知識(shí)點(diǎn)回顧
知識(shí)點(diǎn)1:分子熱運(yùn)動(dòng)
1、分子熱運(yùn)動(dòng):
(1)物質(zhì)的構(gòu)成:宇宙是由物質(zhì)組成的,物質(zhì)是由分子組成的;分子是由原子組成的,原子是由原子核和核外電子組成的,原子核是由質(zhì)子和中子組成的。
※分子是保持物質(zhì)原來(lái)性質(zhì)的最小微粒!
(2)分子動(dòng)理論內(nèi)容:①物質(zhì)是由分子構(gòu)成的;②一切物體的分子都在不停地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)。③分子間存在相互作用的引力和斥力;④分子之間有間隙。
(3)熱運(yùn)動(dòng):分子運(yùn)動(dòng)快慢與溫度有關(guān),溫度越高,分子熱運(yùn)動(dòng)越劇烈。熱運(yùn)動(dòng)是分子運(yùn)動(dòng),屬于微觀(guān)運(yùn)動(dòng),不可能停止,而機(jī)械運(yùn)動(dòng)是整個(gè)物體運(yùn)動(dòng),屬于宏觀(guān)運(yùn)動(dòng),可以停止。
(4)擴(kuò)散:不同物質(zhì)相互接觸,彼此進(jìn)入對(duì)方的現(xiàn)象。
①不同物質(zhì)擴(kuò)散快慢不同,一般情況下,氣體擴(kuò)散最快,固體最慢。
②擴(kuò)散快慢還與溫度有關(guān),溫度越高,擴(kuò)散越快。
③擴(kuò)散是分子運(yùn)動(dòng)的結(jié)果,如果因攪拌、風(fēng)力、重力等外在因素使物體發(fā)生了宏觀(guān)運(yùn)動(dòng),這樣的現(xiàn)象不屬于擴(kuò)散現(xiàn)象。
※擴(kuò)散現(xiàn)象說(shuō)明:(1)一切物質(zhì)分子都在不停地做無(wú)規(guī)則的運(yùn)動(dòng); (2)分子之間有間隙。
2、分子間作用力:
(1)分子間存在相互作用力,包括分子引力和分子斥力,且是同時(shí)存在的:
(2)正常情況下,分子引力和分子斥力彼此平衡,對(duì)外表現(xiàn)為無(wú)力;
(3)當(dāng)壓縮物體時(shí),分子斥力大于分子引力,對(duì)外表現(xiàn)為斥力;
(4)當(dāng)拉伸物體時(shí),分子引力大于分子斥力,對(duì)外表現(xiàn)為引力;
(5)分子間作用力(包括引力和斥力)隨著分子間的距離增大而減小;
(6)如果分子間距離很大,作用力幾乎為零,可以忽略不計(jì);因此,氣體具有流動(dòng)性,也容易被壓縮。
(7)液體間分子之間距離比氣體小,比固體大,液體分子之間的作用力比固體小,沒(méi)有固定的形狀,具有流動(dòng)性。
知識(shí)點(diǎn)2:內(nèi)能
1、內(nèi)能:物體內(nèi)部所有分子熱運(yùn)動(dòng)的分子動(dòng)能與分子勢(shì)能的總和,叫做物體的內(nèi)能。
(1)因?yàn)橐磺形镔|(zhì)分子都在不停地做無(wú)規(guī)則的運(yùn)動(dòng),所以物體的內(nèi)能不可能為零, 任何物體在任何情況下都具有內(nèi)能。
(2)物體內(nèi)大量分子做無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)所具有的能量稱(chēng)為分子動(dòng)能。物體的溫度越高,分子運(yùn)動(dòng)得越快,它們的動(dòng)能越大。同一個(gè)物體(物態(tài)不變),溫度越高,內(nèi)能越大。
(3)由于分子之間具有一定的距離,也具有一定的作用力,因而分子具有勢(shì)能,稱(chēng)為分子勢(shì)能。分子間距發(fā)生變化時(shí),物體的體積也會(huì)變,其內(nèi)能會(huì)發(fā)生變化。所以分子勢(shì)能與物體的體積有關(guān)。
(4)內(nèi)能大小與物體的質(zhì)量、溫度、狀態(tài)等有關(guān)。
2、內(nèi)能的改變:
改變物體內(nèi)能的兩種方法:做功和熱傳遞。
(1)物體對(duì)外做功,物體的內(nèi)能減??;外界對(duì)物體做功,物體的內(nèi)能增大。
(2)熱傳遞發(fā)生的條件:存在溫度差。
能量(內(nèi)能)從高溫物體轉(zhuǎn)移到低溫物體:
a.高溫物體內(nèi)能減小,溫度降低,放出熱量;
b.低溫物體內(nèi)能增大,溫度升高,吸收熱量。
(3)做功和熱傳遞在改變內(nèi)能方面是等效的,但實(shí)質(zhì)不同:做功改變內(nèi)能屬于能的轉(zhuǎn)化,熱傳遞改變內(nèi)能屬于能的轉(zhuǎn)移。
3、溫度、內(nèi)能、熱量:
熱量(Q):在熱傳遞過(guò)程中,傳遞能量的多少叫熱量。(物體含有多少熱量的說(shuō)法是錯(cuò)誤的);
溫度、內(nèi)能、熱量之間的關(guān)系:
(1)物體溫度升高,內(nèi)能一定增大,但不一定吸收熱量,因?yàn)樽龉σ部梢允刮矬w的內(nèi)能增大;
(2)物體內(nèi)能增大,溫度不一定升高,也不一定吸收熱量,因?yàn)閮?nèi)能增大有可能是因?yàn)闋顟B(tài)改變?cè)斐傻?,做功也可以使物體的內(nèi)能增大;
(3)物體吸收熱量,內(nèi)能一定增大,但溫度可能升高,也可能不變,因?yàn)槲諢崃坑锌赡芨淖兾矬w的狀態(tài)。
※溫度、熱量與內(nèi)能的關(guān)系(熱量是一個(gè)過(guò)程量,一般說(shuō)傳遞熱量;內(nèi)能是一個(gè)狀態(tài)量一般說(shuō)具有內(nèi)能;溫度是一個(gè)狀態(tài)量,一般說(shuō)升高或者降低溫度)
知識(shí)點(diǎn)3:比熱容
1、比熱容:
(1)比熱容定義:?jiǎn)挝毁|(zhì)量的某種物質(zhì),溫度升高1℃所吸收或者降低1℃所放出的熱量叫做這種物質(zhì)的比熱容。
(2)比熱容是物質(zhì)的一種屬性,每種物質(zhì)都有自己的比熱容。比熱容的大小與物體的種類(lèi)、狀態(tài)有關(guān),與質(zhì)量、體積、溫度、密度、吸熱放熱、形狀等無(wú)關(guān)。
(3)水的比熱容是4.2×103J/(kg·℃),表示的物理意義是:1千克的水溫度升高1℃吸收的熱量是4.2×103J。
2、熱量的簡(jiǎn)單計(jì)算
熱量的計(jì)算:(1)吸熱:Q吸=cm△t=cm(t-t0);(2)放熱:Q放=cm△t= cm(t0-t)。
其中:Q吸—吸收的熱量,單位:焦(J),Q放—放出的熱量。
c—比熱容,單位:焦每千克攝氏度(J/(kg·℃))
m—質(zhì)量,單位:千克(kg)
△t—變化的溫度(升高或降低的溫度),單位:攝氏度(℃);t0—初始溫度、t—末溫。
