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专题13 内能本专题中考考点和要求（“”表示该标准要求属于评价水平这一层次）评价目标和评价水平标准要求 知识性目标技能性目标体验性目标了解认识理解独立操作经历认同内化（1）了解内能和热量。（2）通过实验，了解比热容，尝试用比热容说明简单的自然现象。规律总结1：分子动理论内容（1）物质是由分子组成的。（2）一切物体的分子都在不停地做无规则的运动（3）分子间有相互作用的引力和斥力。规律总结2：物体内能的改变（1）热传递改变物体的内能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同一物体的高温部分转移到低温部分过程高温物体,放出热量,内能减少,温度降低；低温物体,吸收热量,内能增加,温度升高.结果不同物体或同一物体的不同部分温度升高实质内能发生了转移，能的形式并未发生改变（2）做功改变物体的内能做功可以改变物体内能，对物体做功，物体的内能会增加；物体对外界做功，物体内能会减少。（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）做功和热传递在改变物体内能上是等效的改变物体内能的途径有两个：做功和热传递。一个物体内能的改变，可以通过做功的方式，也可以通过热传递的方式来实现，即做功和热传递在改变物体内能上是等效的。规律总结3：热量的计算1.计算物体吸收热量的公式为：Q吸=cm(t-t0)=cmt2.计算物体放出热量的公式为：Q放=cm(t0-t)=cmt其中，Q吸表示吸收热量，单位是J；c表示物体比热容，单位是J/(kg)；m表示质量，单位是kg；t0表示物体初始温度，单位是；t表示物体后来的温度，单位是。t=t-t0表示物体升高了的温度。t=t0-t，表示物理降低了的温度。3.热量计算的一般式：t表示温度的变化量。可见物体吸收或放出热量的多少由物体的质量、物质的比热容和物体温度的变化量这三个量的乘积决定，跟物体温度的高低无关Q吸和Q放公式中个物理量的单位：比热容c的单位是J/(kg)，质量m的单位是kg，温度（t或t0或t）的单位是，热量Q的单位是J，计算时要注意单位的统一。4.进行热量计算时应注意的四个问题正确理解公式中各量的物理意义。统一公式中各物理量的单位务必统一。公式适用于物态不发生变化时物体升温（或降温）过程中吸热（或放热）的计算。如果吸、放热过程中存在着物态变化，则不能使用这几个公式。解题时要认真审题，注意文字叙述中升高t（），升高了t（），降低t（），降低了t（）对应的是温度的改变量，而升高到t（），降低到t（）对应的是物体的末温为t（）。5.热平衡方程.两个温度不同的物体放在一起时，高温物体放出热量，温度降低；低温物体吸收热量，温度升高。若放出的热量没有损失，全部被低温物体吸收，最后两物体温度相同，成为“达到热平衡”。用公式表示为Q吸=Q放（热平衡方程）规律总结4：探究物质的比热容实验思路及其注意的事项1.实验方法有控制变量法、 转换法（通过温度变化快慢来反映吸热能力的强弱）。2.实验液体的选择：质量相同的不同液体。3.选择相同的热源目的是：以保证相同加热时间释放的热量相同。4.使用电加热器代替酒精灯的好处：易于控制产生热量的多少。5.实验中不断搅拌的目的：使液体受热均匀。6.描述物体吸热能力的物理量是比热容。7.结论:相同质量的不同物体，吸收相同的热量升高的温度不同，比热容大的升高的温度低。8.做哪些实验还能用的此实验器材：水的沸腾实验；焦耳定律。【例题1】（2018海南）对下列现象的解释，正确的是 ( )A打开香水瓶盖后，能闻到香味，说明分子在永不停息的运动B封闭在容器内的液体很难被压缩，说明分子间有引力C.