期中复习讲义 第十三章 内能 2026-2027学年人教版物理九年级全一册
2026-10-19
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内容正文:
2026—2027学年九年级物理上学期期中
第十三章 内能
核心知识复习讲义 人教版新教材适用 学生版
姓名____________ 班级____________ 日期____________
01 复习目标
梳理本章概念和规律,明确实验中的控制条件与证据,能结合具体情境解释现象并规范完成计算。
02 核心知识
一 热量与比热容
1. 热量与热传递
热量是热传递过程中传递能量的多少,用Q表示,单位为焦耳(J)。热量描述一个过程,不能说物体“含有热量”或“热量增加”。热传递的发生条件是存在温度差,能量自发地从高温物体转移到低温物体,或从物体的高温部分转移到低温部分。
2. 比热容的定义与特性
比热容表示物质吸热或放热本领的物理量: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的乘积之比,叫作这种物质的比热容。符号c,单位J/(kg·℃)。同种物质在同一状态下,比热容通常不随质量、体积变化;物质种类、状态改变时,比热容可能改变。
3. 水的比热容及应用
水的比热容为4.2×10³ J/(kg·℃),表示1 kg水温度升高1 ℃需要吸收4.2×10³ J的热量,降低1 ℃放出同样多的热量。水可用作冷却剂或供暖介质;解释时应补全“质量相同、温度变化相同”等比较条件。
4. 热量计算与适用条件
无物态变化时,Q吸=cm(t末−t初),Q放=cm(t初−t末)。质量用kg,温度差用℃,热量用J。求末温应先求温度变化量,再结合吸热或放热确定加减。在标准大气压下,水沸腾后继续吸热,温度保持100 ℃,不能直接用升温公式算出超过100 ℃的水温。
二 分子动理论的初步知识
1. 物质构成与扩散现象
物质由分子、原子等微观粒子构成,粒子之间存在间隙。两种物质相互接触,彼此进入对方的现象叫作扩散。气体、液体和固体都能发生扩散,扩散说明组成物质的分子在不停地做无规则运动。
2. 分子热运动与温度
分子的无规则运动叫作分子的热运动。温度越高,分子热运动越剧烈。比较冷热水中墨水扩散,应控制水量、墨水量等条件相同,静置观察;不能把搅拌引起的混合当作扩散快慢的证据。
3. 分子间作用力与易错辨析
分子间同时存在引力和斥力。将端面平整的铅块紧压后不易拉开,可说明分子间存在引力;物体不易被压缩与分子间斥力有关。灰尘飞扬、花粉飘动、雾霾颗粒运动属于宏观物体运动,不能直接当作分子热运动。
三 内能
1. 内能的概念与影响因素
物体内部所有分子热运动的动能与分子势能的总和,叫作物体的内能。任何物体在任何温度下都具有内能,0 ℃的冰也有内能。内能与温度、质量、物质种类及状态等有关,不能仅凭温度高低比较两个不同物体的内能大小。
2. 改变内能的两种方式
改变内能有做功和热传递两种方式。外界对物体做功,物体内能通常增加;物体对外做功,内能通常减少。做功体现能量的转化,热传递体现能量的转移,两种方式在改变内能上是等效的。
3. 温度 内能与热量的区别
温度、内能与热量的区别:温度表示冷热程度;内能是物体具有的能量;热量是热传递过程中转移能量的多少。同一物体在质量、状态等条件不变时,温度升高,内能增大;内能增大,温度不一定升高,例如冰熔化。内能增加也不一定吸热,还可能是外界对它做功。
四 重点实验与解题方法
1. 比较不同物质的吸热能力
比较不同物质的吸热能力:取质量相同的不同物质,用相同加热器加热;通过加热时间间接反映吸收热量的多少。比较相同加热时间内的温升,温升越小,吸热能力越强;或比较升高相同温度需要的时间,时间越长,吸热能力越强。研究中同时运用了控制变量法和转换法。
2. 温度与时间图像的分析
读温度与时间图像:先读初温、末温和时间区间,再比较温度变化量。相同加热器稳定加热且忽略热损失时,吸热量与加热时间成正比。质量相等、吸热量相同时,比热容与温升成反比;出现水平段时先判断是否发生物态变化。
3. 规范解题与现象解释
答题顺序:找研究对象和条件→选用概念或公式→列式并代入带单位的数据→检查结果和实际限制。解释生活现象时写清“条件—规律—结论”,避免只写“因为比热容大”。
03 典型例题与巩固练习
考点一 分子动理论
1.“墙角数枝梅,凌寒独自开。遥知不是雪,为有暗香来。”寒冬梅花香气扑鼻而来,这是什么现象?用你所学的物理知识解释这个现象?
