第01讲 内能及其应用（期中复习讲义）九年级物理上学期新教材沪科版（五四学制）

第01讲 内能及其应用（期中复习讲义） 核心考点 复习目标 考情规律 热量 1.知道热量的概念和单位 2．对热量的理解 1.题型分布：常出现在选择题、填空题和实验题中。​ 2.分值情况：一般每道题分值在 2 - 3 分； 比热容 理解比热容的概念，知道比热容是物质的一种特性。 3. 通过比热容的实验，体会控制变量的方法在实验中的作用。 4. 尝试用比热容解释简单的自然现象，感受物理知识与生活的密切联系。 5. 会进行简单的吸、放热计算。 1.题型分布：多以选择题、填空题和计算题形式出现。​ 2.分值情况：分值一般在 2 - 4 分左右，计算题的分值在4-6分，且常和其他知识结合进行综合考查 内能 . 会用类比的方法建立内能的概念，能简单描述温度和内能的关系。 2. 知道热传递可以改变物体的内能。 3. 知道做功可以使物体内能增加或减少的一些实例。 1.题型分布：多以选择题和填空题形式出现。​ 2.分值情况：分值一般在 2 - 4 分左右，常考查时间单位换算。 知识点01 热量 一、什么是热量？ 1．热量的概念： 把物体在热传递过程中吸收或放出能量的多少称为热量 。 2．热量的单位： 焦耳，符号为J。 3．对热量的理解： 热量是一个过程量，所以热量只能说"吸收"或"放出"多少热量，不可以说“含有”、“具有”多少热量。 4．导热性： 导热性指物质传递热量的能力，不同物质的导热性一般不同。 二、实物质的吸放热与哪些因素有关 利用红外加热器、温度传感器、电子天平、搅拌器、烧杯等器材，测量质量相同的水和干燥砂石吸收热量后温度变化的 相关数据。加热器在相同时间放出的热量相等。 知识点02 比热容 1.比热容概念：一定质量的某种物质，在温度升高时吸收的热量与它的质量和升高温度乘积之比，叫作这种物质的比热容。用符号c表示。 （比值法下定义） 2.比热容公式：C=Q/mΔt 3.比热容单位：焦耳每千克摄氏度-----J/(kg·℃)。 4.比热容物理意义： （1）表示物体吸热或放热本领的物理量。 （2）也可以这样理解：物质比热容越大，温度越不容易改变。比热容越小，温度越容易改变。 5.比热容的影响因素：比热容是物质的一种特性，大小只与物体的种类、状态有关，与质量、体积、温度、密度、吸热放热、形状等均无关。 6.水的比热容及应用： （1）水的比热容为4.2×103J(kg·℃)表示：1kg的水温度升高（降低）1℃吸收（放出）的热量为4.2×103J。 （2）水的比热容较大，在生活中有很多应用： A.用水做冷却剂或取暖介质。如：热机用水冷却发动机。暖气片内用热水供暖。 B.水的温度不容易改变，对生物起到保护作用。 如：在炎热的夏季，农作物没有被晒死。修建人工湖可以调节气温等。 C.沙漠地区昼夜温差比较大，沿海地区昼夜温差比较小。这是由于水的比热容比较大，一定质量的水与相同质量的沙石相比，吸收或放出相同的热量时，水的温度变化比较小。 D.城市的“热岛效应”:城市内水泥钢筋比热容小，在相同条件下，比郊外升温快，因而其表面温度明显高于郊外。 E.温度计的玻璃泡中装水银、煤油或酒精：因为它们的比热容小，在相同条件下，温度的变化量大，温度计的示数变化明显。 知识点03 内能 如何改变内能？ 1.热传递可以改变物体的内能： （1）定义：热传递是热量从高温物体向低温物体或从同一物体的高温部分向低温部分传递的现象。 （2）条件：存在有温度差。 （3）方向：由高温物体转移到低温物体。 （4）传递方式是：传导、对流和辐射。 （5）实质：热传递传递的是内能（热量），而不是温度。实质是内能的转移。 （6）结果：温度相同。 （7）热传递改变内能的实例；晒太阳、烤火、冷毛巾降温、热工件放入冷水、冰镇饮料、艾灸等。 2.做功可以改变物体的内能： （1）对物体做功物体内能增加。 ①压缩空气引火仪：迅速压下活塞，看到棉花燃烧，这是因为活塞压缩空气做功，使空气内能增加，温度升高，达到棉花燃点使棉花燃烧。 ②摩擦生热：飞船返回舱进入大气层，克服空气阻力做功，内能增加，温度会升高。 （2）物体对外做功内能减少。 如图：当看到当塞子跳起来时，容器中出现了白雾，这是因为瓶内空气推动瓶塞对瓶塞做功，内能减小，温度降低，使水蒸气遇冷液化成小水滴。 （3）做功改变内能的实质是：内能和其他形式的能的相互转化。 内能与温度、热量的关系 1.温度：表示物体的冷热程度。 物体温度升高，内能一定增加，可能是吸收了热量，也可能做了功。 2.热量：是热传递过程中传递内能的多少。 物体吸收热量，内能增加，但温度可能升高，也可能不变。如：晶体熔化，水沸腾时，物质吸收热量，但温度不变。 3.内能：内能是物体内部所有分子的动能和分子势能的总和。 物体内能改变了，可能是热传递，有可能是做功引起的；但温度不一定改变。 题型一 热量的计算 解｜题｜技｜巧 热量的计算 1.根据比热容公式c=Q/mΔt可得 （1）物体温度升高时，所吸收的热量为：Q吸＝cmΔt=cm（t-t0） （2）物体温度降低时，所放出的热量为：Q放＝cmΔt=cm（t0-t） t0 表示物体原来的初温度，t 表示物体后来的末温度。 特别强调：温度“升高了”不等于“升高到”；质量单位一定要用Kg。 2.热平衡方程： 若不计热损失 Ｑ吸＝Ｑ放 也就是，在热传递过程中，如果不考虑热量损失，高温物体放出的热量等于低温物体吸收的热量。 