内容正文:
专题13 内能
目 录
01 锚・复习目标:指引复习方向,落实核心素养
02 理・思维导图:构建知识体系,呈现结构关系
03 盘・知识梳理:兼顾主干细节,夯实基础框架
知识点一 热量 比热容
知识点二 分子动理论的初步知识
知识点三 内能
04 炼・方法总结:精炼方法技巧,精准突破难点
方法一 结合图像比较比热容大小
方法二 温度、内能、热量的区别与联
方法三 辨别生活中“热”的不同含义
05 辨・易混易错:警示常见误区,辨析细微差别
易错点一 温度、热量、内能的两个“一定”和五个“不一定”
易错点二 “升高了”和“升高到”,“降低了”和“降低到”
易错点三 辨别机械运动与分子热运动
06 究・考点命题:中考考点研析,全面应用提升
考点一 分子动理论
考点二 内能、改变内能的方式
考点三 温度、内能和热量的关系
考点四 比热容的理解和应用
考点五 比较不同物质的吸热情况
1.掌握分子动理论初步知识,知道扩散现象说明分子在不停地做无规则运动,了解分子间存在引力和斥力。
2.理解内能的概念,知道内能与温度、质量有关,掌握做功和热传递这两种改变物体内能的方式。
3.理解比热容是物质的一种特性,记住水的比热容较大,会用比热容知识分析、解释简单的热现象。
4.能正确区分温度、内能、热量三个物理量,知道热量只存在于热传递过程中,了解吸放热与内能变化的关系。
知识点一 热量 比热容
一、热量
1.定义:在热传递过程中,传递的热的多少叫作热量,用符号Q表示。
2.单位: ,符号是J。
3.热量理解的常见误区
(1)热量是一个过程量,能说“吸收”或“放出”多少热量,不能说一个物体“具有”或“含有”多少热量。
(2)物体吸收或放出热量后,温度 (一定、不一定)改变,如晶体的熔化(或凝固)过程。
(3)如果物体之间没有温度差,就不会发生热传递,就没有内能的转移,也就不存在“热量”的问题。
二、比较不同物质吸收热量的情况
1.实验方法
(1)转换法:通过 反映液体吸收热量的多少。
(2)控制变量法:选取 相同的水和食用油。
2.实验器材:相同规格的电加热器、烧杯、温度计各两个、天平、 、水和食用油。
3.实验方案
(1)方案一:选取质量相同的不同物质,让它们 ,比较它们升高的温度,温度升高 的物质吸热本领强。
(2)方案二:选取质量相同的不同物质,使它们升高相同的温度,比较它们吸收热量的多少( 的长短),吸收热量 的物质吸热本领强。
4.实验步骤
(1)方案一:对水和食用油加热相同的时间,观察并读出温度计的示数。
(2)方案二:使水和食用油升高相同的温度,观察并记录加热所用的时间。
5.实验结论
(1)方案一:质量相同的不同物质,吸收相同的热量,比较升高的温度,温度升高少的物质吸热本领强。
(2)方案二:质量相同的不同物质,升高相同的温度,比较吸收热量的多少,吸收热量多的物质吸热本领强。
实验考点:
1.实验中用两个相同的电加热器加热的目的:使两液体 。
2.通过实验数据计算出来的比热容比该物质的实际比热容小的原因是: 。
3.实验还经常考查用酒精灯加热,如图所示。当用酒精灯加热时,为了保证相同时间内物质吸收的热量相等,需要控制酒精灯火焰的大小相同。
4.与酒精灯相比,用相同规格的电加热器的好处:更容易保证 ;内部加热,减少热量损失。
三、比热容
1.定义: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的温度乘积之比,叫做这种物质的比热容。比热容用符号 表示。单位焦每千克摄氏度,符号J/(kg·℃)
2.公式:。
3.物理意义:比热容是反映物质吸热或放热能力的物理量,是物质的一种特性。
4.特点
(1)比热容是物质的一种特性,每种物质都有自己的比热容,不同物质的比热容一般不同,可以粗略鉴别物质。
(2)比热容的大小只与物质的 、 有关,与质量大小、温度高低、吸放热多少都无关。
(3)物质的比热容越大,其温度越 改变。
5.水的比热容
(1)水的比热容是 J/(kg·℃),在常见物质中水的比热容是最大的。
(2)水的比热容较大的应用
①水的温度难改变:沿海地区昼夜温差小,内陆地区昼夜温差大;增大人工水面来缓解热岛效应。
②水的吸、放热本领强:常用水作为散热剂或冷却剂,如汽车发动机用水作冷却剂、冬天用水作暖气设备的供热介质等。
四、热量的计算
1.热量的计算公式
物体的质量为m,比热容为c,温度的变化量为,则物体在温度变化过程中吸收或放出的热量。
(1)吸热公式:。
(2)放热公式:。
2.热平衡方程
发生热传递时,若没有热量损失,则高温物体降温放出的热量都被低温物体吸收,即放出的热量和吸收的热量相等,用公式表示为,利用该等式建立的方程称为热平衡方程。
知识点二 分子动理论的初步知识
一、物质的构成
1.物质的构成:常见的物质是由大量的 、 构成的。
2.分子的大小:分子的直径很小,通常以 m来量度。
注:人们用肉眼和光学显微镜能观察到的都不是分子,分子只能用 观察到。
3.分子间有间隙
酒精与水混合的过程中,酒精分散到了水中,从微观角度看,是酒精分子和水分子彼此进入对方,这一现象说明水分子和酒精分子间都是有 的。
二、分子热运动
1.分子热运动
(1)定义:一切物质的分子都在 ,这种无规则的运动叫作分子的热运动。
(2)影响因素:同一物体,温度越高,其分子热运动越 。
0 ℃≠分子停止热运动
一切物质在任何温度下其分子都在不停地做无规则运动,只是温度不同时分子热运动的剧烈程度不同,温度低时,分子的热运动相对缓慢,但不会停止,更不能错误地认为0℃时物质的分子不再做热运动。
2.扩散现象
(1)定义:不同的物质在互相接触时,彼此进入对方的现象叫作扩散。(固、液、气均可发生)
(2)扩散现象说明:①一切物质的分子都在 ;②分子间存在 。
(3)影响扩散的因素: 。温度越高,扩散现象越 。
(4)扩散现象实例:炒菜香味、花香四溢、红墨水滴入水中整杯水变红、长时间堆放煤的墙角变黑、两块不同的金属紧压在一起很长时间能够互相渗入对方等。
对扩散现象理解:
1.用肉眼可以看到的物体运动都是机械运动,如尘土飞扬、雪花纷飞、白烟等;
2.肉眼看不到的运动不一定是分子热运动,可能是可入肺颗粒物(直径小于或等于2.5微米)的运动。
三、分子间的作用力
1.分子间的作用力:分子间存在着相互作用的 和 。
2.分子间引力和斥力的关系
(1)分子间引力和斥力 。当物体被压缩时,对外表现为斥力;当物体被拉伸时,对外表现为引力。
(2)不同物质分子间的引力和斥力是不一样的。
(3)分子间引力和斥力的作用范围是很小的,如果分子相距很远,作用力就变得十分微弱,可以忽略不计。
注:分子间距离大于10倍分子直径时,分子间作用力十分微弱,可以忽略。 如:破镜难圆。
四、分子动理论
1.分子动理论内容
2.固体、液体、气体的特征
物体
图示
微观特征
分子间作用力
分子间距离
分子间作用力
固体
很小
很大
有一定的形状和体积没有流动性
液体
较小
较大
有一定的体积,没有确定的形状,有流动性
气体
很大
十分微弱可以忽略
没有一定的形状和体积,有流动性
知识点三 内能
一、内能
1.定义:构成物体的所有分子,其热运动的 与 的总和。
2.单位:内能的单位是焦耳(J),各种形式能量的单位都是焦耳。
3.特点:一切物体在任何情况下都具有内能,即内能永远不等于零。
4.影响物体内能大小的因素
(1)温度:同一物体在状态不变时,温度越高,内能越 。
(2)质量:相同温度的同种物质,状态相同时,质量越大,内能越 。
(3)种类:质量、温度、状态相同,物质种类不同,内能也可能不同。
(4)状态:同种物质,质量、温度相同,状态不同,内能也不同。一般情况下,气态内能最大,液态次之,固态最小。
对内能的理解:
1.内能是指物体的内能,不是分子的内能,不能说内能是个别分子或少数分子所具有的;
2.内能的多少不能简单由温度的高低来判断。例如冰熔化成水,吸收热量,温度不变,则相同质量的0℃的水的内能比0℃的冰的内能大,即物体的状态影响物体的内能。
二、物体内能的改变
热传递
做功
实质
能量的
能量的
条件
存在
传递方向:由 向
物体对外做功,物体的内能
外界对物体做功,物体的内能
方法
高温物体放热,低温物体吸热
压缩体积、摩擦生热、锻打物体、弯折物体等
体积膨胀
举例
用热水袋取暖、烧水水变热、晒太阳等
搓手、钻木取火、锯条锯木板发热等
联系
热传递和做功在改变物体内能的效果上是 的
方法一 结合图像比较比热容大小
如图所示是质量相同的甲、乙两种液体在相同电加热器下加热,得到的温度随时间变化图像。
一、等温辅助线:控制升高的温度相同,比较吸收热量的多少。
作一条垂直于温度轴的直线,表示升高相同的温度,由图像看出,也就是说,要使甲、乙两液体升高相同的温度,对乙液体加热时间要长一些,即乙液体吸收的热量多,比热容大,所以。
二、等时辅助线:控制吸收的热量相同,比较温度升高的多少。
作一条垂直于时间轴的直线,表示加热时间相同,由图像看出,也就是说,对甲、乙两液体加热相同的时间,让它们吸收相同的热量后,甲液体的温度升高得多,即温度变化量大,比热容小,所以。
【典例1】用相同的电加热器同时加热质量相等的水和液体A(不计热量损失),二者初温均为20℃,一段时间后两种液体的温度随加热时间变化的图像如图所示。分析图像可知:加热相同时间,水和液体A吸收的热量 (选填“相同”或“不相同”);升高相同的温度时, (选填“水”或“液体A”)吸收的热量较多。
【典例2】两个相同容器中分别装入初温为、质量为100g的水和某液体,再各放入一个温度传感器,然后使它们冷却凝固。若单位时间内它们放出的热量相等,用测得的数据绘出两种物质温度随时间变化的图像,如图所示。已知,则液体的比热容为 。
方法二 温度、内能、热量的区别与联系
温度
内能
热量
区别
定义
表述物体的冷热程度
构成物体的所有分子无规则运动的动能和分子势能的总和
在热传递过程中,传递的热的多少
特点
状态量
状态量
过程量
表述
降低、升高
具有、增加、减少、改变
吸收、放出
单位
℃
J
J
联系
物体吸收热量,内能会增加,温度不一定升高;物体放出热量,内能会减少,但物体温度不一定降低
