内容正文:
第1讲 内能
考点1:热量及比热容
1.热传递
温度不同的物体相互接触,低温物体温度升高,高温物体温度降低的过程叫做热传递。
热传递发生的条件是:两个物体存在 。
2.热量
在热传递过程中,传递能量的多少叫做热量。其单位为焦耳,简称焦,符号为J。
热量是一个过程量,可以用“吸收”、“放出”、“转移”或“传递”等形容过程的形容词来表述,而不能用“具有”、“含有”或“所含”等来表述。
3.影响物质吸热的因素
(1)物质的 和
同种物质,质量越 、温度升得越 ,它吸收的热量就越多。例如烧开一壶水比烧开半壶水需要的热量多;把一壶水烧开比把它烧成温水需要的热量多。
(2)物质的
不同的物质,在质量相等、升高的温度相同时,吸收的热量一般不同,即不同物质的吸热本领存在差异。
4.比热容的定义
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 表示,它的单位是 ,符号是 。
5.比热容的物理意义
水的比热容c水=4.2×103J/(kg·℃)
物理意义为: 。
6.比较比热容的方法
①质量相同,升高温度相同,比较吸收热量多少(加热时间):加热时间长的,比热容 。
②质量相同,吸收热量(加热时间)相同,比较升高温度:温度升高慢,比热容 。
①水常用来调节 、 、作冷却剂 ,是因为水的比热容大。
②比热容是反映物质自身性质的物理量,它反映了物质 或 的强弱。
③比热容的大小与物体的 、 有关,例如水和冰的比热容不同。与质量、体积、温度、密度、吸热放热、形状等 。
④不同物质的比热容一般 (也存在相同的,例如煤油和冰都是2.1×103J/(kg·℃))。
7.探究不同物质的吸热能力(比热容)实验
在实验过程中,应选取 相同的 液体,而不是体积相同的不同液体
物质吸热能力的强弱用 来表示(比热容大的吸热能力强)
相同量
液体的 、 , ,实验器材
不同量
液体的
相同热源的目的
。
实验方法
(1)通过加热相同的时间,比较 (温度变化快的吸热能力弱)
(2)通过升高相同的温度,比较 (加热时间长的物体吸热能力强)
吸收的热量
液体吸收的热量用 来表示。
实验结论
(1)质量、加热时间相同时,液体升高的温度越低,液体吸热能力越 (或比热容越 )
(2)质量、升高相同的温度时,加热时间越长,液体的吸热能力越 (或比热容越 )
比热容测量误差
比热容测量 的原因:(1) ;(2) 。
比热容的计算
加热相同时间,测出水和煤油升高的温度Δt:
由即,可得
【典例1】(25-26九年级上·云南昆明·期中)在生产和生活中,常见到“水的比热容大”这一特性的应用情景,以下事例中与这一特性无关的是( )
A.沿海地区的气温比内陆变化小 B.用热水袋取暖
C.发现人中暑时,常在额头上擦冷水降温 D.汽车发动机用水作冷却液
【典例2】(24-25九年级上·山西太原·阶段检测)小强在探究物质的放热能力与哪些因素有关时,分别用质量相等的水和另一种液体进行对比实验,并作出了温度—时间图像,如图所示,实验过程中,水和另一种液体在相同时间内放出的热量相等,分析图像可以得出( )
A.乙物质是水
B.这种液体的比热容为
C.甲的放热能力比乙强
D.乙比甲更适合作为汽车发动机的冷却液
【典例3】(25-26九年级上·四川成都·期中)如图所示,规格相同的甲、乙两容器中分别装有3kg和2kg的纯净水,并用不同加热器加热,不计热损失,得到如图丙所示的水温与加热时间的关系图,则下列说法正确的是( )
A.甲杯水中每分钟吸收的热量为
B.甲、乙两杯中的加热器每分钟放出的热量之比为3:2
C.加热相同的时间,甲、乙两杯水升高的温度之比3:2
D.将甲、乙中的水从20℃加热至沸腾(1标准大气压)所需要的时间之比为3:2
【典例4】(25-26九年级上·山东德州·期中)如图甲,在探究“不同物质吸热能力”的实验中:
(1)在两个相同的烧杯中加入初温相同、____________相同的水和煤油()。选用相同电加热器的目的是:____________。
(2)水和煤油温度随时间变化的图像如图乙所示,
①根据图甲可判断出a物质是____________。(选填“水”或“煤油”)
②根据图乙可判断出____________吸热能力强。(选填“a”或“b”)
(3)在此实验中,如果要使水和煤油的最后温度相同,就要给____________(选填“水”或“煤油”)加热更长的时间,此时水吸收的热量____________(选填“大于”或“小于”或“等于”)煤油吸收的热量。
【典例5】(25-26九年级上·河北保定·阶段检测)在“比较不同物质吸热能力”的实验中,将a、b两种不同的液体分别放入如图甲所示的两个相同的烧杯内,用相同的酒精灯同时加热。
(1)在组装实验装置时,应先固定_________(选填“铁圈”或“铁杆”)的高度。在进行加热前,要求a、b两种不同的液体必须具有相同的_________。每隔相同时间读取一次温度并记录在表格内,为了完成该实验,除天平和温度计外,还需要一个测量工具是_________。
(2)实验中数据记录如下表,分析表格可知:
①两温度计示数都升高8℃时,a液体增加的内能_________(选填“>”“=”或“<”)b液体增加的内能;
②_________液体的吸热能力更强一些。
加热时间/min
0
1
2
3
4
a液体的温度/℃
30
34
38
42
46
b液体的温度/℃
10
18
26
34
42
(3)图乙中①是b液体加热时温度随时间变化的图像,如果将初温相同的b液体质量增加到原来的2倍,用相同的酒精灯加热,再绘制出一条温度随时间变化的图像,则为图乙中的_________(选填“①”“②”或“③”)。
(4)为了表示不同物质吸热能力的差异,物理学中引入了比热容这一物理量。根据表中数据可知a、b两种液体的比热容之比ca∶cb=_________。
考点2:热量的计算
热量的计算公式
吸热公式Q吸=
放热公式Q放=
公式中的物理量
Q吸表示物体吸收的热量; Q放表示物体放出的热量;
c表示物质的比热容; m表示物体的质量;
t0表示物体的初温; t表示物体的末温
统一公式
若用Δt表示温度的变化量,则上述两个公式可以表达为:Q =cmΔt
①单位要统一,都要用国际单位中的主单位。
②审题时要注意“温度升高到多少℃”和“温度升高了多少℃”的区别,“温度升高到”是指物体的末温,“温度升高了”是指物体温度的变化量。
③当发生热传递的两个物体达到热平衡时(题目如果交待“没有热量散失”),高温物体放出的热量等于低温物体吸收的热量,即Q吸 Q放。
【典例6】(25-26九年级上·河北保定·阶段检测)在标准大气压下,将体积为2L、温度为10℃的水加热至70℃[已知,]。求:
(1)水的质量。
(2)水吸收的热量。
(3)接着再继续加热,若水又吸收了的热量,水的末温。
【典例7】(25-26九年级上·安徽芜湖·期中)实验测得一定质量的某物质温度随时间变化的图像如图所示,已知物质在固态下的比热容为,从开始加热到开始熔化温度升高了,吸收了的热量。假设这种物质从热源吸热的功率恒定不变,根据图像解答下列问题:
(1)该物质的质量;
(2)该物质在液态下的比热容;
(3)该物质在整个过程中吸收的热量(从升高到)。
【典例8】(25-26九年级上·福建龙岩·阶段检测)把一质量为50g的某金属球在1080℃的炉火中加热足够长的时间,然后迅速投入100g的初温为30℃的某种液体中,达热平衡后金属球的温度变为80℃。已知金属球的比热容为,不计热量的损失。
(1)求此过程中,金属球放出的热量;
(2)求该液体的比热容;
(3)若该液体再吸收的热量,求该液体的末温。(不计热量损失,当时的气压为1个标准大气压)
考点3:分子动理论的基本内容
1.常见的物质是由大量的分子、原子构成的
物质的构成。分子很小,如果把分子看成一个球形,直径通常只有 m,只有用 才能看到,用肉眼无法观察。物质是由分子、原子等构成的,分子又是由 构成的,原子又是由 和绕核高速旋转的 构成的,原子核又是由 和 构成的,质子和中子又是由更小的 构成的。
①从宏观物体到微粒的大小排序:宇宙→银河系→太阳系→太阳→地球→物质→分子→ →原子核→中子→ →电子→ 。
②如下是原子的结构示意图:
③即使很微小的物体,也不是分子,而是由大量分子组成的小颗粒。比如我们看见的花粉、扫地时扬起的灰尘、烟囱冒出的烟尘等都不是分子,而是由大量分子聚集而成的小颗粒。
2.一切物质的分子在不停地做无规则的运动
一切物质的分子都在不停地做无规则的运动,由于分子的运动跟 有关,所以这种运动叫做分子的热运动。温度越高,分子热运动越 。
(1)实验探究
气体扩散
液体扩散
固体扩散
实验
现象
抽去玻璃板后,无色的空气与红棕色的二氧化氮气体混
合在一起,最后颜色变得均匀
开始时,无色的清水与蓝色的硫酸铜溶液之间有明显的界
面,几天后,界面变得模糊,静置几周后,颜色变得均匀
五年后将叠放在一起的铅块和金块切开,发现它们互相渗入约1 mm深
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
铅和金彼此进入对方
结论
不同的气体、液体和固体在互相接触时,彼此都能进入对方,说明
(2)扩散现象
定义:不同的物质在相互接触时,彼此进入对方的现象叫做扩散现象。
条件:①不同的物质;②相互接触。
①扩散现象说明:a. ;b.