2.“花气袭人知骤暖”:花气袭人属于_____________现象,知骤暖说明分子热运动快慢和_____________有关;形成雾霾天气的主要污染物是,其直径大约是一般分子直径(数量级为)的2万倍的悬浮颗粒物,它在空中的运动_____________(选填“属于”或“不属于”)分子的无规则运动。
3.小明同学发现热水泡茶比冷水泡茶能更快溶解茶叶,请你设计一个实验方案解释其中蕴含的物理原理。
(1)实验器材:________________________________________________
(2)实验步骤及现象:___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
(3)实验结论:_____________________________________________________________________________
4.根据如图所示实验回答下列问题。
(1)甲图实验中,当把玻璃板抽掉一段时间后,可以看到的现象是:___________。
(2)将乙图实验放入真空环境中,钩码依然不能拉开压紧在一起的铅柱,说明微观上分子___________。
(3)用力下压丙图中的活塞,可见厚壁塑料筒底部的硝化棉被点燃,说明活塞对筒内气体___________,气体的内能___________。
(4)丁图中实验说明微观上分子运动的剧烈程度跟___________有关。
(5)戊图实验,当塞子跳起时瓶内出现白雾,说明___________对塞子做功时,瓶内气体内能___________,温度___________。
5.内能是人类利用历史最悠久的能量,在人类中的生活生产起到至关重要的作用。
(1)0℃的冰块________(选填“具有”或“不具有”)内能;用烧水壶烧水时,水的温度不断升高,当水沸腾后,质量相同的100℃水蒸气和100℃水,内能较大的是________(选填“水蒸气”或“水”)。水壶的把手用塑料制成,是因为塑料的导热性________(选填“较好”或“较差”),可以防止提起水壶时手被烫伤。
(2)如图所示,小铭给自行车胎打气,当用力将活塞向下压时( )
A.筒内空气对外做功,空气内能减少
B.筒内空气对外做功,空气内能增加
C.活塞对筒内空气做功,空气内能增加
D.活塞对筒内空气做功,空气内能减少
6.关于内能、热量和温度,下列说法正确的是( )
A.温度低的物体可能比温度高的物体内能大
B.物体内能增加,温度一定升高
C.0℃的冰熔化成0℃的水,内能不变
D.物体温度升高,它的热量一定增加
7.如图所示,是炎炎夏日深受人们喜爱的冷萃茶。冷萃茶的制作方法是将茶叶放入玻璃容器中,加入常温清水使茶叶充分浸湿,然后盖紧盖子放入冰箱冷藏室,静置6~12 h取出,杯中清水就变成均匀的茶色,这一现象说明__________________;载重货车在长距离下坡行驶时,不断进行制动以控制车速,刹车片和刹车盘长时间摩擦会产生高温,这是通过______的方式增加刹车系统内能的。
8.小华用如图所示的装置“比较不同物质吸热的情况”,实验数据记录如下表。
加热时间/
0
1
2
3
4
水的温度/
20
24
28
32
36
食用油的温度/
20
28
36
44
52
(1)实验中应量取_________(选填“质量”或“体积”)相同的水和食用油,分别倒入相同的烧杯中,用规格相同的电加热器加热。
(2)实验中通过比较_________来反映物质吸收热量的多少,这种研究方法叫作转换法。
(3)加热相同的时间,_________的温度升高得较快,由此可知_________的吸热能力较强。
(4)若要使水和食用油升高到相同的温度,则_________需要加热更长的时间。
9.小明利用如图甲所示的实验装置比较A、B两种液体的吸热能力,温度传感器的探头部分与试管内的两种液体良好接触,如图乙所示是计算机自动生成的实验图像,表格中是记录的实验数据,请回答下列问题。
液体名称
液体质量m
液体初温
液体末温
加热时间t
A
100
18
38
3
B
100
18
28
3
(1)设计实验时,需要对变量进行控制,下列变量控制中错误的是_____________。
A.两个试管规格相同 B.两种液体的初温相同 C.两种液体体积相同
(2)实验中液体吸收热量的多少是通过_____________来反映的。
(3)请你仔细观察表格中的实验数据,指出表格设计时存在的问题:_____________。