3、“水的比熱容較大”的應(yīng)用:
(1)用水取暖或冷卻 (2)用水調(diào)節(jié)氣溫
典例分析
考點(diǎn)1 分子熱運(yùn)動(dòng)
【典例1】(2022?鎮(zhèn)江)端午節(jié)民間有戴香包的習(xí)俗,香包內(nèi)有艾草,遠(yuǎn)遠(yuǎn)地就能聞到艾香,這是因?yàn)椋? )
A.分子在不停地運(yùn)動(dòng)B.分子間有空隙
C.分子間有引力D.分子間有斥力
【典例2】(2022?曹縣二模)2022年3月22日,“天宮課堂”第二次太空授課如期舉行。在液橋演示實(shí)驗(yàn)中,水將兩個(gè)塑料板連接起來(lái),連接著兩個(gè)固體表面之間的一段液體形成了一座橋,即液橋,如圖所示。在地面上,兩手指沾水,可形成一段很小的液橋。關(guān)于液橋,下列說(shuō)法正確的是( )
A.液橋?qū)嶒?yàn)說(shuō)明水是由大量分子組成的
B.液橋?qū)嶒?yàn)說(shuō)明水分子都在不停地做無(wú)規(guī)則的運(yùn)動(dòng)
C.液橋?qū)嶒?yàn)說(shuō)明水的溫度越高,擴(kuò)散越快
D.液橋?qū)嶒?yàn)說(shuō)明水分子間存在著一定的引力
【典例3】(2022?東營(yíng))如圖甲,在一個(gè)燒杯中裝半杯熱水,另一個(gè)同樣的燒杯中裝等量的冷水。同時(shí)滴入一滴紅墨水,發(fā)現(xiàn)裝熱水的杯子變紅的速度更快,這說(shuō)明了分子的運(yùn)動(dòng)跟 有關(guān)。如圖乙,將兩個(gè)鉛柱的底面削平,然后緊緊地壓在一起,在下面吊一個(gè)重物都不能把它們拉開(kāi),這說(shuō)明了分子之間存在 。
【典例4】(2022?齊齊哈爾)疫情防控不能放松。我們?cè)谑褂镁凭珴窠磉M(jìn)行手部消毒的過(guò)程中,能聞到酒精的氣味,這是 現(xiàn)象。當(dāng)固體被壓縮時(shí),分子間的距離變小,分子間的作用力表現(xiàn)為 。
【典例5】(2021?北京)為了說(shuō)明分子之間有引力,小明在實(shí)驗(yàn)室用兩個(gè)緊壓在一起的鉛柱做實(shí)驗(yàn),如圖所示,鉛柱A和鉛柱B所受的重力均為2N,兩個(gè)鉛柱接觸面的面積為3cm2,當(dāng)懸掛重物所受的重力為20N時(shí),兩個(gè)鉛柱沒(méi)有被拉開(kāi)。于是,小明認(rèn)為這個(gè)實(shí)驗(yàn)說(shuō)明了分子之間存在引力。小華觀(guān)測(cè)到該實(shí)驗(yàn)室的大氣壓為1×105Pa,于是她認(rèn)為兩個(gè)鉛柱之所以沒(méi)被拉開(kāi),是因?yàn)榇髿鈮旱淖饔?。?qǐng)你利用所學(xué)知識(shí)和上述數(shù)據(jù),判斷小明做的鉛柱實(shí)驗(yàn)?zāi)芊裾f(shuō)明分子之間存在引力。請(qǐng)寫(xiě)出計(jì)算、推理過(guò)程和結(jié)論。
考點(diǎn)2 內(nèi)能
【典例6】(2022?攀枝花)下圖中,內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的是( )
A. B.C. D.
【典例7】(2021?南京)以下描述中的“發(fā)熱”現(xiàn)象,其改變內(nèi)能的方式與其他三個(gè)不同的是( )
A.鋸木頭鋸條發(fā)熱B.陽(yáng)光下路面發(fā)熱
C.鐵絲反復(fù)彎折后發(fā)熱D.搓手時(shí)手掌發(fā)熱
【典例8】(2022?湘潭)磨刀時(shí)刀發(fā)熱,此過(guò)程中主要是 (選填“做功”或“熱傳遞”)改變了刀的內(nèi)能;用相同的力切菜時(shí),刀口越薄,對(duì)菜的壓強(qiáng)越 (選填“大”或“小”)。
【典例9】(2022?德州模擬)水餃?zhǔn)巧綎|人民比較喜愛(ài)的傳統(tǒng)美食,如圖所示。餃子放在水平桌面上,受到的重力與 是一對(duì)平衡力。煮水餃時(shí)是通過(guò) 的方式來(lái)改變水餃的內(nèi)能的;水餃出鍋時(shí)香氣四溢,說(shuō)明分子在 ;真空包裝的水餃從德州帶到北京,其質(zhì)量 (選填“變大”“變小”或“不變”)。
考點(diǎn)3 比熱容
【典例10】(2021?鄂州)下列有關(guān)熱和能的說(shuō)法中,正確的是( )
A.發(fā)生熱傳遞時(shí),溫度總是從高溫物體傳遞給低溫物體
B.一塊0℃的冰熔化成0℃的水后,溫度不變,內(nèi)能不變
C.內(nèi)燃機(jī)的壓縮沖程,主要通過(guò)做功的方式增大汽缸內(nèi)物質(zhì)的內(nèi)能
D.夏天在室內(nèi)灑水降溫,利用了水的比熱容較大的性質(zhì)
【典例11】(2022?海門(mén)市校級(jí)模擬)如圖甲所示,小虎同學(xué)將質(zhì)量為20g的木塊(ρ木<ρ水)輕輕放入裝滿(mǎn)水的溢水杯中,當(dāng)水停止外流時(shí)接水杯的水量如圖乙所示(接水杯為內(nèi)徑均勻的柱形容器)。假如將這個(gè)接水杯倒?jié)M開(kāi)水,這杯水溫度降低到與體溫相近時(shí)飲用,則水放出的熱量最可能是【水的比熱容為4.2×103J/(kg?℃)】( )
A.1.0×104JB.1.5×104JC.2.5×104JD.3.5×104J
【典例12】(2022?西藏)“母親節(jié)”這天,扎西同學(xué)為媽媽燉了一碗排骨湯,將裝湯的碗放在有5kg水的盆子中進(jìn)行降溫。扎西同學(xué)用水進(jìn)行降溫主要是利用了水的 大,過(guò)了一會(huì)兒,水溫由15℃升高到20℃,水吸收的熱量為 J。[c水=4.2×103J/(kg?℃)]
【典例13】(2022?宜昌)小麗用相同的電加熱器分別對(duì)質(zhì)量為0.2kg的水和0.3kg的另一種液體進(jìn)行加熱,得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如圖所示,則水在16min內(nèi)吸收的熱量為 J,另一種液體的比熱容為 J/(kg?℃)。[c水=4.2×103J/(kg?℃)]
【典例14】(2022?福建)在探究“不同物質(zhì)吸熱的情況”實(shí)驗(yàn)中:
(1)用相同的酒精燈加熱質(zhì)量相等的沙子和水,使它們升高相同的溫度,通過(guò)比較
來(lái)判斷吸收熱量的多少。
(2)加熱10min后,測(cè)得水的溫度如圖,該示數(shù)為 ℃。
(3)多次實(shí)驗(yàn)后得到的數(shù)據(jù)如下表,分析可得:質(zhì)量相等的水和沙子,升高相同的溫度,水比沙子吸收更 的熱量。
(4)根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)論推理:沿海地區(qū)晝夜溫差比內(nèi)陸地區(qū)更 。
