2026-2027学年湖北省武汉市九年级上学期物理人教版 第13章 内能 章节复习
2026-07-01
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资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 初中物理人教版九年级全一册 |
| 年级 | 九年级 |
| 章节 | 第十三章 内能,复习与提高 |
| 类型 | 作业-单元卷 |
| 知识点 | 内能 |
| 使用场景 | 同步教学-单元练习 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 湖北省 |
| 地区(市) | 武汉市 |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 3.84 MB |
| 发布时间 | 2026-07-01 |
| 更新时间 | 2026-07-01 |
| 作者 | 周 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-07-01 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58602302.html |
| 价格 | 2.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
**基本信息**
本单元卷聚焦初中物理“内能”章节,涵盖比热容、分子动理论、内能改变等核心知识点,通过知识总结与真题演练结合,适配单元复习,强化物理观念与科学探究能力。
**题型特征**
|题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色|
|----|-----------|----------|----------|
|选择题|约20题|分子动理论、内能影响因素、比热容应用|整合武汉元调、中考真题,如扩散实验、内能与机械能辨析|
|填空题|约10题|分子热运动、做功改变内能|结合“花气袭人”诗句、铅柱结合实验,体现生活联系|
|实验探究题|5题|不同物质吸热能力、比热容测量|规范实验步骤与数据处理,如控制变量法应用、图像分析|
|计算题|4题|热量计算、热值应用|联系热水器能效、火箭燃料等实际问题,强化科学思维|
内容正文:
第十三章 内能
知识总结与归纳
第一节 热量 比热容
【考点1 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,用符号c表示。
2.定义式:。
3.单位:焦耳每千克摄氏度,符号是:J/(kg·℃),比热容单位是由质量、温度和热量组成的组合单位。
4.物理意义: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。
5.对比热容的理解
(1)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,用符号c表示。比热容是物质的特性之一,所以某种物质的比热容不会因为物质吸收或放出热量的多少而改变,也不会因为质量的多少或温度变化的多少而改变。也就是说,比热容的大小只与物质的种类及其状态(固态、液态和气态)有关,与物质的质量、温度的变化无关。
(2)比热容的大小与物质的种类和物质的状态有关。不同物质的比热容一般不同。同种物质在同一状态下,比热是一个不变的定值。
(3)水的比热容较大。在同样受热或冷却的情况下,水的温度变化要小些。水的这个特征对气候的影响很大。
【考点2 热量的计算】
(1)物质吸热时热量的简单计算:吸热:Q吸=cm△t=cm(t-t0)。
(2)物质放热时热量的计算:放热:Q放=cm△t= cm(t0-t)。
(3)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—变化温度(升高或降低的温度),单位:摄氏度(℃);t0—初始温度、t—末温。
【考点3 实验探究:比较不同物质吸热能力】
1.探究不同物质吸热能力
【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1组装器材。
图1 图2
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(如图2煤油),吸收相同的热量,煤油的温度升高较大。
2.不同物质吸热能力实验考查内容
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
第二节 分子动理论的初步知识
【考点1 物质的构成】
1.物质的构成:常见物质是由大量及其微小的粒子—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,所以一个看似很小物质中都会包含大量的分子,如一个小水滴中含有约1021个水分子。
特别提醒:常见的微小物体不是分子:分子的尺度很小,人们用肉眼观察到的都不是分子,分子只能用电子显微镜观察到。
【考点2 分子热运动】
1.扩散现象
(1)定义:不同的物质相互接触时,彼此进入对方的现象叫扩散。扩散现象的实质是分子(原子)的相互渗入。
(2)扩散现象表明:一切物质的分子都在永不停息地做无规则运动,也说明物质的分子间存在间隙。
(3)影响扩散的因素:温度越高,扩散越快(即分子无规则运动跟温度有关,温度越高分子无规则运动越剧烈)。
2.分子热运动
(1)一切物质的分子都在不停地做无规则热运动。
(2)同一物体,分子运动越剧烈,物体的温度越高。即温度是物体分子热运动剧烈程度的标志。
(3)扩散:不同的物质相互接触时,彼此进入对方的现象叫扩散。扩散现象的实质是分子(原子)的相互渗入。
【考点3 分子间的作用力】
1.分子间的作用力
(1)分子间存在着引力和斥力。
(2)固体中分子之间的距离小,相互作用力很大,分子只能在一定的位置附近振动,所以既有一定的体积,又有一定的形状。
(3)液体中分子之间的距离较小,相互作用力较大,以分子群的形态存在,分子可在某个位置附近振动,分子群却可以相互滑过,所以液体有一定的体积,但有流动性,形状随容器而变化。
(4)气体分子间的距离很大,相互作用力很小,每一个分子几乎都可以自由运动。气体既没有固定的体积,也没有固定的形状,可以充满能够达到的整个空间。
(5)同体物质很难被拉伸,是因为分子间存在着引力的缘故;液体很难被压缩,是因为分子间存在着斥力的原因。液体能保持一定的体积是因为分子间存在着引力的原因。
2.分子动理论:物质是由大量的分子或原子组成的,分子间有间隙;构成物质的分子在不停地做无规则热运动;分子间存在着引力和斥力。
第三节 内能
【考点1 内能】
1.分子动能和分子势能
(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。
(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,所以分子势能与物体的体积有关。
2.内能
(1)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。
(2)内能的单位:焦耳,简称焦,符号J。
3.影响物体内能大小的因素
(1)温度是影响物体内能最主要的因素,同一个物体,温度越高,它具有的内能就越大,物体的内能还受质量、材料、状态等因素的影响。
(2)物体的内能跟质量有关。在温度一定时,物体的质量越大,就是分子的数量越多,物体的内能就越大。
(3)物体的内能还和物体的体积有关。质量一定时,物体的体积越大,分子间的势能越大,物体的内能就越大。
(4)同一物质,状态不同时所具有的内能也不同。
特别提醒:物体内能改变的宏观表现:温度变化:物体温度升高,内能增大;温度降低,内能减小。
4.内能与机械能的区别与联系
内能
机械能
区别
定义
构成物体的所有分子的分子动能和分子势能的总和
物体所具有的动能和势能的总和
影响因素
物体的温度、质量、状态、体积、物质的种类
物体的质量、速度、高度和弹性形变的程度
研究对象
微观世界的大量分子
宏观世界的所有物体
存在条件
永远存在
物体运动时,被举高时,发生弹性形变时
联系
(1) 物体无论是否具有机械能,一定具有内能;物体的内能和机械能之间可以互相转化
【考点2 物体内能的改变】
1.热传递改变物体的内能
用暖袋暖手
给工件淬火
烧水
现象
现象分析
暖袋温度降低,内能减少;人体温度升高,内能增大;能量从热水袋传递给人
工件温度降低,内能减少;冷水温度升高,内能增大;能量从工件传递给水
烧水时,水的温度升高,内能增加,能量从火焰传递给锅和水
实验结论
温度不同的物体相互接触时,发生热传递,低温物体温度升高,内能增加,高温物体温度降低,内能减少;即能量从高温物体传递给低温物体,所以热传递可以改变物体的内能
2.热量
(1)热量(Q):在热传递过程中,传递能量的多少叫做热量。用符号Q表示。
(2)单位:在国际单位制中,热量单位是焦耳,符号是J。
3.做功改变物体的内能
做功情况
外界对物体做功
物体对外界做功
探究过程与现象
分析与论证
迅速压下活塞,玻璃筒内的气体被压缩,活塞对筒内气体做功,从而使筒内气体的内能增加,温度升高,当温度达到硝化棉的燃点时,硝化棉开始迅速燃烧
向瓶内打气,压缩瓶内的空气,不断对瓶内空气做功,瓶内空气内能增加,温度升高,随着打入空气的增加,气压越来越大,直至冲开瓶塞,此时,瓶内的空气推动瓶塞做功,内能减少,温度降低,其中水蒸气液化成小水滴,形成白雾
结论
(1) 做功可以改变物体的内能;外界对物体做功,物体温度升高,物体内能增加;
(2) 物体对外界做功,物体温度降低,物体内能减少
4.热传递和做功改变物体内能的区别与联系
区别
联系
实质
方式
举例
热传递
能量的转移
高温物体放热,低温物体吸热
生活中烧、烤、烙、炒,生产中的淬火等
做功和热传递都可以改变物体的内能,且效果相同。某物体的内能发生改变,可能是通过热传递改变的,也可能是通过做功改变的,或者两者都有。若不知道具体过程,则无法确定内能改变方式
做功
其他形式能与内能之间的相互转化
压缩体积、摩擦生热、锻打物体等
打气筒打气、钻木取火、来回多次弯折铁丝等
体积膨胀等
装开水的暖水瓶内的气体将瓶塞冲开灯
【考点3 温度、热量、内能三者之间的区别与联系】
温度
热量
内能
区别
概念
宏观上,表示物体的冷热程度;
微观上,反映物体中分子热运动的剧烈程度
在热传递过程中传递能量的多少
构成物体的所有分子,其热运动的动能与分子势能的总和
表述
用“降低”、“升高”,“降低到”、“升高到”表述
用“放出”或“吸收”表述
用“有”、“具有”、“改变”、“增加”、“减少”的那个表述
