2023年中考物理一轮复习05内能(知识点复习、例题讲解、过关练习)(解析版).pdf
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1、专题0 5 内能【考 点 分 析】章节考点考试题型难易度内能分子热运动:分子动理论、扩散现象、分子力选择题、填空题 内能选择题、填空题 比热容填空题、计算题【知 识 点 总 结+例 题 讲 解】一、分子热运动:1.物质的构成:(1)常见物质是由分 子、原 子 构成:(2)构成物质的分子(原子)都在不停地做无规则的运动。(3)固体分子排列整齐,气体分子可以到处流动。2.扩散现象:(微观:分子、原子层面)(1)定义:不同的物质在相互接触时,彼 此(分子、原子)进入对方的现象。(2)扩散现象说明:一切物质的分子都在不停地做无规则的运动;分子之间有间隙。(3)固体、液体、气体都可以发生扩散现象,只是扩
2、散的快慢不同;气体间扩散速度最快,固体间扩散速度最慢;汽化、升华等物态变化过程也属于扩散现象。(3)扩散速度与温度有关,温度越高,分子无规则运动越剧烈,扩散越快。由于分子的运动跟温度有关,所以这种无规则运动叫做分子的热运动。分子的热运动定义:一切物质的分子都在不停地做无规则的运动。3.分子间的作用力:(1)分子间的作用力:分子与分子之间存在引 力 和 斥 力;分子间相互作用的引力和斥力是 一 同时存在的:排斥力固体、液体的分子间引力使其保持一定的体积;0H B固体、液体很难被压缩,气体不能无限压缩,说明分子之间存在斥力;引(2)分子引力和斥力的特点:力当分子间距离等于r (r o=i o l(
3、m)时,分子间引力和斥力相等,合力为0,对外不显力;当分子间距离减小,小于r。时,分子间引力和斥力都增大,但斥力增大得更快,斥力大于引力,分子间作用力表现为斥力;当分子间距离增大,大于r/寸,分子间引力和斥力都减小,但斥力减小得更快,引力大于斥力,分子间作用力表现为引力;当分子间距离继续增大,分子间作用力继续减小,当分子间距离大于10 m时,分子间作用力就变得十分微弱,可以忽略了。即:分子间距离增加,则引力和斥力都减小,但斥力减小得多,引力减小得少,表现为引力;分子间距离减小,则引力和斥力都增加,但斥力增加得多,引力增加得少,表现为斥力。【例 题1】如图所示的示意图形象地反映了物质的气、液、固
4、三态分子排列的特点。下面说法正确的是()/G Q QA.甲是气态。&O9 9B.乙是气态C.丙是气态D.甲是固态丙乙甲【答案】C【解析】解:甲图中分子间的距离略大,约束力很小,分子的位置不固定,和液态分子的特点相似;乙图中分子间的距离很小,约束力很大,分子的位置固定,和固态分子的特点相似;丙图中分子间的距离很大,约束力几乎没有,分子的位置极度散乱,和气态分子特点相似。故选:C o【变 式1】分子是自然界中能保持物质.性质不变的最小微粒,宏观世界的物质都是由粒子组成。以下粒子中:分子、原子、原子核、电子、病毒,不是构成物质的粒子是.,分子直径的尺度其数量级为10%=0.1(填写单位),现在流行的
5、新冠病毒直径约为10。【答案】化学;病毒;nmo【解析】解:分子是自然界中能保持物质化学性质不变的最小微粒:病毒不是构成物质的粒子;分子直径的尺度其数量级为10一%=0.Inm。故答案为:化学;病毒;nm。【例题2】下列现象中,属于扩散现象的是(A.擦黑板时,粉笔灰在空中飞舞B.玉兰花开,闻到阵阵花香C.秋天到来,树叶飘落D.隆冬的田野大雪茫茫【答案】B【解析】A、粉笔灰是固体颗粒,属于物体的机械运动,不属于扩散现象,不符合题意;B、闻到花香是花香气分子不停运动的结果,属于扩散现象,符合题意;C、树叶是固态物体,其运动属于机械运动,不属于分子的运动,不是扩散现象,不符合题意;D、雪花飘扬是固体