用手捏海绵，海绵的体积变小了，说明分子间有间隙D.铅笔笔芯用了一段时间后会变短，说明分子间有斥力【答案】A.【解析】有的同学认为B也正确。用手捏海绵，海绵的体积变小了，说明海绵发生形变。不能证明分子间有间隙。分子动理论的基本内容（1）一切物质都是由分子组成的；（2）一切分子都在不停地做无规则运动；（3）分子之间存在着相互作用的引力和斥力。（4）温度越高分子运动得越剧烈。【例题2】（2019深圳）关于分子动理论，下列说法正确的是（ ）A打开香水瓶，不久就满屋子都能闻到香气，说明分子在永不停息地做无规则的运动B打扫教室地面时，看到灰尘在空中飞舞，说明分子在永不停息地做无规则的运动C酒精和水混合后体积减小的实验，说明分子间有引力D堆在墙角的煤会使墙体内部变黑，说明分子间有引力【答案】A【解析】打开香水瓶，不久就满屋子都能闻到香气，这是分子扩散现象，即说明分子在永不停息地做无规则的运动，A正确；看到灰尘在空中飞舞，这属于机械运动，分子较小，不借助工具，凭借肉眼看不见分子，B错误；酒精和水混合后体积减小的实验，说明分子间有空隙，C错误；堆在墙角的煤会使墙体内部变黑，说明分子在永不停息地做无规则的运动，D错误。【例题3】（2018兰州）小明在燃气灶上煲汤，将质量为2kg、初始温度为20的汤，升高了80，汤吸收了 J的热量，这是通过方式来改变汤的内能。汤的比热容为4103J/kg）【答案】6.4105；热传递。【解析】（1）汤吸收的热量：Q吸cmt4103J/（kg）2kg806.4105J；（2）在燃气灶上煲汤时，汤吸收热量，内能增加、温度升高，是利用热传递来改变汤的内能。【例题4】（2019云南）质量之比为2：3的甲、乙两种液体，当它们吸收的热量之比为7：5时，升高的温度之比为6：5，则甲、乙的比热容之比为 。【答案】7：4【解析】知道两物体的质量之比、升高的温度之比、吸收的热量之比，利用吸热公式求甲乙两物体的比热容关系。由题知，m甲：m乙=2：3，t甲：t乙=6：5，Q甲：Q乙=7：5，因为Q吸=cmt，Q甲：Q乙= c甲m甲t甲 : c乙m乙t乙 =7：5，解得：c甲: c乙=7：4【例题5】（2018张家界）张军在做“比较不同物质吸热的情况”实验时，使用相同的电加热器给水和煤油加热，得到如下数据：烧杯号物质质量m/g初温t1/末温t2/加热时间t/min1水300203012.32水15020306.23煤油30020306.14煤油30020253.1（1）本实验中，物质吸收热量的多少是通过比较 来反映。（2）分析1、3号烧杯的实验记录，可以得出的初步结论是： ，在质量相等、升高的温度相同时，吸收的热量不同。（3）分析1、2号烧杯的实验记录，可以得出的初步结论是：同种物质升高相同温度时，吸收热量的多少与物质的 有关。【答案】（1）加热时间；（2）不同物质；（3）质量。【解析】（1）本实验将“物体吸收热量的多少”转化为通过比较加热时间的长短来实现，这种方法称为“转换法”。（2）1、3号烧杯的实验记录，不同的物质，即升高的温度相同，加热时间即吸收的热量不同，质量相同的不同物质，升高相同的温度，吸收的热量不同；（3）1、2号烧杯的液体种类都是水，初温和末温即升高的温度相同，质量不同，加热时间即吸收的热量不同，所以可以得出质量不同的相同物质，升高相同的温度，吸收的热量不同。【例题6】（2019绥化）为了比较甲乙两种不同液体吸热情况，某同学做了如图所示的探究实验，并在实验过程中记录了下表中的数据。质量/g温度升高10所需时间/s温度升高20所需时间/s温度升高30所需时间/s液体甲3096202323液体乙3064133212（1）该实验中，在两个相同的烧杯中分别装上质量、初温都相同的液体甲和液体乙，并用两个相同的酒精灯对其加热，这其中运用了常用的物理科学方法，即 。