单位
摄氏度(℃)
焦耳(J)
焦耳(J)
联系
(1)温度反映了内能的大小,热量反映了内能变化了多少;(2)物吸收热量,内能会增加,温度不一定升高,如晶体熔化;物放出热量,内能会减少,但物体温度不一定降低,如晶体凝固
归纳总结
一个一定
物体温度升高或降低时,其内能一定增加或减少
四个不一定
(1)一个物体内能增加或降低时,其温度不一定升高或降低,如晶体熔化或凝固过程;
(2)一个物体的内能增加或降低时,不一定是吸收或放出了热量,也可能是外界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,内能增加或减少,其温度不一定升高或降低,如晶体熔化或凝固过程;
(4)物体温度升高或降低时,不一定是吸收或放出热量,也可能是因为做功,如摩擦生热
章末特训
考点 1 分子动理论
1.(2021•武汉元调)如图所示是物质在三种不同状态下的分子模型,下列说法正确的是( )
A.甲图中的物质具有流动性,但较难被压缩
B.乙图中分子相距最近,分子间的作用力最小
C.乙图中分子静止,甲、丙两图中分子在做热运动
D.甲、乙、丙分别表示固体,液体,气体分子的排列情况
【答案】A
【解析】A、甲图中的物质为液态物质,具有流动性,但是很难被压缩,故A正确;
B、乙图中分子相距最近,分子间的作用力最大,故B错误;
C、一切物质的分子都在不停地做无规则运动,故C错误;
D、甲、乙、丙三图分别表示液体、固体、气体分子的排列情况,故D错误。故选:A。
2.(2025秋•武汉期末)如图所示,这是气体的扩散实验。在装有红棕色二氧化氮气体的瓶子上面倒扣一个充满空气的瓶子,使两个瓶口相对,两瓶口之间用一块玻璃板隔开。抽掉玻璃板一段时间后,观察实验现象。下列说法正确的是( )
A.二氧化氮的密度比空气大,它不能进入上面的瓶子里
B.在温度高的环境中做该实验,能更快看到两瓶内气体颜色变得均匀
C.两个瓶子的位置对换也能达到相同的实验目的
D.当两瓶内气体颜色变得均匀后,气体分子就会停止运动
【答案】B
【解析】A、因为分子在不停地做无规则运动,虽然二氧化氮的密度大于空气密度,但是它也会运动到上面的瓶子内,故A错误;
B、气体分子无规则运动与温度有关,温度越高,分子运动越剧烈,因此在温度高的环境中做该实验,能更快看到两瓶内气体颜色变得均匀,故B正确;
C、因为二氧化氮气体的密度大于空气的密度,避免重力作用对实验的影响,两个瓶子的位置对换不能达到相同的实验目的,故C错误;
D、一切物质的分子都在停地进行无规则的运动,所以当两瓶中颜色均匀后,气体分子不会停止运动,故D错误。故选:B。
3.(2025秋•武汉江汉区期末)关于分子动理论,下列说法正确的是( )
A.一粒灰尘就是一个分子 B.一切物质的分子都在不停地做无规则的运动
C.分子间的引力总是大于斥力 D.物体温度降低到0℃时,分子热运动会停止
【答案】B
【解析】A、一粒灰尘是由大量分子组成的宏观微小颗粒,而不是一个单独的分子。分子是保持物质化学性质的最小微粒,其尺度极小,肉眼根本无法直接看到,故A错误。
B、这是分子动理论的基本观点之一。构成物质的分子在永不停息地做无规则运动,这种运动与温度有关,因此也被称为分子的热运动,故B正确。
C、分子间同时存在相互作用的引力和斥力。当分子间距离等于平衡距离时,引力等于斥力;当距离小于平衡距离时,斥力大于引力(表现为斥力);当距离大于平衡距离时,引力大于斥力(表现为引力)。因此,引力并非总是大于斥力,故C错误。
D、分子的无规则运动永远不会停止。0℃(即273.15K)只是摄氏温标下的一个温度值,此时分子依然在运动。只有当温度达到绝对零度(0K,约﹣273.15℃)时,理论上分子热运动才会停止,而绝对零度在现实中是无法达到的,故D错误。故选:B。
4.(2023•武汉元调)把干净的玻璃板吊在弹簧测力计的下面(例如用吸盘吸住玻璃板或用细线绑住玻璃板),读出测力计的示数F1。使玻璃板水平接触水面,然后稍稍用力向上拉玻璃板,如图所示,此过程中测力计的最大示数为F2。F1和F2的大小关系是( )
A.F1>F2 B.F1=F2 C.F1≥F2 D.F1<F2
【答案】D
【解析】因为玻璃和水接触在一起,并且玻璃分子和水分子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,故向上拉玻璃板时,弹簧测力计的读数将变大,所以F1<F2。
故选:D。
5.(2024秋•武汉武昌区期中)诗句“花气袭人知骤暖”包含物理知识,诗人闻到了香味属于 现象,如图是构成物质的固、液、气三态的分子模型,其中是液态分子模型的是图 ,物质分子结构从乙图变到丙图时,分子间作用力 (填“变大”、“变小”或“不变”)。
【答案】扩散;甲;变大
【解析】(1)“花气袭人知骤暖”是指在很远处就可以闻到花香,是花的香味分子在不停地做无规则运动,这是扩散现象。
(2)固态物质中,分子与分子的排列十分紧密有规则,对应丙图;气态物质中,分子排列最为松散,分子运动向四面八方,对应乙图;液态物质中,分子状态介于固态物质分子与气态物质分子状态之间,分子没有固定的位置,运动比较自由,对应甲图。
从乙图变化为丙图,是物质从气态变为固态,分子间距离减小,分子间作用力变大。
6.(2025秋•武汉武昌区月考)下图是一组实验,观察实验完成填空。
(1)“墙角数枝梅,凌寒独自开。遥知不是雪,为有暗香来。”如图甲所示,在很远的地方能够闻到梅花香,这是 现象,说明了 。
(2)如图乙所示,将两个铅柱的底面削平、削干净,然后紧紧地压在一起,两个铅柱就会结合起来,甚至下面吊一个20kg的重物都不能把它们拉开,这说明分子间存在 。
(3)图丙是把墨水滴入冷水和热水的情况,此实验说明温度越高 。
【答案】(1)扩散;分子在不停地做无规则运动;(2)引力;(3)分子热运动越剧烈。
【解析】(1)在很远的地方能闻到梅花香,说明梅花所释放的香味融入到空气中,并在空气中不断向前传播,这种现象叫做扩散现象,这种现象说明物质的分子在不停地做无规则运动。
(2)将两个铅柱的底面削平、削干净,然后紧紧地压一起,两铅块就会结合起来,甚至下面吊一个20kg的重物都不能把它们拉开,说明两个铅柱之间存在吸引力,即分子间存在引力。
(3)如图丙所示,当把墨水滴入冷水和热水时,观察到滴入热水时,扩散现象更明显,说明温度越高,分子热运动越剧烈。
考点2 内能
1.(2025秋•武汉江岸区区期中)关于温度、热量和内能,下列说法正确的是( )
A.温度相同的水,内能可能不同
B.物体的内能增加,一定吸收了热量
C.0℃的冰块没有内能
D.内能从热量多的物体传递到热量少的物体
【答案】A
【解析】A、内能与物体的质量、温度、状态等因素有关,温度相同的水,内能可能不同,故A正确;
B、物体内能增加时,可能是从外界吸收了热,也可能是外界物体对它做了功,故B错误;
C、一切物体都具有内能,0℃的冰块也具有内能,故C错误;
D、发生热传递的条件是存在温度差,和热量的多少无关,故D错误。故选:A。
2.如图是古代省油灯的示意图。它下层盛水,能减慢上层油的消耗。点灯后,水在升温的过程中( )
A.吸热,内能增加 B.吸热,内能减少
C.放热,内能增加 D.放热,内能减少
【答案】A
【解析】点灯后,水吸收热量,水的温度升高,内能增加,这是通过热传递改变内能的。故选:A。
3.(2022•武汉元调)如图所示,铁水很热,冰块很冷,但它们都具有内能。下列说法正确的是( )
A.铁水温度⾼,内能大 B.冰块温度低,内能小
C.铁水温度⾼,分⼦热运动剧烈 D.冰块温度低,分⼦热运动停止
【答案】C
【解析】内能是物体内部所有分子热运动的动能和分子势能的总和,与物体质量、温度、状态等有关,温度高的内能不一定大;温度低的内能不一定小;温度是分子平均动能的标志,物体的温度越高,分子热运动越剧烈,分子平均动能越大;分子热运动永不信息,水凝结成冰,但分子热运动没有停止,故C正确、ABD错误。故选:C。
4.(2025秋•武汉期末)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,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,故ABC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。
5.(2025•广州)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】AB、从热汤中取出的金属勺子,由烫手到不烫手,其温度降低,所以内能逐渐减少,AB错误。
CD、做功改变物体内能是能量的转化过程,如摩擦生热是机械能转化为内能。而热传递改变物体内能是能量的转移过程,是由于温度差引起的,高温物体放出热量,内能减小,低温物体吸收热量,内能增加。金属勺子由烫手到不烫手,是因为勺子与周围空气存在温度差,勺子向空气中散热,内能减小,这是通过热传递的方式改变内能的,故C错误,D正确。故选:D。
6.如图所示是曾侯乙墓曾出土过一种铜制冰鉴,这种冰鉴有内外两层,外为一方鉴,内装一方壶,盛夏之时方鉴盛冰,方壶就能保存食物或酒水。下列说法中正确的是( )
A.方鉴中的冰温度很低,含有的热量少 B.冰块熔化成水的过程中,内能增大
C.壶内的食物将温度传递给方鉴中的冰块 D.冰块能够制冷是因为冰块的比热容较大
【答案】B
【解析】A、热量是过程量,不能用含有表示,故A错误;
B、冰块熔化成水的过程中,吸收热量,内能增大,故B正确;
C、壶内的食物将热量传递给方鉴中的冰块,故C错误;
D、冰块能够制冷是因为冰块熔化时吸收热量,故D错误。故选:B。
7.(2025秋•武汉江岸区期末)关于内能,下列说法正确的是( )
A.图甲中,覆盖火山的皑皑白雪温度很低,没有内能
B.图乙中,炙热的铁水将温度传递给了较冷的容器
C.图丙中,活塞向下运动时压缩空气做功,使空气的内能减小
D.图丁中,人从滑梯上滑下时臀部发热,这是通过做功方式改变物体内能
【答案】D
【解析】A、任何物体在任何情况下都具有内能,覆盖火山的皑皑白雪温度很低,也有内能,故A错误;
B、炙热的铁水将热量传递给了较冷的容器,故B错误;
C、活塞向下运动时压缩空气做功,使空气的内能增大,故C错误;
D、人从滑梯上滑下时臀部发热,克服摩擦做功,这是通过做功方式改变物体内能,故D正确。选:D。
8.(2020秋•武汉期末)如图所示,在一个配有活塞的厚玻璃筒里放一小团硝化棉,把活塞迅速压下去,硝化棉会燃烧起来。活塞压缩气体的过程中,下列说法正确的是( )
A.筒壁的内能减小
B.筒内空气的内能增大
C.筒内空气的内能转化为活塞的机械能
D.筒内空气的内能增大主要是因为活塞与筒壁之间摩擦造成的
【答案】B