(4)分析表中数据,要使A液体和B液体末温相同,需要给B液体加热更长的时间。分析可知A、B液体的比热容之比为_____________。
10.冰的比热容为2.1×103J/(kg·℃),下列说法正确的是( )
A.质量为2kg的冰,其比热容为4.2×103J/(kg·℃)
B.质量为1kg,温度为-5℃的冰放出2.1×104J的热量,温度降低10℃
C.质量为1kg,温度为0℃的冰吸收2.1×103J的热量,温度一定升高1℃
D.质量为2kg的冰温度升高1℃,吸收的热量为4.2×103J/(kg·℃)
11.为了比较A、B两种液体的吸热能力,小林用完全相同的加热装置对质量相等的A、B两液体进行加热,根据实验数据绘制的温度随时间变化的图像如图所示。下列说法中不正确的是( )
A.A、B两液体在0~10min内吸收的热量之比为1∶1
B.A液体的吸热能力比B液体的强
C.A、B两液体的比热容之比为1∶2
D.B液体比A液体更适合作发动机的冷却液
12.质量、初温都相同的铜块和铝块(c铝>c铜),当它们吸收相同的热量后再相互接触,则( )
A.两物体之间不发生热传递 B.内能从铜传向铝
C.内能从铝传向铜 D.条件不足,无法判断
13.(多选)根据表中几种物质的比热容,判断下列说法中正确的是( )
物质
比热容/[(J/kg·℃)]
物质
比热容/[(J/kg·℃)]
水银
0.14×103
沙石
0.92×103
水
4.2×103
冰
2.1×103
A.制作体温计常用水银做介质,原因之一是水银的比热容较小
B.北方楼房中的暖气用水做介质,利用了水的比热容大的特性
C.由于水比冰的比热容大,所以冷却食品时0℃的水比0℃的冰效果好
D.由于水比沙石的比热容大,所以内陆地区的昼夜温差比沿海地区大
14.夏日的海边,烈日炎炎,沙子滚烫,海水却是凉的。
(1)“沙子滚烫”是形容沙子的( )
A.内能大 B.热量多 C.温度高 D.比热容大
(2)阳光照射到沙子和水,沙子和水的内能________(选填“增大”或“减少”),这是通过________的方式进行改变内能的。
(3)海风是指从海上吹向陆地的风,反之称为陆风。海陆风的形成,本质上是由海洋和陆地温度不同造成的。这种差异使得高空气流从高压区流向低压区。如图所示是某地空气流动下沉(上浮)情况,据此判断此时为( )
A.白天,形成的是海风 B.晚上,形成的是海风
C.白天,形成的是陆风 D.晚上,形成的是陆风
(4)城市中建设人工湖能有效减弱“热岛效应”,这是因为水在常见物质中的比热容________(选填“较大”或“较小”)。现有一人工湖湖水吸收一定热量,水温升高2℃,若这些热量被同等质量的砂石吸收(),则砂石升高的温度将________2℃。(选填“大于”“小于”或“等于”)
15.某实验小组利用酒精灯对500 g冰均匀加热,他们每隔相同时间记录一次温度计的示数,并观察物质的状态。如图是他们根据记录的数据绘制的“温度-时间”图像,已知,由图象可知( )
A.水升温比冰慢,说明水的比热容比冰小
B.冰在熔化过程中温度保持不变,内能不变
C.冰在熔化前内能增加了
D.在BC段,物质吸收的热量为
16.桌面上放有甲乙两个材质不同,大小不同的水杯,往两个杯中倒入初温、质量相同的热水后同时开始计时测量水温,得到温度随时间变化的图像如图所示。甲、乙杯中的水在相同时间内放出的热量是否相同?请说一说你的结论、依据什么道理、怎样分析得出的。
17.A市沿江小区采用“水空调”系统调节室内温度,其核心原理是通过管道将江水引入小区换热设备,实现室内环境与江水进行热量交换。夏季室内温度高达,江水温度约,江水吸收室内热量后温度会有所升高。已知江水的比热容为。该系统每小时循环江水质量为。
(1)夏季“水空调”工作时,江水的内能会增大,此过程主要通过_________的方式改变了江水的内能。
(2)若夏季每小时循环的江水吸收热量后温度升高了,这个过程中江水吸收的热量是多少?(写出必要的公式及文字说明)
(3)该“水空调”系统在冬季运行时,通过江水能够给室内环境供热。请分析为什么用江水作为输送热量的介质,室内供暖的效果更好?答:___________________________(答案合理即可)。
18.2026年7月,我校组织了校内露营活动,如图是某班同学使用燃油炉加热便携锅做饭的场景。同学将2kg的水从加热到,已知水的比热容是4.2×,食用油的比热容是
(1)求在这一过程中水吸收的热量;
(2)若水吸收的热量全部被食用油吸收且使食用油温度升高了,求食用油的质量;
