第十三章内能—（人教版）（解析版）.docx

更多资料添加微信号：DEM2008 淘宝搜索店铺：优尖升教育 网址： 第十三章 内能 考点精讲 考点1：分子热运动 1．分子动理论的内容 ① 常见的物质是由大量的分子、原子构成的； ② 物质内的分子在不停地做热运动； ③ 分子之间存在引力和斥力。 2．分子间存在间隙：水和酒精混合后体积减小，说明了分子间存在间隙。 （1）固体和液体难压缩，说明组成固体和液体的分子间距较小。 （2）气体很容易被压缩，说明组成气体的分子间距较大。 3．扩散现象 ① 定义：不同的物质在互相接触时彼此进入对方的现象，叫做扩散。 ② 扩散现象表明：一切物质的分子都在不停地作无规则的运动，同时还说明分子之间有间隙。 ③ 扩散现象是由于分子不停地运动形成的，并不是在宏观力的作用下发生的，分子的运动是分子自身具有的特性，与外界的作用无关。 拓展：从气体、液体和固体的扩散速度可知，气体分子的无规则运动最剧烈，固体分子的无规则运动最不剧烈，液体分子无规则运动的剧烈程度在气体和固体之间。 4．分子的热运动 ① 定义：一切物质的分子都在不停的做无规则的运动。这种无规则运动叫做分子的热运动。 ② 温度越高，物质的扩散越快，分子运动越剧烈。 注意：任何温度下，构成物质的分子都在不停的做无规则运动，仅是运动速度不同而已。不能错误的认为0℃以下的物质分子不会运动。 ③分子运动越剧烈，物体温度越高。 5．分子间存在着引力和斥力的现象 ① 说明分子间存在引力的现象有：很多物体有一定的形状；在荷叶上，两滴水靠近时可自动合并为一滴水；固体很难被拉断；两块底面磨平的铅块相互紧压后会结合在一起等。 ② 说明分子间存在斥力的现象有：物体不能被压缩到无限小，固体和液体很难被压缩。 ③ 值得注意的是分子间的引力和斥力的作用范围是很小的，只有分子彼此靠得很近时才能产生，分子间的距离太大时，分子间的作用力就十分微弱甚至为零。破镜难以重圆的原因。 ④ 不同物质分子间的引力和斥力也不一样。 【例1】（2021·山东泰安市·中考真题）将苹果放到纸箱里，在箱外就能闻到苹果的香味，这是______现象。 【答案】扩散 【解析】 一切物质的分子都在不停地做无规则运动，将苹果放在纸箱里，在箱外就能闻到苹果的香味，这说明分子在不停地做无规则运动，属于扩散现象。 【例2】“便利贴”的背面有粘性，可方便地贴在课本上，其利用的物理知识是（    ） A. 分子间有引力    B. 分子间有斥力 C. 分子间有空隙    D. 分子是运动的 【解析】“便利贴”的背面有粘性，可以减小分子之间的距离，从而使分子间作用力变大，具有更大的吸引力，使“便利贴”方便地贴在课本上，这是利用了分子间有引力，故A符合题意，故选A。 考查的重点是分子热运动的基本内容. ① 扩散现象说明一切物质的分子都在不停地做无规则运动;同时也说明了分子间存在间隙； ② 分子间同时存在着相互作用的引力和斥力； ③ 分子运动的快慢与温度有关，温度越高，分子运动越剧烈。 1．东亚文化之都﹣﹣泉州，风景秀丽。能说明分子无规则运动的是（　　） A．天柱山薰衣草落叶归根。 B．虹山村油菜花花香阵阵 C．清源山缤纷秋叶色彩梦幻 D．九仙山雾淞 玉树琼花 【答案】B 【解析】解：A．天柱山薰衣草落叶归根，是宏观上的机械运动，肉眼能看得见的运动，故A不符合题意； B．虹山村油菜花花香阵阵，是扩散现象，说明组成物质的分子在不停地做无规则运动，故B正确； C．清源山缤纷秋叶色彩梦幻，是光的反射，故C不符合题意； D．九仙山雾淞、玉树琼花，是凝华形成的，是物态变化，不是分子运动的结果，故D错误。 故选：B。 2．公共场所都贴了如图所示的标志，这主要是考虑到一人吸烟，多人受害。原因是（　　） A．物质是由分子组成的 B．