【解析】下压活塞时,活塞对筒内的空气做功,机械能转化为空气的内能,使气体的内能增加、温度升高,当温度升高达到棉花的着火点时,筒内棉花燃烧起来;筒壁吸收热量,温度升高,内能增大,故ACD错误,B正确。故选:B。
9.(2025秋•新洲区期末)如图所示,在平底烧瓶内装少量的水,用打气筒向瓶内打气,当瓶塞跳起时瓶内出现白雾。下列有关实验操作与现象的分析不正确的是( )
A.往瓶内打气时,瓶内的气体被压缩,说明分子间存在间隙
B.往瓶内打气时,气筒对瓶内气体做功,瓶内气体内能增加
C.瓶塞跳起时,瓶内出现的白雾是空气液化形成的小水珠
D.瓶塞跳起时,瓶内气体膨胀对外做功,温度降低,内能减小
【答案】C
【解析】A、往瓶内打气时,瓶内的气体被压缩,说明分子间有间隙,故A正确;
B、向瓶内打气,压缩气体做功,使瓶内气体内能增大,故B正确;
C、塞子跳出时,水蒸气对瓶塞做了功,水蒸气的内能转化为瓶塞的机械能,水蒸气内能减少,温度降低。水蒸气发生液化形成小水珠,瓶口出现“白雾”,故C错误;
D、瓶塞跳出时,瓶内气体对外做功,温度降低,内能减小,故D正确。故选:C。
10.如图甲所示,在烧瓶内盛少量水,给瓶内打气,当瓶塞跳出时,可以看到瓶内出现 ,在这个过程中,瓶内气体内能 (选填“增大”或“减小”)。如图乙所示,把活塞迅速压下去,棉花立即燃烧起来,棉花的内能是通过 的方式增大。
【答案】白雾;减小;热传递。
【解析】当瓶塞跳出时,瓶内气体对瓶塞做功,内能转化为机械能,瓶内气体内能减小,温度降低,水蒸气液化形成小液滴,可以看到瓶内出现白雾。
把活塞迅速压下去,对里面的气体做功,机械能转化为内能,使里面气体的内能增加,温度升高,空气中的内能通过热传递将热量传递给棉花,使棉花的温度升高,棉花的温度达到着火点时,将燃烧起来,因此棉花的内能是通过热传递的方式增大的。
考点3 比热容及应用
1.(2024•武汉中考)下列事例中,与“水的比热容较大”这个特性无关的是( )
A.汽车发动机用水作冷却剂
B.人游泳之后从水中出来,风一吹感觉更冷
C.海边昼夜温度变化比沙漠中小,适于居住
D.生物体内水的比例很高,有助于调节生物体自身的温度
【答案】B
【解析】A、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,所以用水冷却汽车发动机,故A不符合题意;
B、游泳之后从水中出来,风一吹感觉特别冷,是由于身体表面的水汽化吸热,与“水的比热容较大”这个特性无关,故B符合题意;
C、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,由此使得海边昼夜温差小,故C不符合题意;
D、因为水的比热容大,相同质量的水和其它物质比较,吸收或放出相同的热量,水升高或降低的温度少,所以生物体内水的比例高,有助于调节自身的温度,故D不符合题意。
故选:B。
2.小明随爸爸在烈日当空的河边玩耍,他发现脚踩在沙子上很烫,而踩在河水里却凉凉的,这是因为水的比热容较大,水的比热容为4.2×103J/(kg•℃),它表示的意思是( )
A.1kg的水吸收的热量是4.2×103J
B.质量为1kg的水,温度升高到1℃时,吸收4.2×103J的热量
C.水每升高1℃吸收的热量为4.2×103J/(kg•℃)
D.质量为1kg的水温度降低1℃,放出的热量是4.2×103J
【答案】D
【解析】根据比热容的概念,水的比热容为4.2×103J/(kg•℃),它表示的物理含义是:1kg水温度每升高(或降低)1℃所吸收(或放出)的热量是4.2×103J.故ABC的说法都是错误的,D的说法是正确的。故选:D。
3.将质量和初温相等的铁块和铝块(c铝>c铁)浸没在沸腾的水中加热相当长的时间后,比较铁块和铝块吸收热量和升高温度的多少,则( )
A.两者吸收的热量相等 B.铁块吸收的热量少
C.铁块升高的温度多 D.铝块升高的温度多
【答案】B
【解析】CD、将铁块和铝块放在沸水中煮到温度不再升高,二者的末温相同,由于初温度相同,所以铝块和铁块升高的温度相同,故CD错误,
AB、因为铝的比热容比铁的比热容大,在铁块和铝块的初温和末温、质量都相同时,由Q吸=cmΔt可以知道,比热容大的吸收的热量多,因此铝块比铁块吸收的热量多,故A错误,B正确。
故选:B。
4.(2025秋•武汉武昌区期中)某同学用质量相同的铜块和铝块(c铜<c铝),使它们吸收相同的热量后,再相互接触,下列说法中正确的是( )
A.热量从铜块传到铝块 B.热量从铝块传到铜块
C.它们之间不发生热传递 D.无法确定
【答案】D
【解析】铜块和铝块质量相同,吸收的热量相同,且c铜<c铝,根据Q吸=cmΔt可知铝块升高的温度小,铜块升高的温度大;
由于不确定铜块和铝块的初温,所以不确定铜块和铝块的末温;故热量可能从铜块传到铝块,可能铝块传到铜块,也可能不发生热传递。
故选:D。
5.(2025•四川中考)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ca和cb。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20℃升高到50℃,液体b的温度从10℃升高到70℃,a、b两种液体均未沸腾。由此可知( )
A.ca>cb B.ca<cb C.ca=cb D.ca=3cb
【答案】A
【解析】ABC、a的温度变化量为Δta=50℃﹣20℃=30℃,b的温度变化量为Δtb=70℃﹣10℃=60℃,ab两种液体的质量相同,吸收相同的热量,根据Q=cmΔt可知比热容c与温度变化量Δt成反比,Δtb>Δta,所以ab液体的比热容ca>cb,故A正确,BC错误;
D、ab两种液体的质量相同,吸收相同的热量,根据Q=cmΔt可知比热容c与温度变化量Δt成反比,所以,所以ca=2cb,故D错误。
故选:A。
6.(2026•四川达州中考)“一粥一饭,当思来之不易”,稻谷通常要经历育苗、生长、晾晒和储存四个过程。下列说法正确的是( )
A.育苗期,薄膜内壁附有小水珠是汽化现象
B.生长期,傍晚蓄水是由于水的比热容小保温效果好
C.晾晒时,摊开通风是为了加快稻谷中水的蒸发
D.储存期,稻谷储存不当导致发霉主要是发生物理变化
【答案】C
【解析】A.育苗期,薄膜内壁附有小水珠,是水蒸气遇冷液化形成的,不是汽化现象,故A错误;
B.生长期,傍晚蓄水是由于水的比热容大,在质量和放出热量相同时,水降低的温度小,保温效果好,不是比热容小,故B错误;
C.晾晒时,摊开增大表面积,通风加快空气流动,都是为了加快稻谷中水的蒸发,故C正确;
D.储存期,稻谷储存不当导致发霉,有新物质生成,主要是发生化学变化,不是物理变化,故D错误。
故选:C。
7.下表是一些物质的比热容,根据表中数据(单位为J/(kg•℃)),下列判断正确的是( )
水
4.2×103
铝
0.88×103
煤油、冰
2.1×103
干泥土
0.84×103
砂石
0.92×103
铜
0.39×103
A.物质的物态发生变化,比热容不变
B.100g水的比热容是50g水的比热容的两倍
C.寒冬季节,放在室外盛有水的水缸会破裂,主要是因为水的比热容较大
D.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
【答案】D
【解析】A.水和冰的比热容不同,可见,物质的物态发生变化,比热容会发生变化,故A错误;
B.比热容是物体的特性,与质量无关,100g水的比热容与50g水的比热容相同,故B错误;
C.寒冬季节,放在室外盛有水的水缸会破裂,主要是因为水凝固成冰后密度变小,体积变大,C错误;
D.铜的比热容比铝的比热容小,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正确。
故选:D。
8.用相同的酒精灯分别对质量相等的A和B两种液体加热(不计热损失),如图是A和B的温度随加热时间变化的图象,由图象可知 的吸热能力强,A的比热容与B的比热容之比为 ,A和B升高相同的温度,吸收热量之比为 。
【答案】A;2:1;2:1
【解析】用相同的酒精灯分别对质量相等的A和B两种液体加热,相同时间内,A、B吸收的热量相同。
由图可知,吸收的热量相同,A升温慢,吸热能力强,B升温快,吸热能力弱;
在相同时间内,A升高的温度为ΔtA=40℃﹣20℃=20℃,B升高温度为ΔtB=60℃﹣20℃=40℃,
根据c可得,A的比热容与B的比热容之比:
,则A的吸热能力强。
A和B升高相同的温度时,根据c可得A、B吸收的热量之比:
Q吸A:Q吸B=cAmΔt:cBmΔt=cA:cB=2:1。
9.在夏天,质量相同的水泥板和水在太阳下晒相同时间(晒相同时间说明它们吸收的热量相同),水不易升温,但水泥板却很烫。同学们联想到,往水池注水,宽大的水池容量大,水位不易升高;而窄小水池容量小,水位容易升高,于是认为水和砂石容纳热量的本领不同。水不容易升温是因为水容纳热量的本领大。经查阅资料后发现:1kg水升高1℃,需要吸收4.2×103J的热量;而1kg砂石升高1℃,需要吸收0.92×103J的热量。这说明水的比热容比砂石的比热容大。因此水的比热容是 J/(kg•℃),砂石的比热容是 J/(kg•℃)。2kg的水升高5℃,需要吸收 J的热量。
【答案】4.2×103;0.92×103;4.2×104
【解析】水的比热容:c水4.2×103J/(kg•℃);
砂石的比热容:c砂石0.92×103J/(kg•℃);
2kg的水升高5℃,需要吸收热量:
Q吸=c水mΔt=4.2×103J/(kg•℃)×2kg×5℃=4.2×104J。
考点4 热值及相关计算
1.(2026•四川遂宁中考)被誉为“中国17世纪的工艺百科全书”《天工开物》记载了我国古代生产技术成就。如:
①碎煤有两种,用以炊烹,用以冶煅;
②取诸麻、菜子入釜,文火慢炒,透出香气;
③榨汁入缸,看水花为火色。其花煎至细嫩,如煮羹沸;
下列对相关记载分析正确的是( )
A.“用以炊烹”煤炭燃烧时热值在不断减小
B.“透出香气”是因为分子在运动
C.“文火慢炒”是通过做功的方式改变内能
D.“如煮羹沸”羹在沸腾时吸热,温度升高
【答案】B
【解析】A、热值是燃料是属性,煤炭燃烧时,质量减小,但热值不变,故A错误;
B、物质的分子在永不停息地做无规则的运动,透出香气是扩散现象,说明分子在运动,故B正确;
C、文火慢炒是利用火加热,通过热传递改变内能,翻炒是防止受热不均匀,故C错误;
D、液体沸腾时吸热温度保持不变,羹在沸腾时吸热,温度不变,故D错误。
故选:B。
2.(2025秋•武汉洪山区期末)如图是用煤气灶烧水的情景,下列说法正确的是( )
A.1kg煤气燃烧放出的热量,就是煤气的热值
B.煤气在燃烧的过程中,热值会逐渐减小
C.由于高温的烟气带走了相当一部分热量,所以燃料利用率较低