(3)在标准大气压下,若初温、质量相同的水吸收的热量,求水的末温。
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2026—2027学年九年级物理上学期期中
第十三章 内能
核心知识复习讲义 人教版新教材适用 教师版
姓名____________ 班级____________ 日期____________
01 复习目标
梳理本章概念和规律,明确实验中的控制条件与证据,能结合具体情境解释现象并规范完成计算。
02 核心知识
一 热量与比热容
1. 热量与热传递
热量是热传递过程中传递能量的多少,用Q表示,单位为焦耳(J)。热量描述一个过程,不能说物体“含有热量”或“热量增加”。热传递的发生条件是存在温度差,能量自发地从高温物体转移到低温物体,或从物体的高温部分转移到低温部分。
2. 比热容的定义与特性
比热容表示物质吸热或放热本领的物理量: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的乘积之比,叫作这种物质的比热容。符号c,单位J/(kg·℃)。同种物质在同一状态下,比热容通常不随质量、体积变化;物质种类、状态改变时,比热容可能改变。
3. 水的比热容及应用
水的比热容为4.2×10³ J/(kg·℃),表示1 kg水温度升高1 ℃需要吸收4.2×10³ J的热量,降低1 ℃放出同样多的热量。水可用作冷却剂或供暖介质;解释时应补全“质量相同、温度变化相同”等比较条件。
4. 热量计算与适用条件
无物态变化时,Q吸=cm(t末−t初),Q放=cm(t初−t末)。质量用kg,温度差用℃,热量用J。求末温应先求温度变化量,再结合吸热或放热确定加减。在标准大气压下,水沸腾后继续吸热,温度保持100 ℃,不能直接用升温公式算出超过100 ℃的水温。
二 分子动理论的初步知识
1. 物质构成与扩散现象
物质由分子、原子等微观粒子构成,粒子之间存在间隙。两种物质相互接触,彼此进入对方的现象叫作扩散。气体、液体和固体都能发生扩散,扩散说明组成物质的分子在不停地做无规则运动。
2. 分子热运动与温度
分子的无规则运动叫作分子的热运动。温度越高,分子热运动越剧烈。比较冷热水中墨水扩散,应控制水量、墨水量等条件相同,静置观察;不能把搅拌引起的混合当作扩散快慢的证据。
3. 分子间作用力与易错辨析
分子间同时存在引力和斥力。将端面平整的铅块紧压后不易拉开,可说明分子间存在引力;物体不易被压缩与分子间斥力有关。灰尘飞扬、花粉飘动、雾霾颗粒运动属于宏观物体运动,不能直接当作分子热运动。
三 内能
1. 内能的概念与影响因素
物体内部所有分子热运动的动能与分子势能的总和,叫作物体的内能。任何物体在任何温度下都具有内能,0 ℃的冰也有内能。内能与温度、质量、物质种类及状态等有关,不能仅凭温度高低比较两个不同物体的内能大小。
2. 改变内能的两种方式
改变内能有做功和热传递两种方式。外界对物体做功,物体内能通常增加;物体对外做功,内能通常减少。做功体现能量的转化,热传递体现能量的转移,两种方式在改变内能上是等效的。
3. 温度 内能与热量的区别
温度、内能与热量的区别:温度表示冷热程度;内能是物体具有的能量;热量是热传递过程中转移能量的多少。同一物体在质量、状态等条件不变时,温度升高,内能增大;内能增大,温度不一定升高,例如冰熔化。内能增加也不一定吸热,还可能是外界对它做功。
四 重点实验与解题方法
1. 比较不同物质的吸热能力
比较不同物质的吸热能力:取质量相同的不同物质,用相同加热器加热;通过加热时间间接反映吸收热量的多少。比较相同加热时间内的温升,温升越小,吸热能力越强;或比较升高相同温度需要的时间,时间越长,吸热能力越强。研究中同时运用了控制变量法和转换法。
2. 温度与时间图像的分析
读温度与时间图像:先读初温、末温和时间区间,再比较温度变化量。相同加热器稳定加热且忽略热损失时,吸热量与加热时间成正比。质量相等、吸热量相同时,比热容与温升成反比;出现水平段时先判断是否发生物态变化。
3. 规范解题与现象解释
答题顺序:找研究对象和条件→选用概念或公式→列式并代入带单位的数据→检查结果和实际限制。解释生活现象时写清“条件—规律—结论”,避免只写“因为比热容大”。
03 典型例题与巩固练习
考点一 分子动理论
1.“墙角数枝梅,凌寒独自开。遥知不是雪,为有暗香来。”寒冬梅花香气扑鼻而来,这是什么现象?用你所学的物理知识解释这个现象?