【典例1】用相同的电加热器分别对质量相等A和B两种液体加热（不计热量损失），如图是A和B的温度随加热时间变化的图像，下列说法正确的是（　　） A．A的比热容与B的比热容之比为2：1 B．A的比热容与B的比热容之比为3∶2 C．加热相同的时间，B吸收的热量比A吸收的热量多 D．A和B升高相同的温度，A吸收的热量较多 【答案】AD 【详解】AB．在相同加热时间t内，A的温度变化 B的温度变化 A、B的质量相同，吸收热量相同，由，则A的比热容与B的比热容之比，故A正确、B错误； C．由题意知，用相同的电加热器分别对质量相等的A和B两种液体加热，在相同的加热时间内，电加热器放出的热量相等，不计热量损失，则A、B吸收的热量相同，故C错误； D．由图可知，A、B升高相同的温度，加热A的时间长，A吸收的热量多，故D正确。 故选AD。 【变式1】将一杯500mL的开水放置在20℃的教室足够长时间后，大约会放出的热量为（　　） A．1.68×103J B．1.68×104J C．1.68×105J D．1.68×106J 【答案】C 【详解】开水放置在20℃的教室足够长时间后，水的末温约为，水的体积 水的质量 水放出的热量大约为 故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 【变式2】在标准大气压下，将质量为的铜球放在沸水中煮足够长时间后取出，迅速浸没在质量为、温度为的某液体中，最终液体温度升高到。，若不计热量损失，求： (1)铜球在这种液体中释放的热量； (2)这种液体的比热容。 【答案】(1) 3000J (2) 【详解】（1）在标准大气压下，铜球从沸水中取出时，温度为100℃，放入某液体后，放出的热量Q放=c铜m(t-t0)=0.4×103J/(kg·℃)×0.1kg×(100-25)℃=3×103J=3000J （2）不计热损失时，铜球放出的热量等于液体吸收的热量，所以 题型二 改变内能两种方式 解｜题｜技｜巧 做功和热传递改变内能的区别： （1）相同点：它们在改变内能上效果相同，所以说做功和热传递在改变物体内能上是等效的。 （2）不同点：做功是内能和其它形式能的相互转化，热传递是内能的转移。 【典例2】下列实例中，通过做功改变物体内能的是（　　） A．用热水袋取暖 B．压缩空气引火 C．晒太阳感到暖和 D．放入冰块的饮料变凉 【答案】B 【详解】压缩空气时对气体做功，机械能转化为内能，使空气温度升高，达到燃点引燃棉花，属于做功改变内能；用热水袋取暖、晒太阳感到暖和、放入冰块的饮料变凉都是热传递改变内能。故ACD不符合题意，B符合题意。 故选B。 【变式1】以下四幅插图从改变内能的方式来看，不同于其他三幅图的是（　　） A．搓手取暖 B．下滑时臀部发热 C．燃气灶烧水 D．钻木取火 【答案】C 【详解】ABD．搓手取暖、下滑时臀部发热、钻木取火三者都是克服摩擦力做功来使物体内能增加，故ABD不符合题意； C．燃气灶烧水是通过热传递来改变水的内能的，故C符合题意。 故选C。 【变式2】如图所示的事例中，改变物体内能的方式与其他三项不同的是（　　） A．弯折铁丝变热 B．食品放入冰箱冷藏 C．钻木取火 D．压缩空气，乙醚着火 【答案】B 【详解】A．弯折铁丝，手对铁丝做功，是通过做功的方式改变内能； B．食品放入冰箱，是将高温物体放在低温环境中，使物体的温度降低，是通过热传递的方式改变内能； C．钻木起火，是通过相互摩擦使物体温度升高，是通过做功的方式改变内能； D．压缩空气，是使气体体积变小，使气体温度升高，是通过做功的方式改变内能。 因为ACD都是通过做功改变物体内能，B是通过热传递改变物体内能，B与其他三项不同，故选B。 题型三 内能与温度、热量的关系 解｜题｜技｜巧 物理名词中的各种“热” （1）热传递中的“热”是指：热量。 （2）热现象中的“热”是指：温度。 （3）热膨胀中的“热”是指：温度。 （4）摩擦生热中的“热”是指：内能。 【典例3】关于温度、内能、热量，下列说法正确的是（　　） A．物体温度越高，含有的热量越多 B．0℃的水凝固成0℃的冰后，温度不变，内能减小 C．物体的内能增大，一定是从外界吸收了热量 D．热传递过程中，热量总是从内能大的物体向内能小的物体转移 【答案】B 【详解】A．热量是一个过程量，不能说物体含有多少热量，故A错误； B．0℃的水凝固成0℃的冰后，温度不变，但凝固的过程中放出热量，所以其内能减小，故B正确； C．物体内能增大，可能是从外界吸收了热量，也可能是外界对其做了功，故C错误； D．热传递的条件是有温度差，热传递的特点是高温物体放出热量，低温物体吸收热量，热量从高温物体传给低温物体，但内能小的物体温度可能比内能大的物体温度高，因此热量也可能由内能小的物体传给内能大的物体，故D错误。 故选B。 【变式1】关于温度、热量和内能，下列说法中不正确的是（    ） A．物体温度越高，含有的热量越多。 B．具有机械能的物体不一定具有内能 C．热量总是从内能大的物体向内能小的物体转移 D．同一物体温度降低，它的内能减少 【答案】ABC 【详解】A．热量是一个过程量，不能说物体“含有”多少热量，只能说“吸收”或“放出”多少热量，故A错误，符合题意； B．一切物体在任何情况下都具有内能，所以具有机械能的物体一定具有内能，故B错误，符合题意； C．