【典例】关于温度、内能和热量,下列说法中正确的是( )
A.内能大的物体含有的热量一定比内能小的物体多
B.热量总是由内能大的物体传递给内能小的物体
C.一个物体的内能增大,其温度一定升高
D.一个物体的温度升高,其内能增大
方法三 辨别生活中“热”的不同含义
温度、热量和内能是热学中三个基本的物理量,在日常生活中都用“热”来表示,但三者的实质又有不同,十分容易混淆。“热”在不同的语境中具有不同的含义。
1.表示温度:“天气热”表示气温高,这里的“热”指温度高。
2.表示内能:“摩擦生热”表示克服摩擦力做功消耗了机械能,增加了内能,这里的“热”指内能。
3.表示热量:“液化放热”是指液化时放出热量,这里的“热”指热量。
【典例】生活中热的含义非常的丰富,下列说法正确的是( )
A.摩擦生热中的“热”指温度 B.热胀冷缩中的“热”指内能
C.吸热升温中的“热”指热量 D.水深火热中的“热”指内能
易错点一 温度、热量、内能的两个“一定”和五个“不一定”
一、一定
1.一个物体的温度升高(或降低)时,其内能一定增加(或减少)。
二、不一定
1.一个物体的内能增加(或减少)时,其温度不一定升高(或降低),如晶体的熔化(或凝固)过程。
2.一个物体的内能增加(或减少)时,不一定是因为吸收(或放出)热量,也可能是对物体做功(或物体对外界做功)。
3.一个物体吸收(或放出)热量时,其温度不一定升高(或降低),如晶体的熔化(或凝固)过程。
4.一个物体温度升高(或降低)时,不一定是因为吸收(或放出)热量,也可能是因为做功,如摩擦生热(或物体对外界做功)。
5.一个物体吸收(或放出)热量的过程中,如果同时对外做功(或外界对物体做功),物体的内能不一定增加(或减少)。
【典例】判断下列说法的正误。(对的打“√”,错的打“×”)
(1)吸收热量后,物体所含的热量增加。( )
(2)温度相同的物体,内能相等。( )
(3)温度高的物体内能大。( )
(4)内能增大,温度一定升高。( )
(5)热传递过程中,热量由高温物体传向低温物体。( )
(6)热量总是从内能多的物体向内能少的物体转移。( )
(7)一个物体的内能增大,可能是外界对物体做了功。( )
(8)物体吸收热量,温度一定升高。( )
(9)物体温度升高,一定吸收了热量。( )
(10)物体温度升高,内能一定增加。( )
易错点二 “升高了”和“升高到”,“降低了”和“降低到”
运用公式计算物体吸收或放出的热量时,温度的改变不是初温,也不是末温,而是两者的差值。“升高了(或降低了)”指的是物体温度的变化量;“升高到(或降低到)”指的是物体的末温。
【典例】某太阳能热水器中装有的水,某天在阳光的照射下,该热水器中水的温度从25℃升高到45℃,这些水吸收了多少热量?若热水器中水的温度从25℃升高了45℃,水吸收的热量又为多少?[水的密度为,水的比热容为]
易错点三 辨别机械运动与分子热运动
类型
分子热运动
机械运动
研究对象
微观粒子
宏观物体
能否看到
用肉眼看不到
一般用肉眼能看到
条件
任何情况下,一切物体分子都在做无规则运动
位置发生变化
【典例】PM2.5是指直径不大于2.5微米的颗粒物,大气中PM2.5的运动属于 ,红墨水滴入清水后的运动属于 (两空均选填“机械运动”或“分子热运动”)。
考点一 分子动理论
【典例1】(2025·四川绵阳·中考真题)吸烟危害健康,在公共场所都张贴了如图所示的标志。如果在室内,即使只有很少人吸烟,整个场所也会充满烟味,该现象表明( )
A.分子在不停地做热运动
B.分子之间存在引力和斥力
C.分子运动越剧烈,物体的温度越高
D.常见的物质是由大量的分子、原子构成的
【典例2】(2025·江苏无锡·中考真题)同时在装有冷水和热水的两个烧杯中各滴入一滴红墨水,发现热水中的红墨水扩散得快。这个现象说明( )
A.分子之间有吸引力 B.分子之间有排斥力
C.热水分子比冷水分子小 D.温度越高,分子无规则运动越剧烈
【典例3】(2025·山东青岛·中考真题)古诗词是我国的优秀传统文化。下列古诗词中蕴含的物理知识能用分子动理论解释的是( )
A.花气袭人知骤暖,鹊声穿树喜新晴 B.朝辞白帝彩云间,千里江陵一日还
C.飞流直下三千尺,疑是银河落九天 D.湖光秋月两相和,潭面无风镜未磨
【典例4】(2025·江苏宿迁·中考真题)如图所示,将两个端面平整的铅块相互紧压,它们会“粘”在一起,主要原因是( )
A.分子间有吸引力 B.分子间有排斥力
C.分子间有空隙 D.分子直径很小
【典例5】(2025·河北·中考真题)下列现象属于扩散的是( )
A.花香四溢 B.破镜难圆 C.气体压缩 D.柳絮飞扬
【典例6】(2025·湖南·中考真题)如图所示的实验中,浓氨水和无色酚酞溶液没有直接接触,但观察到纸花变红,这一现象表明( )
A.分子间存在引力 B.分子间存在斥力
C.分子可以用肉眼观察 D.分子在不停地做无规则运动
【典例7】(2025·安徽·中考真题)下列现象中能够说明分子间有引力的是( )
A.液体很难被压缩 B.铁丝很难被拉伸
C.墨水在热水中扩散得较快 D.水与酒精混合后总体积减小
【典例8】(2025·江苏徐州·中考真题)将一勺砂糖放入一杯水中,过一会儿砂糖“消失了”。这种现象叫作 ,说明分子在做永不停息的无规则 。如果杯中水的温度更高,那么砂糖“消失”的速度更 。
考点二 内能、改变内能的方式
【典例9】(2025·黑龙江齐齐哈尔·中考真题)关于温度、热量和内能,下列说法正确的是( )
A.温度为以下的物体不具有内能 B.温度高的物体,含有的热量一定多
C.物体的内能增加,可能是吸收了热量 D.温度总是从高温物体传向低温物体
【典例10】(2025·山东威海·中考真题)在考古发掘中,脆弱文物易因失水变形损坏。科学家常用“薄荷醇临时固型技术”进行保护:将熔化的薄荷醇喷洒到文物上,冷却后凝固形成支撑结构,待文物移至实验室后,在室温下薄荷醇升华。下列说法错误的是( )
A.熔化过程,薄荷醇吸热 B.凝固过程,薄荷醇周围空气分子动能减小
C.升华过程,薄荷醇吸热 D.升华后,薄荷醇分子间距变大
【典例11】(2025·江苏连云港·中考真题)关于内能,下列说法正确的是( )
A.的物体没有内能 B.内能大小与温度无关
C.具有机械能的物体不一定有内能 D.物体具有内能,也可以同时具有机械能
【典例12】(2025·江苏淮安·中考真题)图中是美食“油端子”,它是将面糊装入模具放入热油锅内炸出来的美食,下列情境在改变内能的方式上与之相同的是( )
A.弯折铁丝 B.压缩空气
C.钻木取火 D.给水加热
【典例13】(2025·江苏南通·中考真题)热质说是18世纪流行的热学理论。该理论认为热质是一种无质量、看不见的特殊物质,物体吸收、放出热质会导致温度或物态的变化,它只能在物体间转移,不会产生或消失。下列事例中,不能佐证该理论的是( )
A.热水暖手 B.冰袋冷敷 C.扬汤止沸 D.钻木取火
【典例14】(2025·广东广州·中考真题)如图,从热汤中取出的金属勺子,由烫手到不烫手的过程,其内能( )
A.逐渐增加 B.保持不变
C.通过做功改变 D.通过热传递改变
【典例15】(2025·辽宁·中考真题)下列实例中,通过做功的方式来改变内能的是( )
A.冰镇西瓜 B.炭火烤肉
C.围炉煮茶 D.钻木取火
【典例16】(2025·四川南充·中考真题)如图是学校举行消防演练灭火时的情景,对涉及的物理知识分析正确的是( )
A.室外温度为0℃时,木柴的内能为零
B.木柴燃烧与未燃相比,含有的热量多
C.若未燃烧的木柴温度升高,内能增加
D.灭火器在使用过程中对外做功,内能不变
【典例17】(2025·上海·中考真题)“滚滚长江东逝水,浪花淘尽英雄”,说明江水有 能,0℃的水 (选填“具有”或“不具有”)内能,“遥知不是雪,为有暗香来”,说明分子在做 运动。
【典例18】(2025·四川·中考真题)制作酥油茶时,先要煮茶叶,这是通过 的方式使茶水内能增加(选填“做功”或“热传递”);煮茶叶时茶香四溢,这是 现象(选填“扩散”或“液化”)。
【典例19】(2025·黑龙江·中考真题)珊珊一家到烧烤店品尝美味的烤肉串,在烧烤的过程中,珊珊同学看到滋滋冒油的肉串,与烤制前相比,此时肉串的内能 (填“增大”“减小”或“不变”),同时她的家人也能闻到浓浓的肉香味儿,这是由于分子在 。
【典例20】(2025·广东·中考真题)明代《天工开物》中记载“取诸麻、菜子入釜,文火慢炒,透出香气”。用“文火”改变内能的方式属于(选填“做功”或“热传递”) ;“透出香气”属于 现象;温度越高,分子热运动越 。
考点三 温度、内能和热量的关系
【典例21】(2025·安徽淮北·模拟预测)关于温度、热量和内能,下列说法正确的是( )
A.的冰块内能为0
B.物体吸收热量温度不一定升高
C.汽油机压缩冲程气缸内燃气的内能减少
D.两个发生热传递的物体之间一定存在内能差
【典例22】(2025·北京延庆·模拟预测)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,内能自发地由高温物体向低温物体转移
B.温度高的物体内能一定大,温度低的物体内能一定小
C.物体吸收热量,温度一定升高
D.物体的内能增加,一定从外界吸收了热量
【典例23】(2024·黑龙江鸡西·中考真题)(多选)关于温度、内能、热量、功的说法正确的是( )
A.物体温度升高,一定吸收了热量
B.物体温度升高,内能一定增加
C.物体内能增加,一定是外界对它做了功
D.物体吸收热量,温度可能不变
【典例24】(2024·天津·中考真题)在“航天日”主题活动中,小明用塑料瓶自制了“水火箭”(如图所示)。发射时,“水火箭”向下喷水从而获得升空的动力,利用了物体间力的作用是 的;“水火箭”飞出后,瓶内气体温度降低,内能 (选填“增大”“减小”或“不变”)。
考点四 比热容的理解和应用
【典例25】(2025·四川·中考真题)某学校物理兴趣小组用控制变量的方法比较a、b两种液体的比热容和。他们在实验室让质量相同的a、b两种液体吸收相同的热量后,液体a的温度从升高到,液体b的温度从升高到,a、b两种液体均未沸腾。由此可知( )