【答案】
这是扩散现象。一切物质的分子都在不停地做无规则运动,梅花的芳香分子扩散到空气中,因此人们在远处就能闻到梅花的香气。
【详解】略
2.“花气袭人知骤暖”:花气袭人属于_____________现象,知骤暖说明分子热运动快慢和_____________有关;形成雾霾天气的主要污染物是,其直径大约是一般分子直径(数量级为)的2万倍的悬浮颗粒物,它在空中的运动_____________(选填“属于”或“不属于”)分子的无规则运动。
【答案】
扩散
温度
不属于
【详解】人能闻到花香,是花香分子不停做无规则运动,扩散到空气中被人接触到,这个现象属于扩散现象;
气温突然升高时花香变得更浓郁,说明温度越高分子热运动越剧烈,因此分子热运动的快慢和温度有关;
PM2.5是直径远大于分子的悬浮固体颗粒物,它的运动是宏观颗粒物的机械运动,不是分子自身的无规则运动,因此不属于分子的无规则运动。
3.小明同学发现热水泡茶比冷水泡茶能更快溶解茶叶,请你设计一个实验方案解释其中蕴含的物理原理。
(1)实验器材:________________________________________________
(2)实验步骤及现象:___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
(3)实验结论:_____________________________________________________________________________
【答案】(1)
两个相同的透明玻璃杯、足量的冷水和热水、红墨水
(2)
①向两个玻璃杯中分别倒入等质量、温度不同的冷水和热水;②同时向两杯水的杯中央滴入1滴完全相同的红墨水;③观察发现相同时间后,热水中的墨水整杯水变红的速度远快于冷水
(3)
分子的热运动与温度有关,温度越高,分子无规则运动越剧烈,扩散速度越快,因此热水泡茶时茶叶中可溶物扩散进入水的速度更快,能更快泡开茶叶
【详解】(1)略
4.根据如图所示实验回答下列问题。
(1)甲图实验中,当把玻璃板抽掉一段时间后,可以看到的现象是:___________。
(2)将乙图实验放入真空环境中,钩码依然不能拉开压紧在一起的铅柱,说明微观上分子___________。
(3)用力下压丙图中的活塞,可见厚壁塑料筒底部的硝化棉被点燃,说明活塞对筒内气体___________,气体的内能___________。
(4)丁图中实验说明微观上分子运动的剧烈程度跟___________有关。
(5)戊图实验,当塞子跳起时瓶内出现白雾,说明___________对塞子做功时,瓶内气体内能___________,温度___________。
【答案】(1)两个瓶子内的气体会混合在一起,最后颜色变得均匀
(2)之间存在引力
(3) 做功 增大
(4)温度
(5) 瓶内气体 减小 降低
【详解】(1)如图甲,当把玻璃板抽掉一段时间后,可以看到的现象是:两个瓶子内的气体会混合在一起,最后颜色变得均匀,这是扩散现象。
(2)如图乙,实验放入真空环境中,不存在大气压强的作用,钩码依然不能拉开压紧在一起的铅柱,说明微观上分子之间存在引力。
(3)如图丙,硝化棉被点燃,说明活塞对气体做功,气体的内能增大,温度升高,达到了硝化棉的着火点。
(4)如图丁,墨水在热水中扩散得更快,说明微观上分子运动的剧烈程度跟温度有关,温度越高,分子运动越剧烈。
(5)如图戊,当塞子跳起时瓶内出现白雾,说明瓶内气体对塞子做功,气体的内能减小温度降低,水蒸气遇冷液化成小水滴。
考点二 内能及其改变
5.内能是人类利用历史最悠久的能量,在人类中的生活生产起到至关重要的作用。
(1)0℃的冰块________(选填“具有”或“不具有”)内能;用烧水壶烧水时,水的温度不断升高,当水沸腾后,质量相同的100℃水蒸气和100℃水,内能较大的是________(选填“水蒸气”或“水”)。水壶的把手用塑料制成,是因为塑料的导热性________(选填“较好”或“较差”),可以防止提起水壶时手被烫伤。
(2)如图所示,小铭给自行车胎打气,当用力将活塞向下压时( )
A.筒内空气对外做功,空气内能减少
B.筒内空气对外做功,空气内能增加
C.活塞对筒内空气做功,空气内能增加
D.活塞对筒内空气做功,空气内能减少
【答案】(1) 具有 水蒸气 较差
(2)C
【详解】(1)内能是物体内所有分子动能和分子势能的总和,一切物体在任何温度下都具有内能,所以0℃的冰块也具有内能。
100℃的水变为同温度的水蒸气需要吸收热量,因此质量相同的100℃水蒸气的内能比100℃的水更大。
