水面破裂,是在液体的内部和表面同时进行的剧烈的汽化现象。
(2)由图可知,沸腾前,水的温度不断升高,当水的温度达到100℃时开始沸腾,沸腾过程中,水的温度不变,仍需要继续吸热。
▲典例二十三(24-25九年级上·四川自贡·阶段练习)如图甲所示是“探究不同物质吸热升温的现象”实验装置
(1)实验前,应按 (填“自上而下”或“自下而上”)的顺序组装器材
(2)除了如图甲所示的实验器材外,还需要的器材是
(3)实验中应选取初温 (填“相同”或“不同”)、 (填“体积”或“质量”)相同的A、B两种液体
(4)实验中两种液体吸收热量的多少可通过 (填“液体升高的温度”或“加热时间”)比较
(5)根据实验数据绘制的温度与时间的关系图像如图乙所示,分析图像可知:质量相等的A和B两种液体,在升高相同温度时, 吸收的热量较多;在吸收相同热量时, 升温较高
【答案】(1)自下而上
(2)天平、秒表
(3) 相同 质量
(4)加热时间
(5) A B
【详解】(1)因要用酒精灯的外焰加热, 使温度计玻璃泡与待测液体充分接触,实验前,应按自下而上的顺序组装器材,先固定铁圈的位置,再调整温度计。
(2)除了如图甲所示的实验器材外,根据比较不同物质吸热能力的方法,要控制不同物质的质量相同,需要天平,根据转换法,用相同的酒精灯通过加热时间的长短来比较吸热,故还需要秒表。
(3)[1][2]考虑到散热因素,实验中应选取初温相同、质量相同的A、B两种液体。
(4)由转换法知,实验中两种液体吸收热量的多少可通过加热时间比较。
(5)[1][2]根据实验数据绘制的温度与时间的关系图像如图乙所示,分析图像可知:质量相等的A和B两种液体,在升高相同温度时,A加热时间长,A吸收的热量较多,在吸收相同热量时,B升温较高。
训练1(24-25九年级上·福建福州·期中)如图所示是探究“不同物质的吸热能力”的实验装置,取质量均为200g、初温均为20℃的甲、乙两种液体,分别倒入两个完全相同的烧杯中,再用相同的电加热器加热,实验数据记录如表所示。【】
温度/℃
20
30
40
50
加热时间/s
甲
0
40
80
120
乙
0
20
40
60
(1)选用相同电加热器加热的目的:使两种液体在相同时间内 。实验中通过比较 (选填“升高的温度”或“加热时间”)比较两种液体吸收热量的多少;
(2)分析数据可知,当它们升高相同的温度时, (选填“甲”或“乙”)液体需要吸收的热量更多;
(3)于翔同学认为可以通过比较甲、乙两种液体加热至沸腾的时间长短来判断哪种液体的吸热能量更强。你认为他的方法 (选填“可行”或“不可行”);
(4)若这两种液体中选出一种液体作为冷却剂使用,则 (选填“甲”或“乙”)液体的冷却效果更好;
(5)若甲液体是水,则乙液体的比热容为 。
【答案】(1) 吸收的热量相同 加热时间
(2)甲
(3)不可行
(4)甲
(5)
【详解】(1)[1][2]选用相同电加热器加热的目的是使两种液体在相同时间内吸收相同的热量。所以可以通过加热时间来比较两种液体吸收热量的多少,加热时间长,吸收热量多,加热时间短,吸收热量少。
(2)分析表中实验数据可知:当它们升高相同温度时,甲液体加热时间长,需要吸收的热量更多。
(3)由于甲、乙的沸点不同,当两种液体都沸腾时,其温度变化不同,由可知,无法比较吸热多少,则该方法不可行。
(4)当它们升高相同温度时,甲液体加热时间长,需要吸收的热量更多。则甲液体的吸热能力强,比热容大,根据可知,在质量相同情况下,降低相同的温度,比热容大的吸热多。故使用甲液体冷却效果好。
(5)由题可知,甲液体是水,当甲和乙都被加热40s时,甲、乙吸收的热量相同,即Q甲=Q乙,质量相同,即m甲=m乙,甲、乙温度的变化量
故乙的比热容
训练2(24-25九年级上·山东聊城·期中)某实验小组用如图甲所示的装置比较水和煤油的吸热本领。用两个相同规格的电加热器来加热水和煤油,每隔1min记录一次温度,整个实验操作无误。
(1)加热前,在一个烧杯中倒入240mL的水,为了顺利完成实验,需要在另一个相同烧杯中倒入 mL的煤油(ρ水=1.0×103kg/m3,ρ煤油=0.8×103kg/m3);
(2)实验中第1、2两个小组记录的实验数据如表。
实验组别
液体
质量
初温
末温
加热时间
1
水
200
25
40
13.5
煤油
200
25
40
6.5
2
水
200
25
40
12
煤油
200
25
40
5.5
图乙是第1组同学绘制的“吸收热量—时间”和“温度—时间”图象,能正确描述该实验真实情况的图像是 (选填序号)。分析表格数据可知, 的吸热能力强;
(3)本实验中,通过比较 来反映物质吸收热量的多少;
(4)为了比较不同物质的吸热能力,物理学中引入 来表示不同物质在这种性质上的差异。
【答案】(1)300
(2) C 水
(3)升高相同温度所用的加热时间/加热时间
(4)比热容
【详解】(1)烧杯中倒入240mL的水,水的体积
V水=240mL=240cm3
水的质量
m水=ρ水V水=1.0g/cm3×240cm3=240g
实验中应该控制水和煤油的质量相同,所以煤油的质量为240g,ρ煤油=0.8×103kg/m3,即0.8g/cm3,则煤油的体积
(2)[1]AB.加热时间相同,吸收的热量相同,故AB不符合题意;
CD.由表中数据,质量相同的水和煤油升高相同温度,水加热时间长、吸热的热量多,由此推理可知,加热相同时间,水升温慢,故C符合题意,D不符合题意。
故选C。
[2]加热相同时间,水升温慢,即吸收相同热量,水的温度变化小,则水的比热容大,水的吸热能力强。
(3)由表中数据可知,实验时,控制温度变化相同,比较升高相同温度所用的加热时间,加热时间长的,吸收热量多。
(4)用比热容表示不同物质的吸热能力,吸热能力强的,比热容大。
热学内容考题常考题型有:选择题、填空题和实验探究。
一、选择题
选择题是本部分考题中的常见题型。选择题常见考向主要有:物态变化的类型判断、物态变化在生活中的应用、物态变化过程中的吸放热、晶体熔化与水的沸腾特点、分子热运动理论、分子间相互作用力、内能的概念与改变物体内能的方式、比热容的概念与应用、热机四冲程的工作过程与能量转化、能量的转化与守恒等。
★典例一:(24-25八年级上·湖南长沙·期末)小依同学在厨房发现一些现象,其中说法正确的是( )
A.新鲜的肉放入冰箱冷冻后变硬,这是凝华现象
B.用煤气灶煲汤,汤沸腾时调小火焰保持沸腾,汤的温度保持不变
C.炒菜前在锅中放入固态猪油加热后变为液态,这是液化现象
D.水烧开时,壶嘴上方冒出大量“白气”,“白气”的形成是汽化现象
【答案】B
【详解】A.新鲜的肉放入冰箱冷冻室后变硬,这是肉中的水凝固成了冰,故A错误;
