第13章 内能-【一本】初中物理基础知识大盘点

第十三章 内能 分子 物质的构成 原子 可发生在气体、液体、 固体之间 扩散现象 分子热 分子热运动 运动 一切物质的分子都在不停地做无规则运动 都随分子间距离的增大 引力 分子间的作用力 而减小，随分子间距离 空气 斥力 的减小而增大 玻璃板 二氧化氮 扩散现象 一切物体都具有内能 定义：分子动能与分子势能之和 内能 影响因素：温度、质量、材料、状态等 能量的转化 内能 做功 物体对外做功，内能减少 外界对物体做功，内能增加 改变内能的方式 能量的转移 热传递 高温物体放出热量，内能减少； 低温物体吸收热量，内能增加 定义 物理意义 比热容 单位：J/(kg·℃) 公式：Q m△it 热量的计算 水的比热容大，用热水取暖 ◆118◆ 第1节 分子热运动 3年325考 基础知识 知识点1物质的构成5考 (2)影响因素：分子的运动与温度有关，物 1.物质的构成：常见的物质是由分子、原子 体温度越高，分子运动越剧烈。 构成的。 (归纳分子运动属于微观现象，不能用肉眼 2.分子 直接看到；机械运动属于宏观现象，可以 (1)定义：分子是一种能够保持物质原来 用肉眼直接观察到。 性质的微粒。 知识点3分子间的作用力59考 (2)大小：分子非常小，人们通常以10-10m 1.规律：分子之间存在引力和斥力 为单位来量度分子。 2.实例：固体很难被拉伸；接触面磨平后紧 知识点32分子热运动西1考 压在一起的铅块很难被拉开。 1.扩散 3.特点：(1)分子间的引力和斥力是同时存 不同的物质在互相接触时彼此进入对 在、同时消失的；它们都随分子间距离的 定义 方的现象 增大而减小，随分子间距离的减小而 (1)一切物质的分子都在不停地做无规 增大。 第 表明 则的运动；(2)分子之间有间隙 (2)分子间的距离较小时，分子间的作用 三章 (1)温度越高，扩散现象越明显； 力表现为斥力；分子间的距离较大时，分 影响 (2)一般而言，气体比液体扩散快，液体 因素 子间的作用力表现为引力。 比固体扩散快 能 知识点4分子动理论 实例 花香四溢、堆放煤炭的墙角变黑等 常见的物质是由大量的分子、 2.分子热运动 原子构成的 (1)定义：一切物质的分子都在不停地做 分子动理论 切物质的分子都在不停地 做无规则的运动 无规则的运动，这种无规则运动叫作分子 分子之间同时存在引力和斥力 的热运动。 典型考法 考法1 识别分子的无规则运动 例1下列现象能说明分子在不停地做无规 则运动的是 () 解题通法 A.秋天树叶纷纷落下 扩散现象 B.沸腾的水中气泡的运动 说明分子做 无规则运动 汽化、升华等物态变化 C.端午节闻到煮粽子的香味 的实例 布朗运动 D.扫地时看见灰尘在空中飞舞 ◆119◆ 解析 树叶、气 例2创新考法日常生活如图所示，用热熔 泡、灰尘 物体 机械运动 法连接PPR管时，用热熔器加热粗管端口 香味 扩散现象 分子无规 则运动 内层和细管端口外层，然后把细管推进粗 答案 C 管，冷却后两根管子就连接在一起很难被拉 开了，这个现象说明 ) 考法2 辨识分子动理论 解题通法 分子动理论的内容 PPR 生活现象 PPR 分子做无规则运动 扩散现象、汽化、升华等 A.分子是由原子构成的 分子间存在间隙 两种物质混合后总体积变小 B.分子是运动的 固体很难被拉伸；接触面磨 C.分子间存在引力 分子间存在引力 平后紧压在一起的铅块很 D.分子间存在斥力 难被拉开 解析固体连接后很难被拉开，说明分子间 分子间存在斥力 固体、液体很难被压缩 存在引力。选C。 第2节 内能 3年300考 第十三章 基础知识 知识点31内能44考 知识点2 物体内能的改变256考 能 1.概念：构成物体的所有分子，其热运动的 1.