6、的机械运动,不是分子运动,不属于扩散现象,不符合题意;故选B o【变式2】将两个分别装有空气和红棕色二氧化氮气体的玻璃瓶口空对口对接,中间用玻璃板隔开。抽开隔板后,通过观察瓶内颜色变化,推断气体分子是否运动。玻璃瓶的三种放置方法如图所示,二氧化氮的密度大于空气的密度。下列说法正确的是()A.甲图放置最不合理B.乙图放置最不合理C.丙图放置最不合理D.乙、丙两图放置方法都不合理甲乙丙【答案】B【解析】解:由题意可知,图甲中,虽然二氧化氮的密度大于空气密度,但是它也会运动到上面的瓶子内,这说明气体分子在不停地做无规则运动,最有说服力;图乙中,密度大的二氧化氮气体在上方,抽去玻璃板后,由于重力的作用
7、,二氧化氮气体会向下运动,所以不能完全说明气体分子在不停地做无规则运动,最不合理;图丙中,瓶子水平放置,抽开隔板,气体可以自由运动,互相进入对方,能说明气体分子在不停地做无规则运动,但与甲相比,仍不够典型。综上所述,最合理的是甲图,最不合理的是乙图。故选:B o【例 题3】如图A所示,在一端开口的玻璃管中倒入一半水然后再注入一半的酒精,将管口密封后翻转让水和酒精充分混合,可 以 观 察 到 混 合 液 的 体 积 (选 填“大于”、“小于”或“等于”)水和酒精的总体积,这一现象说明了。如图B所示,分别在热水和冷水中滴入相同的红墨水,可以看到 水瓶中墨水扩散得快,这说明 跟温度【解析】(1)因为
8、分子间存在着间隙,水和酒精充分混合后,酒精分子和水分子分别进入了对方分子的间隙中,使得水和酒精混合后的总体积变小了。(2)由于热水的温度高,故分子无规则运动剧烈,在冷水杯和热水杯中滴入两滴墨水,会看到热水中的墨水扩散的快。【变式3】做完广播体操后,来到餐厅,妈妈为你端上香喷喷的早餐。关于人能闻到食物的香味,下列说法不正确的是()A.是一种扩散现象B.是由于分子不停地做无规则运动产生的C.温度越高,香味越浓D.温度越高,香味越淡【答案】D【解析】解:闻到了食物香味,这表明分子都在不停地做无规则运动,属于扩散现象;分子做无规则运动的快慢与温度有关,温度越高,热运动越剧烈,香味越浓。故A B C说法
9、正确,D说法错误。故选:D o【例题4】“破镜不能重圆”是指打破的玻璃不能再重新变成一面完整的镜子,其原因是()A.断面处分子间的距离太大,分子间斥力大于引力B.断面处分子间的引力和斥力相等,互相抵消C.断面处分子间距离太大,分子间几乎没有作用力D.断面处分子间只有斥力,没有引力【答案】C【解析】解:一切物质的分子间都有相互作用的引力和斥力,但分子间的作用力是有范围的;玻璃打破后,由于两块玻璃断面处分子间距离太大,大于分子直径的1 0倍,分子间的作用力就十分微弱,所以打破的玻璃不能再重新变成一面完整的镜子。故选:C.【变式4】一根细棉线一拉就断,而一根细铁丝却不容易拉断,这是因为()A.棉线不
10、是由分子组成的B.棉线的分子之间没有引力,铁丝的分子间有引力C.棉线的分子之间的引力远小于铁丝的分子间有引力D.棉线的分子之间存在着斥力,铁丝的分子间没有斥力【答案】C【解析】解:A、棉线是由分子组成的,故A错误;B D、分子间即有引力也有斥力,不可能只有引力或斥力,故B D错误;C、物体不易拉断,表明分子间有引力。一根棉容易拉断,一根铁丝不容易拉断,则说明棉线内分子间的引力远比铁丝间的引力小,故C正确;故选:C o二、内能:1.定义:构成物体的所有分子,其热运动的分 子 动 能 与 分 子 势 能 的总和,叫做物体的内能:2.单位:焦耳(符号:J)3 .特点:任何物体在任何情况下都有内能。4