B.液体沸腾时,温度保持不变,因此用煤气灶煲汤,汤沸腾时调小火焰,汤的温度保持不变,故B正确;
C.熔化是指物质由固态变为液态的过程。炒菜前在锅中放入固态猪油加热后变为液态,是熔化现象,故C错误;
D.水烧开时,壶嘴上方冒出大量“白气”,“白气”是水蒸气遇冷液化成的,故D错误。
故选B。
★典例二:(24-25八年级上·广东汕头·期末)下列关于物态变化的说法,正确的是( )
A.用干冰人工降雨,干冰熔化吸热,使周围的水蒸气液化成小水滴
B.电冰箱内能维持较低的温度,是因为制冷剂在冰箱内汽化吸热
C.给高烧病人擦拭酒精降温,是因为酒精升华吸热
D.冬天菜窖里放几桶水,主要是利用水汽化放热
【答案】B
【详解】A.用干冰人工降雨,是利用干冰升华吸热,使周围水蒸气液化成小水滴,故A错误;
B.电冰箱内能维持较低的温度,是因为制冷剂在冰箱内汽化吸热,然后在冰箱外液化放热,故B正确;
C.给高烧病人擦拭酒精,是利用酒精汽化吸热降低体温,故C错误;
D.冬天菜窖里放几桶水,主要是利用水凝固放热,使菜窖内温度不会太低而冻坏蔬菜,故D错误。
故选B。
★典例三:(24-25八年级上·贵州黔东南·期中)下列对物态变化的描述正确的是( )
A.夏季从冰箱冷藏室取出的饮料瓶外壁出现水珠是熔化现象,需要吸热
B.新疆吐鲁番地区修建坎儿井可以减慢水的蒸发,蒸发需要放热
C.北方冬季窗玻璃上出现冰花是凝固现象,需要放热
D.烧水时壶嘴冒出的“白气”是液化形成的小水珠,需要放热
【答案】D
【详解】A.夏季从冰箱冷藏室取出的饮料瓶外壁出现水珠,是由空气中的水蒸气遇冷变为液态的小水珠,属于液化现象,液化放热,故A错误;
B.在新疆吐鲁番地区修建坎儿井,控制了液体的表面积,减小了空气流动的影响,可减慢水蒸发,蒸发吸热,故B错误;
C.冬天,窗子的玻璃上出现冰花,是空气中的水蒸气遇冷放热凝华形成的,这是凝华现象,不是凝固现象,故C错误;
D.烧水时壶嘴冒出“白气”是水蒸气的液化现象,需要放出热量,故D正确。
故选D。
★典例四:(辽宁省营口市2024-2025学年上学期八年级物理期末试卷)下列现象中属于凝华现象的是( )
A.刚从冰箱中拿出的雪糕上会冒出“白气”
B.从寒冷的室外进入室内,镜片上会“起雾”
C.北方的冬天树上会出现美丽的雾凇
D.冬天河面上的河水会结冰
【答案】C
【详解】A.雪糕冒白气,这里的白气是小水滴,是由空气中的水蒸气遇到冷的冰糕液化而形成的,古A不符合题意;
B.从寒冷的室外进入室内,空气中的水蒸气遇冷液化形成小水滴吸附在镜片上,形成一层雾,故B不符合题意;
C.北方的雾凇是空气中的水蒸气遇冷直接变为固态小冰晶,是凝华现象,故C符合题意;
D.河面结冰是水有液态变为固态,属于凝固现象,故D不符合题意。
故选C。
★典例五:(24-25八年级上·安徽马鞍山·期末)一个标准大气压下,当纯水的温度是0℃时,其状态是( )
A.液态 B.固态 C.固液共存 D.无法判断
【答案】D
【详解】水的凝固点是0℃,1标准大气压下,当温度为0℃时,水如果能向外放热,则会成为固态或液固共存,若不能,则处于液态,故三态都有可能。故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
★典例六:(24-25九年级上·山东临沂·期中)下列关于温度、热量和内能的说法,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.在相同温度下,1kg的水比1kg的冰含有的热量多
C.一个物体吸收了热量,它的温度可能升高
D.物体温度升高,内能不一定增加,但一定要吸收热量
【答案】C
【详解】A.发生热传递的条件是存在温度差,热传递过程中传递的是热量,而不是温度,故A错误;
B.热量只能是释放或者吸收,不能说含有,故B错误;
C.一个物体吸收了热量,温度不一定升高,但它的内能一定增加,如晶体熔化过程中继续吸热,温度保持不变,所以温度是可能升高,故C正确;
D.改变物体内能有两种方式:做功和热传递,物体温度升高,内能变大,可能是外界对物体做功而增加的内能,不一定是吸收了热量,故D错误。
故选C。
二、填空题
填空题也是热学部分的考查题型,其考向主要集中在:物态变化类型判断与应用、晶体熔化与水的沸腾规律、分子热运动理论、比热容与热值概念及其简单计算等方面。
★典例七:(24-25八年级上·重庆·期中)加油站都有这样的提示:请“熄火加油”“禁止抽烟”“不要使用手机”等,这是为了防止火花点燃汽油引起火灾,因为常温下液态的汽油容易发生的物态变化是 。饺子在水中怎么煮不会变黄变焦,而放在油锅中却很快变黄变焦,是因为油的 高。
【答案】 汽化 沸点
【详解】[1]常温下汽油极易汽化,在加油站周围的空气中充满了汽油蒸气,如果有明火,极易引起爆炸,故加油站有“请熄火加油”“请不要使用手机”的提示语。
[2]将饺子放在水中煮不会变黄变焦,而放在油中煎就会变黄变焦,这是因为油的沸点比水的沸点高,高温把饺子烤焦、烤糊。
★典例八:(24-25八年级上·重庆·期中)商场里的保洁员在拖过地后,常用电风扇对着地面吹,这样做的目的是为了加快水的 ,使地面尽快变干。南极地区年平均气温是-25℃,降水量很小,但这里的空气却很湿润,这是由于冰发生了 现象。
【答案】 蒸发 升华
【详解】[1]商场里的保洁员在拖过地后,常用电风扇对着地面吹,加快了水分表面的空气流速,从而加快了水的蒸发。
[2]南极地区空气很湿润,由于冰由固态直接变成气态,发生了升华现象,空气中有大量水蒸气,导致空气很湿润。
★典例九:(甘肃省庆阳市2024-2025学年八年级上学期期末质量检测物理试卷)如图所示,这是甲、乙两种固态物质在加热过程中温度随时间变化关系的图像。由图像可知,甲物质属于 (选填“晶体”或“非晶体”),乙物质的熔化过程共持续了 min。
【答案】 非晶体 7
【详解】[1]从图像可以看出,甲物质在熔化过程中,持续吸收热量,温度一直升高,这是非晶体的熔化特性。因此,可以判断甲物质属于非晶体。
[2]从图像中可以读出,乙物质从开始熔化到完全熔化结束,所经历的时间段为5min到12min,共持续了12min−5min=7min
★典例十:(24-25九年级上·辽宁鞍山·期末)2024年10月30日,搭载神舟十九号载人飞船的长征二号F遥十九运载火箭发射取得圆满成功。火箭发射过程中,其外壳与大气摩擦后温度升高,这是通过 的方式来改变火箭内能的;运载火箭用液氢做燃料,因为液氢具有较大的 。
【答案】 做功 热值
【详解】[1]火箭发射过程中,其外壳与大气摩擦后温度升高,克服摩擦力做功,将机械能转化为内能,是通过做功增加内能。