②影响扩散快慢的主要因素:a.物质的温度:温度越高,扩散越 ;b.物质的种类:气体 液体 固体。
③扩散是分子运动的结果,如果因搅拌、风力、重力等 使物体发生了宏观运动,这样的现象不属于扩散现象。
④热运动是分子运动,属于微观运动,不可能 ,而机械运动是整个物体运动,属于宏观运动,可以停止。
3.分子之间存在着相互作用的引力和斥力
(1)探究:分子间作用力
现象
图示
现象解释
将两个铅块底面磨平,紧压在一起,下方挂重物也不能将它们分开
因为物体分子之间存在引力,分子间的引力使两个铅块结合在一起
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
分子间存在斥力,使活塞中的水难以被压缩
结论
(2)分子间的作用力
当去拉伸物体时,物体很难被拉长,说明分子间有 ,当去压缩物体时,物体很难被压缩,说明分子间有 。分子间的引力和斥力是 的。
引力和斥力的变化规律
(1)分子间的引力和斥力随分子间的距离增大而 ,随分子间的距离减小而 。
(2)当分子间的距离增大时,引力和斥力都 ,斥力减小得 ,分子间的作用力表现为 。
(3)当分子间的距离减小时,引力和斥力都 ,斥力增加得 ,分子间的作用力表现为 。
(4)当分子间距离超过分子直径的 倍时,引力和斥力就可以忽略不计了。
破镜不能重圆的原因:破裂处分子间的 。
(3)物质三态的分子结构及宏观特征对比
物质状态
微观特征
宏观特征
图示
分子间距离
分子间作用力
固态
很小
很大
有一定的体积和形状,不具有流动性
液态
较大
较大
有一定体积,没有固体形状,有流动性
气态
很大
十分微弱,可以忽略
没有固体的形状和体积,具有流动性
【典例9】(25-26九年级上·河北保定·阶段检测)下列关于分子的说法正确的是( )
A.灰尘是很小的分子,所以分子用人眼可以看见
B.分子的体积很小,一般分子的直径只有万分之几米
C.水凝固成冰以后,分子运动将要停止
D.气体容易压缩,说明分子间存在间隙
【典例10】(25-26八年级下·山东济宁·期末)关于分子动理论,下列说法中正确的是( )
A.雾霾在高温天气容易消散,这是因为温度越高,分子无规则运动越剧烈
B.破镜难以重圆,这是因为两片破镜子之间的分子存在相互作用的斥力
C.大雾弥漫是一种扩散现象
D.常见的物质是由大量分子构成的
【典例11】(多选)(25-26八年级下·江西南昌·期末)通过相关可观测的现象推测无法直接感知的事实,是物理研究的一种方法。下列根据这种方法所做出的推测,正确的是( )
A.“水滴石穿”推测出大块物体是由极小的物质微粒构成的
B.手捏海绵,海绵变小,推测出分子间有空隙
C.固体很难被压缩推测出分子间存在斥力
D.墨水在热水中比冷水中扩散快,推测出分子的运动情况与温度有关
【典例12】(25-26九年级上·广东河源·阶段检测)如图所示为某种物质在三种状态中的微观模型,___________表示液态分子模型;____________最容易被压缩(前两空均选填“甲”“乙”或“丙”);从甲到丙,分子间的作用力___________(选填“变大”“变小”或“不变”)。
【典例13】取两块表面磨平、干净的铅柱,使它们紧密接触并压紧后,居然可以在它们下面吊起一盏台灯而不分开,说明分子之间存在________;如图将两个分别装有空气和红棕色二氧化氮气体()的玻璃瓶口对口对接,中间用玻璃板隔开,对于玻璃瓶的三种放置方法(如图所示),你认为________图放置最不合理;抽开隔板后,两瓶中气体都变成红棕色,此现象说明分子在________。
【典例14】常见的物质是由______组成的,分子由______构成。原子由原子核和______构成,原子核由______和______构成,而构成质子和中子的微粒又是由更小的、被称为______的粒子构成的。
【典例15】(25-26九年级上·辽宁营口·阶段检测)如图所示,是我们在学习分子动理论时做的一些实验
图a:浓硫酸铜溶液与清水开始界面十分清晰,几天之后,两种液体混合均匀了;
图b:玻璃板的下表面接触水面,发现拉力示数____________玻璃板的重力;
图c:水和酒精充分混合后的总体积____________混合前水和酒精的总体积;
图d:将红墨水滴入水中,可以看到它在水中扩散开来;图e:将两个底面干净、平整的铅块紧压在一起,两个铅块就会结合在一起,下面吊一个较重的物体也不会将它们拉开。
请回答:
(1)完成以上填空____________。____________。
(2)图a和图____________两个实验产生实验现象的原因相同。
(3)图b和图____________两个实验产生实验现象的原因相同,实验表明:____________。
考点4:内能
1.内能
在物理学中,把物体内 的 与 的总和叫做物体的内能。内能的单位是焦(J)。
①一切物体在任何情况下都具有 。
②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,单纯考虑单个分子或有限个数分子的动能和势能是没有现实意义的。
③内能大小不可计算,但可以比较大小。
2.影响内能大小的因素
温度
温度越高,分子无规则运动越剧烈, 越大,物体的内能也越多。这说明,同一物体的内能是随温度的变化而变化的
质量
质量的大小决定物体内部分子的数目,质量越大,分子数越 , 和
越大,物体内能越大
体积
体积决定了物体内部分子间的距离以及分子间作用力的强弱,即 的大小
状态
同一物体,物态不发生改变时,温度越高,对应着物体内分子无规则运动越剧烈,分子的平均动能越 ,整个物体的内能就越大。晶体在熔化或凝固时,水在沸腾时,温度保持不变,分子的平均动能保持不变,但物态在变,物体在不同的状态对应的分子间的距离不同, 不同,而物体的内能包括所有分子热运动的动能和分子势能,因此发生物态变化时,内能改变。
3.改变物体内能的方法
① ;② ,这两种方式对于改变物体的内能是 。
发生热传递时,热量从高温物体传向低温物体,高温物体放出热量,低温物体吸收热量,直到温度相同时,热传递才停止。
【典例16】(25-26九年级上·山东德州·期中)下列事例中,利用做功的方式使物体内能增加的是( )
A.捂热水袋的手变暖
B.炽热的金属片插入水中后,水温升高
C.放进热汤中的金属汤勺变得烫手
D.用锯子锯木头,锯条的温度升高
【典例17】(25-26九年级上·江西赣州·阶段检测)如图所示为学校教学楼楼道里放置的二氧化碳灭火器,打开阀门后,下列说法正确的是( )
A.“出气”时,二氧化碳气体的内能增大
B.喷口处冒“白气”,这是灭火器内喷出的二氧化碳气体
C.瓶壁有水滴,是水蒸气液化形成的
D.应用双手抱住灭火器的钢瓶,而不应该握着上面的木支架
【典例18】(多选)(25-26九年级上·江西南昌·期中)小明在国庆节期间为家人做了一桌美食,如图所示,下列对美食制作过程的说法正确的是( )
A.刚从冰箱里取出的冰冻食材内能不为零
B.热气腾腾的饭菜含有的热量多
C.砂锅煲汤是通过热传递的方式改变内能的
D.温度相同的餐盘与菜肴具有的内能也一定相同
【典例19】(25-26九年级上·广东江门·阶段检测)如图所示的实验装置中,瓶内水上方存在着无色透明、无法看到的水蒸气:当推动活塞向内打气时,我们发现当瓶内气体达到一定量时,瓶塞跳起,可以看到瓶内出现了白雾,说明水蒸气液化成了可以看到的小水滴。在这个过程中,气体膨胀______做功(选填“对内”或“对外”),内能______(选填“增加”或“减少”),温度______(选填“升高”或“降低”)。
考点5:温度、内能和热量的区别
物理量
温度
内能
热量
含义
表示物体的冷热程度
物体内部所有分子无规则运动的动能与势能的总和
指在热传递过程中,传递内能的多少
区别
它是一个状态量,只能说“物体的温度是多少”。两个不同状态间的物体可以比较温度的高低。温度是不能“传递”和“转移”的,其单位是“摄氏度”。
内能也是一个状态量,通常用“具有”等词来修饰,其单位是“焦耳”。对于同一物体而言,内能大小与温度有关,温度升高,内能增大,温度降低,内能减小;对于不同的物体而言,内能的大小除与温度有关之外,还与质量、体积、状态有关。
它反映了热传递过程中,内能转移的数量,是内能转移多少的量度,是一个过程量,要用“吸收”或“放出”来表述而不能用“具有”、“含有”或“所含”。
状态量
过程量
状态量:指的是能在任意时刻描述物体或者对象状态的量(如速度、加速度、动量、动能、重力势能)
过程量:与状态量相对,指的是需要一定过程的积累才有意义的量,不能是任意时刻来确定的量。(如路程、功、热量)
1.温度、内能和热量的理解
关于温度、内能和热量的描述
正误
物体温度升高,内能增大。
物体内能增大,温度一定升高。
物体吸收热量,内能一定增大。
对物体做功,物体内能一定增大。
物体内能增大,一定吸收了能量。
物体内能增大,一定是外界对它做了功。
热量总是自发地从高温物体传递到低温物体。
热量总是自发地从内能大的物体传递到内能小的物体。
温度总是自发地从高温物体传递到低温物体。
热量可以从内能大的物体传递到内能小的物体
物体内能的大小与机械能的大小无关,但内能与机械能可以相互转化
2.对于“热”的理解:
今天天气真热的“热”是指
摩擦生热的“热”是指
晶体熔化要吸热的“热”是指
【典例20】(25-26九年级上·陕西咸阳·期中)陕西的旗花面是一道广受欢迎的家常美食。在烹饪过程中,需要将事先准备好的面条煮熟后捞出备用,同时准备好各种配料如蔬菜、肉类等,最后将这些配料与煮好的面条一同放入锅中翻炒或炖煮片刻,加入适量的调味料即可出锅享用。下列有关说法正确的是( )
A.锅中水沸腾后,温度不变,内能也不变
B.刚出锅的旗花面很烫,是因为它含有很高的热量
C.煮面条时,是通过热传递的方式使面条的内能增大
D.将筷子伸入盛满旗花面的碗中后,旗花面将温度传递给筷子
【典例21】(25-26九年级上·山东烟台·期中)下列关于温度、热量和内能的说法,正确的是( )
A.发生热传递时,热量总是从内能大的物体传递给内能小的物体
B.在相同温度下,1kg的水比1kg的冰含有的热量多
C.物体吸收热量,内能增大,温度一定升高
D.一块0℃的冰熔化成0℃的水,内能增大
【典例22】(25-26九年级上·湖南岳阳·阶段检测)关于物体的温度、热量、内能的说法中,正确的是( )
A.物体温度升高,它的内能一定增加
B.物体温度升高,一定是吸收了热量
C.物体吸收热量,温度一定升高
D.温度高的物体内能一定大,温度低的物体内能一定小
【典例23】(多选)(25-26九年级上·天津滨海新区·阶段检测)下列说法中,错误的是( )
A.当物体温度降低放出热量时,比热容大的物体放出的热量一定多
B.气体膨胀对外做功,气体的内能一定增加
C.冰熔化成水的过程一定伴随着内能的变化
D.物体温度降低一定是放出了热量
【典例24】(25-26九年级上·陕西榆林·阶段检测)在物理学中,“热”有热量、内能、温度等含义。通常所说的“天气很热”中的“热”指的是__________;“做功可以生热”、“消耗热也可以做功”中的“热”指的是__________;沸水温度降低时,向外放热,这个“热”指的是__________。“放在取暖器旁的物体变热了”中的热是指通过热传递使物体的__________增加。
