专题8:内能-2026-2027学年浙教版九年级上册科学
2026-09-19
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摘要:
**基本信息**
以实验探究为基础,构建“微观分子运动-宏观内能表现”的逻辑体系,通过易混易错辨析和“四个不一定”等方法提炼,实现概念与应用的深度融合。
**专项设计**
|模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|分子热运动|3类扩散实验+5道辨析题|扩散现象四要素判断法、分子力作用分析模型|从物质构成→分子运动(扩散实验)→分子间作用力,形成微观认知链|
|内能|2类改变方式实验+15道综合题|温度/热量/内能“四个不一定”辨析法、能量转化判断流程|从分子动能/势能→内能定义→改变方式(热传递/做功),构建宏观能量观念|
内容正文:
专题八:内能
▌考点一: 分子热运动
一、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。
【易混易错】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。细小的灰尘、空气中极小的水滴,极细的铁粉都是微小物体,而不是分子,它们仍然是由大量分子构成的宏观物体。
3.分子间有间隙
实验演示:取50ml的水与50ml酒精,倒入量筒中,轻轻摇晃几下,静止后观察量筒中液体体积,发现水喝酒精混合后的总体积小于100ml。
这是酒精与水的混合过程。实际上是酒精分散到了水中,从微观的角度看,酒精分子分散到了水分子中间,这一现象说明水分子和酒精分子间都有间隙。
二、分子热运动
1.探究实验:物质的扩散
气体扩散实验
液体扩散实验
固体扩散实验
实验
操作和现象
在透明的瓶中分别装入空气和二氧化氮,抽去玻璃板后,无色的空气和红棕色的二氧化氮混合在一起,最后颜色变得均匀
在装入清水的量筒底部注入蓝色的硫酸铜溶液。静待几天后,清水与硫酸铜溶液的界面变得模糊,静待几周后颜色变得均匀
把磨的很光滑铅块和金块紧紧压在一起,在室温下防止五年后在将它们切开,发现它们互相渗入月1mm深
现象分析
空气和二氧化氮气体彼此进入对方
水和硫酸铜溶液彼此进入对方
金和铅彼此进入对方
实验结论
气体、液体和固体分子都在不停地做无规则运动,能彼此进入分子的间隙中,即固体、液体和气体都会发生扩散现象
2.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)。
【易混易错】扩散现象的认识和理解:
(1)扩散现象只能发生在不同的物质之间,同种物质之间不能发生扩散现象;
(2)不同物质只有相互接触时,才能发生扩散现象,没有相互接触的物质,是不会发生扩散现象的;
(3)扩散现象是两种物质的分子彼此进入对方,而不是单一的某种物质的分子进入另一种物质;
(4)气体、液体和固体之间都可以发生扩散现象,不同状态的物质之间也可以发生。
扩散现象的物理意义:在扩散过程中,气体分子从密度较大的区域移向密度较小的区域,经过一段时间的掺和,密度分布趋向均匀。在扩散过程中,迁移的分子不是单一方向的,只是密度大的区域向密度小的区城迁移的分子数,多于密度小的区域向密度大的区域迁移的分子数。
扩散现象的实质:扩散现象是气体分子的内迁移现象。从微观上分析是大量气体分子做无规则热运动时,分子之间发生相互碰撞的结果。由于不同空间区域的分子密度分布不均匀,分子发生碰撞的情况也不同。这种碰撞迫使密度大的区域的分子向密度小的区域转移,最后达到均匀的密度分布。
判断扩散现象的方法:确认某种现象是否属于扩散现象时,关键是要看不同的物质彼此进入对方是自发形成的,还是在外力作用下形成的,是由于分子运动形成的,还是由于宏观的机械运动形成的。由于分子运动而自发形成的属于扩散现象,受外力作用下的宏观机械运动形成的现象就不属于扩散现象。例如,秋天,桂花飘香属于由于分子运动而形成的扩散现象,而冬天,雪花飘扬是由于雪花受重力和风力作用下的机械运动,它不属于扩散现象。
3.分子热运动
(1)探究实验:物质的扩散
现象
如图所示,取两个相同的烧杯,分别装入质量相等的适量冷水和热水,分别向两杯水中滴入一滴红墨水
现象分析
红墨水在热水扩散得快是因为热水中分子运动剧烈,在冷水中扩散慢是因为冷水分子运动较慢
探究归纳
分子热运动的快慢与温度有关:温度越高,物质扩散得越快,分子运动月剧烈
【易混易错】分子热运动的意义:一切物质的分子都在不停地做无规则热运动。这种无规则运动叫分子热运动。
分子热运动的特点: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。
0℃的物体分子照样做无规则热运动:一切物质的分子都在不停地做无规则热运动。只是分子运动的剧烈程度不同。温度低时,分子热运动相对缓慢,但并没有停止,不能错误的认为0℃时物质分子不再做热运动。
三、分子间相互作用力
1.探究实验:分子间的作用力
实验观察
现象分析
现象1:将两个铅块地面磨平,紧压在一起,在下面重物不能它们分开;
现象2:用胶水涂抹在两物体表面,压实后两个物体被牢牢得粘在一起
现象3:生活中常见的固体、液体能保持一定的体积,不会散开
因为物体分子之间存在引力,分子间的压力使两个铅块或涂胶水的两个物体结合在一起,分子间的压力使固体和液体的分子不会散开
现象4:用力去压一个铁块,它的体积不会不发生明显的变化;
现象5:向配有活塞的厚玻璃筒内注入一些水,用力压活塞,发现水的体积没有明显变化
虽然分子间有间隙,但要压缩固体和液体却很困难,这是因为分子之间存在着斥力
结论
分子间存在相互作用的引力和斥力
2.对分子间引力和斥力的理解
邻近分子间同时存在相互作用的引力和斥力;实际表现出来的是分子引力和斥力的合力,称为分子力;分子间的引力和斥力都跟分子间距离有关系。
【易混易错】(1)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。
(2)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。
(3)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.所以气体既没有固定的体积,也没有同定的形状,可以充满能够达到的整个空间。
(4)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。
3.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。
▌考点二: 内能
一、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:物体内部所有分子的分子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.对内能的理解
内能是物质分子的热运动能量,是由物质内部状况决定的能量。物质由大量分子、原子组成,储存在系统内部的能量是全部微观粒子各种能量的总和,即微观粒子的动能、势能等的总和。物体内部大量分子的无规则运动跟温度直接相关,物体内部大量做热运动的粒子之间也具有动能和势能,动能和势能的总和叫做内能。
理解物体内能时,要注意以下三点:
(1)内能是指物体的内能,不是分子的,更不能说内能是个别分子和少数分子所具有的。内能是物体内部所有分子共同具有的动能和势能的总和,所以,单纯考虑一个分子的动能和势能是没有现实意义的。
(2)任何物体在任何情况下都有内能。
(3)内能具有不可测性。只能比较物体内能的大小,不能确定这个物体具有的内能究竟是多少,因为内能是物体的所有分子具有的总能量,宏观量度比较困难。
4.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,也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。在质量一定时,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。
物体内能改变的宏观表现