11、.影响物体内能大小的因素:温度;质量;材料;存在状态;(1)同一物体,温度升高,内能一定增加;(2)同一物体,内能增加,温度不一定升高:(晶体在熔化的过程中)(3)其他条件不变的情况下,物体吸收热量,内能增加,放出热量,内能减少。5.改变物体内能的方法:做 功 和 热 传 递;(1)做功:内能和其他形式的能(主要是机械能)的相互转 换 的过程。(2)热传递:内能从一个物体转 移 到另外一个物体。6 .热传递:(1)定义:热传递是热量从高温物体传 到 低温物体或从同一物体高温部分传到低温部分的过程。(2)热量:定义:在热传递过程中,传递内能的多少叫做热量。符号:Q:单位:热量的单位是焦耳,单位符
12、号:J。(3)热传递过程中能量的变化:热传递过程中,高温物体放出热量,温度降低,内能减少;低温物体吸收热量,温度升高,内能增加;(4)注意:在热传递过程中,是内能在物体间的转移,能的形式并未发生改变;在热传递过程中,若不计能量损失,则高温物体放出的热量等于低温物体吸收的热量;因为在热传递过程中传递的是能量而不是温度,所以在热传递过程中,高温物体降低的温度不一定等于低温物体升高的温度;(温度的变化量不一定相等)热传递的条件:存在温度差。如果没有温度差,就不会发生热传递。做功和热传递改变物体内能上是等效的。7.热量和能的区分:(1)热量:热量是变化量,是内能的转移量;(热量是一个过程量)只能说“吸
13、收热量”或“放出热量”等,不能说“含”、“有”、“含有”热量等。“传递温度”的说法也是错的。(2)能:能是一个状态量;【例 题5】关于温度、热量和内能,下列说法正确的是()A.物体的温度越高,所含热量越多B.物体的内能与温度有关,只要温度不变,物体的内能就一定不变C.物体内能增加,一定是吸收了热量D.内能小的物体也可能将热量传递给内能大的物体【答案】D【解析】解:A、热量是一个过程量,不能说物体含有多少热量,故A错误;B、内能与物体的质量、温度、状态有关,因此物体的温度不变,内能不一定不变,故B错误;C、物体内能增加,可能是吸收了热量,也可能是对该物体做功,故C错误:D、热传递过程中,温度高的
14、物体把热量传向温度低的物体,最终达到温度相同,内能小的物体也可能将热量传递给内能大的物体,故D正确。故 选:D o【变式5】关于温度、热量、内能说法正确的是()A.在相同温度下,1 k g的水含有热量比1 k g冰含有热量多B.热量总是从内能多的物体传给内能少的物体C.物体吸收热量,温度不一定升高D.物体温度升高,一定是吸收了热量【答案】C【解析】解:A、热量不是状态量,不能说含有或者具有热量,故A错误;B、热传递中,热量从高温物体传给低温物体,而不是从内能多的物体传给内能少的物体,故B错误;C、物体吸收了热量,内能一定增加,但温度不一定升高,例如晶体的熔化过程,故C正确;D、物体温度升高,可
15、能是物体吸收了热量,也可能是对物体做了功,故D错误。故选:C o【例题6】甲、乙、丙三个同规格容器内装有水,三杯水体积、温度的关系如图所示,分析可知:(甲/乙/丙)杯中水的内能是最大的,(甲/乙/丙)杯中水的内能是最小的。1 5 1 5 2 5 甲 乙 丙【答案】丙;甲。【解析】解:由图可知,甲和乙杯中水的温度低于丙杯,且丙杯中水的质量大于甲杯;因为物体的质量越大、温度越高,物体的内能越大,所以丙杯中水的内能最大;甲和乙杯中水的温度相等,但乙杯中水的质量大于甲杯,所以甲杯中水的内能最小。故答案为:丙;甲。【变 式 6若不考虑水的蒸发,一 块 的 冰 全 部 熔 化 成 0 C 的水,则熔化前0
