第十三章 内能 复习讲义--2026-2027学年人教版物理九年级全一册

暑季研思・九年级全一册物理暑期培优专项讲义 第十三章 内能 知识归纳与题型总结 题型01 热量 比热容 一、热量 热传递 1、热量定义：在热传递过程中，传递能量的多少叫作热量。热量通常用字母Q表示。 （1）热量是热传递过程中物体内能的改变量，因此，热量是个过程量。只有在热传递过程中，才能谈论热量，离开热传递过程谈热量是毫无意义的。 （2）我们不能说某个物体具有或含有多少热量，更不能比较两个物体具有热量的多少。热量只能与表示过程的词语连用，如“吸收热量”“放出热量”。 2、热传递：热量从高温物体传递到低温物体，或从物体的高温部分传递到低温部分的现象，叫做热传递。 二、比热容 1、比热容定义：单位质量的某种物质，温度升高1℃所吸收或者降低1℃所放出的热量叫做这种物质的比热容。 2、比热容是物质的一种属性，每种物质都有自己的比热容。比热容的大小与物体的种类、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。 三、热量的简单计算 1、吸热：Q吸=cm△t=cm(t-t0)；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。 四、比热容的应用 1、由于水的比热容较大，一定质量的水吸收（或放出）很多的热而自身的温度却变化不多，有利于调节气候。 2、一定质量的水升高（或降低）一定温度吸热（或放热）很多，有利于用水作冷却剂或取暖。 【探究归纳】热量是热传递过程中物体内能转移的多少，单位焦耳（J）；比热容是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，单位 J/(kg・℃)，反映物质吸放热能力，二者通过公式 Q=cmΔt 关联，是热学中描述能量传递与物质特性的核心概念。 【典例1-1】如图所示，开元湖边的建筑在水中的倒影是由于光的_____________形成的；炎热的夏天，人们在湖边漫步会感觉到凉爽，这是由于水的_____________较大，能起到调节气温的效果。 【答案】 反射 比热容 【详解】水中的倒影属于平面镜成像现象，是由光的反射形成的。 水的比热容较大。相同质量的水和其他物质相比，在吸收相同热量时，水的温度升高较慢。炎热的夏天，湖水吸收大量的热量，温度升高不明显，周围环境温度也不会过高，所以人漫步在湖水旁会感到凉爽，这是水的比热容大起到了调节气温的效果。 【典例1-2】如图所示是运输淡水鱼所用的箱体，运输过程中，水中添加少量食盐可降低鱼类应激反应，同时搭配增氧浮球保障溶氧量，下列相关说法正确的是（     ） A．悬浮在水中的鱼受到的浮力大于重力 B．加盐溶解后箱底受到的液体压强变小 C．加盐溶解后漂浮的增氧浮球受到的浮力不变 D．因为水的比热容大，吸热相同时水比煤油升温多 【答案】C 【详解】A．悬浮时物体受力平衡，浮力等于重力，所以悬浮的鱼受到的浮力等于重力，故A错误； B．加盐后水的密度增大，深度不变，根据 ，箱底受到的液体压强变大，故B错误； C．增氧浮球始终漂浮，浮力等于自身重力，重力不变则浮力不变，故C正确； D．水的比热容大，吸热相同时水升温更少，故D错误。 故选C。 【典例1-3】热爱物理实验的小明在两个相同容器中分别装入初温为20℃、质量为100 g的水和液体M，使它们冷却凝固，绘制出温度随时间变化图像如图所示。若单位时间内它们放出的热量相等，c水=4.2×103 J/（kg·℃），实验在1个标准大气压下进行。则从20℃刚好降到0℃时，水放出的热量_________（选填“大于”“小于”或“等于”）液体M放出的热量；液体M的比热容为_________J/（kg·℃）。 【答案】 大于 2.8×103 【详解】由图可知，上面物质的熔化图像中，熔点为，下面物质的熔化图像中，熔点为，所以上面物质是水，下面物质是液体，由题意可知，单位时间内它们放出的热量相等，则，由图可知，时间内，它们放出的热量相等，水由降温到，液体由降温到，根据题意有 由题可知水和某液体的质量相等，则液体的比热容为 质量相同的水和液体，降低相同的温度，比热容大的物质放出热量多，因，则水放出的热量大于放出的热量。 题型02 分子动理论的初步认识 一、分子热运动 1、物质的构成：宇宙是由物质组成的，物质是由分子组成的；分子是由原子组成的，原子是由原子核和核外电子组成的，原子核是由质子和中子组成的。 2、分子动理论内容 （1）物质是由分子构成的。 （2）一切物体的分子都在不停地做无规则运动。 （3）分子间存在相互作用的引力和斥力。 （4）分子之间有间隙。 3、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。热运动是分子运动，属于微观运动，不可能停止，而机械运动是整个物体运动，属于宏观运动，可以停止。 4、扩散：不同物质相互接触，彼此进入对方的现象。 （1）不同物质扩散快慢不同，一般情况下，气体扩散最快，固体最慢。 （2）扩散快慢还与温度有关，温度越高，扩散越快。 （3）扩散是分子运动的结果，如果因搅拌、风力、重力等外在因素使物体发生了宏观运动，这样的现象不属于扩散现象。 二、分子间作用力 1、分子间存在相互作用力，包括分子引力和分子斥力，且是同时存在的。 2、正常情况下，分子引力和分子斥力彼此平衡，对外表现为无力。 3、当压缩物体时，分子斥力大于分子引力，对外表现为斥力。 4、当拉伸物体时，分子引力大于分子斥力，对外表现为引力。 5、分子间作用力（包括引力和斥力）随着分子间的距离增大而减小。 6、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。 （7）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。 【探究归纳】分子动理论指出物质由大量分子组成，分子永不停息地做无规则热运动（如扩散现象），分子间存在相互作用的引力和斥力，同时分子间有间隙，该理论从微观角度解释了宏观热现象（如温度、内能变化），是热学基础理论的重要组成部分。 【典例2-1】夏季荷花绽放，在荷塘边，荷花香扑面而来，这是_______现象。露珠在花瓣上悬而未滴，这是因为分子间存在_______。 【答案】 扩散 引力 【详解】荷花香扑面而来，是因为荷花的香味分子在不停地做无规则运动，扩散到空气中，被人闻到，这是扩散现象。露珠在花瓣上悬而未滴，是因为分子间存在引力，使得水分子聚集在一起，不会滴落。 【典例2-2】生活中，人们为了方便携带香水，如图所示，常使用注射器将大瓶香水分装到小瓶中。在分装过程中，可观察到两种现象：很快就能闻到浓郁的香水气味；香水液体很难被压缩。请用分子动理论的相关知识解释以上两种现象。 【答案】 能很快闻到浓郁的香水气味，是因为分子在永不停息地做无规则运动，香水分子发生扩散运动进入空气中，因此可以闻到香水气味。 香水液体很难被压缩，是因为分子之间存在相互作用的斥力。 【详解】略。 【典例2-3】某学习小组周末参观了汕头小公园开埠区，对骑楼随处可见的墙砖产生浓厚兴趣，开展了相关的项目式学习活动。    【项目主题驱动问题】如何运用多学科知识理解砖块的演变？ 【项目任务】任务一：了解砖块的制作工艺原理 任务二：探究空心砖与实心砖的保温性能 【项目实施】 任务一：了解砖块的制作工艺原理 (1)一块砖从土变成砖的过程涉及多道工序，包括原料准备、制坯成型、干燥、烧制和后期处理等环节。