分子在不停地做无规则的运动 C．分子之间存在斥力 D．分子之间存在引力 【答案】B 【解析】解：由于烟分子做无规则运动，在空气中进行扩散，所以只要有一个人吸烟，整个房间也会充满烟味。吸烟有害健康，所以要在公共场所禁止吸烟。 故选：B。 3．在下列现象中，说明温度越高分子无规则运动越剧烈的是（　　） A．煮饭时，看见饭粒在水中翻滚 B．花丛中闻到花的香味 C．洗衣粉放入冷水中很长时间才能溶解完，放在热水中很快就溶解完了 D．室内扫地时，在暖暖的阳光照耀下，看见灰尘在空中飞 【答案】C 【解析】解： A、煮饭时，看见饭粒在水中翻滚，是饭粒在水中运动，不属于分子运动，故A不符合题意； B、花丛中闻到花的香味，属于扩散现象，但不能说明分子运动快慢和温度的关系，故B不符合题意； C、洗衣粉放入冷水中很长时间才能溶解完，放在热水中很快就溶解完了，属于扩散现象，且能说明温度越高、分子无规则运动越剧烈，故C符合题意； D、室内扫地时，在暖暖的阳光照耀下，看见灰尘在空中飞舞，是固体颗粒在空气中运动，不属于分子运动，故D不符合题意。 故选：C。 4．“花气袭人知骤暖，鹊声穿树喜新晴。”从物理学的角度可以这样理解：当时周边的气温突然变暖，花朵分泌的芳香油分子的　 　运动就越　 　（选填“快”或“慢”），因此花香就特别浓郁，这是一种　 　现象。 【答案】（1）热；（2）快；（3）扩散 【解析】解：组成物质的分子在不停地无规则运动，当时周边的气温突然变暖温度升高，花朵分泌的芳香油分子的热运动加快，分子的扩散加快，从而使人可以闻到浓浓的花香。 故答案为：热；快；扩散。 5．如图，要探究分子热运动的剧烈程度与温度是否有关，应选甲、乙两个　 　（选填“相同”或“不同”）的透明玻璃水杯放置在水平桌面上，分别盛有质量　 　的纯净水（选填“相等”或“不等”），同时向两个水杯中分别滴入一滴红墨水，过一会儿观察到温度高的杯中墨水扩散的　 　（选填“快”或“慢”）。 【答案】（1）相同；（2）相等；（3）快 【解析】解： 根据分子动理论的相关知识可知：不同物质的分子彼此进入对方的现象叫扩散，扩散现象说明了分子在不停地做无规则运动； 分子无规则运动的速度与温度有关，探究分子热运动的剧烈程度与温度是否有关时，应选甲、乙两个相同的透明玻璃水杯放置在水平桌面上，同时将两滴红墨水同时滴入温度不同、质量相同的热水和冷水中，看到盛有热水的杯中先整杯水都变成红色，就是由于温度高的热水分子运动的剧烈造成的。 考点2：内能 1．物体的内能： （1）定义：构成物体的所有分子，其热运动的动能与分子势能的总和，叫做物体的内能。 （2）单位：焦耳（J），各种形式能量的单位都是焦耳。 2．影响物体内能大小的因素 决定因素 物体内能大小的解释 物体的质量 它反映了物体内部分子数的多少。在其他条件相同的情况下，分子数目越多，分子动能和分子势能的总和越大。例如同样是20℃的一桶水和一杯水，一桶水的内能就比一杯水的内能大的多。所以，同温度、同物态、同一种物质组成的物体的内能与它的质量有关，质量越大，内能就越大；质量越小，内能就越小 物体的温度 它一方面反映了物体内部分子运动的剧烈程度，温度越高，分子平均速度越大，分子动能就越大。另一方面，对于固体和液体，分子平均速度越大，分子偏离平衡位置的距离也越大，也就是热胀冷缩现象，此时物体体积变大，分子势能也变大。所以物体的温度越高，内能越大。 物体的体积 它反映了分子间平均距离的大小，因此分子间距离的大小变化引起分子力大小的变化，从而影响到分子势能的大小，也影响了物体内能的大小。 物质的种类 因为不同物质的分子大小、结构不同，分子间作用力也不同，在温度相同时，它们的分子动能、分子势能也不相同。 物体的物态 物体的物态不同，其分子间的距离不同，相互作用力也不同，分子势能就会不同。