命题点1:比热容的理解及计算
【针对练习1】(2026·山东东营·中考真题)下列关于比热容的说法正确的是( )
A.比热容跟物体的质量、吸收(或放出)的热量有关
B.比热容大的物质,其吸热能力较弱
C.挖人工湖缓解城市热岛效应,利用了水的比热容大的性质
D.不同物质的比热容一定是不同的
【针对练习2】(25-26九年级上·四川成都·阶段检测)如图所示,是我国古代的取暖用具——黑漆描金手炉。在手炉中装满热水后,便可抱在怀中取暖,这是利用了“水的比热容大”这一特性,以下事例中与这一特性无关的是( )
A.沿海地区的昼夜温差比内陆地区小 B.冬天,暖气设备用热水供暖
C.汽车发动机用水作冷却液 D.夏天,洒水车给路面洒水降温
【针对练习3】(多选)(25-26九年级上·山西太原·期中)表中所示为一些常见物质的比热容,下列说法正确的是( )
常温常压下一些常见物质的比热容
水
4.2
冰
2.1
酒精
2.4
砂石
0.92
煤油
2.1
铝
0.88
水银
0.14
铜
0.39
A.质量相等的酒精和煤油吸收相同的热量后,煤油的温度更高
B.同种物质在不同状态下,其比热容可能发生变化
C.暖气中常用水作为工作物质,主要是因为水的比热容较大
D.铝块和铜块升高相同的温度,铝块吸收的热量较多
【针对练习4】(25-26九年级上·广东汕头·期中)在沿海地区,炎热、晴朗的天气里常常出现“海陆风”,其形成原因是海水的___________比砂石大。当出现如图所示风向时,通常发生在___________(选填“白天”或“夜晚”),且海水温度___________(选填“较高”或“较低”)
命题点2:探究不同物质的吸放热能力(比热容)实验
【针对练习5】(25-26九年级上·安徽阜阳·期中)小明同学为了“探究物体吸收的热量与物质种类的关系”,利用如图所示的实验装置进行实验,利用相同的电加热器给质量相同的水和食用油加热,并记录数据如表所示,请你根据表中的数据回答下列问题:
加热时间/min
0
1
2
3
4
5
6
7
水的温度/℃
20
22
24
26
28
30
32
34
食用油的温度/℃
20
24
28
32
36
40
44
48
(1)分析表中实验数据,加热5 min时,水吸收的热量___________食用油吸收的热量(选填“大于”“等于”“小于”)。
(2)根据表格中的数据,可得出食用油的比热容和水的比热容之比是___________。
【针对练习6】(25-26九年级上·吉林长春·阶段检测)小明想探究水和煤油这两种物质的吸热能力是否存在差异,进行了如下操作:
(1)在两个完全相同的烧杯中分别装入________、初温都相同的水和煤油;
(2)在相同条件下用相同的酒精灯分别给水和煤油加热,通过________来比较水和煤油吸收热量的多少;
(3)根据实验数据,同学们做出了水和煤油的温度随时间变化的图像如图乙所示,由图乙可知,煤油的比热容为________[水的比热容];
(4)烧杯中的水在第与第相比,水的比热容________(选填“变大”“变小”或“不变”)。
【针对练习7】(25-26九年级上·内蒙古鄂尔多斯·期中)小明在探究“比较不同物质吸热的情况”的实验中,实验装置如图甲、乙所示。
加热时间/min
0
1
2
3
4
5
6
甲的温度/℃
18
22
26
30
34
38
42
乙的温度/℃
18
30
42
54
66
78
90
(1)实验中取____________和初温都相同的甲、乙两种液体,用相同规格的电加热器加热,通过比较____________来表示液体吸收热量的多少。
(2)分析数据知:从开始加热到,甲、乙两液体吸收热量的关系____________(选填“>”、“<”或“=”)
(3)若小明想自制一个暖手袋,从甲和乙两种液体中选一种装入暖手袋中作为供热介质,选择____________为介质保暖时间会更长。(选填“甲”或“乙”)
(4)另一小组的同学选用质量相同的A和B液体进行上述实验,绘制了温度随时间变化的图像如图丙所示,若加热过程中不计热量损失,已知液体A为水,则液体B的比热容为____________。
命题点3:物质的结构与空间尺度
【针对练习8】(23-24八年级下·云南昆明·期末)下列关于微观粒子的空间尺度由小到大的排列顺序,正确的是( )
A.夸克、质子、原子核 B.分子、原子核、质子
C.原子、原子核、分子 D.原子核、质子、分子
【针对练习9】(2025·陕西西安·三模)《墨子》一书中提到的“端说”认为“非半弗斫,则不动,说在端”“端,是无间也”,意思是物质到了不能再分时,此时的物质就是“端”,并强调“端”是无法间断、不可分割的最小单位,是物质构成的基本单元。书中所说的“端”最可能指的是微观世界中的( )
A.中子 B.电子 C.质子 D.原子
【针对练习10】(2026·广东茂名·一模)如图为原子结构示意图,原子由原子核和________构成,其中带正电的粒子是________(选填“质子”“中子”或“电子”),酒精和水充分混合后总体积变小,说明分子间存在_______。
命题点4:分子动理论
【针对练习11】(25-26九年级上·青海西宁·期中)下列现象能直接证明分子在做无规则运动的是( )
A.扫地时尘土飞扬 B.炒菜时菜香扩散
C.风吹树叶晃动 D.雪花漫天飞舞
【针对练习12】国庆假期时,初三某学生在家打扫卫生和做饭后,她对观察到的现象解释如下,你认为其中科学合理的是( )
A.煮饭时米粒在水中翻滚是米粒分子在做无规则运动的结果
B.清洗海绵时,手捏海绵,海绵的体积变小,说明分子间存在间隙
C.擦穿衣镜时,发现“破镜难重圆”是因为分子间只有斥力
D.炒菜时,闻到菜的香味说明分子在不停地做热运动
【针对练习13】(23-24九年级上·广东佛山·阶段检测)如图所示下列现象不能用分子动理论解释的是( )
A.甲图:盛夏时节,四溢的花香引来了长喙天蛾
B.乙图:电子显微镜下某种物质的微观构造
C.丙图:王亚平在空间课堂中将装有界面清晰的水和油的瓶子(丙图A所示)摇晃多次后,水和油均匀地混在了一起(丙图B所示)
D.丁图:将两铅柱底面削平紧压在一起,下面吊一重物都不能把它们拉开
【针对练习14】(25-26九年级上·安徽蚌埠·阶段检测)如图,两个相同瓶子的瓶口相对,之间用一块玻璃板隔开,上面的瓶中装有空气,下面的瓶中装有密度比空气大的红棕色二氧化氮气体,抽掉玻璃板后,我们观察到红棕色气体逐渐进入上面的瓶子,下面的瓶子颜色逐渐变淡,最后颜色均匀地充满两个瓶子。
此实验在________(选填“低温”或“高温”)的环境中进行,上述现象更明显;上述现象________(选填“能”或“不能”)在固体中发生;在太空中,上述实验现象________(选填“会”或“不会”)消失。
【针对练习15】(25-26九年级上·江西吉安·阶段检测)在学习了“分子动理论”后,小宇进行了以下几个小实验:
(1)如图甲所示,在一个圆柱形量筒中依次倒入蓝色的硫酸铜溶液和无色的水,放置一段时间后,液体变为均匀的淡蓝色,这说明_______________________。先倒入密度较大的硫酸铜溶液是为了排除________对实验的影响。
(2)如图乙所示,先后将50mL水和50mL的酒精倒入玻璃管中,反复翻转几次后,可发现水和酒精的总体积________(选填“大于”、“小于”或“等于”)100mL,这说明分子间有________。为使实验现象更明显,应选用内径较________(选填“细”或“粗”)的玻璃管。
(3)如图丙所示,用细线拴住玻璃板的四个角,用弹簧测力计勾住细线,将玻璃板平放在水面上与水面刚好接触,向上拉弹簧测力计时,发现测力计的示数变大了,这说明:分子间有________。这个理由可以用来解释固体很难被________(选填“拉伸”或“压缩”)。
命题点5:内能的理解
【针对练习16】(25-26九年级上·广东河源·阶段检测)如图所示是我国古老的医疗技法——刮痧,当刮痧板在身体上刮动时,身体会感到热,下列情景在改变内能的方式上与之相同的是( )
A.冰镇西瓜 B.炭火烤肉 C.围炉煮茶 D.弯折铁丝
【针对练习17】(24-25九年级上·山东济南·开学考试)春节期间,学校开展了“寻根同源,记住年味”的活动,如图所示是同学们晒的“年味”照片,下列描述正确的是( )
A.图甲中,蒸粘豆包时,豆包的温度升高,内能增加
B.图乙中,刚出锅的饺子入嘴时很烫,是因为饺子含有的热量很多
C.图丙中,制作“糖画”时糖粘在玻璃板上,一会儿取下,这是凝固现象,需要吸收热量。
D.图丁中,煮好的豆浆一会儿变凉,热量一定从内能大的物体传递给内能小的物体
【针对练习18】(多选)(25-26九年级上·江西赣州·阶段检测)日常生活中,“热”字出现的频率很高,但所含的物理意义却不同。下列现象中,“热”字的含义为“温度”的是( )
A.热胀冷缩 B.摩擦生热 C.天气炎热 D.热岛效应
【针对练习19】(25-26九年级上·山东滨州·阶段检测)如图所示是一则公益广告,尊崇孝道是践行社会主义核心价值观的重要途径。图示热水洗脚过程中所发生的热传递,实质上是热量从( )
A.内能大的热水传给内能小的脚 B.温度高的热水传给温度低的脚
C.能量多的热水传给能量少的脚 D.质量大的热水传给质量小的脚
【针对练习20】(25-26九年级上·吉林长春·阶段检测)关于温度、热量和内能,下列说法正确的是( )
A.0℃的物体内能有可能为0
B.物体放出热量,温度一定降低
C.含有的热量越多的物体往往温度越高
D.热量有可能从内能小的物体传递给内能大的物体
【针对练习21】(多选)(25-26九年级上·天津宝坻·阶段检测)关于温度、热量和内能,下列说法不正确的是( )
A.物体吸收热量,内能增加,其温度一定升高
B.温度相同的物体,它们具有的内能不一定相等
C.物体内能增大,一定吸收了热量
D.温度越高的物体含有的热量越多
命题点6:关于比热容的计算
【针对练习22】(25-26九年级上·四川宜宾·期中)水的比热容是4.2×103J/(kg•℃),将质量为10kg的水从30℃加热到80℃,需要吸收的热量是__________J,如果将水倒去后,剩余水的比热容为__________J/(kg•℃)。
【针对练习23】(多选)(25-26九年级上·天津宝坻·阶段检测)用两个相同的电加热器给质量均为0.2kg的物质甲和水加热,在单位时间内它们吸收的热量相等。它们的温度随加热时间的变化关系如图所示,不计热量损失,已知:,则下列选项不正确的是( )
A.物质甲的比热容为
B.加热20min时间内,水所吸收的热量是甲的两倍
C.甲在前 10min 内吸收的热量是
D.升高60℃,水所吸收的热量是甲所吸收的热量两倍
【针对练习24】(25-26九年级上·安徽安庆·阶段检测)温度不同的两个物体相互接触后会发生热传递现象。若不计热量的损失,则当两个物体达到热平衡状态时,它们的温度是相同的,且高温物体放出的热量等于低温物体吸收的热量,即。若把质量为2kg、温度为的热水与质量为4kg、温度为的冷水混合(不计热损失),则热平衡时混合水的温度为多少摄氏度?