水壶把手用塑料制作,是利用塑料导热性较差的特点,避免热量快速传递到手上,防止烫伤。
(2)向下压打气筒活塞时,是活塞对筒内的空气做功,机械能转化为空气的内能,使空气的内能增加、温度升高,故选C。
6.关于内能、热量和温度,下列说法正确的是( )
A.温度低的物体可能比温度高的物体内能大
B.物体内能增加,温度一定升高
C.0℃的冰熔化成0℃的水,内能不变
D.物体温度升高,它的热量一定增加
【答案】A
【详解】A.内能大小由物体的质量、温度、状态共同决定,温度低的物体若质量远大于温度高的物体,内能可能更大,故A正确;
B.晶体熔化时吸热,内能增加,但温度保持不变,故B错误;
C.0℃的冰熔化成0℃的水需要吸收热量,内能增大,故C错误;
D.热量是热传递过程中的过程量,不能描述为“它的热量”,故D错误。
故选A。
7.如图所示,是炎炎夏日深受人们喜爱的冷萃茶。冷萃茶的制作方法是将茶叶放入玻璃容器中,加入常温清水使茶叶充分浸湿,然后盖紧盖子放入冰箱冷藏室,静置6~12 h取出,杯中清水就变成均匀的茶色,这一现象说明__________________;载重货车在长距离下坡行驶时,不断进行制动以控制车速,刹车片和刹车盘长时间摩擦会产生高温,这是通过______的方式增加刹车系统内能的。
【答案】
分子在不停地做无规则运动
做功
【详解】冷萃过程中原本无色的清水变成均匀茶色,是茶叶中的色素分子自发运动分散到整杯水中的扩散现象,本质说明了一切物质的分子都在不停地做无规则运动。
刹车片与刹车盘摩擦时,克服摩擦做功将机械能转化为内能,因此是通过做功的方式增加刹车系统的内能。
考点三 比热容与吸热能力
8.小华用如图所示的装置“比较不同物质吸热的情况”,实验数据记录如下表。
加热时间/
0
1
2
3
4
水的温度/
20
24
28
32
36
食用油的温度/
20
28
36
44
52
(1)实验中应量取_________(选填“质量”或“体积”)相同的水和食用油,分别倒入相同的烧杯中,用规格相同的电加热器加热。
(2)实验中通过比较_________来反映物质吸收热量的多少,这种研究方法叫作转换法。
(3)加热相同的时间,_________的温度升高得较快,由此可知_________的吸热能力较强。
(4)若要使水和食用油升高到相同的温度,则_________需要加热更长的时间。
【答案】(1)质量
(2)加热时间
(3) 食用油 水
(4)水
【详解】(1)探究不同物质的吸热能力时,根据控制变量法,需要保证两种物质的初温、质量都相同,因此这里应量取质量相同的水和食用油。
(2)实验使用规格相同的电加热器,相同时间内电加热器放出的热量相等,因此可以通过加热时间的长短来反映物质吸收热量的多少,该方法是转换法的典型应用。
(3)从表格数据可以看出,加热相同时间(比如都加热1min),水的温度从20℃升到24℃,升高了4℃。食用油的温度从20℃升到28℃,升高了8℃,因此食用油的温度升高得更快。吸热能力的强弱体现在相同吸热条件下升温的难易程度。升温越慢的物质,吸热能力越强,因此水的吸热能力更强。
(4)水的吸热能力更强,在升高相同温度时,水需要吸收更多的热量,因此水需要的加热时间更长。
9.小明利用如图甲所示的实验装置比较A、B两种液体的吸热能力,温度传感器的探头部分与试管内的两种液体良好接触,如图乙所示是计算机自动生成的实验图像,表格中是记录的实验数据,请回答下列问题。
液体名称
液体质量m
液体初温
液体末温
加热时间t
A
100
18
38
3
B
100
18
28
3
(1)设计实验时,需要对变量进行控制,下列变量控制中错误的是_____________。
A.两个试管规格相同 B.两种液体的初温相同 C.两种液体体积相同
(2)实验中液体吸收热量的多少是通过_____________来反映的。
(3)请你仔细观察表格中的实验数据,指出表格设计时存在的问题:_____________。
(4)分析表中数据,要使A液体和B液体末温相同,需要给B液体加热更长的时间。分析可知A、B液体的比热容之比为_____________。
【答案】(1)C
(2)加热时间
(3)物理量没有单位
(4)1∶2
【详解】(1)比较A、B两种液体的吸热能力,需控制试管规格相同、液体的初温和质量相同。由于两种液体的密度不一定相同,所以控制两种液体体积相同是错误的。
故选C。
(2)由于液体吸收的热量无法直接观察或测量,实验利用转换法,通过加热时间反映吸收热量的多少。
(3)完整的实验数据记录必须包含数值和单位。该表格中各物理量只有数值没有单位,不符合要求,即表格设计时存在的问题是物理量缺少单位。