【典例15】(2022?浦東新區(qū)二模)質(zhì)量為10千克的水溫度升高15℃,求水吸收的熱量Q吸。[c水=4.2×103焦/(千克?℃)]
【典例16】(2022?呼和浩特)為了探究沙漠中與大海邊晝夜溫差的變化問(wèn)題。小于同學(xué)取了兩個(gè)完全相同的、比較大的玻璃器皿。分別裝入質(zhì)量、初溫都相同的沙子和水。在陽(yáng)光充足,溫暖的地方進(jìn)行暴曬。經(jīng)過(guò)相同時(shí)間,發(fā)現(xiàn)兩個(gè)玻璃器皿中的沙子和水,溫度都發(fā)生了明顯變化。你認(rèn)為,沙子和水,誰(shuí)的溫度變化大?請(qǐng)用學(xué)過(guò)的物理知識(shí)說(shuō)明原因。并回答開(kāi)始探究的問(wèn)題。
鞏固訓(xùn)練
一、選擇題。
1.(2022?徐州)如圖所示,熱熔法連接PPR管時(shí),用熱熔器加熱粗管端口內(nèi)層和細(xì)管端口外層,然后把細(xì)管推進(jìn)粗管,冷卻后兩根管子就連接在一起很難被拉開(kāi)了,這個(gè)現(xiàn)象說(shuō)明( )

A.分子是由原子構(gòu)成的B.分子是運(yùn)動(dòng)的
C.分子間存在引力D.分子間存在斥力
2.(2022?沈陽(yáng)模擬)關(guān)于圖中所示的四種情景,下列說(shuō)法中正確的是( )
A.甲圖向飲料管A中吹氣時(shí),飲料管B中的液面會(huì)下降
B.乙圖托里拆利實(shí)驗(yàn)的玻璃管傾斜放置時(shí),管內(nèi)的水銀柱高度仍為760mm
C.丙圖鉛塊緊壓在一起后能吊住重物,說(shuō)明分子間存在斥力
D.丁圖滾擺實(shí)驗(yàn)的主要目的是研究動(dòng)能和彈性勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化
3.(2022?黑龍江)下列關(guān)于內(nèi)能知識(shí)的描述正確的是( )
A.物體溫度越高內(nèi)能越大,所以0℃的冰沒(méi)有內(nèi)能
B.溫度越高的物體含有的熱量越多,所以0℃的冰沒(méi)有熱量
C.摩擦生熱是通過(guò)做功的方式改變了物體的內(nèi)能
D.物體吸收熱量,內(nèi)能增加,溫度一定升高
4.(2022?泰安)如圖所示,用酒精燈給試管中的水加熱,水溫上升,直至沸騰一段時(shí)間后,會(huì)看到試管口的橡皮塞被沖出。下列描述正確的是( )

A.試管中的水在升溫過(guò)程中是通過(guò)做功的方式增加內(nèi)能的
B.試管中的水沸騰時(shí)吸收熱量,溫度升高
C.水蒸氣對(duì)橡皮塞做功,水蒸氣的內(nèi)能增加
D.水蒸氣對(duì)橡皮塞做功,其能量轉(zhuǎn)化與汽油機(jī)做功沖程的能量轉(zhuǎn)化相同
5.(2022?濟(jì)南)炎炎夏日,小梅來(lái)到美麗的海濱城市青島。她發(fā)現(xiàn),在這里白天的風(fēng)常常從海面吹向陸地,而每到夜晚風(fēng)卻從陸地吹向海面。她利用學(xué)過(guò)的物理知識(shí)進(jìn)行分析,并畫(huà)出陸地和海面之間空氣流動(dòng)情況的示意圖,如圖所示。形成這一現(xiàn)象的主要原因是( )

A.海水的密度小于砂石的密度 B.海水的密度大于砂石的密度
C.海水的比熱容小于砂石的比熱容 D.海水的比熱容大于砂石的比熱容
6.(2022?綿陽(yáng)模擬)對(duì)下列圖象中的物理信息描述正確的是( )
A.如圖甲,該凸透鏡的焦距是10cm
B.如圖乙,該物質(zhì)可能是水
C.如圖丙,分別用兩個(gè)完全相同的熱源同時(shí)給質(zhì)量和初溫完全相同的a、b兩種液體加熱所得溫度隨時(shí)間的變化關(guān)系圖象,由圖可知ca>cb
D.如圖丁,黑龍江北部(最低溫度﹣52.3℃)可以使用水銀溫度計(jì)
二、填空題。
7.(2022?淮安)如圖所示,向一端封閉的玻璃管中注水至一半位置,再注滿(mǎn)酒精,封閉管口。反復(fù)翻轉(zhuǎn)玻璃管,使水和酒精充分混合,觀(guān)察到水和酒精的總體積變小,說(shuō)明組成物質(zhì)的分子間存在 ;
加注酒精過(guò)程中,能明顯聞到酒精的氣味,說(shuō)明 。
8.(2022?天津)2022年5月20日,我國(guó)使用長(zhǎng)征二號(hào)丙運(yùn)載火箭同時(shí)將3顆試驗(yàn)衛(wèi)星發(fā)射成功。火箭從地面向上發(fā)射過(guò)程中,其外殼與大氣摩擦后溫度升高,內(nèi)能 ,這是通過(guò) 的方式改變內(nèi)能。
9.(2022?益陽(yáng))烈日炎炎的夏季,白天沙灘上的沙子熱得燙腳,但海水卻非常涼爽,主要是因?yàn)樗谋葻崛荼壬匙拥谋葻崛? 。1kg的砂石,溫度升高10℃,需要吸收的熱量為 J。【c砂石=0.92×103J/(kg?℃)】
10.(2022?大慶)“早穿皮襖午穿紗,守著火爐吃西瓜”是對(duì)大漠氣候的生動(dòng)描寫(xiě),而沿海地區(qū)晝夜溫差則不大,這是由砂石與水的比熱容不同造成的。已知砂石和水的比熱容之比為1:4,砂石和水的密度之比為3:2。當(dāng)相同體積的砂石和水吸收相同的熱量時(shí),它們升高的溫度之比為 。
三、實(shí)驗(yàn)探究題。
11.(2022?岳陽(yáng))圖甲是“比較不同物質(zhì)的吸熱能力”的實(shí)驗(yàn)裝置。
(1)兩支試管里水和煤油的質(zhì)量 (填“相同”或“不同”)。
(2)相同時(shí)間內(nèi),水吸收的熱量 (填“大于”、“等于”或
“小于”)煤油吸收的熱量。
(3)由圖乙可知, 的吸熱能力更強(qiáng)。
四、計(jì)算題。
12.(2022?蒸湘區(qū)校級(jí)模擬)如圖,是1kg冰在空氣中熔化時(shí)的溫度變化曲線(xiàn)圖,請(qǐng)解答:
已知:c水=4.2×103J/(kg?℃),c冰=2.1×103J/(kg?℃)
(1)冰在開(kāi)始熔化前共吸收了多少熱量?
(2)上述熱量可以讓熔化后的水溫度升高多少攝氏度?
升高的溫度/℃
5
10
15
20
加熱水的時(shí)間/min
2.5
5
7.5
10
加熱沙子的時(shí)間/min
1
2
3
4
第十三章 內(nèi)能(解析版)
知識(shí)導(dǎo)航
知識(shí)點(diǎn)回顧
知識(shí)點(diǎn)1:分子熱運(yùn)動(dòng)
1、分子熱運(yùn)動(dòng):
(1)物質(zhì)的構(gòu)成:宇宙是由物質(zhì)組成的,物質(zhì)是由分子組成的;分子是由原子組成的,原子是由原子核和核外電子組成的,原子核是由質(zhì)子和中子組成的。
※分子是保持物質(zhì)原來(lái)性質(zhì)的最小微粒!