【针对练习25】小红在实验室利用电加热器加热,完成了冰的熔化实验,并描绘出冰的温度随加热时间变化的关系图线(如图所示)。实验时,冰的质量为0.5kg,相同时间内水和冰吸收的热量相同,水的比热容为。求:
(1)根据图线求CD段水吸收的热量。
(2)冰在熔化过程中吸收的热量。
(3)冰的比热容。
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第1讲 内能
考点1:热量及比热容
1.热传递
温度不同的物体相互接触,低温物体温度升高,高温物体温度降低的过程叫做热传递。
热传递发生的条件是:两个物体存在温度差。
2.热量
在热传递过程中,传递能量的多少叫做热量。其单位为焦耳,简称焦,符号为J。
热量是一个过程量,可以用“吸收”、“放出”、“转移”或“传递”等形容过程的形容词来表述,而不能用“具有”、“含有”或“所含”等来表述。
3.影响物质吸热的因素
(1)物质的质量和升高的温度
同种物质,质量越大、温度升得越高,它吸收的热量就越多。例如烧开一壶水比烧开半壶水需要的热量多;把一壶水烧开比把它烧成温水需要的热量多。
(2)物质的种类
不同的物质,在质量相等、升高的温度相同时,吸收的热量一般不同,即不同物质的吸热本领存在差异。
4.比热容的定义
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,它的单位是焦每千克摄氏度,符号是J/(kg·℃)。
5.比热容的物理意义
水的比热容c水=4.2×103J/(kg·℃)
物理意义为:1kg的水温度升高(或降低)1℃,吸收(或放出)的热量为4.2×103J。
6.比较比热容的方法
①质量相同,升高温度相同,比较吸收热量多少(加热时间):加热时间长的,比热容大。
②质量相同,吸收热量(加热时间)相同,比较升高温度:温度升高慢,比热容大。
①水常用来调节气温、取暖、作冷却剂散热,是因为水的比热容大。
②比热容是反映物质自身性质的物理量,它反映了物质吸热或放热能力的强弱。
③比热容的大小与物体的种类、状态有关,例如水和冰的比热容不同。与质量、体积、温度、密度、吸热放热、形状等无关。
④不同物质的比热容一般不同(也存在相同的,例如煤油和冰都是2.1×103J/(kg·℃))。
7.探究不同物质的吸热能力(比热容)实验
在实验过程中,应选取质量相同的不同液体,而不是体积相同的不同液体
物质吸热能力的强弱用比热容来表示(比热容大的吸热能力强)
相同量
液体的质量、初温,热源,实验器材
不同量
液体的种类
相同热源的目的
保证在相同时间内,不同液体吸收的热量相同。
实验方法
(1)通过加热相同的时间,比较升高的温度(温度变化快的吸热能力弱)
(2)通过升高相同的温度,比较加热时间(加热时间长的物体吸热能力强)
吸收的热量
液体吸收的热量用加热时间来表示。
实验结论
(1)质量、加热时间相同时,液体升高的温度越低,液体吸热能力越强(或比热容越大)
(2)质量、升高相同的温度时,加热时间越长,液体的吸热能力越强(或比热容越大)
比热容测量误差
比热容测量偏大的原因:(1)燃料无法完全燃烧;(2)存在热损失。
比热容的计算
加热相同时间,测出水和煤油升高的温度Δt:
由即,可得
【典例1】(25-26九年级上·云南昆明·期中)在生产和生活中,常见到“水的比热容大”这一特性的应用情景,以下事例中与这一特性无关的是( )
A.沿海地区的气温比内陆变化小 B.用热水袋取暖
C.发现人中暑时,常在额头上擦冷水降温 D.汽车发动机用水作冷却液
【答案】C
【详解】A.沿海地区多水,内陆多砂石,水的比热容比砂石大,相同吸放热下温度变化更小,因此沿海气温变化比内陆小,和水的比热容大有关,故A不符合题意;
B.热水袋里装水,利用水的比热容大,降低相同温度时能放出更多热量,取暖效果好,和该特性有关,故B不符合题意;
C.额头上擦冷水降温,利用的是水蒸发吸热的汽化致冷原理,和水的比热容大的特性无关,故C符合题意。
D.汽车发动机用水做冷却液,利用水的比热容大,升高相同温度时能吸收更多热量,冷却效果好,和该特性有关,故D不符合题意。
故选 C。
【典例2】(24-25九年级上·山西太原·阶段检测)小强在探究物质的放热能力与哪些因素有关时,分别用质量相等的水和另一种液体进行对比实验,并作出了温度—时间图像,如图所示,实验过程中,水和另一种液体在相同时间内放出的热量相等,分析图像可以得出( )
A.乙物质是水
B.这种液体的比热容为
C.甲的放热能力比乙强
D.乙比甲更适合作为汽车发动机的冷却液
【答案】C
【详解】A.质量相等、初温都为60℃的水和某种液体,相同时间放出相等热量,根据变形得,温度变化Δt越小,比热容越大。相同时间内,甲的温度变化小,因此甲的比热容更大,所以甲是水,故A错误。
B.相同放热条件下,有,时间内,有、,代入数据有
解得
故B错误。
C.比热容是物质吸热(放热)能力的标志,比热容越大,放热能力越强,甲的比热容大于乙,因此甲的放热能力比乙强,故C正确。
D.冷却液需要比热容大的物质,升高相同温度时能吸收更多热量,冷却效果更好,因此比热容更大的甲更适合作为汽车发动机冷却液,故D错误。
故选C。
【典例3】(25-26九年级上·四川成都·期中)如图所示,规格相同的甲、乙两容器中分别装有3kg和2kg的纯净水,并用不同加热器加热,不计热损失,得到如图丙所示的水温与加热时间的关系图,则下列说法正确的是( )
A.甲杯水中每分钟吸收的热量为
B.甲、乙两杯中的加热器每分钟放出的热量之比为3:2
C.加热相同的时间,甲、乙两杯水升高的温度之比3:2
D.将甲、乙中的水从20℃加热至沸腾(1标准大气压)所需要的时间之比为3:2
【答案】C
【详解】A.由图丙可知,甲加热2min,温度从20℃升高到40℃,甲每分钟吸收的热量,故A错误;
B.乙加热3min,温度从20℃升高到40℃,乙每分钟吸收的热量
不计热损失,加热器每分钟放出的热量之比,故B错误;
C.根据 ,可得 。加热相同时间,甲、乙吸收热量之比等于其每分钟放出的热量之比,即9:4,则甲、乙升高的温度之比,故C正确;
D.1标准大气压下水的沸点为100℃,将甲、乙中的水从20℃加热至沸腾,,所需时间之比,故D错误。
故选C。
【典例4】(25-26九年级上·山东德州·期中)如图甲,在探究“不同物质吸热能力”的实验中:
(1)在两个相同的烧杯中加入初温相同、____________相同的水和煤油()。选用相同电加热器的目的是:____________。
(2)水和煤油温度随时间变化的图像如图乙所示,
①根据图甲可判断出a物质是____________。(选填“水”或“煤油”)
②根据图乙可判断出____________吸热能力强。(选填“a”或“b”)
(3)在此实验中,如果要使水和煤油的最后温度相同,就要给____________(选填“水”或“煤油”)加热更长的时间,此时水吸收的热量____________(选填“大于”或“小于”或“等于”)煤油吸收的热量。
【答案】(1) 质量 使水和煤油在相同时间内吸收的热量相同
(2) 水 a
(3) 水 大于
【详解】(1)实验是探究不同物质的吸热能力时,使用控制变量法,保持水和煤油的质量相同;选用相同的电加热器目的是为了控制水和煤油在相同时间内吸收相同的热量。
(2)甲图中,两种液体质量相同,a液体体积较小,由可知,a液体密度较大,所以a为水。
根据图乙可知,在质量、升高相同的温度时,a物质的加热时间长,说明a物质吸收的热量比b物质吸收的热量多;所以物质a的吸热能力强.
(3)因为水的比热容大,所以要使初温和质量相同的水和煤油升高相同的温度,达到相同的最后温度,水需要吸收更多的热量,即需要给水加热更长的时间。
【典例5】(25-26九年级上·河北保定·阶段检测)在“比较不同物质吸热能力”的实验中,将a、b两种不同的液体分别放入如图甲所示的两个相同的烧杯内,用相同的酒精灯同时加热。
(1)在组装实验装置时,应先固定_________(选填“铁圈”或“铁杆”)的高度。在进行加热前,要求a、b两种不同的液体必须具有相同的_________。每隔相同时间读取一次温度并记录在表格内,为了完成该实验,除天平和温度计外,还需要一个测量工具是_________。
(2)实验中数据记录如下表,分析表格可知:
①两温度计示数都升高8℃时,a液体增加的内能_________(选填“>”“=”或“<”)b液体增加的内能;
②_________液体的吸热能力更强一些。
加热时间/min
0
1
2
3
4
a液体的温度/℃
30
34
38
42
46
b液体的温度/℃
10
18
26
34
42
(3)图乙中①是b液体加热时温度随时间变化的图像,如果将初温相同的b液体质量增加到原来的2倍,用相同的酒精灯加热,再绘制出一条温度随时间变化的图像,则为图乙中的_________(选填“①”“②”或“③”)。
(4)为了表示不同物质吸热能力的差异,物理学中引入了比热容这一物理量。根据表中数据可知a、b两种液体的比热容之比ca∶cb=_________。
【答案】(1) 铁圈 质量 秒表
(2) a
(3)③
(4)2:1
【详解】(1)组装实验装置需遵循自下而上的顺序,先根据酒精灯外焰高度固定铁圈,再调整上方铁杆和温度计的位置
根据控制变量法的要求,比较不同物质的吸热能力时,需保证两种液体吸收的热量可通过加热时间准确对比,因此加热前要求a、b两种不同液体必须具备相等的质量
实验中需要记录加热时长来反映液体吸收热量的多少,因此除天平和温度计外,还需要测量时间的工具秒表。
(2)相同酒精灯加热时,加热时间越长,液体吸收的热量越多,增加的内能等于吸收的热量。从表格数据可知a升温仅需2min,b升温需要1min,a吸收的热量更多,因此a增加的内能大于b增加的内能
相同质量的物质吸收相同热量时,升温越慢,吸热能力越强。加热相同时间时,a的温度变化量远小于b,因此a液体吸热能力更强。
(3)其他条件不变,仅将b液体质量加倍后,升高相同温度需要吸收的热量变为原来的2倍,用相同酒精灯加热时,升温速度会比原来的b液体更慢,对应图乙中的图像③。
(4)已知两种液体质量m相等,取相同加热时间,则,因此比热容之比
取加热1min时的数据,a的,b的,代入得。
考点2:热量的计算
热量的计算公式
吸热公式Q吸=cm(t-t0)
放热公式Q放=cm(t0-t)
公式中的物理量
Q吸表示物体吸收的热量; Q放表示物体放出的热量;
c表示物质的比热容; m表示物体的质量;
t0表示物体的初温; t表示物体的末温
统一公式
若用Δt表示温度的变化量,则上述两个公式可以表达为:Q =cmΔt
①单位要统一,都要用国际单位中的主单位。
②审题时要注意“温度升高到多少℃”和“温度升高了多少℃”的区别,“温度升高到”是指物体的末温,“温度升高了”是指物体温度的变化量。
③当发生热传递的两个物体达到热平衡时(题目如果交待“没有热量散失”),高温物体放出的热量等于低温物体吸收的热量,即Q吸=Q放。
【典例6】(25-26九年级上·河北保定·阶段检测)在标准大气压下,将体积为2L、温度为10℃的水加热至70℃[已知,]。求:
(1)水的质量。
(2)水吸收的热量。
(3)接着再继续加热,若水又吸收了的热量,水的末温。
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)水的体积
由可得水的质量
(2)水升高的温度