(1)温度变化:物体温度升高,内能增大;温度降低,内能减小;
(2)物态变化:例如,晶体熔化时内能增加,晶体凝固时内能减小。
5.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;
(2) 物体的内能和机械能之间可以互相转化
二、物体内能的改变
1.热传递改变物体的内能
(1)探究热传递改变物体内能
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)对热传递的理解
条件
不同物体或同一物体的不同部分之间存在温度差
方向
由高温物体转移到低温物体或由物体的高温部分转移到低温部分
过程
最终状态
温度相同,没有温度差
实质
是能量的转移,能量的形式并未发生变化
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。
【易混易错】对热量认识的三个误区
(1)热量是能量转移多少的量度,是一个过程量,它存在于热传递的过程中,只有发生了热传递,有了能量的转移,才能讨论热量问题,离开热传递谈热量也就没有了意义。
(2)热量只能有“吸收”或“放出”来表述,而不能用“具有”或“含有”来表述,不能说某物体含有或具有多少热量,只能说物体吸收或放出了多少热量。
(3)吸收或放出热量的多少与物体内能的多少、温度的高低没有关系。
3.做功改变物体的内能
探究做功改变物体的内能
做功的两种情况
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
得出结论
(1) 做功可以改变物体的内能;
(2) 外界对物体做功,物体温度升高,物体内能增加;
(3) 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,则无法确定内能的改变方式
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、弯折物体等
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
【易混易错】做功、热传递改变物体内能的实质
(1)做功改变物体的内能的实质是能量的转化,即内能与其他形式的能的相互转化;
(2)热传递改变物体内能实质上是能量的转移,即能量从一个物体转移到另一个物体或从物体的一部分转移到另一部分,无不同形式能量的相互转化;
(3)不是任何情况下对物体做功都能改变物体的内能。例如,用手托起物理课本,虽然人对课本做了功,但课本的内能没有增加,增加的是课本的机械能。
5.温度、热量、内能三者之间的区别于联系
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)一个物体的内能增加或降低时,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)一个物体温度升高或降低时,不一定是吸收或放出了热量,也可能是因为做功,如摩擦生热或物体对外界做功
✍题型培优练
1.网络购物已成为人们日常消费的一种形式,在快递运输水果、海鲜等易变质食品时,经常使用水制成冰袋和食物放在一起,可以起到保鲜的作用。冰袋对产品起保鲜作用的过程中,下列分析正确的是( )
A.冰袋中的冰块吸热熔化,温度不变,内能变大
B.冰袋中的冰块吸热熔化,温度升高,内能变大
C.食品的温度转移到冰袋,冰袋的温度不变,内能变大
D.食品含有的热量大些,冰袋吸热温度升高,内能变大
【答案】A
【解析】A.冰块是晶体,熔化过程吸收热量,温度不变,吸收热量所以内能变大,起到给食品降温保鲜的效果,故A正确,故B错误。
C.热传递转移的是热量(内能),不是温度,温度不能发生 “转移”。故C错误。
D.热量是过程量,只能说吸收或放出热量,不能说物体含有热量;冰块熔化阶段温度也不升高。故D错误。故选A。
2.(26-27九年级上·浙江·课后作业)冲泡杭白菊的一般方法如下:将干燥的菊花放入杯中,倒入95℃左右的沸水,待菊花完全舒展后,茶汤温度也下降至适宜饮用的60℃左右。此过程中有关温度、内能、热量的说法正确的是( )
A.冲泡时,杭白菊吸收热量,使其内能增加
B.冲泡时,沸水的温度降低,因此它的热量减少
C.95℃的沸水和 60℃的茶汤,前者的温度高,内能小
D.95℃的沸水和 60℃的茶汤,前者含有的热量多,内能大
【答案】A
【解析】A.冲泡时,热水向温度较低的杭白菊传递热量,杭白菊吸收热量,内能增加,故A正确;
B.热量是热传递过程中传递的能量,不能说物体的“热量减少”,故B错误;
C.物体的内能与质量、温度和状态等因素有关,不能只根据温度比较两者的内能;说前者内能小没有依据,故C错误;
D.热量是过程量,不能说物体“含有热量”,故D错误。故选A。
3.(25-26九年级上·浙江宁波·期末)关于物体的内能,下列说法正确的是( )
A.温度为的物体没有内能 B.同一物体温度升高,它的内能一定增大
C.热传递是改变物体内能的唯一方法 D.温度相等的一杯水和一桶水的内能相同
【解析】B
【解析】A.一切物体都具有内能,因此0℃的物体也有内能,故A不正确;
B.同一物体温度升高,分子无规则运动加剧,分子动能变大,所以内能增大,故B正确;
C.改变物体内能的方式有两种:做功和热传递,故C不正确;
D.影响物体内能大小的因素有温度、质量和状态,一桶水和一杯水虽然温度相同,但是质量不同,故内能也不同,故D不正确。故选B。
4.(26-27九年级上·浙江·课后作业)下列有关化学反应与能量的说法,正确的是( )
A.化学反应伴随着能量变化 B.化学反应过程中都会发生吸热现象
C.在化学反应中只有燃烧反应才能放出热量 D.人类利用的能量都是通过化学反应获得的
【答案】A
【解析】A.化学变化不但生成新物质而且还会伴随着能量的变化,这种能量变化经常表现为热能、光能和电能的放出或吸收。炸药、石油、煤炭、蓄电池等储存的能量,都是靠化学反应释放出来的,所以化学变化中一定伴随着能量变化是对的,故A正确;
B.有些化学反应会放出热量,如氢气的燃烧等,故B错误;
C.在化学反应中放出热量的不仅仅是燃烧反应,比如金属与水或酸反应,酸碱中和反应,大部分的化合反应等也会放热,故C错误;
D.人类利用的能量不完全是通过化学反应获得的,比如水能、风能、地热能、海洋能等就不是通过化学反应而获得的,故D错误。故选A。
5.如图所示,给试管里的水加热,水沸腾后,水蒸气推动软木塞迅速冲出管口,水蒸气在这个过程中( )
A.内能增加,温度升高,在试管口变成白色的热空气
B.内能减少,温度降低,在试管口变成白色的热空气
C.内能减少,温度降低,在试管口液化成小水滴
D.内能增加,温度不变,在试管口液化成小水滴
【答案】C
【解析】给试管里的水加热,水沸腾后,水蒸气推动塞子迅速冲出管口,在这个过程中,水蒸气对软木塞做功,水蒸气的内能减小,温度降低,在试管口液化成小水滴,故C符合题意,ABD不符合题意。故选C。
6.关于物体的内能,下列说法正确的是( )
A.温度为0℃的物体没有内能 B.做功可以改变物体的内能
C.物体的内能增加,一定是温度升高了 D.温度相同的1kg水和1g水,内能相同
【答案】B
【解析】A.任何物体在任何情况下都具有内能,温度为0℃的物体有内能,故A错误;
B.改变物体内能的方式有做功和热传递,故B正确;
C.物体的内能增加,温度不一定升高,比如:晶体在熔化时吸收热量,内能增加,但温度保持不变,故C错误;
D.影响内能大小的因素是质量、温度和状态,温度相同的1kg水和1g水的质量不同,所以内能不同,故D错误。
故选B。
7.以下说法正确的是( )
A.在热传递过程中,低温物体吸收了热量 B.物体温度降低到0℃时,分子的运动就停止了
C.温度相同,物体的内能就一定相同 D.温度越高,物体的内能就越大
【答案】A
【解析】A.在热传递过程中,高温物体放出热量,低温物体吸收了热量,故A正确;
B.即使物体温度降低到0℃,物体内部所有分子仍在做无规则运动,故B错误;
C.内能与质量、温度和状态有关,温度相同,物体的内能不一定相同,故C错误;
D.内能与质量、温度和状态有关,温度越高,物体的内能不一定越大,故D错误。故选A。
8.如图所示,在一个配有活塞的厚玻璃筒内放一小团硝化棉,迅速下压活塞,硝化棉燃烧,下列说法正确的是( )