热量总是从温度高的物体向温度低的物体转移，而不是从内能大的物体向内能小的物体转移，故C错误，符合题意； D．同一物体，温度降低，分子热运动变缓，它的内能减少，故D正确，不符合题意。 故选ABC。 【变式2】宁县蒸鸡肉是我省的特色美食，蒸鸡肉不仅味美，而且色香，深受人们喜欢。下列说法正确（　　） A．蒸鸡肉过程是通过做功的方式增大鸡肉的内能 B．刚蒸熟的鸡肉很烫，是因为所含的热量多 C．鸡肉蒸熟后闻到鸡肉香味，这是扩散现象 D．蒸熟的鸡肉温度降低后，其内能保持不变 【答案】C 【详解】A．蒸鸡肉是通过热传递（水蒸气传热）改变内能，而非做功，故A错误； B．热量指的是由于温差的存在而导致的能量转化过程中所转化的能量，是一个过程量，离开了热传递过程就无热量可言，所以热量用“吸收”或“放出”来表述，不能用“具有”或“含有”表述，故B错误； C．香味分子扩散到空气中，属于扩散现象，故C正确； D．鸡肉温度降低时，内能减少，故D错误。 故选C。 期中基础通关练（测试时间：10分钟） 1．湿地被称为“地球之肾”，它能调节空气湿度和温度，其中能调节温度主要是因为水具有较大的（　　） A．热量 B．内能 C．密度 D．比热容 【答案】D 【详解】因为水的比热容较大，白天，相同质量的水和沙石比较，吸收相同的热量，水的温度升高得少；夜晚，放出相同的热量，水的温度降低得少，使得昼夜的温差小，能有效调节周围环境的气温。故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 2．习总书记说：绿水青山就是金山银山。在建设国家社会主义现代化的征程中，自贡市政府积极推进地方水系治理，修复湖泊生态，打造生态宜居的美丽自贡。暑假某天，爱跑步的蒋老师跑到“卧龙湖”湖边时，顿感清爽凉快，这是因为水的（　　） A．内能大 B．热值大 C．热量少 D．比热容大 【答案】D 【详解】由于水的比热容较大，由可知，等质量的不同物质，吸收相同热量时，水的温度升高较少，使得水边的气温较低，因此人感到凉快。故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 3．由同种物质组成的甲乙两物体，质量之比为1：2，它们升高的温度之比为2：3，则它们吸收的热量之比是（　　） A．1∶3 B．3∶1 C．4∶3 D．3∶4 【答案】A 【详解】同种物质的比热容相同，即c甲：c乙=1：1，质量之比m甲：m乙=1：2，升高温度之比Δt甲：Δt乙=2：3， 根据得，它们吸收的热量之比： ，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 4．如果铁丝的温度升高了，则（　　） A．铁丝一定吸收了热量 B．铁丝含有的热量增加了 C．外界可能对铁丝做了功 D．外界一定对铁丝做了功 【答案】C 【详解】ACD．铁丝的温度升高，内能增加了，可能是外界对铁丝做了功，也可能是铁丝吸收了热量，故AD不符合题意，C符合题意； B．热量是一个过程量，不能说铁丝含有的热量增加了，故B不符合题意。 故选C。 5．关于温度、热量和内能的说法中正确的是（　　） A．温度高的物体，含有的热量多 B．物体的内能增加，一定从外界吸收了热量 C．热传递过程中，热量由内能大的物体传向内能小的物体 D．一块0℃的冰熔化成0℃的水后，温度不变，内能变大 【答案】D 【详解】A．热量是一个过程量，存在于热传递或热交换过程中，热量用“吸收”或“放出”来表述，不能用“具有”或“含有”表述，故A错误； B．物体内能增加的原因可能是外界对物体做功，也可能是物体从外界吸收热量，故B错误； C．发生热传递的条件是具有温度差，所以热量可以自发地从高温物体转移到低温物体，而不一定是由内能大的物体传向内能小的物体，故C错误； D．内能是物体内部所有分子热运动的动能和分子间势能的总和；冰是晶体，熔化过程中需要持续吸收热量，内能增加，温度保持在熔点不变，故一块0℃的冰熔化成0℃的水后，温度不变，但内能变大，故D正确。 故选D。 6．如图所示，这是古代省油灯的示意图。它下层盛水，能减慢上层油的消耗。燃灯后，水在升温的过程中内能 （选填“增大”或“减小”），这是通过 的方式改变了水的内能。 【答案】 增大 热传递 【详解】[1][2]燃灯后，水在升温的过程中，吸收了热量，内能增大，这是通过热传递的方式改变了水的内能。 7．“端午节”期间，小龙在家里学习时，闻到粽子的香味，这是 现象，温度越 （高/低），该现象越明显；煮粽子时，是通过 方式改变它的内能，将煮熟的粽子放到盘子里，过了一会儿发现粽子凉了，而煮粽子的水还烫手，这是因为水的 较大。 【答案】 扩散 高 热传递 比热容 【详解】[1]闻到香味是因为粽子中的香气分子在永不停息地做无规则运动，并扩散到空气中被人闻到，这一过程属于扩散现象。 [2]分子的无规则运动与温度有关：温度越高，分子运动越剧烈，扩散速度越快，因此该现象（扩散）越明显。 [3]煮粽子时，热量从水传递到粽子，通过热传递改变内能。 [4]水的比热容较大，相同质量时，放出相同热量后温度变化较小，因此水降温慢，末温较高，仍烫手，粽子降温快，末温较低，即变凉了。 8．标准大气压下，初温为30℃、质量为200g的水吸收4.2×104J的热量后温度将升高到 ℃。