水吸收的热量
(3)理论上水升高的温度
末温
标准大气压下,水的沸点为100℃,水沸腾时吸热但温度保持不变,因此水的末温为100℃。
【典例7】(25-26九年级上·安徽芜湖·期中)实验测得一定质量的某物质温度随时间变化的图像如图所示,已知物质在固态下的比热容为,从开始加热到开始熔化温度升高了,吸收了的热量。假设这种物质从热源吸热的功率恒定不变,根据图像解答下列问题:
(1)该物质的质量;
(2)该物质在液态下的比热容;
(3)该物质在整个过程中吸收的热量(从升高到)。
【答案】(1)0.2kg
(2)
(3)
【详解】(1)物质从开始加热到开始熔化温度升高了,吸收了的热量,由得该物质的质量
(2)由图像可知,物质温度升高,固态升温时间,液态升温时间,由于物质从热源吸热的功率恒定不变,故吸收热量与加热时间成正比,由得液态升温吸收的热量
由得
(3)整个过程为从升高到,吸热功率恒定。由图像可知,总加热时间,因吸收热量与加热时间成正比,故总吸收热量为
【典例8】(25-26九年级上·福建龙岩·阶段检测)把一质量为50g的某金属球在1080℃的炉火中加热足够长的时间,然后迅速投入100g的初温为30℃的某种液体中,达热平衡后金属球的温度变为80℃。已知金属球的比热容为,不计热量的损失。
(1)求此过程中,金属球放出的热量;
(2)求该液体的比热容;
(3)若该液体再吸收的热量,求该液体的末温。(不计热量损失,当时的气压为1个标准大气压)
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1) 金属球质量
温度降温至,则温度变化
则此过程中放出热量
(2)由题可知,液体质量
液体的温度升高
不计热损失,液体吸收热量等于金属球放出热量即
所以该液体的比热容
(3)由(2)知,即该液体为水,液体初温为,继续吸热,则
所以,理论末温
因,1标准大气压下水沸点为,沸腾时温度不变,所以液体实际末温为。
考点3:分子动理论的基本内容
1.常见的物质是由大量的分子、原子构成的
物质的构成。分子很小,如果把分子看成一个球形,直径通常只有10-10m,只有用高倍电子显微镜才能看到,用肉眼无法观察。物质是由分子、原子等构成的,分子又是由原子构成的,原子又是由原子核和绕核高速旋转的核外电子构成的,原子核又是由质子和中子构成的,质子和中子又是由更小的夸克构成的。
①从宏观物体到微粒的大小排序:宇宙→银河系→太阳系→太阳→地球→物质→分子→原子→原子核→中子→质子→电子→夸克。
②如下是原子的结构示意图:
③即使很微小的物体,也不是分子,而是由大量分子组成的小颗粒。比如我们看见的花粉、扫地时扬起的灰尘、烟囱冒出的烟尘等都不是分子,而是由大量分子聚集而成的小颗粒。
2.一切物质的分子在不停地做无规则的运动
一切物质的分子都在不停地做无规则的运动,由于分子的运动跟温度有关,所以这种运动叫做分子的热运动。温度越高,分子热运动越剧烈。
(1)实验探究
气体扩散
液体扩散
固体扩散
实验
现象
抽去玻璃板后,无色的空气与红棕色的二氧化氮气体混
合在一起,最后颜色变得均匀
开始时,无色的清水与蓝色的硫酸铜溶液之间有明显的界
面,几天后,界面变得模糊,静置几周后,颜色变得均匀
五年后将叠放在一起的铅块和金块切开,发现它们互相渗入约1 mm深
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
铅和金彼此进入对方
结论
不同的气体、液体和固体在互相接触时,彼此都能进入对方,说明一切物质的分子都在不停地做无规则的运动
(2)扩散现象
定义:不同的物质在相互接触时,彼此进入对方的现象叫做扩散现象。
条件:①不同的物质;②相互接触。
①扩散现象说明:a.分子在不停地做无规则运动;b.分子间存在间隙
②影响扩散快慢的主要因素:a.物质的温度:温度越高,扩散越快;b.物质的种类:气体>液体>固体。
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。
④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。
3.分子之间存在着相互作用的引力和斥力
(1)探究:分子间作用力
现象
图示
现象解释
将两个铅块底面磨平,紧压在一起,下方挂重物也不能将它们分开
因为物体分子之间存在引力,分子间的引力使两个铅块结合在一起
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
分子间存在斥力,使活塞中的水难以被压缩
结论
分子间存在相互作用的引力和斥力
(2)分子间的作用力
当去拉伸物体时,物体很难被拉长,说明分子间有引力,当去压缩物体时,物体很难被压缩,说明分子间有斥力。分子间的引力和斥力是同时存在的。
引力和斥力的变化规律
(1)分子间的引力和斥力随分子间的距离增大而减小,随分子间的距离减小而增大。
(2)当分子间的距离增大时,引力和斥力都减小,斥力减小得快,分子间的作用力表现为引力。
(3)当分子间的距离减小时,引力和斥力都增大,斥力增加得快,分子间的作用力表现为斥力。
(4)当分子间距离超过分子直径的10倍时,引力和斥力就可以忽略不计了。
破镜不能重圆的原因:破裂处分子间的距离太大,分于间引力太小。
(3)物质三态的分子结构及宏观特征对比
物质状态
微观特征
宏观特征
图示
分子间距离
分子间作用力
固态
很小
很大
有一定的体积和形状,不具有流动性
液态
较大
较大
有一定体积,没有固体形状,有流动性
气态
很大
十分微弱,可以忽略
没有固体的形状和体积,具有流动性
【典例9】(25-26九年级上·河北保定·阶段检测)下列关于分子的说法正确的是( )
A.灰尘是很小的分子,所以分子用人眼可以看见
B.分子的体积很小,一般分子的直径只有万分之几米
C.水凝固成冰以后,分子运动将要停止
D.气体容易压缩,说明分子间存在间隙
【答案】D
【详解】A.灰尘是宏观颗粒物,不是分子,分子直径极小,人眼无法直接看见,故A错误;
B.一般分子直径约为,即百亿分之几米,远小于万分之几米,故B错误;
C.一切物体的分子都在永不停息地做无规则运动,水凝固成冰后分子仍在运动,不会停止,故C错误;
D.气体分子间间隙大,因此容易被压缩,说明分子间存在间隙,故D正确。
故选D。
【典例10】(25-26八年级下·山东济宁·期末)关于分子动理论,下列说法中正确的是( )
A.雾霾在高温天气容易消散,这是因为温度越高,分子无规则运动越剧烈
B.破镜难以重圆,这是因为两片破镜子之间的分子存在相互作用的斥力
C.大雾弥漫是一种扩散现象
D.常见的物质是由大量分子构成的
【答案】D
【详解】A.雾霾是宏观的固体颗粒,其运动属于机械运动,不是分子的无规则运动,故A错误;
B.破镜难以重圆,是因为两片破镜子之间的分子间距过大,分子间的作用力几乎为零,并非因为存在斥力,故B错误;
C.大雾是由大量小水滴组成的,大雾弥漫属于宏观物体的机械运动,不是分子的扩散现象,故C错误;
D.分子动理论的基本内容之一是常见的物质由大量分子构成,故D正确。
故选D。
【典例11】(多选)(25-26八年级下·江西南昌·期末)通过相关可观测的现象推测无法直接感知的事实,是物理研究的一种方法。下列根据这种方法所做出的推测,正确的是( )
A.“水滴石穿”推测出大块物体是由极小的物质微粒构成的
B.手捏海绵,海绵变小,推测出分子间有空隙
C.固体很难被压缩推测出分子间存在斥力
D.墨水在热水中比冷水中扩散快,推测出分子的运动情况与温度有关
【答案】CD
【详解】A.水滴石穿是水滴长期对石头的力学侵蚀,不能推测出大块物体由极小微粒构成,故A错误;
B.手捏海绵体积变小,是海绵宏观多孔结构被压缩,属于宏观形变,不能推测分子间有空隙,故B错误;
C.分子间存在相互作用的引力和斥力,固体很难被压缩,正是因为分子间存在斥力,故C正确;
D.扩散现象是分子无规则运动的宏观体现,墨水在热水中扩散更快,可推测出分子运动的剧烈程度与温度有关,故D正确。
故选CD。
【典例12】(25-26九年级上·广东河源·阶段检测)如图所示为某种物质在三种状态中的微观模型,___________表示液态分子模型;____________最容易被压缩(前两空均选填“甲”“乙”或“丙”);从甲到丙,分子间的作用力___________(选填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】 甲 乙 变大
【详解】固体分子排列紧密且较规则,丙表示固态;液体分子排列不规则且间距较小,甲表示液态;气体分子间距很大,乙表示气态。气体分子间隙最大,最容易被压缩,因此乙最容易被压缩。从甲到丙,物质由液态变为固态,分子间距离减小,分子间的作用力变大。
【典例13】取两块表面磨平、干净的铅柱,使它们紧密接触并压紧后,居然可以在它们下面吊起一盏台灯而不分开,说明分子之间存在________;如图将两个分别装有空气和红棕色二氧化氮气体()的玻璃瓶口对口对接,中间用玻璃板隔开,对于玻璃瓶的三种放置方法(如图所示),你认为________图放置最不合理;抽开隔板后,两瓶中气体都变成红棕色,此现象说明分子在________。
【答案】 引力 乙 不停地做无规则运动
【详解】压紧的铅柱可以吊起台灯不分开,是因为分子之间存在相互作用的引力,将两个铅柱结合在了一起。
乙图将密度更大的二氧化氮放在上方,抽开隔板后,二氧化氮本身就会因为密度大向下运动,无法单纯通过最终混合的现象证明是分子无规则运动导致的扩散,因此乙的放置最不合理。
抽开隔板后两种气体最终均匀混合、都变成红棕色,属于扩散现象,说明分子在不停地做无规则运动。
【典例14】常见的物质是由______组成的,分子由______构成。原子由原子核和______构成,原子核由______和______构成,而构成质子和中子的微粒又是由更小的、被称为______的粒子构成的。
【答案】 大量分子 原子 电子 质子 中子 夸克
【详解】[1][2][3]根据物理常识可知,常见的物质都是由大量分子组成的,分子由原子构成,原子由核外电子和原子核构成。
[4][5][6]20世纪初,科学家发现,原子的结构与太阳系十分相似,它的中心是原子核,在原子核周围,有一定数目的电子在绕核运动,后来研究又发现,原子核是由更小的粒子,即质子和中子组成的,而质子和中子也还有更小的精细结构,它们又是由夸克组成的。
【典例15】(25-26九年级上·辽宁营口·阶段检测)如图所示,是我们在学习分子动理论时做的一些实验
图a:浓硫酸铜溶液与清水开始界面十分清晰,几天之后,两种液体混合均匀了;
图b:玻璃板的下表面接触水面,发现拉力示数____________玻璃板的重力;
图c:水和酒精充分混合后的总体积____________混合前水和酒精的总体积;
图d:将红墨水滴入水中,可以看到它在水中扩散开来;图e:将两个底面干净、平整的铅块紧压在一起,两个铅块就会结合在一起,下面吊一个较重的物体也不会将它们拉开。
请回答:
(1)完成以上填空____________。____________。
(2)图a和图____________两个实验产生实验现象的原因相同。
(3)图b和图____________两个实验产生实验现象的原因相同,实验表明:____________。
【答案】(1) 大于 小于
(2)d
(3) e 分子之间存在引力