（2）在该实验中利用了“转化思想”，即用加热时间的长短来表示液体甲和液体乙 。（3）对表中数据进行分析，液体乙的比热容小于液体甲的比热容 （选填“大于”、“小于”或“等于”）。【答案】（1）控制变量法；（2）吸热的多少；（3）小于。【解析】（1）在两个相同的烧杯中分别装上质量、初温都相同的液体甲和液体乙，并用两个相同的酒精灯对其加热，则两种物质在相同的时间吸收的热量是相同的，这种实验的方法是控制变量法；（2）加热时间越长，则表明物质吸收的热量越多，所以加热时间的长短来表示液体甲和液体乙吸热的多少；（3）根据表格中的数据可知，质量、初温都相同的液体甲和液体乙，在升高相同的温度时，甲的加热时间长，即甲吸热多，甲的比热容大，乙的比热容小。【2019年题组】一、填空题1.（2019绵阳）端午节到了，空气中弥漫着粽子的香味，粽叶飘香”是 现象，说明分子在；固体很难被压缩，是因为固体分子间存在着 。【答案】扩散；不停地做无规则运动；斥力。【解析】由于分子在不停地做无规则运动，所以我们会闻到粽子的香味，这就是扩散现象；物体不能无限地被压缩，说明分子间存在斥力。2.（2019大庆）把1kg的水从60开始加热至沸腾，温度随时间变化的图像如图，由图像可知，水的沸点是 ;水从70加热至90需要吸收的热量是 J;水沸腾时，水面上方的气压 一个标准大气压(最后一空选填“大于”“小于”或“等于”)。C水4.2103J/(kg)【答案】98；8.4104；小于。【解析】（1）根据液体沸腾的特点找到沸点：液体沸腾时不断吸收热量，温度保持不变，这个不变的温度是液体的沸点。（2）知道水的质量、水的比热容、水的初温和末温，利用吸热公式Q吸=cmt求水吸收的热量；（3）1标准大气压下水的沸点是100沸点跟气压有关，气压越高，沸点越高。由图可知，水沸腾时，不断吸收热量，保持98不变，所以98是水的沸点。水吸收的热量：Q吸=cmt=4.2103J/（kg）1kg（90-70）=8.4104J；1标准大气压下水的沸点是100沸点跟气压有关，气压越高，沸点越高。实验中水的沸点是98，所以实验时气压小于1标准大气压。二、选择题3.（2019沈阳）在一杯清水中滴入一滴红墨水， 不一会儿，整杯水变成了红色。这一现象能说明（ ）A 分子在不停地运动 B.分子数量巨大C.分子一直在膨胀中 D.分子间互相吸引又互相排斥【答案】A【解析】本题考查的是分子动理论的内容：物质是有大量分子构成的；分子在不停的做无规则运动；分子间存在相互作用的引力和斥力。滴入红墨水后整杯水变红是扩散现象扩散现象，说明了分子在不停的做无规则运动。4.（2019湖南岳阳）甲铁块质量是乙铁块的3倍，吸收相同的热量，则甲、乙两铁块的比热容之比和升高的温度之比分别为（ ）A1：1，1：3 B1：3，1：3 C1：1，3：1 D3：1，3：1【答案】A【解析】根据热量公式Q=cmt来分析，都是铁块比热容相同，吸收了相等的热量，甲铁块的质量是乙铁块质量的3倍，则甲、乙两铁块升高的温度之比是 1：2。比热容是物质的特性，甲乙两铁块物质种类相同，比热容相同，即比热容之比c甲：c乙=1：1；两铁块吸收热量之比Q甲：Q乙=1：1，质量之比m甲：m乙=3：1，由Q吸=cmt得，甲、乙两铁块升高的温度之比：t甲：t乙=Q甲/ c甲m甲：Q乙/ c乙m乙=1：3。三、实验题5.