在制坯成型环节，将纯土加水揉炼，该过程可将泥土颗粒黏合在一起，是因为分子间存在_______力；制成砖坯后，传统工艺靠牛力踩踏或水车研磨，现代则使用制砖机挤压成型，可见砖坯具有_______（选填“弹性”“塑性”或“脆性”）； (2)为建设节约型社会，现代许多建筑采用孔洞率为30%的空心砖（如图1）来砌墙。某长方体实心砖质量为，若改用规格（外表总体积和材料）相同的空心砖代替，可节省的材料质量为_______（孔洞率：砖的空心体积占其外表总体积的百分比）； 任务二：探究空心砖与实心砖的保温性能。 (3)提出问题与实验探究 ①提出问题：哪种砖的保温性能更好？ ②实验探究：如图2所示，准备材质、底面积和_______相同的实心砖和空心砖各一块，两个相同的恒温加热器，红外测温枪放在砖块正上方距离相等的位置，每隔相同时间记录测温枪示数，记录砖块上方温度如图3所示； (4)分析论证：由图3可得_______（选填“实心砖”或“空心砖”）的保温性能更好，判断依据是：_______。 【答案】(1) 引 塑性 (2)1.8 (3)厚度（高度） (4) 空心砖 相同时间内空心砖升温更慢（升高相同温度，空心砖需要的时间更多） 【详解】（1）分子间存在相互作用的引力与斥力，泥土颗粒能黏合在一起，是因为分子间存在引力；受力形变后，撤去外力不能自动恢复原状的性质是塑性，砖坯挤压后保持成型，因此砖坯具有塑性。 （2）已知孔洞率为空心体积占外表总体积的百分比，空心砖和实心砖材料密度、外表总体积都相同，质量与体积成正比，可节省的材料质量 （3）探究保温性能实验利用控制变量法，需要保持砖的材质、底面积、厚度等影响导热的变量相同，只改变砖的种类。 （4）保温性能越好，相同时间内透过砖传导到上方的热量越少，上方温度升高越慢；由图3可知，相同时间内空心砖上方温度更低，升高更慢，因此空心砖保温性能更好。 考点03 内能 一、内能：物体内部所有分子热运动的分子动能与分子势能的总和，叫做物体的内能。 1、因为一切物质分子都在不停地做无规则的运动，所以物体的内能不可能为零， 任何物体在任何情况下都具有内能。 2、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。 3、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。 4、内能大小与物体的质量、温度、状态等有关。 二、内能的改变的两种方法：做功和热传递。 1、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。 2、热传递发生的条件：存在温度差；能量（内能）从高温物体转移到低温物体。 （1）高温物体内能减小，温度降低，放出热量。 （2）低温物体内能增大，温度升高，吸收热量。 3、做功和热传递在改变内能方面是等效的，但实质不同：做功改变内能属于能的转化，热传递改变内能属于能的转移。 三、温度、内能、热量之间的关系 1、物体温度升高，内能一定增大，但不一定吸收热量，因为做功也可以使物体的内能增大。 2、物体内能增大，温度不一定升高，也不一定吸收热量，因为内能增大有可能是因为状态改变造成的，做功也可以使物体的内能增大。 3、物体吸收热量，内能一定增大，但温度可能升高，也可能不变，因为吸收热量有可能改变物体的状态。 【归纳总结】内能是物体内所有分子热运动的动能与分子势能的总和，其改变方式包括热传递（能量转移，如热传导、对流、辐射）和做功（能量转化，如摩擦生热、压缩气体），二者在改变内能上等效，是理解物体热状态变化及能量转化的核心知识。 【典例3-1】“手工拼豆”深受小朋友们喜爱。制作时，先将一颗颗五颜六色的塑料“豆子”按照设计好的图案整齐摆放在平板上；然后用熨斗熨烫，“豆子”慢慢变软，待其变为黏稠状态时停止加热，这一过程中所发生的物态变化是____________；让其自然降温冷却一段时间后，“豆子”重新凝固，相邻的“豆子”相互粘连在一起，一个可爱的拼豆作品就制作完成了，后一过程中通过____________的方式改变了“豆子”的内能。 【答案】 熔化 热传递 【详解】原本固态的塑料“豆子”受热后，逐渐变软变为黏稠的液态，物质由固态变为液态的物态变化是熔化；改变内能的方式分为做功和热传递，高温的豆子自然降温冷却时，通过向外释放热量减小自身内能，该过程是通过热传递的方式改变内能。 【典例3-2】如图所示，图甲为篆书中“煮”的写法，表示用火烧煮食物，则烧煮食物的过程中改变物体内能的方式是______（选填“做功”或“热传递”）；图乙是我国古代汲水装置——桔槔，该装置是______（填简单机械名称）。 【答案】 热传递 杠杆 【详解】改变物体内能的方式分为做功和热传递，烧煮食物时，热量由火转移到食物，是通过热传递的方式改变内能；桔槔可绕固定支点转动，符合杠杆的结构特征，因此属于杠杆。 【典例3-3】冬天，小明的爷爷和奶奶分别穿上了羽绒衣和棉衣，他们都说自己的衣服很保暖。于是小明设计了如题图所示的装置来探究羽绒和棉絮哪个的保温性能更好。 (1)实验中，除了温度计外，还需要的测量工具是___________。在甲、乙两个相同的瓶子中装入___________和温度都相同的热水，瓶外分别用大小和厚度都相同的羽绒和棉絮包好，放在同一地点使其自然冷却，然后每隔一段时间观察并记录水温，数据如下表所示； 时间/min 0 10 20 30 *** 240 250 260 270 280 甲瓶内水温/℃ 80 73 68 64 *** 11.5 11 10.5 10 10 乙瓶内水温/℃ 80 71 65 60 *** 10 10 10 10 10 (2)瓶内水的内能逐渐减少是通过___________的方式改变了烧瓶内水的内能；分析表中数据可知实验结束时的环境温度为___________℃； (3)分析数据可得出___________（选填“羽绒”或“棉絮”）的保温性能更好。除了采用“降低相同的温度，比较所花时间的长短”的方法来比较两种面料的保温性能外，根据上述数据，你还可以采用“___________”的方法来比较两种面料的保温性能。 【答案】(1) 停表 质量 (2) 热传递 10 (3) 羽绒 相同时间内，比较温度降低的多少 【详解】（1）实验需要测量时间来记录不同时间的水温，因此除温度计外还需要秒表（或停表）；本实验用到控制变量法，需要保证两个瓶子中热水的质量和初始温度都相同，才能比较保温性能。 （2）热水自然冷却，向外散发热量，是通过热传递的方式减少内能；当水温降低到与环境温度相同时，温度不再变化，由表格可知最终水温稳定在10℃，因此环境温度为10℃。 （3）由数据可知，相同时间内，包羽绒的甲瓶水温降低得更慢，说明羽绒阻挡热量散失的能力更强，因此羽绒保温性能更好。比较保温性能有两种方法：除了降低相同温度比较时间，还可以在相同时间内，比较水温降低的多少，相同时间内降温越少，保温性能越好。 一、选择题 1．分析下列几种现象中温度变化的原因，其中一种与其它三种不同的是（　　） A．开啤酒瓶盖瞬间，瓶口的二氧化碳气体温度会降低 B．冬天，用嘴向手心哈气，会感到温热 C．用打气筒打气，过了一会儿就感到筒身发热 D．杀虫剂之类的自动喷剂，当喷了一会儿，罐身温度会降低 【答案】B 【详解】A．开啤酒瓶盖时，瓶内二氧化碳膨胀对外做功，内能减少、温度降低，属于做功改变内能，故A不符合题意； B．向手心哈气时，呼出的高温水蒸气遇冷液化放热，通过热量转移让手心升温，属于热传递改变内能，故B符合题意； C．打气筒打气时，活塞压缩气体做功，机械能转化为内能，温度升高，属于做功改变内能，故C不符合题意； D．