(4)分析数据可知,加热3min,两种液体吸收的热量相等,A液体升高的温度为
B液体升高的温度为
液体质量相同,则A、B液体的比热容之比为
10.冰的比热容为2.1×103J/(kg·℃),下列说法正确的是( )
A.质量为2kg的冰,其比热容为4.2×103J/(kg·℃)
B.质量为1kg,温度为-5℃的冰放出2.1×104J的热量,温度降低10℃
C.质量为1kg,温度为0℃的冰吸收2.1×103J的热量,温度一定升高1℃
D.质量为2kg的冰温度升高1℃,吸收的热量为4.2×103J/(kg·℃)
【答案】B
【详解】A.比热容是物质的固有特性,与质量无关,2kg的冰比热容仍为,故A错误;
B.由得,
-5℃的冰放热降温后仍为固态,无物态变化,温度降低10℃,故B正确;
C.0℃是冰的熔点,晶体熔化过程吸热但温度保持不变,因此吸收热量后温度不一定升高,故C错误;
D.热量的单位为J,且由
选项单位错误,故D错误。
故选B。
11.为了比较A、B两种液体的吸热能力,小林用完全相同的加热装置对质量相等的A、B两液体进行加热,根据实验数据绘制的温度随时间变化的图像如图所示。下列说法中不正确的是( )
A.A、B两液体在0~10min内吸收的热量之比为1∶1
B.A液体的吸热能力比B液体的强
C.A、B两液体的比热容之比为1∶2
D.B液体比A液体更适合作发动机的冷却液
【答案】B
【详解】A.用完全相同的加热装置,0~10min内加热时间相同,吸收热量之比为1:1,故A正确;
BCD.由图知,0~10min内,A液体升高的温度
B液体升高的温度
根据,在、相同时,得
则,A液体的吸热能力比B液体的弱,B的比热容大,吸热能力强,更适合作冷却液,故B错误,CD正确。
本题选择描述不正确的,故选B。
12.质量、初温都相同的铜块和铝块(c铝>c铜),当它们吸收相同的热量后再相互接触,则( )
A.两物体之间不发生热传递 B.内能从铜传向铝
C.内能从铝传向铜 D.条件不足,无法判断
【答案】B
【详解】根据吸热公式,已知铜块和铝块质量m相同、吸收的热量相同,且,因此可得铜块的温度升高幅度。 又因为二者初温相同,所以吸收热量后铜块的末温高于铝块的末温。 热传递的条件是存在温度差,内能会从温度高的物体转移到温度低的物体,因此内能会从铜块传向铝块,故选B。
13.(多选)根据表中几种物质的比热容,判断下列说法中正确的是( )
物质
比热容/[(J/kg·℃)]
物质
比热容/[(J/kg·℃)]
水银
0.14×103
沙石
0.92×103
水
4.2×103
冰
2.1×103
A.制作体温计常用水银做介质,原因之一是水银的比热容较小
B.北方楼房中的暖气用水做介质,利用了水的比热容大的特性
C.由于水比冰的比热容大,所以冷却食品时0℃的水比0℃的冰效果好
D.由于水比沙石的比热容大,所以内陆地区的昼夜温差比沿海地区大
【答案】ABD
【详解】A.水银比热容小,在吸收相同热量时,根据,相同质量的水银温度升高速率快、体积变化更明显,能让体温计的示数快速灵敏地反映人体温度,故A正确;
B.水的比热容大,相同质量的水降低相同温度时,可以放出更多的热量,能持续为室内供暖,因此暖气用水做介质利用了水的这个特性,故B正确;
C.0℃的冰冷却食品时,冰会先熔化吸收热量,全部熔化为0℃的水之后才会升温吸热,整体吸热能力远强于0℃的水,冷却效果更好,故C错误;
D.水的比热容比沙石大,内陆地区多沙石、沿海地区多水。在白天吸收相同太阳辐射热量时,沙石升温比水更显著;夜晚放出相同热量时,沙石降温也比水更显著,因此内陆昼夜温差比沿海大,故D正确。
故选ABD。
14.夏日的海边,烈日炎炎,沙子滚烫,海水却是凉的。
(1)“沙子滚烫”是形容沙子的( )
A.内能大 B.热量多 C.温度高 D.比热容大
(2)阳光照射到沙子和水,沙子和水的内能________(选填“增大”或“减少”),这是通过________的方式进行改变内能的。
(3)海风是指从海上吹向陆地的风,反之称为陆风。海陆风的形成,本质上是由海洋和陆地温度不同造成的。这种差异使得高空气流从高压区流向低压区。如图所示是某地空气流动下沉(上浮)情况,据此判断此时为( )
A.白天,形成的是海风 B.晚上,形成的是海风
C.白天,形成的是陆风 D.晚上,形成的是陆风
(4)城市中建设人工湖能有效减弱“热岛效应”,这是因为水在常见物质中的比热容________(选填“较大”或“较小”)。现有一人工湖湖水吸收一定热量,水温升高2℃,若这些热量被同等质量的砂石吸收(),则砂石升高的温度将________2℃。(选填“大于”“小于”或“等于”)