A. B. C. D.
【典例26】(2025·黑龙江·中考真题)下列实例中与水的比热容有关的是( )
A.北方冬天气温较低,户外的水管容易冻裂
B.沿海地区的昼夜气温差比内陆地区小
C.天热时在地面上撒水是为了降低室内温度
D.刚洗的衣服放在通风的环境中会干得快些
【典例27】(2025·湖北·中考真题)某种温室大棚由棚膜和土墙搭建而成。为使大棚白天吸收太阳更多的能量,科研人员指导农户用水墙替换土墙,如图。这是利用水比土有更大的( )
A.比热容 B.密度 C.电阻 D.质量
【典例28】(2025·四川成都·中考真题)小雨探究液体的凝固特点:先在两个相同容器中分别装入初温为20℃、质量为100g的水和某液体M,再各放入一个温度传感器,然后使它们冷却凝固。若单位时间内它们放出的热量相等,用测得的数据绘出两种物质温度随时间变化的图像,如图所示。已知,实验在标准大气压下进行,下列说法正确的是( )
A.液体M的比热容为
B.液体M放热能力比水放热能力强
C.在时间段两种物质都是固液共存状态
D.从20℃刚好降到0℃时,水放出的热量小于M放出的热量
【典例29】(2025·江苏南通·中考真题)小明用电水壶烧水给爷爷奶奶泡茶。该壶保温性能较好,烧水时壶会吸收一些热量。在壶中装入500mL的水,加热至沸腾,用时2min。水用完后,他又在壶中装入1000mL的水,加热至沸腾,所需时间最有可能的是( )
A.2min B.4min
C.大于2min且小于4min D.大于4min
【典例30】(2024·山东青岛·中考真题)(多选)小明在海边玩耍,感觉沙滩上的沙子很热,海水却比较凉爽。某天,他从6时到22时对沙子和海水的温度进行了测量,绘成的温度随时间变化图象如图所示.下列分析正确的是( )
A.早晨6时,海水的温度比沙子高 B.6时到14时,沙子吸收的热量比海水多
C.14时到22时,海水降低的温度比沙子小 D.利用此图象可以比较海水和沙子的比热容
【典例31】(2025·山东东营·中考真题)如图是中国自主产权的盾构机工作时的模拟场景。盾构机前端安装了“削铁如泥”的刀盘,刀盘旋转工作时会产生大量的热,这是通过 方式改变物体内能的。工作中需要用水给刀片降温,主要利用了水的 较大的特性。
【典例32】(2025·黑龙江哈尔滨·中考真题)图甲是探究“水沸腾规律”的实验装置,图乙是水的温度随加热时间变化的图像。由图像可知:水在沸腾过程中,温度 。若烧杯中水的质量为0.1kg不变,根据乙图像计算出水在0~6min吸收的热量是 J。[c水=4.2×103J/(kg·℃)]
【典例33】(2025·甘肃兰州·中考真题)如图所示是对某种固态物质加热变成液态时温度随时间变化的曲线,加热过程中物质在相同时间内吸收的热量相同。请根据图像回答:
(1)由图可知该物质是 (选填“晶体”或“非晶体”),它的熔点是 ℃;
(2)该物质在固、液两种状态时的比热容大小关系是:c固 c液(选填“>”、“<”或“=”)。
【典例34】(2025·山东威海·中考真题)在两只相同石锅内分别添加质量、初温均相同的高汤和清水,用相同热源加热, (选填“高汤”“清水”)升温较快;清水沸腾后关火,发现继续沸腾一段时间,说明石锅温度 (选填“低于”“等于”“高于”)水的温度。(c高汤<c水)
考点五 比较不同物质的吸热情况
【典例35】(2025·辽宁·中考真题)如图甲,某小组在两个相同的烧杯中分别装入质量相同的水和食用油,比较它们的吸热能力。
(1)为使两个电加热器在单位时间内放出的热量相同,电加热器的规格应 ;
(2)本实验中使用的液体温度计是根据液体 的规律制成的;
(3)每隔0.5min记录一次温度,并将数据记录在下表中。第2.5min时,食用油中的温度计示数如图乙所示,为 ℃。
加热时间/min
0
0.5
1
1.5
2
2.5
…
水的温度/℃
25
27
29
31
33
35
…
食用油的温度/℃
25
30
34
37
42
…
分析表中数据,发现 吸热能力强;
(4)为使内部充有液态介质的电暖器通电后能迅速升温,内部应充入吸热能力较 (选填“强”或“弱”)的介质。(仅从吸热能力的角度分析)
【典例36】(2025·山东滨州·中考真题)某实验小组用图甲所示装置探究冰熔化时温度的变化规律,并根据实验数据绘制了图乙所示的温度随时间变化的图象。
(1)图甲所示装置中,用“水浴法”加热的好处是 (写一种即可)。
(2)某一时刻温度计示数如图甲所示,此时试管中碎冰的温度是 ℃。
(3)由图象可知:冰的熔化过程历时 min,这一过程需要不断 ,温度 。
(4)AB段和CD段升高相同的温度,CD段吸热时间更长,这是因为水在液态时的吸热能力 (选填“强”或“弱”), 大的缘故。
【典例37】(2025·山东泰安·中考真题)在“探究物质的吸热能力”的实验中,两个相同的容器内分别装入质量、初温都相同的两种液体a、b,用相同的电加热器给它们加热,用温度计测量液体的温度,实验装置如图甲所示。
(1)实验中某时刻温度计示数如图乙所示为 ℃。
(2)加热相同的时间,温度变化小的液体吸热能力 (选填“强”或“弱”);液体的内能增加是通过 (选填“热传递”或“做功”)的方式改变的。
(3)根据实验数据,绘制出了如图丙所示温度随时间变化的图像。分析图像可知:如果要自制暖手袋,应选吸热能力强的液体 (选填“a”或“b”)作为供暖物质,效果更佳。
【典例38】(2025·黑龙江绥化·中考真题)图甲是某兴趣小组同学“探究冰熔化时温度的变化规律”的实验装置。(实验中不考虑水的质量变化等因素)
(1)组装实验器材时,应按 (选填“自上而下”或“自下而上”)的顺序。
(2)下列措施中,能使冰受热均匀的是______(选填字母)。
A.加热过程中不断搅拌
B.温度计的玻璃泡完全浸没在冰中
C.通过水给试管加热
(3)某时刻温度计的示数如图乙所示,其示数为 ℃。
(4)根据实验数据绘制的温度随时间变化关系图像如图丙,冰在B点时的内能 (选填“大于”“小于”或“等于”)在C点时的内能。
(5)冰在熔化过程中的特点是 。
(6)实验后,某同学根据图丙计算出冰的比热容是 。
【典例39】(2024·甘肃兰州·中考真题)小涵和小怡一起用如图甲所示的装置“探究水在沸腾前后温度变化的特点”。
(1)观察可以发现,图甲中实验仪器的组装存在一处明显的错误,该错误是 。纠正错误后,用酒精灯给水加热,观察水温和水中气泡的变化情况,待水温升至60℃左右时,开始记录,每隔1min记录一次水的温度和实验现象,然后根据实验数据绘制出温度随时间变化的关系图像;
(2)小涵发现自己每次记录的温度值都要比同一次小怡记录的数值高,分析后发现是自己读取温度计示数时,视线不规范造成的,根据上面的情况可知,小涵读数时是按图乙中 (选填“A”、“B”或“C”)所示的情景读取的;
(3)小涵在老师的指导下,重新设计了实验,将热源换成电火锅,并进一步探究水沸腾的条件:
①在电火锅内倒入大半锅水,将装有适量水的玻璃杯放入电火锅中的支架上,让玻璃杯中的水面低于锅内水面;
②打开电火锅,对电火锅内的水加热,待锅中的水沸腾一段时间后,用温度计测量可以发现锅内和玻璃杯中的水温 (选填“相同”或“不相同”)。小涵观察还发现,当锅内水沸腾后,玻璃杯中的水 (选填“也沸腾”或“不沸腾”),由此得出水沸腾必须满足的条件: 并且 ;
(4)小怡在老师的指导下用相同热源对初温和质量都相等的不同液体A、B同时加热,“探究物体吸收热量的多少跟哪些因素有关”,根据实验数据绘制出温度随时间变化的关系图像如图丙所示;
①由图丙可知, (选填“A”或“B”)液体的吸热能力更强;
②本实验中,小怡是用 (选填“升高温度的多少”或“加热时间的长短”)来表示液体吸收热量的多少。
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专题13 内能
目 录
01 锚・复习目标:指引复习方向,落实核心素养
02 理・思维导图:构建知识体系,呈现结构关系
03 盘・知识梳理:兼顾主干细节,夯实基础框架
知识点一 热量 比热容
知识点二 分子动理论的初步知识
知识点三 内能
04 炼・方法总结:精炼方法技巧,精准突破难点
方法一 结合图像比较比热容大小
方法二 温度、内能、热量的区别与联
方法三 辨别生活中“热”的不同含义
05 辨・易混易错:警示常见误区,辨析细微差别
易错点一 温度、热量、内能的两个“一定”和五个“不一定”
易错点二 “升高了”和“升高到”,“降低了”和“降低到”
易错点三 辨别机械运动与分子热运动
06 究・考点命题:中考考点研析,全面应用提升
考点一 分子动理论
考点二 内能、改变内能的方式
考点三 温度、内能和热量的关系
考点四 比热容的理解和应用
考点五 比较不同物质的吸热情况
1.掌握分子动理论初步知识,知道扩散现象说明分子在不停地做无规则运动,了解分子间存在引力和斥力。
2.理解内能的概念,知道内能与温度、质量有关,掌握做功和热传递这两种改变物体内能的方式。
3.理解比热容是物质的一种特性,记住水的比热容较大,会用比热容知识分析、解释简单的热现象。
4.能正确区分温度、内能、热量三个物理量,知道热量只存在于热传递过程中,了解吸放热与内能变化的关系。
知识点一 热量 比热容
一、热量
1.定义:在热传递过程中,传递的热的多少叫作热量,用符号Q表示。
2.单位:焦耳,符号是J。
3.热量理解的常见误区
(1)热量是一个过程量,能说“吸收”或“放出”多少热量,不能说一个物体“具有”或“含有”多少热量。
(2)物体吸收或放出热量后,温度不一定(一定、不一定)改变,如晶体的熔化(或凝固)过程。
(3)如果物体之间没有温度差,就不会发生热传递,就没有内能的转移,也就不存在“热量”的问题。
二、比较不同物质吸收热量的情况
1.实验方法
(1)转换法:通过加热时间反映液体吸收热量的多少。
(2)控制变量法:选取质量相同的水和食用油。