喷杀虫剂时，罐内气体对外做功，内能减少、罐身温度降低，属于做功改变内能，故D不符合题意。 故选B。 2．诗句“儿童散学归来早，忙趁东风放纸鸢”中的“纸鸢”即风筝，其制作主要经过“扎”“绘”“糊”“放”等过程。下列说法错误的是（　　） A．“扎”时选择竹篾做风筝骨架，利用了竹篾具有良好的弹性 B．“绘”时闻到颜料淡淡的气味，是因为分子不停地做无规则运动 C．“糊”时胶水能将纸和框架粘住，利用了分子间存在斥力 D．“放”时风筝加速上升，利用了流体压强与流速的关系 【答案】C 【详解】A．“扎”时选择竹篾做风筝骨架，利用了竹篾具有良好的弹性，不容易折断，故A正确，不符合题意； B．“绘”时闻到颜料淡淡的气味，是因为分子不停地做无规则运动，是扩散现象，故B正确，不符合题意； C．“糊”时胶水能将纸和框架粘住，利用了分子间存在引力，故C错误，符合题意； D．“放”时风筝加速上升，风筝飞行时，其上方空气流速大于下方空气流速，导致上方压强小于下方压强，从而产生向上的升力，这是利用了流体压强与流速的关系，故D正确，不符合题意。 故选C。 3．“打铁花”是我国非物质文化遗产。夜幕下，艺人将生铁烧成铁水，舀起奋力一击，金色铁花在空中划过后冷却落地。下列说法正确的是（     ） A．熔炉温度刚好达到生铁的熔化温度 B．生铁化成铁水需要吸收热量 C．铁水冷却落地是凝华现象 D．铁水冷却时内能保持不变 【答案】B 【详解】AB．要使生铁化成铁水，熔炉温度高于生铁的熔化温度，过程从固态变液态，物态变化是熔化，需要吸收热量，故A错误，B正确； CD．铁水冷却落地是液态变固态，物态变化是凝固，放热，内能减少，故CD错误。 故选B。 4．下列四幅图选自中国古代科技著作《天工开物》，对图中场景解释正确的是（　　） A．“场中打稻”中将稻粒从稻秆上摔打下来是因为稻粒具有惯性 B．“透火焙干”中把湿纸贴在墙上焙干利用了湿纸受到的重力 C．“水转筒车”中竹筒匀速转动时运动状态没有发生改变 D．“炒蒸油料”中油料随锅铲而动，说明力是维持物体运动的原因 【答案】A 【详解】A．摔打稻秆时，稻秆受力停止运动，稻粒由于惯性保持原来的运动状态，从而从稻秆上脱离，故A正确； B．湿纸能贴在墙上依靠的是分子间的引力，“透火焙干”是利用热传递升高湿纸温度加快水分蒸发，并没有利用重力，故B错误； C．运动状态不变需要速度大小和方向都不变，竹筒匀速转动时运动方向不断改变，因此运动状态一直在改变，故C错误； D．根据力和运动的关系，力是改变物体运动状态的原因，不是维持物体运动的原因，故D错误。 故选A。 5．重庆火锅用电磁炉加热时，锅内汤汁持续沸腾。以下分析正确的是（    ） A．汤汁沸腾时温度持续升高 B．电磁炉通过做功改变汤汁的内能 C．香气四溢是因为分子做无规则运动 D．火锅上方“白气”的形成是汽化过程 【答案】C 【详解】A．锅中已沸腾的汤汁继续吸热而温度保持沸点不变，故A错误； B．改变物体的内能有做功和热传递两种方式，汤汁的内能增加是通过热传递的方式吸收热量实现的，故B错误； C．香气四溢是扩散现象，是由于香味分子永不停息地做无规则运动而造成的，故C正确； D．“白气”是由水蒸气遇冷液化形成的小水珠，故D错误。 故选C。 6．下表是一些物质的比热容。下列判断正确的是（　　） 比热容［］ 水 铝 煤油、冰 干泥土 沙石 铜 A．物质的比热容与物质的状态无关 B．100g水的比热容是50g水的比热容的2倍 C．质量相等的铝块和铜块吸收相同的热量，铜块温度变化较大 D．沿海地区比内陆地区昼夜温差小，是因为水的比热容较小 【答案】C 【详解】A．水和冰是同种物质的不同状态，比热容不同，说明比热容与物质状态有关，故A错误； B．比热容与质量无关，不同质量的水比热容相同，故B错误； C．由表格可知，当质量相等、吸收热量相同时，根据，比热容越小，温度变化越大，因此铜块温度变化较大，故C正确； D．沿海地区昼夜温差小，是因为水的比热容更大，相同吸放热情况下温度变化更小，故D错误。 故选C。 7．在保温瓶中装有大量的0℃的小碎冰，然后放入一小块-5℃的大冰块，盖好瓶盖，则（     ） A．小碎冰温度升高，大冰块温度降低 B．小碎冰温度降低，大冰块温度升高 C．小碎冰温度降低，大冰块温度不变 D．一段时间后，瓶内所有冰的温度都会变为-5℃ 【答案】B 【详解】0℃的小碎冰和-5℃的大冰块之间存在温度差，会发生热传递，热量会从温度高的0℃小碎冰，传递给温度低的-5℃大冰块。0℃是冰的熔点，小碎冰放出热量时，温度降低，大冰块吸收热量，温度会从-5℃逐渐升高。热平衡后温度在0℃与-5℃之间。 故选B。 8．温度差异常常会导致气压差异。风是从温度低、气压高的地方往温度高、气压低的地方吹。当地面受热不均匀形成气压差时，空气会形成如图所示的环形流动，形成不同方向的风。如图所示的A、B、C三个地面位置中，温度最高的地面位置是（　　） A．A地 B．B地 C．C地 D．B地和C地 【答案】A 【详解】地面受热不均匀时，热的地方空气受热膨胀上升，近地面形成低压；冷的地方空气冷却收缩下沉，近地面形成高压。从图中看，A地近地面为低压，说明A地空气受热上升，是三地中温度最高的区域；而B、C地近地面为高压，空气冷却下沉，温度相对较低。所以，温度最高的地点是A地，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 9．关于温度、热量、内能，下列说法正确的是（    ） A．温度高的物体，内能一定大 B．物体的温度越高，所含的热量越多 C．物体的内能增大，一定是外界对物体做了功 D．晶体在熔化过程中，继续吸热，温度不变，内能增大 【答案】D 【详解】A．内能的大小与物体的质量、温度、状态等因素有关，仅根据温度高不能判定内能一定大，故A错误； B．热量是过程量，只能描述为物体吸收或放出热量，不能说物体“所含的热量越多”，故B错误； C．改变物体内能的方式有做功和热传递两种，物体内能增大，可能是外界对物体做功，也可能是吸收了热量，并非一定是外界对物体做功，故C错误； D．晶体在熔化过程中，温度保持不变，但不断从外界吸热，其内能增大，故D正确。 故选D。 10．某固态物体的质量为m，其物质的比热容为c，用稳定的热源对它加热（物体在相同时间内吸收的热量相等），到时刻停止加热，然后让其冷却。上述过程中记录不同时刻的温度，最后绘制出温度随时间变化的图像（如图）。下列说法正确的是（　　） A．该物质在∼时间段的比热容不等于在0∼时间段的比热容 B．在∼时间段，该物质的比热容先增大后减小 C．在∼时间段，该物体放出的热量为 D．在0∼时间段，该物体吸收的热量为 【答案】D 【分析】先根据图像分析各时间段物质分别处于何种状态，知道物质种类和状态不变，比热容不变； 再利用固体吸热升温的相关数据可求出加热过程中单位时间内吸收的热量，从而根据熔化过程所用的时间求出熔化过程吸收的热量及凝固过程放出的热量（物质相同，质量不变凝固放热等于熔化吸热）。也可求出任何加热时间吸收的热量。 【详解】A．在时间段和时间段，该物质都处于固态。因此，这两个时间段内物质的比热容相等，故A错误； B．在时间段，物质先是液态吸热升温（），然后是液态放热降温（）。整个过程中物质都处于液态。比热容不变，故B错误； CD．在时间段，物体处于凝固过程，放出热量，且放出的热量等于其熔化时吸收的热量。熔化过程发生在时间段。在时间段，固态物体吸热升温，吸收的热量为 因为相同的加热仪器，相同时间内物质吸收的热量相同，所以，单位时间内物质吸热 所以时间段吸收的热量为 因此在时间段，物体熔化吸收的热量为 因为是同一物质，所以凝固放出的热量等于熔化吸收的热量，所以在时间段放出的热量也等于Q2，故C错误，D正确。 