A.迅速向上抽活塞,硝化棉也能燃烧
B.此实验只通过热传递改变筒内空气的内能
C.下压活塞的过程,空气的内能转化为活塞的机械能
D.硝化棉燃烧,是因为玻璃筒内空气的温度升高,内能增大
【答案】D
【解析】A.迅速向上抽活塞,气体膨胀对外做功,内能减小,温度降低,所以硝化棉不能燃烧,故A错误;
B.此实验主要是通过做功改变筒内空气的内能,故B错误;
C.下压活塞的过程,活塞的机械能转化为空气的内能,故C错误;
D.向下迅速压活塞,压缩气体做功,内能增大,玻璃筒内空气的温度升高,达到硝化棉的燃点,硝化棉燃烧,故D正确。故选D。
9.下列过程,哪一个是通过热传递增加物体内能的( )
A.火车经过后,铁轨的温度升高 B.压缩筒内空气,使乙醚达到着火点
C.铁片在室外被太阳晒热 D.流星在空气中高速下落,发出光和热
【答案】C
【解析】A.火车经过铁轨时,车轮与铁轨摩擦生热,是通过摩擦力做功将机械能转化为内能,使铁轨温度升高,属于做功改变内能。故A不符合题意;
B.压缩筒内空气时,活塞对空气做功,将机械能转化为空气的内能,让空气温度升高达到乙醚着火点,属于做功改变内能。故B不符合题意;
C.铁片在室外被太阳光晒热,即热量由太阳光转移到铁片上,属于热传递增加物体内能,故C符合题意;
D.流星高速下落时和空气剧烈摩擦,通过摩擦力做功将机械能转化为内能,发热发光,属于做功改变内能。故D不符合题意。故选C。
10.两个物体之间不发生热传递现象,这表明它们之间一定具有相同的( )
A.温度 B.热量 C.质量 D.比热
【答案】A
【解析】热传递发生的唯一条件是物体之间存在温度差,当两个物体的温度完全相同时,就不会出现热量的自发转移,热传递现象会停止,系统处于热平衡状态。故A正确。
11.木工师傅做家具时,来回拉动锯条锯木头,锯条温度将升高。该过程主要通过( )
A.热传递使锯条的内能增加 B.做功使锯条的内能增加
C.热传递使锯条的内能减少 D.做功使锯条的内能减少
【答案】B
【解析】来回拉动锯条锯木头时,锯条和木材之间持续摩擦,克服摩擦力做功,将机械能转化为锯条的内能,使锯条内能增加、温度升高,这是典型的通过做功改变物体内能的摩擦生热现象。故选B。
12.(24-25九年级上·浙江杭州·期末)下列改变内能的方式与其他三种不同的是( )
A.压缩空气 B.水被加热
C.水蒸气推动活塞冲出 D.反复弯折铁丝
【答案】B
【解析】压缩空气通过外力对空气做功,将机械能转化为内能,属于做功改变内能;水被加热是通过酒精灯火焰的高温向水传递热量,属于热传递改变内能;水蒸气推动活塞冲出是水蒸气对外做功,将自身内能转化为活塞的机械能,属于做功改变内能;反复弯折铁丝是通过弯折的外力对铁丝做功,使铁丝内能增加、温度升高,属于做功改变内能,因此B选项与其他三种不同,故选B。
13.(25-26九年级上·浙江宁波·期末)近年来,一款特色风味的黄油年糕成了烘焙店里的人气单品。店家将裹有黄油的年糕放入烤箱烤制,出炉后香气四溢,广受食客青睐。下列说法正确的是( )
A.刚出炉的黄油年糕很烫,是因为黄油年糕含有的热量很多
B.烤制年糕时黄油香味在烘焙店内四溢,这是扩散现象
C.冰箱里冷藏的黄油的温度很低,其分子不做热运动
D.黄油年糕刚放入烤箱时,烤箱内的热空气将温度传递给黄油年糕
【答案】B
【解析】A.热量是热传递过程中传递能量的多少,是过程量,不能说物体“含有热量”,刚出炉的黄油年糕很烫是因为温度较高,故A不符合题意;
B.烤制年糕时,黄油香味分子不停地做无规则运动,扩散到烘焙店内各处,这是扩散现象,故B符合题意;
C.一切物质的分子都在永不停息地做无规则运动,冷藏黄油温度较低时分子热运动变慢,但不会停止,故C不符合题意;
D.热传递过程中传递的是能量,不是温度;黄油年糕刚放入烤箱时,从高温的热空气吸收热量而升温,故D不符合题意。故选B。
14.(25-26九年级上·浙江台州·期末)在试管内装些水,用橡胶塞塞住管口,将水加热一段时间,橡胶塞被推出,管口出现大量“白气”,如图所示。下列描述正确的是( )
A.水变热的过程,其内能是通过做功的方式改变的
B.水蒸气推出橡胶塞的过程中,水蒸气的内能减小
C.管口出现的“白气”是试管内的水直接汽化形成的
D.橡胶塞被推出的过程中,水的内能全部转化为塞子的机械能
【答案】B
【解析】A.酒精灯加热水,水吸收热量,内能增大,是通过热传递改变内能,不是做功,故A错误;
B.水蒸气推动橡胶塞向外做功,水蒸气自身内能减小、温度降低,故B正确;
C.管口 “白气” 不是水蒸气,是高温水蒸气遇冷液化形成的小水珠,故C错误;
D.水蒸气推动塞子时,内能不可能全部转化为机械能,一部分内能会散失到空气中,故D错误。故选B。
15.(25-26九年级上·浙江宁波·期末)冬季流感高发,民间流传着用“醋熏蒸房间可以预防流感”的说法。但科学分析表明,这不仅是无效的流言,其散发的乙酸蒸气还会刺激呼吸道,带来健康风险。熏醋的过程中,需将食用醋加热直至沸腾。下列针对此过程的分析正确的是( )
A.醋吸热升温,其内能也随之增大
B.加热醋时,主要通过做功的方式使醋的内能增大
C.醋液沸腾后,继续加热,其温度保持不变,其内能也不变
D.熏醋过程中,醋蒸气弥漫整个房间,说明分子之间有斥力
【答案】A
【解析】A.醋吸收热量后温度升高,内能增大,故A正确;
B.加热醋时,能量主要通过热传递的方式转移给醋,并不是通过做功使其内能增大,故B错误;
C.醋液沸腾后继续吸热,虽然温度基本保持不变,但部分液体汽化,内能仍增大,故C错误;
D.醋蒸气弥漫整个房间属于扩散现象,说明分子不停地做无规则运动,不能说明分子间有斥力,故D错误。故选A。
16.(25-26九年级上·浙江绍兴·期末)用砂纸打磨铁块时,铁块表面发热,温度升高,内能增大。以下四个事例中,改变物体内能的方式与之相同的是( )
A.锯木头时锯条发热 B.铁锅放在火上加热
C.金属勺在热汤中变烫 D.用暖水袋取暖
【答案】A
【解析】用砂纸打磨铁块发热,是通过摩擦做功的方式使铁块内能增大;
A.锯木头时锯条发热,是通过克服摩擦做功的方式改变锯条的内能,故A符合题意;
BCD.铁锅放在火上加热、金属勺在热汤中变烫、用暖水袋取暖,都是温度不同的物体间通过热传递的方式改变内能,故BCD不符合题意。故选A。
17.(2025·浙江绍兴·三模)如图所示,装有开水的暖水瓶在瓶塞跳起过程中,有关内能变化描述正确的是( )
A.瓶塞的内能一定增大 B.瓶内气体的内能一定减小
C.瓶内的开水内能可能会增大 D.暖水瓶外壳的内能一定会减小
【答案】B
【解析】A.瓶塞跳起是获得了机械能,瓶塞温度没有明显升高,内能不一定增大,故A错误;
B.瓶内气体对外做功,气体的内能转化为瓶塞的机械能,自身的内能会减小,故B正确;
C.瓶内气体内能减小、温度降低后,开水会向温度更低的气体传递热量,开水的内能会减小,故C错误;
D.暖水瓶外壳和外界环境进行热量交换,内能受环境温度影响,没有必然减小的结论,故D错误。故选B。
18.(2026·浙江杭州·一模)曾侯乙墓出土过一种特殊的铜冰鉴式保温器。这种保温器分内外两层,外为一方鉴,内装一方壶。盛夏之时,方鉴盛冰,内方壶盛食物或酒水,起冷藏和保温作用。下列关于保温器中蕴含的物理知识说法正确的是( )
A.方鉴中的冰温度很低所以没有内能
B.冰块受热熔化成水的过程中内能不变
C.方壶内的食物是通过热传递的方式减少内能
D.方壶内的食物放出的热量一定等于方鉴中的冰块吸收的热量
【答案】C
【解析】A.一切物体在任何温度下都具有内能,方鉴中的冰虽然温度很低,但仍然具有内能,故A错误;
B.冰块熔化成水的过程中,需要持续吸收热量,温度不变,但内能增大,故B错误;
C.方壶内的食物温度较高,冰块温度较低,热量会从食物传递到冰块,食物通过热传递的方式放出热量,内能减少,故C正确;
D.食物放出的热量,一部分被冰块吸收,还有一部分会散失到周围环境中,因此食物放出的热量不等于冰块吸收的热量,故D错误。故选C。
19.(2026·浙江宁波·二模)如图为一种蒸汽船玩具,在玻璃瓶内装适量水,将小船放置在水面上,点燃蜡烛加热玻璃瓶一段时间,玻璃瓶内产生大量水蒸气,并和受热膨胀的空气一起从细窄的吸管冲出,推动小船前进。下列有关该实验的说法不合理的是( )