热传递可以改变物体的内能 动能与分子势能的总和。内能的单位是 (1)热传递：温度不同的物体相互接触 焦耳(J)。 时，高温物体内能减少，低温物体内能 2.影响物体内能大小的因素 物体的内能与物体的质量、温度、材料、 增加。 状态等因素有关。当其他条件相同时， (2)热量：在热传递过程中，传递能量的多 物体的质量越大，温度越高，物体的内能 少叫作热量。 越大。 (3)实质：能量的转移。 3.区分内能与机械能 2.做功可以改变物体的内能 无规则运动 分子动能 (1)外界对物体做功，物体的内能会增加。 分子 分子间互相 内能 吸引或排斥 分子势能 (2)物体对外界做功，物体的内能会减少。 (3)实质：能量的转化。 运动 动能 3.做功和热传递的联系 物体 与地球之间 机械能 互相吸引或 势能 做功和热传递在改变物体内能上是等 物体发生弹 性形变 效的。 ◆120 4.温度、热量、内能的区别与联系 (2)联系。 (1)区别。 ①物体吸收（或放出）热量，内能增加（或 物理量 温度 热量 内能 减少)，温度不一定升高（或降低），如晶体 性质 状态量 过程量 状态量 的熔化（或凝固）过程。 有、具有、 是、降低（到） ②物体的温度升高，内能增加，不一定是 表述 放出、吸收 改变、增加、 升高（到） 减少 吸收了热量，还有可能是外界对物体做 单位 摄氏度（℃） 焦耳(J) 焦耳() 了功。 盘 典型考法 考法1 辨识改变物体内能的方式 考法2内能与温度、热量的关系 解题通法根据能量的形式是否发生变 g关键点拨 化，辨识改变物体内能的方式。 吸收热量 (1)做功：内能转化其他形式的能 方式：压缩体积、摩擦生热、弯折物体、气 体膨胀等。 不一定 温度升高 内能增大 一定 (②)热传递：高温物你内能转移。 十三章 低温物体 条件：同一物体的不同部位或不同物体之 例2关于温度、热量和内能，下列说法正确 内 的是 能 间存在温度差。 A.物体吸收了热量，温度一定升高 例1下列实例中，主要利用做功的方式来 B.温度高的物体含有的热量多 改变物体内能的是 ( C.温度相同的物体，内能不一定相同 A.把酒精擦在手背上，手背感觉到凉 D.物体的内能增加，一定从外界吸收了热量 B.冬天，人们在室外晒太阳，感觉暖和 解析物体的内能与质量、温度、状态等多 C.汽油机的压缩冲程，燃料的温度升高 个因素有关，不能只根据温度的高低判定内 D.把水放进冰箱冷冻室，水变成冰块 能的大小，C正确。选C。 解析 考法3探究做功对物体内能的影响、 酒精蒸发 解题通法 吸收或 能量 人晒太阳 放出热量 热传递 的转移 水结成冰 物体对外界做功 外界对物体做功 压缩冲程 机械能转 能量 化为内能 的转化 做功 内能转化为机械能 机械能转化为内能 答案 C 物体的温度降低 物体的温度升高 ◆121◆ 例3如图所示，在试管里装入一些水，用软 解析用酒精灯给试管中的水加热，试管中 木塞塞住试管口，将试管放在酒精灯上加热 产生大量的水蒸气，这些高温水蒸气对软木 使水沸腾，水蒸气会把软木塞冲开，在这一 塞做功，软木塞被冲开，该过程中水蒸气的 过程中，水蒸气膨胀对软木塞 内能减少，温度降低，软木塞由静止变为运 水蒸气的一部分 能转化为软木塞 动，其机械能增大，此过程中内能转化为机 的 能。证明试管内气体内能减少 的实验现象是 械能。温度降低后，水蒸气液化，试管口有 “白气”产生。 答案做功 内 机械试管口有“白气” 产生 第3节 比热容 3年332考 盘 基础知识 知识点1比热容13考 2.比热容 第十三章 1.比较不同物质吸热的情况 定质量的某种物质，在温度升高时吸 (1)取质量和初始温度(t。)相同的水和食 定义 收的热量与它的质量和升高的温度乘积 用油，分别倒入两只烧杯中，按图组装实 之比 能 验器材。 