故选D。 二、实验题 11．【实验名称】探究水沸腾的特点 【证据】 (1)如图甲装置中，在安装时有一处错误，为了纠正错误，接下来应该调整________（选填“A”或“B”）的位置。 更正错误后进行实验，每隔固定的时间记录一次温度计的示数，直到水沸腾一段时间，记录的数据如表所示。 时间/min 0 1 2 3 4 5 6 7 水温/℃ 90 92 94 96 98 98 98 98 【解释】 (2)本实验中，水的沸点是________℃，水在沸腾前，不断吸热，温度升高；水在沸腾时，不断吸热，温度________。 【交流】 (3)实验过程中同学们就如何判断水何时沸腾展开了激烈讨论，合理的方法是________。 A．水的温度不变 B．持续产生大量气泡，气泡上升变大，到水面破裂 (4)有时为了保留食材的营养，会采用如图乙所示的隔水炖汤方式，炖盅内的汤________（选填“能”或“不能”）沸腾。 (5)小明取质量相等的水和盐水，分别放入相同的烧杯中，用相同的酒精灯加热至沸腾，根据实验数据，绘制温度随时间变化的图像如图丙所示，分析图像，发现： ①盐水的________比水小； A．密度    B．比热容 ②盐水的沸点________（选填“高于”或“低于”）水的沸点。 【答案】(1)B (2) 98 不变 (3)B (4)不能 (5) B 高于 【详解】（1）由图可知，装置中的错误为温度计玻璃泡接触杯底，需要将温度计往上移动，因此为了纠正错误，接下来应该向上调整B处的位置。 （2）[1][2]从表格数据可以看出，4min后温度计示数不再升高，保持为98℃，由此可知本实验中，水的沸点是98℃。水在沸腾前，不断吸热，温度升高；水在沸腾时，不断吸热，温度不变。 （3）水沸腾时的一个显著现象是内部和表面同时发生剧烈汽化，形成大量气泡且上升过程中体积变大，到水面破裂；而“水的温度不变”虽然也是沸腾的特征，但仅凭温度不变不能直接判断沸腾开始，需结合现象观察更为合理。 故选B。 （4）隔水炖汤时，炖盅内的汤能达到沸点，但此时炖盅内的汤和外面的水温度相同，内外没有温差，不能继续吸热，所以炖盅内的汤不能沸腾。 （5）[1][2]由图丙可知，加热相同的时间，盐水的温度更高，即升温更快，根据可知，质量相同的盐水和水，加热相同的时间吸收的热量相同，则盐水的比热容更小。并且盐水沸腾时的温度比水沸腾时的温度更高。 12．如图是“探究水和煤油的吸热能力”的实验装置。实验记录如下表： 物质 初温/℃ 加热时间/min 末温/℃ 水 20 4 30 煤油 22 4 42 (1)实验中利用相同规格的电加热器给水和煤油加热，需要控制水和煤油的______（选填“质量”或“体积”）相等；水和煤油使用相同的电加热器都加热4min，水和煤油吸收的热量______（选填“相同”或“不同”）； (2)本实验是通过比较水和煤油的______来反映吸热能力强弱；分析数据可知______（选填“水”或“煤油”）的吸热能力较强； (3)若实验中水的质量是200g，加热4min，水吸收的热量为______J（水的比热容）； (4)汽车为了给发动机降温，应该选______（选填“水”或“煤油”）做冷却剂。 【答案】(1) 质量 相同 (2) 升高的温度 水 (3)8400 (4)水 【详解】（1）根据控制变量法，探究不同物质吸热能力时，需要控制水和煤油的初始质量相等。 实验采用相同规格的电加热器给水和煤油加热4min，由于加热源与加热时间一致，故两者吸收的热量相同。 （2）在质量和吸收热量相同的受控条件下，本实验是通过比较目标物质升高的温度差异来反映其吸热能力的强弱。 分析实验数据可知，加热4min时水由20℃升至30℃，升温10℃，而煤油由22℃升至42℃，升温20℃，在同等吸热条件下水升温幅度更小，说明水的吸热能力较强。 （3）已知水的质量为200g，初温为20℃，末温为30℃，水吸收的热量为 （4）基于水吸热能力强的物理特性，相同质量的水升高相同的温度能吸收更多热量，因此汽车为了给发动机降温应选用水做冷却剂。 13．在“比较不同物质吸热能力”的实验中，如图甲所示，用铁夹将温度传感器及分别盛有A液体和B液体的两支试管固定在铁架台上，温度传感器的探头部分与试管内的液体接触良好，两支温度传感器通过数据采集线与计算机相连接。 (1)试管中加入的A液体和B液体除初温相同外，还应保证________（选填“体积”或“质量”）相同。 (2)实验中，加热时间长短反映的是________。 (3)液体温度随时间变化的关系图像如图乙所示，分析图像可知，________液体的比热容大，________液体的吸热本领强。（选填“A”或“B”） 【答案】(1)质量 (2)液体吸收热量的多少 (3) A A 【详解】（1）探究不同物质吸热能力的实验利用控制变量法，根据吸热公式，要比较比热容大小，需要控制两种液体的初温、质量相同，因此这里填质量。 （2）实验使用相同热源加热，相同时间内热源放出的热量相同，因此加热时间长短反映的是液体吸收热量的多少。 （3）纵轴是加热时间、横轴是温度。根据，质量相同的不同物质，吸收相同热量（加热时间相同）时，温度变化量越小，比热容越大，吸热本领越强。由图可知：加热时间相同（均为20min）时，A升高的温度更小，因此A的比热容更大，吸热本领更强。 14．到了冬天，火锅是大家非常喜爱的美食。小婧发现：鸳鸯锅中，红汤总是比清汤先沸腾。小婧猜想：油的密度小于水，会浮在水面上形成一层质量很小的薄油膜，减缓了水分的蒸发散热，从而使红汤升温更快。为了验证该猜想，她准备了两个加热功率相同的电加热器、两个相同的烧杯、适量的水、食用油及温度计。首先她将200mL的水倒入烧杯中，用加热器加热1min后，用温度计测出水温的变化量。接下来的操作是：_________；若_________，则说明小婧的猜想是正确的。 【答案】 将200mL的水倒入另一个烧杯中，再倒入薄薄的一层食用油，用加热器加热1min后，用温度计测出水温的变化量 【详解】[1]小婧猜想是油会浮在水面上形成一层质量很小的薄油膜，减缓了水分的蒸发散热，从而使红汤升温更快。为了验证该猜想，对照的实验应该一份加入食用油形成薄油膜，另一份没有油膜，控制其他实验条件完全相同。因此接下来的操作是：将200mL的水倒入另一个烧杯中，再倒入薄薄的一层食用油，用加热器加热1min后，用温度计测出水温的变化量。 [2]根据控制变量法，若两个烧杯中水温的变化量，则表明加入食用油形成薄油膜的烧杯中相同时间内水温升高更多，即薄油膜使水升温更快，则说明小婧的猜想是正确的。 15．同学们在学习水的沸点、凝固点后。猜想水中加入别的物质后，一定会对水的沸点和凝固点产生影响，于是设计实验进行探究。一组同学往水中加入一定量的盐。如甲图装置实验探究，当盐水温度接近90℃时，开始每隔0.5min记录⼀次温度，记录数据如下表所示： 时间/min 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 温度/℃ 88 91 91 94 97 100 102 102 102 102 (1)实验时，当看到盐水中有大量气泡不断上升、变大，到液面破裂开来，里面的_______（填“水蒸气”或“空气”）散发到空气中，就表明盐水沸腾了。继续给沸腾的盐水加热，盐水的温度会________（选填“升高”、“不变”或“降低”）； (2)小明和小华两同学虽然选用的实验装置相同，但盐水开始沸腾的时刻不同，他们绘制的沸腾图像如图乙所示，图像不同的原因是水的________不同； (3)为了说明液体沸腾过程中是否需要吸热，应_______，观察水是否继续沸腾。 (4)实验中关于器材的作用，下列说法中不正确的是________； A．盖上硬纸板可以减少热量散失，缩短实验时间 B．为了节约燃料缩短实验时间，还可以适当减少酒精的质量 C．若将烧杯盖得十分紧密，且纸片上无排气孔，则盐水的沸点会升高 D．盖上硬纸板可以防止水蒸气在温度计上液化成小水珠，影响读数 (5)课后，该兴趣小组同学用相同的小烧杯a、b盛等量的水，在标准大气压下用相同的热源同时加热：如图所示，a杯为隔水加热，b杯为隔油加热，加热足够长时间后，测得a杯外的水温100℃、b杯外的油温为300℃，a、b两杯中的水能沸腾的是________杯，最终a、b两杯水的温度_______（选填“>”、“=”或“<”）。 (6)星期天，小华在家烧水煮饺子。当水烧开准备下饺子时，妈妈提醒她锅里的水量少了点，于是小华又往锅里迅速加了一大碗水（水量比锅里少），用同样大的火直至将水再次烧开，下面能反映小华整个烧水过程中温度随时间变化的图像是________。 A． B． C． D． 【答案】(1) 水蒸气 不变 (2)质量 (3)停止加热 (4)B (5) b = (6)B 【详解】（1）[1]沸腾时气泡内是水汽化形成的水蒸气，破裂后水蒸气散发到空气中 [2]液体沸腾时持续吸热但温度保持不变，继续给沸腾的盐水加热，温度不变。 （2）实验中若控制水的初温、加热装置等条件均相同，仅改变水的质量，会得到不同的沸腾图像。水的质量越大，升高到沸点需要吸收的热量就越多，加热至沸腾的时间也就越长；质量越小，沸腾所需时间越短。因此，图像中沸腾时刻的差异，是由水的质量不同导致的。 （3）要验证液体沸腾需要持续吸热，具体操作方法为：在水沸腾后，撤去酒精灯停止加热，同时观察烧杯内的水。如果水的沸腾现象随之停止，就说明沸腾过程需要持续吸收热量；若继续加热，水又会重新沸腾，可进一步佐证这一结论。 （4）A．盖上硬纸板减少热量散失，缩短实验时间，故A正确 ，不符合题意； B．酒精灯的加热效果取决于火焰的大小，而火焰大小和酒精灯内剩余酒精的总量没有直接关系。只要还有足量酒精供燃烧，就能维持稳定的加热功率，所以这个方法无法缩短实验时间，故B不正确，符合题意； C．若将烧杯盖得十分紧密，且纸片上无排气孔，内部气压升高，盐水沸点升高，B故C正确，不符合题意； D．盖上硬纸板可防止水蒸气在温度计上液化，影响读数，故D正确，不符合题意。 故选B。 （5）[1][2]课后，该兴趣小组同学用相同的小烧杯a、b盛等量的水，在标准大气压下用相同的热源同时加热。如图丙所示，a杯为隔水加热，b杯为隔油加热，加热足够长时间后，测得a杯外的水温100℃、b杯外的油温为300℃。a杯隔水加热时，杯内水温与杯外水温最终都为100℃，无法发生热传递，因此a杯内的水不能继续吸热，无法沸腾；b杯隔油加热时，油温远高于100℃，杯内水可以持续吸热，因此能沸腾。最终a、b两杯水的温度都稳定在100℃，即。 （6）在水持续沸腾的过程中，向烧杯内快速加入一定量的常温冷水，此时水温会出现明显变化。加入冷水后，冷水会与原有的沸水发生热传递，沸水的热量会被冷水吸收，导致整体水温急剧下降，低于水的沸点，沸腾现象会暂时停止。之后，酒精灯持续加热，烧杯内的水不断吸收热量，水温会缓慢升高，当温度再次达到沸点时，水会重新开始沸腾，且沸腾时温度保持不变。因此，水温随时间变化的图像会呈现“先骤降，再缓升，最后保持不变”的趋势，故ACD不符合题意，B符合题意。 故选B。 三、计算题 16．小星家的太阳能热水器，水箱容积是100L。小星进行了一次观察活动：某天早上，他用温度计测得自来水的温度为20℃，然后给热水器水箱送满水，中午时“温度传感器”显示水箱中的水温为50℃。问：[，水的比热容] (1)在这段时间内，水吸收的热量有多大？ (2)如果水吸收的这些热量，由燃烧天然气来提供，而天然气灶的效率为42%，求至少需要燃烧多少体积的天然气？（） 【答案】(1) (2) 【详解】（1）水箱容积 水的质量 水吸收的热量为 （2）燃料放出热量 所需天然气体积 17．人体摄入的能量（营养师常称之为热量）过多或过少都会给健康带来危害。（［c水=4.2×103J/（kg·℃）］） (1)“卡路里”简称“卡”，是热量的单位之一，规定1卡等于1个标准大气压下，1g水温度升高1℃吸收的热量。求1卡等于多少焦耳？ (2)某种油炸食品，每100 g提供的能量约为3×105卡，假设这些能量全部被质量为5kg、温度为25℃的水吸收，求水的温度将升高到多少摄氏度？ 【答案】(1)4.2J (2)85°C 【详解】（1）1g水温度升高1℃吸收的热量为 故1卡等于4.2焦耳。 （2）食品每100 g提供的能量为 这些热量全部被水吸收。由 可知，水的温度升高 所以水的末温 故水的温度将升高到85℃。 18．冬天，吃早饭时妈妈要用68℃的热水给小明加热250g的袋装牛奶（如图所示），要使这袋牛奶的温度由12℃最终升高到52℃，不计热量损失，已知水的比热容为，牛奶的比热容为，求： (1)牛奶需要吸收多少J热量？ (2)妈妈至少要用68℃的热水多少kg? 【答案】(1) (2)0.5 【详解】（1）牛奶的质量 根据热量的计算公式，牛奶吸收的热量 （2）不计热量损失，热水放出的热量等于牛奶吸收的热量，即 热水和牛奶混合后，最终温度与牛奶的末温相同，为52℃，则所需热水的质量 19．爱动手动脑的小明利用周末在家中做“水的沸腾”实验，他在轻质铝壶中装了质量为2kg的水，然后用燃气灶（他家燃气灶热效率为“一级能效大于或等于63%”）给壶中的水加热，并当水温升到70℃时每隔1min记录一次温度计的示数，直到水沸腾一段时间后停止加热，记录的数据如表所示，这8min内消耗了天然气6.4×10-3m3水在单位时间内吸收的热量相等，[水的比热容c水=4.2×103J/（kg•℃），天然气的热值q=7.0×107J/m3]求： 时间/min 0 1 2 3 4 5 6 7 8 温度/℃ 70 75 80 86 90 94 98 98 98 (1)将这些水从70℃加热到刚好沸腾时，水吸收的热量。 (2)这8min内天然气完全燃烧放出的热量是多少？ (3)水在沸腾过程中吸收的热量是多少？ (4)通过计算判定该款燃气灶能效等级能否达标？ 【答案】(1)2.352×105J (2)4.48×105J (3)7.84×104J (4)能达标 【详解】（1）水吸收的热量为 （2）天然气完全燃烧放出的热量 （3）由表格数据，水温从 70℃ 升至 98℃ 用时 6 min（0 min 至 6 min），沸腾过程（温度保持 98℃）用时 2 min（6 min 至 8 min）。题干明确“水在单位时间内吸收的热量相等”，即水吸收热量的速率恒定。 由 [1] 知，升温阶段水吸收热量 ，对应时间 6 min。单位时间吸收热量 沸腾过程用时 因此，水在沸腾过程中吸收的热量为 （4）水吸收的总热量包括升温阶段和沸腾阶段，即吸收的总热量 燃气灶热效率 一级能效标准为 ，70% > 63%，因此该燃气灶能效等级达标。 20．实验测得1kg某物质熔化时温度随时间变化的图象如图所示。已知该物质在液态下的比热容，设物质从热源吸热的功率恒定不变（相同时间内物质吸收热量的多少是相同的）。根据图象解答下列问题： (1)该物质在10到14min内，吸收_________ J的热量；该物质熔化过程中吸收________ J热量； (2)该物质固态的比热容是________ 。 