A.加热过程中,玻璃瓶内的水通过热传递的方式增大内能
B.冲出的水蒸气内能减小,温度降低,使吸管处出现白雾
C.蒸汽推动小船前进,小船的动能增大,重力势能不变
D.蒸汽小船开始前进和最后停止两种状态相比,所受的浮力减小
【答案】C
【解析】A.改变内能的方式包括做功和热传递,蜡烛加热玻璃瓶内的水,是通过热传递的方式增加水的内能,说法合理,故A不符合题意;
B.水蒸气冲出吸管时对外做功,自身内能减小、温度降低,水蒸气在吸管口遇冷液化形成小水滴,也就是白雾,说法合理,故B不符合题意;
C.动能和物体质量、速度有关,小船从静止开始运动,速度增大,动能增大;重力势能和物体质量、被举高度有关,水不断以水蒸气形式排出船身,小船总质量减小,因此重力势能减小,不是不变,该说法不合理,故C符合题意。
D.小船始终漂浮,浮力等于总重力,从开始前进到最后停止,不断有水排出,总重力减小,因此浮力也减小,说法合理,故D不符合题意。故选C。
20.下列现象中,利用做功改变物体内能的是 ,其余是通过 方式改变物体内能的。
①冬天,人们用双手反复摩擦取暖; ②在古代,人们钻木取火;
③冬天,人们用嘴对着双手“呵气”取暖; ④把烧红的铁块放到冷水中,冷水变热;
⑤晒太阳时会觉得很热; ⑥用锤子反复打击一块铁片,它的温度会升高;
⑦多次弯折一根铁丝,弯折处会发烫。
【答案】①②⑥⑦ 热传递
【解析】①冬天摩擦双手取暖,是通过克服摩擦做功改变内能的;
②钻木取火,是克服摩擦做功改变物体内能的;
③对手呵气取暖,呵出的气体温度较高,将热量传递给温度较低的手,所以是通过热传递改变内能的;
④烧红的铁块放到冷水中,铁块的热量传递给水,铁块温度降低,内能减小,水温度升高,内能增大,是通过热传递改变内能的;
⑤晒太阳时,人吸收了热量,内能增大,温度升高,这是通过热传递改变物体的内能的;
⑥铁片被锤子打击的过程,锤子的机械能转化为铁片的内能,这是通过做功的方式改变内能的;
⑦铁丝被弯折的过程是机械能转化为内能的过程,是通过做功改变内能的。
以上的现象中,利用做功改变物体内能的是:①②⑥⑦,通过热传递改变内能的是:③④⑤。
21.(2026·浙江绍兴·二模)实验小组利用气压式喷雾器、数字式温度计、小叶轮等仪器,探究了“做功与物体内能变化间的关系”。
①将温度计的探头放入气压式喷雾器内,测得喷雾器内气体的温度如图甲所示。
②关闭喷嘴处的阀门,接着用手向下快速按压活塞,喷雾器内气体的温度如图乙所示。
③打开喷嘴处的阀门,迅速放出喷雾器内部分气体时,喷雾器前的小叶轮转动,喷雾器内气体的温度如图丙所示。
(1)该实验是通过 的变化来反映气体内能的变化。
(2)比较 两图可知,外界对气体做功,气体的内能增大。
(3)图丙实验中,气体的内能转化为小叶轮的 能。
(4)小科受到上述实验的启发,组装了一个图丁所示的汽轮机模型。实验时,向烧瓶内注入适量水,用酒精灯将水加热,一段时间后叶轮才开始转动,原因是 。
【答案】(1)喷雾器内气体的温度(2)甲、乙(3)机械
(4)水需要先加热至沸腾,产生足够的水蒸气,才能推动叶轮转动
【解析】(1)内能的变化肉眼无法直接观察,而温度是内能的宏观表现。实验中通过喷雾器内气体的温度的变化来反映气体内能的变化,这是转换法的应用。
(2)外界对气体做功时,气体的内能增大,温度升高。甲图:初始温度为12.5℃,乙图:按压活塞(外界对气体做功),温度变为20.5℃,温度升高,内能增大。 因此应比较甲、乙两图。
(3)图丙中,气体喷出推动小叶轮转动,气体的内能减少,小叶轮获得了动能。因此,气体的内能转化为小叶轮的机械能。
(4)酒精灯加热水时,水需要先吸热升温,直至沸腾产生大量水蒸气,当水蒸气的压力足够大时,才能推动叶轮转动。因此,叶轮延迟转动的原因是:水需要先加热至沸腾,产生足够的水蒸气,才能推动叶轮转动。
22.(2025·浙江台州·二模)如图甲装置所示,探究“做功改变物体内能”,该装置由圆底烧瓶、温度传感器、橡皮塞、橡皮管、打气筒等组成。向圆底烧瓶内注入适量酒精,使用打气筒向烧瓶内打气,根据传感器数据采集的数据,电脑处理得到如图乙所示图像。
(1)实验前,检查图甲装置的气密性:往外拉动注射器活塞,然后松手,若活塞 (选填“仍能返回原来刻度处”或“静止不动”),则说明该装置气密性好;
(2)打气筒打气5秒后,橡皮塞弹出,出现了白雾现象,白雾主要是 (填“瓶内气体”或“瓶外气体”)液化形成的小液滴;
(3)以下改变内能的方式中,与图乙中AB段相同的是 ;
A.用锤子敲打钉子时,钉子变热 B.从滑滑梯上滑落,臀部变热
C.用燃气灶加热水,水温升高 D.手捂热水袋,手会变暖和
(4)不向圆底烧瓶内注入适量酒精,仍用图甲装置进行实验能否得出“做功改变物体内能”的结论。请判断并说明理由:
。
【答案】(1)仍能返回原来刻度处(2)瓶内气体(3)AB
(4)不向圆底烧瓶内注入适量酒精,仍用图甲装置进行实验能得出做功改变物体内能的结论,是由于通过温度传感器也可以反映内能改变的情况。
【解析】(1)实验前检查装置的气密性,往外拉动注射器活塞,然后松手,若活塞仍能返回原来刻度处,说明该装置的气密性良好。
(2)橡皮塞弹出时,是瓶内气体对外做功,自身内能减小、温度降低,瓶内的酒精蒸气(或水蒸气)遇冷液化形成白雾。
(3)图乙中AB段打气筒向烧瓶内打气,即外界对筒内空气做功,将机械能转换为内能,通过做功的方式改变内能;
A.用锤子敲打钉子时,钉子变热,将机械能转化为内能,属于做功;
B.从滑滑梯上滑落,臀部变热,将机械能转化为内能,属于做功;
C.用燃气灶加热水,水温升高,内能从火焰转移给水,属于热传递;
D.手捂热水袋,手会变暖和,内能从水转移给手,属于热传递。因此与图乙中AB段相同的是AB两选项。
(4)略。
23.(24-25九年级上·浙江杭州·阶段检测)在科学发展的不同时期,人们对“热”有不同的认识。
①1770年,英国科学家普利斯特里提出“热质说”,认为热是一种没有重量、没有体积、存在于一切物体中的特殊物质,热质无法产生或消灭,只会从温度高的物体流向温度低的物体。
②1799年,英国科学家戴维进行如下实验:让两块冰在真空中摩擦,保持周围的温度低于实验设备和冰块的温度,结果冰块熔化为水。
③1844年,焦耳利用如图装置进行实验,重物下降时通过定滑轮和转轴带动水中的叶轮转动,使容器中水的热能增大,温度升高,并计算出水增加的热能约等于重物做的功。改用水银、油重复实验,最终确认热与其它能量之间的转换关系。
(1)戴维实验中冰块熔化为水是因为
;
(2)焦耳的实验中存在多处摩擦(如:定滑轮与线之间的摩擦、转轴与线之间的摩擦、水与叶轮之间的摩擦等),其中一处的摩擦力增大可提高实验精确度,该摩擦力为 ;
(3)下列事实可作为否定“热质说”证据的是 。(可多选)
A.搓手手会发烫 B.煤气燃烧会放出大量热
C.暖手宝可以手捂取暖 D.冰块在室温下热量会逐渐吸收温度升高
E.焦耳实验中重物做功可使水的温度上升
【答案】(1)冰熔化成水表明吸收了热量,而环境温度低于冰的温度,不可能是从环境中吸收的热量,热量是通过冰与冰相互摩擦产生的,即是通过做功改变的内能。(2)水与叶轮之间的摩擦(3)ABE
【解析】(1)略。
(2)焦耳的实验中,定滑轮与线之间的摩擦、转轴与线之间的摩擦会导致一部分机械能损失,水与叶轮之间的摩擦产生的内能是水温上升的原因,增大这部分摩擦可以提高效率,故增大水与叶轮之间的摩擦可提高实验精确度。
(3)根据热质说,热质无法产生或消灭,只能通过热传递的方式改变。
A.搓手手会发烫是通过做功的方式增加内能,将机械能转化为内能,内能可以增加,表明热质说不正确,故A符合题意;
B.煤气燃烧会放出大量热,是通过化学变化,将化学能转化为内能,内能可以增加,表明热质说不正确,故B符合题意;
C.暖手宝可以手捂取暖是热传递的过程,内能总量不会增加也不会减小,故C不符合题意;
D.冰块在室温下热量会逐渐吸收温度升高,是热传递的过程,内能总量不会增加也不会减小,故D不符合题意;
E.焦耳实验中重物做功可使水的温度上升,是通过摩擦的方法,将机械能转化为内能,内能可以增加,表明热质说不正确,故E符合题意。故选ABE。
24.(25-26九年级上·浙江杭州·期中)小东在假期游玩期间发现在某段高速公路的下坡路段外侧设有如图所示的避险车道,当高速行驶的汽车失灵时,可进入避险车道,快速降低车速直至停止。汽车冲上斜坡的最大距离与哪些因素有关?小东提出如下猜想:
猜想一:可能与汽车的质量有关;
猜想二:可能与斜坡的倾角有关;
猜想三:可能与冲上斜坡前的速度有关。
为了验证猜想,小东将一光滑弧形轨道和粗糙长木板固定在水平桌面上(如图甲),并用实心小钢球模拟汽车进行实验。
(1)避险车道设计成一个由粗糙碎石铺成的陡坡,它的避险原理是将高速行驶汽车的动能转化为 ;
(2)在验证猜想二时,小东多次改变长木板与水平面的倾角,让同一小钢球从弧形滑道同一位置静止释放,测出钢球冲上长木板后通过的最大距离,实验数据如表所示。据表中数据,可得出的结论是
;
次数
1
2
3
4
5
长木板与水平面的倾角
10°
30°
53°
75°
85°
钢球冲上长木板后通过的最大距离s/m
0.50
0.40
0.36
0.39
0.43
(3)若要验证猜想三,请简要写出你的实验方案:
。
【答案】(1)重力势能和内能
(2)小钢球的质量和冲上斜坡前的速度相同时,斜坡的倾角越大,小钢球冲上长木板后滑行的最大距离先减小后增大
(3)保持长木板与水平面的倾角θ不变,让同一小钢球从弧形滑道不同高度由静止释放,测出小钢球冲上长木板后通过的最大距离
【解析】(1)当汽车沿粗糙碎石铺成的陡坡上升时,汽车的高度增加,重力势能增大,同时由于存在摩擦,会产生内能,速度减小,动能减小,所以它的避险原理是将高速行驶汽车的动能转化为重力势能和内能。
(2)分析表格数据,长木板与水平面的倾角θ从逐渐增大到的过程中,钢球冲上长木板后通过的最大距离依次为、、、、,可以得出:小钢球的质量和冲上斜坡前的速度相同时,斜坡的倾角越大,小钢球冲上长木板后滑行的最大距离先减小后增大。
(3)猜想三是与冲上斜坡前的速度有关,根据控制变量法,要验证该猜想,需要控制其他因素不变,只改变冲上斜坡前的速度。所以实验方案为:保持长木板与水平面的倾角θ不变,让同一小钢球从弧形滑道不同高度由静止释放,测出小钢球冲上长木板后通过的最大距离。
25.风油精和蚊香片是常用的驱杀蚊用品,小明想知道在电热蚊香片上滴加少许风油精是否会更加有效的驱杀蚊子。现有如下的材料可供实验:蚊香片(有 A、B 两种类型)、蚊香器、风油精、蚊子(数量足够)、圆筒密闭装置若干个。老师建议:少许风油精滴两滴即可,其他实验用量合理比例:1 个圆筒密闭装置:1 个蚊香器:300 只蚊子。
(1)蚊香器在工作时,将电能转化为 。
(2)请结合老师的建议,写出该实验的步骤
。
【答案】(1)内能/热能 (2)①取4个相同的圆筒密闭装置,分别放入相同的蚊香器,标为1、2、3、4;②1、2、3、4圆筒密闭装置中的蚊香器里分别装入A蚊香片、加2滴风油精的A蚊香片、 B蚊香片、加2滴风油精B蚊香片; ③选择1200只条大小相似的健壮蚊子,随机平均分成4份,分别投入1、2、3、4号圆筒密 闭装置中; ④将四个圆筒密闭装置放在蚊子适宜生活的同一地点; ⑤加热电蚊器; ⑥每半小时定时观察圆筒密闭装置蚊子死亡的数量,持续观察一段时间并记录。
【解析】(1)蚊香器在工作时,将电能转化为内能或热能。(2)略。
26.(24-25九年级上·浙江温州·阶段检测)能量转化和守恒定律是许多科学家经长期探索建立起来的,是科学史上的重大发现。
材料一:17-18世纪,科学家对“功”有不同看法:
笛卡尔:用物体的重量和速度相乘来衡量。
莱布尼兹:用物体的重量和速度平方相乘来衡量。
达朗贝尔:用活力(即物体受力的作用而通过一段距离)来衡量。
他们都在探索如何正确描述和衡量“功”。
材料二:温度计的不断改进给热与功研究的精确化准备了必要条件。焦耳通过400多次的实验,于1849年精确地测定了热功当量关系的数值,这一数值与现代公认值非常接近,为能量守恒定律的确立奠定了定量的实验基础。
(1)材料一中,哪位科学家的观点与“功”概念相符合? 。
A.笛卡尔 B.莱布尼兹 C.达朗贝尔
(2)如图所示是焦耳研究热功当量关系的实验装置,通过重物的上下运动,带动叶片转动,通过 (选填“做功”、“热传递”)使水的内能增大;
(3)结合材料分析,以下观点正确的是 。
A.面对前人的观点要敢质疑 B.时间久远的理论是没有科学价值的
C.测量工具的发展有助于科学理论研究 D.对科学的认识是不断修正完善的过程
【答案】(1)C(2)做功(3)ACD
【解析】(1)功是力和力的方向上通过的距离的乘积,达朗贝尔用“活力”(即物体受力作用而通过一定距离)来量度,所以科学家达朗贝尔的观点与“功”概念相符合,故选C。
(2)通过重物的上下运动,带动叶片转动,通过做功的方式使水的内能增大。
(3)A.面对前人的观点要敢质疑,有自己的见解,故A正确;
B.时间越久远的理论科学价值越小,但时间久远的理论是有科学价值的,故B错误;
C.测量工具的发展有助于科学理论研究,故C正确;
D.对科学的认识是一个不断修正完善的过程,故D正确。故选ACD。
27.(23-24九年级上·浙江杭州·期中)喜欢思考的小哲用塑料矿泉水瓶子进行了如下游戏;
实验一:
(1)瓶中留少量水,盖上瓶盖(如图甲);扭转瓶子(如图乙),这是通过 方式改变瓶内气体内能;
(2)轻轻扭动瓶盖,瓶盖被瓶内的气体冲出,同时瓶内出现白雾(如图丙),这时发生的能量转化是 ;
实验二:
(3)两只相同的塑料瓶,分别装有相等质量的水和沙子,从斜面的相同高度同时由静止滚下(如图丁),几次实验的结果总是装水的瓶子先到达终点。小哲对此有些不解,聪明的你帮忙他分析原因;装水的瓶子在下滚过程中, ,从而获得较大的动能。
【答案】(1)做功 (2)内能转化为机械能 (3)克服摩擦做功机械能转化为的内能较少
【解析】(1)扭转瓶子,则瓶子的体积减小,压缩瓶内气体,将机械能转化为瓶内气体的内能,所以是通过做功的方式改变瓶内气体内能。
(2)轻轻扭动瓶盖,瓶盖被瓶内的气体冲出,则瓶内气体的内能转化为瓶盖运动的机械能,故发生的能量转化是内能转化为机械能。
(3)瓶子滚下时,将重力势能转化为动能,动能越大,瓶子运动速度越快,由于水和瓶子的摩擦力比沙子和瓶子的摩擦力小,所以装水的瓶子克服摩擦做功的机械能转化为的内能较少,所以装水的瓶子获得较大的动能,故总是装水的瓶子先到达终点。
28.(23-24九年级上·浙江温州·阶段检测)课堂上,老师对书本演示做功改变物体内能的装置进行了如图改进:取一个大的塑料瓶,橡皮塞中间安装气门芯并连接打气筒,同时在瓶内伸入温度传感器探头。
(1)用打气筒向瓶内打气,在橡皮塞未弹出之前,观察到温度传感器的示数 (选“增大”、“减小”或“不变”);
(2)当橡皮塞弹出时,瓶内出现大量白雾。根据实验现象可以得知物体内能改变与做功的关系是:
。
【答案】(1)增大 (2)当橡皮塞弹出时,瓶内气体对瓶塞做功,将内能转化为瓶塞的机械能,瓶内出现大量白雾,是水蒸气液体形成的,表明温度降低了,内能减小了,由此可以得知物体内能改变与做功的关系是对内做功,内能增加,对外做功,内能减小。
【解析】(1)用打气筒向瓶内打气,气筒内气体被压缩,对气体做了功,机械能转化为内能,内能增加,温度升高,故在橡皮塞未弹出之前,观察到温度传感器的示数增大。(2)略。
29.(23-24九年级上·浙江杭州·期中)科学课上老师演示了“跳舞的瓶盖”实验。操作过程如下:取一个空矿泉水瓶,将其瓶盖倒置蘸水放于瓶口,双手快速摩擦后捂住瓶身,瓶盖跳起。请运用所学知识解释瓶盖跳起的原因。
【答案】快速搓手时,克服摩擦力做功,手的内能增加,温度升高,捂住瓶身,内能通过热传递转移到瓶子上,致使瓶子及其内部气体内能增加,瓶内气体对瓶盖做功,使瓶盖跳起。
【解析】略。
30.(23-24九年级上·浙江湖州·阶段检测)某科学兴趣小组利用自行车内胎、打气筒、温度传感器以及计算机等装置研究自行车内胎气体的内能变化情况,实验过程为:开始打气→打气结束后静置片刻→突然拔掉气门芯放气→放气后静置片刻, 整个过程中,车胎内气体的温度随时间变化的情况如图所示,请你用所学科学知识解释在0~t1、t2~t3和t3以后的三个时间段里温度变化的原因。
【答案】0-t1:从开始打气到打气结束的过程是外界对气体做功,机械能转化为内能, 内能增大,温度升高。
t2-t3:拔出气门芯气体对外做功,内能减少,温度下降。t3以后:放气后静置一段时间和空气发生热传递,内能增加,气体温度上升。
【解析】略。