2.实验器材:相同规格的电加热器、烧杯、温度计各两个、天平、停表、水和食用油。
3.实验方案
(1)方案一:选取质量相同的不同物质,让它们吸收相同的热量(加热相同的时间),比较它们升高的温度,温度升高少的物质吸热本领强。
(2)方案二:选取质量相同的不同物质,使它们升高相同的温度,比较它们吸收热量的多少(加热时间的长短),吸收热量多的物质吸热本领强。
4.实验步骤
(1)方案一:对水和食用油加热相同的时间,观察并读出温度计的示数。
(2)方案二:使水和食用油升高相同的温度,观察并记录加热所用的时间。
5.实验结论
(1)方案一:质量相同的不同物质,吸收相同的热量,比较升高的温度,温度升高少的物质吸热本领强。
(2)方案二:质量相同的不同物质,升高相同的温度,比较吸收热量的多少,吸收热量多的物质吸热本领强。
实验考点:
1.实验中用两个相同的电加热器加热的目的:使两液体在相同时间内吸收相同的热量。
2.通过实验数据计算出来的比热容比该物质的实际比热容小的原因是:存在热量损失。
3.实验还经常考查用酒精灯加热,如图所示。当用酒精灯加热时,为了保证相同时间内物质吸收的热量相等,需要控制酒精灯火焰的大小相同。
4.与酒精灯相比,用相同规格的电加热器的好处:更容易保证相同时间内提供的热量相同;内部加热,减少热量损失。
三、比热容
1.定义: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的温度乘积之比,叫做这种物质的比热容。比热容用符号c表示。单位焦每千克摄氏度,符号J/(kg·℃)
2.公式:。
3.物理意义:比热容是反映物质吸热或放热能力的物理量,是物质的一种特性。
4.特点
(1)比热容是物质的一种特性,每种物质都有自己的比热容,不同物质的比热容一般不同,可以粗略鉴别物质。
(2)比热容的大小只与物质的种类、状态有关,与质量大小、温度高低、吸放热多少都无关。
(3)物质的比热容越大,其温度越不容易改变。
5.水的比热容
(1)水的比热容是4.2×103J/(kg·℃),在常见物质中水的比热容是最大的。
(2)水的比热容较大的应用
①水的温度难改变:沿海地区昼夜温差小,内陆地区昼夜温差大;增大人工水面来缓解热岛效应。
②水的吸、放热本领强:常用水作为散热剂或冷却剂,如汽车发动机用水作冷却剂、冬天用水作暖气设备的供热介质等。
四、热量的计算
1.热量的计算公式
物体的质量为m,比热容为c,温度的变化量为,则物体在温度变化过程中吸收或放出的热量。
(1)吸热公式:。
(2)放热公式:。
2.热平衡方程
发生热传递时,若没有热量损失,则高温物体降温放出的热量都被低温物体吸收,即放出的热量和吸收的热量相等,用公式表示为,利用该等式建立的方程称为热平衡方程。
知识点二 分子动理论的初步知识
一、物质的构成
1.物质的构成:常见的物质是由大量的分子、原子构成的。
2.分子的大小:分子的直径很小,通常以10-10m来量度。
注:人们用肉眼和光学显微镜能观察到的都不是分子,分子只能用电子显微镜观察到。
3.分子间有间隙
酒精与水混合的过程中,酒精分散到了水中,从微观角度看,是酒精分子和水分子彼此进入对方,这一现象说明水分子和酒精分子间都是有间隙的。
二、分子热运动
1.分子热运动
(1)定义:一切物质的分子都在不停地做无规则的运动,这种无规则的运动叫作分子的热运动。
(2)影响因素:同一物体,温度越高,其分子热运动越剧烈。
0 ℃≠分子停止热运动
一切物质在任何温度下其分子都在不停地做无规则运动,只是温度不同时分子热运动的剧烈程度不同,温度低时,分子的热运动相对缓慢,但不会停止,更不能错误地认为0℃时物质的分子不再做热运动。
2.扩散现象
(1)定义:不同的物质在互相接触时,彼此进入对方的现象叫作扩散。(固、液、气均可发生)
(2)扩散现象说明:①一切物质的分子都在不停地做无规则运动;②分子间存在间隙。
(3)影响扩散的因素:温度。温度越高,扩散现象越明显。
(4)扩散现象实例:炒菜香味、花香四溢、红墨水滴入水中整杯水变红、长时间堆放煤的墙角变黑、两块不同的金属紧压在一起很长时间能够互相渗入对方等。
对扩散现象理解:
1.用肉眼可以看到的物体运动都是机械运动,如尘土飞扬、雪花纷飞、白烟等;
2.肉眼看不到的运动不一定是分子热运动,可能是可入肺颗粒物(直径小于或等于2.5微米)的运动。
三、分子间的作用力
1.分子间的作用力:分子间存在着相互作用的引力和斥力。
2.分子间引力和斥力的关系
(1)分子间引力和斥力同时存在。当物体被压缩时,对外表现为斥力;当物体被拉伸时,对外表现为引力。
(2)不同物质分子间的引力和斥力是不一样的。
(3)分子间引力和斥力的作用范围是很小的,如果分子相距很远,作用力就变得十分微弱,可以忽略不计。
注:分子间距离大于10倍分子直径时,分子间作用力十分微弱,可以忽略。 如:破镜难圆。
四、分子动理论
1.分子动理论内容
2.固体、液体、气体的特征
物体
图示
微观特征
分子间作用力
分子间距离
分子间作用力
固体
很小
很大
有一定的形状和体积没有流动性
液体
较小
较大
有一定的体积,没有确定的形状,有流动性
气体
很大
十分微弱可以忽略
没有一定的形状和体积,有流动性
知识点三 内能
一、内能
1.定义:构成物体的所有分子,其热运动的动能与分子势能的总和。
2.单位:内能的单位是焦耳(J),各种形式能量的单位都是焦耳。
3.特点:一切物体在任何情况下都具有内能,即内能永远不等于零。
4.影响物体内能大小的因素
(1)温度:同一物体在状态不变时,温度越高,内能越大。
(2)质量:相同温度的同种物质,状态相同时,质量越大,内能越大。
(3)种类:质量、温度、状态相同,物质种类不同,内能也可能不同。
(4)状态:同种物质,质量、温度相同,状态不同,内能也不同。一般情况下,气态内能最大,液态次之,固态最小。
对内能的理解:
1.内能是指物体的内能,不是分子的内能,不能说内能是个别分子或少数分子所具有的;
2.内能的多少不能简单由温度的高低来判断。例如冰熔化成水,吸收热量,温度不变,则相同质量的0℃的水的内能比0℃的冰的内能大,即物体的状态影响物体的内能。
二、物体内能的改变
热传递
做功
实质
能量的转移
能量的转化
条件
存在温度差
传递方向:由高温向低温
物体对外做功,物体的内能减小
外界对物体做功,物体的内能增大
方法
高温物体放热,低温物体吸热
压缩体积、摩擦生热、锻打物体、弯折物体等
体积膨胀
举例
用热水袋取暖、烧水水变热、晒太阳等
搓手、钻木取火、锯条锯木板发热等
联系
热传递和做功在改变物体内能的效果上是等效的
方法一 结合图像比较比热容大小
如图所示是质量相同的甲、乙两种液体在相同电加热器下加热,得到的温度随时间变化图像。
一、等温辅助线:控制升高的温度相同,比较吸收热量的多少。
作一条垂直于温度轴的直线,表示升高相同的温度,由图像看出,也就是说,要使甲、乙两液体升高相同的温度,对乙液体加热时间要长一些,即乙液体吸收的热量多,比热容大,所以。
二、等时辅助线:控制吸收的热量相同,比较温度升高的多少。
作一条垂直于时间轴的直线,表示加热时间相同,由图像看出,也就是说,对甲、乙两液体加热相同的时间,让它们吸收相同的热量后,甲液体的温度升高得多,即温度变化量大,比热容小,所以。
【典例1】用相同的电加热器同时加热质量相等的水和液体A(不计热量损失),二者初温均为20℃,一段时间后两种液体的温度随加热时间变化的图像如图所示。分析图像可知:加热相同时间,水和液体A吸收的热量 (选填“相同”或“不相同”);升高相同的温度时, (选填“水”或“液体A”)吸收的热量较多。
【答案】相同 水
【解析】[1]由于电加热器的规格相同,加热相同的时间,根据可知,两电加热器放出的热量相同,由于不考虑热量损失,故水和另一种液体吸收的热量相同。
[2]由图像可知,质量相同时,水和另一种液体升高相同的温度(如均从20℃升高至40℃),水的加热时间大于另一种液体的加热时间,故水吸收的热量较多。
【典例2】两个相同容器中分别装入初温为、质量为100g的水和某液体,再各放入一个温度传感器,然后使它们冷却凝固。若单位时间内它们放出的热量相等,用测得的数据绘出两种物质温度随时间变化的图像,如图所示。已知,则液体的比热容为 。
【答案】
【解析】标准大气压下,水的凝固点为0℃,所以图中右边的图像为水的温度随时间变化图像,则左边的图像为液体M的温度随时间变化图像。单位时间内它们放出的热量相等,0~t2时间段内,水放出热量
液体M放出的热量QM=Q水=6720J
由可得,液体M的比热容为
方法二 温度、内能、热量的区别与联系
温度
内能
热量
区别
定义
表述物体的冷热程度
构成物体的所有分子无规则运动的动能和分子势能的总和
在热传递过程中,传递的热的多少
特点
状态量
状态量
过程量
表述
降低、升高
具有、增加、减少、改变
吸收、放出
单位
℃
J
J
联系
物体吸收热量,内能会增加,温度不一定升高;物体放出热量,内能会减少,但物体温度不一定降低
【典例】关于温度、内能和热量,下列说法中正确的是( )
A.内能大的物体含有的热量一定比内能小的物体多
B.热量总是由内能大的物体传递给内能小的物体
C.一个物体的内能增大,其温度一定升高
D.一个物体的温度升高,其内能增大
【答案】D
【解析】A.热量是一个过程量,表示内能的交换量的多少,不能说物体含有热量,故A错误;
B.发生热传递的条件是存在温度差,热量由温度高的物体向温度低的物体传递,由于内能的大小与物体的质量、温度和状态有关,因此内能大的物体温度不一定高,故B错误;
C.晶体熔化过程中,吸热内能增加,但温度不变,故C错误;
D.一个物体的温度升高,分子无规则运动变快,分子动能变大,其内能将增大,故D正确。
故选D。
方法三 辨别生活中“热”的不同含义
温度、热量和内能是热学中三个基本的物理量,在日常生活中都用“热”来表示,但三者的实质又有不同,十分容易混淆。“热”在不同的语境中具有不同的含义。