16、 C 的冰和熔化后0的水所具有的内能()A.一样大 B.0的冰大 C.0的水大 D.无法比较【答案】C【解析】解:冰块在熔化的过程中,吸热,内能增加,所 以 的 水 具 有 较 大 的 内 能。故选:Co【例题7】下列事例中,改变物体内能的途径与其他三项不同的是()【解析】解:A、柴火烧水是通过热传递的方式改变内能的;BCD、压缩空气发热、搓手取暖、钻木取火都是做功使物体的内能增加的;显然A选项与其它三个选项改变物体内能的方式不同。故选:Ao【答案】C【解析】解:水有三种状态,因此,这里的冰、雪、水蒸气都可以认为是“水”。A、雪融成溪是熔化现象,熔化吸热,水的内能增大,故 A不合题意;B、雪人
17、直接变小是升华现象,升华是固态直接变成气态,水内能增大,故 B 不合题意:C、水滴成冰是凝固现象,凝固放热,水凝固成冰后内能减小,故 C 符合题意;D、水沸腾是汽化现象,汽化吸热,水的内能增大,故 D 不合题意。故选:C三、比热容:1.定义:单位质量的某种物质,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。2.符号:c;3.公式:c=0 返m-AZ4.单位:焦每千克摄氏度;单位符号:J/(k ge);5.物理意义:物体吸热或放热能力;(物体比热容越大,吸热能力越 强)(1)水的比热容是 c,k=4.2X103J/(kg r);(2)物理意义为:1kg的水,温度升高
18、(或降低)1 C,吸 收(或放出)的热量为4.2 X 1 0 1.6.说明:(1)比热容是物质的一种特性,比热容的大小与物体的种类、状态有关,比热容与物质的质量、体积、温度、密度、吸热放热、形状等无关。(2)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。(3)比较比热容的方法:质量相同,升高温度相同,比较吸收热量多少(加热时间):吸收热量多,比热容大。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(低),比热容大。7.热量的计算公式:Q=cmAt温度升高时用:Qft=cm(t to)温度降低时用:Qst=cm(tot)只给出温度变化量时用:Q=cm tQ:热量
19、一一焦 耳(J);c:比热容一一焦耳每千克摄氏度(J/(kg-)m:质量-千 克(kg);t:末温一一摄 氏 度();to:初温一一摄 氏 度()【例题8】如图所示,用同样的器材进行实验,现仅根据加热时间长短即可比较两种不同物质的吸热本领,则以下说法中错误的是()A.应控制两种物质的质量相等B.应使用相同燃料对两种物质进行加热C.应该控制两种物质的温度增加量相等D.两次加热时需控制消耗燃料质量相等【答案】D【解析】解:比较两种不同物质的吸热本领时,采用的是控制变量法,实验中需要控制两种物质的质量相等、初温相同;实验中应采用相同的加热方法,加热时间相同,吸收的热量相同;物质升高相同的温度时.,加
20、热时间越长的物质,吸收的热量越多,物质的吸热能力越强,故 D是错误的,ABC正确。故选:D o【变 式 8 探 究“比较不同物质的吸热能力”时,同学们用酒精灯同时开始均匀加热质量和初温都相等的沙子和水,装置如图。下列说法正确的是()A.实验中,沙子吸热升温较快,说明沙子吸热能力较强B.在本实验中,物体吸热多少是由物质的种类决定的C.实验中,将沙子和水加热到相同温度时,它们吸收的热量相同D.实验中,加热相同的时间,末温低的物质吸热能力强【答案】D沙子水【解析】解:A、实验中,沙子吸热升温较快,说明沙子的比热容小,吸热能力弱,故 A错误。B、在本实验中,物体吸热多少是由加热时间决定的。故 B错误。