[水的比热容为4.2×103J/（kg·℃）] 【答案】80 【详解】质量为200g的水吸收的热量后，升高的温度为 水的初温为30℃，末温为 因为在标准大气压下，水的沸点是100℃，80℃<100℃，水不会沸腾，温度能升高到80℃。 9．“卡路里”简称“卡”，是热量的另一个单位。1卡等于在标准大气压下，1g水温度升高1℃吸收的热量，已知水的比热容为，则1卡等于 J；若一名参赛选手参加完这次比赛，身体消耗的能量约为，相当于 卡。 【答案】 4.2 【详解】[1]1卡等于在标准大气压下，1g水温度升高1℃吸收的热量，则1卡等于 [2]若一名参赛选手参加完这次比赛，身体消耗的能量约为，相当于 10．比热容是物质的一种属性，已知水的比热容，表示1千克的水 ，吸收热量 ；一桶水倒掉一半后，剩下的水的比热容 （选填“变大”“不变”或“变小”）：水结成冰后，比热容 （选填“变化”“不变”）。 【答案】 每升高时 不变 变化 【详解】[1][2]根据比热容的定义可以知道，水的比热容为，它表达的物理意义是：的水温度每升高（或降低）吸收（或放出）的热量是。 [3]比热容是物质的一种特性，与物质的质量无关，一桶水倒掉一半后，质量减半，但水的比热容不变。 [4]比热容与物质的状态有关，水结成冰后，状态改变，比热容改变，水的比热容为，冰的比热容为，所以水结成冰后比热容变小。 期中重难突破练（测试时间：10分钟） 11．初温相同的甲和乙两种物质，它们的比热容之比是4:1，质量之比是2:3，它们吸收的热量之比是2:1，则甲升高的温度与乙升高的温度之比是（　　） A．3:4 B．4:3 C．3:8 D．8:3 【答案】A 【详解】根据，甲升高的温度与乙升高的温度之比为 故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 12．用加热器给初温均为的甲、乙液体加热，两种液体每秒吸收的热量相同，某时刻情况如图所示，这两种液体的温度和加热时间关系的图线如图所示。下列说法正确的是（　　） A．乙液体在该时刻的温度为 B．前甲液体吸收的热量比乙液体吸收的热量多 C．甲液体的比热容比乙液体的比热容小 D．甲液体与乙液体的比热容相等 【答案】C 【详解】A．由题图可知，温度计的分度值为，示数为67℃，故A错误； B．因为甲、乙两种液体每秒吸收的热量相同，所以前20s两液体吸收的热量相同，故B错误； CD．在内，加热时间相同，即甲、乙吸收相同的热量，甲、乙图线是重合的，升高相同的温度，由于，根据公式可知，甲的比热容小于乙的比热容，故C正确，D错误。 故选C。 13．关于比热容，下列说法正确的是（　　） A．某种物质升高1℃吸收的热量叫这种物质的比热容 B．一桶水的比热容比一杯水的比热容大 C．质量相同的不同物质，升高相同的温度，比热容大的吸收的热量多 D．比热容大的物质吸收的热量一定多 【答案】C 【详解】A．比热容是指单位质量的某种物质温度升高（或降低）1℃吸收（或放出）的热量，没有说明是单位质量是错误的，故A错误； BD．比热容是物质的一种特性，只与物质的种类和状态有关，与物质的质量、吸热的多少等因素无关，故BD错误； C．由Q=cmΔt可知，质量相同的不同物质，升高相同的温度，比热容大的物质吸收的热量多，故C正确。 故选C。 14．用相同的电加热器分别对质量相等的A和B两种液体进行加热（不计热量损失），如图所示的是A和B的温度随加热时间变化的图像，下列说法正确的是（　　） A．A和B升高相同的温度，B吸收热量较多 B．分钟内，A与B吸收的热量之比为 C．A与B的比热容之比为 D．若做实验时适量减少B的质量，可以使A、B的图像重合 【答案】C 【详解】A. 由图像可知，A 和 B 升高相同的温度，A 的加热时间更长。因为用相同的电加热器加热，加热时间长意味着吸收的热量多，所以 A 吸收热量较多，故A 错误； B. 因为是相同的电加热器，在 t分钟内，加热时间相同，A 与 B 吸收的热量是相等的，比值为1︰1  ，故B 错误； C. 根据，质量m相等，吸收的热量Q相等（相同电加热器加热相同时间），升高的温度与比热容成反比。从图像看， t 时间内ΔtB =60℃−20℃=40℃ ΔtA=40℃−20℃=20 ℃ 则 故C正确； D. 若适量减少 B 的质量，根据 ，在吸收相同热量时，B 的温度变化会更大，A、B 的图像更不会重合，故D 错误； 故选C。 15．早在宋朝我国劳动人民就发明了如图所示的“走马灯”，它的原理是空气被蜡烛加热，形成上升气流，推动灯顶上的叶片带动画面转动。下列说法中错误的是（　　） A．“走马灯”的能量转化为：机械能转化为内能 B．热空气对叶片做功后温度会降低 C．“走马灯”中空气温度升高是通过热传递实现的 D．蜡烛从固态变为液态的过程是吸热的 【答案】A 【详解】AB．空气被蜡烛加热，形成上升气流，推动灯顶上的叶片带动画面转动，热空气对叶片做功，内能转化为叶片的机械能，热空气对叶片做功后内能减小，温度会降低，故A错误，符合题意，B正确，不符合题意； C．点燃蜡烛后，“走马灯”中空气从烛焰中吸收热量，温度升高，空气温度升高是通过热传递实现的，故C正确，不符合题意； D．蜡烛从固态变为液态的过程叫做熔化，熔化需要吸热，故D正确，不符合题意。 故选A。 16．关于温度、热量和内能，下列说法正确的是（　　） A．物体温度越高，所含热量越多 B．0℃的冰没有内能 C．热传递过程中，热量总是从内能大的物体传给内能小的物体 D．