因此，物体的物态不同，其内能也不同。例如，100g0℃的冰与100g0℃的水比较，冰熔化成水时需吸收热量，故水的内能更大 3．热传递和做功的区别 实质 条件 方式（方法） 举例 热传递 内能的转移过程 不同的物体或物体的不同部分之间存在温度差 热传导、热对流、热辐射 烧红的铁块放入冷水中，内能从高温铁块转移到低温的水，铁块的内能减少，水的内能增加 做功 其他形式的能与内能之间的相互转化过程 外界对物体做功，物体的内能增加 压缩体积、摩擦生热、锻打物体、拧弯物体 打气筒打气、钻木取火、来回多次弯折细金属丝 物体对外界做功，物体的内能减少 体积膨胀等 装着开水的暖水瓶内的水蒸气将瓶盖顶起来，水蒸气的内能减少 4．温度、热量、内能是热学中的三个基本物理量，应正确理解三者之间的区别与联系。 温度 热量 内能 定义不同 宏观上：表示物体的冷热程度。微观上：反应物体内大量分子无规则运动的剧烈程度 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 量的性质 状态量 过程量 状态量 表述 可以用“降低”“升高”“降低到”“升高到”“是”等表述 可以用“吸收”或“放出”等表述 可以用“有”“具有”“改变”“增加”“减少”等表述 单位 摄氏度（℃） 焦耳（J） 焦耳（J） 关系 热传递可以改变物体的内能，使其内能增加或减少，但温度不一定改变（如晶体的熔化、凝固过程），即物体吸热，内能会增加，物体放热，内能会减少，但物体的温度不一定发生改变 【例1】如图是某物体由液态变为固态过程温度随时间变化的图象，下列说法正确的是(　　) A．t4时刻物体内能为零 B．t2、t3时刻物体内能相等 C．t2时刻物体内能比t3小 D．t1时刻物体分子动能比t2 时刻大 【答案】D 【解析】一切物体在任何时候都具有内能，故A错；t2、t3 时刻虽然温度相同，但物体一直处于放热状态， t2 时刻物体内能比t3大。故B、C错；t1时刻比t2时刻温度高，则t1时刻物体分子动能大。 故选：D。 【例2】一个物体的内能增加了，表明(　　) A．该物体一定做了功 B．该物体一定吸收了热量 C．物体的机械能增加了 D．可能是外界对物体做了功，也可能是物体吸收了热量 【答案】D 【解析】物体的内能增加了，可能是热传递吸热，也可能是外界对它做功，因为做功和热传递都能改变物体的内能． 【例3】关于温度、热量和内能，下列说法中正确的是（　　） A．物体内能增加时，温度一定升高 B．物体温度不变时，物体的内能就一定不变 C．物体的温度越高，所含热量越多 D．内能小的物体也可能将热量传给内能大的物体 【答案】D 【解析】解：A、晶体熔化过程，吸热内能增加，但温度不变，故A错误； B、晶体熔化过程，温度不变，但吸热，内能增加，故B错误； C、热量是一个过程量，不能说物体含有多少热量，故C错误； D、内能小的物体温度可能比内能大的物体的温度高，所以他们之间也可能发生热传递，故D正确； 故选：D。 1. 一切物体在任何温度、任何状态下都有内能. 2. 改变物体内能的方法有两种:一是做功,二是热传递.两种方式在改变物体内能上是等效的. 3. 热传递的条件:物体之间存在着温度差. 4. 热传递是传递热量,而不是传递温度,更不是传递某种物质;热传递是把热量由温度高的物体传递给温度低的物体,不是由内能多的物体传递给内能少的物体. 5. 与内能有关的因素:温度(影响分子无规则运动的剧烈程度)、质量(影响分子个数)、体积和状态(影响分子势能). 1．（2021·四川成都市·中考真题）成都正以新发展理念创建公园城市，让市民可以出门见绿意，抬头望雪山。对下列美好生活场景的分析，正确的是（　　） A．