21、C、将沙子和水加热到相同温度时,水吸收的热量多。故 C错误。I)、加热相同的时间,吸收的热量相等,据 Q=cm t,末温低的物质比热容大,吸热能力强。故 D正确。故选:D。【例 题 9】小林同学为了探究不同物质的吸热能力,选用了如图甲所示的装置进行实验,在相同烧杯中装有初温相同的水和煤油,用相同的酒精灯进行加热,根据实验数据绘制了如图乙的温度与时间变化关系图像。(1)若在组装甲实验装置时发现温度计的玻璃泡触碰到了杯底,应 该 将 图 甲 装 置 中 的(选填“A处向上”、“B处向下”)适度调整;(2)烧 杯 内 水 和 煤 油 两 种 液 体 的 (选 填“质量”或“体积”)应当相等;(3)若
22、加热时间相同,则水吸收的热量煤油吸收的热量。据图乙可知,水的吸热能力煤油的吸热能力(前两空均选填“大于”、“小于”或“等于”),因此通常选择 作为汽车发动机冷却液(选 填“水”或“煤油”);(4)若水的比热容为4.2X103J/(kgC),根据图乙中的数据可知,煤油的比热容为 J/(kg)。【答案】(1)A处向上;(2)质量;(3)等于;大于;水;(4)2.1X103。【解析】解:(1)甲实验装置时发现温度计的玻璃泡触碰到了杯底,因为需要用酒精灯的外焰加热,应该将A处向上,使得温度计的液泡浸没在液体中且不接触烧杯底部,所以A 向上合理一些;(2)探究物质吸热能力的实验中,需要控制不同物质的质量
23、相同,故在两个完全相同的烧杯中分别装入质量、初温都相同的水和煤油;(3)用相同的酒精灯加热,相同时间内酒精灯放出的热量相同,所以相同时间内水吸收的热量等于煤油吸收的热量;诂质量相同的不同物质加热相同的时间,看温度的变化值,温度变化值大的物质吸热能力弱,比热容较小,图乙水升高的温度小于煤油升高的温度,说明了水的比热容大于煤油的比热容,故水的吸热能力大于煤油的吸热能力;水的比热容大于煤油的比热容,质量相同且升高温度相同时,水能吸收更多的热量,所以发动机选择水作为冷却液,保证能够有良好的冷却效果;(4)根据图象可知,质量相同时,加热5 m i n 时煤油升高的温度是水升高温度的2倍,根据Q=c m
24、At可知。所以其比热容是水的比热容的一半,水的比热容为4.2 义1 0 打/(kgC),所以煤油的比热容为:X 4.2 X 1 0 1/(k g-C)=2.I X I O J/(k g )。故答案为:(1)A处向上;(2)质量;(3)等于;大于;水;(4)2.1 X 1 0:【变式9】把一质量为5 0 g 的某金属球在1 0 8 0 C 的炉火中加热足够长的时间,然后迅速投入1 0 0 g 的初温为3 0 的某种液体中,达热平衡后金属球的温度变为8 0。己知金属球的比热容为0.4 2 X 1 03J/(k g-),不计热量的损失。求:(1)求此过程中,金属球放出的热量;(2)求该液体的比热容:
25、(3)若该液体再吸收2.5 2 X 1 0 4 的热量,求该液体的末温(一个标准大气压下).【答案】(1)此过程中,金属球放出的热量为2.1 义1 0 工(2)该液体的比热容为4.2 1(0/(崛。0;(3)若该液体再吸收2.5 2 X 1 O:J 的热量,该液体的末温为8 6。【解析】解:(1)从开始投入水中到热平衡的过程中,金属球放出的热量:Q 放=C M 金(t 金-t)=O.4 2 X 1 O:J/(k g )X 0.0 5 k g X (1 0 8 0 -8 0 )=2.l X I O j;(2)根据。放=0 吸=(3 1 1 1 (t -t o)可得,该液体的比热容:Q吸c=-m
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