[2]运载火箭用液氢做燃料,因为液氢具有较大的热值,质量相同的燃料,氢与其他燃料相比,放出的热量更多。
★典例十一:(24-25九年级上·安徽淮南·期末)天气变冷,人体会以红外线的方式不断向外辐射热量。每小时人体释放的热量,相当于自身质量的水温度升高2℃需要吸收的热量。冬天,当一个质量是50kg的中学生在户外活动1h,他向外释放的热量约为 J。
【答案】
【详解】每小时向外释放的热量Q=Q吸=cmΔt=4.2×103J/(kg·℃)×50kg×2℃=4.2×105J
三、实验探究题
热学实验探究题主要有:晶体熔化规律实验、水的沸腾规律实验和物质吸热能力实验。
★典例十二:(24-25九年级上·山西大同·期中)随着电话、手机、网络的普及,外卖行业得到迅速发展。截至2024年9月,我国网上外卖用户规模约达5.85亿人。图甲是常用的两种外卖包装袋。针对不同外卖包装袋的保温能力,“物理兴趣小组”开展探究活动。准备大小和厚度相同的牛皮纸包装袋和铝箔复合包装袋各一个,两个杯子盛有初温相同的热水,插入温度计后密封进两个包装袋中,如图乙所示,并用秒表计时。
(1)请你说出图乙的设计存在的一处错误: 。
(2)改正后,测得两杯热水的温度随时间变化的图像如图丙所示,可知保温能力更强的是 包装袋,判断的依据是 。
(3)实验中发现,探究需要较长的时间,为了缩短探究时间,你的改进方法是 (写出一条即可)。
【答案】(1)两个杯子的大小和杯内水的质量不相等
(2) 铝箔复合 相同时间内铝箔复合包装的水温下降慢,保温能力强
(3)减少水的质量
【详解】(1)对比实验要注意的问题:使用控制变量法每次只能改变一个因素;即除了改变的那个因素外,其他因素应该保持一样;所以实验设计中,图乙的设计的错误之处是两个杯子的大小和杯内水的质量不相等。
(2)[1][2]由图丙可知,在其它条件相同时,用铝箔复合包装袋的水温降低得慢,保温能力更强。
(3)为了缩短探究时间,根据放热公式Q放=cmΔt可知,在放出的热量、液体末温一定时,可以减少水的质量或使用比热容更小的液体进行实验。
★典例十三:(24-25九年级上·山东临沂·期中)用图甲所示装置探究水沸腾前后温度变化的特点。
(1)组装器材时 (选填“需要”或“不需要”)点燃酒精灯,请指出图甲错误之处: ;
(2)纠正错误后进行实验,某一时刻温度计的示数如图乙所示,此时水的温度为 ℃.
(3)根据实验数据绘制了如图丙所示的图象.由图象可知,水的沸点为 ℃,当地气压 (选填“高于”“低于”或“等于”)一标准大气压;
(4)实验结束后撤掉酒精灯,烧杯中的水停止沸腾,说明水沸腾时需要 热,同时发现盖在烧杯上的硬纸板上有水滴,这是水蒸气 形成的;
【答案】(1) 需要 温度计接触烧杯底
(2)96
(3) 99 低于
(4) 吸 液化
【详解】(1)[1]组装器材时不需要点燃酒精灯,应先根据酒精灯的外焰高度来调整铁圈等器材的高度,若先点燃酒精灯再组装,可能会因操作不便且容易造成危险。
[2]图甲中的错误之处在于温度计的玻璃泡碰到了容器底,这样测量的不是水的温度,而是容器底的温度。
(2)由图乙可知,温度计的分度值为1℃,此时温度计的示数为96℃。
(3)[1]由图丙可知,水在沸腾时温度保持不变,这个不变的温度就是水的沸点,所以水的沸点为。
[2]一标准大气压下,水的沸点是100℃,气压越低,沸点越低,因为此时水的沸点为98℃,所以当地气压低于一标准大气压。
(4)[1]实验结束后撤掉酒精灯,烧杯中的水停止沸腾,说明水沸腾时需要吸热,一旦停止加热,水无法继续吸收热量,就停止沸腾。
[2]盖在烧杯上的硬纸板上有水滴,这是水蒸气遇冷液化形成的,水蒸气是气态,遇冷变成液态的小水滴。
★典例十四:(24-25九年级上·湖南长沙·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,吸收相等的热量,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。
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。根据表中信息,回答下列问题:
液体
液体质量/g
液体初温/℃
液体末温/℃
加热时间/min
液体吸热“多”或“少”
甲
10
30
40
6
多
乙
10
30
40
3
少
(1)小明采用的是 (选填“方案一”或“方案二”)来探究物质的吸热能力;
(2)小明是根据 判断甲液体吸热“多”的;
(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 液体作发动机冷却液。
【答案】(1)方案二
(2)加热时间
(3)甲
【详解】(1)分析表中信息,质量相同,比较升高相同的温度所用加热时间的长短即吸收热量的多少,故小明采用的是方案。
(2)热源和加热方式相同时,则热源在相同时间内放出的热量是相同的,物体吸收的热量也相同,所以实验中甲、乙两种液体吸收热量的多少是通过加热时间来反映的,所以甲液体加热时间长,则吸热“多”。
(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,因甲的比热容大,根据可知,相同质量的甲、乙两种物质升高相同的温度,甲吸热多,故应选甲液体作发动机冷却液。
一、物态变化及其应用
1.生活中的物态变化
物态变化类型的判断属于常考热点。物态变化类型有熔化与凝固、汽化与液化、升华与凝华六种物质形态的变化,这些物态变化变化形式一定会和生活中常见的物理现象相结合,所以分清常见的自然现象属于哪种物态变化对解答此类考题是条捷径。生活中常见物态变化例子有:
(1)熔化现象有:冰雪消融、冰块变小铁块边长铁水等。
(2)凝固现象有:滴水成冰、铁水铸造成工件、蜡烛油变成蜡等。
(3)液化现象有:秋后早晨露珠、雨的形成、从冰箱拿出的物体冒白气、冬天浴室玻璃墙壁上出现的“雾”、冬天汽车玻璃上的“雾”、烧开水壶嘴冒出白气、水管冒汗、眼睛起雾等。
(4)汽化现象有:滴入热锅的水消失、酒精蒸发、热水挥发、洒在地板上的水不见了、池塘干涸等。
(5)升华现象的有:衣柜里的樟脑丸不见了、干冰降温、灯管和灯泡发黑现象、冰冻的衣服变干了、雪人变小、灯丝变细等。
(6)凝华现象的有:霜、雪、冰雹、雾凇、冬天窗花等。
2.物态变化过程中的吸放热
物态之间的变化肯定伴随着热量的交换,所以,吸放热也是常考热点。大家一定要牢记:按固、液、气顺序变化的是吸热,按气、液、固顺序变化的是放热(见下图)。如果再结合生活中利用物态变化吸放热的例子就会更好地做好备考复习。
3.晶体与非晶体
(1)晶体熔化时要吸收热量;晶体有固定熔点,熔化时固、液共存,物质温度不变。