符号及 用符号c表示，单位是J/(kg·℃)，读作 单位 焦每千克摄氏度 比热容是反映物质吸热或放热能力的物 意义 理量，是物质的一种特性 食用油 影响 比热容只与物质的种类、状态有关，与物 因素 (2)将水和食用油的温度加热至t,记录加 体的质量、温度、吸收或放出的热量无关 热时间，发现升高相同的温度，加热水用 3.水的比热容 的时间更长。 (1)水的比热容及物理意义：水的比热容 (3)使加热食用油和加热水用的时间相 为4.2×103J/(kg·℃)，它表示的物理意 同，发现食用油升高的温度比水多。 义是质量为1kg的水温度升高（或降低） (4)结论：质量相同的不同物质，升高相同 1℃时吸收（或放出）的热量为4.2×103J。 的温度，吸收的热量不同；质量相同的不 (2)水的比热容大在生活中的实例：沿海 同物质，吸收相同的热量，升高的温度 地区冬暖夏凉，而沙漠地区昼夜温差很 不同。 大；暖气片中用水作为介质等。 ◆122◆ 知识点2热量的计算29考 4.热平衡方程：Q吸=Q放。 1.吸热公式：Q吸=cm(t-to)。 (警示计算时要注意“升高到”和“升高了” 2.放热公式：Q做=cm(to一t)。 的区别，可以类比弹簧测力计的“长度”和 3.通用公式：Q=cm△t。 “伸长量”的区别。 @ 典型考法 ●●●● 考法1 理解比热容的影响因素 热，得到的实验数据如图所示，则水在 16min内吸收的热量为 J,另一种 解题通法 根据比热容的定义，理解比 液体的比热容为 J/(kg·℃)。 热容的影响因素。 [c水=4.2×103J/(kg·℃)] 比热容的定义 比热容的影响因素 ↑温度/℃ 一种液体 单位质量的某种物质 与物质的质量无关 50 温度升高（或降低）1℃ 40 与物质温度的变化量无关 30 吸收（或放出）的热量 与物质的种类状态有关 20 10 048121620时间/min 例1 下列物质的比热容会发生变化的是 解析 由题图可知，16min内水吸收的热量 A.一杯水倒掉一半 Q级水=c水m△t=4.2X103J/(kg·℃)X 三章 B.水凝固成冰 0.2kg×(40℃-10℃)=2.52×104J;用 C.0℃的水变成4℃的水 内 相同的电加热器对另一种液体加热8min, 能 D.铁块加工成铁板 解析物质的比热容是物质本身的一种特 液体吸收的热量Q=2Qak=号×252X 性，与质量、温度、形状无关。水凝固成冰， 10J=1.26×10,由ca=Q冀= 物态发生变化，比热容也发生变化。选B。 m液△t液 考法2用吸、放热公式解题 1.26×10J Q.3kg×(50℃-20℃)=14X10J/g·℃)。 2解题通法(1)求吸收（或放出）的热量： 答案2.52×1041.4×103 Q=cm△t。 考法3比较不同物质的吸热情况、 (2)求物质的比热容：c=Q △t 。关键点拨()转换法的应用：用加热时 (3)求吸，放热物体的质量：m=Q 间的长短表示物质吸收热量的多少。 △t (2)控制变量法的应用：物质吸收热量的 (4)求物体温度的变化量：△=Q m 多少与质量、升高的温度和物质的种类有 关，探究物质吸收的热量与某个因素的关 例2小丽用相同的电加热器分别对质量为 系时，应保持其他因素不变。 0.2kg的水和0.3kg的另一种液体进行加 ◆123◆ 例3创新考法科学探究在“比较不同物质 (4)根据实验结论可知，水的吸热能力比沙 吸热的情况”实验中： 子的强，即在同样条件下，水在白天可以吸 (1)用相同的酒精灯加热质量相等的沙子和 收更多的热量，晚上可以放出更多的热量， 水，使它们升高相同的温度，通过比较 所以沿海地区昼夜温差比内陆地区更小。 来判断吸收热量的多少。 (2)加热10min后，测得水的温度如图所 答案 (1)加热时间（2)48(3)多 示，该示数为 ℃。 (4)小 ℃ 考法4 利用热平衡方程解决问题 50 解题通法两个不同温度的物体混合， 40 不计热量损失的情况下，有两个等量 (3)多次实验后得到的数据见下表，分析可 关系： 得：质量相等的水和沙子，升高相同的温度， (1)两个物体的末温相同； 水比沙子吸收更 的热量。 (2)低温物体吸收的热量等于高温物体放 升高的温度/℃ 5 10 15 20 加热水的时间/min 2.5 7.5 出的热量，即Q吸=Q放。 10 加热沙子的时间/min 1 2 第十三章 例4若将0℃的水和等质量的80℃的水 (4)根据实验结论推理：沿海地区昼夜温差 相混合，不计热量损失，则混合后水的温度 比内陆地区更 是 ℃。 内 解析(1)实验中利用相同的加热装置，加 能 热装置在相同时间内放出的热量相同，所以 解析0℃的水和80℃的水，质量相等，设 是通过比较加热时间来判断吸收热量的多 混合后水的温度为t,不计热量损失，所以有 少。(2)温度计的分度值为1℃，示数为 Q级=Q放，即cm(t-t1)=cm(t2一t),t一t1= 48℃。(3)由题表中数据可知，质量相等的 ta-t,i=2(十a)=号×(80℃+0℃)= 水和沙子，升高相同的温度，加热水的时间 大于加热沙子的时间，由此可知，水比沙子 40℃. 吸收了更多的热量，即水的吸热能力强。 答案40 中考真题演练 考点1分子动理论 整杯水都变甜了 1.[湖南常德]下列生活中的实例不能说明 C.打扫教室地面时，在阳光下看到灰尘在 分子在不停地做无规则运动的是() 空中飞舞 A.端午节蒸粽子时，满屋子都弥漫着粽香 D.腌制腊肉时，将盐涂抹在猪肉表面，几 B.将一勺糖放入一杯清水中，一段时间后 天后整块肉都变咸了 ◆124◆ 2.[湖北宜昌]如图所示，把干 考点3比热容 净的玻璃板吊在弹簧测力计 6.创新考法物理观念[湖南邵阳]湿地被称 的下面，读出弹簧测力计的 为“地球之肾”，能调节空气的湿度和温度， 示数。使玻璃板水平接触水 其中能调节温度主要是因为水的() 面，然后稍稍用力向上拉玻 A.比热容大 B.密度大 璃板，弹簧测力计的示数 (选填 C.流动性大 D.热值大 “变大”“变小”或“不变”)，原因是 7.[北京]分析表格中的数据，下列说法正确 的是 ( 考点2内能 物质 比热容c/儿J·(kg·℃)1] 水 4.2×10 3.[吉林]下列实例中，通过热传递改变物体 煤油 2.1×10 内能的是 沙石 约0.92×103 A.搓手取暖 A.一杯水倒出一半，杯内剩余水的比热容 B.用冷水冷却热鸡蛋 变小 C.钻木取火 B.水和沙石放出相同的热量，水的温度降 D.磨刀时刀的温度会升高 低得较多 4.[黑龙江龙东地区]下列关于内能知识的 C.水的比热容表示水的温度升高1℃吸 第 描述正确的是 (△) 收的热量是4.2×103J A.物体的温度越高，内能越大，所以0℃ D.质量相等的水和煤油，吸收相同的热量 的冰没有内能 后，煤油的温度升高得较多 B.温度越高的物体含有的热量越多，所以 8.[四川宜宾]质量相同的铜和铅吸收相同 能 0℃的冰没有热量 的热量时，铜的温度比铅的温度升高得 C.摩擦生热是通过做功的方式改变了物 (选填“多”或“少”)；质量相同的 体的内能 铜和铅升高相同的温度，吸收热量多的是 (选填“铜”或“铅”)。已知c铜 D.物体吸收热量，内能增加，温度一定 0.39×103J/(kg·℃)，c铅=0.13× 升高 103J/(kg·℃)。 5.创新考法传统文化[福建]下图是我国古 9.