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专题八:内能
▌考点一: 分子热运动
一、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。
【易混易错】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。细小的灰尘、空气中极小的水滴,极细的铁粉都是微小物体,而不是分子,它们仍然是由大量分子构成的宏观物体。
3.分子间有间隙
实验演示:取50ml的水与50ml酒精,倒入量筒中,轻轻摇晃几下,静止后观察量筒中液体体积,发现水喝酒精混合后的总体积小于100ml。
这是酒精与水的混合过程。实际上是酒精分散到了水中,从微观的角度看,酒精分子分散到了水分子中间,这一现象说明水分子和酒精分子间都有间隙。
二、分子热运动
1.探究实验:物质的扩散
气体扩散实验
液体扩散实验
固体扩散实验
实验
操作和现象
在透明的瓶中分别装入空气和二氧化氮,抽去玻璃板后,无色的空气和红棕色的二氧化氮混合在一起,最后颜色变得均匀
在装入清水的量筒底部注入蓝色的硫酸铜溶液。静待几天后,清水与硫酸铜溶液的界面变得模糊,静待几周后颜色变得均匀
把磨的很光滑铅块和金块紧紧压在一起,在室温下防止五年后在将它们切开,发现它们互相渗入月1mm深
现象分析
空气和二氧化氮气体彼此进入对方
水和硫酸铜溶液彼此进入对方
金和铅彼此进入对方
实验结论
气体、液体和固体分子都在不停地做无规则运动,能彼此进入分子的间隙中,即固体、液体和气体都会发生扩散现象
2.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)。
【易混易错】扩散现象的认识和理解:
(1)扩散现象只能发生在不同的物质之间,同种物质之间不能发生扩散现象;
(2)不同物质只有相互接触时,才能发生扩散现象,没有相互接触的物质,是不会发生扩散现象的;
(3)扩散现象是两种物质的分子彼此进入对方,而不是单一的某种物质的分子进入另一种物质;
(4)气体、液体和固体之间都可以发生扩散现象,不同状态的物质之间也可以发生。
扩散现象的物理意义:在扩散过程中,气体分子从密度较大的区域移向密度较小的区域,经过一段时间的掺和,密度分布趋向均匀。在扩散过程中,迁移的分子不是单一方向的,只是密度大的区域向密度小的区城迁移的分子数,多于密度小的区域向密度大的区域迁移的分子数。
扩散现象的实质:扩散现象是气体分子的内迁移现象。从微观上分析是大量气体分子做无规则热运动时,分子之间发生相互碰撞的结果。由于不同空间区域的分子密度分布不均匀,分子发生碰撞的情况也不同。这种碰撞迫使密度大的区域的分子向密度小的区域转移,最后达到均匀的密度分布。
判断扩散现象的方法:确认某种现象是否属于扩散现象时,关键是要看不同的物质彼此进入对方是自发形成的,还是在外力作用下形成的,是由于分子运动形成的,还是由于宏观的机械运动形成的。由于分子运动而自发形成的属于扩散现象,受外力作用下的宏观机械运动形成的现象就不属于扩散现象。例如,秋天,桂花飘香属于由于分子运动而形成的扩散现象,而冬天,雪花飘扬是由于雪花受重力和风力作用下的机械运动,它不属于扩散现象。
3.分子热运动
(1)探究实验:物质的扩散
现象
如图所示,取两个相同的烧杯,分别装入质量相等的适量冷水和热水,分别向两杯水中滴入一滴红墨水
现象分析
红墨水在热水扩散得快是因为热水中分子运动剧烈,在冷水中扩散慢是因为冷水分子运动较慢
探究归纳
分子热运动的快慢与温度有关:温度越高,物质扩散得越快,分子运动月剧烈
【易混易错】分子热运动的意义:一切物质的分子都在不停地做无规则热运动。这种无规则运动叫分子热运动。
分子热运动的特点: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。
0℃的物体分子照样做无规则热运动:一切物质的分子都在不停地做无规则热运动。只是分子运动的剧烈程度不同。温度低时,分子热运动相对缓慢,但并没有停止,不能错误的认为0℃时物质分子不再做热运动。
三、分子间相互作用力
1.探究实验:分子间的作用力
实验观察
现象分析
现象1:将两个铅块地面磨平,紧压在一起,在下面重物不能它们分开;
现象2:用胶水涂抹在两物体表面,压实后两个物体被牢牢得粘在一起
现象3:生活中常见的固体、液体能保持一定的体积,不会散开
因为物体分子之间存在引力,分子间的压力使两个铅块或涂胶水的两个物体结合在一起,分子间的压力使固体和液体的分子不会散开
现象4:用力去压一个铁块,它的体积不会不发生明显的变化;
现象5:向配有活塞的厚玻璃筒内注入一些水,用力压活塞,发现水的体积没有明显变化
虽然分子间有间隙,但要压缩固体和液体却很困难,这是因为分子之间存在着斥力
结论
分子间存在相互作用的引力和斥力
2.对分子间引力和斥力的理解
邻近分子间同时存在相互作用的引力和斥力;实际表现出来的是分子引力和斥力的合力,称为分子力;分子间的引力和斥力都跟分子间距离有关系。
【易混易错】(1)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。
(2)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。
(3)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.所以气体既没有固定的体积,也没有同定的形状,可以充满能够达到的整个空间。
(4)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。
3.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。
▌考点二: 内能
一、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:物体内部所有分子的分子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.对内能的理解
内能是物质分子的热运动能量,是由物质内部状况决定的能量。物质由大量分子、原子组成,储存在系统内部的能量是全部微观粒子各种能量的总和,即微观粒子的动能、势能等的总和。物体内部大量分子的无规则运动跟温度直接相关,物体内部大量做热运动的粒子之间也具有动能和势能,动能和势能的总和叫做内能。
理解物体内能时,要注意以下三点:
(1)内能是指物体的内能,不是分子的,更不能说内能是个别分子和少数分子所具有的。内能是物体内部所有分子共同具有的动能和势能的总和,所以,单纯考虑一个分子的动能和势能是没有现实意义的。
(2)任何物体在任何情况下都有内能。
(3)内能具有不可测性。只能比较物体内能的大小,不能确定这个物体具有的内能究竟是多少,因为内能是物体的所有分子具有的总能量,宏观量度比较困难。
4.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,也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。在质量一定时,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。
物体内能改变的宏观表现
(1)温度变化:物体温度升高,内能增大;温度降低,内能减小;
(2)物态变化:例如,晶体熔化时内能增加,晶体凝固时内能减小。
5.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;
(2) 物体的内能和机械能之间可以互相转化
二、物体内能的改变
1.热传递改变物体的内能
(1)探究热传递改变物体内能
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)对热传递的理解
条件
不同物体或同一物体的不同部分之间存在温度差
方向
由高温物体转移到低温物体或由物体的高温部分转移到低温部分
过程
最终状态
温度相同,没有温度差
实质
是能量的转移,能量的形式并未发生变化