1.表示温度:“天气热”表示气温高,这里的“热”指温度高。
2.表示内能:“摩擦生热”表示克服摩擦力做功消耗了机械能,增加了内能,这里的“热”指内能。
3.表示热量:“液化放热”是指液化时放出热量,这里的“热”指热量。
【典例】生活中热的含义非常的丰富,下列说法正确的是( )
A.摩擦生热中的“热”指温度 B.热胀冷缩中的“热”指内能
C.吸热升温中的“热”指热量 D.水深火热中的“热”指内能
【答案】C
【解析】A.摩擦生热是通过克服摩擦做功,使物体的内能增加,所以这里的“热”指内能,故A错误;
B.热胀冷缩是指物体的温度升高而膨胀、温度降低而收缩;所以,热胀冷缩中的“热”“冷”是指温度的高低,故B错误;
C.吸热升温中的“热”是发生了热传递,其中的“热”是指热量,故C正确;
D.水深火热中的“热”指的是温度高,故D错误。
故选C。
易错点一 温度、热量、内能的两个“一定”和五个“不一定”
一、一定
1.一个物体的温度升高(或降低)时,其内能一定增加(或减少)。
二、不一定
1.一个物体的内能增加(或减少)时,其温度不一定升高(或降低),如晶体的熔化(或凝固)过程。
2.一个物体的内能增加(或减少)时,不一定是因为吸收(或放出)热量,也可能是对物体做功(或物体对外界做功)。
3.一个物体吸收(或放出)热量时,其温度不一定升高(或降低),如晶体的熔化(或凝固)过程。
4.一个物体温度升高(或降低)时,不一定是因为吸收(或放出)热量,也可能是因为做功,如摩擦生热(或物体对外界做功)。
5.一个物体吸收(或放出)热量的过程中,如果同时对外做功(或外界对物体做功),物体的内能不一定增加(或减少)。
【典例】判断下列说法的正误。(对的打“√”,错的打“×”)
(1)吸收热量后,物体所含的热量增加。( )
(2)温度相同的物体,内能相等。( )
(3)温度高的物体内能大。( )
(4)内能增大,温度一定升高。( )
(5)热传递过程中,热量由高温物体传向低温物体。( )
(6)热量总是从内能多的物体向内能少的物体转移。( )
(7)一个物体的内能增大,可能是外界对物体做了功。( )
(8)物体吸收热量,温度一定升高。( )
(9)物体温度升高,一定吸收了热量。( )
(10)物体温度升高,内能一定增加。( )
【答案】(1)× (2)× (3)× (4)× (5)√(6)× (7)√ (8)×(9)× (10)√
【解析】(1)热量是热传递的过程中传递的能量,不能用“含有”,故错误。
(2)内能不只与温度有关,还与质量、状态等因素有关,温度相同的物体,内能不一定相等,故错误。
(3)内能不只与温度有关,还与质量、状态等因素有关,温度高的物体内能不一定大,故错误。
(4)水沸腾时,达到沸点,吸收热量,内能增大,温度不变,故错误。
(5)热传递的条件是有温度差,热传递过程中,热量由高温物体传向低温物体,故正确。
(6)内能多的物体温度不一定高,热传递的条件是有温度差,热量由高温物体传向低温物体,热量可能从内能少的物体向内能多的物体转移,故错误。
(7)一个物体的内能增大,可能是外界对物体做了功,也可能是吸收了热量,故正确。
(8)物体吸收热量,温度不一定升高,如晶体熔化时,吸收热量,温度不变,故错误。
(9)物体温度升高,可能是外界对物体做了功,物体内能增大,不一定吸收了热量,故错误。
(10)质量不变的物体温度升高,分子热运动更剧烈,内能一定增加,故正确。
易错点二 “升高了”和“升高到”,“降低了”和“降低到”
运用公式计算物体吸收或放出的热量时,温度的改变不是初温,也不是末温,而是两者的差值。“升高了(或降低了)”指的是物体温度的变化量;“升高到(或降低到)”指的是物体的末温。
【典例】某太阳能热水器中装有的水,某天在阳光的照射下,该热水器中水的温度从25℃升高到45℃,这些水吸收了多少热量?若热水器中水的温度从25℃升高了45℃,水吸收的热量又为多少?[水的密度为,水的比热容为]
【答案】,
【解析】水的体积
由,水的质量
水的温度从升高到,水的温度升高
水吸收的热量
若温度升高了,水吸收的热量
易错点三 辨别机械运动与分子热运动
类型
分子热运动
机械运动
研究对象
微观粒子
宏观物体
能否看到
用肉眼看不到
一般用肉眼能看到
条件
任何情况下,一切物体分子都在做无规则运动
位置发生变化
【典例】PM2.5是指直径不大于2.5微米的颗粒物,大气中PM2.5的运动属于 ,红墨水滴入清水后的运动属于 (两空均选填“机械运动”或“分子热运动”)。
【答案】机械运动 分子热运动
【解析】[1]大气中PM2.5的运动是颗粒物位置的变化,属于机械运动。
[2]红墨水滴入清水后清水会变红,这是扩散现象,所以,红墨水滴入清水后的运动属于分子热运动。
考点一 分子动理论
【典例1】(2025·四川绵阳·中考真题)吸烟危害健康,在公共场所都张贴了如图所示的标志。如果在室内,即使只有很少人吸烟,整个场所也会充满烟味,该现象表明( )
A.分子在不停地做热运动
B.分子之间存在引力和斥力
C.分子运动越剧烈,物体的温度越高
D.常见的物质是由大量的分子、原子构成的
【答案】A
【解析】在室内,即使只有很少人吸烟,整个场所也会充满烟味,该现象表明分子在不停地做热运动,香烟分子扩散到空气中,不能说明分子之间存在引力和斥力,不能说明分子热运动与温度的关系,也不能说明常见的物质是由大量的分子、原子构成的,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
【典例2】(2025·江苏无锡·中考真题)同时在装有冷水和热水的两个烧杯中各滴入一滴红墨水,发现热水中的红墨水扩散得快。这个现象说明( )
A.分子之间有吸引力 B.分子之间有排斥力
C.热水分子比冷水分子小 D.温度越高,分子无规则运动越剧烈
【答案】D
【解析】扩散现象是分子无规则运动的体现。在热水和冷水中分别滴入红墨水,热水中的红墨水扩散更快,是因为热水温度高,水分子(以及红墨水分子)的无规则运动更剧烈,使得红墨水分子能更快地在水中分散开来。故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
【典例3】(2025·山东青岛·中考真题)古诗词是我国的优秀传统文化。下列古诗词中蕴含的物理知识能用分子动理论解释的是( )
A.花气袭人知骤暖,鹊声穿树喜新晴 B.朝辞白帝彩云间,千里江陵一日还
C.飞流直下三千尺,疑是银河落九天 D.湖光秋月两相和,潭面无风镜未磨
【答案】A
【解析】A.花气袭人知骤暖,鹊声穿树喜新晴,花气袭人是因为分子无规则运动,故A符合题意;
B.朝辞白帝彩云间,千里江陵一日还,是机械运动,故B不符合题意;
C.飞流直下三千尺,疑是银河落九天,是机械运动,故C不符合题意;
D.湖光秋月两相和,潭面无风镜未磨,是平面镜成像,即光的反射现象,故D不符合题意。
故选A。
【典例4】(2025·江苏宿迁·中考真题)如图所示,将两个端面平整的铅块相互紧压,它们会“粘”在一起,主要原因是( )
A.分子间有吸引力 B.分子间有排斥力
C.分子间有空隙 D.分子直径很小
【答案】A
【解析】将两个端面平整的铅块相互紧压,铅块表面分子之间的距离减小,表现为分子间引力作用,它们会“粘”在一起,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
【典例5】(2025·河北·中考真题)下列现象属于扩散的是( )
A.花香四溢 B.破镜难圆 C.气体压缩 D.柳絮飞扬
【答案】A
【解析】A.花香四溢是香味分子扩散到空气中,属于扩散现象,故A符合题意;
B.破镜难圆是因为分子间的距离太远,而使分子之间的引力和斥力都太小,所以“破镜难重圆”,故B不符合题意;
C.气体压缩是外力改变气体的体积,属于宏观的变化,不是分子的热运动,故C不符合题意;
D.柳絮飞扬是物体的机械运动,不是分子的热运动,故D不符合题意。
故选A。
【典例6】(2025·湖南·中考真题)如图所示的实验中,浓氨水和无色酚酞溶液没有直接接触,但观察到纸花变红,这一现象表明( )
A.分子间存在引力 B.分子间存在斥力
C.分子可以用肉眼观察 D.分子在不停地做无规则运动
【答案】D
【解析】浓氨水未接触含有酚酞溶液的纸花变红,说明分子在永不停息地做无规则运动(热运动),导致染料分子从源头扩散到纸花。故D符合题意,ABC不符合题意。
故选 D。
【典例7】(2025·安徽·中考真题)下列现象中能够说明分子间有引力的是( )
A.液体很难被压缩 B.铁丝很难被拉伸
C.墨水在热水中扩散得较快 D.水与酒精混合后总体积减小
【答案】B
【解析】A.由于分子间存在斥力导致液体很难被压缩,故A不符合题意;
B.由于分子间存在引力导致铁丝很难被拉伸,故B符合题意;
C.墨水在热水中扩散得较快,说明温度越高,分子的热运动越剧烈,扩散越快,故C不符合题意;
D.由于分子间存在间隙导致水与酒精混合后总体积减小,故D不符合题意。
故选B。
【典例8】(2025·江苏徐州·中考真题)将一勺砂糖放入一杯水中,过一会儿砂糖“消失了”。这种现象叫作 ,说明分子在做永不停息的无规则 。如果杯中水的温度更高,那么砂糖“消失”的速度更 。
【答案】扩散现象 运动 快
【解析】[1][2]将一勺砂糖放入一杯水中,砂糖“消失了”,这种现象是不同物质在相互接触时彼此进入对方的现象,叫作扩散现象。扩散现象表明分子在做永不停息的无规则运动。
[3]温度越高,分子的无规则运动越剧烈,扩散现象就进行得越快。所以如果杯中水的温度更高,那么砂糖“消失”的速度更快。
考点二 内能、改变内能的方式
【典例9】(2025·黑龙江齐齐哈尔·中考真题)关于温度、热量和内能,下列说法正确的是( )
A.温度为以下的物体不具有内能 B.温度高的物体,含有的热量一定多