物体吸收热量，内能一定增加，但温度不一定升高 【答案】D 【详解】A．热量是一个过程量，不能说物体“含有”多少热量，只能说“吸收”或“放出”多少热量，故A错误； B．一切物体在任何温度下都具有内能，0℃的冰也有内能，故B错误； C．热传递过程中，热量总是从温度高的物体传给温度低的物体，而不是从内能大的物体传给内能小的物体，故C错误； D．物体吸收热量时，内能一定增加。例如晶体熔化过程，吸收热量，内能增加，但温度保持不变，所以温度不一定升高，故D正确。 故选D。 17．寒冷的冬天，人们的手常常会感到冷。如左下图所示小丽用热水杯取暖，小卓用搓手取暖。从物理学的角度看，小丽和小卓改变手的内能的途径分别是（　　） A．热传递、做功 B．做功、做功 C．做功、热传递 D．热传递、热传递 【答案】A 【详解】小丽手捧水杯，水杯温度较高，内能会从水杯转移到手上，故该过程是能的转移，是通过热传递的方式改变手的内能；小卓双手搓擦克服摩擦做功，机械能会转化为手的内能，故该过程是能的转化，是靠做功改变手的内能。故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 18．把一质量为50g的某金属球在108℃的炉火中加热足够长的时间，然后迅速投入到100g的初温为45℃的某种液体中，达到热平衡后金属球的温度变为48℃。已知金属球的比热容为0.42×103J/(kg·℃) ，不计热量的损失。求： 液体 煤油J/(kg·℃) 酒精J/(kg·℃) 水J/(kg·℃) 比热容 2.1×103 2.4×103 4.2×103 (1)此过程中，金属球放出的热量； (2)该液体的比热容；并根据表中的数据确定该液体的种类； (3)若该液体再吸收2.52×104J的热量，求该液体的末温（一个标准大气压下）。 【答案】(1)1.26×103J (2)4.2×103J（kg·℃），水 (3)100℃ 【详解】（1）金属球放出的热量 （2）不计热量的损失 ，该液体的比热容 对比表格可知液体为水。 （3）液体再吸收的热量 ，升高的温度为 末温 但标准大气压下水的沸点为100℃，故实际末温为100℃。 19．吃早餐时小聪用热水加热250g牛奶，如图所示，0.5kg热水从60℃降低至40℃，牛奶的温度由20℃升高到40℃，，求： (1)水放出的热量； (2)牛奶吸收的热量： (3)用热水加热牛奶时的效率（百分号内保留整数）。 【答案】(1)4.2×10⁴ J (2)1.25×10⁴ J (3)30% 【详解】（1）根据可得，水放出的热量为 （2）牛奶的质量为，由公式可得，牛奶吸收的热量为 （3）由公式可以计算出用热水加热牛奶时的效率为 20．如图甲所示小周将质量为300g、初温为20oC的牛奶放入质量为100g、初温为90oC的水中进行加热，同时，他还利用温度计和钟表测出温度的变化情况，并作出了如图乙所示的水和牛奶的温度随时间变化的关系曲线，求： (1)达到相同温度时，水放出的热量； (2)不计热损失，牛奶的比热容是多少； (3)小周查询资料得到牛奶的比热容，并计算得出此过程中牛奶吸收的热量后发现，牛奶吸收的热量小于水放出的热量，这是什么原因呢？ 【答案】(1)2.1×104J (2) (3)见解析 【详解】（1）由图像可知，水的末温为t=40 ℃，水的质量m水=100g=0.1 kg 所以达到相同温度时，水放出的热量为Q放=c水m水Δt水 = 4.2×10³ J/(kg·℃) ×0.1 kg × (90 ℃ − 40 ℃) = 2.1×10⁴ J （2）由图像可知，牛奶的末温为t=40 ℃；牛奶的质量m牛奶=300g=0.3kg 不计热损失，牛奶吸收的热量等于水放出的热量，即Q吸=Q放=2.1×10⁴ J 则牛奶的比热容为 （3）实际加热过程中，瓶子及周围环境也会吸收部分热量，即通过散热损失了部分热量，导致牛奶吸收的热量小于热水放出的热量。 期中综合拓展练（测试时间：5分钟） 21．如图所示是我国北方的供暖设备，它一般安装在房间靠墙壁处，需要供暖时，让温度较高的热液从入口流入铁管，经过弯曲的铁管并放出热量，使房间温度升高，最后变成温度较低的温液从出口流出。 物质 比热容 水 4200 煤油 2100 色拉油 1070 (1)相比南方的冷气设备安装在房间的上方，则你认为该北方的供暖设备应安装在房间靠墙壁的 （选填“上”或“下”）方效果更好些。 (2)热液流过铁管放出热量是通过 （选填“做功”或“热传递”）的方式进行。 (3)若选用煤油与色拉油之一作为该供暖设备运输热量的媒介，则在同种条件下选用 （选填“煤油”或“色拉油”）能够使房间的温度上升得更高。 (4)该供暖设备中铁管做成弯曲形状而不是直线可以增长热液放出热量的时间，从而 （选填“增强”或“减弱”）供暖效果。 (5)若利用水来作为运输热量的媒介，主要是利用了水的 大这一特性。若某时间段内有质量是39kg，温度是的水从入口流入，从出口流出时温度变成，则该时间段热水能为房间提供 J的热量。若该房间的长、宽、高分别为5m、5m、4m，则该时间段大致能够使房间的温度升高 ℃。[设空气的密度为，比热容为] 【答案】(1)下 (2)热传递 (3)煤油 (4)增强 (5) 比热容 25.2 【详解】（1）由于供暖设备工作时，其周围的空气受热后膨胀，加热后的空气密度变小会上升，从而带动整个房间的空气循环，使得房间内的温度升高且分布更加均匀，所以，北方的供暖设备应安装在房间靠墙壁的下方效果更好些。 （2）热液流过铁管放出热量，周围的空气吸收热量，内能增加，温度升高，这是通过热传递的方式进行的；热传递改变物体内能的实质是能量的转移。 （3）由表格数据可知，煤油的比热容大于色拉油的比热容，由可知，质量相等的色拉油和煤油，降低相同的温度时，煤油放出的热量多，所以煤油能够使房间的温度上升得更高。 （4）该供暖设备中铁管做成弯曲形状，而不是直线，热液流过铁管的距离变大，时间变长，所以放出热量的时间变长，从而增强供暖效果。 （5）[1][2][3]水的比热容大，相同质量的其它物质和水相比，降低相同的温度，水放出的热量更多，若利用水来作为运输热量的媒介，主要是利用了水的比热容大这一特性。 水降低的温度 这段时间水放出的热量 则该时间段热水能为房间提供的热量为 由可知，房间内空气的质量 由可知，房间的温度变化量 3 / 3 学科网（北京）股份有限公司 $ 第01讲 内能及其应用（期中复习讲义） 核心考点 复习目标 考情规律 热量 1.知道热量的概念和单位 2．对热量的理解 1.题型分布：常出现在选择题、填空题和实验题中。​ 2.分值情况：一般每道题分值在 2 - 3 分； 比热容 理解比热容的概念，知道比热容是物质的一种特性。 3. 通过比热容的实验，体会控制变量的方法在实验中的作用。 4. 尝试用比热容解释简单的自然现象，感受物理知识与生活的密切联系。 5. 会进行简单的吸、放热计算。 1.题型分布：多以选择题、填空题和计算题形式出现。​ 2.分值情况：分值一般在 2 - 4 分左右，计算题的分值在4-6分，且常和其他知识结合进行综合考查 内能 . 会用类比的方法建立内能的概念，能简单描述温度和内能的关系。 2. 知道热传递可以改变物体的内能。 3. 知道做功可以使物体内能增加或减少的一些实例。 1.题型分布：多以选择题和填空题形式出现。​ 2.分值情况：分值一般在 2 - 4 分左右，常考查时间单位换算。 知识点01 热量 一、什么是热量？ 1．热量的概念： 把物体在热传递过程中吸收或放出能量的多少称为热量 。 2．热量的单位： 焦耳，符号为J。 3．对热量的理解： 热量是一个过程量，所以热量只能说"吸收"或"放出"多少热量，不可以说“含有”、“具有”多少热量。 4．导热性： 导热性指物质传递热量的能力，不同物质的导热性一般不同。 二、实物质的吸放热与哪些因素有关 利用红外加热器、温度传感器、电子天平、搅拌器、烧杯等器材，测量质量相同的水和干燥砂石吸收热量后温度变化的 相关数据。加热器在相同时间放出的热量相等。 知识点02 比热容 1.比热容概念：一定质量的某种物质，在温度升高时吸收的热量与它的质量和升高温度乘积之比，叫作这种物质的比热容。用符号c表示。 （比值法下定义） 2.比热容公式：C=Q/mΔt 3.比热容单位：焦耳每千克摄氏度-----J/(kg·℃)。 4.比热容物理意义： （1）表示物体吸热或放热本领的物理量。 （2）也可以这样理解：物质比热容越大，温度越不容易改变。比热容越小，温度越容易改变。 5.比热容的影响因素：比热容是物质的一种特性，大小只与物体的种类、状态有关，与质量、体积、温度、密度、吸热放热、形状等均无关。 6.水的比热容及应用： （1）水的比热容为4.2×103J(kg·℃)表示：1kg的水温度升高（降低）1℃吸收（放出）的热量为4.2×103J。 （2）水的比热容较大，在生活中有很多应用： A.用水做冷却剂或取暖介质。如：热机用水冷却发动机。暖气片内用热水供暖。 B.水的温度不容易改变，对生物起到保护作用。 如：在炎热的夏季，农作物没有被晒死。修建人工湖可以调节气温等。 C.沙漠地区昼夜温差比较大，沿海地区昼夜温差比较小。这是由于水的比热容比较大，一定质量的水与相同质量的沙石相比，吸收或放出相同的热量时，水的温度变化比较小。 D.城市的“热岛效应”:城市内水泥钢筋比热容小，在相同条件下，比郊外升温快，因而其表面温度明显高于郊外。 E.温度计的玻璃泡中装水银、煤油或酒精：因为它们的比热容小，在相同条件下，温度的变化量大，温度计的示数变化明显。 知识点03 内能 如何改变内能？ 1.热传递可以改变物体的内能： （1）定义：热传递是热量从高温物体向低温物体或从同一物体的高温部分向低温部分传递的现象。 （2）条件：存在有温度差。 （3）方向：由高温物体转移到低温物体。 （4）传递方式是：传导、对流和辐射。 （5）实质：热传递传递的是内能（热量），而不是温度。实质是内能的转移。 （6）结果：温度相同。 （7）热传递改变内能的实例；晒太阳、烤火、冷毛巾降温、热工件放入冷水、冰镇饮料、艾灸等。 2.做功可以改变物体的内能： （1）对物体做功物体内能增加。 ①压缩空气引火仪：迅速压下活塞，看到棉花燃烧，这是因为活塞压缩空气做功，使空气内能增加，温度升高，达到棉花燃点使棉花燃烧。 ②摩擦生热：飞船返回舱进入大气层，克服空气阻力做功，内能增加，温度会升高。 （2）物体对外做功内能减少。 如图：当看到当塞子跳起来时，容器中出现了白雾，这是因为瓶内空气推动瓶塞对瓶塞做功，内能减小，温度降低，使水蒸气遇冷液化成小水滴。 （3）做功改变内能的实质是：内能和其他形式的能的相互转化。 内能与温度、热量的关系 1.温度：表示物体的冷热程度。 物体温度升高，内能一定增加，可能是吸收了热量，也可能做了功。 