(2)分子動(dòng)理論內(nèi)容:①物質(zhì)是由分子構(gòu)成的;②一切物體的分子都在不停地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)。③分子間存在相互作用的引力和斥力;④分子之間有間隙。
(3)熱運(yùn)動(dòng):分子運(yùn)動(dòng)快慢與溫度有關(guān),溫度越高,分子熱運(yùn)動(dòng)越劇烈。熱運(yùn)動(dòng)是分子運(yùn)動(dòng),屬于微觀(guān)運(yùn)動(dòng),不可能停止,而機(jī)械運(yùn)動(dòng)是整個(gè)物體運(yùn)動(dòng),屬于宏觀(guān)運(yùn)動(dòng),可以停止。
(4)擴(kuò)散:不同物質(zhì)相互接觸,彼此進(jìn)入對(duì)方的現(xiàn)象。
①不同物質(zhì)擴(kuò)散快慢不同,一般情況下,氣體擴(kuò)散最快,固體最慢。
②擴(kuò)散快慢還與溫度有關(guān),溫度越高,擴(kuò)散越快。
③擴(kuò)散是分子運(yùn)動(dòng)的結(jié)果,如果因攪拌、風(fēng)力、重力等外在因素使物體發(fā)生了宏觀(guān)運(yùn)動(dòng),這樣的現(xiàn)象不屬于擴(kuò)散現(xiàn)象。
※擴(kuò)散現(xiàn)象說(shuō)明:(1)一切物質(zhì)分子都在不停地做無(wú)規(guī)則的運(yùn)動(dòng); (2)分子之間有間隙。
2、分子間作用力:
(1)分子間存在相互作用力,包括分子引力和分子斥力,且是同時(shí)存在的:
(2)正常情況下,分子引力和分子斥力彼此平衡,對(duì)外表現(xiàn)為無(wú)力;
(3)當(dāng)壓縮物體時(shí),分子斥力大于分子引力,對(duì)外表現(xiàn)為斥力;
(4)當(dāng)拉伸物體時(shí),分子引力大于分子斥力,對(duì)外表現(xiàn)為引力;
(5)分子間作用力(包括引力和斥力)隨著分子間的距離增大而減小;
(6)如果分子間距離很大,作用力幾乎為零,可以忽略不計(jì);因此,氣體具有流動(dòng)性,也容易被壓縮。
(7)液體間分子之間距離比氣體小,比固體大,液體分子之間的作用力比固體小,沒(méi)有固定的形狀,具有流動(dòng)性。
知識(shí)點(diǎn)2:內(nèi)能
1、內(nèi)能:物體內(nèi)部所有分子熱運(yùn)動(dòng)的分子動(dòng)能與分子勢(shì)能的總和,叫做物體的內(nèi)能。
(1)因?yàn)橐磺形镔|(zhì)分子都在不停地做無(wú)規(guī)則的運(yùn)動(dòng),所以物體的內(nèi)能不可能為零, 任何物體在任何情況下都具有內(nèi)能。
(2)物體內(nèi)大量分子做無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)所具有的能量稱(chēng)為分子動(dòng)能。物體的溫度越高,分子運(yùn)動(dòng)得越快,它們的動(dòng)能越大。同一個(gè)物體(物態(tài)不變),溫度越高,內(nèi)能越大。
(3)由于分子之間具有一定的距離,也具有一定的作用力,因而分子具有勢(shì)能,稱(chēng)為分子勢(shì)能。分子間距發(fā)生變化時(shí),物體的體積也會(huì)變,其內(nèi)能會(huì)發(fā)生變化。所以分子勢(shì)能與物體的體積有關(guān)。
(4)內(nèi)能大小與物體的質(zhì)量、溫度、狀態(tài)等有關(guān)。
2、內(nèi)能的改變:
改變物體內(nèi)能的兩種方法:做功和熱傳遞。
(1)物體對(duì)外做功,物體的內(nèi)能減??;外界對(duì)物體做功,物體的內(nèi)能增大。
(2)熱傳遞發(fā)生的條件:存在溫度差。
能量(內(nèi)能)從高溫物體轉(zhuǎn)移到低溫物體:
a.高溫物體內(nèi)能減小,溫度降低,放出熱量;
b.低溫物體內(nèi)能增大,溫度升高,吸收熱量。
(3)做功和熱傳遞在改變內(nèi)能方面是等效的,但實(shí)質(zhì)不同:做功改變內(nèi)能屬于能的轉(zhuǎn)化,熱傳遞改變內(nèi)能屬于能的轉(zhuǎn)移。
3、溫度、內(nèi)能、熱量:
熱量(Q):在熱傳遞過(guò)程中,傳遞能量的多少叫熱量。(物體含有多少熱量的說(shuō)法是錯(cuò)誤的);
溫度、內(nèi)能、熱量之間的關(guān)系:
(1)物體溫度升高,內(nèi)能一定增大,但不一定吸收熱量,因?yàn)樽龉σ部梢允刮矬w的內(nèi)能增大;
(2)物體內(nèi)能增大,溫度不一定升高,也不一定吸收熱量,因?yàn)閮?nèi)能增大有可能是因?yàn)闋顟B(tài)改變?cè)斐傻?,做功也可以使物體的內(nèi)能增大;
(3)物體吸收熱量,內(nèi)能一定增大,但溫度可能升高,也可能不變,因?yàn)槲諢崃坑锌赡芨淖兾矬w的狀態(tài)。
※溫度、熱量與內(nèi)能的關(guān)系(熱量是一個(gè)過(guò)程量,一般說(shuō)傳遞熱量;內(nèi)能是一個(gè)狀態(tài)量一般說(shuō)具有內(nèi)能;溫度是一個(gè)狀態(tài)量,一般說(shuō)升高或者降低溫度)
知識(shí)點(diǎn)3:比熱容
1、比熱容:
(1)比熱容定義:?jiǎn)挝毁|(zhì)量的某種物質(zhì),溫度升高1℃所吸收或者降低1℃所放出的熱量叫做這種物質(zhì)的比熱容。
(2)比熱容是物質(zhì)的一種屬性,每種物質(zhì)都有自己的比熱容。比熱容的大小與物體的種類(lèi)、狀態(tài)有關(guān),與質(zhì)量、體積、溫度、密度、吸熱放熱、形狀等無(wú)關(guān)。
(3)水的比熱容是4.2×103J/(kg·℃),表示的物理意義是:1千克的水溫度升高1℃吸收的熱量是4.2×103J。
2、熱量的簡(jiǎn)單計(jì)算
熱量的計(jì)算:(1)吸熱:Q吸=cm△t=cm(t-t0);(2)放熱:Q放=cm△t= cm(t0-t)。
其中:Q吸—吸收的熱量,單位:焦(J),Q放—放出的熱量。
c—比熱容,單位:焦每千克攝氏度(J/(kg·℃))
m—質(zhì)量,單位:千克(kg)
△t—變化的溫度(升高或降低的溫度),單位:攝氏度(℃);t0—初始溫度、t—末溫。
3、“水的比熱容較大”的應(yīng)用:
(1)用水取暖或冷卻 (2)用水調(diào)節(jié)氣溫
典例分析
考點(diǎn)1 分子熱運(yùn)動(dòng)
【典例1】(2022?鎮(zhèn)江)端午節(jié)民間有戴香包的習(xí)俗,香包內(nèi)有艾草,遠(yuǎn)遠(yuǎn)地就能聞到艾香,這是因?yàn)椋? )
A.分子在不停地運(yùn)動(dòng)B.分子間有空隙
C.分子間有引力D.分子間有斥力
【答案】A。
【解答】解:分子在永不停息地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng),遠(yuǎn)遠(yuǎn)地就能聞到艾香,是因?yàn)榘肿釉诓煌5刈鰺o(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng),艾香分子擴(kuò)散到空氣中。
故選:A。