（2019连云港）某同学在做“探究不同物质的吸热能力”的实验时，使用相同的电加热器给甲、乙两种液体加热，得到的实验数据如下表：物质次数质量m/kg升高温度t/加热的时间t/min甲10.110220.2104乙30.110140.2202（1）实验中记录加热时间的目的是 （2）分析第1、2次或第3、4次实验数据，可以得出同种物质升高相同的温度时，吸收的热量的多少物质的 有关（3）分析第1、3次或第2、4次实验数据，可以得出质量相等的不同物质，升高相同的温度时，吸收的热量 （选填“相同”或“不同”）（4）分析第1、4次实验数据可以发现加热时间相同，单位质量的不同物质升高的温度 （选填“相同”或“不同”）（5）由上述分析可以得出（选填“甲”或“乙”）物质的吸热能力强（6）该实验采用的物理学研究方法是 和 【答案】（1）在相同时间内产生的热量相等；（2）质量；（3）不同；（4）相同；（5）甲；（6）转换法；控制变量法【解析】探究物质的吸热性能大小时，必须控制物质吸收的热量相等，因此实验中选用了两个相同的电加热器；根据控制变量法的要求，分析表中实验数据，根据实验所控制的变量与实验现象得出相应的结论；加热相同时间，甲乙吸收的热量相同，质量也相同，通过比较温度变化来比较吸热能力吸收热量的多少用加热时间来表示，用到了转换法，此实验还用到了控制变量法（1）实验中用同样的加热器，放出的热量才相同，物质吸收的热量才会相同，故用同样的加热器的目的是在相同的时间里供给的热量相同；（2）分析第1、2次或第3、4次实验数据，可以得出的初步结论是：同种物质升高相同温度时，吸收热量的多少与物质的质量有关；（3）由表中第1、3次或第2、4次实验数据可知，质量相同的甲和乙升高相同的温度，吸收的热量不相等；（4）分析第1、4次实验数据可以发现加热时间相同（2min），单位质量（0.1kg）的不同物质升高的温度相同（10）；（5）由表中第1、3次实验数据可知，液体质量和升高的温度相等而液体种类不同，甲液体的加热时间比乙液体的加热时间长，甲液体比乙液体吸收的热量多，由此可得：甲的吸热能力更强（6）吸收热量的多少用加热时间来表示，用到了转换法，此实验还用到了控制变量法 四、综合计算题6.（2019荆州）小明家里的电热水器里装有50kg、20的水，通电后将水加热到70，已知水=1.0103kg/m3，c水=4.2103J/（kg）。求：（1）电热水器里水的体积；（2）水吸收的热量。【答案】0.05m3；1.05107J。【解析】（1）水的体积V=m/=50kg/1103kg/m3=0.05m3；（2）Q吸=cmt=cm（t-t0）=4.2103J/（kg）50kg（70-20）=1.05107J。【2018年题组】一、填空题1.（2018齐齐哈尔）劣质的油性油漆、板材、涂料、胶粘剂等材料含有较多的甲醛、苯、二甲苯等有毒有机物，用来装修房屋，会造成室内环境污染，这是因为有毒有机物分子都在做永不停息的无规则运动，这种现象在夏天时特别严重，因为 越高， 越剧烈。【答案】温度；分子运动【解析】一切物质的分子都在永不停息的做无规则运动，即扩散，温度越高，分子运动越剧烈甲醛、苯、二甲苯等有毒有机物，用来装修房屋，会造成室内环境污染，这是因为有毒有机物向室内空气中慢慢扩散，即分子在永不停息地做无规则运动，因为分子的运动速度与温度有关，温度越高，分子运动越剧烈，所以在夏天时，扩散现象更为严重。2.（2018大连）太阳能安全、卫生、环保，我国近年来大力开发了太阳能热水器、太阳能飞机等。一同学家中太阳能热水器容量为0.1m3，则满箱水的质量为 kg：太阳能热水器1h使满箱水从20升高到30，水吸收的热量 J。【答案】100；4.2106。【解析】（1）由=m/V可得，水的质量：m=V=1.0103kg/m30.1m3=100kg；（2）水吸收的热量：Q吸=cmt=4.2103J/（kg）100kg（3020）=4.2106J。二、选择题3.