春天，蒲江品茗春茶暖；热茶暖手，是通过做功改变手的内能 B．夏天，龙泉戏水浸心凉；水比岸边石头凉，说明水的比热容小 C．秋天，新都赏桂满城香；花香袭人，是分子无规则运动的结果 D．冬天，郫都望雪西岭上；山顶积雪常年不化，积雪的内能为零 【答案】C 【解析】 A．热茶暖手是茶将热量传递给手，是通过热传递改变手的内能，故A错误； B．水比岸边石头凉，是因为水的比热容大，与其它物质相比，相同质量的水在吸收相同热量时，水升温慢，故B错误； C．花香袭人是花香分子进入鼻子，是分子无规则运动的结果，故C正确； D．所以物体不论温度高低具有内能，所以雪的内能不为零，故D错误。 故选C。 2．（2021·云南中考真题）据悉，联合国《生物多样性公约》第十五次缔约方大会（COP15）将于2021年10月在云南省昆明市召开，届时远方的宾客将有机会品尝云南特色小吃“过桥米线”。以下说法正确的是（　　） A．热汤表面的油层加快了汤汁的蒸发 B．加入米线后，热汤从米线吸收热量 C．放入热汤中的肉片很快熟了，是通过做功的方式增加了内能 D．汤的香气扑鼻，说明分子在不停地做无规则运动 【答案】D 【解析】 A．热汤表面的油层减慢了汤汁的蒸发，故A错误； B．加入米线后，热汤温度高，米线从热汤吸收热量，故B错误； C．放入热汤中的肉片很快熟了，是通过热传递的方式增加了内能，故C错误； D．汤的香气扑鼻，是扩散现象，说明分子在不停地做无规则运动，故D正确。 故选D。 3．关于温度、内能、热量三者之间的关系，下列说法正确的是（ ） A. 温度高的物体，内能一定大 B. 同一物体温度升高，一定吸收了热量 C. 同一物体吸收了热量，温度一定升高 D. 同一物体温度升高，内能一定增加 【答案】D 【解析】 A.温度是影响内能大小的一个因素，但不是唯一因素，所以温度高的物体内能不一定大，故A不正确； B.改变物体内能的方法有两种：做功和热传递，且二者是等效的，所以物体温度升高不一定是吸收了热量，故B不正确； C.物体吸收热量内能增加，但温度不一定升高，比如：晶体在熔化过程中虽然吸热，但温度保持不变，故C不正确； D.物体温度升高，分子运动加剧，分子动能增加，分子动能和分子势能总和为物体内能，故D正确。 故选D。 4．关于热量，下列说法正确的是（　　） A．热水比冷水含的热量多 B．一大桶水比一小桶水含的热量多 C．一个物体内能越多，它具有的热量越多 D．热量是热传递过程中物体内能的改变量 【答案】D 【解析】解：A、热水比冷水含有热量多，不对，不能说含有或者具有热量。 B、一大桶水比一小桶水含有的热量多，不对，不能说含有或者具有热量。 C、一个物体内能越多，它具有的热量越多，不对，热量不是状态量，不能说含有或者具有热量。 D、热量总从高温物体传递到低温物体，正确，热量只存在于热传递或热交换过程中。 故选：D。 5．蒸馒头的师傅在用手从蒸笼里拿刚蒸熟的馒头时，为了避免手被烫伤，要先用手蘸一下凉水，他这样做的主要道理是(　　) A.利用凉水是热的不良导体，把手和热馒头分开 B.利用凉水温度低，能快速降低蒸笼内水蒸气的温度 C.利用凉水蒸发要吸热，能降低水的温度 D.利用凉水先对手进行冷却，同时又由于水的比热容较大，避免手被烫伤 【答案】　D　 【解析】拿刚出笼的馒头时，若先在手上蘸些凉水，利用凉水先对手进行冷却，冷水遇到热的馒头，冷水会汽化，汽化吸收手上的热，使手的温度降低，同时又由于水的比热容较大，升温较慢，避免手被烫伤，故D正确。 6．如图所示的事例中，不是通过做功的方式改变物体内能的是(　　) 【答案】　C　 【解析】用锯条锯木头，克服摩擦力做功，使锯条发热，是通过做功的方式改变物体内能，故A错误;划火柴点火，火柴克服摩擦力做功，是通过做功的方式改变物体内能，故B错误;烧水时水温升高，是通过热传递的方式改变物体内能的，故C正确;铁丝来回弯折温度升高，手对铁丝做功，使得铁丝的内能增加，温度升高，是通过做功的方式改变物体内能，故D错误。 