【典例2】(2022?曹縣二模)2022年3月22日,“天宮課堂”第二次太空授課如期舉行。在液橋演示實(shí)驗(yàn)中,水將兩個(gè)塑料板連接起來(lái),連接著兩個(gè)固體表面之間的一段液體形成了一座橋,即液橋,如圖所示。在地面上,兩手指沾水,可形成一段很小的液橋。關(guān)于液橋,下列說(shuō)法正確的是( )
A.液橋?qū)嶒?yàn)說(shuō)明水是由大量分子組成的
B.液橋?qū)嶒?yàn)說(shuō)明水分子都在不停地做無(wú)規(guī)則的運(yùn)動(dòng)
C.液橋?qū)嶒?yàn)說(shuō)明水的溫度越高,擴(kuò)散越快
D.液橋?qū)嶒?yàn)說(shuō)明水分子間存在著一定的引力
【答案】D。
【解答】解:液橋?qū)嶒?yàn)說(shuō)明水分子間存在著一定的引力,故D正確,ABC錯(cuò)誤。
故選:D。
【典例3】(2022?東營(yíng))如圖甲,在一個(gè)燒杯中裝半杯熱水,另一個(gè)同樣的燒杯中裝等量的冷水。同時(shí)滴入一滴紅墨水,發(fā)現(xiàn)裝熱水的杯子變紅的速度更快,這說(shuō)明了分子的運(yùn)動(dòng)跟 溫度 有關(guān)。如圖乙,將兩個(gè)鉛柱的底面削平,然后緊緊地壓在一起,在下面吊一個(gè)重物都不能把它們拉開(kāi),這說(shuō)明了分子之間存在 引力 。
【答案】溫度;引力。
【解答】解:(1)由于分子在不停地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng),溫度越高,分子無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)越劇烈。由于熱水的溫度高,熱水中的墨水?dāng)U散得快,所以熱水的杯子變紅的速度更快,這說(shuō)明了分子的運(yùn)動(dòng)跟溫度有關(guān)。
(2)將兩個(gè)鉛柱的底面削平、削干凈、然后緊緊地壓在一起,兩鉛塊的底面分子間的距離較小,分子間的引力使兩鉛塊結(jié)合起來(lái),甚至下面吊一個(gè)重物都不能把它們拉開(kāi)。
故答案為:溫度;引力。
【典例4】(2022?齊齊哈爾)疫情防控不能放松。我們?cè)谑褂镁凭珴窠磉M(jìn)行手部消毒的過(guò)程中,能聞到酒精的氣味,這是 擴(kuò)散 現(xiàn)象。當(dāng)固體被壓縮時(shí),分子間的距離變小,分子間的作用力表現(xiàn)為 斥力 。
【答案】擴(kuò)散;斥力。
【解答】解:在使用酒精濕巾進(jìn)行手部消毒的過(guò)程中,能聞到酒精的氣味,是因?yàn)榫凭肿釉诓煌5刈鰺o(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng),這是擴(kuò)散現(xiàn)象;
組成物質(zhì)的分子間存在引力和斥力;分子間間隙變大時(shí),相互作用力表現(xiàn)為引力,所以固態(tài)難以被拉伸,分子間間隙變小時(shí),分子間相互作用力表現(xiàn)為斥力,故固態(tài)難以被壓縮。
故答案為:擴(kuò)散;斥力。
【典例5】(2021?北京)為了說(shuō)明分子之間有引力,小明在實(shí)驗(yàn)室用兩個(gè)緊壓在一起的鉛柱做實(shí)驗(yàn),如圖所示,鉛柱A和鉛柱B所受的重力均為2N,兩個(gè)鉛柱接觸面的面積為3cm2,當(dāng)懸掛重物所受的重力為20N時(shí),兩個(gè)鉛柱沒(méi)有被拉開(kāi)。于是,小明認(rèn)為這個(gè)實(shí)驗(yàn)說(shuō)明了分子之間存在引力。小華觀(guān)測(cè)到該實(shí)驗(yàn)室的大氣壓為1×105Pa,于是她認(rèn)為兩個(gè)鉛柱之所以沒(méi)被拉開(kāi),是因?yàn)榇髿鈮旱淖饔?。?qǐng)你利用所學(xué)知識(shí)和上述數(shù)據(jù),判斷小明做的鉛柱實(shí)驗(yàn)?zāi)芊裾f(shuō)明分子之間存在引力。請(qǐng)寫(xiě)出計(jì)算、推理過(guò)程和結(jié)論。
【解答】解:以B為對(duì)象受力分析如圖
①F氣=P氣S=1×105Pa×3×10﹣4m2=30N
②GB+G物=2N+20N=22N
③因?yàn)镕氣>GB+G物;僅靠大氣壓也能使鉛塊無(wú)法被拉開(kāi),所以小明的實(shí)驗(yàn)無(wú)法證明分子間存在引力。
考點(diǎn)2 內(nèi)能
【典例6】(2022?攀枝花)下圖中,內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的是( )
A. B.C. D.
【答案】B。
【解答】解:A、進(jìn)氣口和排氣口均關(guān)閉,活塞向上運(yùn)動(dòng)為壓縮沖程,是機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,故A錯(cuò)誤;
B、橡皮塞崩出去,試管內(nèi)氣體內(nèi)能轉(zhuǎn)化為橡皮塞的機(jī)械能,故B正確;
C、小孩滑滑梯,為機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,故C錯(cuò)誤;
D、熱水壺?zé)瑢⑾牡碾娔苻D(zhuǎn)化為水的內(nèi)能,故D錯(cuò)誤。
故選:B。
【典例7】(2021?南京)以下描述中的“發(fā)熱”現(xiàn)象,其改變內(nèi)能的方式與其他三個(gè)不同的是( )
A.鋸木頭鋸條發(fā)熱B.陽(yáng)光下路面發(fā)熱
C.鐵絲反復(fù)彎折后發(fā)熱D.搓手時(shí)手掌發(fā)熱
【答案】B。
【解答】解:A、用鋸條鋸木頭時(shí)鋸條發(fā)熱,克服摩擦力做功,機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,是通過(guò)做功改變物體的內(nèi)能;
B、陽(yáng)光下路面發(fā)熱,路面從陽(yáng)光中吸收熱量,是通過(guò)熱傳遞的方式改變物體的內(nèi)能;
C、反復(fù)彎折鐵絲時(shí),機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,是通過(guò)做功改變物體的內(nèi)能;
D、搓手時(shí)手掌發(fā)熱,克服摩擦力做功,機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,是通過(guò)做功改變物體的內(nèi)能;
綜上分析可知,改變內(nèi)能的方式與其他三個(gè)不同的是B。
故選:B。
【典例8】(2022?湘潭)磨刀時(shí)刀發(fā)熱,此過(guò)程中主要是 做功 (選填“做功”或“熱傳遞”)改變了刀的內(nèi)能;用相同的力切菜時(shí),刀口越薄,對(duì)菜的壓強(qiáng)越 大 (選填“大”或“小”)。
【答案】做功;大。
【解答】解:磨刀時(shí)外力對(duì)刀做功,機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,所以刀會(huì)發(fā)熱;
壓強(qiáng)與壓力和受力面積有關(guān),用相同的力切菜時(shí),壓力一定,刀口越薄,也就是受力面積越小,所以產(chǎn)生的壓強(qiáng)越大。
故答案為:做功;大。