【答案】(1)C
(2)
增大
热传递
(3)A
(4)
较大
大于
【详解】(1)A.内能是物体内部所有分子的动能势能总和,受质量、温度等多个因素共同影响,仅“滚烫”无法说明内能大,故A不符合题意;
C.“沙子滚烫”是人体接触沙子时的直观感受,描述的是沙子的冷热程度,也就是温度高,故C符合题意;
B.热量是热传递过程中传递的能量多少,是过程量,不能描述物体“含有热量多”,故B不符合题意
D.沙子的比热容远小于水,故D不符合题意。
故选C。
(2)阳光照射沙子和水时,两者吸收太阳的辐射能量,内能增大,这个过程是热量从高温的太阳向低温的沙子、水转移,属于热传递改变物体内能。
(3)水的比热容大于陆地砂石,白天吸收相同太阳辐射热量时,陆地升温比海面快:陆地上方空气受热上浮,近地面陆地形成低压、海面上方空气温度较低形成高压,近地面风从海洋吹向陆地,从而形成海风,故选A。
(4)水的比热容较大,相同质量的水和其他物质相比,吸收相同热量时升温慢,能有效减弱热岛效应;
由可知,质量和吸收的热量相同时,比热容越小,升高的温度越大。因,故砂石升高的温度大于2℃。
考点四 热量计算与图像分析
15.某实验小组利用酒精灯对500 g冰均匀加热,他们每隔相同时间记录一次温度计的示数,并观察物质的状态。如图是他们根据记录的数据绘制的“温度-时间”图像,已知,由图象可知( )
A.水升温比冰慢,说明水的比热容比冰小
B.冰在熔化过程中温度保持不变,内能不变
C.冰在熔化前内能增加了
D.在BC段,物质吸收的热量为
【答案】D
【详解】A.用相同酒精灯加热时,相同时间内物质吸收的热量相等。质量相同的水和冰,水升温更慢,根据公式,在、相同时,越小比热容越大,说明水的比热容比冰大,故A不符合题意;
B.冰是晶体,熔化时温度保持不变,但熔化过程持续吸收热量,内能是增加的,故B不符合题意;
C. 段水吸收的热量
段加热时间
段加热时间,冰熔化前吸热
故C不符合题意;
D.段加热时间
吸热
故D符合题意。
故选D。
16.桌面上放有甲乙两个材质不同,大小不同的水杯,往两个杯中倒入初温、质量相同的热水后同时开始计时测量水温,得到温度随时间变化的图像如图所示。甲、乙杯中的水在相同时间内放出的热量是否相同?请说一说你的结论、依据什么道理、怎样分析得出的。
【答案】
不相同。根据放热公式,两杯水都是水,比热容相同,且质量相同,相同时间内降低的温度越多,放出的热量越多。由图像可知,相同时间内两杯水降低的温度不同,因此放出的热量不同。
【详解】略
17.A市沿江小区采用“水空调”系统调节室内温度,其核心原理是通过管道将江水引入小区换热设备,实现室内环境与江水进行热量交换。夏季室内温度高达,江水温度约,江水吸收室内热量后温度会有所升高。已知江水的比热容为。该系统每小时循环江水质量为。
(1)夏季“水空调”工作时,江水的内能会增大,此过程主要通过_________的方式改变了江水的内能。
(2)若夏季每小时循环的江水吸收热量后温度升高了,这个过程中江水吸收的热量是多少?(写出必要的公式及文字说明)
(3)该“水空调”系统在冬季运行时,通过江水能够给室内环境供热。请分析为什么用江水作为输送热量的介质,室内供暖的效果更好?答:___________________________(答案合理即可)。
【答案】(1)热传递
(2)由题意得,江水吸收的热量
(3)水的比热容较大,相同质量的水和其它物质相比,降低相同温度时,可以放出更多热量,供暖效果更好
【详解】(1)低温的江水吸收高温的室内热量,内能增大,温度升高,此过程中,热量从高温物体转移到低温物体,是通过热传递的方式增加了江水的内能。
18.2026年7月,我校组织了校内露营活动,如图是某班同学使用燃油炉加热便携锅做饭的场景。同学将2kg的水从加热到,已知水的比热容是4.2×,食用油的比热容是
(1)求在这一过程中水吸收的热量;
(2)若水吸收的热量全部被食用油吸收且使食用油温度升高了,求食用油的质量;
(3)在标准大气压下,若初温、质量相同的水吸收的热量,求水的末温。
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)水的温度变化量
水吸收的热量
(2)由题意可知食用油吸收的热量
已知食用油升温,由吸热公式可得食用油的质量
(3)水吸收热量理论升高的温度
理论末温
因,标准大气压下,水的沸点为,水达到沸点后继续吸热温度不变,故水的末温为
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