C.物体的内能增加,可能是吸收了热量 D.温度总是从高温物体传向低温物体
【答案】C
【解析】A.一切物体在任何情况下都具有内能,温度为以下的物体也具有内能,故A错误;
B.热量是热传递过程中传递的能量,不能说物体含有热量,故B错误;
C.做功和热传递都可以改变物体的内能,物体的内能增加,可能是吸收了热量,故C正确;
D.热量总是从高温物体传向低温物体,热传递过程传递的不是温度,故D错误。
故选C。
【典例10】(2025·山东威海·中考真题)在考古发掘中,脆弱文物易因失水变形损坏。科学家常用“薄荷醇临时固型技术”进行保护:将熔化的薄荷醇喷洒到文物上,冷却后凝固形成支撑结构,待文物移至实验室后,在室温下薄荷醇升华。下列说法错误的是( )
A.熔化过程,薄荷醇吸热 B.凝固过程,薄荷醇周围空气分子动能减小
C.升华过程,薄荷醇吸热 D.升华后,薄荷醇分子间距变大
【答案】B
【解析】A.薄荷醇熔化时由固态变成液态,属于熔化现象,熔化吸热,故A正确,不符合题意;
B.薄荷醇凝固过程,凝固放热,周围空气吸热,温度升高,分子动能增大,故B错误,符合题意;
C.文物移至实验室后,在室温下薄荷醇由固态直接变成气态,发生升华现象,升华吸热,故C正确,不符合题意;
D.升华是物质由固态变成气态,分子间距较大,薄荷醇分子间距变大,故D正确,不符合题意。
故选B。
【典例11】(2025·江苏连云港·中考真题)关于内能,下列说法正确的是( )
A.的物体没有内能 B.内能大小与温度无关
C.具有机械能的物体不一定有内能 D.物体具有内能,也可以同时具有机械能
【答案】D
【解析】AC.内能是所有分子的动能和势能之和,故任何一个物体都有内能,具有机械能的物体也一定有内能,故AC错误;
B.物体的内能与温度、质量、物质的状态、种类都有关,故B错误;
D.任何一个物体都具有内能,当物体运动时,既具有内能,又具有机械能,所以物体具有内能,也可以同时具有机械能,故D正确。
故选D。
【典例12】(2025·江苏淮安·中考真题)图中是美食“油端子”,它是将面糊装入模具放入热油锅内炸出来的美食,下列情境在改变内能的方式上与之相同的是( )
A.弯折铁丝 B.压缩空气
C.钻木取火 D.给水加热
【答案】D
【解析】将面糊装入模具放入热油锅内炸是通过热传递的方式改变物体的内能。
A.弯折铁丝时,铁丝温度升高主要是由于外力做功,属于通过做功改变内能,故A不符合题意;
B.压缩空气时,外力对空气做功使空气温度升高,属于通过做功改变内能,故B不符合题意;
C.钻木取火时,摩擦力对木头做功使其温度升高,属于通过做功改变内能,故C不符合题意;
D.给水加热是通过热传递吸收外界的热量而升温,属于通过热传递改变内能,与将面糊放入热油中炸制成美食所发生的能量转移方式相同,故D符合题意。
故选D。
【典例13】(2025·江苏南通·中考真题)热质说是18世纪流行的热学理论。该理论认为热质是一种无质量、看不见的特殊物质,物体吸收、放出热质会导致温度或物态的变化,它只能在物体间转移,不会产生或消失。下列事例中,不能佐证该理论的是( )
A.热水暖手 B.冰袋冷敷 C.扬汤止沸 D.钻木取火
【答案】D
【解析】ABC.热水暖手、冰袋冷敷、扬汤止沸均属于热传递改变物体的内能,反映的是热质的转移,故ABC能佐证热质说理论,不符合题意;
D.钻木取火属于做功改变物体的内能,能量发生转化,不是热质的转移,故D符合题意。
故选D。
【典例14】(2025·广东广州·中考真题)如图,从热汤中取出的金属勺子,由烫手到不烫手的过程,其内能( )
A.逐渐增加 B.保持不变
C.通过做功改变 D.通过热传递改变
【答案】D
【解析】金属勺子由烫手到不烫手的过程,温度降低,放出热量,内能会减小,通过热传递的方式改变自身内能,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
【典例15】(2025·辽宁·中考真题)下列实例中,通过做功的方式来改变内能的是( )
A.冰镇西瓜 B.炭火烤肉
C.围炉煮茶 D.钻木取火
【答案】D
【解析】A.冰镇西瓜是通过热传递的方式改变内能的,故A不符合题意;
B.炭火烤肉是通过热传递的方式改变内能的,故B不符合题意;
C.围炉煮茶是通过热传递的方式改变内能的,故C不符合题意;
D.钻木取火时,相互摩擦,机械能转化为内能,是通过做功的方式来改变内能的,故D符合题意。
故选D。
【典例16】(2025·四川南充·中考真题)如图是学校举行消防演练灭火时的情景,对涉及的物理知识分析正确的是( )
A.室外温度为0℃时,木柴的内能为零
B.木柴燃烧与未燃相比,含有的热量多
C.若未燃烧的木柴温度升高,内能增加
D.灭火器在使用过程中对外做功,内能不变
【答案】C
【解析】A.一切物体都具有内能,室外温度为0℃时,木柴的内能不为零,故A错误;
B.热量是过程量,不能说“含有的热量”,故B错误;
C.物体的内能与温度、质量有关。若未燃烧的木柴温度升高,内能增加,故C正确;
D.做功可以改变内能,灭火器在使用过程中对外做功,内能减小,故D错误。
故选C。
【典例17】(2025·上海·中考真题)“滚滚长江东逝水,浪花淘尽英雄”,说明江水有 能,0℃的水 (选填“具有”或“不具有”)内能,“遥知不是雪,为有暗香来”,说明分子在做 运动。
【答案】机械 具有 无规则
【解析】[1]江水由于运动而具有动能,由于处于一定的高度而具有重力势能,动能和势能统称为机械能,所以江水有机械能。
[2]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。一切物体都具有内能,0℃的水具有内能。
[3]“遥知不是雪,为有暗香来”,香气飘散,使人远处就能感知到,这体现了气体分子的扩散现象,原因是分子在不停地做无规则运动。
【典例18】(2025·四川·中考真题)制作酥油茶时,先要煮茶叶,这是通过 的方式使茶水内能增加(选填“做功”或“热传递”);煮茶叶时茶香四溢,这是 现象(选填“扩散”或“液化”)。
【答案】热传递 扩散
【解析】[1]煮茶叶时,茶叶吸收热量,是通过热传递的方式使茶水内能增加。
[2]茶香四溢,是因为茶香分子在不停地做无规则运动,进入到空气中,这属于扩散现象。
【典例19】(2025·黑龙江·中考真题)珊珊一家到烧烤店品尝美味的烤肉串,在烧烤的过程中,珊珊同学看到滋滋冒油的肉串,与烤制前相比,此时肉串的内能 (填“增大”“减小”或“不变”),同时她的家人也能闻到浓浓的肉香味儿,这是由于分子在 。
【答案】增大 不停地做无规则运动
【解析】[1]烤肉串时,是通过热传递的方式将炭火的热量传递给肉串。根据热传递的原理,高温物体向低温物体传递热量,肉串吸收热量后,温度升高,其内能增大。
[2]能闻到浓浓的肉香味儿,是因为肉中的香味物质分子在不停地做无规则运动,在烧烤过程中,温度升高,分子的无规则运动更加剧烈,这些香味分子会扩散到空气中,进而进入人的鼻腔,使人闻到香味,这是扩散现象。
【典例20】(2025·广东·中考真题)明代《天工开物》中记载“取诸麻、菜子入釜,文火慢炒,透出香气”。用“文火”改变内能的方式属于(选填“做功”或“热传递”) ;“透出香气”属于 现象;温度越高,分子热运动越 。
【答案】热传递 扩散 剧烈
【解析】[1]用“文火”时,火将热量传递给釜再传递给诸麻、菜子,改变内能的方式属于热传递。
[2]“透出香气”是由于分子不停地做无规则运动,属于扩散现象。
[3]分子热运动的剧烈程度与温度有关,温度越高,分子热运动越剧烈。
考点三 温度、内能和热量的关系
【典例21】(2025·安徽淮北·模拟预测)关于温度、热量和内能,下列说法正确的是( )
A.的冰块内能为0
B.物体吸收热量温度不一定升高
C.汽油机压缩冲程气缸内燃气的内能减少
D.两个发生热传递的物体之间一定存在内能差
【答案】B
【解析】A.一切物体在任何情况下都有内能,故A错误;
B.晶体在熔化时吸收热量但温度保持不变,液体沸腾时吸收热量,温度保持不变,故B正确;
C.汽油机压缩冲程将机械能转化为燃气的内能,燃气内能增大,故C错误;
D.发生热传递的条件是两个物体存在温度差,故D错误。
故选B。
【典例22】(2025·北京延庆·模拟预测)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,内能自发地由高温物体向低温物体转移
B.温度高的物体内能一定大,温度低的物体内能一定小
C.物体吸收热量,温度一定升高
D.物体的内能增加,一定从外界吸收了热量
【答案】A
【解析】A.热传递的必要条件是有温度差,发生热传递时,内能自发地由高温物体向低温物体转移,故A正确;
B.内能由温度、质量、物质种类共同决定,温度高的物体内能不一定大,温度低的物体内能不一定小,故B错误;
C.物体吸收热量时,温度不一定升高,如晶体熔化时吸热,内能增加,温度保持不变,故C错误;
D.热传递和做功都可以改变物体的内能,若外界对物体做功,内能也可能增加,故D错误。
故选A。
【典例23】(2024·黑龙江鸡西·中考真题)(多选)关于温度、内能、热量、功的说法正确的是( )
A.物体温度升高,一定吸收了热量
B.物体温度升高,内能一定增加
C.物体内能增加,一定是外界对它做了功
D.物体吸收热量,温度可能不变
【答案】BD
【解析】A.物体温度升高,内能增大,可能是从外界吸收了热量,也可能是外界对物体做功,故A错误;
B.物体温度升高,分子运动加剧,内能一定增加, 故B正确;
C.物体内能增加,可能是外界对它做了功,也有可能是热传递,故C错误;
D.物体吸收热量,温度可能不变,比如晶体在熔化时,吸收热量,内能增大,温度不变,故D正确。
故选BD。