D.换用热值更高的天然气烧水,可以大大提高燃料的利用率
【答案】C
【解析】A.1kg煤气完全燃烧放出的热量,叫做煤气的热值,故A错误;
B.热值是燃料的一种特性,它只与燃料的种类有关,与燃料的质量、燃烧程度等均无关,故B错误;
C.用煤气灶烧水时,由于高温的烟气带走了相当一部分热量,所以燃料利用率较低,故C正确;
D.相同质量的不同燃料,热值大的燃料燃烧放出的热量多,但有效利用的热量不一定大,换用热值更高的天然气烧水,不一定能大大提高燃料的利用率,故D错误。
故选:C。
3.(2025秋•武汉青山区期中)汽油的热值为4.6×107J/kg这个数值究竟有多大?我们可以通过一个具体例子来认识汽油热值的大小:一个46kg的中学生,从大厦的1楼步行至第11楼(走了10层楼),每层楼的层高为3m,如果汽油完全燃烧获得热量的焦耳数和该中学生克服重力做的功相等,就可以算出所需汽油的质量m0。下列相关说法正确的是( )
A.该中学生克服重力做了1.38×103J的功
B.汽油的热值与汽油燃烧的情况有关
C.汽油的热值为4.6×107J/kg,表示1kg汽油燃烧放出的热量为4.6×107J
D.通过计算可知m0约为0.3g
【答案】D
【解析】A、中学生的重力:G=mg=46kg×10N/kg=460N,
克服重力做功:W=Gh=460N×3m×10=1.38×104J,故A错误;
B、汽油的热值是汽油的一种特性,与汽油的燃烧情况无关,故B错误;
C、汽油的热值为4.6×107J/kg,表示1kg汽油完全燃烧放出的热量为4.6×107J,故C错误;
D、由题知,汽油完全燃烧获得热量的焦耳数和该中学生克服重力做的功相等,
则汽油完全燃烧放出的热量Q放=W=1.38×104J,
由Q放=mq得需要汽油的质量:m00.3×10﹣3kg=0.3g,故D正确。
故选:D。
4.(2025•江苏宿迁中考)将质量均为100g的沙子和水分别放在两个相同瓷盘中,初始温度相同,用同一热源加热相同时间, 升温快,这是因为 ;实验中测得,水的温度升高了20℃,吸收的热量为 J。[c水=4.2×103J/(kg•℃)]
【答案】沙子 沙子的比热容小于水的比热容 8.4×103
【解析】(1)如果加热相同的时间,吸收相同的热量,质量相同的沙子和水,由于沙子的比热容小于水的比热容,所以沙子升高的温度更高;
(2)水吸收的热量:Q吸=c水m水Δt=4.2×103J/(kg•℃)×0.1kg×20℃=8.4×103J。
5.(2024•武汉元调)人类在原始社会就知道燃烧柴薪来取暖、烧饭。在现代社会,人类所用的能量一部分是从燃烧天然气这种燃料获得的。
(1)与柴薪燃料相比,天然气具有更高的 。
(2)完全燃烧0.2m3的天然气可放出 J的热量,这些热量相当于 kg的柴薪完全燃烧所释放的热量。(q天然气=3.6×107J/m3,q柴薪=1.2×107J/kg)
【解析】(1)天然气具有热值高的特点,相同条件,能放出更多的热量;
(2)完全燃烧0.2m3的天然气放出的热量:
Q放=V天然气q天然气=0.2m3×3.6×107J/m【答案】(1)热值;(2)7.2×106;0.6。
3=7.2×106J,
由题意可知柴薪完全燃烧所释放的热量Q放′=Q放=7.2×106J,
由Q放=mq可得,柴薪完全燃烧的质量:m柴薪0.6kg。
6.(2025秋•武汉期末)2025年10月17日,长征六号改运载火箭在太原卫星发射中心成功发射,将千帆极轨18组卫星准确送入预定轨道,发射任务取得圆满成功。火箭加速上升的过程中,燃料燃烧产生的内能一部分转化为火箭的 能。火箭主要采用液氢作为燃料是因为液氢的 大,当2t液态氢完全燃烧时,可放出 J的热量。(氢的热值为1.4×108J/kg)
【答案】机械;热值;2.8×1011。
【解析】火箭发射升空时,燃料通过燃烧将化学能转化为燃气的内能,再转化为火箭的机械能;
火箭采用液氢作为燃料,是因为液态氢具有较高的热值,完全燃烧相同质量的氢时,可以释放出更多的热量;由Q放=mq可知,2t液态氢完全燃烧放出的热量为:
。
7.(2025秋•武汉武昌区期末)食物的营养成分在人体细胞里与氧结合可以提供能量。一盒标有“能量:276kJ/100mL”的牛奶,其中“能量”的含义与 (填“热量”或“热值”)的含义相似。100mL的牛奶含有的能量相当于完全燃烧 g的干木柴放出的能量。若干木柴完全燃烧,其热值 (填“增大”“不变”或“变小”)。干木柴的热值为1.2×107J/kg。
【答案】热值;23;不变。
【解析】(1)一盒标有“能量:276kJ/100mL”,表示完全吸收100mL该种牛奶可以获得276kJ的热量,所以其中“能量”的含义与热值相似;
(2)100mL牛奶的能量为276kJ=276×103J=2.76×105J,
根据公式Q=mq,可得;
(3)热值是燃料本身的一种特性,只与燃料的种类有关,所以若干木柴完全燃烧,其热值不变。
8.(2025秋•武汉洪山区月考)如图是乐乐家新装的天然气热水器,能效等级为2级。国家规定能效等级为2级的热水器,热效率不低于88%。乐乐想知道这款热水器的能效等级实际是否达标,于是将热水器的温度设定在42℃(即水从热水器流出的温度),某次洗澡用水90kg,洗澡一次使用燃气0.2m3。已知q天热气=7.0×107J/m3,进入热水器的冷水温度为7℃,求:
(1)求消耗的天然气完全燃烧放出的热量;
(2)求水吸收的热量;
(3)通过计算判定该款热水器能效等级是否达标。
【答案】(1)消耗的天然气完全燃烧放出的热量为1.4×107J;
(2)水吸收的热量为1.323×107J;
(3)该款热水器能效等级达标。
【解析】(1)这些天然气完全燃烧放出的热量:
Q放=q天热气V=7.0×107J/m3×0.2m3=1.4×107J;
(2)水吸收的热量:
Q吸=cm水Δt=4.2×103J/(kg•℃)×90kg×(42℃﹣7℃)=1.323×107J;
(3)热水器的热效率:
η100%100%=94.5%>88%,
因此该款热水器能效等级达标。
考点5 物质吸热能力的实验探究
1.(2026•武汉元调)为了比较水和食用油的吸热能力,小明用如图甲所示的装置图做了实验。
(1)该实验除了图示中的实验器材以外,还需要的测量工具是天平和 。
(2)选取两个相同规格的电加热器进行实验,目的是为了通过比较 (选填“温度计示数”或“加热时间”)来比较物质吸收热量的多少。
(3)下面是实验记录数据:
物质
质量/g
初始温度/℃
加热时间/min
最后温度/℃
水
60
20
5
40
食用油
60
20
5
65
在此实验中,如果要使水和食用油的最后温度相同,就要给 加热更长的时间,这样水吸收的热量 (选填“大于”或“小于”或“等于”)食用油吸收的热量。
【答案】(1)秒表;(2)加热时间;(3)水;大于。
【解析】(1)比较水和食用油的吸热能力实验所需要的实验器材有水、食用油、电加热器、温度计、天平、秒表,其中秒表是测量时间的仪器。
(2)选取两个相同规格的电加热器,在相同时间内水和食用油吸收的热量相同,这样可以通过加热时间来判断物质吸收热量的多少。
(3)由表格中数据可知,水和食用油加热相同的时间,食用油的温度更高,所以要使水和食用油的最后温度相同,就要给水加热更长的时间,这样水吸收的热量大于食用油吸收的热量,说明水的吸热能力强。
2.(2025秋•武汉武洪山区期末)利用如图甲所示的装置比较不同物质的吸热情况,用规格相同的电加热器给a、b两种液体加热。实验中记录的数据如表所示。
物质
质量/g
初温/℃
末温/℃
加热时间/min
a
200
20
40
7
b
200
20
40
4
(1)该实验除了图甲所示的实验器材外,还需要的测量工具是停表和 。
(2)分析数据可知,a、b升高相同的温度时, 吸收的热量更多,说明 吸热能力较弱。(选填“a”或“b”)
(3)a、b两种常见的液体中,有一种是水,另外一种液体的比热容是 J/(kg•℃)。
(4)图乙中,若图线②反映b吸收的热量随时间的变化规律,则a吸收的热量随时间的变化规律是图线 (选填“①”、“②”或“③”)。
【答案】(1)天平;(2)a;b;(3)2.4×103;(4)②。
【解析】(1)根据比较比较吸热能力的两种方法,要控制不同物质的质量相同,除停表外,还需要天平;
(2)分析数据可知,a、b升高相同的温度时,a需要7min,b需要4min,a吸收的热量更多,说明a吸热能力更强,a是水;
根据c,在质量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,即,,另外一种液体的比热容是:cb=2.4×103 J/(kg•℃);
(3)图乙中,若图线②反映b吸收的热量随时间的变化规律,因为实验中用规格相同的电加热器给a、b两种液体加热,所以相同时间内两种液体吸收的热量相等(即两液体吸收的热量随时间的变化规律相同),则a吸收的热量随时间的变化规律仍然是图线②。
3.(2025秋•武汉江岸区期末)为了比较不同物质的吸热情况,将水和另一种液体分别装在两个相同的烧杯中,用规格相同的电加热器给两种液体加热,用合格的温度计给两种液体测量温度,如图甲所示。实验记录的数据如下表所示。
物质
质量/g
初温/℃
加热时间/min
末温/℃
a
200
20
7
45
b
200
20
3
45
(1)本实验还应该控制两种液体的 相同;
(2)除如图所示的器材外,还需要的测量工具有秒表和 ;
(3)使用规格相同的电加热器的目的是:在相同的时间内使水和另一种液体 相同;
(4)根据表格数据判断物质 是水(选填“a”、“b”);
(5)根据表格数据可知另外一种液体的比热容是 J/(kg•℃)。
【答案】(1)质量;(2)天平;(3)吸热;(4)a;(5)1.8×103。
【解析】(1)根据控制变量法,比较不同物质的吸热情况,需控制不同液体的质量相同。
(2)本实验需控制水和另一种液体的质量相同,除停表、温度计外,还需要天平。
(3)规格相同的电加热器在相同时间内,产生的热量相同,使用规格相同的电加热器的目的是:在相同的时间内使水和另一种液体吸热相同。
(4)根据表格数据,水和另一种液体的质量相同,让它们升高相同温度,a加热时间更长,a比b的吸热能力强,因此a是水。
(5)根据表格数据,水吸热Qa=camΔta
另一液体吸热Qb=cbmΔtb
则
另外一种液体的比热容是。
4.(2025秋•武汉期末)在“比较不同物质吸热情况”的实验中,实验装置如图1所示:
(1)实验中除了图1中所示的器材外,还需要的测量仪器是秒表和 ;
(2)选取两个相同规格的电加热器进行实验,目的是为了通过比较 (填“加热时间”或“升高的温度”)来比较物质吸收热量的多少;
(3)实验中选取初温不同、质量相同的甲、乙两种液体,分别倒入烧杯中,用电加热器加热。图2是根据实验数据绘制出的温度与时间关系的图像,由图像可知:两种液体的比热容之比c甲:c乙= ;