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。
【易混易错】对热量认识的三个误区
(1)热量是能量转移多少的量度,是一个过程量,它存在于热传递的过程中,只有发生了热传递,有了能量的转移,才能讨论热量问题,离开热传递谈热量也就没有了意义。
(2)热量只能有“吸收”或“放出”来表述,而不能用“具有”或“含有”来表述,不能说某物体含有或具有多少热量,只能说物体吸收或放出了多少热量。
(3)吸收或放出热量的多少与物体内能的多少、温度的高低没有关系。
3.做功改变物体的内能
探究做功改变物体的内能
做功的两种情况
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
得出结论
(1) 做功可以改变物体的内能;
(2) 外界对物体做功,物体温度升高,物体内能增加;
(3) 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,则无法确定内能的改变方式
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、弯折物体等
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
【易混易错】做功、热传递改变物体内能的实质
(1)做功改变物体的内能的实质是能量的转化,即内能与其他形式的能的相互转化;
(2)热传递改变物体内能实质上是能量的转移,即能量从一个物体转移到另一个物体或从物体的一部分转移到另一部分,无不同形式能量的相互转化;
(3)不是任何情况下对物体做功都能改变物体的内能。例如,用手托起物理课本,虽然人对课本做了功,但课本的内能没有增加,增加的是课本的机械能。
5.温度、热量、内能三者之间的区别于联系
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)一个物体的内能增加或降低时,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)一个物体温度升高或降低时,不一定是吸收或放出了热量,也可能是因为做功,如摩擦生热或物体对外界做功
✍题型培优练
1.网络购物已成为人们日常消费的一种形式,在快递运输水果、海鲜等易变质食品时,经常使用水制成冰袋和食物放在一起,可以起到保鲜的作用。冰袋对产品起保鲜作用的过程中,下列分析正确的是( )
A.冰袋中的冰块吸热熔化,温度不变,内能变大
B.冰袋中的冰块吸热熔化,温度升高,内能变大
C.食品的温度转移到冰袋,冰袋的温度不变,内能变大
D.食品含有的热量大些,冰袋吸热温度升高,内能变大
2.(26-27九年级上·浙江·课后作业)冲泡杭白菊的一般方法如下:将干燥的菊花放入杯中,倒入95℃左右的沸水,待菊花完全舒展后,茶汤温度也下降至适宜饮用的60℃左右。此过程中有关温度、内能、热量的说法正确的是( )
A.冲泡时,杭白菊吸收热量,使其内能增加
B.冲泡时,沸水的温度降低,因此它的热量减少
C.95℃的沸水和 60℃的茶汤,前者的温度高,内能小
D.95℃的沸水和 60℃的茶汤,前者含有的热量多,内能大
3.(25-26九年级上·浙江宁波·期末)关于物体的内能,下列说法正确的是( )
A.温度为的物体没有内能 B.同一物体温度升高,它的内能一定增大
C.热传递是改变物体内能的唯一方法 D.温度相等的一杯水和一桶水的内能相同
4.(26-27九年级上·浙江·课后作业)下列有关化学反应与能量的说法,正确的是( )
A.化学反应伴随着能量变化 B.化学反应过程中都会发生吸热现象
C.在化学反应中只有燃烧反应才能放出热量 D.人类利用的能量都是通过化学反应获得的
5.如图所示,给试管里的水加热,水沸腾后,水蒸气推动软木塞迅速冲出管口,水蒸气在这个过程中( )
A.内能增加,温度升高,在试管口变成白色的热空气
B.内能减少,温度降低,在试管口变成白色的热空气
C.内能减少,温度降低,在试管口液化成小水滴
D.内能增加,温度不变,在试管口液化成小水滴
6.关于物体的内能,下列说法正确的是( )
A.温度为0℃的物体没有内能 B.做功可以改变物体的内能
C.物体的内能增加,一定是温度升高了 D.温度相同的1kg水和1g水,内能相同
7.以下说法正确的是( )
A.在热传递过程中,低温物体吸收了热量 B.物体温度降低到0℃时,分子的运动就停止了
C.温度相同,物体的内能就一定相同 D.温度越高,物体的内能就越大
8.如图所示,在一个配有活塞的厚玻璃筒内放一小团硝化棉,迅速下压活塞,硝化棉燃烧,下列说法正确的是( )
A.迅速向上抽活塞,硝化棉也能燃烧
B.此实验只通过热传递改变筒内空气的内能
C.下压活塞的过程,空气的内能转化为活塞的机械能
D.硝化棉燃烧,是因为玻璃筒内空气的温度升高,内能增大
9.下列过程,哪一个是通过热传递增加物体内能的( )
A.火车经过后,铁轨的温度升高 B.压缩筒内空气,使乙醚达到着火点
C.铁片在室外被太阳晒热 D.流星在空气中高速下落,发出光和热
10.两个物体之间不发生热传递现象,这表明它们之间一定具有相同的( )
A.温度 B.热量 C.质量 D.比热
11.木工师傅做家具时,来回拉动锯条锯木头,锯条温度将升高。该过程主要通过( )
A.热传递使锯条的内能增加 B.做功使锯条的内能增加
C.热传递使锯条的内能减少 D.做功使锯条的内能减少
12.(24-25九年级上·浙江杭州·期末)下列改变内能的方式与其他三种不同的是( )
A.压缩空气 B.水被加热
C.水蒸气推动活塞冲出 D.反复弯折铁丝
13.(25-26九年级上·浙江宁波·期末)近年来,一款特色风味的黄油年糕成了烘焙店里的人气单品。店家将裹有黄油的年糕放入烤箱烤制,出炉后香气四溢,广受食客青睐。下列说法正确的是( )
A.刚出炉的黄油年糕很烫,是因为黄油年糕含有的热量很多
B.烤制年糕时黄油香味在烘焙店内四溢,这是扩散现象
C.冰箱里冷藏的黄油的温度很低,其分子不做热运动
D.黄油年糕刚放入烤箱时,烤箱内的热空气将温度传递给黄油年糕
14.(25-26九年级上·浙江台州·期末)在试管内装些水,用橡胶塞塞住管口,将水加热一段时间,橡胶塞被推出,管口出现大量“白气”,如图所示。下列描述正确的是( )
A.水变热的过程,其内能是通过做功的方式改变的
B.水蒸气推出橡胶塞的过程中,水蒸气的内能减小
C.管口出现的“白气”是试管内的水直接汽化形成的
D.橡胶塞被推出的过程中,水的内能全部转化为塞子的机械能
15.(25-26九年级上·浙江宁波·期末)冬季流感高发,民间流传着用“醋熏蒸房间可以预防流感”的说法。但科学分析表明,这不仅是无效的流言,其散发的乙酸蒸气还会刺激呼吸道,带来健康风险。熏醋的过程中,需将食用醋加热直至沸腾。下列针对此过程的分析正确的是( )
A.醋吸热升温,其内能也随之增大
B.加热醋时,主要通过做功的方式使醋的内能增大
C.醋液沸腾后,继续加热,其温度保持不变,其内能也不变
D.熏醋过程中,醋蒸气弥漫整个房间,说明分子之间有斥力
16.(25-26九年级上·浙江绍兴·期末)用砂纸打磨铁块时,铁块表面发热,温度升高,内能增大。以下四个事例中,改变物体内能的方式与之相同的是( )
A.锯木头时锯条发热 B.铁锅放在火上加热
C.金属勺在热汤中变烫 D.用暖水袋取暖
17.(2025·浙江绍兴·三模)如图所示,装有开水的暖水瓶在瓶塞跳起过程中,有关内能变化描述正确的是( )
A.瓶塞的内能一定增大 B.瓶内气体的内能一定减小
C.瓶内的开水内能可能会增大 D.暖水瓶外壳的内能一定会减小
18.(2026·浙江杭州·一模)曾侯乙墓出土过一种特殊的铜冰鉴式保温器。这种保温器分内外两层,外为一方鉴,内装一方壶。盛夏之时,方鉴盛冰,内方壶盛食物或酒水,起冷藏和保温作用。下列关于保温器中蕴含的物理知识说法正确的是( )
A.方鉴中的冰温度很低所以没有内能
B.冰块受热熔化成水的过程中内能不变
C.方壶内的食物是通过热传递的方式减少内能
D.方壶内的食物放出的热量一定等于方鉴中的冰块吸收的热量
19.(2026·浙江宁波·二模)如图为一种蒸汽船玩具,在玻璃瓶内装适量水,将小船放置在水面上,点燃蜡烛加热玻璃瓶一段时间,玻璃瓶内产生大量水蒸气,并和受热膨胀的空气一起从细窄的吸管冲出,推动小船前进。下列有关该实验的说法不合理的是( )