【典例9】(2022?德州模擬)水餃?zhǔn)巧綎|人民比較喜愛(ài)的傳統(tǒng)美食,如圖所示。餃子放在水平桌面上,受到的重力與 支持力 是一對(duì)平衡力。煮水餃時(shí)是通過(guò) 熱傳遞 的方式來(lái)改變水餃的內(nèi)能的;水餃出鍋時(shí)香氣四溢,說(shuō)明分子在 不停地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng) ;真空包裝的水餃從德州帶到北京,其質(zhì)量 不變 (選填“變大”“變小”或“不變”)。
【答案】支持力;熱傳遞;不停地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng);不變。
【解答】解:(1)餃子受到的重力與支持力都作用在餃子上,大小相等、方向相反、作用在一條直線(xiàn)上,是一對(duì)平衡力;
(2)煮水餃時(shí),水餃吸收熱量,溫度升高,內(nèi)能增大,是通過(guò)熱傳遞的方式來(lái)改變水餃的內(nèi)能的;
(3)水餃出鍋時(shí)香氣四溢,屬于擴(kuò)散現(xiàn)象,說(shuō)明分子在不停地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng);
(4)真空包裝的水餃從德州帶到北京,位置發(fā)生了改變,但物體內(nèi)所含的物質(zhì)多少不會(huì)發(fā)生變化,質(zhì)量不變。
故答案為:支持力;熱傳遞;不停地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng);不變。
考點(diǎn)3 比熱容
【典例10】(2021?鄂州)下列有關(guān)熱和能的說(shuō)法中,正確的是( )
A.發(fā)生熱傳遞時(shí),溫度總是從高溫物體傳遞給低溫物體
B.一塊0℃的冰熔化成0℃的水后,溫度不變,內(nèi)能不變
C.內(nèi)燃機(jī)的壓縮沖程,主要通過(guò)做功的方式增大汽缸內(nèi)物質(zhì)的內(nèi)能
D.夏天在室內(nèi)灑水降溫,利用了水的比熱容較大的性質(zhì)
【答案】C。
【解答】解:A、發(fā)生熱傳遞時(shí),傳遞的是熱量而不是溫度,故A錯(cuò)誤;
B、一塊0℃的冰熔化成0℃的水后,吸收熱量,溫度不變,內(nèi)能增加,故B錯(cuò)誤;
C、內(nèi)燃機(jī)的壓縮沖程,活塞壓縮氣缸內(nèi)物質(zhì)做功,機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,是通過(guò)做功改變物體的內(nèi)能,故C正確;
D、夏天在室內(nèi)灑水,水汽化(蒸發(fā))吸收熱量,起到降溫的作用,不是利用了水的比熱容較大的性質(zhì),故D錯(cuò)誤。
故選:C。
【典例11】(2022?海門(mén)市校級(jí)模擬)如圖甲所示,小虎同學(xué)將質(zhì)量為20g的木塊(ρ木<ρ水)輕輕放入裝滿(mǎn)水的溢水杯中,當(dāng)水停止外流時(shí)接水杯的水量如圖乙所示(接水杯為內(nèi)徑均勻的柱形容器)。假如將這個(gè)接水杯倒?jié)M開(kāi)水,這杯水溫度降低到與體溫相近時(shí)飲用,則水放出的熱量最可能是【水的比熱容為4.2×103J/(kg?℃)】( )
A.1.0×104JB.1.5×104JC.2.5×104JD.3.5×104J
【答案】C。
【解答】解:因木塊的密度小于水的密度,
所以,木塊輕輕放入裝滿(mǎn)水的溢水杯中后處于漂浮狀態(tài),受到的浮力和自身的重力相等,
由漂浮條件和阿基米德原理可得:F?。紾木=G排,即m木g=m排g,
則接水杯內(nèi)水的質(zhì)量:m排=m木=20g,
由圖可知,接水杯中水的體積約占容器的,
由m=ρV可得,滿(mǎn)接水杯內(nèi)水的總質(zhì)量:m=5m排=5×20g=100g=0.1kg,
開(kāi)水的初溫約為100℃,人直接可以飲用水的溫度約為40℃,
則開(kāi)水放出的熱量:Q放=cm(t0﹣t)=4.2×103J/(kg?℃)×0.1kg×(100℃﹣40℃)=2.52×104J,
結(jié)合選項(xiàng)可知,與C接近,故C正確。
故選:C。
【典例12】(2022?西藏)“母親節(jié)”這天,扎西同學(xué)為媽媽燉了一碗排骨湯,將裝湯的碗放在有5kg水的盆子中進(jìn)行降溫。扎西同學(xué)用水進(jìn)行降溫主要是利用了水的 比熱容 大,過(guò)了一會(huì)兒,水溫由15℃升高到20℃,水吸收的熱量為 1.05×105 J。[c水=4.2×103J/(kg?℃)]
【答案】比熱容;1.05×105。
【解答】解:(1)由于水的比熱容大,質(zhì)量相同的水和其它物質(zhì)相比,升高相同的溫度,水吸熱多,冷卻效果好,所以,將裝湯的碗放在水中進(jìn)行冷卻就是利用水的比熱容大這一特性;
(2)水吸收的熱量:
Q吸=cm(t﹣t0)=4.2×103J/(kg?℃)×5kg×(20℃﹣15℃)=1.05×105J。
故答案為:比熱容;1.05×105。
【典例13】(2022?宜昌)小麗用相同的電加熱器分別對(duì)質(zhì)量為0.2kg的水和0.3kg的另一種液體進(jìn)行加熱,得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如圖所示,則水在16min內(nèi)吸收的熱量為 2.52×104 J,另一種液體的比熱容為 1.4×103 J/(kg?℃)。[c水=4.2×103J/(kg?℃)]
【答案】2.52×104;1.4×103。
【解答】解:由圖知,水在16min內(nèi)初溫t0=10℃,末溫為40℃,
16min內(nèi)水吸收的熱量:Q吸水=c水m(t﹣t0)=4.2×103J/(kg?℃)×0.2kg×(40℃﹣10℃)=2.52×104J;
另一種液體加熱8min,吸收的熱量為:Q'吸=×2.52×104J=1.26×104J;
由Q吸=c液m液(t液﹣t0)得:1.26×104J=c液×0.3kg×(50℃﹣20℃),解得:c液=1.4×103J/(kg?℃)。
故答案為:2.52×104;1.4×103。
【典例14】(2022?福建)在探究“不同物質(zhì)吸熱的情況”實(shí)驗(yàn)中:
(1)用相同的酒精燈加熱質(zhì)量相等的沙子和水,使它們升高相同的溫度,通過(guò)比較 加熱時(shí)間 來(lái)判斷吸收熱量的多少。
(2)加熱10min后,測(cè)得水的溫度如圖,該示數(shù)為 48 ℃。
(3)多次實(shí)驗(yàn)后得到的數(shù)據(jù)如下表,分析可得:質(zhì)量相等的水和沙子,升高相同的溫度,水比沙子吸收更 多 的熱量。
(4)根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)論推理:沿海地區(qū)晝夜溫差比內(nèi)陸地區(qū)更 小 。
【答案】(1)加熱時(shí)間;(2)48;(3)多;(4)小。
【解答】解:(1)在本實(shí)驗(yàn)中,通過(guò)控制沙子和水的質(zhì)量、升高的溫度相同,利用相同的加熱裝置,加熱時(shí)間越長(zhǎng),表示物質(zhì)吸收的熱量越多,即:通過(guò)比較加熱時(shí)間來(lái)判斷吸收熱量的多少;
(2)由圖可知該溫度的分度值為1℃,根據(jù)液柱的位置可知,此時(shí)溫度計(jì)的示數(shù)為48℃;
(3)由表中數(shù)據(jù)可知,質(zhì)量相等的水和沙子,升高相同的溫度,加熱水的時(shí)間大于加熱沙子的時(shí)間,由此可知水比沙子吸收了更多的熱量,即水的吸熱能力強(qiáng);