(4)在沿海地区炎热晴朗天气里,由于海水和陆地的比热容不同,昼夜温差变化较大的是 (填“海水”或“陆地”)。
【答案】(1)天平;(2)加热时间;(3)1:2;(4)陆地。
【解析】(1)实验中需要控制两种液体的质量相同,所以还需要天平来测量质量。
(2)选取相同规格的电加热器,两种液体在相同时间内吸收的热量相同,通过比较加热时间来间接比较物质吸收热量的多少,加热时间越长,吸收热量越多。
(3)由图2可知,用相同的热源加热16min,甲液体温度升高了40℃,乙液体温度升高了20℃。因为用相同的加热器加热相同时间,所以Q甲=Q乙;根据Q=cmΔt,可得c甲mΔt甲=c乙mΔt乙,
(4)海水的比热容比陆地(砂石、泥土)大,由,可知在吸收或放出相同热量时,海水的温度变化较小,陆地的温度变化较大,所以昼夜温差变化较大的是陆地。
专项特训一、做功改变物体的内能
1.(2025秋•武汉洪山区期末)如图所示,烧瓶内盛有少量的水,给瓶内气体打气,当瓶塞跳起时,观察到瓶内出现白雾,关于这个过程,下列说法正确的是( )
A.瓶内出现白雾是汽化现象
B.本实验是用热传递的方式改变了气体内能
C.瓶塞跳起的过程,气体的内能减小,瓶内空气中的水蒸气液化成白雾
D.打气筒打气时,活塞与筒壁摩擦,将内能转化为机械能
【答案】C
【解析】A、烧瓶内出现的白雾是水蒸气液化形成的小水滴;故A错误;
B、瓶内气体对外做功,内能减小,是通过做功的方式改变了气体内能;故B错误;
C、瓶塞跳起的过程,气体对外做功,气体的内能减小,瓶内空气中的水蒸气液化成白雾,故C正确;
D、打气筒打气时,活塞与筒壁摩擦,将机械能转化为内能,故D错误。
故选:C。
2.(2025秋•武汉汉阳区期中)如图所示,在烧瓶内盛少量水,给瓶内打气,当瓶塞跳起来时,可以看到瓶内出现白雾。下列解释正确的是( )
A.瓶内的空气对瓶塞做功,空气内能减小,空气液化成白雾
B.瓶内的空气对瓶塞做功,空气内能增大,瓶底的水汽化成白雾
C.瓶内的空气膨胀对外做功,空气内能减小,空气中的水蒸气液化成白雾
D.通过打气筒压缩瓶内空气做功,空气内能增大,瓶底的水汽化成白雾
【答案】C
【解析】A、瓶内的空气对瓶塞做功,空气内能减小,水蒸气液化成白雾,而不是空气液化成白雾,故A错误;
B、瓶内的空气对瓶塞做功,空气内能会减小,而不是内能增大,故B错误;
C、瓶内的空气膨胀对外做功,空气内能减小,空气中的水蒸气液化成白雾,故C正确;
D、瓶底的水汽化会形成水蒸气,而白雾是水蒸气液化形成的,故D错误。故选:C。
3.(2025秋•武汉江汉区月考)如图所示是验证“做功可以改变物体内能”的实验,下列说法正确的是( )
A.甲图,打气时对气体做功,瓶内气体内能增大,当塞子跳出时,机械能转化成内能
B.甲图,当塞子跳出时,看到瓶内有白雾出现,是瓶内空气发生了液化现象
C.乙图,硝化棉是通过热传递的方式改变内能
D.乙图,筒内空气内能增大主要是因为活塞与筒壁摩擦,能量转化过程与汽油机压缩冲程相同
【答案】C
【解析】A、当瓶塞被崩起时,瓶内的空气对瓶塞做功,空气的内能减小,温度降低,内能转化为机械能,故A错误;
B、当瓶塞跳起时,瓶内气体对瓶塞做功,瓶内气体的内能减少,温度降低,水蒸气遇冷液化形成了小水滴,形成了白雾,故B错误;
C、迅速下压活塞时,对筒内空气做功,则空气的内能增加、温度升高;筒内空气将热量传递给硝化棉,使硝化棉的温度达到燃点而被引燃,所以硝化棉是通过热传递的方式被引燃的,故C正确。
D、往瓶内打气的过程中,要压缩气体做功,将机械能转化成内能,使瓶内气体内能增大,能量转化与汽油机压缩冲程相同,故D错误;故选:C。
4.(2025秋•武汉武昌区期末)如图是验证“做功可以改变物体内能”的实验,关于实验下列说法正确的是( )
A.在实验一中,打气时对气体做功,瓶内气体内能增大,当塞子跳出时,内能转化成机械能
B.在实验一中,当塞子跳出时,看到瓶内有白雾出现,是瓶内空气发生了液化现象
C.在实验二中,硝化棉是通过做功的方式改变内能
D.在实验二中,筒内空气内能增大主要是因为活塞与筒壁摩擦
【答案】A
【解析】A、在实验一中,给瓶内打气,外界对瓶内气体做功,瓶内气体内能增大,当气压把瓶塞从瓶口推出时,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,故A正确;
B、在实验一中,当塞子跳出时,瓶内气体的内能转化为瓶塞的机械能,使气体自身的内能减少,温度降低,水蒸气遇冷液化形成了小水滴,形成了白雾,故B错误;
C、在实验二中,迅速下压活塞时,对筒内空气做功,则空气的内能增加、温度升高;筒内空气将热量传递给硝化棉,使硝化棉的温度达到燃点而被引燃,所以硝化棉是通过热传递的方式被引燃的,C错误;
D、在实验二中,在下压活塞的过程中,对筒内气体做功,将活塞的机械能转化为空气的内能,D错误。
故选:A。
5.(2025秋•武汉青山区月考)如图所示,在配有活塞的厚壁玻璃筒中放一小块硝化棉。把活塞迅速压下,可以看到的现象是 。在这一过程中,通过 的方式改变空气的内能。
【答案】硝化棉燃烧;做功。
【解析】在配有活塞的厚壁玻璃筒中放一小块硝化棉,把活塞迅速压下,活塞压缩空气,对空气做功,空气的内能增大,温度升高,当温度达到硝化棉的燃点时,硝化棉燃烧,因此可以看到硝化棉燃烧。
6.如图所示,在空气压缩引火仪的玻璃筒底放入一小团干燥的硝化棉,用力将活塞迅速下压,观察到硝化棉燃烧。向下压缩的过程中,活塞的 能直接转化成 (选填“筒内空气”或“硝化棉”)的 能;硝化棉燃烧说明它的内能 ,温度升高,达到了着火点。硝化棉的内能是通过 (选填“做功”或“热传递”)方式改变的。
【答案】机械;筒内空气;内;增大;热传递。
【解析】用力将活塞迅速下压,活塞对玻璃筒内的空气做功,将活塞的机械能转化为筒内空气的内能,使空气内能增加、温度升高;
硝化棉燃烧说明达到了硝化棉的着火点,因为硝化棉的内能会增加,温度会升高;
活塞通过做功的方式使空气内能增加,温度升高,当温度达到棉花的燃点时,棉花就会燃烧,这是通过热传递的方式增加棉花的内能的。
7.如图所示,瓶内装有少量的水,水上方是含有水蒸气的空气,塞紧瓶塞,用打气筒向瓶内打气,当塞子从瓶口跳起时,观察到瓶口附近有白雾出现,这是因为瓶内空气推动瓶塞做功时, 能转化成瓶塞的 能,瓶内空气降温, 遇冷 (填物态变化的名字)形成小水滴。
【答案】内;机械;水蒸气;液化。
【解析】用打气筒往瓶里打气,当塞子从瓶口跳起时,瓶内的空气膨胀对瓶塞做功,空气的内能转会化为塞子的机械能,空气的内能减少,温度降低;空气中的水蒸气遇冷发生液化现象,凝结成小水滴,因此瓶口出现了白雾。
专项特训二、比较不同物质吸热的情况实验探究
1.(2021•武汉元调)如图所示,在“比较不同物质吸热的情况”的实验中,用相同规格的电加热器给质量相等的甲、乙两种液体加热。实验中记录的数据如表所示。
加热时间/min
0
1
2
3
4
5
甲的温度/℃
20
23
26
29
32
35
乙的温度/℃
20
27
34
41
48
55
(1)分析数据可知,甲、乙吸收相同的热量时 (填“甲”或“乙”)升高温度更高,说明 (填“甲”或“乙”)吸热能力更强。我们还可以推测,如果甲、乙降低相同的温度 (填“甲”或“乙”)放出的热量更多;
(2)甲、乙两种常见液体中,有一种是水(c水=4.2×103J/(kg•℃)),另外一种液体的比热容是 J/(kg•℃)。
【答案】(1)乙;甲;甲;(2)1.8×103。
【解析】(1)分析表中数据可知,加热相同的时间,即甲、乙吸收相同的热量时,乙升高温度更高(甲升高的温度低),说明甲吸热能力更强;
因甲的吸热比热容大,根据Q=cmΔt,如果质量相等甲、乙降低相同的温度,甲放出的热量更多;
(2)由表中数据知,加热5分钟,甲升高的温度为:
35℃﹣20℃=15℃;
乙升高的温度为:
55℃﹣20℃=35℃>15℃,根据比较吸热能力的方法,甲的吸热能力强,故甲为水;
根据Q=cmΔt,在质量和吸热相同的情况下,升高的温度与比热容成反比,故另一种液体的比热容:
c4.2×103J/(kg•℃)=1.8×103J/(kg•℃)。
2.(2022•武汉元调)某同学利⽤图甲所示的装置探究不同物质的吸热情况,他将质量相等的两种液体分别装在两个相同的烧杯中,⽤两个规格均为500W的电加热器加热,并每隔2min记录一次温度。图⼄是他根据实验数据绘制的图象。
(1)加热相同的时间,液体a吸收的热量 (填“⼤于”、“等于”或“⼩于”)液体b吸收的热量。若让两种液体温度都升⾼40℃,则液体a吸收的热量是 J,液体b吸收的热量是 J。
(2)如果两种液体中有一种是⽔,那么另一种液体的⽐热容是 J/(kg•℃)。(不计热损失)
【答案】(1)等于;4.8×105;2.4×105;(2)2.1×103
【解析】(1)实验中用相同的加热器加热,根据转换法可知,加热相同的时间,液体a吸收的热量等于液体b吸收的热量;
若让两种液体温度都升⾼40℃,a的加热时间为ta=16min=960s,则液体a吸收的热量是:Qa=Wa=Pta=500W×960s=4.8×105J;
b的加热时间为tb=8min=480s,则液体b吸收的热量是:Qb=Wb=Ptb=500W×480s=2.4×105J;
(2)由绘制出的两种液体温度随时间变化的关系图象,升高60℃﹣20℃=40℃;
a用时16min,b用时8min,a的吸热能力强,a为水;根据Q=cmΔt,在质量和升高温度相同的情况下,吸热多少与比热容与正比,液体b的比热容是:
cb4.2×103J/(kg•℃)=2.1×103J/(kg•℃)。
3.(2026•武汉模拟)某实验小组用如图所示的装置比较水和食用油的吸热情况。(ρ油=0.9×103kg/m3)
(1)如图甲,加热前,在一个烧杯中倒入200mL的食用油,需要在另一个相同烧杯中倒入 g的水。
(2)选用规格相同的电加热器给两种液体加热,这样做的目的是为了通过 (填“加热时间”或“升高的温度”)来反映液体吸收热量的多少;根据实验测得的数据分别描绘出了两种液体的温度随加热时间变化的图像,如图乙所示,说明 液体的吸热能力更强(填“a”或“b”);另一种液体的比热容为 J/(kg•℃)。
(3)下列生活现象产生的原因没有利用水的比热容大的是 (填序号)。
①夏天吃冰棒解暑
②人游泳上岸后,风一吹感觉更冷
③我国北方楼房中的暖气用水作为介质运输能量
④生物体内水的比例很高,有助于调节生物体自身的温度
【答案】(1)180;(2)加热时间;b;1.8×103;(3)①②。
【解析】(1)在探究水和食用油的吸热能力时,应控制水和食用油的质量相同,所以水的质量m水=m油=ρ食用油V=0.9g/cm3×200cm3=180g;(2)由转换法,选用相同的电加热器目的是:使水和食用油在相同时间内吸收相同的热量;实验中水和食用油吸热多少是通过加热时间来体现出来的;