（2018福建）下列现象中，能说明分子在不停地做无规则运动的是（ ）A冬天大雪纷飞 B桂花香飘满园C成群的蝴蝶翩翩起舞 D美丽的烟花在空中绽放【答案】B【解析】冬天大雪纷飞是物体的运动，故A不正确；桂花香飘满园是分子在不停地做无规则运动，故B正确；成群的蝴蝶翩翩起舞是物体运动，故C不正确；美丽的烟花在空中绽放是物体的运动，故D不正确4.（2018济宁）A、B两物体质量相等，温度均为10；甲、乙两杯水质量相等，温度均为50。现将A放入甲杯，B放入乙杯，热平衡后甲杯水温降低了4，乙杯水温降低了8，不考虑热量的损耗，则A、B两物体的比热容之比为（ ） A 4:9 B3:5 C2:3 D1:2 【答案】A 【解析】设A、B的质量均为m，水的质量均为M，则对于A物体而言，它吸收的热量等于水所放出的热量，故cAm(4610)=c水M4；则对于B物体而言，它吸收的热量等于水所放出的热量，故cBm(4210)=c水M8；联立以上二式解之得cA：cB=4：9，故A是正确的。三、实验题5.（2018江西）在探究“水和沙子的吸热性能”的实验中，用同一盏酒精灯对它们分别加热相同的时间，观察它们温度升高的情况（1）实验中应选取初温和相同的水和沙子（2）若从9点整开始加热，几分钟后，某时刻手表的指针如图所示，则加热所用的时间为s（3）通过大量实验可以得出：质量相等的不同物质，在升高相同的温度时吸收的热量是（选填“相等”或“不相等”的）【答案】（1）质量；（2）280；（3）不相等【解析】使用相同的酒精灯通过加热时间的长短来比较吸热多少，这种方法叫转化法比较物质吸热能力的2种方法：使相同质量的不同物质升高相同的温度，比较吸收的热量（即比较加热时间），吸收热量多的吸热能力强；使相同质量的不同物质吸收相同的热量，比较温度的变化，温度变化小的吸热能力强；认清分针和秒针对应的刻度读数（1）根据控制变量法，实验中应选取初温和质量相同的水和沙子；（2）若从9点整开始加热，几分钟后，某时刻手表的指针如图所示，从图中可知，加热时间为45分钟，加热所用的时间为4分钟40秒，即460s+40s=280s，（3）大量实验可以得出：质量相等的不同物质，在升高相同的温度时吸收的热量是不相等的四、综合计算题6.（2018成都）甲、乙两物体的质量之比为4:1,用两个相同的酒精灯分别给它们加热，（设酒精燃烧放出的热量全部被甲和乙吸收）。如图所示为甲、乙两物体的温度随时间的变化曲线，若甲的比热容为0.42103J(kg)，则乙的比热容是多少？ 【答案】 3.36103J/（kg）【解析】m甲：m乙=4：1，Q甲=Q乙，C甲=0.4103J/（kg），由图看出：经过4分时，t甲=60-20=40，t乙=60-40=20根据Q=Cmt得：C甲m甲t甲=C乙m乙t乙，C乙=3.36103J/（kg）【2020年模拟压轴题组】一、填空题1.（2020齐齐哈尔模拟）把磨得很光滑的铅片和金片紧压在一起，在室温下放置5年后再将它们切开，可以看到它们互相渗入约1m深，表明固体之间也能发生_现象；将两个铅柱的底面削平、削干净，然后紧压在一起，两个铅柱就会结合在一起，甚至下面调一个重物都不会拉开，主要是因为铅柱的分子之间存在_。【答案】扩散；引力。【解析】将光滑的铅片和金片紧压在一起，在室温下放置5年，铅片和金片相互渗透约1mm，表明固体之间也能发生扩散现象；将两个铅柱的底面削平、削干净，然后紧压在一起，两个铅柱可以吊一个重物而不能拉开，主要是因为铅柱的分子之间存在引力。2.（2020上海虹口模拟）将盛有凉牛奶的瓶子放在热水中（如图所示），通过 方式改变牛奶的内能，图中乙是250g牛奶与热水的温度随时间变化的图象，则牛奶在加热过程中吸收的热量为 Jc牛奶=4.2103J/（kg） 【答案】热传递；2.1104【解析】（1）改变内能的方法：一是做功，二是热传递，物体放出热量、内能减少、温度降低；（2）知道牛奶的质量、比热容，求出温度升高值，利用吸热公式Q吸=cmt求牛奶吸收的热量。