【详解】(1)玻璃板接触水面,玻璃分子和水分子之间有分子引力,水会向下拉住玻璃板,此时弹簧测力计的拉力大小等于玻璃板的重力与水分子对玻璃板向下的分子引力之和,因此弹簧测力计的示数大于玻璃板的重力;
图c中,水和酒精充分混合后,分子会进入彼此的间隙中,因此总体积小于混合前两种液体的总体积。
(2)图a的液体扩散现象、图d的红墨水在水中扩散现象,本质都是分子永不停息地做无规则运动,产生现象的原因相同。
(3)图b拉力大于玻璃板重力、图e紧压的铅块结合后能吊住重物,两个现象的成因相同,都表明分子之间存在相互作用的引力。
考点4:内能
1.内能
在物理学中,把物体内所有的分子动能与分子势能的总和叫做物体的内能。内能的单位是焦(J)。
①一切物体在任何情况下都具有内能。
②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,单纯考虑单个分子或有限个数分子的动能和势能是没有现实意义的。
③内能大小不可计算,但可以比较大小。
2.影响内能大小的因素
温度
温度越高,分子无规则运动越剧烈,分子动能越大,物体的内能也越多。这说明,同一物体的内能是随温度的变化而变化的
质量
质量的大小决定物体内部分子的数目,质量越大,分子数越多,分子势能和分子动能越大,物体内能越大
体积
体积决定了物体内部分子间的距离以及分子间作用力的强弱,即分子势能的大小
状态
同一物体,物态不发生改变时,温度越高,对应着物体内分子无规则运动越剧烈,分子的平均动能越大,整个物体的内能就越大。晶体在熔化或凝固时,水在沸腾时,温度保持不变,分子的平均动能保持不变,但物态在变,物体在不同的状态对应的分子间的距离不同,分子势能不同,而物体的内能包括所有分子热运动的动能和分子势能,因此发生物态变化时,内能改变。
3.改变物体内能的方法
①做功;②热传递,这两种方式对于改变物体的内能是等效的。
发生热传递时,热量从高温物体传向低温物体,高温物体放出热量,低温物体吸收热量,直到温度相同时,热传递才停止。
【典例16】(25-26九年级上·山东德州·期中)下列事例中,利用做功的方式使物体内能增加的是( )
A.捂热水袋的手变暖
B.炽热的金属片插入水中后,水温升高
C.放进热汤中的金属汤勺变得烫手
D.用锯子锯木头,锯条的温度升高
【答案】D
【详解】ABC.手变暖、水温升高、金属汤勺变得烫手三个事例均为内能从高温物体转移到低温物体,属于热传递改变内能,故A、B、C不符合题意;
D.锯木头时克服摩擦力做功,机械能转化为锯条的内能,是通过做功方式使物体内能增加,故D符合题意。
故选D 。
【典例17】(25-26九年级上·江西赣州·阶段检测)如图所示为学校教学楼楼道里放置的二氧化碳灭火器,打开阀门后,下列说法正确的是( )
A.“出气”时,二氧化碳气体的内能增大
B.喷口处冒“白气”,这是灭火器内喷出的二氧化碳气体
C.瓶壁有水滴,是水蒸气液化形成的
D.应用双手抱住灭火器的钢瓶,而不应该握着上面的木支架
【答案】C
【详解】A.打开阀门“出气”时,瓶内二氧化碳气体对外做功,内能减小,故A错误;
B.喷口处冒“白气”,是空气中的水蒸气遇冷液化形成的小水滴,二氧化碳气体是无色的,故B错误;
C.瓶内二氧化碳汽化吸热,使瓶壁温度降低,空气中的水蒸气遇冷在瓶壁液化形成水滴,故C正确;
D.钢瓶温度急剧降低,双手抱住会冻伤,应握着上面的木支架,故D错误。
故选C。
【典例18】(多选)(25-26九年级上·江西南昌·期中)小明在国庆节期间为家人做了一桌美食,如图所示,下列对美食制作过程的说法正确的是( )
A.刚从冰箱里取出的冰冻食材内能不为零
B.热气腾腾的饭菜含有的热量多
C.砂锅煲汤是通过热传递的方式改变内能的
D.温度相同的餐盘与菜肴具有的内能也一定相同
【答案】AC
【详解】A.一切物体在任何情况下都具有内能,故刚从冰箱里取出的冰冻食材内能不为零,故A正确;
B.热量是过程量,不能说物体“含有”热量,故B错误;
C. 砂锅煲汤,汤吸收热量,内能增加,是通过热传递的方式改变内能,故C正确;
D.内能的多少与物质的种类、状态、温度、质量等有关,因此温度相同的餐盘与菜肴具有的内能不一定相同,故D错误。
故选AC。
【典例19】(25-26九年级上·广东江门·阶段检测)如图所示的实验装置中,瓶内水上方存在着无色透明、无法看到的水蒸气:当推动活塞向内打气时,我们发现当瓶内气体达到一定量时,瓶塞跳起,可以看到瓶内出现了白雾,说明水蒸气液化成了可以看到的小水滴。在这个过程中,气体膨胀______做功(选填“对内”或“对外”),内能______(选填“增加”或“减少”),温度______(选填“升高”或“降低”)。
【答案】 对外 减少 降低
【详解】当瓶塞跳起时,瓶内气体膨胀,推动瓶塞运动,所以气体是对外做功。根据做功与内能的关系,当物体对外做功时,内能会减少。又因为内能减少,所以温度降低,此时瓶内的水蒸气遇冷就会液化成小水滴,形成白雾。
考点5:温度、内能和热量的区别
物理量
温度
内能
热量
含义
表示物体的冷热程度
物体内部所有分子无规则运动的动能与势能的总和
指在热传递过程中,传递内能的多少
区别
它是一个状态量,只能说“物体的温度是多少”。两个不同状态间的物体可以比较温度的高低。温度是不能“传递”和“转移”的,其单位是“摄氏度”。
内能也是一个状态量,通常用“具有”等词来修饰,其单位是“焦耳”。对于同一物体而言,内能大小与温度有关,温度升高,内能增大,温度降低,内能减小;对于不同的物体而言,内能的大小除与温度有关之外,还与质量、体积、状态有关。
它反映了热传递过程中,内能转移的数量,是内能转移多少的量度,是一个过程量,要用“吸收”或“放出”来表述而不能用“具有”、“含有”或“所含”。
状态量
过程量
状态量:指的是能在任意时刻描述物体或者对象状态的量(如速度、加速度、动量、动能、重力势能)
过程量:与状态量相对,指的是需要一定过程的积累才有意义的量,不能是任意时刻来确定的量。(如路程、功、热量)
1.温度、内能和热量的理解
关于温度、内能和热量的描述
正误
物体温度升高,内能增大。
√
物体内能增大,温度一定升高。
错误。原因:晶体熔化
物体吸收热量,内能一定增大。
错误。原因:气体吸收热量比对外做功少时,内能减小。
对物体做功,物体内能一定增大。
错误。原因:对气体做功比气体吸收热量少时,内能减小。
物体内能增大,一定吸收了能量。
错误。原因:也可能是外界对物体做功
物体内能增大,一定是外界对它做了功。
错误。原因:也可能是物体吸收了热量
热量总是自发地从高温物体传递到低温物体。
√
热量总是自发地从内能大的物体传递到内能小的物体。
错误。原因:内能大的物体温度不一定高。
温度总是自发地从高温物体传递到低温物体。
错误。原因:温度是状态量,不能这样来形容。
热量可以从内能大的物体传递到内能小的物体
√
物体内能的大小与机械能的大小无关,但内能与机械能可以相互转化
√
2.对于“热”的理解:
今天天气真热的“热”是指
温度
摩擦生热的“热”是指
内能
晶体熔化要吸热的“热”是指
热量
【典例20】(25-26九年级上·陕西咸阳·期中)陕西的旗花面是一道广受欢迎的家常美食。在烹饪过程中,需要将事先准备好的面条煮熟后捞出备用,同时准备好各种配料如蔬菜、肉类等,最后将这些配料与煮好的面条一同放入锅中翻炒或炖煮片刻,加入适量的调味料即可出锅享用。下列有关说法正确的是( )
A.锅中水沸腾后,温度不变,内能也不变
B.刚出锅的旗花面很烫,是因为它含有很高的热量
C.煮面条时,是通过热传递的方式使面条的内能增大
D.将筷子伸入盛满旗花面的碗中后,旗花面将温度传递给筷子
【答案】C
【详解】A.水沸腾时持续吸热,其内能增大,故A错误;
B.由热量的定义可知,热量是过程量,不能说物体含有热量,故B错误;
C.煮面条时,面条从热水中吸收热量,这是通过热传递使面条内能增大,故C正确;
D.由热传递的实质可知,热传递传递的是能量(热量)而非温度,故D错误。
故选C。
【典例21】(25-26九年级上·山东烟台·期中)下列关于温度、热量和内能的说法,正确的是( )
A.发生热传递时,热量总是从内能大的物体传递给内能小的物体
B.在相同温度下,1kg的水比1kg的冰含有的热量多
C.物体吸收热量,内能增大,温度一定升高
D.一块0℃的冰熔化成0℃的水,内能增大
【答案】D
【详解】A.热传递的条件是物体间存在温度差,热量总是从温度高的物体传递给温度低的物体,与内能大小无关,故A错误;
B.热量是过程量,仅在热传递过程中体现,不能表述为物体“含有”热量,故B错误;
C.晶体熔化、液体沸腾时,吸收热量、内能增大,但温度保持不变,因此物体吸热温度不一定升高,故C错误;
D.0℃的冰熔化成0℃的水需要吸收热量,内能增大,故D正确。
故选D。
【典例22】(25-26九年级上·湖南岳阳·阶段检测)关于物体的温度、热量、内能的说法中,正确的是( )
A.物体温度升高,它的内能一定增加
B.物体温度升高,一定是吸收了热量
C.物体吸收热量,温度一定升高
D.温度高的物体内能一定大,温度低的物体内能一定小
【答案】A
【详解】A.同一物体温度越高,分子无规则运动越剧烈,内能越大,因此温度升高内能一定增加,故A正确;
B.改变内能的方式有做功和热传递两种,物体温度升高可能是外界对物体做功,不一定是吸收热量,故B错误;
C.晶体熔化、液体沸腾过程中吸收热量,但温度保持不变,因此物体吸收热量温度不一定升高,故C错误;
D.内能大小与物体的质量、温度、状态均有关,温度高的物体若质量很小,内能也可能小于温度低但质量大的物体,故D错误。
故选A。
【典例23】(多选)(25-26九年级上·天津滨海新区·阶段检测)下列说法中,错误的是( )
A.当物体温度降低放出热量时,比热容大的物体放出的热量一定多
B.气体膨胀对外做功,气体的内能一定增加
C.冰熔化成水的过程一定伴随着内能的变化
D.物体温度降低一定是放出了热量
【答案】ABD
【详解】A.由可知,物体放出热量的多少与比热容、质量、降低的温度三个因素有关,仅比热容大无法确定放出热量更多,故A错误;
B.物体对外做功时,内能转化为其他形式的能,气体膨胀对外做功,若不存在热传递,内能一定减少,故B错误;
C.冰是晶体,熔化过程吸热,温度不变但内能增大,一定伴随内能变化,故C正确;
D.改变内能的方式有做功和热传递两种,物体温度降低可能是对外做功导致,不一定是放出了热量,故D错误。
本题选择描述错误选项,故选ABD。
【典例24】(25-26九年级上·陕西榆林·阶段检测)在物理学中,“热”有热量、内能、温度等含义。通常所说的“天气很热”中的“热”指的是__________;“做功可以生热”、“消耗热也可以做功”中的“热”指的是__________;沸水温度降低时,向外放热,这个“热”指的是__________。“放在取暖器旁的物体变热了”中的热是指通过热传递使物体的__________增加。
【答案】 温度 内能 热量 内能
【详解】[1]物体的冷热程度叫做温度,天气很热,是气温高,则此处的热是指温度或温度高。
[2]做功可以生热,是指对物体做功,物体的温度升高,内能增大;消耗热也可以做功,是物体对外做功,温度降低,内能减小;所以这两处的热均指内能。
[3]沸水温度降低时,向外放热,沸水的内能减小,其中转移内能的多少叫做热量,即这里的“热”指的是热量。
[4]放在取暖器旁的物体变热了,其中的热是指通过热传递使物体的内能增加了。