根据Q=cmΔt可知,在质量和升高的温度相同的情况下,吸热与比热容成正比,所以a是水,若a是水,比热容为4.2×103J/(kg•℃),则b物质的比热容:cb4.2×103J/(kg•℃)=1.8×103J/(kg•℃);
(3)①、夏天吃冰棒,冰棒熔化,吸收热量,没有利用水的比热容大的特点,故①错误;②、人游泳上岸后,风一吹感觉更冷,水蒸发吸收热量,不是利用水的比热容大的特点,故②错误;
③、冬天暖气设备用水作为介质传递热量,因为水的比热容较大,降低相同的温度,水放出的热量多,更容易把燃料燃烧时产生的热量带到房屋中取暖,故③正确;
④、生物体内水的比例很大,有助于调节自身的温度,是利用了水的比热容大的特点,故④正确。
4.(2023•武汉武昌区月考)如图1所示,用相同的电加热器给初温及质量均相同的甲、乙两种不同的液体加热,两种液体每秒吸收的热量相同,两种液体的温度加热时间的图像如图2所示。
(1)加热到第2min, (选填“甲”或“乙”)液体上升的温度较多,两种液体吸收热量关系为Q甲 (选填“>”、“=”或“<”)Q乙;
(2)乙液体在第2min时的内能 (选填“大于”、“等于”或“小于”)第1min时的内能(质量变化忽略不计);乙液体在第2min时的比热容 (选填“大于”、“等于”或“小于”)第1min时的比热容;
(3)通过图像分析可得,甲、乙两液体的比热容大小之比c甲:c乙= 。
【答案】(1)甲;=;(2)大于;=;(3)1:2
【解析】(1)由图2可知,加热到第2min,甲液体的温度升高的多;加热时间相同,吸收的热量相同,所以Q甲=Q乙;
(2)乙液体从第1min到第2min时状态没有改变,吸收热量,内能变大,所以第2min时的内能大于第1min时的内能;
由于比热容的大小与物质的种类和状态有关,与内能大小无关,所以乙液体在第2min时的比热容等于第1min时的比热容;
(3)由图可知,甲、乙升高相同的温度,乙的加热时间是甲的加热时间的2倍,则乙吸收的热量是甲吸收热量的2倍,根据Q=cmΔt可知,乙的比热容是甲的比热容的2倍,所以:c甲:c乙=1:2。
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第十三章 内能
知识总结与归纳
第一节 热量 比热容
【考点1 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,用符号c表示。
2.定义式:。
3.单位:焦耳每千克摄氏度,符号是:J/(kg·℃),比热容单位是由质量、温度和热量组成的组合单位。
4.物理意义: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。
5.对比热容的理解
(1)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,用符号c表示。比热容是物质的特性之一,所以某种物质的比热容不会因为物质吸收或放出热量的多少而改变,也不会因为质量的多少或温度变化的多少而改变。也就是说,比热容的大小只与物质的种类及其状态(固态、液态和气态)有关,与物质的质量、温度的变化无关。
(2)比热容的大小与物质的种类和物质的状态有关。不同物质的比热容一般不同。同种物质在同一状态下,比热是一个不变的定值。
(3)水的比热容较大。在同样受热或冷却的情况下,水的温度变化要小些。水的这个特征对气候的影响很大。
【考点2 热量的计算】
(1)物质吸热时热量的简单计算:吸热:Q吸=cm△t=cm(t-t0)。
(2)物质放热时热量的计算:放热:Q放=cm△t= cm(t0-t)。
(3)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—变化温度(升高或降低的温度),单位:摄氏度(℃);t0—初始温度、t—末温。
【考点3 实验探究:比较不同物质吸热能力】
1.探究不同物质吸热能力
【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1组装器材。
图1 图2
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(如图2煤油),吸收相同的热量,煤油的温度升高较大。
2.不同物质吸热能力实验考查内容
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
第二节 分子动理论的初步知识
【考点1 物质的构成】
1.物质的构成:常见物质是由大量及其微小的粒子—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,所以一个看似很小物质中都会包含大量的分子,如一个小水滴中含有约1021个水分子。
特别提醒:常见的微小物体不是分子:分子的尺度很小,人们用肉眼观察到的都不是分子,分子只能用电子显微镜观察到。
【考点2 分子热运动】
1.扩散现象
(1)定义:不同的物质相互接触时,彼此进入对方的现象叫扩散。扩散现象的实质是分子(原子)的相互渗入。
(2)扩散现象表明:一切物质的分子都在永不停息地做无规则运动,也说明物质的分子间存在间隙。
(3)影响扩散的因素:温度越高,扩散越快(即分子无规则运动跟温度有关,温度越高分子无规则运动越剧烈)。
2.分子热运动
(1)一切物质的分子都在不停地做无规则热运动。
(2)同一物体,分子运动越剧烈,物体的温度越高。即温度是物体分子热运动剧烈程度的标志。
(3)扩散:不同的物质相互接触时,彼此进入对方的现象叫扩散。扩散现象的实质是分子(原子)的相互渗入。
【考点3 分子间的作用力】
1.分子间的作用力
(1)分子间存在着引力和斥力。
(2)固体中分子之间的距离小,相互作用力很大,分子只能在一定的位置附近振动,所以既有一定的体积,又有一定的形状。
(3)液体中分子之间的距离较小,相互作用力较大,以分子群的形态存在,分子可在某个位置附近振动,分子群却可以相互滑过,所以液体有一定的体积,但有流动性,形状随容器而变化。
(4)气体分子间的距离很大,相互作用力很小,每一个分子几乎都可以自由运动。气体既没有固定的体积,也没有固定的形状,可以充满能够达到的整个空间。
(5)同体物质很难被拉伸,是因为分子间存在着引力的缘故;液体很难被压缩,是因为分子间存在着斥力的原因。液体能保持一定的体积是因为分子间存在着引力的原因。
2.分子动理论:物质是由大量的分子或原子组成的,分子间有间隙;构成物质的分子在不停地做无规则热运动;分子间存在着引力和斥力。
第三节 内能
【考点1 内能】
1.分子动能和分子势能
(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。
(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,所以分子势能与物体的体积有关。
2.内能
(1)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。
(2)内能的单位:焦耳,简称焦,符号J。
3.影响物体内能大小的因素
(1)温度是影响物体内能最主要的因素,同一个物体,温度越高,它具有的内能就越大,物体的内能还受质量、材料、状态等因素的影响。
(2)物体的内能跟质量有关。在温度一定时,物体的质量越大,就是分子的数量越多,物体的内能就越大。
(3)物体的内能还和物体的体积有关。质量一定时,物体的体积越大,分子间的势能越大,物体的内能就越大。
(4)同一物质,状态不同时所具有的内能也不同。
特别提醒:物体内能改变的宏观表现:温度变化:物体温度升高,内能增大;温度降低,内能减小。
4.内能与机械能的区别与联系
内能
机械能
区别
定义
构成物体的所有分子的分子动能和分子势能的总和
物体所具有的动能和势能的总和
影响因素
物体的温度、质量、状态、体积、物质的种类
物体的质量、速度、高度和弹性形变的程度
研究对象
微观世界的大量分子
宏观世界的所有物体
存在条件
永远存在
物体运动时,被举高时,发生弹性形变时
联系
(1) 物体无论是否具有机械能,一定具有内能;物体的内能和机械能之间可以互相转化
【考点2 物体内能的改变】
1.热传递改变物体的内能
用暖袋暖手
给工件淬火
烧水
现象
现象分析
暖袋温度降低,内能减少;人体温度升高,内能增大;能量从热水袋传递给人
工件温度降低,内能减少;冷水温度升高,内能增大;能量从工件传递给水
烧水时,水的温度升高,内能增加,能量从火焰传递给锅和水
实验结论
温度不同的物体相互接触时,发生热传递,低温物体温度升高,内能增加,高温物体温度降低,内能减少;即能量从高温物体传递给低温物体,所以热传递可以改变物体的内能
2.热量
(1)热量(Q):在热传递过程中,传递能量的多少叫做热量。用符号Q表示。
(2)单位:在国际单位制中,热量单位是焦耳,符号是J。
3.做功改变物体的内能
做功情况
外界对物体做功
物体对外界做功
探究过程与现象
分析与论证
迅速压下活塞,玻璃筒内的气体被压缩,活塞对筒内气体做功,从而使筒内气体的内能增加,温度升高,当温度达到硝化棉的燃点时,硝化棉开始迅速燃烧
向瓶内打气,压缩瓶内的空气,不断对瓶内空气做功,瓶内空气内能增加,温度升高,随着打入空气的增加,气压越来越大,直至冲开瓶塞,此时,瓶内的空气推动瓶塞做功,内能减少,温度降低,其中水蒸气液化成小水滴,形成白雾
结论
(1) 做功可以改变物体的内能;外界对物体做功,物体温度升高,物体内能增加;
(2) 物体对外界做功,物体温度降低,物体内能减少
4.热传递和做功改变物体内能的区别与联系
区别
联系
实质
方式
举例
热传递
能量的转移
高温物体放热,低温物体吸热
生活中烧、烤、烙、炒,生产中的淬火等
做功和热传递都可以改变物体的内能,且效果相同。某物体的内能发生改变,可能是通过热传递改变的,也可能是通过做功改变的,或者两者都有。若不知道具体过程,则无法确定内能改变方式
做功
其他形式能与内能之间的相互转化
压缩体积、摩擦生热、锻打物体等
打气筒打气、钻木取火、来回多次弯折铁丝等
体积膨胀等
装开水的暖水瓶内的气体将瓶塞冲开灯
【考点3 温度、热量、内能三者之间的区别与联系】
温度
热量
内能
区别
概念
宏观上,表示物体的冷热程度;
微观上,反映物体中分子热运动的剧烈程度
在热传递过程中传递能量的多少
构成物体的所有分子,其热运动的动能与分子势能的总和
表述
用“降低”、“升高”,“降低到”、“升高到”表述
用“放出”或“吸收”表述
用“有”、“具有”、“改变”、“增加”、“减少”的那个表述
单位
摄氏度(℃)
焦耳(J)
焦耳(J)
联系