【典例24】(2024·天津·中考真题)在“航天日”主题活动中,小明用塑料瓶自制了“水火箭”(如图所示)。发射时,“水火箭”向下喷水从而获得升空的动力,利用了物体间力的作用是 的;“水火箭”飞出后,瓶内气体温度降低,内能 (选填“增大”“减小”或“不变”)。
【答案】相互 减小
【解析】[1] 水火箭升空利用的是“反冲力”,即高压气体将水向下喷射出去,对水施加一个向下的力,物体间的力都是相互的,水对火箭施加一个向上的力,火箭就升空了。
[2] 质量不变的情况下,温度降低,内能一定减小。
考点四 比热容的理解和应用
【典例25】(2025·四川·中考真题)某学校物理兴趣小组用控制变量的方法比较a、b两种液体的比热容和。他们在实验室让质量相同的a、b两种液体吸收相同的热量后,液体a的温度从升高到,液体b的温度从升高到,a、b两种液体均未沸腾。由此可知( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】ABC.由题意,已知a、b两种液体质量相同,吸收相同的热量,即,
a液体吸收热量后,温度变化量
b液体吸收热量后,温度变化量
由,变形得,因为、相同,越大,越小。由于,所以a、b两种液体的比热容,故A符合题意,BC不符合题意;
D.两种液体温度变化量比值,则
a液体的比热容,b液体的比热容
则,则
故D不符合题意。
故选A。
【典例26】(2025·黑龙江·中考真题)下列实例中与水的比热容有关的是( )
A.北方冬天气温较低,户外的水管容易冻裂
B.沿海地区的昼夜气温差比内陆地区小
C.天热时在地面上撒水是为了降低室内温度
D.刚洗的衣服放在通风的环境中会干得快些
【答案】B
【解析】A.北方冬天气温较低,户外的水管容易冻裂,是因为水结冰时,质量不变、密度变小、体积变大,与水的比热容较大无关,故A不符合题意;
B.内陆地区沙子多水少,沙子的比热容比水小,白天在太阳的照射下,受热情况相同时,沙子的温度上升比水多,而晚上在同样的放热情况下,沙子的温度下降得也多,所以内陆地区的昼夜气温差比沿海地区大,与水的比热容较大有关,故B符合题意;
C.天热时在地面上撒水是通过水蒸发吸热来降低室内温度,与水的比热容较大无关,故C不符合题意;
D.刚洗的衣服放在通风的环境中会干得快些,是加快了衣服表面的空气流动速度而加快了蒸发,与水的比热容较大无关,故D不符合题意。
故选B。
【典例27】(2025·湖北·中考真题)某种温室大棚由棚膜和土墙搭建而成。为使大棚白天吸收太阳更多的能量,科研人员指导农户用水墙替换土墙,如图。这是利用水比土有更大的( )
A.比热容 B.密度 C.电阻 D.质量
【答案】A
【解析】为使大棚白天吸收太阳更多的能量,科研人员指导农户用水墙替换土墙,这是因为水比土有更大的比热容,由可知,在质量和升高温度一定时,能吸收更多热量,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
【典例28】(2025·四川成都·中考真题)小雨探究液体的凝固特点:先在两个相同容器中分别装入初温为20℃、质量为100g的水和某液体M,再各放入一个温度传感器,然后使它们冷却凝固。若单位时间内它们放出的热量相等,用测得的数据绘出两种物质温度随时间变化的图像,如图所示。已知,实验在标准大气压下进行,下列说法正确的是( )
A.液体M的比热容为
B.液体M放热能力比水放热能力强
C.在时间段两种物质都是固液共存状态
D.从20℃刚好降到0℃时,水放出的热量小于M放出的热量
【答案】A
【解析】A.由图可知,上面物质的凝固图像中,凝固为0℃,下面物质的凝固图像中,凝固为-4℃,所以上面物质是水,下面物质是液体M;由题意可知,单位时间内它们放出的热量相等,则,由图可知,0~t2时间内,它们放出的热量相等,水由20℃降温到4℃,液体M由20℃降温到-4℃,则
则水和某液体M的质量相等,则液体M的比热容为
故A正确;
B.由于水和某液体M的质量相等,单位时间内它们放出的热量相等,水的温度变化慢,所以水的放热能力强,故B错误;
C.由图可知,液体M在时间段处于凝固过程中,是固液共存状态,水在时间段处于凝固过程中,是固液共存状态,故C错误;
D.由图可知,从20℃刚好降到0℃时,水放热时间比液体M放热时间长,由于单位时间内它们放出的热量相等,所以水放出的热量大于M放出的热量,故D错误。
故选A。
【典例29】(2025·江苏南通·中考真题)小明用电水壶烧水给爷爷奶奶泡茶。该壶保温性能较好,烧水时壶会吸收一些热量。在壶中装入500mL的水,加热至沸腾,用时2min。水用完后,他又在壶中装入1000mL的水,加热至沸腾,所需时间最有可能的是( )
A.2min B.4min
C.大于2min且小于4min D.大于4min
【答案】C
【解析】A.如果所需时间为2min,则与第一次加热500mL水的时间相同。但第二次水量加倍(1000mL),即使壶在第二次加热时吸收较少热量(因壶已预热),加热时间也应增加,不可能与第一次相同。因此A不合理,不符合题意;
B.如果所需时间为4min,则相当于水量加倍导致时间加倍,但这仅在壶不吸收热量或壶在第二次加热时完全冷却的情况下成立。由于壶吸收热量且保温性能好,壶在第二次加热时已预热,吸收热量较少,因此时间应少于4min。因此B不合理,不符合题意;
C.第二次水量加倍(1000mL),由Q=cmΔt可知,加热所需热量加倍,但因壶在第一次加热后已预热且保温好,壶吸收热量减少,故时间应少于4min;同时,水量增加导致时间多于2min。因此C最合理,符合题意。
D.如果所需时间大于4min,则意味着加热时间超过水量加倍的比例,但壶在第二次加热时吸收较少热量,应减少时间,不可能大于4min。因此D不合理,不符合题意。
故选C。
【典例30】(2024·山东青岛·中考真题)(多选)小明在海边玩耍,感觉沙滩上的沙子很热,海水却比较凉爽。某天,他从6时到22时对沙子和海水的温度进行了测量,绘成的温度随时间变化图象如图所示.下列分析正确的是( )
A.早晨6时,海水的温度比沙子高 B.6时到14时,沙子吸收的热量比海水多
C.14时到22时,海水降低的温度比沙子小 D.利用此图象可以比较海水和沙子的比热容
【答案】ACD
【解析】A.由图可知,早晨6时,海水的温度为15℃,沙子的温度为10℃,海水的温度比沙子高,故A正确;
B.在同一片天空,太阳每小时放出的热量相同,即海水和沙子每小时吸收的热量相同,故6时到14时,沙子吸收的热量和海水吸收的热量相等,故B错误;
C.由图可知,在14时海水温度比沙子低,在22时海水的温度比沙子高,故14时到22时,海水降低的温度比沙子小,故C正确;
D.利用此图象可知,沙子升温快,降温也快,海水升温慢,降温也慢,温度变化快慢可以反应比热容的大小,故可以比较海水和沙子的比热容,故D正确。
故选ACD。
【典例31】(2025·山东东营·中考真题)如图是中国自主产权的盾构机工作时的模拟场景。盾构机前端安装了“削铁如泥”的刀盘,刀盘旋转工作时会产生大量的热,这是通过 方式改变物体内能的。工作中需要用水给刀片降温,主要利用了水的 较大的特性。
【答案】做功 比热容
【解析】[1]盾构机的刀盘旋转击碎石料的过程中,刀盘与石料摩擦,使刀盘的温度升高,内能增大,将机械能转化为内能,是通过做功方式改变了刀盘的内能。
[2]质量相同的水和其他物质相比,由于水的比热容比较大,在升高相同温度时可以吸收更多的热量,用水给刀片降温,这是利用水的比热容较大的特点。
【典例32】(2025·黑龙江哈尔滨·中考真题)图甲是探究“水沸腾规律”的实验装置,图乙是水的温度随加热时间变化的图像。由图像可知:水在沸腾过程中,温度 。若烧杯中水的质量为0.1kg不变,根据乙图像计算出水在0~6min吸收的热量是 J。[c水=4.2×103J/(kg·℃)]
【答案】不变 4.2×103
【解析】[1]由图像可以看出,水沸腾前吸收热量,温度持续升高,达到沸点100℃,沸腾后吸收热量温度不变。
[2] 烧杯中水的质量为0.1kg不变,0~6min水的温度由90℃升高到100℃,升高了10℃,水吸收的热量
【典例33】(2025·甘肃兰州·中考真题)如图所示是对某种固态物质加热变成液态时温度随时间变化的曲线,加热过程中物质在相同时间内吸收的热量相同。请根据图像回答:
(1)由图可知该物质是 (选填“晶体”或“非晶体”),它的熔点是 ℃;
(2)该物质在固、液两种状态时的比热容大小关系是:c固 c液(选填“>”、“<”或“=”)。
【答案】(1)晶体 48 (2)>
【解析】(1)[1][2]该物质具有固定的熔化温度,故为晶体;如图所示,熔化时,固定不变的温度,即为熔点,故熔点为48℃。
(2) 由图像可知,加热相同时间,物质固态时温度的变化小于液态时温度的变化。而加热时间相同,即吸收的热量相同,固态时温度变化较小,由Q吸=cmΔt可知,固体时的比热容更大,c固>c液。
【典例34】(2025·山东威海·中考真题)在两只相同石锅内分别添加质量、初温均相同的高汤和清水,用相同热源加热, (选填“高汤”“清水”)升温较快;清水沸腾后关火,发现继续沸腾一段时间,说明石锅温度 (选填“低于”“等于”“高于”)水的温度。(c高汤<c水)
【答案】高汤 高于
【解析】[1]用相同的热源加热相同的时间,说明吸收的热量相等。当吸收热量相等时,由可知,质量相等时,比热容越小,升高的温度越多,高汤的比热容小于水的比热容,故高汤升温快。
[2]清水沸腾后关火,发现继续沸腾一段时间,说明水还能吸收到热量,则石锅温度高于水的温度。
考点五 比较不同物质的吸热情况
【典例35】(2025·辽宁·中考真题)如图甲,某小组在两个相同的烧杯中分别装入质量相同的水和食用油,比较它们的吸热能力。
(1)为使两个电加热器在单位时间内放出的热量相同,电加热器的规格应 ;
(2)本实验中使用的液体温度计是根据液体 的规律制成的;
(3)每隔0.5min记录一次温度,并将数据记录在下表中。第2.5min时,食用油中的温度计示数如图乙所示,为 ℃。