命题点1:比热容的理解及计算
【针对练习1】(2026·山东东营·中考真题)下列关于比热容的说法正确的是( )
A.比热容跟物体的质量、吸收(或放出)的热量有关
B.比热容大的物质,其吸热能力较弱
C.挖人工湖缓解城市热岛效应,利用了水的比热容大的性质
D.不同物质的比热容一定是不同的
【答案】C
【详解】A.比热容是物质的固有特性,仅与物质种类、状态有关,与质量、吸放热多少无关,故A错误;
B.比热容是衡量物质吸热能力的物理量,比热容越大吸热能力越强,故B错误;
C.由可知,相同质量的水和其他物质比较,升高相同温度时水吸收的热量更多,因此挖人工湖缓解热岛效应利用了水的比热容大的性质,故C正确;
D.不同物质的比热容可能相同,如煤油和冰比热容相同,故D错误。
故选C。
【针对练习2】(25-26九年级上·四川成都·阶段检测)如图所示,是我国古代的取暖用具——黑漆描金手炉。在手炉中装满热水后,便可抱在怀中取暖,这是利用了“水的比热容大”这一特性,以下事例中与这一特性无关的是( )
A.沿海地区的昼夜温差比内陆地区小 B.冬天,暖气设备用热水供暖
C.汽车发动机用水作冷却液 D.夏天,洒水车给路面洒水降温
【答案】D
【详解】水的比热容大的特性是指,相同质量的水和其他物质相比,吸收或放出相同热量时,水的温度变化更小;升高/降低相同温度时,水可以吸收/放出更多热量。
A.沿海地区水多,内陆砂石多,水的比热容大,白天吸收相同热量升温慢、夜晚放出相同热量降温慢,所以昼夜温差更小,和水的比热容大有关,故A不符合题意;
B.热水供暖是利用相同质量的水降低相同温度时,能放出更多的热量,利用了水的比热容大的特性,故B不符合题意;
C.用水做发动机冷却液是利用相同质量的水升高相同温度时,能吸收更多的热量,冷却效果好,利用了水的比热容大的特性,故C不符合题意;
D.夏天洒水车洒水降温,是利用水蒸发汽化时吸收路面的热量来降温,和水的比热容大的特性无关,故D符合题意。
故选D。
【针对练习3】(多选)(25-26九年级上·山西太原·期中)表中所示为一些常见物质的比热容,下列说法正确的是( )
常温常压下一些常见物质的比热容
水
4.2
冰
2.1
酒精
2.4
砂石
0.92
煤油
2.1
铝
0.88
水银
0.14
铜
0.39
A.质量相等的酒精和煤油吸收相同的热量后,煤油的温度更高
B.同种物质在不同状态下,其比热容可能发生变化
C.暖气中常用水作为工作物质,主要是因为水的比热容较大
D.铝块和铜块升高相同的温度,铝块吸收的热量较多
【答案】BC
【详解】A.由,煤油比热容小于酒精,、相同时煤油升高的温度更多,但未给出初温关系,无法判断末温高低,故A错误;
B.水和冰为同种物质的不同状态,二者比热容不同,说明同种物质在不同状态下比热容可能发生变化,故B正确;
C.由,与降低的相同时,水的比热容大,放出的热量更多,因此适合作为暖气的工作物质,故C正确;
D.由,仅已知升高的、的大小关系,未给出质量关系,无法比较二者吸收热量的多少,故D错误。
故选BC。
【针对练习4】(25-26九年级上·广东汕头·期中)在沿海地区,炎热、晴朗的天气里常常出现“海陆风”,其形成原因是海水的___________比砂石大。当出现如图所示风向时,通常发生在___________(选填“白天”或“夜晚”),且海水温度___________(选填“较高”或“较低”)
【答案】 比热容 夜晚 较高
【详解】海陆风的形成原因是海水的比热容比砂石大。由图中低空气流从陆地吹向海洋可知,此时为陆风。因水的比热容较大,夜晚陆地降温比海水快,陆地气温低、空气下沉,海水温度较高、空气上升,近地面风从陆地吹向海洋,故该现象发生在夜晚,海水温度较高。
命题点2:探究不同物质的吸放热能力(比热容)实验
【针对练习5】(25-26九年级上·安徽阜阳·期中)小明同学为了“探究物体吸收的热量与物质种类的关系”,利用如图所示的实验装置进行实验,利用相同的电加热器给质量相同的水和食用油加热,并记录数据如表所示,请你根据表中的数据回答下列问题:
加热时间/min
0
1
2
3
4
5
6
7
水的温度/℃
20
22
24
26
28
30
32
34
食用油的温度/℃
20
24
28
32
36
40
44
48
(1)分析表中实验数据,加热5 min时,水吸收的热量___________食用油吸收的热量(选填“大于”“等于”“小于”)。
(2)根据表格中的数据,可得出食用油的比热容和水的比热容之比是___________。
【答案】(1)等于
(2)1∶2
【详解】(1)实验中用相同的电加热器给质量相同的水和食用油加热,根据转换法,加热时间相同,则水和食用油吸收的热量相同。所以加热5min时,水吸收的热量等于食用油吸收的热量。
(2)根据吸热公式,当质量和吸收热量相同时,比热容与升高的温度成反比。选取加热1min的数据,水升高的温度
食用油升高的温度
所以食用油的比热容和水的比热容之比
【针对练习6】(25-26九年级上·吉林长春·阶段检测)小明想探究水和煤油这两种物质的吸热能力是否存在差异,进行了如下操作:
(1)在两个完全相同的烧杯中分别装入________、初温都相同的水和煤油;
(2)在相同条件下用相同的酒精灯分别给水和煤油加热,通过________来比较水和煤油吸收热量的多少;
(3)根据实验数据,同学们做出了水和煤油的温度随时间变化的图像如图乙所示,由图乙可知,煤油的比热容为________[水的比热容];
(4)烧杯中的水在第与第相比,水的比热容________(选填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】(1)质量
(2)加热时间的长短
(3)
(4)不变
【详解】(1)探究不同物质的吸热能力时,需使用控制变量法,除了物质种类不同,要保证两种液体的质量、初温都完全相同,才能通过温度变化反映吸热能力的差异。
(2)相同的酒精灯在相同时间内放出的热量相等,因此水和煤油吸收热量的多少可以通过加热时间的长短来间接体现,这是常用的转换法。
(3)质量和吸热相同时,水的吸热能力更强,升温更慢,因此图线a代表水、图线b代表煤油。从图像可知:都从10℃升温到30℃时,水的加热时间是煤油的2倍,说明水吸收的热量是煤油的2倍。由可知,
由于质量m和升高的温度相同,化简可得
(4)比热容是物质的固有特性,只和物质的种类、状态有关,和温度、吸收热量的多少无关,因此水的温度升高时,比热容保持不变。
【针对练习7】(25-26九年级上·内蒙古鄂尔多斯·期中)小明在探究“比较不同物质吸热的情况”的实验中,实验装置如图甲、乙所示。
加热时间/min
0
1
2
3
4
5
6
甲的温度/℃
18
22
26
30
34
38
42
乙的温度/℃
18
30
42
54
66
78
90
(1)实验中取____________和初温都相同的甲、乙两种液体,用相同规格的电加热器加热,通过比较____________来表示液体吸收热量的多少。
(2)分析数据知:从开始加热到,甲、乙两液体吸收热量的关系____________(选填“>”、“<”或“=”)
(3)若小明想自制一个暖手袋,从甲和乙两种液体中选一种装入暖手袋中作为供热介质,选择____________为介质保暖时间会更长。(选填“甲”或“乙”)
(4)另一小组的同学选用质量相同的A和B液体进行上述实验,绘制了温度随时间变化的图像如图丙所示,若加热过程中不计热量损失,已知液体A为水,则液体B的比热容为____________。
【答案】(1) 质量 加热时间
(2)>
(3)甲
(4)
【详解】(1)比较物质吸热能力的实验需控制变量,要保证不同物质的质量和初温相同。使用相同规格的电加热器时,相同时间内放出的热量相同,因此可以通过比较加热时间来表示液体吸收热量的多少。
(2)分析表格数据可知:从开始加热到42℃,甲的加热时间为6分钟,乙的加热时间为2分钟。根据转换法,加热时间越长,吸收的热量越多,因此。
(3)甲升温慢,说明甲的比热容大。在质量和降低的温度相同时,比热容大的物质放出的热量更多,因此选择甲作为暖手袋的供热介质,保暖时间会更长。
(4)根据可知,在质量和吸热相同的情况下,比热容与升高的温度之积为一定值,升高的温度与比热容成反比,由图丙,加热相同时间,B升高的温度为A升高的温度的2倍,则液体B的比热容为液体A的比热容的一半,则液体B的比热容为
命题点3:物质的结构与空间尺度
【针对练习8】(23-24八年级下·云南昆明·期末)下列关于微观粒子的空间尺度由小到大的排列顺序,正确的是( )
A.夸克、质子、原子核 B.分子、原子核、质子
C.原子、原子核、分子 D.原子核、质子、分子
【答案】A
【详解】原子是由位于中心的原子核和核外电子组成的;原子核由质子和中子构成的;质子和中子又是由更小的微粒--夸克组成。按照从小到大的顺序排列为:夸克、质子、原子核、原子。故A正确,BCD错误。
故选A。
【针对练习9】(2025·陕西西安·三模)《墨子》一书中提到的“端说”认为“非半弗斫,则不动,说在端”“端,是无间也”,意思是物质到了不能再分时,此时的物质就是“端”,并强调“端”是无法间断、不可分割的最小单位,是物质构成的基本单元。书中所说的“端”最可能指的是微观世界中的( )
A.中子 B.电子 C.质子 D.原子
【答案】D
【详解】《墨子》中提到的“端”是无法间断、不可分割的最小单位,是物质构成的基本单元。在微观世界中,原子是化学变化中的最小粒子,是构成物质的基本单元之一,符合“端”的概念。而中子、质子是构成原子核的粒子,电子是围绕原子核运动的粒子,它们都不是物质构成的基本单元,且都可以再分。因此,“端”最可能指的是原子,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
【针对练习10】(2026·广东茂名·一模)如图为原子结构示意图,原子由原子核和________构成,其中带正电的粒子是________(选填“质子”“中子”或“电子”),酒精和水充分混合后总体积变小,说明分子间存在_______。
【答案】 核外电子 质子 间隙
【详解】原子是由位于中心的原子核和核外绕核转动的电子构成的;原子核由带正电的质子和不带电的中子构成,所以带正电的粒子是质子;酒精和水充分混合后总体积变小,是因为分子之间有间隙,不同物质的分子相互进入对方的间隙中。
命题点4:分子动理论
【针对练习11】(25-26九年级上·青海西宁·期中)下列现象能直接证明分子在做无规则运动的是( )
A.扫地时尘土飞扬 B.炒菜时菜香扩散
C.风吹树叶晃动 D.雪花漫天飞舞
【答案】B
【详解】ACD.尘土、树叶、雪花均为肉眼可见的宏观物体,其运动属于机械运动,不是分子的无规则运动,故ACD不符合题意;
B. 菜香扩散是香味分子做无规则运动发生的扩散现象,说明分子在做无规则运动,故B符合题意。
故选B。
【针对练习12】国庆假期时,初三某学生在家打扫卫生和做饭后,她对观察到的现象解释如下,你认为其中科学合理的是( )
A.煮饭时米粒在水中翻滚是米粒分子在做无规则运动的结果
B.清洗海绵时,手捏海绵,海绵的体积变小,说明分子间存在间隙
C.擦穿衣镜时,发现“破镜难重圆”是因为分子间只有斥力
D.炒菜时,闻到菜的香味说明分子在不停地做热运动
【答案】D
【详解】A.煮饭时米粒在水中翻滚属于宏观物体位置的改变,是机械运动,故A不符合题意;