(1)温度反映了内能的大小,热量反映了内能变化了多少;(2)物吸收热量,内能会增加,温度不一定升高,如晶体熔化;物放出热量,内能会减少,但物体温度不一定降低,如晶体凝固
归纳总结
一个一定
物体温度升高或降低时,其内能一定增加或减少
四个不一定
(1)一个物体内能增加或降低时,其温度不一定升高或降低,如晶体熔化或凝固过程;
(2)一个物体的内能增加或降低时,不一定是吸收或放出了热量,也可能是外界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,内能增加或减少,其温度不一定升高或降低,如晶体熔化或凝固过程;
(4)物体温度升高或降低时,不一定是吸收或放出热量,也可能是因为做功,如摩擦生热
章末特训
考点 1 分子动理论
1.(2021•武汉元调)如图所示是物质在三种不同状态下的分子模型,下列说法正确的是( )
A.甲图中的物质具有流动性,但较难被压缩
B.乙图中分子相距最近,分子间的作用力最小
C.乙图中分子静止,甲、丙两图中分子在做热运动
D.甲、乙、丙分别表示固体,液体,气体分子的排列情况
2.(2025秋•武汉期末)如图所示,这是气体的扩散实验。在装有红棕色二氧化氮气体的瓶子上面倒扣一个充满空气的瓶子,使两个瓶口相对,两瓶口之间用一块玻璃板隔开。抽掉玻璃板一段时间后,观察实验现象。下列说法正确的是( )
A.二氧化氮的密度比空气大,它不能进入上面的瓶子里
B.在温度高的环境中做该实验,能更快看到两瓶内气体颜色变得均匀
C.两个瓶子的位置对换也能达到相同的实验目的
D.当两瓶内气体颜色变得均匀后,气体分子就会停止运动
3.(2025秋•武汉江汉区期末)关于分子动理论,下列说法正确的是( )
A.一粒灰尘就是一个分子
B.一切物质的分子都在不停地做无规则的运动
C.分子间的引力总是大于斥力
D.物体温度降低到0℃时,分子热运动会停止
4.(2023•武汉元调)把干净的玻璃板吊在弹簧测力计的下面(例如用吸盘吸住玻璃板或用细线绑住玻璃板),读出测力计的示数F1。使玻璃板水平接触水面,然后稍稍用力向上拉玻璃板,如图所示,此过程中测力计的最大示数为F2。F1和F2的大小关系是( )
A.F1>F2 B.F1=F2 C.F1≥F2 D.F1<F2
5.(2024秋•武汉武昌区期中)诗句“花气袭人知骤暖”包含物理知识,诗人闻到了香味属于 现象,如图是构成物质的固、液、气三态的分子模型,其中是液态分子模型的是图 ,物质分子结构从乙图变到丙图时,分子间作用力 (填“变大”、“变小”或“不变”)。
6.(2025秋•武汉武昌区月考)下图是一组实验,观察实验完成填空。
(1)“墙角数枝梅,凌寒独自开。遥知不是雪,为有暗香来。”如图甲所示,在很远的地方能够闻到梅花香,这是 现象,说明了 。
(2)如图乙所示,将两个铅柱的底面削平、削干净,然后紧紧地压在一起,两个铅柱就会结合起来,甚至下面吊一个20kg的重物都不能把它们拉开,这说明分子间存在 。
(3)图丙是把墨水滴入冷水和热水的情况,此实验说明温度越高 。
考点2 内能
1.(2025秋•武汉江岸区区期中)关于温度、热量和内能,下列说法正确的是( )
A.温度相同的水,内能可能不同
B.物体的内能增加,一定吸收了热量
C.0℃的冰块没有内能
D.内能从热量多的物体传递到热量少的物体
2.如图是古代省油灯的示意图。它下层盛水,能减慢上层油的消耗。点灯后,水在升温的过程中( )
A.吸热,内能增加 B.吸热,内能减少
C.放热,内能增加 D.放热,内能减少
3.(2022•武汉元调)如图所示,铁水很热,冰块很冷,但它们都具有内能。下列说法正确的是( )
A.铁水温度⾼,内能大 B.冰块温度低,内能小
C.铁水温度⾼,分⼦热运动剧烈 D.冰块温度低,分⼦热运动停止
4.(2025秋•武汉期末)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
5.(2025•广东广州中考)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
6.如图所示是曾侯乙墓曾出土过一种铜制冰鉴,这种冰鉴有内外两层,外为一方鉴,内装一方壶,盛夏之时方鉴盛冰,方壶就能保存食物或酒水。下列说法中正确的是( )
A.方鉴中的冰温度很低,含有的热量少
B.冰块熔化成水的过程中,内能增大
C.壶内的食物将温度传递给方鉴中的冰块
D.冰块能够制冷是因为冰块的比热容较大
7.(2025秋•武汉江岸区期末)关于内能,下列说法正确的是( )
A.图甲中,覆盖火山的皑皑白雪温度很低,没有内能
B.图乙中,炙热的铁水将温度传递给了较冷的容器
C.图丙中,活塞向下运动时压缩空气做功,使空气的内能减小
D.图丁中,人从滑梯上滑下时臀部发热,这是通过做功方式改变物体内能
8.(2020秋•武汉期末)如图所示,在一个配有活塞的厚玻璃筒里放一小团硝化棉,把活塞迅速压下去,硝化棉会燃烧起来。活塞压缩气体的过程中,下列说法正确的是( )
A.筒壁的内能减小
B.筒内空气的内能增大
C.筒内空气的内能转化为活塞的机械能
D.筒内空气的内能增大主要是因为活塞与筒壁之间摩擦造成的
9.(2025秋•新洲区期末)如图所示,在平底烧瓶内装少量的水,用打气筒向瓶内打气,当瓶塞跳起时瓶内出现白雾。下列有关实验操作与现象的分析不正确的是( )
A.往瓶内打气时,瓶内的气体被压缩,说明分子间存在间隙
B.往瓶内打气时,气筒对瓶内气体做功,瓶内气体内能增加
C.瓶塞跳起时,瓶内出现的白雾是空气液化形成的小水珠
D.瓶塞跳起时,瓶内气体膨胀对外做功,温度降低,内能减小
10.如图甲所示,在烧瓶内盛少量水,给瓶内打气,当瓶塞跳出时,可以看到瓶内出现 ,在这个过程中,瓶内气体内能 (选填“增大”或“减小”)。如图乙所示,把活塞迅速压下去,棉花立即燃烧起来,棉花的内能是通过 的方式增大。
考点3 比热容及应用
1.(2024•武汉中考)下列事例中,与“水的比热容较大”这个特性无关的是( )
A.汽车发动机用水作冷却剂
B.人游泳之后从水中出来,风一吹感觉更冷
C.海边昼夜温度变化比沙漠中小,适于居住
D.生物体内水的比例很高,有助于调节生物体自身的温度
2.小明随爸爸在烈日当空的河边玩耍,他发现脚踩在沙子上很烫,而踩在河水里却凉凉的,这是因为水的比热容较大,水的比热容为4.2×103J/(kg•℃),它表示的意思是( )
A.1kg的水吸收的热量是4.2×103J
B.质量为1kg的水,温度升高到1℃时,吸收4.2×103J的热量
C.水每升高1℃吸收的热量为4.2×103J/(kg•℃)
D.质量为1kg的水温度降低1℃,放出的热量是4.2×103J
3.将质量和初温相等的铁块和铝块(c铝>c铁)浸没在沸腾的水中加热相当长的时间后,比较铁块和铝块吸收热量和升高温度的多少,则( )
A.两者吸收的热量相等 B.铁块吸收的热量少
C.铁块升高的温度多 D.铝块升高的温度多
4.(2025秋•武汉武昌区期中)某同学用质量相同的铜块和铝块(c铜<c铝),使它们吸收相同的热量后,再相互接触,下列说法中正确的是( )
A.热量从铜块传到铝块 B.热量从铝块传到铜块
C.它们之间不发生热传递 D.无法确定
5.(2025•四川中考)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ca和cb。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20℃升高到50℃,液体b的温度从10℃升高到70℃,a、b两种液体均未沸腾。由此可知( )
A.ca>cb B.ca<cb C.ca=cb D.ca=3cb
6.(2026•四川达州中考)“一粥一饭,当思来之不易”,稻谷通常要经历育苗、生长、晾晒和储存四个过程。下列说法正确的是( )
A.育苗期,薄膜内壁附有小水珠是汽化现象
B.生长期,傍晚蓄水是由于水的比热容小保温效果好
C.晾晒时,摊开通风是为了加快稻谷中水的蒸发
D.储存期,稻谷储存不当导致发霉主要是发生物理变化
7.下表是一些物质的比热容,根据表中数据(单位为J/(kg•℃)),下列判断正确的是( )
水
4.2×103
铝
0.88×103
煤油、冰
2.1×103
干泥土
0.84×103
砂石
0.92×103
铜
0.39×103
A.物质的物态发生变化,比热容不变
B.100g水的比热容是50g水的比热容的两倍
C.寒冬季节,放在室外盛有水的水缸会破裂,主要是因为水的比热容较大
D.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
8.用相同的酒精灯分别对质量相等的A和B两种液体加热(不计热损失),如图是A和B的温度随加热时间变化的图象,由图象可知 的吸热能力强,A的比热容与B的比热容之比为 ,A和B升高相同的温度,吸收热量之比为 。
9.在夏天,质量相同的水泥板和水在太阳下晒相同时间(晒相同时间说明它们吸收的热量相同),水不易升温,但水泥板却很烫。同学们联想到,往水池注水,宽大的水池容量大,水位不易升高;而窄小水池容量小,水位容易升高,于是认为水和砂石容纳热量的本领不同。水不容易升温是因为水容纳热量的本领大。经查阅资料后发现:1kg水升高1℃,需要吸收4.2×103J的热量;而1kg砂石升高1℃,需要吸收0.92×103J的热量。这说明水的比热容比砂石的比热容大。因此水的比热容是 J/(kg•℃),砂石的比热容是 J/(kg•℃)。2kg的水升高5℃,需要吸收 J的热量。
考点4 热值及相关计算
1.(2026•四川遂宁中考)被誉为“中国17世纪的工艺百科全书”《天工开物》记载了我国古代生产技术成就。如:
①碎煤有两种,用以炊烹,用以冶煅;
②取诸麻、菜子入釜,文火慢炒,透出香气;
③榨汁入缸,看水花为火色。其花煎至细嫩,如煮羹沸;
下列对相关记载分析正确的是( )
A.“用以炊烹”煤炭燃烧时热值在不断减小
B.“透出香气”是因为分子在运动
C.“文火慢炒”是通过做功的方式改变内能
D.“如煮羹沸”羹在沸腾时吸热,温度升高
2.(2025秋•武汉洪山区期末)如图是用煤气灶烧水的情景,下列说法正确的是( )
A.1kg煤气燃烧放出的热量,就是煤气的热值
B.煤气在燃烧的过程中,热值会逐渐减小
C.由于高温的烟气带走了相当一部分热量,所以燃料利用率较低
D.换用热值更高的天然气烧水,可以大大提高燃料的利用率
3.(2025秋•武汉青山区期中)汽油的热值为4.6×107J/kg这个数值究竟有多大?我们可以通过一个具体例子来认识汽油热值的大小:一个46kg的中学生,从大厦的1楼步行至第11楼(走了10层楼),每层楼的层高为3m,如果汽油完全燃烧获得热量的焦耳数和该中学生克服重力做的功相等,就可以算出所需汽油的质量m0。下列相关说法正确的是( )