(4)根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)論可知,水的吸熱能力比沙子的強(qiáng),即在同樣條件下,吸收或放出相同熱量,水的溫度變化比沙子的小,而沿海地區(qū)與內(nèi)陸地區(qū)相比,水多,吸熱能力強(qiáng),所以沿海地區(qū)晝夜溫差比內(nèi)陸地區(qū)更小。
故答案為:(1)加熱時(shí)間;(2)48;(3)多;(4)小。
【典例15】(2022?浦東新區(qū)二模)質(zhì)量為10千克的水溫度升高15℃,求水吸收的熱量Q吸。[c水=4.2×103焦/(千克?℃)]
【解答】解:水吸收的熱量:Q吸=c水mΔt=4.2×103J/(kg?℃)×10kg×15℃=6.3×105J。
答:水吸收的熱量為6.3×105J。
【典例16】(2022?呼和浩特)為了探究沙漠中與大海邊晝夜溫差的變化問(wèn)題。小于同學(xué)取了兩個(gè)完全相同的、比較大的玻璃器皿。分別裝入質(zhì)量、初溫都相同的沙子和水。在陽(yáng)光充足,溫暖的地方進(jìn)行暴曬。經(jīng)過(guò)相同時(shí)間,發(fā)現(xiàn)兩個(gè)玻璃器皿中的沙子和水,溫度都發(fā)生了明顯變化。你認(rèn)為,沙子和水,誰(shuí)的溫度變化大?請(qǐng)用學(xué)過(guò)的物理知識(shí)說(shuō)明原因。并回答開(kāi)始探究的問(wèn)題。
【解答】答:沙子的溫度變化的比較大;水的比熱容比沙子的比熱容大,在陽(yáng)光充足、溫暖的地方進(jìn)行暴曬,經(jīng)過(guò)相同時(shí)間,吸收或放出相同熱量,水的溫度變化比沙小,沙子的溫度變化比較大。
鞏固訓(xùn)練
一、選擇題。
1.(2022?徐州)如圖所示,熱熔法連接PPR管時(shí),用熱熔器加熱粗管端口內(nèi)層和細(xì)管端口外層,然后把細(xì)管推進(jìn)粗管,冷卻后兩根管子就連接在一起很難被拉開(kāi)了,這個(gè)現(xiàn)象說(shuō)明( )

A.分子是由原子構(gòu)成的B.分子是運(yùn)動(dòng)的
C.分子間存在引力D.分子間存在斥力
【答案】C。
【解答】解:把加熱后的細(xì)管推進(jìn)粗管,減小了PPR管分子間的距離,分子間存在較大的引力,使兩根管子很難被拉開(kāi)了,故ABD錯(cuò)誤,C正確。
故選C。
2.(2022?沈陽(yáng)模擬)關(guān)于圖中所示的四種情景,下列說(shuō)法中正確的是( )
A.甲圖向飲料管A中吹氣時(shí),飲料管B中的液面會(huì)下降
B.乙圖托里拆利實(shí)驗(yàn)的玻璃管傾斜放置時(shí),管內(nèi)的水銀柱高度仍為760mm
C.丙圖鉛塊緊壓在一起后能吊住重物,說(shuō)明分子間存在斥力
D.丁圖滾擺實(shí)驗(yàn)的主要目的是研究動(dòng)能和彈性勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化
【答案】B。
【解答】解:A.甲圖中向飲料管A中吹氣時(shí),吸管B上方空氣的流速增大,壓強(qiáng)減小,B管中液體受到向上的壓強(qiáng)大于向下的壓強(qiáng),液面上升,故A錯(cuò)誤;
B.管內(nèi)的水銀柱高度與玻璃管的長(zhǎng)短、粗細(xì)和傾斜程度都無(wú)關(guān),管內(nèi)的水銀柱高度只與大氣壓的大小有關(guān);由于大氣壓大小不變,所以,玻璃管傾斜放置時(shí),管內(nèi)的水銀柱高度仍為760mm,故B正確;
C.圖中將接觸面被削平的兩個(gè)鉛塊用力壓緊,可以使它們結(jié)合在一起,即便在下端懸掛一定質(zhì)量的重物也不分開(kāi),這個(gè)實(shí)驗(yàn)說(shuō)明分子間存在相互作用的引力,故C錯(cuò)誤;
D.滾擺向上運(yùn)動(dòng)時(shí),質(zhì)量不變,速度減小,高度增加,將動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能;滾擺向下落時(shí),質(zhì)量不變,速度變大,高度減小,將重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能,該現(xiàn)象說(shuō)明重力勢(shì)能和動(dòng)能可以相互轉(zhuǎn)化,故D錯(cuò)誤。
故選:B。
3.(2022?黑龍江)下列關(guān)于內(nèi)能知識(shí)的描述正確的是( )
A.物體溫度越高內(nèi)能越大,所以0℃的冰沒(méi)有內(nèi)能
B.溫度越高的物體含有的熱量越多,所以0℃的冰沒(méi)有熱量
C.摩擦生熱是通過(guò)做功的方式改變了物體的內(nèi)能
D.物體吸收熱量,內(nèi)能增加,溫度一定升高
【答案】C。
【解答】解:A、因?yàn)槲矬w的分子永不停息地做無(wú)規(guī)則的運(yùn)動(dòng),所以任何物體都有內(nèi)能,0℃的冰仍具有內(nèi)能,故A錯(cuò)誤;
B、熱量是一個(gè)過(guò)程量,不能說(shuō)物體含有多少熱量,故B錯(cuò)誤;
C、摩擦生熱是通過(guò)做功的方法改變物體的內(nèi)能,將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,故C正確;
D、物體吸收熱量,內(nèi)能增大,但溫度不一定升高,比如:晶體在熔化過(guò)程中吸收熱量,而溫度保持不變,故D錯(cuò)誤。
故選:C。
4.(2022?泰安)如圖所示,用酒精燈給試管中的水加熱,水溫上升,直至沸騰一段時(shí)間后,會(huì)看到試管口的橡皮塞被沖出。下列描述正確的是( )

A.試管中的水在升溫過(guò)程中是通過(guò)做功的方式增加內(nèi)能的
B.試管中的水沸騰時(shí)吸收熱量,溫度升高
C.水蒸氣對(duì)橡皮塞做功,水蒸氣的內(nèi)能增加
D.水蒸氣對(duì)橡皮塞做功,其能量轉(zhuǎn)化與汽油機(jī)做功沖程的能量轉(zhuǎn)化相同
【答案】D。
【解答】解:加熱過(guò)程中,水吸熱,溫度升高、內(nèi)能增大,水的內(nèi)能增大是通過(guò)熱傳遞方式實(shí)現(xiàn)的;
水蒸氣膨脹對(duì)塞子做功,將水蒸氣的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為木塞的機(jī)械能,水蒸氣的內(nèi)能減少;能量轉(zhuǎn)化情況與汽油機(jī)的做功沖程相同。
綜上所述D正確。
故選:D。
5.(2022?濟(jì)南)炎炎夏日,小梅來(lái)到美麗的海濱城市青島。她發(fā)現(xiàn),在這里白天的風(fēng)常常從海面吹向陸地,而每到夜晚風(fēng)卻從陸地吹向海面。她利用學(xué)過(guò)的物理知識(shí)進(jìn)行分析,并畫(huà)出陸地和海面之間空氣流動(dòng)情況的示意圖,如圖所示。形成這一現(xiàn)象的主要原因是( )

A.海水的密度小于砂石的密度 B.海水的密度大于砂石的密度
C.海水的比熱容小于砂石的比熱容 D.海水的比熱容大于砂石的比熱容
【答案】D。
【解答】解:沿海地區(qū)水多,水的比熱容較大;內(nèi)陸地區(qū),地表以砂石泥土為主,砂石泥土比熱容較小;由于水的比熱容大,所以對(duì)于相同質(zhì)量的水和砂石相比較,在吸收或放出相同的熱量時(shí),水的溫度變化小,而砂石的溫度變化大,所以白天陸地的溫度高、海水溫度低,晚上陸地溫度低、海水溫度高;白天陸地上方空氣的溫度高度,密度小,砂石上方空氣上升,海面上的冷空氣過(guò)來(lái)補(bǔ)充,所以白天的風(fēng)常常從海面吹向陸地,而晚上海面上方的熱空氣上升,風(fēng)從陸地吹向海面;故D正確。
故選:D。
6.(2022?綿陽(yáng)模擬)對(duì)下列圖象中的物理信息描述正確的是( )
A.如圖甲,該凸透鏡的焦距是10cm
B.如圖乙,該物質(zhì)可能是水
C.如圖丙,分別用兩個(gè)完全相同的熱源同時(shí)給質(zhì)量和初溫完全相同的a、b兩種液體加熱所得溫度隨時(shí)間的變化關(guān)系圖象,由圖可知ca>cb
D.如圖丁,黑龍江北部(最低溫度﹣52.3℃)可以使用水銀溫度計(jì)
【答案】B。
【解答】解:A.由凸透鏡成像的規(guī)律可知,u=v=2f,由圖可知,u=v=2f=10cm,f=5cm,所以該凸透鏡的焦距是5cm,故A錯(cuò)誤;
B.由圖乙可知,該物質(zhì)的m=5g時(shí),V=5cm3,所以該物質(zhì)的密度為,由密度可知,該物質(zhì)可能是水,故B正確;
C.根據(jù)可知,質(zhì)量相同的a、b兩種液體升高相同的溫度,b需要的加熱時(shí)間長(zhǎng),也就是吸收的熱量多,所以b的比熱容較大,a 的比熱容較小,,即ca<cb,故C錯(cuò)誤;
D.由圖丁可知,水銀的凝固點(diǎn)為﹣39℃,黑龍江北部最低溫度﹣52.3℃,水銀會(huì)凝固成固態(tài),不能再使用,故D錯(cuò)誤。
故選:B。
二、填空題。
7.(2022?淮安)如圖所示,向一端封閉的玻璃管中注水至一半位置,再注滿(mǎn)酒精,封閉管口。反復(fù)翻轉(zhuǎn)玻璃管,使水和酒精充分混合,觀(guān)察到水和酒精的總體積變小,說(shuō)明組成物質(zhì)的分子間存在 空隙 ;
加注酒精過(guò)程中,能明顯聞到酒精的氣味,說(shuō)明 分子在永不停息地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng) 。
【答案】空隙;分子在永不停息地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)。
【解答】解:因?yàn)榉肿娱g存在著空隙,水和酒精充分混合后,酒精分子和水分子分別進(jìn)入了對(duì)方分子的空隙中,使得水和酒精混合后的總體積變小了。
加注酒精過(guò)程中,能明顯聞到酒精的氣味,是發(fā)生了擴(kuò)散現(xiàn)象,說(shuō)明分子在永不停息地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)。
故答案為:空隙;分子在永不停息地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)。
8.(2022?天津)2022年5月20日,我國(guó)使用長(zhǎng)征二號(hào)丙運(yùn)載火箭同時(shí)將3顆試驗(yàn)衛(wèi)星發(fā)射成功?;鸺龔牡孛嫦蛏习l(fā)射過(guò)程中,其外殼與大氣摩擦后溫度升高,內(nèi)能 增大 ,這是通過(guò) 做功 的方式改變內(nèi)能。
【答案】增大;做功。
【解答】解:火箭在升空過(guò)程中,火箭外殼與空氣摩擦,使火箭外殼溫度升高,內(nèi)能增大,火箭的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,這是通過(guò)做功的方式改變內(nèi)能。
故答案為:增大;做功。
9.(2022?益陽(yáng))烈日炎炎的夏季,白天沙灘上的沙子熱得燙腳,但海水卻非常涼爽,主要是因?yàn)樗谋葻崛荼壬匙拥谋葻崛? 大 。1kg的砂石,溫度升高10℃,需要吸收的熱量為 9.2×103 J。【c砂石=0.92×103J/(kg?℃)】
【答案】大;9.2×103。
【解答】解:(1)水的比熱容大于沙子的比熱容,沙子的溫度升高的快,沙子的末溫高,水的末溫低,所以光腳走在海灘上會(huì)感覺(jué)到沙“燙腳”,走進(jìn)海水中卻感覺(jué)到海水非常涼爽。
(2)砂石吸收的熱量為:
Q吸=c水mΔt=0.92×103J/(kg?℃)×1kg×10℃=9.2×103J。
故答案為:大;9.2×103。
10.(2022?大慶)“早穿皮襖午穿紗,守著火爐吃西瓜”是對(duì)大漠氣候的生動(dòng)描寫(xiě),而沿海地區(qū)晝夜溫差則不大,這是由砂石與水的比熱容不同造成的。已知砂石和水的比熱容之比為1:4,砂石和水的密度之比為3:2。當(dāng)相同體積的砂石和水吸收相同的熱量時(shí),它們升高的溫度之比為 8:3 。
【答案】8:3。
【解答】解:
砂石和水兩個(gè)物體的體積相同,由ρ=可得,,
由Q吸=cmΔt可得,
砂石和水吸收相同的熱量時(shí)升高的溫度之比:。
故答案為:8:3。
三、實(shí)驗(yàn)探究題。
11.(2022?岳陽(yáng))圖甲是“比較不同物質(zhì)的吸熱能力”的實(shí)驗(yàn)裝置。
(1)兩支試管里水和煤油的質(zhì)量 相同 (填“相同”或“不同”)。
(2)相同時(shí)間內(nèi),水吸收的熱量 等于 (填“大于”、“等于”或
“小于”)煤油吸收的熱量。
(3)由圖乙可知, 水 的吸熱能力更強(qiáng)。
【答案】(1)相同;(2)等于;(3)水。
【解答】解:
(1)根據(jù)控制變量法,比較不同物質(zhì)的吸熱能力實(shí)驗(yàn)中,需用相同的加熱裝置,對(duì)質(zhì)量相同、初溫相同的水和煤油進(jìn)行加熱。
(2)比較不同物質(zhì)的吸熱能力實(shí)驗(yàn)中,用加熱時(shí)間的長(zhǎng)短來(lái)比較物質(zhì)吸收熱量的多少,所以相同時(shí)間內(nèi),水吸收的熱量等于煤油吸收的熱量。
(3)分析圖像乙可知,質(zhì)量和升高溫度相同,水加熱時(shí)間長(zhǎng),根據(jù)比較吸熱能力的方法,故水的吸熱能力更強(qiáng)。
故答案為:(1)相同;(2)等于;(3)水。
四、計(jì)算題。
12.(2022?蒸湘區(qū)校級(jí)模擬)如圖,是1kg冰在空氣中熔化時(shí)的溫度變化曲線(xiàn)圖,請(qǐng)解答:
已知:c水=4.2×103J/(kg?℃),c冰=2.1×103J/(kg?℃)
(1)冰在開(kāi)始熔化前共吸收了多少熱量?
(2)上述熱量可以讓熔化后的水溫度升高多少攝氏度?
【解答】解:(1)由圖可知,冰在開(kāi)始熔化前的初溫為﹣10℃、末溫為0℃,則溫度的變化量:
△t冰=0℃﹣(﹣10℃)=10℃,
冰在開(kāi)始熔化前吸收的熱量:
Q吸冰=c冰m冰△t冰=2.1×103J/(kg?℃)×1kg×10℃=2.1×104J;
(2)由題意可知,熔化后的水吸收的熱量:
Q吸水=Q吸冰=2.1×104J,
因冰熔化后質(zhì)量不變,
所以,m水=m冰=1kg,
則熔化后的水升高的溫度:
△t水===5℃。
答:(1)冰在開(kāi)始熔化前共吸收了2.1×104J的熱量;
(2)上述熱量可以讓熔化后的水溫度升高5℃。
升高的溫度/℃
5
10
15
20
加熱水的時(shí)間/min
2.5
5
7.5
10
加熱沙子的時(shí)間/min
1
2
3
4

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