考点3：实验探究 1．实验探究：不同物质的吸（放）热本领探究 ①设计实验：在比较不同物质吸热的情况时可以采取以下两种方法： a、选取质量相同的不同物质，让他们吸收相同的热量，比较它们升高的温度，温度升高少的物质吸热本领强；b、选取质量相同的不同物质，使它们升高相同的温度，比较他们吸收热量的多少，吸收热量多的物质吸热本领强。 ②实验器材及需要测量的物理量 实验器材：相同规格的电加热器、烧杯、温度计、天平、停表、水、煤油等 实验需要测量的物理量： a、用温度计测水和煤油的初温t0、末温t末； b、用天评测水和煤油的质量m； c、用停表记录加热时间t。 ③实验记录表格 物质 质量m/kg 初温t0/℃ 末温t末/℃ 升高的温度△t/℃ 加热时间t/min 水 煤油 ④实验过程 实验装置如图所示，取两只相同的烧杯分别装入500g水和500g煤油，他们的初温都与室温相同，用相同的电加热器加热。 a、对水和煤油加热相同的时间，观察并读出温度计的示数； b、让水和煤油升高相同的温度，记录并比较加热时间。 ⑤分析论证：给质量、初温相同的水和煤油加热，是他们吸收相同的热量（加热时间相同），煤油的温度升的比水高；使它们升高相同的温度，对水加热的时间更长一些，表明水与煤油的吸热本领不同。 ⑥探究归纳：质量相等的不同物质，升高相同的温度，吸收的热量不同；质量相等的不同物质，吸收相同的热量，升高的温度不同。实验说明不同种类的物质吸热的本领不同。 2．【注意】：（1）试验中水和煤油的质量相同，而非体积相同。 （2）电加热器要放在烧杯底部，以使整杯水或煤油受热均匀。 （3）温度计的玻璃泡高度适当，全部浸入液体中且玻璃泡不能碰到容器底、容器壁和电加热器。 （4）为了使探究结论具有普遍性，可以让几个小组选用不同的液体进行试验，这样可以减小实验中偶然因素造成的误差，使实验结论更具有普遍意义。 【例1】（2021·云南昆明市·中考真题）图是探究“物质吸热规律”的实验装置： （1）取质量相同的水和煤油分别放入两个______的容器里，用两盏同样的酒精灯对它们进行加热，升高______温度时比较它们吸收热量的多少，来衡量谁吸热能力更强； （2）取相同质量的水和煤油的目的，是为了______（选填“便于比较”或“控制变量”）； （3）在对水和煤油加热的方式上，有酒精灯和电加热器两种热源可供选择，选用______更容易控制让煤油和水吸收的热量相同； （4）如果甲、乙两组同学进行分工合作，甲组对水进行加热和记录，乙组对煤油进行加热和记录。他们加热的水和煤油的初温、末温、质量、电加热器的功率和加热时间等都不相同。若温度差用表示、质量用m表示、电加热器的功率用P表示、加热时间用t表示，忽略热损失，则吸收的热量为。此时要衡量水和煤油谁的吸热能力更强，他们应该用______（用已给物理量写出表达式）分别进行计算，得到的______水和煤油、温度升高______吸收的热量，就可以进行比较了。 【答案】相同 相同 控制变量 加热器 1kg 1℃ 【解析】 （1）[1][2]根据控制变量法，应控制实验器材相同，即相同的容器，用相同的酒精灯进行加热，升高相同的温度，看加热时间长短来比较吸热能力。 （2）[3]根据控制变量，需取相同质量的水和煤油的，使变量为加热时间。 （3）[4]相同的酒精灯因各种因素也很难控制加热效果相同，但电加热器是浸没在液体中，且加热功率相同，因此为控制让煤油和水吸收的热量相同，电加热器优于酒精灯。 （4）[5][6][7]根据题目所给物理量，要衡量水和煤油谁的吸热能力更强即比较煤油和水的比热容大小，只需要计算每千克煤油和水，升高1℃所需要的热量即可，而电加热发热等于液体吸热，根据比热容计算公式有 计算得 实验中用到的科学方法有转换法和控制变量法. ① 转换法:相同的加热器加热相同的时间(即质量相同的不同物质吸收相同的热量),温度升高得少的物质,吸热能力强;质量相同的不同物质升高相同的温度,相同的加热器加热时间越长(即吸收更多的热量)的物质,吸热能力强. ② 控制变量法:为了能简单地从后来温度的多少来反映物质的吸热能力,在实验中一定要保证两种物质的质量相同,初温相同. 如图所示，在两个相同的烧杯中分别装有质量、初温都相同的水和沙子，用两个相同的酒精灯对其加热。 （1）加热相同时间后，分别测量两者的温度，发现沙子的温度明显高于水，这是因为　　　　　　　;加热时搅拌沙子，目的是　　　　　　　　。  （2）在两烧杯上方分别盖上玻璃片，过一会儿发现装水烧杯上方的玻璃片内侧有小水珠，用手摸两个玻璃片，发现装　　　　(选填“沙子”或“水”)烧杯上方的玻璃片温度比较高，原因是　　　　　　　　。  【答案】　(1)水的比热容大(或沙子的比热容小)　使沙子受热均匀　(2)水　水蒸气液化放热 【解析】　(1)加热时间相同时，应看做吸收热量相同，比热容小的升温快;搅拌的目的是使沙子受热均匀。(2)水蒸气充当热量传递的介质，加热时水汽化变成水蒸气吸收热量，再遇到玻璃片液化成小水珠，液化放热，因此有水珠的玻璃片温度高。 考点4：比热容 1．五点透析比热容 ①比热容是物质自身的性质之一，它反映了不同物质吸、放热本领的强弱，比热容大的物质吸、放热本领强，比热容小的物质吸、放热本领弱。 ②比热容的物理意义：如水的比热容是4.2×103J/(kg·℃)，其物理意义是：质量为1kg的水，温度升高（或降低）1℃时，所吸收（或放出）的热量为4.2×103J。 ③对于同一物质，比热容的数值还与物质的物态有关，在不同物态下，比热容是不同的。如：水的比热容是4.2×103J/(kg·℃)，而冰的比热容是2.1×103J/(kg·℃). ④物质的比热容不随物质的质量、吸收（或放出）热量的多少及温度的变化而变化；只要是相同的物质，在物态相同时，不论其形状、质量、温度高低、放置地点如何，比热容一般都相同。 ⑤不同物质的比热容一般不同，同种物质（物态相同）的比热容相同 两个角度 物质的吸热本领 物质温度改变的难易程度 具体说明 比热容大的表示吸热本领强 比热容大的表示温度难改变 比热容小表示吸热本领弱 比热容小表示温度容易改变 解释 相同质量的不同物质升高相同的温度，比热容越大，吸收的热量越多，比热容越少，吸收的热量越少 相同质量的不同物质吸收相等的热量，比热容越大温度升高的越少，比热容越小温度升高的越多 应用 某些机器设备用水做冷却剂 沿海地区昼夜温差较小，内绿地去昼夜温差较大 2．热量的计算公式 ① 吸热公式： ② 放热公式： 式中c表示物质的比热容，m表示物体的质量，t0表示物体原来的初温，t表示放热后的末温，“t0-t”表示降低的温度，有时可用△t表示，此时吸热公式可写成。 【例1】（2021·四川泸州市·中考真题）位于泸州国家高新区的渔子溪生态湿地公园，秉承生产、生活、生态的理念，下列涉及的物理知识判断正确的是（　　） A．湖底看起来比实际的浅，这是因为光的折射形成的 B．戴着蓝色玻璃墨镜的游客看见湖面的荷叶是绿色的 C．高楼在湖面所成的像是光沿直线传播形成的 D．烈日当空，湖中水温要比岸边鹅卵石的温度低，是因为水的比热容比鹅卵石的小 【答案】A 【解析】 A．光在从水中斜射入空气中传播时，传播方向发生改变，发生折射，但人总以为光是沿直线传播的，人看到的只是湖底的虚像，比实际的湖底要浅，故A正确； B．蓝色玻璃只能