A.该中学生克服重力做了1.38×103J的功
B.汽油的热值与汽油燃烧的情况有关
C.汽油的热值为4.6×107J/kg,表示1kg汽油燃烧放出的热量为4.6×107J
D.通过计算可知m0约为0.3g
4.(2025•江苏宿迁中考)将质量均为100g的沙子和水分别放在两个相同瓷盘中,初始温度相同,用同一热源加热相同时间, 升温快,这是因为 ;实验中测得,水的温度升高了20℃,吸收的热量为 J。[c水=4.2×103J/(kg•℃)]
5.(2024•武汉元调)人类在原始社会就知道燃烧柴薪来取暖、烧饭。在现代社会,人类所用的能量一部分是从燃烧天然气这种燃料获得的。
(1)与柴薪燃料相比,天然气具有更高的 。
(2)完全燃烧0.2m3的天然气可放出 J的热量,这些热量相当于 kg的柴薪完全燃烧所释放的热量。(q天然气=3.6×107J/m3,q柴薪=1.2×107J/kg)
6.(2025秋•武汉期末)2025年10月17日,长征六号改运载火箭在太原卫星发射中心成功发射,将千帆极轨18组卫星准确送入预定轨道,发射任务取得圆满成功。火箭加速上升的过程中,燃料燃烧产生的内能一部分转化为火箭的 能。火箭主要采用液氢作为燃料是因为液氢的 大,当2t液态氢完全燃烧时,可放出 J的热量。(氢的热值为1.4×108J/kg)
7.(2025秋•武汉武昌区期末)食物的营养成分在人体细胞里与氧结合可以提供能量。一盒标有“能量:276kJ/100mL”的牛奶,其中“能量”的含义与 (填“热量”或“热值”)的含义相似。100mL的牛奶含有的能量相当于完全燃烧 g的干木柴放出的能量。若干木柴完全燃烧,其热值 (填“增大”“不变”或“变小”)。干木柴的热值为1.2×107J/kg。
8.(2025秋•武汉洪山区月考)如图是乐乐家新装的天然气热水器,能效等级为2级。国家规定能效等级为2级的热水器,热效率不低于88%。乐乐想知道这款热水器的能效等级实际是否达标,于是将热水器的温度设定在42℃(即水从热水器流出的温度),某次洗澡用水90kg,洗澡一次使用燃气0.2m3。已知q天热气=7.0×107J/m3,进入热水器的冷水温度为7℃,求:
(1)求消耗的天然气完全燃烧放出的热量;
(2)求水吸收的热量;
(3)通过计算判定该款热水器能效等级是否达标。
考点5 物质吸热能力的实验探究
1.(2026•武汉元调)为了比较水和食用油的吸热能力,小明用如图甲所示的装置图做了实验。
(1)该实验除了图示中的实验器材以外,还需要的测量工具是天平和 。
(2)选取两个相同规格的电加热器进行实验,目的是为了通过比较 (选填“温度计示数”或“加热时间”)来比较物质吸收热量的多少。
(3)下面是实验记录数据:
物质
质量/g
初始温度/℃
加热时间/min
最后温度/℃
水
60
20
5
40
食用油
60
20
5
65
在此实验中,如果要使水和食用油的最后温度相同,就要给 加热更长的时间,这样水吸收的热量 (选填“大于”或“小于”或“等于”)食用油吸收的热量。
2.(2025秋•武汉武洪山区期末)利用如图甲所示的装置比较不同物质的吸热情况,用规格相同的电加热器给a、b两种液体加热。实验中记录的数据如表所示。
物质
质量/g
初温/℃
末温/℃
加热时间/min
a
200
20
40
7
b
200
20
40
4
(1)该实验除了图甲所示的实验器材外,还需要的测量工具是停表和 。
(2)分析数据可知,a、b升高相同的温度时, 吸收的热量更多,说明 吸热能力较弱。(选填“a”或“b”)
(3)a、b两种常见的液体中,有一种是水,另外一种液体的比热容是 J/(kg•℃)。
(4)图乙中,若图线②反映b吸收的热量随时间的变化规律,则a吸收的热量随时间的变化规律是图线 (选填“①”、“②”或“③”)。
3.(2025秋•武汉江岸区期末)为了比较不同物质的吸热情况,将水和另一种液体分别装在两个相同的烧杯中,用规格相同的电加热器给两种液体加热,用合格的温度计给两种液体测量温度,如图甲所示。实验记录的数据如下表所示。
物质
质量/g
初温/℃
加热时间/min
末温/℃
a
200
20
7
45
b
200
20
3
45
(1)本实验还应该控制两种液体的 相同;
(2)除如图所示的器材外,还需要的测量工具有秒表和 ;
(3)使用规格相同的电加热器的目的是:在相同的时间内使水和另一种液体 相同;
(4)根据表格数据判断物质 是水(选填“a”、“b”);
(5)根据表格数据可知另外一种液体的比热容是 J/(kg•℃)。
4.(2025秋•武汉期末)在“比较不同物质吸热情况”的实验中,实验装置如图1所示:
(1)实验中除了图1中所示的器材外,还需要的测量仪器是秒表和 ;
(2)选取两个相同规格的电加热器进行实验,目的是为了通过比较 (填“加热时间”或“升高的温度”)来比较物质吸收热量的多少;
(3)实验中选取初温不同、质量相同的甲、乙两种液体,分别倒入烧杯中,用电加热器加热。图2是根据实验数据绘制出的温度与时间关系的图像,由图像可知:两种液体的比热容之比c甲:c乙= ;
(4)在沿海地区炎热晴朗天气里,由于海水和陆地的比热容不同,昼夜温差变化较大的是 (填“海水”或“陆地”)。
专项特训一、做功改变物体的内能
1.(2025秋•武汉洪山区期末)如图所示,烧瓶内盛有少量的水,给瓶内气体打气,当瓶塞跳起时,观察到瓶内出现白雾,关于这个过程,下列说法正确的是( )
A.瓶内出现白雾是汽化现象
B.本实验是用热传递的方式改变了气体内能
C.瓶塞跳起的过程,气体的内能减小,瓶内空气中的水蒸气液化成白雾
D.打气筒打气时,活塞与筒壁摩擦,将内能转化为机械能
2.(2025秋•武汉汉阳区期中)如图所示,在烧瓶内盛少量水,给瓶内打气,当瓶塞跳起来时,可以看到瓶内出现白雾。下列解释正确的是( )
A.瓶内的空气对瓶塞做功,空气内能减小,空气液化成白雾
B.瓶内的空气对瓶塞做功,空气内能增大,瓶底的水汽化成白雾
C.瓶内的空气膨胀对外做功,空气内能减小,空气中的水蒸气液化成白雾
D.通过打气筒压缩瓶内空气做功,空气内能增大,瓶底的水汽化成白雾
3.(2025秋•武汉江汉区月考)如图所示是验证“做功可以改变物体内能”的实验,下列说法正确的是( )
A.甲图,打气时对气体做功,瓶内气体内能增大,当塞子跳出时,机械能转化成内能
B.甲图,当塞子跳出时,看到瓶内有白雾出现,是瓶内空气发生了液化现象
C.乙图,硝化棉是通过热传递的方式改变内能
D.乙图,筒内空气内能增大主要是因为活塞与筒壁摩擦,能量转化过程与汽油机压缩冲程相同
4.(2025秋•武汉武昌区期末)如图是验证“做功可以改变物体内能”的实验,关于实验下列说法正确的是( )
A.在实验一中,打气时对气体做功,瓶内气体内能增大,当塞子跳出时,内能转化成机械能
B.在实验一中,当塞子跳出时,看到瓶内有白雾出现,是瓶内空气发生了液化现象
C.在实验二中,硝化棉是通过做功的方式改变内能
D.在实验二中,筒内空气内能增大主要是因为活塞与筒壁摩擦
5.(2025秋•武汉青山区月考)如图所示,在配有活塞的厚壁玻璃筒中放一小块硝化棉。把活塞迅速压下,可以看到的现象是 。在这一过程中,通过 的方式改变空气的内能。
6.如图所示,在空气压缩引火仪的玻璃筒底放入一小团干燥的硝化棉,用力将活塞迅速下压,观察到硝化棉燃烧。向下压缩的过程中,活塞的 能直接转化成 (选填“筒内空气”或“硝化棉”)的 能;硝化棉燃烧说明它的内能 ,温度升高,达到了着火点。硝化棉的内能是通过 (选填“做功”或“热传递”)方式改变的。
7.如图所示,瓶内装有少量的水,水上方是含有水蒸气的空气,塞紧瓶塞,用打气筒向瓶内打气,当塞子从瓶口跳起时,观察到瓶口附近有白雾出现,这是因为瓶内空气推动瓶塞做功时, 能转化成瓶塞的 能,瓶内空气降温, 遇冷 (填物态变化的名字)形成小水滴。
专项特训二、比较不同物质吸热的情况实验探究
1.(2021•武汉元调)如图所示,在“比较不同物质吸热的情况”的实验中,用相同规格的电加热器给质量相等的甲、乙两种液体加热。实验中记录的数据如表所示。
加热时间/min
0
1
2
3
4
5
甲的温度/℃
20
23
26
29
32
35
乙的温度/℃
20
27
34
41
48
55
(1)分析数据可知,甲、乙吸收相同的热量时 (填“甲”或“乙”)升高温度更高,说明 (填“甲”或“乙”)吸热能力更强。我们还可以推测,如果甲、乙降低相同的温度 (填“甲”或“乙”)放出的热量更多;
(2)甲、乙两种常见液体中,有一种是水(c水=4.2×103J/(kg•℃)),另外一种液体的比热容是 J/(kg•℃)。
2.(2022•武汉元调)某同学利⽤图甲所示的装置探究不同物质的吸热情况,他将质量相等的两种液体分别装在两个相同的烧杯中,⽤两个规格均为500W的电加热器加热,并每隔2min记录一次温度。图⼄是他根据实验数据绘制的图象。
(1)加热相同的时间,液体a吸收的热量 (填“⼤于”、“等于”或“⼩于”)液体b吸收的热量。若让两种液体温度都升⾼40℃,则液体a吸收的热量是 J,液体b吸收的热量是 J。
(2)如果两种液体中有一种是⽔,那么另一种液体的⽐热容是 J/(kg•℃)。(不计热损失)
3.(2026•武汉模拟)某实验小组用如图所示的装置比较水和食用油的吸热情况。(ρ油=0.9×103kg/m3)
(1)如图甲,加热前,在一个烧杯中倒入200mL的食用油,需要在另一个相同烧杯中倒入 g的水。
(2)选用规格相同的电加热器给两种液体加热,这样做的目的是为了通过 (填“加热时间”或“升高的温度”)来反映液体吸收热量的多少;根据实验测得的数据分别描绘出了两种液体的温度随加热时间变化的图像,如图乙所示,说明 液体的吸热能力更强(填“a”或“b”);另一种液体的比热容为 J/(kg•℃)。
(3)下列生活现象产生的原因没有利用水的比热容大的是 (填序号)。
①夏天吃冰棒解暑
②人游泳上岸后,风一吹感觉更冷
③我国北方楼房中的暖气用水作为介质运输能量
④生物体内水的比例很高,有助于调节生物体自身的温度
4.(2023•武汉武昌区月考)如图1所示,用相同的电加热器给初温及质量均相同的甲、乙两种不同的液体加热,两种液体每秒吸收的热量相同,两种液体的温度加热时间的图像如图2所示。
(1)加热到第2min, (选填“甲”或“乙”)液体上升的温度较多,两种液体吸收热量关系为Q甲 (选填“>”、“=”或“<”)Q乙;
(2)乙液体在第2min时的内能 (选填“大于”、“等于”或“小于”)第1min时的内能(质量变化忽略不计);乙液体在第2min时的比热容 (选填“大于”、“等于”或“小于”)第1min时的比热容;
(3)通过图像分析可得,甲、乙两液体的比热容大小之比c甲:c乙= 。
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