2.热量：是热传递过程中传递内能的多少。 物体吸收热量，内能增加，但温度可能升高，也可能不变。如：晶体熔化，水沸腾时，物质吸收热量，但温度不变。 3.内能：内能是物体内部所有分子的动能和分子势能的总和。 物体内能改变了，可能是热传递，有可能是做功引起的；但温度不一定改变。 题型一 热量的计算 解｜题｜技｜巧 热量的计算 1.根据比热容公式c=Q/mΔt可得 （1）物体温度升高时，所吸收的热量为：Q吸＝cmΔt=cm（t-t0） （2）物体温度降低时，所放出的热量为：Q放＝cmΔt=cm（t0-t） t0 表示物体原来的初温度，t 表示物体后来的末温度。 特别强调：温度“升高了”不等于“升高到”；质量单位一定要用Kg。 2.热平衡方程： 若不计热损失 Ｑ吸＝Ｑ放 也就是，在热传递过程中，如果不考虑热量损失，高温物体放出的热量等于低温物体吸收的热量。 【典例1】用相同的电加热器分别对质量相等A和B两种液体加热（不计热量损失），如图是A和B的温度随加热时间变化的图像，下列说法正确的是（　　） A．A的比热容与B的比热容之比为2：1 B．A的比热容与B的比热容之比为3∶2 C．加热相同的时间，B吸收的热量比A吸收的热量多 D．A和B升高相同的温度，A吸收的热量较多 【变式1】将一杯500mL的开水放置在20℃的教室足够长时间后，大约会放出的热量为（　　） A．1.68×103J B．1.68×104J C．1.68×105J D．1.68×106J 【变式2】在标准大气压下，将质量为的铜球放在沸水中煮足够长时间后取出，迅速浸没在质量为、温度为的某液体中，最终液体温度升高到。，若不计热量损失，求： (1)铜球在这种液体中释放的热量； (2)这种液体的比热容。 题型二 改变内能两种方式 解｜题｜技｜巧 做功和热传递改变内能的区别： （1）相同点：它们在改变内能上效果相同，所以说做功和热传递在改变物体内能上是等效的。 （2）不同点：做功是内能和其它形式能的相互转化，热传递是内能的转移。 【典例2】下列实例中，通过做功改变物体内能的是（　　） A．用热水袋取暖 B．压缩空气引火 C．晒太阳感到暖和 D．放入冰块的饮料变凉 【变式1】以下四幅插图从改变内能的方式来看，不同于其他三幅图的是（　　） A．搓手取暖 B．下滑时臀部发热 C．燃气灶烧水 D．钻木取火 【变式2】如图所示的事例中，改变物体内能的方式与其他三项不同的是（　　） A．弯折铁丝变热 B．食品放入冰箱冷藏 C．钻木取火 D．压缩空气，乙醚着火 题型三 内能与温度、热量的关系 解｜题｜技｜巧 物理名词中的各种“热” （1）热传递中的“热”是指：热量。 （2）热现象中的“热”是指：温度。 （3）热膨胀中的“热”是指：温度。 （4）摩擦生热中的“热”是指：内能。 【典例3】关于温度、内能、热量，下列说法正确的是（　　） A．物体温度越高，含有的热量越多 B．0℃的水凝固成0℃的冰后，温度不变，内能减小 C．物体的内能增大，一定是从外界吸收了热量 D．热传递过程中，热量总是从内能大的物体向内能小的物体转移 【变式1】关于温度、热量和内能，下列说法中不正确的是（    ） A．物体温度越高，含有的热量越多。 B．具有机械能的物体不一定具有内能 C．热量总是从内能大的物体向内能小的物体转移 D．同一物体温度降低，它的内能减少 【变式2】宁县蒸鸡肉是我省的特色美食，蒸鸡肉不仅味美，而且色香，深受人们喜欢。下列说法正确（　　） A．蒸鸡肉过程是通过做功的方式增大鸡肉的内能 B．刚蒸熟的鸡肉很烫，是因为所含的热量多 C．鸡肉蒸熟后闻到鸡肉香味，这是扩散现象 D．蒸熟的鸡肉温度降低后，其内能保持不变 期中基础通关练（测试时间：10分钟） 1．湿地被称为“地球之肾”，它能调节空气湿度和温度，其中能调节温度主要是因为水具有较大的（　　） A．热量 B．内能 C．密度 D．比热容 2．习总书记说：绿水青山就是金山银山。在建设国家社会主义现代化的征程中，自贡市政府积极推进地方水系治理，修复湖泊生态，打造生态宜居的美丽自贡。暑假某天，爱跑步的蒋老师跑到“卧龙湖”湖边时，顿感清爽凉快，这是因为水的（　　） A．内能大 B．热值大 C．热量少 D．比热容大 3．由同种物质组成的甲乙两物体，质量之比为1：2，它们升高的温度之比为2：3，则它们吸收的热量之比是（　　） A．1∶3 B．3∶1 C．4∶3 D．3∶4 4．如果铁丝的温度升高了，则（　　） A．铁丝一定吸收了热量 B．铁丝含有的热量增加了 C．外界可能对铁丝做了功 D．外界一定对铁丝做了功 5．关于温度、热量和内能的说法中正确的是（　　） A．温度高的物体，含有的热量多 B．物体的内能增加，一定从外界吸收了热量 C．热传递过程中，热量由内能大的物体传向内能小的物体 D．一块0℃的冰熔化成0℃的水后，温度不变，内能变大 6．如图所示，这是古代省油灯的示意图。它下层盛水，能减慢上层油的消耗。燃灯后，水在升温的过程中内能 （选填“增大”或“减小”），这是通过 的方式改变了水的内能。 7．“端午节”期间，小龙在家里学习时，闻到粽子的香味，这是 现象，温度越 （高/低），该现象越明显；煮粽子时，是通过 方式改变它的内能，将煮熟的粽子放到盘子里，过了一会儿发现粽子凉了，而煮粽子的水还烫手，这是因为水的 较大。 8．标准大气压下，初温为30℃、质量为200g的水吸收4.2×104J的热量后温度将升高到 ℃。