【答案】(1) 1.68×105； 3.36×105； (2)2.1×103 【详解】（1）[1][2]由图象可知，该物质在10min到14min内处于液态，其质量m=1kg，初温为0℃，末温为40℃，液态比热容。 则该物质在10到14min内，吸收的热量 由于物质从热源吸热的功率恒定不变，单位时间内吸收的热量相等。在10min到14min内，该物质4min吸收的热量。由图可知，该物质的熔化过程从第2min开始到第10min结束，即熔化过程的时间为8 min。则该物质熔化过程中吸收的热量 （2）由图可知，该物质在0到2min内处于固态，温度从-40℃升高到0℃，即吸收热量的时间为2min，温度升高40℃。由于单位时间内吸收的热量相等，故该过程吸收的热量 根据，则该物质固态的比热容 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $暑季研思・九年级全一册物理暑期培优专项讲义 第十三章 内能 知识归纳与题型总结 题型01 热量 比热容 一、热量 热传递 1、热量定义：在热传递过程中，传递能量的多少叫作热量。热量通常用字母Q表示。 （1）热量是热传递过程中物体内能的改变量，因此，热量是个过程量。只有在热传递过程中，才能谈论热量，离开热传递过程谈热量是毫无意义的。 （2）我们不能说某个物体具有或含有多少热量，更不能比较两个物体具有热量的多少。热量只能与表示过程的词语连用，如“吸收热量”“放出热量”。 2、热传递：热量从高温物体传递到低温物体，或从物体的高温部分传递到低温部分的现象，叫做热传递。 二、比热容 1、比热容定义：单位质量的某种物质，温度升高1℃所吸收或者降低1℃所放出的热量叫做这种物质的比热容。 2、比热容是物质的一种属性，每种物质都有自己的比热容。比热容的大小与物体的种类、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。 三、热量的简单计算 1、吸热：Q吸=cm△t=cm(t-t0)；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。 四、比热容的应用 1、由于水的比热容较大，一定质量的水吸收（或放出）很多的热而自身的温度却变化不多，有利于调节气候。 2、一定质量的水升高（或降低）一定温度吸热（或放热）很多，有利于用水作冷却剂或取暖。 【探究归纳】热量是热传递过程中物体内能转移的多少，单位焦耳（J）；比热容是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，单位 J/(kg・℃)，反映物质吸放热能力，二者通过公式 Q=cmΔt 关联，是热学中描述能量传递与物质特性的核心概念。 【典例1-1】如图所示，开元湖边的建筑在水中的倒影是由于光的_____________形成的；炎热的夏天，人们在湖边漫步会感觉到凉爽，这是由于水的_____________较大，能起到调节气温的效果。 【典例1-2】如图所示是运输淡水鱼所用的箱体，运输过程中，水中添加少量食盐可降低鱼类应激反应，同时搭配增氧浮球保障溶氧量，下列相关说法正确的是（     ） A．悬浮在水中的鱼受到的浮力大于重力 B．加盐溶解后箱底受到的液体压强变小 C．加盐溶解后漂浮的增氧浮球受到的浮力不变 D．因为水的比热容大，吸热相同时水比煤油升温多 【典例1-3】热爱物理实验的小明在两个相同容器中分别装入初温为20℃、质量为100 g的水和液体M，使它们冷却凝固，绘制出温度随时间变化图像如图所示。若单位时间内它们放出的热量相等，c水=4.2×103 J/（kg·℃），实验在1个标准大气压下进行。则从20℃刚好降到0℃时，水放出的热量_________（选填“大于”“小于”或“等于”）液体M放出的热量；液体M的比热容为_________J/（kg·℃）。 题型02 分子动理论的初步认识 一、分子热运动 1、物质的构成：宇宙是由物质组成的，物质是由分子组成的；分子是由原子组成的，原子是由原子核和核外电子组成的，原子核是由质子和中子组成的。 2、分子动理论内容 （1）物质是由分子构成的。 （2）一切物体的分子都在不停地做无规则运动。 （3）分子间存在相互作用的引力和斥力。 （4）分子之间有间隙。 3、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。热运动是分子运动，属于微观运动，不可能停止，而机械运动是整个物体运动，属于宏观运动，可以停止。 4、扩散：不同物质相互接触，彼此进入对方的现象。 （1）不同物质扩散快慢不同，一般情况下，气体扩散最快，固体最慢。 （2）扩散快慢还与温度有关，温度越高，扩散越快。 （3）扩散是分子运动的结果，如果因搅拌、风力、重力等外在因素使物体发生了宏观运动，这样的现象不属于扩散现象。 二、分子间作用力 1、分子间存在相互作用力，包括分子引力和分子斥力，且是同时存在的。 2、正常情况下，分子引力和分子斥力彼此平衡，对外表现为无力。 3、当压缩物体时，分子斥力大于分子引力，对外表现为斥力。 4、当拉伸物体时，分子引力大于分子斥力，对外表现为引力。 5、分子间作用力（包括引力和斥力）随着分子间的距离增大而减小。 6、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。 （7）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。 【探究归纳】分子动理论指出物质由大量分子组成，分子永不停息地做无规则热运动（如扩散现象），分子间存在相互作用的引力和斥力，同时分子间有间隙，该理论从微观角度解释了宏观热现象（如温度、内能变化），是热学基础理论的重要组成部分。 【典例2-1】夏季荷花绽放，在荷塘边，荷花香扑面而来，这是_______现象。露珠在花瓣上悬而未滴，这是因为分子间存在_______。 【典例2-2】生活中，人们为了方便携带香水，如图所示，常使用注射器将大瓶香水分装到小瓶中。在分装过程中，可观察到两种现象：很快就能闻到浓郁的香水气味；香水液体很难被压缩。请用分子动理论的相关知识解释以上两种现象。 【典例2-3】某学习小组周末参观了汕头小公园开埠区，对骑楼随处可见的墙砖产生浓厚兴趣，开展了相关的项目式学习活动。    【项目主题驱动问题】如何运用多学科知识理解砖块的演变？ 【项目任务】任务一：了解砖块的制作工艺原理 任务二：探究空心砖与实心砖的保温性能 【项目实施】 任务一：了解砖块的制作工艺原理 (1)一块砖从土变成砖的过程涉及多道工序，包括原料准备、制坯成型、干燥、烧制和后期处理等环节。在制坯成型环节，将纯土加水揉炼，该过程可将泥土颗粒黏合在一起，是因为分子间存在_______力；制成砖坯后，传统工艺靠牛力踩踏或水车研磨，现代则使用制砖机挤压成型，可见砖坯具有_______（选填“弹性”“塑性”或“脆性”）； (2)为建设节约型社会，现代许多建筑采用孔洞率为30%的空心砖（如图1）来砌墙。某长方体实心砖质量为，若改用规格（外表总体积和材料）相同的空心砖代替，可节省的材料质量为_______（孔洞率：砖的空心体积占其外表总体积的百分比）； 任务二：探究空心砖与实心砖的保温性能。 (3)提出问题与实验探究 ①提出问题：哪种砖的保温性能更好？ ②实验探究：如图2所示，准备材质、底面积和_______相同的实心砖和空心砖各一块，两个相同的恒温加热器，红外测温枪放在砖块正上方距离相等的位置，每隔相同时间记录测温枪示数，记录砖块上方温度如图3所示； (4)分析论证：由图3可得_______（选填“实心砖”或“空心砖”）的保温性能更好，判断依据是：_______。 