晶体熔化的条件:
1)温度达到熔点
2)继续吸热。常见晶体有:海波、冰、食盐、冰糖、石英、各种金属等。
(2)非晶体:非晶体没有固定熔点,非晶体在熔化过程中,持续吸热,温度持续升高。常见非晶体有:石蜡、松香、玻璃、沥青等。
4.汽化的两种方式
汽化有蒸发和沸腾两种形式。只在物体表面发生的汽化现象叫做蒸发,蒸发在任何情况下都能发生,液体蒸发时需要吸热;沸腾是在液体沸点下,在液体表面和内部同时进行的剧烈汽化过程,液体沸腾时需要吸热。
汽化的两种方式的异同:
相同点:
①蒸发和沸腾都是汽化现象;
②都需要吸热。
不同点:
①蒸发是在任何温度下进行的,沸腾是一定温度(沸点)下进行的;
②蒸发只发生在物体表面,沸腾在物体表面和内部同时进行;
③蒸发是缓慢的汽化现象,沸腾是剧烈的汽化现象;
④蒸发要吸热,温度降低,有致冷作用,沸腾要吸热,但温度保持不变。
5.气体液化的两种方式
使气体液化的方法有降低温度和压缩体积两种方式。
冬天戴眼镜的人从寒冷的室外走进温暖的室内时,镜片上会出现一层水雾而变模糊,这是通过降低温度的方法使水蒸气液化形成的;液化石油气就是利用压缩体积的办法使气体液化的,这一过程要放热。
6.典例
★典例一:(24-25八年级上·山东枣庄·期中)水是生命之源,节约用水是公民的基本素养。关于水的物态变化说法正确的是( )
A.春天冰雪消融——升华,需要吸热
B.夏天洒水降温——汽化,需要放热
C.秋天细雨绵绵——液化,需要吸热
D.冬天大雪纷飞——凝华,需要放热
【答案】D
【详解】A.冰雪消融,由固态变成了液态,是熔化现象,需要吸热,故A错误;
B.洒水降温,水由液态变成了气态,是汽化现象,需要吸热,故B错误;
C.雨是水蒸气在上升时,遇冷液化而成的,是液化现象,需要放热,故C错误;
D.雪是水蒸气在上升时,遇极冷凝华而成的,是凝华现象,需要放热,故D正确。
故选D。
★典例二:24-25八年级上·重庆·期中)今年暑假,重庆持续高温。为缓解炎热干旱,重庆气象部门组织实施人工降雨。其中一种方式是在空中喷洒干冰。干冰使空气中的水蒸气变成小冰粒,小冰粒在下降过程中变成雨滴,形成降雨。下列说法正确的是( )
A.干冰使空气中的水蒸气变成小冰粒过程是凝固
B.干冰使空气中的水蒸气变成小冰粒过程是升华
C.小冰粒在下降过程中变成雨滴过程是汽化
D.小冰粒在下降过程中变成雨滴过程是熔化
【答案】D
【详解】AB.干冰是固态的二氧化碳,它非常容易升华,从周围空气中吸收大量的热,使空气中的水蒸气放热,凝华产生小冰粒,故AB错误;
CD.固态的小冰粒在下降过程中,从空气中吸热,熔化变成液态的水,形成雨滴,故C错误,D正确。
故选D。
★典例三:(24-25八年级上·江苏南京·阶段练习)下列关于生活中物态变化及其吸放热情况,对应正确的是( )
A.春天,在温暖的阳光里冰化成水——熔化放热
B.夏天,人出汗后吹风扇感觉凉快——汽化吸热
C.秋天,早上房间外侧玻璃有水滴——液化放热
D.冬天,小河中的水结冰——凝固吸热
【答案】B
【详解】A.冰化成水,是固态变为液态,属于熔化过程,吸收热量,故A错误;
B.出汗后吹风扇,身上的汗是由液态变为气态,属于汽化中的蒸发现象,汽化吸热,故B正确;
C.秋天室外温度低,玻璃温度低,室内空气中的水蒸气遇冷凝结成的小水滴,附着在室内玻璃上,属于液化现象,液化放热,故C错误;
D.小河中的水结冰,水由液态变为固态,属于凝固现象,凝固放热,故D错误。
故选B。
★典例四:(23-24九年级下·山东东营·期中)实施人工增雨是缓解旱情有效手段,在空中喷洒干冰是人工增雨的一种方法。干冰使空气中的水蒸气变成小冰粒,这是因为水蒸气发生了( )
A.汽化 B.液化 C.升华 D.凝华
【答案】D
【详解】干冰使水蒸气变为冰粒,是由气态直接变为固态的过程,该物态变化属于凝华。
故选D。
★典例五:(24-25八年级上·四川南充·阶段练习)物理知识与生活紧密联系,下列物态变化中,放热的是( )
A.湿衣服变干的过程 B.烧开水冒“白气”中“白气”形成过程
C.春天,冰雪消融的过程 D.用干冰进行人工降雨过程中干冰的变化
【答案】B
【详解】A.湿衣服变干的过程是衣服上的水汽化成为水蒸气,汽化吸热,故A不符合题意;
B.烧开水冒“白气”中“白气”是水沸腾产生的水蒸气到空气中遇冷液化形成的小水滴,液化放热,故B符合题意;
C.春天,冰雪消融的过程是由固态的冰雪熔化成水,因此是熔化,熔化吸热,故C不符合题意;
D.用干冰进行人工降雨过程中干冰的变化是固态干冰升华成为气态的二氧化碳,升华吸热,故D不符合题意。
故选B。
★典例六:(24-25八年级上·福建宁德·期中)下列物态变化中,需要放热的是( )
A.春天到来,冰雪消融 B.夏天中午,干冰降温
C.深秋夜晚,大雾弥漫 D.冬天室外,雪人变小
【答案】C
【详解】A.物质由固态变为液态的过程叫熔化,冰雪消融是熔化现象,熔化吸热,故A不符合题意;
B.物质由固态直接变为气态的过程叫升华,干冰降温,是利用干冰升华吸热,故B不符合题意;
C.物质由气态变为液态的过程叫液化,“雾”是空气中的水蒸气遇冷液化形成的小水珠,需要放热,故C符合题意;
D.雪人变小是升华或熔化现象,而升华、熔化都是吸热过程,故D不符合题意。
故选C。
二、内能与内能的改变
1.分子热运动与分子间相互作用力
(1)物质都由分子和原子组成的。水由分子组成,铁由原子组成,而一切物质的分子都在不停地运动,且是无规则的运动。
(2)扩散:扩散现象是由于分子的无规则热运动产生的。扩散是一种物质进入到另一种物质中的现象。扩散现象在固体、液体和气体中都可以发生。
(3)分子间的相互作用力可能表现为引力,也可能表现为斥力。
分子力具有如下特点:
1) 分子间同时存在引力和斥力,分子力是引力和斥力的合力;
2) 分子间的间距很小时,作用力表现为斥力;分子间的间距较大时,作用力表现为引力。分子间有间隙。
2.改变物体内能的方式
改变物体内能的方式有两种:做功和热传递。热传递过程是能量的转移过程,做功过程是能量的转化过程。
炮弹里火药燃烧产生的高温高压气体炸开弹壳时气体内能转化为弹壳的机械能,内能减小,温度降低,是通过做功改变了物体的内能;锯木头时,锯条与木头之间相互摩擦做功,机械能转化为木头和锯条的内能,内能增大温度升高,是通过做功改变了物体的内能;擦火柴使火柴燃烧要克服火柴和火柴盒之间的摩擦,机械能转化为内能,火柴内能增加,温度升高,是通过做功改变了物体的内能。
冬天,用手摸户外的金属杆时,能量从手传递到金属杆,手的内能减小,温度降低,手感觉到冷,是通过热传递改变了物体的内能。热传递发生条件是接触物体间有温度差。
3.温度、内能、热量的理解
(1)温度与内能的关系:同一物体,在相同状态下,温度越高内能越大;温度越低,内能越小。
(2)质量与内能的关系:在相同温度、状态下,质量越大物体内能越大。
(3)热量与内能的关系:物体吸收热量内能增大,放出热量内能减小。
(4)热量是一个过程量,只有发生了热传递过程,有了内能的转移,才能讨论热量问题。所以物体本身没有热量,不能说某个物体具有多少热量,更不能比较两个物体热量的大小;内能是一个状态量,但是它具有不可测量性,所以不能说物体具有多少的内能;在热传递过程中,热量从高温物体传到低温物体,而不能说将高温物体的温度传递给了低温物体。
4.比热容、热值的概念及相关计算
(1)比热容
1)比热容是物质的一种特性,与物质的种类和状态有关,与物质的质量、温度和吸热、放热的多少无关。
2)水的比热容是4.2×103J/(kg·℃),表示的物理意义是:1千克的水温度升高1℃吸收的热量是4.2×103J。
3)热量的计算
热量的计算:(1)吸热:Q吸=cm△t=cm(t-t0);(2)放热:Q放=cm△t= cm(t0-t)。
其中:Q吸—吸收的热量,单位:焦(J),Q放—放出的热量。
c—比热容,单位:焦每千克摄氏度(J/(kg·℃))
m—质量,单位:千克(kg)
△t—变化的温度(升高或降低的温度),单位:摄氏度(℃);t0—初始温度、t—末温。
(2)热值:1kg某种燃料完全燃烧放出的热量,叫热值;热值单位是:J/kg。
1)燃料燃烧放出热量:Q放 =qm;(Q放 是燃料放出的热量,单位是J;q是热值,单位是J/kg;m 是质量,单位是kg。)
对于热值的概念,要注重理解三个关键词:“1kg”、“某种燃料”、“完全燃烧”。1kg是指燃料的质量,如果燃料的质量不是1kg,那么该燃料完全燃烧放出的热量就不等于热值的数值;某种燃料是指热值与燃料的种类有关;完全燃烧意思是燃料要完全烧尽,否则1kg燃料燃烧过程中,化学能转变成内能就不是该热值所确定的值。
2)热值反映的是某种物质的一种燃烧特性,同时反映出不同燃料燃烧过程中,化学能转变成内能的本领大小;也就是说,它是燃料本身的一种特性,只与燃料的种类有关,与燃料的形态、质量、体积等均无关。
3)热机的效率:用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧放出的能量之比,叫热机的效率。热机的效率是热机性能的一个重要指标。公式:
4)在热机的各种损失中,废气带走的能量最多,设法利用废气的能量,是提高燃料利用率的重要措施。
注意:热机能量的损失:①燃料未完全燃烧(完全燃烧条件:充足空气,研磨成细颗粒); ②废气排出带走能量(废气的利用);③克服磨擦,消耗能量(使用润滑剂,减小摩擦)。
5.典例
★典例一:(24-25九年级上·甘肃兰州·期末)下列说法中不正确的是( )
A.四冲程汽油机的做功冲程是将机械能转化成内能
B.一杯水温度降低时,内能减小了
C.安宁桃花会上能闻到桃花香味,说明分子是运动的
D.铁丝很难被拉断,说明分子间有引力
【答案】A
【详解】A.四冲程汽油机的做功冲程是将内能转化为机械能,压缩冲程将机械能转化为内能,故A错误,符合题意;
B.一杯水向外放出热量,温度降低,内能减小,故B正确,不符合题意;
C.安宁桃花会上,游客能闻到桃花的香味,这是扩散现象,说明分子在不停地做无规则运动,故C正确,不符合题意;
D.分子间有相互作用的引力和斥力,用力拉铁丝不容易拉断,就是因为分子间存在引力的作用,故D正确,不符合题意。
故选A。
★典例二:(24-25九年级上·甘肃兰州·期末)下列说法中不正确的是( )
A.四冲程汽油机的做功冲程是将机械能转化成内能
B.一杯水温度降低时,内能减小了
C.安宁桃花会上能闻到桃花香味,说明分子是运动的
D.铁丝很难被拉断,说明分子间有引力
【答案】A
【详解】A.四冲程汽油机的做功冲程是将内能转化为机械能,压缩冲程将机械能转化为内能,故A错误,符合题意;
B.一杯水向外放出热量,温度降低,内能减小,故B正确,不符合题意;
C.安宁桃花会上,游客能闻到桃花的香味,这是扩散现象,说明分子在不停地做无规则运动,故C正确,不符合题意;
D.分子间有相互作用的引力和斥力,用力拉铁丝不容易拉断,就是因为分子间存在引力的作用,故D正确,不符合题意。
故选A。
★典例三:(24-25九年级上·安徽淮南·期中)下列说法正确的是( )
A.机械能为零的物体,内能一定为零 B.物体温度升高,则一定要吸收热量
C.物体温度越高,含有热量越多 D.物体内能增大,温度不一定升高
【答案】D
【详解】A.一切物体均有内能,机械能为零的物体,内能不为零,故A错误;
B.物体温度升高,可能是吸收热量,也可能被别的物体做了功,故B错误;
C.热量是过程量,不能说物质含有的热量的多少,故C错误;
D.物体内能增大,温度不一定升高,如晶体熔化过程中,不断吸收热量,内能增大,温度不变,故D正确。
故选D。
★典例四:(24-25九年级上·安徽淮南·阶段练习)下列有关论述中正确的是( )
A.温度高的物体的内能一定大 B.物体的速度越大,内能越大
C.物体温度升高,内能一定增加 D.物体的内能只与物体温度有关
【答案】C
【详解】AD.物体的内能跟物体的质量、状态、温度有关,温度高的物体内能不一定大,故AD错误;
B.物体的内能跟物体的质量、状态、温度有关,与速度无关,物体的速度越大,内能不一定越大,故B错误;
C.物体温度升高,分子无规则运动更剧烈,内能一定增加,故C正确。
故选C。
★典例五:(24-25九年级上·湖南长沙·期末)初中物理中,我们学习过机械能、电能、内能等形式的能量,关于能量转化和转移,下列说法正确的是( )
A.篮球落地后被弹起的过程,主要是在动能和重力势能之间的转化
B.陨石穿过大气层时,与空气摩擦发光发热,是内能转化为机械能的过程
C.炒菜的过程中主要是通过做功的方式改变了菜的内能
D.能量的转化和转移是有方向性的
【答案】D
【详解】A.篮球落地后被弹起的过程,主要是在动能、重力势能和弹性势能之间转化,故A错误;
B.陨石穿过大气层时,与空气发生摩擦,机械能转化为内能,陨石的内能增大、温度升高,故B错误;
C.炒菜的过程是通过热传递的方式改变物体内能的,故C错误;
D.据能量的转化和转移特点可知,能量的转化和转移是具有方向性的,故D正确。
故选D。
★典例六:(23-24九年级上·广东肇庆·阶段练习)父亲节那天,小明给父亲启啤酒时,发现瓶口出现“白雾”,这是瓶内气体冲出时,内能转化为瓶塞的 能,使气体的内能减小,温度降低,水蒸气 (填“物态变化名称”)而产生的现象。这个现象说明 可以改变物体的内能。(第三空选填“做功”、“热传递”)。
【答案】 机械 液化 做功
【详解】[1][2][3]瓶内气体冲出时,瓶内气体对瓶塞做功,瓶内气体的内能转化为瓶塞的机械能,使得瓶内气体的内能减小,温度降低,水蒸气遇冷液化成“白雾”,这个现象说明做功可以改变物体的内能。
★典例七:(24-25九年级上·广西柳州·期中)家用燃油汽车的发动机主要是汽油机,下列说法正确的是( )
A.汽油机的效率能达到100% B.汽油机燃烧汽油不会造成环境污染
C.汽油机的一个工作循环中,对外做功1次 D.汽油机在吸气冲程中只吸入汽油
【答案】C
【详解】A.由于摩擦等因素的存在,汽油机在工作时不可避免的要做额外功,所以汽油机的效率不可能达到100%,故A错误;
B.汽油机燃烧汽油时排放的尾气含有有害气体,会造成环境污染,故B错误;
C.汽油机的一个工作循环中包含四个冲程,只有做功冲程对外做功1次,故C正确;
D.油机在吸气冲程中吸入的是汽油和空气的混合物,故D错误。
故选C。
★典例八:(24-25九年级上·湖北孝感·期中)取一个无盖、底部钻一个小孔的纸杯,用纸团堵住小孔,开口一端朝下,通入一会儿氢气,使杯里的气体为氢气和空气的混合气。把这个纸杯拿到安全的地方,拔掉堵孔纸团,用燃着的木条在小孔处点火,只听:“砰”地一声,纸杯飞起。混合气体爆炸时,能量的转化情况为: ;纸杯飞起的过程,能量的转化情况为: 。这与下水道爆炸时井盖起飞很相似,会造成人员伤害,因此我们不要在下水道井盖上玩火。
【答案】 化学能转化为内能 内能转化为机械能
【详解】[1]氢气和空气的混合气体燃烧爆炸是氢气发生化学变化,产生高温高压的燃气,化学能转化为内能。
[2]纸杯飞起的过程,高温高压的燃气膨胀对外做功,推动纸杯飞起,内能转化为机械能。
★典例九:(24-25九年级上·天津·期末)2024年10月30日,搭载神舟十九号载人飞船的长征二号F遥十九火箭成功发射。在火箭发射的过程中,燃料燃烧的化学能转化为 能,再由其转化为 能。
【答案】 内 机械
【详解】[1][2]在火箭发射的过程中,火箭燃料燃烧,燃料的化学能转化为内能,再对外做功转化为火箭的机械能
★典例十:(24-25九年级上·广东清远·期末)清远市飞来湖是清远环城水系的重要组成部分,水能较好地调节气候,是因为水的( )
A.内能较大 B.比热容较大
C.密度较小 D.粘性较小
【答案】B
【详解】因为水的比热容较大,白天,相同质量的水和土壤、沙石比较,吸收相同的热量,水的温度升高的少;夜晚,放出相同的热量,水的温度降低的少,使得昼夜的温差小,故能有效调节气候。
故选B。
三、热学实验
(一)晶体熔化规律实验
1.实验内容
【实验目的】探究晶体熔化规律。
【实验器材】铁台架、酒精灯、火柴、石棉网、烧杯、试管、晶体(冰块)、温度计、秒表、水。
【实验步骤】一、按图组装器材。
二、把晶体放入试管中,试管放入盛有水的烧杯中。
三、用酒精灯给晶体加热,记录加热开始时间,观察试管内晶体温度变化情况。
四、当晶体开始熔化时记录此时温度和加热时间。
五、继续加热,观察固液共存态时温度变化情况。
六、继续加热,待晶体完全熔化时记录此时温度和加热时间。
七、继续加热,观察液态时的温度变化和加热时间。
八、实验表格
温度(°C)
加热时间(min)
物质形态
固态
固液共存态
液态
九、整理器材。
【实验结论】晶体熔化过程中,给晶体加热,随着温度的升高,当晶体温度达到熔点时,晶体开始熔化;此时处于固液共存态,随着继续加热,固态继续熔化,温度不变;当晶体完全熔化后,液体温度才会升高。晶体熔化曲线如下图。
2.考查内容
考查方向
解答思路
晶体熔化条件
达到熔点、继续吸热
熔化曲线特点
熔化过程中,固液共存态温度不变(曲线水平段)
石棉网、烧杯内放水的作用
受热均匀
确定熔点
熔化曲线水平段对应的温度
温度计的使用注意事项
温度计应放在被测液体中间部位、不能碰器壁、读取温度时不能取出温度计
仪器安装顺序
自下而上
晶体与非晶体的区别
晶体有固定熔点,熔化曲线可反映出来
熔化过程的吸放热
熔化过程吸热(内能增加)
(二)水的沸腾规律实验
1.实验内容
【实验目的】探究水的沸腾规律。
【实验器材】铁台架、酒精灯、火柴、石棉网、烧杯、中心有空的纸板、温度计、秒表、水。
【实验步骤】一、按图组装器材。
二、用酒精灯给水加热并观察温度变化情况。
三、当水温接近90°C时,每分钟记录一次温度,并仔细观察水的沸腾过程。
四、实验表格(1个标准大气压下)
温度(°C)
加热时间(min)
…
五、整理器材。
【实验结论】
(1)随着给水加入,谁的温度逐渐升高,当水温达到99°C(本次实验)时,水开始沸腾,此时随着继续加热,水温不变。
(2)水的沸点与当地大气压值有关,气压越高,沸点越高。
2.考查内容
考查方向
解答思路
水沸腾的条件
温度达到沸点,继续吸热
沸腾曲线特点
沸腾前,随着加热,水温升高;当水温达到沸点时,沸腾过程水温不变
如何加快实验进度
用温水或减少水的质量
温度计的使用注意事项
温度计应放在被测液体中间部位、不能碰器壁、读取温度时不能取出温度计
石棉网的作用
受热均匀
酒精灯拿开后水继续沸腾
石棉网有余热
水的沸点不到100°C
压强较低
不能达到沸腾
火力小,水吸收热量小于散热
水沸腾前气泡变化
逐渐变大
安装顺序
自下而上
(三)物质吸热能力实验
1.实验内容
【实验目的】探究不同物体的吸热能力。
【实验器材】相同的铁台架、酒精灯、石棉网、烧杯、温度计、搅拌器两套,火柴、秒表、水和另一种液体(如煤油)。
【实验步骤】一、按图组装器材。
二、取质量相同的水和煤油(60g),常温下待温度稳定后(控制两种液体初温相同),测出两种液体的温度,并计入表格。
三、点燃酒精灯,同时给水和煤油加热,加热时间为5分钟,测量此时两种液体温度并计入表格。
四、实验表格(参考数据)
物质种类
质量/g
初温/°C
末温/°C
温升/°C
加热时间(min)
水
60
20
40
20
5
煤油
60
20
56
36
5
…
五、整理器材。
【实验结论】质量相同的水和另一种液体(如煤油),吸收相同的热量,煤油的温度升高较大。
2.考查内容
考查方向
解答思路
两套装置相同目的
在相同时间内,液体吸收热量相同
控制两种装置相同的量
保证实验结论可靠性,酒精灯火焰大小、液体质量和初温
实验方法
控制变量法
两种液体吸收热量能力是通过什么反映的
温度升高值
实验中不停搅拌液体的目的
液体上下温度均匀
如果要使水和煤油的最后温度相同如何操作
给水继续加热
温升相同那种液体吸收热量多
水
哪种液体的吸热能力强
水
表示不同物质吸热能力的物理量
比热容
吸收热量计算
利用比热容公式进行计算
安装顺序
自下而上
4.典例
★典例一:(24-25八年级上·吉林长春·阶段练习)小致利用如图甲所示装置探究“冰熔化时温度变化规律”实验。
(1)实验利用如图甲所示的“水浴法”加热,其目的是使试管中的冰 。根据图乙记录的图象可知,冰属于 (选填“晶体”或“非晶体”);
(2)由图像可知,冰熔化过程吸收热量,温度 (选填“升高”、“降低”或“不变”),第4min处于 态;
(3)实验中收集多组数据是为了______(填字母)。
A.寻找普遍规律
B.减小实验误差;
【答案】(1) 受热均匀 晶体
(2) 不变 固液共存
(3)A
【详解】(1)[1]将装有冰的试管放在盛水的烧杯内加热,即水浴法加热,目的是为了使试管内的冰受热均匀,便于测量温度。
[2]晶体在熔化过程中,温度不变,由图乙可知,冰熔化过程中,吸收热量,温度不变,故冰属于晶体。
(2)[1][2]由图像可知,第2min到第5min,冰处于熔化过程,冰熔化过程吸收热量,温度不变,故第4min处于固液共存态。
(3)实验中收集多组数据是为了寻找普遍规律,避免偶然性,得出晶体熔化的特点,故A符合题意,B不符合题意。
故选A。
训练1(24-25八年级上·湖北武汉·期中)某实验小组用如图甲所示的实验装置研究海波的熔化过程。
(1)实验时,先将海波放入内有温度计的试管中,再把试管放入盛水的烧杯中,这样做是为了 ;
(2)除图甲中器材外,还需要用到的测量器材是 ;
(3)如图乙所示,温度计显示的是海波在某时刻的温度,它的示数是 ℃;
(4)海波熔化过程中不断 (填“放出”或“吸收”)热量,温度 (填“升高”、“不变”或“降低”)。
【答案】(1)使物体受热均匀
(2)秒表
(3)36
(4) 吸收 不变
【详解】(1)采用水浴法,将装有海波的试管放入水中加热,而不是用酒精灯直接对试管加热,这样做能使试管中的海波受热比较均匀,并且变化比较慢,便于记录实验温度。
(2)实验中要用到温度计测量温度,用秒表来记录时间,所以除图甲所示的实验器材外,还要用到秒表。
(3)由图乙可知,温度计的示数越往上越大,说明温度计的示数是大于零的,则温度计的示数为36℃。
(4)[1][2]海波熔化过程中不断吸收热量,但温度保持不变。
训练2(24-25八年级上·湖北宜昌·期中)用如图所示装置探究萘熔化时温度的变化规律。请回答下列问题:
(1)将装有萘的试管放入水中加热,而不是用酒精灯直接对试管加热,这样做不但能使试管 ,而且萘的温度上升速度较 (选填“快”或“慢”),便于及时记录各个时刻的温度;
(2)萘加热一段时间后,可看到烧杯中有“白气”冒出,杯口附近出现大量“白气”,“白气”水蒸气遇冷 形成的;
(3)分析图像可知奈熔化过程的特点是 。
【答案】(1) 受热均匀 慢
(2)液化
(3)吸热,温度不变
【详解】(1)[1]将装有萘的试管放入烧杯中进行水浴加热,这样做的目的是使萘受热均匀。
[2]在加热过程中,水先受热升温,水温升的较慢,这样萘吸收热量也比较慢,温度升高慢,便于观察和记录萘的温度变化规律。
(2)肉眼能够观察到的“白气”,是液态的小水珠,是由烧杯中的水蒸发,上升过程中遇冷液化形成的。
(3)从图像中可以看出,萘在80℃时虽然继续加热,但温度保持不变,保持了15min左右,80℃就是萘的熔点,所以熔化过程的特点是吸热,温度不变。
★典例二:(24-25八年级上·河南驻马店·期中)实验小组的同学们利用图甲的装置“观察水的沸腾”的实验。
(1)安装图甲装置时,确定铁圈高度的实验要求是 。
(2)从图乙中可以得到水的沸点,近而推论出实验室当时的气压 (选填“高于”“低于”或“等于”)1个标准大气压:B,C组同学利用相同的实验装置得到b,c两种不同图像的原因可能是水的 不同。
(3)实验中小组同学观察并记录了水沸腾前后气泡上升的两种情况如图丙所示,则图丙中的 (选填“a”或“b”)是温度计示数保持不变时的情况。
(4)撤掉酒精灯后,水 (填“不会”或“会”)立刻停止沸腾,原因是 。
(5)为缩短加热到沸腾的时间,请提出一种可行的措施 (合理即可)。
【答案】(1)根据酒精灯的位置确定铁圈的高度
(2) 低于 质量
(3)a
(4) 不会 水仍然可以从石棉网处继续吸热
(5)适当减少水量(提高水的初温等)
【详解】(1)安装器材时要按照自下而上的顺序,保证用酒精灯外焰加热,因此确定铁圈高度的要求是能用酒精灯外焰加热,故要根据酒精灯的位置确定铁圈的高度;
(2)[1]沸腾时温度为98°C,而标准大气压下水的沸点为100°C,气压越低,沸点越低,因此该实验室大气压低于标准大气压。
[2]水吸热的多少与质量、温度的变化量有关,在水的温度变化量不变时,减小质量可以减少吸收的热量,因此能缩短加热时间。
(3)温度计示数不变时,表示水在沸腾,水沸腾时,整个容器内水温相同,气泡在上升过程中,不断有水汽化为水蒸气进入气泡,气泡越来越大,符合丙图中a的现象。
(4)[1][2]撤掉酒精灯后, 由于石棉网和铁圈温度高于水的沸点使水能继续吸热沸腾,故水不会立刻停止沸腾。
(5)水吸热的多少与质量、温度的变化量有关,在水的温度变化量不变时,减小质量可以减少吸收的热量,因此能缩短加热时间;在水的质量不变时,提高水的初温可以减少吸收的热量,因此能缩短加热时间。
训练1(24-25八年级上·山东德州·期中)如图甲是小西设计的能进行“探究水沸腾时温度变化的特点”和“探究冰熔化时温度的变化规律”实验的装置。
(1)甲图中,按照实验规范要求,调整铁圈确定其高度时, (选填“需要”或“不需要”)点燃酒精灯;
(2)实验前应在试管内装入适量 (选填“颗粒较大”或“颗粒较小”)的冰,采用“水浴法”加热除了可以减缓升温速度,还能使物质 。
(3)开始实验后,观察并记录温度计A的示数,作出如图乙所示的图像,分析图像可知冰是 (选填“晶体”或“非晶体”);时刻试管中的物质处于 (选填“固”“液”“固液共存”)状态;
(4)观察并记录温度计B的示数,第10min时示数如图甲所示,读数为 ℃,根据记录的温度绘制出图丙的图像,由图像知道,当地的大气压 (选填“高于”、“等于”或“低于”)1个标准大气压;
(5)烧杯中的水已经沸腾,且A、B两温度计示数相同时,试管中的水 (选填“会”或“不会”)沸腾;
(6)结合乙丙实验图象可知,冰熔化过程和水沸腾过程具有的共同特点是 和 。
【答案】(1)需要
(2) 颗粒较小 受热均匀
(3) 晶体 固液共存
(4) 98 低于
(5)不会
(6) 不断吸热 温度不变
【详解】(1)为了利用酒精灯的外焰加热,组装实验装置时,需要点燃酒精灯,观察火焰的外焰与铁圈的位置来调整铁圈的高度。
(2)[1]为让物质均匀受热,实验前,应在试管内装入适量颗粒较小的冰块。