[水的比热容为4.2×103J/（kg·℃）] 9．“卡路里”简称“卡”，是热量的另一个单位。1卡等于在标准大气压下，1g水温度升高1℃吸收的热量，已知水的比热容为，则1卡等于 J；若一名参赛选手参加完这次比赛，身体消耗的能量约为，相当于 卡。 10．比热容是物质的一种属性，已知水的比热容，表示1千克的水 ，吸收热量 ；一桶水倒掉一半后，剩下的水的比热容 （选填“变大”“不变”或“变小”）：水结成冰后，比热容 （选填“变化”“不变”）。 期中重难突破练（测试时间：10分钟） 11．初温相同的甲和乙两种物质，它们的比热容之比是4:1，质量之比是2:3，它们吸收的热量之比是2:1，则甲升高的温度与乙升高的温度之比是（　　） A．3:4 B．4:3 C．3:8 D．8:3 12．用加热器给初温均为的甲、乙液体加热，两种液体每秒吸收的热量相同，某时刻情况如图所示，这两种液体的温度和加热时间关系的图线如图所示。下列说法正确的是（　　） A．乙液体在该时刻的温度为 B．前甲液体吸收的热量比乙液体吸收的热量多 C．甲液体的比热容比乙液体的比热容小 D．甲液体与乙液体的比热容相等 13．关于比热容，下列说法正确的是（　　） A．某种物质升高1℃吸收的热量叫这种物质的比热容 B．一桶水的比热容比一杯水的比热容大 C．质量相同的不同物质，升高相同的温度，比热容大的吸收的热量多 D．比热容大的物质吸收的热量一定多 14．用相同的电加热器分别对质量相等的A和B两种液体进行加热（不计热量损失），如图所示的是A和B的温度随加热时间变化的图像，下列说法正确的是（　　） A．A和B升高相同的温度，B吸收热量较多 B．分钟内，A与B吸收的热量之比为 C．A与B的比热容之比为 D．若做实验时适量减少B的质量，可以使A、B的图像重合 15．早在宋朝我国劳动人民就发明了如图所示的“走马灯”，它的原理是空气被蜡烛加热，形成上升气流，推动灯顶上的叶片带动画面转动。下列说法中错误的是（　　） A．“走马灯”的能量转化为：机械能转化为内能 B．热空气对叶片做功后温度会降低 C．“走马灯”中空气温度升高是通过热传递实现的 D．蜡烛从固态变为液态的过程是吸热的 16．关于温度、热量和内能，下列说法正确的是（　　） A．物体温度越高，所含热量越多 B．0℃的冰没有内能 C．热传递过程中，热量总是从内能大的物体传给内能小的物体 D．物体吸收热量，内能一定增加，但温度不一定升高 17．寒冷的冬天，人们的手常常会感到冷。如左下图所示小丽用热水杯取暖，小卓用搓手取暖。从物理学的角度看，小丽和小卓改变手的内能的途径分别是（　　） A．热传递、做功 B．做功、做功 C．做功、热传递 D．热传递、热传递 18．把一质量为50g的某金属球在108℃的炉火中加热足够长的时间，然后迅速投入到100g的初温为45℃的某种液体中，达到热平衡后金属球的温度变为48℃。已知金属球的比热容为0.42×103J/(kg·℃) ，不计热量的损失。求： 液体 煤油J/(kg·℃) 酒精J/(kg·℃) 水J/(kg·℃) 比热容 2.1×103 2.4×103 4.2×103 (1)此过程中，金属球放出的热量； (2)该液体的比热容；并根据表中的数据确定该液体的种类； (3)若该液体再吸收2.52×104J的热量，求该液体的末温（一个标准大气压下）。 19．吃早餐时小聪用热水加热250g牛奶，如图所示，0.5kg热水从60℃降低至40℃，牛奶的温度由20℃升高到40℃，，求： (1)水放出的热量； (2)牛奶吸收的热量： (3)用热水加热牛奶时的效率（百分号内保留整数）。 20．如图甲所示小周将质量为300g、初温为20oC的牛奶放入质量为100g、初温为90oC的水中进行加热，同时，他还利用温度计和钟表测出温度的变化情况，并作出了如图乙所示的水和牛奶的温度随时间变化的关系曲线，求： (1)达到相同温度时，水放出的热量； (2)不计热损失，牛奶的比热容是多少； (3)小周查询资料得到牛奶的比热容，并计算得出此过程中牛奶吸收的热量后发现，牛奶吸收的热量小于水放出的热量，这是什么原因呢？ 期中综合拓展练（测试时间：5分钟） 21．如图所示是我国北方的供暖设备，它一般安装在房间靠墙壁处，需要供暖时，让温度较高的热液从入口流入铁管，经过弯曲的铁管并放出热量，使房间温度升高，最后变成温度较低的温液从出口流出。 物质 比热容 水 4200 煤油 2100 色拉油 1070 (1)相比南方的冷气设备安装在房间的上方，则你认为该北方的供暖设备应安装在房间靠墙壁的 （选填“上”或“下”）方效果更好些。 (2)热液流过铁管放出热量是通过 （选填“做功”或“热传递”）的方式进行。 (3)若选用煤油与色拉油之一作为该供暖设备运输热量的媒介，则在同种条件下选用 （选填“煤油”或“色拉油”）能够使房间的温度上升得更高。 (4)该供暖设备中铁管做成弯曲形状而不是直线可以增长热液放出热量的时间，从而 （选填“增强”或“减弱”）供暖效果。 (5)若利用水来作为运输热量的媒介，主要是利用了水的 大这一特性。若某时间段内有质量是39kg，温度是的水从入口流入，从出口流出时温度变成，则该时间段热水能为房间提供 J的热量。若该房间的长、宽、高分别为5m、5m、4m，则该时间段大致能够使房间的温度升高 ℃。[设空气的密度为，比热容为] 3 / 3 学科网（北京）股份有限公司 $