考点03 内能 一、内能：物体内部所有分子热运动的分子动能与分子势能的总和，叫做物体的内能。 1、因为一切物质分子都在不停地做无规则的运动，所以物体的内能不可能为零， 任何物体在任何情况下都具有内能。 2、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。 3、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。 4、内能大小与物体的质量、温度、状态等有关。 二、内能的改变的两种方法：做功和热传递。 1、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。 2、热传递发生的条件：存在温度差；能量（内能）从高温物体转移到低温物体。 （1）高温物体内能减小，温度降低，放出热量。 （2）低温物体内能增大，温度升高，吸收热量。 3、做功和热传递在改变内能方面是等效的，但实质不同：做功改变内能属于能的转化，热传递改变内能属于能的转移。 三、温度、内能、热量之间的关系 1、物体温度升高，内能一定增大，但不一定吸收热量，因为做功也可以使物体的内能增大。 2、物体内能增大，温度不一定升高，也不一定吸收热量，因为内能增大有可能是因为状态改变造成的，做功也可以使物体的内能增大。 3、物体吸收热量，内能一定增大，但温度可能升高，也可能不变，因为吸收热量有可能改变物体的状态。 【归纳总结】内能是物体内所有分子热运动的动能与分子势能的总和，其改变方式包括热传递（能量转移，如热传导、对流、辐射）和做功（能量转化，如摩擦生热、压缩气体），二者在改变内能上等效，是理解物体热状态变化及能量转化的核心知识。 【典例3-1】“手工拼豆”深受小朋友们喜爱。制作时，先将一颗颗五颜六色的塑料“豆子”按照设计好的图案整齐摆放在平板上；然后用熨斗熨烫，“豆子”慢慢变软，待其变为黏稠状态时停止加热，这一过程中所发生的物态变化是____________；让其自然降温冷却一段时间后，“豆子”重新凝固，相邻的“豆子”相互粘连在一起，一个可爱的拼豆作品就制作完成了，后一过程中通过____________的方式改变了“豆子”的内能。 【典例3-2】如图所示，图甲为篆书中“煮”的写法，表示用火烧煮食物，则烧煮食物的过程中改变物体内能的方式是______（选填“做功”或“热传递”）；图乙是我国古代汲水装置——桔槔，该装置是______（填简单机械名称）。 【典例3-3】冬天，小明的爷爷和奶奶分别穿上了羽绒衣和棉衣，他们都说自己的衣服很保暖。于是小明设计了如题图所示的装置来探究羽绒和棉絮哪个的保温性能更好。 (1)实验中，除了温度计外，还需要的测量工具是___________。在甲、乙两个相同的瓶子中装入___________和温度都相同的热水，瓶外分别用大小和厚度都相同的羽绒和棉絮包好，放在同一地点使其自然冷却，然后每隔一段时间观察并记录水温，数据如下表所示； 时间/min 0 10 20 30 *** 240 250 260 270 280 甲瓶内水温/℃ 80 73 68 64 *** 11.5 11 10.5 10 10 乙瓶内水温/℃ 80 71 65 60 *** 10 10 10 10 10 (2)瓶内水的内能逐渐减少是通过___________的方式改变了烧瓶内水的内能；分析表中数据可知实验结束时的环境温度为___________℃； (3)分析数据可得出___________（选填“羽绒”或“棉絮”）的保温性能更好。除了采用“降低相同的温度，比较所花时间的长短”的方法来比较两种面料的保温性能外，根据上述数据，你还可以采用“___________”的方法来比较两种面料的保温性能。 一、选择题 1．分析下列几种现象中温度变化的原因，其中一种与其它三种不同的是（　　） A．开啤酒瓶盖瞬间，瓶口的二氧化碳气体温度会降低 B．冬天，用嘴向手心哈气，会感到温热 C．用打气筒打气，过了一会儿就感到筒身发热 D．杀虫剂之类的自动喷剂，当喷了一会儿，罐身温度会降低 2．诗句“儿童散学归来早，忙趁东风放纸鸢”中的“纸鸢”即风筝，其制作主要经过“扎”“绘”“糊”“放”等过程。下列说法错误的是（　　） A．“扎”时选择竹篾做风筝骨架，利用了竹篾具有良好的弹性 B．“绘”时闻到颜料淡淡的气味，是因为分子不停地做无规则运动 C．“糊”时胶水能将纸和框架粘住，利用了分子间存在斥力 D．“放”时风筝加速上升，利用了流体压强与流速的关系 3．“打铁花”是我国非物质文化遗产。夜幕下，艺人将生铁烧成铁水，舀起奋力一击，金色铁花在空中划过后冷却落地。下列说法正确的是（     ） A．熔炉温度刚好达到生铁的熔化温度 B．生铁化成铁水需要吸收热量 C．铁水冷却落地是凝华现象 D．铁水冷却时内能保持不变 4．下列四幅图选自中国古代科技著作《天工开物》，对图中场景解释正确的是（　　） A．“场中打稻”中将稻粒从稻秆上摔打下来是因为稻粒具有惯性 B．“透火焙干”中把湿纸贴在墙上焙干利用了湿纸受到的重力 C．“水转筒车”中竹筒匀速转动时运动状态没有发生改变 D．“炒蒸油料”中油料随锅铲而动，说明力是维持物体运动的原因 5．重庆火锅用电磁炉加热时，锅内汤汁持续沸腾。以下分析正确的是（    ） A．汤汁沸腾时温度持续升高 B．电磁炉通过做功改变汤汁的内能 C．香气四溢是因为分子做无规则运动 D．火锅上方“白气”的形成是汽化过程 6．下表是一些物质的比热容。下列判断正确的是（　　） 比热容［］ 水 铝 煤油、冰 干泥土 沙石 铜 A．物质的比热容与物质的状态无关 B．100g水的比热容是50g水的比热容的2倍 C．质量相等的铝块和铜块吸收相同的热量，铜块温度变化较大 D．沿海地区比内陆地区昼夜温差小，是因为水的比热容较小 7．在保温瓶中装有大量的0℃的小碎冰，然后放入一小块-5℃的大冰块，盖好瓶盖，则（     ） A．小碎冰温度升高，大冰块温度降低 B．小碎冰温度降低，大冰块温度升高 C．小碎冰温度降低，大冰块温度不变 D．一段时间后，瓶内所有冰的温度都会变为-5℃ 8．温度差异常常会导致气压差异。风是从温度低、气压高的地方往温度高、气压低的地方吹。当地面受热不均匀形成气压差时，空气会形成如图所示的环形流动，形成不同方向的风。如图所示的A、B、C三个地面位置中，温度最高的地面位置是（　　） A．A地 B．B地 C．C地 D．B地和C地 9．关于温度、热量、内能，下列说法正确的是（    ） A．温度高的物体，内能一定大 B．物体的温度越高，所含的热量越多 C．物体的内能增大，一定是外界对物体做了功 D．晶体在熔化过程中，继续吸热，温度不变，内能增大 10．某固态物体的质量为m，其物质的比热容为c，用稳定的热源对它加热（物体在相同时间内吸收的热量相等），到时刻停止加热，然后让其冷却。上述过程中记录不同时刻的温度，最后绘制出温度随时间变化的图像（如图）。下列说法正确的是（　　） A．该物质在∼时间段的比热容不等于在0∼时间段的比热容 B．在∼时间段，该物质的比热容先增大后减小 C．在∼时间段，该物体放出的热量为 D．在0∼时间段，该物体吸收的热量为 二、实验题 11．【实验名称】探究水沸腾的特点 【证据】 (1)如图甲装置中，在安装时有一处错误，为了纠正错误，接下来应该调整________（选填“A”或“B”）的位置。 更正错误后进行实验，每隔固定的时间记录一次温度计的示数，直到水沸腾一段时间，记录的数据如表所示。 