[黑龙江大庆]“早穿棉袄午披纱，围着火 代发明的取火器的模型图，把木制推杆迅 炉吃西瓜”是对大漠气候特点的生动描 速推入牛角套筒时，推杆前端的艾绒立刻 写，而沿海地区昼夜温差则不大，这是由 燃烧起来，这是通过 的方式，使 沙石与水的比热容不同造成的。已知沙 筒内空气的内能 ,温度升高，达 石和水的比热容之比为1：4，沙石和水的 到艾绒的着火点。 密度之比为3：2。当相同体积的沙石和 艾绒 推杆 水吸收相同的热量时，它们升高的温度之 比为 套筒 >答案见P214 ◆125◆F FX2率2F=2X1000N=80%,故汽车受到的 间的距离在引力作用的范围内，故水分子和玻璃分 子之间存在相互作用的引力，向上拉玻璃板时，弹 摩擦力F=1600N。 簧测力计的示数将变大。 【答案】改变力的方向1600 【答案】变大分子间存在引力 7.【解析】要使滑轮组最省力，需要承担物重的绳子 3.B 段数最多，所以要从动滑轮绕起，依次绕过上面的 4.C 定滑轮、下面的动滑轮，再绕过上面的另一个定 5.【解析】封闭的空气被推杆压缩的过程中，推杆对 滑轮。 空气做功，所以空气的内能增大，温度升高，达到艾 【答案】 如图所示。 绒的着火点。 【答案】做功增大 6.A 7.D比热容是物质的一种特性，与物质的质量无 关，一杯水倒出一半，杯内剩余水的比热容不变， A错误。由△=Q整可知，放出相同的热量时，物 cm 8.【解析】快递员用力将货物沿斜面匀速推上车厢 时，摩擦力与物体运动方向相反，所以摩擦力的方 体降低的温度还与物体的质量有关，质量未知，不 向是沿斜面向下；由于斜面与水平地面夹角为30°， 能比较物体降低的温度，B错误。水的比热容为 W有思一 4.2×103J/(kg·℃)，表示质量为1kg的水温度 由几何关系可知，=2h,斜面的机械效率刀W号 升高1℃吸收的热量是4.2×103J,C错误。由 -80%。斜面的机械戴率与斜面的领斜程度和 Q吸=cm△t可知，水和煤油的质量、吸收的热量相 等时，因为煤油的比热容小，所以煤油的温度升高 粗糙程度有关，在不改变斜面与地面夹角和货物质 得较多，D正确。 量时，采用减小斜面粗糙程度的方法可以提高斜面 8.【解析】质量相同的铜和铅吸收相同的热量，由 的机械效率。 【答案】下80%减小斜面粗糙程度 Q=cm△可知，△t=9,因为铜的比热容大于铅的 cm 9.【解析】(1)物体在10s内上升的高度 比热容，所以铜的温度比铅的温度升高得少；质量 h=ut=0.2 m/sX10 s=2 m 相同的铜和铅升高相同的温度，因为铜的比热容 (2)工人使用的是动滑轮，承担物重的绳子段数 大于铅的比热容，由Q=cm△t可知，铜吸收的热 W有甩_Gh=G =2,由？厂w号-一示可得，工人对绳端的拉 量多。 力F=G=800N 【答案】少铜 nn 2X809 =500N 9.【解析】 相同体积的沙石和水，由=晋可得，质 (3)不计绳重和摩擦，由F=上(G+G)可得，动滑 量之比运=四光-=3 m水 P水V 之，由Qa=cm△t可 轮重G动=nF-G=2×500N-800N=200N 得，沙石和水吸收相同的热量时，升高的温度之比 当被提升的物重增大为1000N时，工人对绳端的 拉力 Q △t沙五_C沙石m分五 8 参 F-0cG+Ga)=号×10N+2000- 1 △t水 Q C沙石m纱石 3 C水m水 答案 600N 【答案】8：3 【答案】 (1)2m(2)500N(3)600N P132 P124 1.【解析】将水加热至沸腾后，塞子被冲出，在此过 1.c 程中内能转化为机械能，汽油机的做功冲程也是把 P125 内能转化为机械能，飞轮转速为1200r/min 2.【解析】 玻璃板和水接触，并且玻璃分子和水分子 20r/s,表示飞轮每秒转动20圈，完成10个工作循 ◆214◆