给牛奶加热的过程中，牛奶吸收热量、内能增加，是通过热传递方式改变了牛奶的内能；由图乙可知，牛奶升高的温度：t=4020=20，则牛奶吸收的热量：Q吸=cmt=4.2103J/（kg）0.25kg20=2.1104J。二、选择题3.（2020哈尔滨萧红模拟）端午节，妈妈蒸制粽子的过程中，涉及到的有关物理现象表述正确的是（ ）A蒸粽子时，冒出的“白气”是汽化现象B粽子香味扑面而来，说明分子不停地做无规则运动C水沸腾时吸收热量，温度升高D蒸粽子主要是通过做功的方式改变物体的内能【答案】B 【解析】A蒸粽子时，锅里不断冒出的“白气”是液化现象，不是汽化现象，说法错误；B粽子香味扑面而来，闻到阵阵香气，这是扩散的现象，说明分子在不停地做无规则运动，说法正确；C当水沸腾时，继续吸热，温度保持不变，说法错误；D蒸粽子主要是通过热传递改变物体的内能，说法错误。4.（2020郑州一模拟）水的比热容为4.2103J/（kg），1kg水温度从50降低到20，放出的热量是（ ）A4.2103J B8.4104J C1.26105J D2.1105J【答案】C【解析】题中已给出比热容c、质量m、初温t0、降低后的温度t，求解放出热量Q放可以直接根据公式Q放=cm(t0-t)。三、实验题5.（2020济南模拟）小明为比较“不同物质的吸热能力”设计了如下的实验方案：将质量相同的水和煤油分别装入烧杯中，固定在铁架台上，用两个相同的酒精灯同时加热水和煤油，实验装置如图所示，实验时每隔一段时间同时测量水和煤油的温度。（1）在安装、调整实验器材时，科学合理的顺序是（图甲中）：先调整固定_位置，再调整固定_的位置（两空均选填“A”或“B”）。（2）下表是小明记录的数据，由表格可知，小明是通过观察比较_的多少，来比较水和煤油的吸热能力的，小明得出的结论是_。物质次数质量m/kg升高的温度t/加热的时间t/min水10.110220.2104煤油30.110140.2102（3） 若水的比热容为4.2103J/（kg），请你计算出第一次实验中，水吸收的热量是_J。【答案】（1）B A（2）加热时间，相同质量的水和煤油，在升高相同的温度时，水需要的加热时间长，故水的吸热能力大（3）4.2103【解析】（1）先通过估测酒精灯火焰大致位置，调节固定B后，放上玻璃杯，然后再根据温度计能正确测量液体温度时的位置，调节确定A.（2）对于不同物质，利用控制变量法，根据加热时间来观察温度计度数，看吸热能力。（3）对于水，已知c=4.2103J/（kg） m=0.1kg t=10利用吸热公式Q吸=cmt求出即可。四、综合计算题6.（2020咸阳模拟）当今太阳能热水器已经在广安城乡用得非常普遍了，如图所示。已知某太阳能热水器在冬季有效日照时段里，能将8 、100 L水加热到38 。请解答：在此过程中，水吸收了多少热量？水的比热容为4.2103 J/（kg），水的密度为1.0103 kg/m3【答案】1.26107 J【解析】本题考查密度公式和吸热公式的应用。由=m/v公式求出水的质量m,根据物体吸收热量公式Q吸=cm（tt0）求出结论。太阳能热水器中水的体积 V=100 L=100 dm3=0.1 m3，由=m/v可得，水的质量 m=V=1.0103 kg/m30.1 m3=100 kg。在此过程中，水吸收的热量Q吸=cm（tt0）=4.2103 J/（kg）100 kg（38 8 ）=1.26107 J。
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