A.加热过程中,玻璃瓶内的水通过热传递的方式增大内能
B.冲出的水蒸气内能减小,温度降低,使吸管处出现白雾
C.蒸汽推动小船前进,小船的动能增大,重力势能不变
D.蒸汽小船开始前进和最后停止两种状态相比,所受的浮力减小
20.下列现象中,利用做功改变物体内能的是 ,其余是通过 方式改变物体内能的。
①冬天,人们用双手反复摩擦取暖; ②在古代,人们钻木取火;
③冬天,人们用嘴对着双手“呵气”取暖; ④把烧红的铁块放到冷水中,冷水变热;
⑤晒太阳时会觉得很热; ⑥用锤子反复打击一块铁片,它的温度会升高;
⑦多次弯折一根铁丝,弯折处会发烫。
21.(2026·浙江绍兴·二模)实验小组利用气压式喷雾器、数字式温度计、小叶轮等仪器,探究了“做功与物体内能变化间的关系”。
①将温度计的探头放入气压式喷雾器内,测得喷雾器内气体的温度如图甲所示。
②关闭喷嘴处的阀门,接着用手向下快速按压活塞,喷雾器内气体的温度如图乙所示。
③打开喷嘴处的阀门,迅速放出喷雾器内部分气体时,喷雾器前的小叶轮转动,喷雾器内气体的温度如图丙所示。
(1)该实验是通过 的变化来反映气体内能的变化。
(2)比较 两图可知,外界对气体做功,气体的内能增大。
(3)图丙实验中,气体的内能转化为小叶轮的 能。
(4)小科受到上述实验的启发,组装了一个图丁所示的汽轮机模型。实验时,向烧瓶内注入适量水,用酒精灯将水加热,一段时间后叶轮才开始转动,原因是 。
22.(2025·浙江台州·二模)如图甲装置所示,探究“做功改变物体内能”,该装置由圆底烧瓶、温度传感器、橡皮塞、橡皮管、打气筒等组成。向圆底烧瓶内注入适量酒精,使用打气筒向烧瓶内打气,根据传感器数据采集的数据,电脑处理得到如图乙所示图像。
(1)实验前,检查图甲装置的气密性:往外拉动注射器活塞,然后松手,若活塞 (选填“仍能返回原来刻度处”或“静止不动”),则说明该装置气密性好;
(2)打气筒打气5秒后,橡皮塞弹出,出现了白雾现象,白雾主要是 (填“瓶内气体”或“瓶外气体”)液化形成的小液滴;
(3)以下改变内能的方式中,与图乙中AB段相同的是 ;
A.用锤子敲打钉子时,钉子变热 B.从滑滑梯上滑落,臀部变热
C.用燃气灶加热水,水温升高 D.手捂热水袋,手会变暖和
(4)不向圆底烧瓶内注入适量酒精,仍用图甲装置进行实验能否得出“做功改变物体内能”的结论。请判断并说明理由:
。
23.(24-25九年级上·浙江杭州·阶段检测)在科学发展的不同时期,人们对“热”有不同的认识。
①1770年,英国科学家普利斯特里提出“热质说”,认为热是一种没有重量、没有体积、存在于一切物体中的特殊物质,热质无法产生或消灭,只会从温度高的物体流向温度低的物体。
②1799年,英国科学家戴维进行如下实验:让两块冰在真空中摩擦,保持周围的温度低于实验设备和冰块的温度,结果冰块熔化为水。
③1844年,焦耳利用如图装置进行实验,重物下降时通过定滑轮和转轴带动水中的叶轮转动,使容器中水的热能增大,温度升高,并计算出水增加的热能约等于重物做的功。改用水银、油重复实验,最终确认热与其它能量之间的转换关系。
(1)戴维实验中冰块熔化为水是因为
;
(2)焦耳的实验中存在多处摩擦(如:定滑轮与线之间的摩擦、转轴与线之间的摩擦、水与叶轮之间的摩擦等),其中一处的摩擦力增大可提高实验精确度,该摩擦力为 ;
(3)下列事实可作为否定“热质说”证据的是 。(可多选)
A.搓手手会发烫 B.煤气燃烧会放出大量热
C.暖手宝可以手捂取暖 D.冰块在室温下热量会逐渐吸收温度升高
E.焦耳实验中重物做功可使水的温度上升
24.(25-26九年级上·浙江杭州·期中)小东在假期游玩期间发现在某段高速公路的下坡路段外侧设有如图所示的避险车道,当高速行驶的汽车失灵时,可进入避险车道,快速降低车速直至停止。汽车冲上斜坡的最大距离与哪些因素有关?小东提出如下猜想:
猜想一:可能与汽车的质量有关;
猜想二:可能与斜坡的倾角有关;
猜想三:可能与冲上斜坡前的速度有关。
为了验证猜想,小东将一光滑弧形轨道和粗糙长木板固定在水平桌面上(如图甲),并用实心小钢球模拟汽车进行实验。
(1)避险车道设计成一个由粗糙碎石铺成的陡坡,它的避险原理是将高速行驶汽车的动能转化为 ;
(2)在验证猜想二时,小东多次改变长木板与水平面的倾角,让同一小钢球从弧形滑道同一位置静止释放,测出钢球冲上长木板后通过的最大距离,实验数据如表所示。据表中数据,可得出的结论是
;
次数
1
2
3
4
5
长木板与水平面的倾角
10°
30°
53°
75°
85°
钢球冲上长木板后通过的最大距离s/m
0.50
0.40
0.36
0.39
0.43
(3)若要验证猜想三,请简要写出你的实验方案:
。
25.风油精和蚊香片是常用的驱杀蚊用品,小明想知道在电热蚊香片上滴加少许风油精是否会更加有效的驱杀蚊子。现有如下的材料可供实验:蚊香片(有 A、B 两种类型)、蚊香器、风油精、蚊子(数量足够)、圆筒密闭装置若干个。老师建议:少许风油精滴两滴即可,其他实验用量合理比例:1 个圆筒密闭装置:1 个蚊香器:300 只蚊子。
(1)蚊香器在工作时,将电能转化为 。
(2)请结合老师的建议,写出该实验的步骤
。
26.(24-25九年级上·浙江温州·阶段检测)能量转化和守恒定律是许多科学家经长期探索建立起来的,是科学史上的重大发现。
材料一:17-18世纪,科学家对“功”有不同看法:
笛卡尔:用物体的重量和速度相乘来衡量。
莱布尼兹:用物体的重量和速度平方相乘来衡量。
达朗贝尔:用活力(即物体受力的作用而通过一段距离)来衡量。
他们都在探索如何正确描述和衡量“功”。
材料二:温度计的不断改进给热与功研究的精确化准备了必要条件。焦耳通过400多次的实验,于1849年精确地测定了热功当量关系的数值,这一数值与现代公认值非常接近,为能量守恒定律的确立奠定了定量的实验基础。
(1)材料一中,哪位科学家的观点与“功”概念相符合? 。
A.笛卡尔 B.莱布尼兹 C.达朗贝尔
(2)如图所示是焦耳研究热功当量关系的实验装置,通过重物的上下运动,带动叶片转动,通过 (选填“做功”、“热传递”)使水的内能增大;
(3)结合材料分析,以下观点正确的是 。
A.面对前人的观点要敢质疑 B.时间久远的理论是没有科学价值的
C.测量工具的发展有助于科学理论研究 D.对科学的认识是不断修正完善的过程
27.(23-24九年级上·浙江杭州·期中)喜欢思考的小哲用塑料矿泉水瓶子进行了如下游戏;
实验一:
(1)瓶中留少量水,盖上瓶盖(如图甲);扭转瓶子(如图乙),这是通过 方式改变瓶内气体内能;
(2)轻轻扭动瓶盖,瓶盖被瓶内的气体冲出,同时瓶内出现白雾(如图丙),这时发生的能量转化是 ;
实验二:
(3)两只相同的塑料瓶,分别装有相等质量的水和沙子,从斜面的相同高度同时由静止滚下(如图丁),几次实验的结果总是装水的瓶子先到达终点。小哲对此有些不解,聪明的你帮忙他分析原因;装水的瓶子在下滚过程中, ,从而获得较大的动能。
28.(23-24九年级上·浙江温州·阶段检测)课堂上,老师对书本演示做功改变物体内能的装置进行了如图改进:取一个大的塑料瓶,橡皮塞中间安装气门芯并连接打气筒,同时在瓶内伸入温度传感器探头。
(1)用打气筒向瓶内打气,在橡皮塞未弹出之前,观察到温度传感器的示数 (选“增大”、“减小”或“不变”);
(2)当橡皮塞弹出时,瓶内出现大量白雾。根据实验现象可以得知物体内能改变与做功的关系是:
。
29.(23-24九年级上·浙江杭州·期中)科学课上老师演示了“跳舞的瓶盖”实验。操作过程如下:取一个空矿泉水瓶,将其瓶盖倒置蘸水放于瓶口,双手快速摩擦后捂住瓶身,瓶盖跳起。请运用所学知识解释瓶盖跳起的原因。
30.(23-24九年级上·浙江湖州·阶段检测)某科学兴趣小组利用自行车内胎、打气筒、温度传感器以及计算机等装置研究自行车内胎气体的内能变化情况,实验过程为:开始打气→打气结束后静置片刻→突然拔掉气门芯放气→放气后静置片刻, 整个过程中,车胎内气体的温度随时间变化的情况如图所示,请你用所学科学知识解释在0~t1、t2~t3和t3以后的三个时间段里温度变化的原因。
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