B.海绵中空隙不是分子的间隙,用手捏海绵,海绵的体积缩小了,说明海绵内部为疏松多孔结构,故B不符合题意;
C.破镜难重圆,是因为分子间距离太大,分子间几乎没有作用力,故C不符合题意;
D.炒菜时,闻到菜的香味是扩散现象,说明分子在不停地做热运动,故D符合题意。
故选D。
【针对练习13】(23-24九年级上·广东佛山·阶段检测)如图所示下列现象不能用分子动理论解释的是( )
A.甲图:盛夏时节,四溢的花香引来了长喙天蛾
B.乙图:电子显微镜下某种物质的微观构造
C.丙图:王亚平在空间课堂中将装有界面清晰的水和油的瓶子(丙图A所示)摇晃多次后,水和油均匀地混在了一起(丙图B所示)
D.丁图:将两铅柱底面削平紧压在一起,下面吊一重物都不能把它们拉开
【答案】C
【详解】ABD.花香四溢是扩散现象,说明分子在不停地做无规则运动;电子显微镜下观察到物质的微观构造,说明物质是由微观粒子组成的;两铅柱紧压在一起吊重物不能拉开,说明分子间存在引力。三者均能用分子动理论解释,故ABD不符合题意;
C.水和油摇晃后混合在一起,是宏观物体的机械运动,不是分子运动,不能用分子动理论解释,故C符合题意。
故选C。
【针对练习14】(25-26九年级上·安徽蚌埠·阶段检测)如图,两个相同瓶子的瓶口相对,之间用一块玻璃板隔开,上面的瓶中装有空气,下面的瓶中装有密度比空气大的红棕色二氧化氮气体,抽掉玻璃板后,我们观察到红棕色气体逐渐进入上面的瓶子,下面的瓶子颜色逐渐变淡,最后颜色均匀地充满两个瓶子。
此实验在________(选填“低温”或“高温”)的环境中进行,上述现象更明显;上述现象________(选填“能”或“不能”)在固体中发生;在太空中,上述实验现象________(选填“会”或“不会”)消失。
【答案】 高温 能 不会
【详解】温度越高,分子的无规则运动越剧烈,扩散越快,因此在高温环境中红棕色二氧化氮扩散得更快,现象更明显。
扩散现象可以发生在气体、液体和固体中,所以固体中也能发生扩散。
扩散是分子不停地做无规则运动的结果,在太空的失重环境中分子仍会不停地做无规则运动,因此上述扩散现象不会消失。
【针对练习15】(25-26九年级上·江西吉安·阶段检测)在学习了“分子动理论”后,小宇进行了以下几个小实验:
(1)如图甲所示,在一个圆柱形量筒中依次倒入蓝色的硫酸铜溶液和无色的水,放置一段时间后,液体变为均匀的淡蓝色,这说明_______________________。先倒入密度较大的硫酸铜溶液是为了排除________对实验的影响。
(2)如图乙所示,先后将50mL水和50mL的酒精倒入玻璃管中,反复翻转几次后,可发现水和酒精的总体积________(选填“大于”、“小于”或“等于”)100mL,这说明分子间有________。为使实验现象更明显,应选用内径较________(选填“细”或“粗”)的玻璃管。
(3)如图丙所示,用细线拴住玻璃板的四个角,用弹簧测力计勾住细线,将玻璃板平放在水面上与水面刚好接触,向上拉弹簧测力计时,发现测力计的示数变大了,这说明:分子间有________。这个理由可以用来解释固体很难被________(选填“拉伸”或“压缩”)。
【答案】(1) 分子在不停地做无规则运动 重力
(2) 小于 间隙 细
(3) 引力 拉伸
【详解】(1)水和硫酸铜溶液最终混合均匀,是扩散现象,直接说明分子在不停地做无规则运动;先把密度更大的硫酸铜溶液放在下方,是避免硫酸铜因密度大、受重力作用自然下沉,让实验现象仅由分子无规则运动产生,排除重力对实验的干扰。
(2)50mL水和50mL酒精混合后总体积小于100mL,是因为水分子和酒精分子互相进入对方的分子间隙中,证明分子间存在间隙;选用内径更细的玻璃管时,相同的体积减小量会对应更明显的液面高度变化,实验现象更易观察。
(3)向上拉与水面接触的玻璃板时示数变大,是因为玻璃分子和水分子距离较近,分子间存在相互吸引的引力,这个引力作用也正是固体很难被拉伸的原因。
命题点5:内能的理解
【针对练习16】(25-26九年级上·广东河源·阶段检测)如图所示是我国古老的医疗技法——刮痧,当刮痧板在身体上刮动时,身体会感到热,下列情景在改变内能的方式上与之相同的是( )
A.冰镇西瓜 B.炭火烤肉 C.围炉煮茶 D.弯折铁丝
【答案】D
【详解】刮痧板在身体上刮动,克服摩擦做功,机械能转化为内能,属于做功改变内能。
A.冰镇西瓜,热量从西瓜传递给冰块,属于热传递改变内能,故A不符合题意;
B.炭火烤肉,热量从炭火传递给肉,属于热传递改变内能,故B不符合题意;
C.围炉煮茶,热量从炉火传递给茶,属于热传递改变内能,故C不符合题意;
D.弯折铁丝,对铁丝做功,机械能转化为内能,属于做功改变内能,故D符合题意。
故选D。
【针对练习17】(24-25九年级上·山东济南·开学考试)春节期间,学校开展了“寻根同源,记住年味”的活动,如图所示是同学们晒的“年味”照片,下列描述正确的是( )
A.图甲中,蒸粘豆包时,豆包的温度升高,内能增加
B.图乙中,刚出锅的饺子入嘴时很烫,是因为饺子含有的热量很多
C.图丙中,制作“糖画”时糖粘在玻璃板上,一会儿取下,这是凝固现象,需要吸收热量。
D.图丁中,煮好的豆浆一会儿变凉,热量一定从内能大的物体传递给内能小的物体
【答案】A
【详解】A.豆包吸热温度升高,内能增加,故A正确;
B.热量是过程量,不能说含有热量,故B错误;
C.液态糖变为固态是凝固现象,凝固放热,故C错误;
D.热量从温度高的物体传递给温度低的物体,与内能大小无关,故D错误。
故选A。
【针对练习18】(多选)(25-26九年级上·江西赣州·阶段检测)日常生活中,“热”字出现的频率很高,但所含的物理意义却不同。下列现象中,“热”字的含义为“温度”的是( )
A.热胀冷缩 B.摩擦生热 C.天气炎热 D.热岛效应
【答案】ACD
【详解】A.热胀冷缩是温度变化引发的体积变化规律,“热”指温度,故A符合题意;
B.摩擦生热是克服摩擦做功将机械能转化为内能,“热”指内能,故B不符合题意;
C.天气炎热描述气温高低,“热”指温度,故C符合题意;
D.热岛效应指城市温度高于周边郊区的现象,“热”指温度,故D符合题意。
故选ACD。
【针对练习19】(25-26九年级上·山东滨州·阶段检测)如图所示是一则公益广告,尊崇孝道是践行社会主义核心价值观的重要途径。图示热水洗脚过程中所发生的热传递,实质上是热量从( )
A.内能大的热水传给内能小的脚 B.温度高的热水传给温度低的脚
C.能量多的热水传给能量少的脚 D.质量大的热水传给质量小的脚
【答案】B
【详解】热传递发生的条件是存在温度差,热量总是从温度高的物体传递给温度低的物体;热水洗脚时,热水温度高于脚的温度,热量从温度高的热水传给温度低的脚,与内能、能量、质量大小无关。故选B。
【针对练习20】(25-26九年级上·吉林长春·阶段检测)关于温度、热量和内能,下列说法正确的是( )
A.0℃的物体内能有可能为0
B.物体放出热量,温度一定降低
C.含有的热量越多的物体往往温度越高
D.热量有可能从内能小的物体传递给内能大的物体
【答案】D
【详解】A.一切物体在任何温度下都具有内能,0℃的物体内能不为0,故A错误;
B.晶体凝固过程中放出热量,温度保持不变,因此物体放出热量温度不一定降低,故B错误;
C.热量是热传递过程中传递内能的多少,是过程量,不能表述为物体“含有”热量,故C错误;
D.热传递的条件是物体间存在温度差,热量从温度高的物体传向温度低的物体,与内能大小无关,热量有可能从内能小的物体传递给内能大的物体,故D正确。
故选D。
【针对练习21】(多选)(25-26九年级上·天津宝坻·阶段检测)关于温度、热量和内能,下列说法不正确的是( )
A.物体吸收热量,内能增加,其温度一定升高
B.温度相同的物体,它们具有的内能不一定相等
C.物体内能增大,一定吸收了热量
D.温度越高的物体含有的热量越多
【答案】ACD
【详解】A. 晶体熔化过程中吸收热量、内能增加,但温度保持不变,因此物体吸热温度不一定升高,故A错误;
B. 温度相同的物体,内能不一定相等。因为内能不仅与温度有关,还与物体的质量、状态、种类等因素有关。例如,一杯水和一桶水温度相同,但内能不同,故B正确;
C. 改变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其做功,不一定是吸收了热量,故C错误;
D. 热量是热传递过程中传递内能的多少,属于过程量,不能描述为物体“含有”热量,故D错误。
本题选择描述错误的,故选ACD。
命题点6:关于比热容的计算
【针对练习22】(25-26九年级上·四川宜宾·期中)水的比热容是4.2×103J/(kg•℃),将质量为10kg的水从30℃加热到80℃,需要吸收的热量是__________J,如果将水倒去后,剩余水的比热容为__________J/(kg•℃)。
【答案】
【详解】水吸收的热量为
比热容是物质的固有属性,与质量大小无关,故剩余水的比热容仍为。
【针对练习23】(多选)(25-26九年级上·天津宝坻·阶段检测)用两个相同的电加热器给质量均为0.2kg的物质甲和水加热,在单位时间内它们吸收的热量相等。它们的温度随加热时间的变化关系如图所示,不计热量损失,已知:,则下列选项不正确的是( )
A.物质甲的比热容为
B.加热20min时间内,水所吸收的热量是甲的两倍
C.甲在前 10min 内吸收的热量是
D.升高60℃,水所吸收的热量是甲所吸收的热量两倍
【答案】BC
【详解】AD.由图可知,甲加热10min温度升高60℃,水加热20min温度升高60℃。因加热器相同,单位时间吸热相同,故升高相同温度,水加热时间是甲的2倍,水吸收热量是甲的2倍;由可知,在、相同时,与成正比,则
故AD正确,不符合题意;
B.加热20min时间内,加热器相同,时间相同,甲和水吸收的热量相等,故B错误,符合题意;
C.甲在前10min内吸收的热量为
故C错误,符合题意。
故选BC。
【针对练习24】(25-26九年级上·安徽安庆·阶段检测)温度不同的两个物体相互接触后会发生热传递现象。若不计热量的损失,则当两个物体达到热平衡状态时,它们的温度是相同的,且高温物体放出的热量等于低温物体吸收的热量,即。若把质量为2kg、温度为的热水与质量为4kg、温度为的冷水混合(不计热损失),则热平衡时混合水的温度为多少摄氏度?
【答案】40℃
【详解】设冷水温度从升高到,吸收的热量为;热水温度从降低到,放出的热量为,不计损失,,即
解得
【针对练习25】小红在实验室利用电加热器加热,完成了冰的熔化实验,并描绘出冰的温度随加热时间变化的关系图线(如图所示)。实验时,冰的质量为0.5kg,相同时间内水和冰吸收的热量相同,水的比热容为。求:
(1)根据图线求CD段水吸收的热量。
(2)冰在熔化过程中吸收的热量。
(3)冰的比热容。
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)由图可知CD段水的初温为、末温为,则温度变化量
则CD段水吸收的热量为
(2)由图可知:CD段的加热时间为
冰的熔化过程(BC段)的加热时间为
由转换法,则冰熔化过程吸收的热量
(3)由图可知:AB段冰吸热时间
所以AB段冰吸收的热量为
AB段冰升高的温度为
由可得冰的比热容
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