[2]水浴法加热,除了能减缓升温速度,还能使试管内物质受热均匀。
(3)[1]由图乙可知,冰在熔化过程中温度不变,持续吸热,因此冰是晶体。
[2]图乙中,t1~t2阶段试管中的物质在熔化过程中,处于固液共存状态。
(4)[1]图甲中温度计的分度值为1℃,此时的读数为98℃。
[2]水沸腾后温度不变,由图丙可知,水的沸点为99℃;在1个标准大气压下水的沸点是100℃,气压越高,水的沸点越高,因此当地气压低于1个标准大气压。
(5)水沸腾时要满足两个条件:达到沸点和持续吸热;由于水沸腾时温度不变,且A、B两温度计示数相同,则试管中的水虽然可以到达沸点,但当达到沸点时无法从烧杯中的水吸收热量,因此试管中的水不会沸腾。
(6)[1][2]由冰的熔化图像和水的沸腾图像发现,冰熔化过程持续吸热温度不变,水达到沸点后温度不变,持续吸热,故冰的熔化过程和水的沸腾过程有着相同的特点:都需要吸收热量,温度都保持不变。
训练2(24-25八年级上·吉林·期末)如图所示,小明在做“观察水的沸腾”实验。
(1)图甲所示的实验室温度计是根据液体的 规律制成的。
(2)安装图甲中的实验器材时,应按照 (选填“自上而下”或“自下而上”)的顺序进行。
(3)在实验中,小明观察到水在沸腾时水中有气泡上升,在图乙所示的A、B两图中,图 (选填“A”或“B”)描述的是水在沸腾时的情况。
(4)当水温接近90℃时,每隔1min记录一次温度,绘制的图像如图丙所示,由图丙可知水沸腾时的特点是 ,实验测得水的沸点是98℃,出现这个结果的原因是当地大气压 (选填“高于”“低于”或“等于”)标准大气压。
【答案】(1)热胀冷缩
(2)自下而上
(3)A
(4) 不断吸收热量,温度保持不变 低于
【详解】(1)温度计都是根据液体的热胀冷缩性质制成的。
(2)酒精灯需用外焰加热,所以要放好酒精灯,再固定铁圈的高度,应按照自下而上的顺序进行。
(3)图A气泡在上升过程中体积逐渐变大,是沸腾时的现象。
(4)[1]根据表格中的数据可知,水沸腾时不断吸收热量,沸腾时温度保持98℃不变。
[2]实验测得水的沸点是98℃小于一个标准大气压下水的沸点,沸点随气压的增大而增大,因此当时的大气压低于1个标准大气压。
★典例三:(24-25九年级上·陕西西安·期末)请完成下列填空。
(1)在如图-1所示电路中,将规格不同的小灯泡L1和L2串联,是为了控制 相同,从而探究电流做功多少与 的关系;
(2)利用如图-2所示装置探究电流通过导体产生的热量与电流的关系,实验过程中右边透明容器中电阻丝阻值应该等于 Ω;
(3)如图-3,在“探究不同物质吸热升温的现象”实验中,用 (填“加热时间”或“升高的温度”)反映液体吸收热量的多少。
【答案】(1) 电流和通电时间 电压
(2)5
(3)加热时间
【详解】(1)[1][2]由图-1可知,L1、L2两灯串联,两个电压表分别测量两个灯泡两端的电压,由串联电路电流的特点可知,通过两个灯泡的电流相等,这样设计目的是控制通电时间和电流相同,可以探究电流做功多少与电压的关系。
(2)图-2装置中,探究电流通过导体产生的热量与电流的关系,保持电阻和通电时间相同,改变电流,左边透明容器中电阻丝的阻值是5Ω,右边透明容器中电阻丝阻值应该等于5Ω,右侧两电阻并联后再与左侧电阻串联,根据并联和串联电路电流的规律,通过左侧容器中电阻的电流大于通过右侧容器中电阻的电流。
(3)比较不同物质吸热升温的特点时,相同的酒精灯,确保相同时间内放出的热量相同,水在相同时间内吸收的热量相同,物质吸热的多少是通过加热时间来反映的。
训练1(24-25九年级上·湖南衡阳·期中)小明用相同的酒精灯分别给煤油和水加热(如图甲),以探究水和煤油的吸热能力。
(1)本实验需要用到天平这一测量工具,目的是 ;
(2)加热10 min,水吸收的热量 (选填“大于”、“小于”或“等于”)煤油吸收的热量。水升高的温度 (选填“大于”、“小于”或“等于”)煤油的温度;
(3)根据实验数据,小明作出了水和煤油的温度随加热时间变化的图像(如图乙),由图像可知,水的沸点是 ℃,煤油的比热容是 J/(kg·℃)。[水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)]
【答案】(1)控制不同物质的质量相等
(2) 等于 小于
(3) 98 2.1×103
【详解】(1)探究水和煤油的吸热能力,要控制水和煤油的质量相同,需要用天平测量水和煤油的质量。
(2)[1][2]用相同的酒精灯给水和煤油加热,都加热相同的时间,水吸收的热量等于煤油吸收的热量;由图像可知,水升高的温度小于煤油的温度。
(3)[1][2]由图像可知,水温度升高到98℃后,继续吸热,温度不变,可知水的沸点是98℃;由图像可知,水和煤油从68℃升高到98℃,水加热时间为20min,煤油的加热时间为10min,则水吸收的热量是煤油的2倍,且水和煤油质量相等,根据公式可知,煤油的比热容是水比热容的一半,即
训练2(24-25九年级上·福建宁德·期中)小明为比较“不同物质吸热的情况”设计了如下的实验方案:将A、B两种液体分别装入烧杯中,固定在铁架台上,用两个相同的酒精灯同时加热,实验装置如图甲、乙所示,实验时每隔一段时间同时测量并记录A、B的温度;
(1)组装器材时应按照 (选填“自下而上”或“自上而下”)的顺序依次安装;
(2)实验时,选取 相同、初温相同的A、B两种不同液体;
(3)此实验通过 (选填“液体升高温度的多少”或“加热时间的长短”)来反映液体吸收热量的多少;
(4)加热一段时间后,液体B的温度如图乙所示,为 ℃;
(5)根据实验数据小明绘制出的温度—时间图象如图丙所示,则液体 (选填“A”或“B”)更适合作为家中“暖气”中输运能量的介质。
【答案】(1)自下而上
(2)质量
(3)加热时间的长短
(4)33
(5)B
【详解】(1)实验过程中要用酒精灯的外焰加热,需要先确定火焰的高度,因此应按照自下而上的顺序安装。
(2)根据比较吸热能力的方法,要控制不同物质的质量相同,实验时,选取质量相同、初温相同的A、B两种不同液体,加热相同的时间,通过比较温度计示数的升高情况来比较物质的吸热能力。
(3)根据转换法,此实验通过加热时间的长短来反映液体吸收热量的多少,加热时间越长,说明液体吸收的热量越多。
(4)温度计的分度值是1℃,故读数是33℃。
(5)根据图象可知,升高相同的温度,B加热时间长,B的吸热能力强,比热容大。根据可知,在质量和降低的温度相同时,B放热多,故液体B更适合作为家中“暖气”中输运能量的介质。
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