加热时间/min
0
0.5
1
1.5
2
2.5
…
水的温度/℃
25
27
29
31
33
35
…
食用油的温度/℃
25
30
34
37
42
…
分析表中数据,发现 吸热能力强;
(4)为使内部充有液态介质的电暖器通电后能迅速升温,内部应充入吸热能力较 (选填“强”或“弱”)的介质。(仅从吸热能力的角度分析)
【答案】(1)相同 (2)热胀冷缩 (3)46 水 (4)弱
【解析】(1)根据公式可知,要比较水和食用油的吸热能力,控制变量法中除了液体质量相同外,加热器在单位时间内放出的热量也要相同,才能通过比较相同时间内的升高的温度来比较它们的吸热能力。所以,两个电加热器的规格必须相同,这样在相同时间内它们放出的热量才相等,才能用加热时间的长短反映液体吸收热量的多少。
(2)液体温度计的原理是液体的热胀冷缩性质,常见温度计如酒精温度计、煤油温度计、水银温度计都是利用这个规律。
(3)[1]由图乙可知,温度计的分度值为1℃,其示数为46℃。
[2]分析表中数据,加热相同时间,水升温慢。根据比较吸热能力的方法,即相同质量的不同物质,吸收相同热量,温度升高慢的吸热能力强,所以水的吸热能力强。
(4)根据可知,为使内部充有液态介质的电暖器通电后能迅速升温,在质量和吸收热量相同的情况下,应选用比热容小的物质,也就是吸热能力较弱的介质。
【典例36】(2025·山东滨州·中考真题)某实验小组用图甲所示装置探究冰熔化时温度的变化规律,并根据实验数据绘制了图乙所示的温度随时间变化的图象。
(1)图甲所示装置中,用“水浴法”加热的好处是 (写一种即可)。
(2)某一时刻温度计示数如图甲所示,此时试管中碎冰的温度是 ℃。
(3)由图象可知:冰的熔化过程历时 min,这一过程需要不断 ,温度 。
(4)AB段和CD段升高相同的温度,CD段吸热时间更长,这是因为水在液态时的吸热能力 (选填“强”或“弱”), 大的缘故。
【答案】(1)受热均匀/减慢熔化过程便于观察 (2) (3)10 吸热 不变 (4)强 比热容
【解析】(1)在探究冰熔化时温度的变化规律实验中,采用“水浴法”加热,水可以缓慢地将热量传递给试管中的冰,使冰受热均匀,避免了局部温度过高或过低的情况,从而能更准确地探究冰熔化时温度的变化规律。所以图甲所示装置中,用“水浴法”加热的好处是使冰受热均匀。
(2)观察图甲中的温度计,其分度值为1℃,液柱在0℃以下第2个小格处,所以此时试管中碎冰的温度是-2℃。
(3)[1]由图乙可知,冰从第5min开始熔化,到第15min完全熔化,所以冰的熔化过程历时
[2][3]冰是晶体,晶体在熔化过程中需要不断吸收热量,但温度保持不变。
(4)[1][2]由可知,在质量m和升高的温度相同的情况下,吸收的热量与比热容c成正比。AB段和CD段升高相同的温度,CD段吸热时间更长,说明CD段吸收的热量更多,即水在液态时的比热容更大。比热容越大,物质的吸热能力越强,所以水在液态时的吸热能力强。
【典例37】(2025·山东泰安·中考真题)在“探究物质的吸热能力”的实验中,两个相同的容器内分别装入质量、初温都相同的两种液体a、b,用相同的电加热器给它们加热,用温度计测量液体的温度,实验装置如图甲所示。
(1)实验中某时刻温度计示数如图乙所示为 ℃。
(2)加热相同的时间,温度变化小的液体吸热能力 (选填“强”或“弱”);液体的内能增加是通过 (选填“热传递”或“做功”)的方式改变的。
(3)根据实验数据,绘制出了如图丙所示温度随时间变化的图像。分析图像可知:如果要自制暖手袋,应选吸热能力强的液体 (选填“a”或“b”)作为供暖物质,效果更佳。
【答案】(1)29 (2)强 热传递 (3)a
【解析】(1)由图乙可知,温度计的分度值为1℃,实验中某时刻温度计示数如图乙所示为29℃。
(2)[1]用相同的电加热器加热相同的时间,表示吸收相同热量,液体质量相同,由可知,温度变化小的液体比热容大,吸热能力强。
[2]对液体加热,液体吸收热量,液体的内能增加是通过热传递的方式改变的。
(3)由图像可知,质量相同的a、b两种液体,吸收相同热量,即加热相同时间,a升高的温度低,由可知,a的比热容大,a的吸热能力强,因此如果要自制暖手袋,应选吸热能力强的液体a作为供暖物质,效果更佳。
【典例38】(2025·黑龙江绥化·中考真题)图甲是某兴趣小组同学“探究冰熔化时温度的变化规律”的实验装置。(实验中不考虑水的质量变化等因素)
(1)组装实验器材时,应按 (选填“自上而下”或“自下而上”)的顺序。
(2)下列措施中,能使冰受热均匀的是______(选填字母)。
A.加热过程中不断搅拌
B.温度计的玻璃泡完全浸没在冰中
C.通过水给试管加热
(3)某时刻温度计的示数如图乙所示,其示数为 ℃。
(4)根据实验数据绘制的温度随时间变化关系图像如图丙,冰在B点时的内能 (选填“大于”“小于”或“等于”)在C点时的内能。
(5)冰在熔化过程中的特点是 。
(6)实验后,某同学根据图丙计算出冰的比热容是 。
【答案】(1)自下而上 (2)AC (3) (4)小于
(5)持续吸热,温度保持不变(或吸收热量,温度不变) (6)
【解析】(1)实验时,要用酒精灯的外焰加热,温度计的玻璃泡要要全部浸没在被测物体中,不能碰到试管壁和试管底,因此组装实验器材时,应按自下而上的顺序。
(2)实验中,为了能使冰受热均匀,实验时通过水给试管加热,即采用水浴加热,加热过程中不断搅拌;为了准确测得温度,温度计的玻璃泡完全浸没在冰中,故能使冰受热均匀的是AC。
(3)某时刻温度计的示数如图乙所示,温度计的分度值为1℃,液柱的液面在0℃以下,其示数为-4℃。
(4)如图丙,BC段为熔化过程,熔化过程中,冰吸收热量熔化成水,内能增加,温度保持不变,因此冰在B点时的内能小于在C点时的内能。
(5)如图丙,BC段为熔化过程,熔化过程中,温度保持不变;冰在熔化过程中的特点是持续吸热,温度保持不变。
(6)由图丙可知,相同时间内冰和水吸收的热量相同,冰在4min内温度升高了6℃,水的温度升高了3℃,冰的比热容
【典例39】(2024·甘肃兰州·中考真题)小涵和小怡一起用如图甲所示的装置“探究水在沸腾前后温度变化的特点”。
(1)观察可以发现,图甲中实验仪器的组装存在一处明显的错误,该错误是 。纠正错误后,用酒精灯给水加热,观察水温和水中气泡的变化情况,待水温升至60℃左右时,开始记录,每隔1min记录一次水的温度和实验现象,然后根据实验数据绘制出温度随时间变化的关系图像;
(2)小涵发现自己每次记录的温度值都要比同一次小怡记录的数值高,分析后发现是自己读取温度计示数时,视线不规范造成的,根据上面的情况可知,小涵读数时是按图乙中 (选填“A”、“B”或“C”)所示的情景读取的;
(3)小涵在老师的指导下,重新设计了实验,将热源换成电火锅,并进一步探究水沸腾的条件:
①在电火锅内倒入大半锅水,将装有适量水的玻璃杯放入电火锅中的支架上,让玻璃杯中的水面低于锅内水面;
②打开电火锅,对电火锅内的水加热,待锅中的水沸腾一段时间后,用温度计测量可以发现锅内和玻璃杯中的水温 (选填“相同”或“不相同”)。小涵观察还发现,当锅内水沸腾后,玻璃杯中的水 (选填“也沸腾”或“不沸腾”),由此得出水沸腾必须满足的条件: 并且 ;
(4)小怡在老师的指导下用相同热源对初温和质量都相等的不同液体A、B同时加热,“探究物体吸收热量的多少跟哪些因素有关”,根据实验数据绘制出温度随时间变化的关系图像如图丙所示;
①由图丙可知, (选填“A”或“B”)液体的吸热能力更强;
②本实验中,小怡是用 (选填“升高温度的多少”或“加热时间的长短”)来表示液体吸收热量的多少。
【答案】(1)温度计玻璃泡与容器底部接触。 (2)A (3)相同 不沸腾 达到沸点
继续吸热 (4)B 加热时间的长短
【解析】(1)[1]图甲中实验仪器的组装存在一处明显的错误,该错误是温度计玻璃泡与容器底部接触。
(2)[2]按A读数,会造成读数偏大,按C读数,会造成读数偏小,按B读数,是正确的,故小涵读数时是按图乙中A所示的情景读取的。
(3)[3][4][5][6]待锅中的水沸腾一段时间后,玻璃杯中的水与锅中的沸腾的水温度相同,但是玻璃杯中的水不沸腾,因为玻璃杯中的水虽然达到了沸点,但是玻璃杯中的水与锅中的沸腾水温度相同,无法继续吸热,所以玻璃杯中的水不沸腾,说明沸腾的条件是达到沸点且能继续吸热。
(4)[7]加热时间相同,即吸收热量相同,B液体温度的改变量小,则B液体的吸热能量强,比热容更大。
[8]相同热源加热的目的是,保证不同液体在相同时间内吸收热量相同,则小怡是用加热时间的长短来表示液体吸收热量的多少。
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$热传递过程中传递的热的多少
热量
单位:J
影响因素:物质的种类和状态
物理意义:反映物质吸放热能力的强弱
0
热量比热容
比热容
定义式:
c=e
m△i
单位:焦每千克摄氏度,符号J/(kg℃)
食用
应用:调节温度、导热介质
方案一:加热相同的时间,比较升高温度
比较不同物质吸收热量的情况
实
方案二:升高相同的温度,比较加热时间
物质由分子、原子构成
物质的构成
分子的直径约为101m
内能
分子在不停地做无规侧运动
②分子动理论的初步知识
分子热运动
扩散现象:表明分子在不停地做无规则运动
温度越高,分子热运动越剧烈,扩散越快
分子间作用力一
分子间同时存在着相互作用的引力和斥力
物质的三态、
固体
体
气体
定义一构成物体的所有分子,其热运动的动能与分子势能的总和
898
9
影响因素一
质量、温度、种类、状态、体积等
9
③内能
物体对外做功,自身内能减小
做功
外界对物体做功,物体内能增加
实质:内能和其他形式能的相互转化
改变方式
物体吸收热量,内能增加
热传递
物体放出热量,内能减小
实质:能量的转移