时间/min 0 1 2 3 4 5 6 7 水温/℃ 90 92 94 96 98 98 98 98 【解释】 (2)本实验中，水的沸点是________℃，水在沸腾前，不断吸热，温度升高；水在沸腾时，不断吸热，温度________。 【交流】 (3)实验过程中同学们就如何判断水何时沸腾展开了激烈讨论，合理的方法是________。 A．水的温度不变 B．持续产生大量气泡，气泡上升变大，到水面破裂 (4)有时为了保留食材的营养，会采用如图乙所示的隔水炖汤方式，炖盅内的汤________（选填“能”或“不能”）沸腾。 (5)小明取质量相等的水和盐水，分别放入相同的烧杯中，用相同的酒精灯加热至沸腾，根据实验数据，绘制温度随时间变化的图像如图丙所示，分析图像，发现： ①盐水的________比水小； A．密度    B．比热容 ②盐水的沸点________（选填“高于”或“低于”）水的沸点。 12．如图是“探究水和煤油的吸热能力”的实验装置。实验记录如下表： 物质 初温/℃ 加热时间/min 末温/℃ 水 20 4 30 煤油 22 4 42 (1)实验中利用相同规格的电加热器给水和煤油加热，需要控制水和煤油的______（选填“质量”或“体积”）相等；水和煤油使用相同的电加热器都加热4min，水和煤油吸收的热量______（选填“相同”或“不同”）； (2)本实验是通过比较水和煤油的______来反映吸热能力强弱；分析数据可知______（选填“水”或“煤油”）的吸热能力较强； (3)若实验中水的质量是200g，加热4min，水吸收的热量为______J（水的比热容）； (4)汽车为了给发动机降温，应该选______（选填“水”或“煤油”）做冷却剂。 13．在“比较不同物质吸热能力”的实验中，如图甲所示，用铁夹将温度传感器及分别盛有A液体和B液体的两支试管固定在铁架台上，温度传感器的探头部分与试管内的液体接触良好，两支温度传感器通过数据采集线与计算机相连接。 (1)试管中加入的A液体和B液体除初温相同外，还应保证________（选填“体积”或“质量”）相同。 (2)实验中，加热时间长短反映的是________。 (3)液体温度随时间变化的关系图像如图乙所示，分析图像可知，________液体的比热容大，________液体的吸热本领强。（选填“A”或“B”） 14．到了冬天，火锅是大家非常喜爱的美食。小婧发现：鸳鸯锅中，红汤总是比清汤先沸腾。小婧猜想：油的密度小于水，会浮在水面上形成一层质量很小的薄油膜，减缓了水分的蒸发散热，从而使红汤升温更快。为了验证该猜想，她准备了两个加热功率相同的电加热器、两个相同的烧杯、适量的水、食用油及温度计。首先她将200mL的水倒入烧杯中，用加热器加热1min后，用温度计测出水温的变化量。接下来的操作是：_________；若_________，则说明小婧的猜想是正确的。 15．同学们在学习水的沸点、凝固点后。猜想水中加入别的物质后，一定会对水的沸点和凝固点产生影响，于是设计实验进行探究。一组同学往水中加入一定量的盐。如甲图装置实验探究，当盐水温度接近90℃时，开始每隔0.5min记录⼀次温度，记录数据如下表所示： 时间/min 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 温度/℃ 88 91 91 94 97 100 102 102 102 102 (1)实验时，当看到盐水中有大量气泡不断上升、变大，到液面破裂开来，里面的_______（填“水蒸气”或“空气”）散发到空气中，就表明盐水沸腾了。继续给沸腾的盐水加热，盐水的温度会________（选填“升高”、“不变”或“降低”）； (2)小明和小华两同学虽然选用的实验装置相同，但盐水开始沸腾的时刻不同，他们绘制的沸腾图像如图乙所示，图像不同的原因是水的________不同； (3)为了说明液体沸腾过程中是否需要吸热，应_______，观察水是否继续沸腾。 (4)实验中关于器材的作用，下列说法中不正确的是________； A．盖上硬纸板可以减少热量散失，缩短实验时间 B．为了节约燃料缩短实验时间，还可以适当减少酒精的质量 C．若将烧杯盖得十分紧密，且纸片上无排气孔，则盐水的沸点会升高 D．盖上硬纸板可以防止水蒸气在温度计上液化成小水珠，影响读数 (5)课后，该兴趣小组同学用相同的小烧杯a、b盛等量的水，在标准大气压下用相同的热源同时加热：如图所示，a杯为隔水加热，b杯为隔油加热，加热足够长时间后，测得a杯外的水温100℃、b杯外的油温为300℃，a、b两杯中的水能沸腾的是________杯，最终a、b两杯水的温度_______（选填“>”、“=”或“<”）。 (6)星期天，小华在家烧水煮饺子。当水烧开准备下饺子时，妈妈提醒她锅里的水量少了点，于是小华又往锅里迅速加了一大碗水（水量比锅里少），用同样大的火直至将水再次烧开，下面能反映小华整个烧水过程中温度随时间变化的图像是________。 A． B． C． D． 三、计算题 16．小星家的太阳能热水器，水箱容积是100L。小星进行了一次观察活动：某天早上，他用温度计测得自来水的温度为20℃，然后给热水器水箱送满水，中午时“温度传感器”显示水箱中的水温为50℃。问：[，水的比热容] (1)在这段时间内，水吸收的热量有多大？ (2)如果水吸收的这些热量，由燃烧天然气来提供，而天然气灶的效率为42%，求至少需要燃烧多少体积的天然气？（） 17．人体摄入的能量（营养师常称之为热量）过多或过少都会给健康带来危害。（［c水=4.2×103J/（kg·℃）］） (1)“卡路里”简称“卡”，是热量的单位之一，规定1卡等于1个标准大气压下，1g水温度升高1℃吸收的热量。求1卡等于多少焦耳？ (2)某种油炸食品，每100 g提供的能量约为3×105卡，假设这些能量全部被质量为5kg、温度为25℃的水吸收，求水的温度将升高到多少摄氏度？ 18．冬天，吃早饭时妈妈要用68℃的热水给小明加热250g的袋装牛奶（如图所示），要使这袋牛奶的温度由12℃最终升高到52℃，不计热量损失，已知水的比热容为，牛奶的比热容为，求： (1)牛奶需要吸收多少J热量？ (2)妈妈至少要用68℃的热水多少kg? 19．爱动手动脑的小明利用周末在家中做“水的沸腾”实验，他在轻质铝壶中装了质量为2kg的水，然后用燃气灶（他家燃气灶热效率为“一级能效大于或等于63%”）给壶中的水加热，并当水温升到70℃时每隔1min记录一次温度计的示数，直到水沸腾一段时间后停止加热，记录的数据如表所示，这8min内消耗了天然气6.4×10-3m3水在单位时间内吸收的热量相等，[水的比热容c水=4.2×103J/（kg•℃），天然气的热值q=7.0×107J/m3]求： 时间/min 0 1 2 3 4 5 6 7 8 温度/℃ 70 75 80 86 90 94 98 98 98 (1)将这些水从70℃加热到刚好沸腾时，水吸收的热量。 (2)这8min内天然气完全燃烧放出的热量是多少？ (3)水在沸腾过程中吸收的热量是多少？ (4)通过计算判定该款燃气灶能效等级能否达标？ 20．实验测得1kg某物质熔化时温度随时间变化的图象如图所示。已知该物质在液态下的比热容，设物质从热源吸热的功率恒定不变（相同时间内物质吸收热量的多少是相同的）。根据图象解答下列问题： (1)该物质在10到14min内，吸收_________ J的热量；该物质熔化过程中吸收________ J热量； (2)该物质固态的比热容是________ 。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $