2023年中考物理二轮复习之热与能
一.选择题(共12小题)
1.(2023 汉阳区校级一模)古诗词是中华传统文化的瑰宝,其中蕴含着丰富的物理知识,下列古诗词中加点字能够说明分子不停地做无规则运动的是( )
A.流水落花春去也,天上人间
B.零落成泥碾作尘,只有香如故
C.城阙辅三秦,风烟望五津
D.野马也,尘埃也,生物之以息相吹也
2.(2023 临川区校级一模)下列事例中,利用做功方式改变物体内能的是( )
A.在饮料中加冰块,饮料变凉
B.夏天,柏油路被阳光晒温度升高
C.火车经过,铁轨温度升高
D.用电热壶烧水,水温升高
3.(2023 偃师市一模)如图所示,以下是我们学习内能的四个实验,根据实验过程描述,说法正确的是( )
A.甲图:向下迅速压缩气体后松手,观察到硝化棉燃烧后活塞被向上推起,活塞被推起的过程是内能转化为机械能
B.乙图:瓶内空气推开瓶塞,内能减少,瓶口出现的白雾是汽化现象
C.丙图:抽出玻璃板,下瓶中出现红棕色二氧化氮气体,表明气体间可以发生扩散现象
D.丁图:悬挂重物不能把两块铅块分开,说明分子间存在引力,没有斥力
4.(2022 临沂模拟)下列四幅图分别代表了汽油机的四个冲程。在汽油机的一个工作循环中,做功冲程开始前的冲程是( )
A. B. C. D.
5.(2022 岳麓区校级一模)从能量转化的角度来看,下列说法正确的是( )
A.电暖气正常工作时,主要是将电能转化为机械能
B.核电站工作时主要将电能转化为核能
C.电动汽车在行驶过程中,发生的能量转化主要是将机械能转化为电能
D.人造卫星展开太阳能电池板,把太阳能转化为电能供给卫星用电器
6.(2023 平潭县校级模拟)刀削面是山西的一种传统特色面食,因其风味独特而驰名中外。用刀削出的面条,形似柳叶,下列说法正确的是( )
A.面汤的温度越高,含有的热量越多
B.面条被煮熟,是通过做功的方式增加内能
C.面条香气扑鼻说明分子在不停地做无规则运动
D.水沸腾后锅盖被顶起过程中的能量转化与压缩冲程相同
7.(2022 泗洪县三模)如图是某物质凝固过程中的温度﹣时间图像,下列从图像中获得的信息不正确的是( )
A.这种物质是晶体
B.AB段物质放出热量,内能减少
C.BC段物质温度保持不变,内能不变
D.CD段物质比热容比AB段物质比热容小
8.(2022 安徽模拟)利用一燃气热水器对质量为10kg、初温为20℃的水进行加热,燃烧了0.105m3的煤气,水温升高到70℃。已知水的比热容为4.2×103J/(kg ℃),煤气的热值为4×107J/m3。下列说法中正确的是( )
①煤气完全燃烧放出的热量为4.41×103J;
②水吸收的热量为2.1×106J;
③该热水器烧水的效率为50%;
④在加热过程中,水的内能增加。
A.①④ B.②③ C.①② D.②③④
9.(2023 管城区校级模拟)关于热量、热值、内能和比热容,以下说法正确的是( )
A.我们不能喝刚烧开的水,是因为它含有的热量太多
B.用煤气灶烧水时,煤气燃烧越充分,其热值越大
C.把零下10℃的冰块放在0℃的冰箱保鲜室中,冰块的内能会增加
D.沙漠地区昼夜温差大是因为沙子的比热容大
10.(2022 玄武区二模)如图是内燃机某冲程的工作示意图,下图四个事例中能量转化与之相同的是( )
A.点火“爆炸” B.压缩气体
C.单摆运动 D.弯折铁丝
11.(2023 偃师市一模)关于温度、热量和内能的说法中正确的是( )
A.温度高的物体,含有的热量多
B.物体的内能增加,一定从外界吸收了热量
C.热传递过程中,热量由内能大的物体传向内能小的物体
D.一块0℃的冰熔化成0℃的水后,温度不变,内能变大
12.(2022 柘城县校级模拟)我们经常会看到一边行驶一边向空中喷雾的汽车,人们形象地将它称为雾炮车(如图)。喷向空中的水雾能使尘埃粒子快速沉降到地面,起到净化空气的作用。下列关于雾炮车的说法正确的是( )
A.雾炮车一直保持速度大小不变运动,则行驶过程中车的动能不变
B.该雾炮车发动机四个冲程中的做功冲程实现了机械能转化为内能
C.该雾炮车汽油机每秒对外做功20次,则每秒内完成40个冲程
D.若汽油的的热值为 4.6×107J/kg,则完全燃烧0.2kg汽油放出的热量是 9.2×106J
二.填空题(共8小题)
13.(2022 陕西四模)如图所示是一款自动感应式干手器,洗完手后,将手放在干手器下一定距离内,干手器会自动工作,吹出热风,这样加快了手上方的 ,并提高了水的温度,从而达到快速干手的目的。干手器工作一会儿后手会感觉热乎乎的,这是通过 的方式改变手的内能。
14.(2022 江西模拟)如图所示,火箭在升空过程中的能量转化方式与内燃机的 冲程相同;火箭上升过程中,随着燃料的不断消耗,燃料的热值 (填“变大”“变小”或“不变”)。
15.(2023 萧县一模)一辆汽车在高速公路上以72km/h的速度匀速行驶。行驶过程中汽车发动机的输出功率始终为23kW,发动机的效率为25%。则在汽车行驶20km的过程中,消耗的汽油为 kg。(汽油的热值为4.6×107J/kg)
16.(2023 偃师市一模)今年由于气候异常,形成“八月桂花九月香”的奇异现象,“桂花飘香”这是 现象。新冠病毒可通过飞沫传播,飞沫传播的方式与花香飘散的方式 (填“相同”或“不同”)。
17.(2022 安徽模拟)石锅是由纯天然的优质耐火石材雕刻而成,造型美观多样、质硬、遇热快、使用时不粘锅、烹饪的食品美观且美味,并富含对人体有益的各种微量元素。实验测得2kg的石锅,温度均匀升高10℃时,吸收的热量是1.8×104J,则石锅的比热容是 J/(kg ℃).
18.(2022 安徽模拟)天然气热水器消耗了0.25kg的天然气将100kg的水由22℃加热到42℃,此过程中水的内能增加了 J(q天然气=4×107J/kg)
19.(2022 清水县校级一模)火箭发射使用液态氢做燃料,主要是因为它的 大,火箭发射时燃料燃烧后喷出的高温燃气,通过 (选填“热传递”或“做功”)使发射台温度急剧升高,造成破坏。为了避免这种破坏,科学家在发射台下建造了一个巨大的水池,利用水的 较大的特性和水汽化时会吸收大量的热量来降低发射台的温度。
20.(2022 沈阳模拟)如图所示,用不同的燃料烧水,煤炭和酒精的热值同为3×107J/kg,如果20g的酒精完全燃烧能使1kg的水升高50℃,用酒精烧水时的热效率是 %;燃烧酒精时,我们能闻到酒精的味道,这是 现象。[c水=4.2×103J/(kg ℃)]
三.实验探究题(共2小题)
21.(2022 荔湾区校级模拟)如图1所示,两个规格相同的容器内装了质量相同的水,小明分别燃烧不同的燃料(假设燃料完全燃烧)对它们进行加热,得到了如图2所示的水温和加热时间的图像。
(1)加热相同时间,两杯水吸收的热量是否相同? 。依据是 。
(2)两种燃料消耗质量随时间变化如下表所示:
所用时间/s 0 20 40 60
燃料A消耗质量/g 0 0.15 0.30 0.45
燃料B消耗质量/g 0 0.10 0.20 0.30
根据以上信息,能否判断燃料A和燃料B的热值的大小关系?若可以,请进行比较,若不可以,请说明理由。
22.(2022 丹东模拟)如图所示是探究“不同物质的吸热能力”的实验装置,取质量均为200g、初温均为20℃的甲、乙两种液体,分别倒入两个完全相同的烧杯中,再用相同的电加热器加热,实验数据记录如下表格。
温度/℃ 20 30 40 50
加热时间/s 甲 0 40 60 120
乙 0 20 40 60
(1)选用相同电加热器加热的目的: 。实验中通过比较 (选填“升高的温度”的“加热的时间”)比较两种液体吸收热量的多少。
(2)分析数据可知,当它们升高相同的温度时, (选填“甲”或“乙”)液体需要吸收的热量更多。
(3)于翔同学认为可以通过比较甲、乙两种液体加热至沸腾的时间长短来判断哪种液体的吸热能量更强。你认为他的方法 (选填“可行”或“不可行”)。
(4)若这两种液体中选出一种液体作为冷却剂用,则 (选填“甲”或“乙”)液体的冷却效果更好。
(5)若其中一种液体是水,则另一种液体的比热容为 J/(kg ℃),这种液体在0~40s大的时间内吸收的热量为 J。「水的比热容c=4.2×103J/(kg ℃)」
四.计算题(共1小题)
23.(2022 安徽模拟)氢燃料不仅热值高,也是公认的清洁能源,作为低碳能源正在脱颖而出。应用于火箭燃料、氢能源汽车等方面。气态氢的密度ρ=0.09kg/m3,热值q=1.4×108J/m3。求:
(1)完全燃烧0.9kg氢气放出的热量:
(2)计算说明,完全燃烧0.9kg氢气放出的热,能否在1个标准大气压下,把温度为20℃,质量为4t的水烧开。[不计热量损失,水的比热容c=4.2×103J/(kg ℃)]
2023年中考物理二轮复习之热与能
参考答案与试题解析
一.选择题(共12小题)
1.(2023 汉阳区校级一模)古诗词是中华传统文化的瑰宝,其中蕴含着丰富的物理知识,下列古诗词中加点字能够说明分子不停地做无规则运动的是( )
A.流水落花春去也,天上人间
B.零落成泥碾作尘,只有香如故
C.城阙辅三秦,风烟望五津
D.野马也,尘埃也,生物之以息相吹也
【考点】分子的热运动.
【专题】应用题;分子热运动、内能;理解能力.
【分析】物质是由分子组成的,组成物质的分子在不停地做无规则运动,分子的直径很小,分子运动是肉眼看不见的。
【解答】解:A、流水落花春去也,天上人间”中的“流水落”,是物体的机械运动,不是分子的运动,故A错误;
B、、“零落成泥碾作尘,只有香如故”中的“香如故”,是扩散现象,是气体分子的无规则运动,故B正确;
C、“城阙辅三秦,风烟望五津”中的“风烟望”,烟是可见的,是物体的运动,不是分子的运动,故C错误;
D、野马也,尘埃也,生物之以息相吹也”中的“尘埃也”,尘埃是可见的,是物体的运动,不是分子的运动,故D错误。
故选:B。
【点评】本题主要考查学生对扩散现象的认识,以及对分子运动和机械运动区别的了解和掌握,是一道基础题。
2.(2023 临川区校级一模)下列事例中,利用做功方式改变物体内能的是( )
A.在饮料中加冰块,饮料变凉
B.夏天,柏油路被阳光晒温度升高
C.火车经过,铁轨温度升高
D.用电热壶烧水,水温升高
【考点】做功改变物体内能.
【专题】应用题;分子热运动、内能;应用能力.
【分析】改变物体内能有两种方式:做功和热传递。做功主要有摩擦生热和压缩气体做功,做功实质是能量的转化,热传递实质是内能从一个物体转移到另一个物体,或者是从一个物体的高温部分传到低温部分,有传导、对流和辐射三种形式。
【解答】解:A、在饮料中放入一些冰块,饮料变凉,饮料放出热量,内能减少,温度降低,这是通过热传递方式改变物体内能的,故A错误;
B、柏油路在阳光的照射下,柏油路吸收太阳的热温度升高,内能增加,这是通过热传递方式改变物体内能的,故B错误;
C、火车经过,火车与铁轨之间存在摩擦,克服摩擦做功,铁轨内能增加,温度升高,故C正确;
D、用电热壶烧水,水吸收热量,内能增加温度升高,这是通过热传递方式改变物体内能的,故D错误。
故选:C。
【点评】本题考查了学生对改变物体内能的两种方式的理解和掌握,要注意从现象分析其本质,再联系所学物理知识来解答。
3.(2023 偃师市一模)如图所示,以下是我们学习内能的四个实验,根据实验过程描述,说法正确的是( )
A.甲图:向下迅速压缩气体后松手,观察到硝化棉燃烧后活塞被向上推起,活塞被推起的过程是内能转化为机械能
B.乙图:瓶内空气推开瓶塞,内能减少,瓶口出现的白雾是汽化现象
C.丙图:抽出玻璃板,下瓶中出现红棕色二氧化氮气体,表明气体间可以发生扩散现象
D.丁图:悬挂重物不能把两块铅块分开,说明分子间存在引力,没有斥力
【考点】做功改变物体内能;液化及液化的放热特点;扩散现象;分子间的作用力.
【专题】分子热运动、内能;理解能力.
【分析】改变物体内能的两种方法:对物体做功、热传递;对物体做功物体的内能增加,物体对外做功,物体的内能减少;
扩散现象说明分子是运动的,温度越高,分子无规则运动越快;
分子间存在相互作用的引力和斥力。
【解答】解:A、硝化棉燃烧后活塞被向上推起,硝化棉的燃烧的内能转化为活塞的机械能,故A正确;
B、瓶内空气推开瓶塞,内能减小,温度降低,水蒸气遇冷液化形成白雾,故B错误;
C、上方的二氧化氮气体密度大,抽去玻璃板后,两瓶中的气体逐渐混合,可能是扩散现象,但也可能是重力的作用,故不能表明气体间可以发生扩散现象,故C错误;
D、悬挂重物也不能把两块铅块分开,这说明分子间是存在引力的,分子间有斥力,故D错误。
故选:A。
【点评】本题考查了改变内能的方法、扩散现象、分子动理论属于基础知识,要牢记。
4.(2022 临沂模拟)下列四幅图分别代表了汽油机的四个冲程。在汽油机的一个工作循环中,做功冲程开始前的冲程是( )
A. B. C. D.
【考点】四冲程内燃机的工作过程.
【专题】比热容、热机、热值;理解能力.
【分析】由进气门和排气门的关闭和打开情况、活塞的上行和下行情况来判断是哪个冲程;
汽油机四个冲程是吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。
【解答】解:做功冲程前的冲程是压缩冲程。
A、图中排气门打开,进气门关闭,活塞向上运动,是排气冲程,故A错误;
B、图中两个气门都关闭,此时活塞向上运动,是压缩冲程,故B正确;
C、图中两个气门都关闭,火花塞点火,此时活塞向下运动,是做功冲程,故C错误;
D、图中进气门打开,排气门关闭,活塞向下运动,是吸气冲程,故D错误。
故选:B。
【点评】解答此题要结合内燃机的四个冲程工作特点进行分析解答。
5.(2022 岳麓区校级一模)从能量转化的角度来看,下列说法正确的是( )
A.电暖气正常工作时,主要是将电能转化为机械能
B.核电站工作时主要将电能转化为核能
C.电动汽车在行驶过程中,发生的能量转化主要是将机械能转化为电能
D.人造卫星展开太阳能电池板,把太阳能转化为电能供给卫星用电器
【考点】能量转化和转移.
【专题】应用题;电能和电功率;机械能及其转化;应用能力.
【分析】判断能量的转化,我们主要看它要消耗什么能量,得到什么能量,总是消耗的能量转化为得到的能。
【解答】解:A.电暖气正常工作时将电能转化为内能,故A错误;
B.核电站工作时,核能转化为内能,内能转化为机械能,然后机械能转化为电能,故B错误;
C.电动汽车在行驶过程中,消耗电能,产生机械能,所以发生的能量转化是电能转化为机械能,故C错误;
D.太阳能电池板吸收太阳能,用电器消耗电能,太阳能电池板把太阳能转化为电能供给卫星的用电器,故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查了用电器或设备在工作时的能量转化问题,是一道基础题。
6.(2023 平潭县校级模拟)刀削面是山西的一种传统特色面食,因其风味独特而驰名中外。用刀削出的面条,形似柳叶,下列说法正确的是( )
A.面汤的温度越高,含有的热量越多
B.面条被煮熟,是通过做功的方式增加内能
C.面条香气扑鼻说明分子在不停地做无规则运动
D.水沸腾后锅盖被顶起过程中的能量转化与压缩冲程相同
【考点】内能的利用及其意义;热量的概念;热传递改变物体内能;分子的热运动.
【专题】其他综合题;应用能力.
【分析】(1)热量是指热传递过程中,物体传递能量的多少,是一个过程量,不能用“含有”“具有”来修饰;
(2)改变物体内能的两种方式:做功和热传递;
(3)不同物质组成的物体相互接触时彼此进入对方的现象是扩散,扩散表明分子不停地做无规则运动;
(4)做功可以改变物体的内能,当对物体做功时,机械能转化为内能,当物体对外做功时,内能转化为机械能;热机的做功冲程将内能转化为机械能。
【解答】解:A、热传递过程中,物体传递能量的多少叫热量,它是一个过程量,不能用“含有”来修饰,故A错误;
B、面条被煮熟,是通过热传递的方式增加内能的,故B错误;
C、面条的香气扑鼻,属于扩散现象,说明分子在不停地做无规则运动,故C正确;
D、水烧开时,壶盖被水蒸气顶起,是水蒸气对壶盖做功,水蒸气的内能转化为壶盖的机械能,水蒸气的内能会减小;热机的压缩冲程中活塞向上运动,压缩燃料混合物对其做功,使气缸内气体的内能增加,该过程中将机械能转化为内能,所以二者的能量转化情况不同,故D错误。
故选:C。
【点评】本题考查了热量、改变物体内能的方法、扩散等,体现了生活处处皆物理。
7.(2022 泗洪县三模)如图是某物质凝固过程中的温度﹣时间图像,下列从图像中获得的信息不正确的是( )
A.这种物质是晶体
B.AB段物质放出热量,内能减少
C.BC段物质温度保持不变,内能不变
D.CD段物质比热容比AB段物质比热容小
【考点】比热容的概念及其计算;熔化和凝固的温度—时间图像;温度、热量与内能的关系.
【专题】应用题;温度计、熔化和凝固;理解能力.
【分析】(1)如图是某物质凝固过程中的温度﹣时间图像,凝固图象随时间有下降的趋势,晶体在凝固过程中的特点:放热,但温度保持不变;在凝固图象中,若有一段水平线段,则该物质为晶体;
(2)晶体在凝固之前,即AB段,温度降低,放出热量,内能减少;
(3)物质在凝固时,温度保持不变,放出热量,内能减少;
(4)图像的倾斜程度越大比热容越小。
【解答】解:A、晶体在凝固过程中放热,但温度保持不变,该部分图像是水平线段,这种物质是晶体,故A正确;
B、AB段,物质温度降低,放出热量,内能减少,故B正确;
C、BC段,是物质凝固阶段,温度保持不变,放出热量,内能减少,故C错误;
D、放出相同的热量,CD段物质降低的温度比AB多,CD段比热容比AB段物质比热容小,故D正确。
故选:C。
【点评】此题主要考查了通过对晶体凝固图象的分析,找出晶体的凝固过程的特点。
8.(2022 安徽模拟)利用一燃气热水器对质量为10kg、初温为20℃的水进行加热,燃烧了0.105m3的煤气,水温升高到70℃。已知水的比热容为4.2×103J/(kg ℃),煤气的热值为4×107J/m3。下列说法中正确的是( )
①煤气完全燃烧放出的热量为4.41×103J;
②水吸收的热量为2.1×106J;
③该热水器烧水的效率为50%;
④在加热过程中,水的内能增加。
A.①④ B.②③ C.①② D.②③④
【考点】燃料的热值及其计算;能量的利用效率;热量的计算.
【专题】计算题;比热容、热机、热值;应用能力.
【分析】(1)知道煤气的体积和热值,根据Q放=Vq求出煤气完全燃烧放出的热量;
(2)知道水的质量、比热容、初温和末温,利用Q吸=cm(t﹣t0)求水吸收的热量;
(3)热水器烧水的效率等于水吸收的热量与煤气完全燃烧放出的热量之比;
(4)在加热过程中,水吸收热量,温度升高,内能增加。
【解答】解:
①煤气完全燃烧放出的热量:
Q放=Vq=0.105m3×4×107J/m3=4.2×106J,故①错误;
②水吸收的热量:
Q吸=cm(t﹣t0)=4.2×103J/(kg ℃)×10kg×(70℃﹣20℃)=2.1×106J,故②正确;
③热水器烧水的效率:
η=×100%=×100%=50%,故③正确;
④在加热过程中,水吸收热量,温度升高,内能增加,故④正确。
故选:D。
【点评】本题考查了燃料完全燃烧放热公式、吸热公式、效率公式的应用,属于基础题目。
9.(2023 管城区校级模拟)关于热量、热值、内能和比热容,以下说法正确的是( )
A.我们不能喝刚烧开的水,是因为它含有的热量太多
B.用煤气灶烧水时,煤气燃烧越充分,其热值越大
C.把零下10℃的冰块放在0℃的冰箱保鲜室中,冰块的内能会增加
D.沙漠地区昼夜温差大是因为沙子的比热容大
【考点】燃料的热值及其计算;温度、热量与内能的关系;比热容解释简单的自然现象.
【专题】比热容、热机、热值;分析、综合能力.
【分析】(1)热量是个过程量,区别于状态量,只是在热传递这个过程中才有热量这个物理量,当两物体温差达到相等时,热传递就停止,所以只能说某物体吸收了多少热量,放出了多少热量,而不能说含有多少热量
(2)热值是燃料的一种特性,与燃料的种类有关,而与燃料的质量大小、燃烧程度无关;
(3)物体内部所有分子热运动的动能和分子势能的总和叫做内能,内能与物体的温度有关,温度升高,内能增大;
(4)热传递的条件是有温度差,温度相同,不会发生热传递;影响物体内能大小的因素:物体的质量、温度和状态。
【解答】解:A、我们不能喝刚烧开的水,是因为热水的温度高,故A错误;
B、热值是燃料的特性,只与燃料的种类有关,与质量多少、是否燃烧、是否完全燃烧都没有关系,用煤气灶烧水时,煤气燃烧越充分,其热值不变,故B错误;
C、将零下10℃的冰块放在冰箱的0℃保鲜室中,一段时间后,冰块从冰箱中吸收热量,内能一定增加,故C正确;
D、沙漠地区昼夜温差大,是因为沙子的比热容小,同样受冷或者受热时温度变化大,故D错误。
故选:C。
【点评】本题考查热值、内能的有关知识,综合性较强。
10.(2022 玄武区二模)如图是内燃机某冲程的工作示意图,下图四个事例中能量转化与之相同的是( )
A.点火“爆炸” B.压缩气体
C.单摆运动 D.弯折铁丝
【考点】能量转化和转移.
【专题】分子热运动、内能;应用能力.
【分析】(1)内燃机是利用内能做功的机器,其在工作时有四个冲程,即吸气、压缩、做功、排气四个冲程。其中压缩冲程将机械能转化为内能;做功冲程将内能转化为机械能。
(2)改变内能的方式有:做功和热传递。做功可以改变物体的内能,对物体做功的过程中,机械能转化为内能,物体内能增加。
【解答】解:由图可知,进气门和排气门都关闭,活塞向下运动,气缸内有火花,该冲程是做功冲程,将内能转化为机械能;
A.点火时瓶内气体受热膨胀,瓶内气体对瓶盖做功,把内能转化为机械能,故A正确;
B.活塞压缩气体时,活塞机械能转化为瓶内气体内能,故B错误;
C.单摆运动过程中要克服空气阻力做功,机械能转化为内能,故C错误;
D.弯折铁丝时,铁丝温度升高,通过做功的方式将机械能转化为内能,故D错误。
故选:A。
【点评】此题考查了做功改变物体内能的情况,需要注意的是:对物体做功,物体内能增加,物体对外做功,物体内能减小。
11.(2023 偃师市一模)关于温度、热量和内能的说法中正确的是( )
A.温度高的物体,含有的热量多
B.物体的内能增加,一定从外界吸收了热量
C.热传递过程中,热量由内能大的物体传向内能小的物体
D.一块0℃的冰熔化成0℃的水后,温度不变,内能变大
【考点】温度、热量与内能的关系.
【专题】应用题.
【分析】(1)热量是过程量,就是说,热量只存在于热传递或热交换过程中,只能说吸收或放出热量,热量传递等;热量不是状态量,不能说含有或者具有热量。
(2)改变物体内能的方式有两种:做功和热传递,热传递过程是能量的转移过程,而做功过程是能量的转化过程。
(3)发生热传递的条件是:有温度差;
(4)内能的大小跟质量、温度、状态有关;晶体熔化过程吸收热量,温度不变。
【解答】解:A、热量是一个过程量,存在于热传递过程中,不能说含有或者具有热量,故A错误;
B、物体内能增加,可能是从外界吸收了热量,也可能是外界对物体做功,故B错误;
C、发生热传递的条件是:有温度差,所以内能可自动地从高温物体转移到低温物体,故C错误;
D、一块0℃的冰熔化成0℃的水后,吸收热量,温度不变,内能增加,故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查的是学生对影响物体内能大小的因素的理解以及内能、温度与热量三者之间的关系的掌握,是中考的热点。
12.(2022 柘城县校级模拟)我们经常会看到一边行驶一边向空中喷雾的汽车,人们形象地将它称为雾炮车(如图)。喷向空中的水雾能使尘埃粒子快速沉降到地面,起到净化空气的作用。下列关于雾炮车的说法正确的是( )
A.雾炮车一直保持速度大小不变运动,则行驶过程中车的动能不变
B.该雾炮车发动机四个冲程中的做功冲程实现了机械能转化为内能
C.该雾炮车汽油机每秒对外做功20次,则每秒内完成40个冲程
D.若汽油的的热值为 4.6×107J/kg,则完全燃烧0.2kg汽油放出的热量是 9.2×106J
【考点】四冲程内燃机的工作过程;有关热机的计算;燃料的热值及其计算;动能和势能的转化.
【专题】定量思想;比热容、热机、热值;应用能力.
【分析】(1)根据影响物体动能大小的因素分析判断;
(2)在柴油机的做功冲程中将内能转化为机械能,压缩冲程中将机械能转化为内能;
(3)四冲程内燃机曲轴转2圈,完成1个工作循环、4个冲程并对外做功1次;
(4)根据Q=qm计算。
【解答】解:A、雾炮车在路面上喷洒水雾,在匀速水平行驶喷洒的过程中,速度不变,质量减小,所以车的动能变小,故A错误;
B、该雾炮车发动机四个冲程中的做功冲程实现了内能转化为机械能,故B错误;
C、汽油机每秒内对外做功20次,完成了20个工作循环,80个冲程,故C错误;
D、完全燃烧0.2kg汽油放出的热量:Q=qm=4.6×107J/kg×0.2kg=9.2×106J,故D正确。
故选:D。
【点评】此题是一道联系社会热点的综合题,包含的知识点较多,由影响动能的因素、热机的工作过程、燃料燃烧公式的应用,熟练掌握基础知识是解答的关键。
二.填空题(共8小题)
13.(2022 陕西四模)如图所示是一款自动感应式干手器,洗完手后,将手放在干手器下一定距离内,干手器会自动工作,吹出热风,这样加快了手上方的 空气流动速度 ,并提高了水的温度,从而达到快速干手的目的。干手器工作一会儿后手会感觉热乎乎的,这是通过 热传递 的方式改变手的内能。
【考点】热传递改变物体内能;影响蒸发快慢的因素.
【专题】分子热运动、内能;理解能力.
【分析】物质由液态变成气态称为汽化,汽化有蒸发和沸腾两种形式,热风干手器吹出的空气温度高,提高了水分的温度可使手上水分蒸发加快;吹出的风使手表面空气流动快,可使手上水分蒸发加快,所以它能很快把手烘干。
改变内能的方式包括做功和热传递。
【解答】解:当洗手后把手放在热风干手器的下方,热烘烘的气体就会吹出来,这样热风提高手上水分的温度,同时加快水表面的空气流动速度,从而加快手上水分的蒸发。
干手器工作一会儿后手会感觉热乎乎的,这是通过热传递的方式改变手的内能。
故答案为:空气流动速度;热传递。
【点评】本题考查蒸发快慢的影响因素和内能的改变,属于综合题。
14.(2022 江西模拟)如图所示,火箭在升空过程中的能量转化方式与内燃机的 做功 冲程相同;火箭上升过程中,随着燃料的不断消耗,燃料的热值 不变 (填“变大”“变小”或“不变”)。
【考点】四冲程内燃机的工作过程;燃料的热值及其计算.
【专题】比热容、热机、热值;理解能力.
【分析】燃料燃烧是化学变化,将化学能转化为内能,又将内能转化为火箭的机械能;做功冲程将燃料燃烧释放的内能转化为机械能;
热值是燃料的一种特性,只与燃料的种类有关,与其质量、是否燃烧和燃烧是否充分无关。
【解答】解:燃料燃烧是化学变化,将化学能转化为内能,又将内能转化为火箭的机械能,做功冲程将燃料燃烧释放的内能转化为转化为机械能,与内燃机的做功冲程的原理是相同的;
热值是燃料的特性,只与燃料的种类有关,与其质量、是否燃烧和燃烧是否充分无关,所以在燃料的质量减少时热值不变。
故答案为:做功;不变。
【点评】该题以火箭发射为问题背景,考查能量的转化、热值等知识点,是一道综合题,但难度不大。
15.(2023 萧县一模)一辆汽车在高速公路上以72km/h的速度匀速行驶。行驶过程中汽车发动机的输出功率始终为23kW,发动机的效率为25%。则在汽车行驶20km的过程中,消耗的汽油为 2 kg。(汽油的热值为4.6×107J/kg)
【考点】热机的效率.
【专题】比热容、热机、热值;分析、综合能力.
【分析】利用t=求汽车行驶的时间,利用W=Pt求发动机做的功;根据η=×100%求出消耗汽油完全燃烧释放的热量,再利用Q放=mq求出消耗汽油的质量。
【解答】解:v=72km/h=20m/s,
由v= 得汽车行驶的时间:
t===1000s,
根据P=得发动机做的功:
W=Pt=23×103W×1000s=2.3×107J;
由η=×100%可得消耗汽油完全燃烧释放的热量为:
Q放===9.2×107J;
由Q放=mq得消耗汽油的质量:
m===2kg。
故答案为:2。
【点评】本题考查了速度公式、功率公式、功的公式、燃料完全放热公式、效率公式的应用,涉及到的知识点较多、综合性强,熟练运用相关公式就可以解答。
16.(2023 偃师市一模)今年由于气候异常,形成“八月桂花九月香”的奇异现象,“桂花飘香”这是 扩散 现象。新冠病毒可通过飞沫传播,飞沫传播的方式与花香飘散的方式 不同 (填“相同”或“不同”)。
【考点】扩散现象.
【专题】分子热运动、内能;理解能力.
【分析】(1)不同物质互相接触时彼此进入对方的现象叫扩散;
(2)物理学中把物体位置随时间的变化叫做机械运动。
【解答】解:“桂花飘香”是扩散现象,说明分子在不停地做无规则运动。新冠病毒可通过飞沫传播,飞沫传播是物体做了机械运动,因此飞沫传播的方式与花香飘散的方式不同。
故答案为:扩散;不同。
【点评】此题考查了扩散现象、机械运动,属基础题目。
17.(2022 安徽模拟)石锅是由纯天然的优质耐火石材雕刻而成,造型美观多样、质硬、遇热快、使用时不粘锅、烹饪的食品美观且美味,并富含对人体有益的各种微量元素。实验测得2kg的石锅,温度均匀升高10℃时,吸收的热量是1.8×104J,则石锅的比热容是 0.9×103 J/(kg ℃).
【考点】热量的计算.
【专题】应用题;比热容、热机、热值;应用能力.
【分析】知道石锅的质量、温度升高值、吸收的热量,利用Q吸=cmΔt求石锅的比热容。
【解答】解:由Q吸=cmΔt得石锅的比热容:
c===0.9×103J/(kg ℃)。
故答案为:0.9×103。
【点评】本题考查了吸热公式Q吸=cmΔt的应用,属于基础题目。
18.(2022 安徽模拟)天然气热水器消耗了0.25kg的天然气将100kg的水由22℃加热到42℃,此过程中水的内能增加了 8.4×106 J(q天然气=4×107J/kg)
【考点】热量的计算.
【专题】应用题;比热容、热机、热值;应用能力.
【分析】已知水的质量、比热容、初温和末温,利用Q吸=c水m(t﹣t0)求水吸收的热量,即水的内能增加值。
【解答】解:水吸收的热量:
Q吸=c水m水(t﹣t0)=4.2×103J/(kg ℃)×100kg×(42℃﹣22℃)=8.4×106J,即水的内能增加8.4×106J。
故答案为:8.4×106。
【点评】本题考查了吸热公式Q吸=cm(t﹣t0)的应用,属于基础题目。
19.(2022 清水县校级一模)火箭发射使用液态氢做燃料,主要是因为它的 热值 大,火箭发射时燃料燃烧后喷出的高温燃气,通过 热传递 (选填“热传递”或“做功”)使发射台温度急剧升高,造成破坏。为了避免这种破坏,科学家在发射台下建造了一个巨大的水池,利用水的 比热容 较大的特性和水汽化时会吸收大量的热量来降低发射台的温度。
【考点】燃料的热值及其计算;热传递改变物体内能;比热容解释简单的自然现象.
【专题】分子热运动、内能;比热容、热机、热值.
【分析】(1)热值是指1千克的某种燃料完全燃烧后释放的能量,热值越大的燃料在完全燃烧相同质量的燃料时,释放出的热量越多,所以在选择火箭燃料时首先应该考虑燃料热值的大小;
(2)改变物体的内能的方式:做功和热传递;
(3)因为水的比热容较大:相同质量的水和其它物质比较,吸收或放出相同的热量,水的温度升高或降低的少;升高或降低相同的温度,水吸收或放出的热量多,据此分析。
【解答】解:(1)运载火箭采用液态氢作为火箭的燃料,不仅液态氢的密度小,而且具有较高的热值,完全燃烧相同质量的氢时,可以释放出更多的热量;
(2)火箭发射时,燃料燃烧后喷出的高温燃气,通过热传递的方式使发射台温度急剧升高;
(3)因为水的比热容较大,相同质量的水和其它物质比较,升高相同的温度,水吸收的热量多,起到对发射台的降温作用。
故答案为:热值;热传递;比热容。
【点评】本题考查了氢热值最大的利用、改变物体内能方式、以及水比热容较大特点的应用,属于基础题。
20.(2022 沈阳模拟)如图所示,用不同的燃料烧水,煤炭和酒精的热值同为3×107J/kg,如果20g的酒精完全燃烧能使1kg的水升高50℃,用酒精烧水时的热效率是 35 %;燃烧酒精时,我们能闻到酒精的味道,这是 扩散 现象。[c水=4.2×103J/(kg ℃)]
【考点】燃料的热值及其计算;扩散现象;热量的计算.
【专题】分子热运动、内能;比热容、热机、热值;分析、综合能力.
【分析】(1)利用Q放=mq求出酒精完全燃烧放出的热量,利用Q吸=cmΔt求出水吸收的热量,利用效率公式求出酒精烧水的效率;
(2)不同的物质相互接触时彼此进入对方的现象叫做扩散。
【解答】解:(1)酒精的质量m酒精=20g=0.02kg,
酒精完全燃烧放出的热量:Q放=m酒精q=3×107J/kg×0.02kg=6×105J,
水吸收的热量:Q吸=c水m水Δt=4.2×103J/(kg ℃)×1kg×50℃=2.1×105J,
酒精烧水的效率:η=×100%=×100%=35%;
(2)燃烧酒精时,我们能闻到酒精的味道,这是分子不停地做无规则运动形成的扩散现象。
故答案为:35;扩散。
【点评】本题考查扩散现象、燃料完全燃烧放热公式、吸热公式以及效率公式的应用,是一道综合题,难度不大。
三.实验探究题(共2小题)
21.(2022 荔湾区校级模拟)如图1所示,两个规格相同的容器内装了质量相同的水,小明分别燃烧不同的燃料(假设燃料完全燃烧)对它们进行加热,得到了如图2所示的水温和加热时间的图像。
(1)加热相同时间,两杯水吸收的热量是否相同? 不同 。依据是 用不同燃料的加热器进行加热,相同时间内两加热器放出的热量不同 。
(2)两种燃料消耗质量随时间变化如下表所示:
所用时间/s 0 20 40 60
燃料A消耗质量/g 0 0.15 0.30 0.45
燃料B消耗质量/g 0 0.10 0.20 0.30
根据以上信息,能否判断燃料A和燃料B的热值的大小关系?若可以,请进行比较,若不可以,请说明理由。
【考点】燃料的热值及其计算.
【专题】比热容、热机、热值;科学探究能力.
【分析】(1)用不同的燃料的加热器进行加热,则在相同的时间内加热器放出的热量不同;
(2)根据水温的变化情况判断燃料A和燃料B放出热量的多少,从而判断出热值的大小。
【解答】解:
(1)实验中,用不同燃料的加热器进行加热,相同时间内两加热器放出的热量不同,所以相同时间内两杯水吸收的热量不同;
(2)可以,由两种燃料消耗质量随时间变化表可知,当两种燃料30g都燃尽时,所用时间不同,从图乙中可以知道燃料B的温度变化大,水吸收的热量多,说明相同质量的A、B燃料完全燃烧时,B放出的热量多,由公式Q放=mq可知,B的热值大。
故答案为:(1)不同;用不同燃料的加热器进行加热,相同时间内两加热器放出的热量不同;
(2)可以,由两种燃料消耗质量随时间变化表可知,当两种燃料30g都燃尽时,所用时间不同,从图乙中可以知道燃料B的温度变化大,水吸收的热量多,说明相同质量的A、B燃料完全燃烧时,B放出的热量多,由公式Q放=mq可知,B的热值大。
【点评】本题考查热值,考查转换法的应用、热值的物理意义,为热学中的重要实验。
22.(2022 丹东模拟)如图所示是探究“不同物质的吸热能力”的实验装置,取质量均为200g、初温均为20℃的甲、乙两种液体,分别倒入两个完全相同的烧杯中,再用相同的电加热器加热,实验数据记录如下表格。
温度/℃ 20 30 40 50
加热时间/s 甲 0 40 60 120
乙 0 20 40 60
(1)选用相同电加热器加热的目的: 相同时间甲、乙两种液体吸热相同 。实验中通过比较 加热的时间 (选填“升高的温度”的“加热的时间”)比较两种液体吸收热量的多少。
(2)分析数据可知,当它们升高相同的温度时, 甲 (选填“甲”或“乙”)液体需要吸收的热量更多。
(3)于翔同学认为可以通过比较甲、乙两种液体加热至沸腾的时间长短来判断哪种液体的吸热能量更强。你认为他的方法 不可行 (选填“可行”或“不可行”)。
(4)若这两种液体中选出一种液体作为冷却剂用,则 甲 (选填“甲”或“乙”)液体的冷却效果更好。
(5)若其中一种液体是水,则另一种液体的比热容为 2.1×103 J/(kg ℃),这种液体在0~40s大的时间内吸收的热量为 8.4×103 J。「水的比热容c=4.2×103J/(kg ℃)」
【考点】实验 比较不同物质吸热的情况.
【专题】应用题;实验题;比热容、热机、热值;应用能力;实验基本能力.
【分析】(1)选用两个相同规格的电加热器加热,根据Q=W=Pt分析回答;我们使用相同的加热器通过加热时间的长短来比较吸热多少,这种方法叫转换法;
(2)结合表中数据,根据转换法分析;
(3)不同物质沸点不同,根据Q=cmΔt进行分析;
(4)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,据此确定甲、乙比热容的大小关系,根据Q=cmΔt进行分析;
(5)由表中数据可知升高30℃甲、乙的加热时间,根据Q=cm△t,在质量和升高温度相同的情况下,吸热多少与比热容大小成正比,得出另一种液体的比热容;
根据Q=cmΔt得出这种液体在0~40s大的时间内吸收的热量。
【解答】解:(1)选用相同电加热器,根据Q=W=Pt,相同时间放出的热量相同,故选用相同电加热器加热的目的:相同时间甲、乙两种液体吸热相同。根据转换法,实验中通过比较加热的时间比较两种液体吸收热量的多少。
(2)分析表中数据可知,当它们从20℃升高到30℃时,甲用时40s,乙用时20s,所以升高相同的温度时,甲液体加热时间长,甲需要吸收的热量多。
(3)由于甲、乙的沸点不同,当两种液体都沸腾时,其温度变化量不同,由Q=cmΔt可知,通过比较“液体甲和液体乙加热至沸腾的时间长短”来判断谁的吸热能力强,该方法不可行。
(4)根据比较吸热能力的方法,由(2)可知,甲的比热容大,由Q=cmΔt可知,质量相同的甲、乙两种液体升高相同的温度,甲吸热多,所以若在这两种液体中选择一种作为汽车发动机的冷却剂,甲液体冷却效果更好。
(5)由表中数据可知,升高30℃,甲用时120s,乙用时60s,乙吸热是甲的0.5倍,根据Q=cm△t,在质量和升高温度相同的情况下,吸热多少与比热容大小成正比,若其中一种液体是水,则另一种液体的比热容为:
c乙=0.5×4.2×103J/(kg ℃)=2.1×103J/(kg ℃);
这种液体在0~40s的时间内升高的温度为20℃,这种液体在0~40s的时间内吸收的热量为:
Q=c乙mΔt=2.1×103J/(kg ℃)×0.2kg×20℃=8.4×103J。
故答案为:(1)相同时间甲、乙两种液体吸热相同;加热的时间; (2)甲;(3)不可行;(4)甲;(5)2.1×103;8.4×103J。
【点评】本题比较不同物质吸热的情况,考查控制变量法、转换法的应用和Q=cm△t的运用,为热学中的重要实验。
四.计算题(共1小题)
23.(2022 安徽模拟)氢燃料不仅热值高,也是公认的清洁能源,作为低碳能源正在脱颖而出。应用于火箭燃料、氢能源汽车等方面。气态氢的密度ρ=0.09kg/m3,热值q=1.4×108J/m3。求:
(1)完全燃烧0.9kg氢气放出的热量:
(2)计算说明,完全燃烧0.9kg氢气放出的热,能否在1个标准大气压下,把温度为20℃,质量为4t的水烧开。[不计热量损失,水的比热容c=4.2×103J/(kg ℃)]
【考点】燃料的热值及其计算;热量的计算.
【专题】计算题;比热容、热机、热值;密度及其应用;分析、综合能力.
【分析】(1)知道氢气的质量和密度,利用密度公式求出氢气的体积,利用Q放=Vq求出氢气完全燃烧放出的热量;
(2)根据Q吸=cm(t﹣t0)求出水吸收的热量,比较可知氢气完全燃烧放出的热量能否把水烧开。
【解答】解:(1)由ρ=可知,0.9kg氢气的体积:V===10m3,
氢气完全燃烧放出的热量:Q放=Vq=10m3×1.4×108J/m3=1.4×109J;
(2)一个标准大气压下,水的沸点是100℃,
水吸收的热量:Q吸=cm水(t﹣t0)=4.2×103J/(kg ℃)×4×1000kg×(100℃﹣20℃)=1.344×109J,
由于Q放>Q吸,所以不计热量损失时,完全燃烧0.9kg氢气放出的热,能把1个标准大气压下,把温度为20℃,质量为4t的水烧开。
答:(1)完全燃烧0.9kg氢气放出的热量为1.4×109J;
(2)不计热量损失时,完全燃烧0.9kg氢气放出的热,能把1个标准大气压下,把温度为20℃,质量为4t的水烧开。
【点评】本题考查密度公式、燃料完全燃烧放热公式以及吸热公式的应用,是一道综合题,难度不大。
考点卡片
1.熔化和凝固的温度—时间图像
【知识点的认识】
要明确知道熔化吸热、凝固放热;分清晶体有一定的熔点(凝固点)熔化时温度不变,晶体凝固时温度不变;非晶体没有一定的熔点(凝固点).
凝固、熔化图象:
晶体 非晶体
熔化
凝固
【命题方向】
中考时判断那个图象是熔化那个是凝固图象,且判断那个是晶体的熔化图象那个是非晶体的熔化图象,或判断那个是晶体的凝固和非晶体的凝固图象时一个重点;在晶体的熔化和凝固时,像每一段物质所处状态的判断也是一个重点.
例1:图中,表示非晶体熔化时温度随时间变化的图象是( )
A. B. C. D.
分析:首先明确熔化过程是一个吸热的过程.其次要分清晶体与非晶体在熔化(凝固)时的最大区别,那就是一个有熔点(凝固点),一个没有熔点(凝固点).
解:A、随着时间的沿长,物体的温度在上升,说明物体在吸热,并有一段时间吸热温度不变,说明这是晶体熔化的图象;
B、随着时间的沿长,物体的温度一直在升高,说明这是非晶体熔化的图象;
C、随着时间的沿长,物体的温度在下降,说明物体在放热,且有一段时间放热温度不变,说明这是晶体凝固的图象;
D、随着时间的沿长,物体的温度一直在下降,说明这是非晶体凝固的图象;
故选B.
点评:解决此题的关键有两点,一是明确熔化吸热、凝固放热;二是分清晶体有一定的熔点(凝固点),非晶体没有一定的熔点(凝固点).
例2:图是某种物质物态变化过程中温度随时间变化的图象,该图象反映的可能是( )
A.蜡的熔化过程 B.蜡的凝固过程 C.海波的熔化过程 D.海波的凝固过程
分析:根据原图的曲线走向,可以首先判断出此图是某物体的凝固过程,而只有晶体才有凝固点,可根据上述分析判断出正确的选项.
解:由图知:温度随时间的增加而降低,所以是凝固过程;
在温度变化过程中,有一条平行于横轴(时间)的线段,说明在此段时间内温度没有发生变化,所以此时间的温度值即为该物体的凝固点,而只有晶体才有凝固点,可以排除A、B、C;
故选D.
点评:此题不但要根据图象判断出是熔化还是凝固现象,还要了解海波是晶体有凝固点而蜡是非晶体没有凝固点.
在凝固过程中,要注意,当物体的温度达到凝固点时,虽然此过程仍然是放热过程,但是温度不会发生变化.
【解题方法点拨】
要抓住晶体和非晶体熔化和凝固时特点:晶体有一定的熔点(凝固点),熔化(凝固)时温度不变,继续吸热(放热),学习时要用比较法来记住它们的特点.
2.影响蒸发快慢的因素
【知识点的认识】
影响蒸发快慢的因素:
(1)液体的温度.液体的温度越高蒸发越快;液体的温度越低蒸发越慢.同样湿的衣服在阳光下千得快,在树阴下干得慢.
(2)液体的表面积.液体的表面积越大蒸发越快;液体的表面积越小蒸发越慢.同样多的水,装在盘子里干得快,装在瓶子里干得慢.
(3)液面上的空气流动.液体表面上的空气流动越快蒸发越快;液体表面上的空气流动越慢蒸发越慢.同样湿的鞋子在通风的地方干得快,在没风的地方干得慢.
【命题方向】
影响蒸发快慢的因素是什么?是命题的重点.
例1:下列事例中,能使蒸发变慢的措施是( )
A.用电热吹风机将头发吹干
B.农业灌溉中用管道输水代替沟渠输水
C.将湿衣服晾到向阳、通风的地方
D.用扫帚把洒在地面上的水向周围扫开
分析:(1)影响蒸发的因素有温度、液体表面积、液体表面上方的空气流动;
(2)减慢蒸发,就是从降低温度、减小液体面积和减弱空气流动这三个方面来考虑.
解:A、电热吹风机吹湿头发,是从提高温度和加快空气流动两个方面,加快了头发上水分的蒸发,不合题意;
B、地下管道输水与传统的土筑明渠输水相比,减小了渗漏,也减小了水的表面积和水上方空气流动速度,即减慢了蒸发,符合题意.
C、湿衣服晾到向阳、通风的地方,从提高温度和加快空气流动两个方面,加快了衣服上水分的蒸发,不合题意;
D、扫帚把洒在地面的水向周围扫开,增大了水的表面积,加快了水分的蒸发.
故选B.
点评:(1)加快或减慢蒸发,都是从影响蒸发快慢的三个因素去考虑;
(2)将知识应用于生活,注意联系生活实际.
例2:在探究“影响蒸发快慢的因素”实验过程中,同学们作出了如下猜想:影响液体蒸发快慢的因素可能有:A.液体温度高低,B.液体的表面积,C.液面上气流的快慢,D.液体的种类.
(1)某同学设计了如下实验:取两只相同的烧杯,分别盛等重的酒精,把一杯放在烈日下,另一杯放在阴凉处,一段时间后观察比较两杯中酒精的多少.该同学设计这个实验的目的是为了验证猜想 A (选填“A”、“B”、“C”或“D”).
(2)请你设计一个实验来验证猜想D.要求简要写出实验的方法.
分析:题目中提到的影响液体蒸发快慢的因素可能有四个,因此研究时要用到控制变量法.
在(1)中,就要用控制变量法的思想,来确定研究的目的是哪一个猜想.
(2)验证猜想D,设计实验时,就要控制液体的种类不同,其它量相同.
解:(1)由题意知,相同的烧杯,都放在室外,所装的液体都是酒精,这样就体现了它们的表面积、液面上方空气的流动快慢、液体的种类都相同;但由于一个在阳光下,一个在阴凉处,说明两者的温度不同,由此可知是为了验证猜想A.
(2)根据控制变量法的思路可设计如下的试验方法:取两只相同的烧杯,分别盛等重的酒精和水,把两烧杯都放在烈日下,经过一段时间后观察比较两杯中剩余的酒精与水的多少.
故答案为:(1)A.
(2)取两只相同的烧杯,分别盛等重的酒精和水,把两烧杯都放在烈日下,经过一段时间后观察比较两杯中剩余的酒精与水的多少.
点评:在研究液体蒸发快慢时怎样应用控制变量法是此题的考查重点.
【解题方法点拨】
在此问题上一定要采取控制变量法去解决.控制变量:物理学中对于多因素(多变量)的问题,常常采用控制因素(变量)的方法,把多因素的问题变成多个单因素的问题,而只改变其中的某一个因素,从而研究这个因素对事物影响,分别加以研究,最后再综合解决,这种方法叫控制变量法.它是科学探究中的重要思想方法,广泛地运用在各种科学探索和科学实验研究之中.
3.液化及液化的放热特点
【知识点的认识】
(1)定义:物质由气态转变为液态的过程叫做液化.液化是放热过程.
(2)液化方法:
①降低温度:只要科学条件允许,任何气体温度降到足够低的时候,都可以液化.
②压缩体积:有的气体在常温下压缩体积就能液化,如一次性打火机中的丁烷.
【命题方向】
物态变化现象的判断和物态变化伴随的吸放热情况的判断是命题的要点.
例1:用电热壶烧水时,水沸腾后,从壶嘴里冒出“白气”;夏天打开冰棒纸时,可以看到冰棒周围也出现“白气”,以下说法正确的是( )
A.壶嘴里冒出的“白气”,是水沸腾时产生的水蒸气
B.冰棒周围的“白气”是冰棒发生升华形成的水蒸气
C.在这两种“白气”形成的过程中,都需要吸收热量
D.这两种“白气”都是水蒸气液化形成的
分析:物质从固态变为液态的过程是熔化,物质从液态变为固态是凝固,物质从液态变成气态称为汽化,物质从气态变成液态称为液化,物质直接从固态变成气态的现象称为升华,物质直接从气态变为固态是凝华.
解:(1)用电热壶烧水时,水沸腾后,从壶嘴里冒出“白气”,是壶嘴里冒出的温度较高的水蒸气遇冷凝结成的小水滴,属于液化现象;
(2)夏天空气中有大量的水蒸气,水蒸气遇到冷的冰棒凝结成小水滴,形成“白气”,属于液化现象.
因此二者都属于液化现象,液化放热.
故选D.
点评:本题通过生活中的热现象考查学生对物态变化的理解,解题的关键是先搞清楚变化前后物体的状态,再确定物态变化名称.
例2:将一瓶冰冻的矿泉水放在桌上,一会儿瓶壁会出现许多小水珠,这是 液化 现象.在瓶内冰块逐渐熔化的过程中,瓶内水的温度 不变 (填“升高”、“降低”或“不变”).
分析:物质由气态变为液态是液化.物质由固态变成液态是熔化,熔化吸热.冰水混合物的温度为0℃.
解:瓶子的外壁出现了许多小水珠,是空气中水蒸气遇到冷的杯壁液化形成的.冰块在熔化过程中,不断吸收热量,使周围温度下降.冰块逐渐熔化的过程中,由于冰水混合物的温度是0℃,恰好是冰的熔点,水的凝固点,吸热的时候冰会熔化,但是在熔化的过程中温度保持不变.
故答案为:液化、不变.
点评:本题主要考查学生对:熔化和液化特点的理解和掌握,是一道基础题.
【解题方法点拨】
解题时一定要紧扣定义,抓住液化的特点.
4.动能和势能的转化
【知识点的认识】
动能
①概念:物体由于运动而具有的能,叫做动能.一切物体都具有动能.
②影响动能大小的因素:物体的质量和速度.物体的质量越大,速度越大,物体具有的动能就越大.
势能:弹性势能和重力势能统称为势能
(1)重力势能
①概念:物体由于被举高而具有的能量,叫做重力势能.
②影响重力势能大小的因素:物体的质量和物体所处的高度.物体的质量越大,所处的高度越高,物体的重力势能就越大.
(2)弹性势能
①概念:物体由于发生弹性形变而具有的能,叫做弹性势能.
②影响弹性势能大小的因素:弹性形变程度.同一物体在弹性形变范围内的弹性形变程度越大,弹性势能就越大.
【命题方向】
第一类常考题:
草原发生大面积蝗灾时,农业部门利用飞机喷洒农药消灭蝗虫.当飞机在某一高度水平匀速飞行喷洒农药时,它的( )
A.动能不变,势能不变 B.动能减少,势能增加 C.动能增加,势能减少 D.动能减少,势能减少
分析:动能的影响因素是质量和速度,重力势能的影响因素是质量和高度,动能和势能统称机械能.据此结合题目描述可做出判断.
解:当飞机在某一高度水平匀速飞行喷洒农药时,其质量在不断减小,高度和速度不变,因此,由动能和重力势能的影响因素可知,其动能和重力势能均减少.故只有选项D的说法正确,符合题意.
故选D.
点评:本题主要考查了动能和重力势能的影响因素,本题中注意飞行喷洒农药时其质量在不断减小是解答中的易错点.
第二类常考题:
如图所示,滑板运动员从高处平台的末端水平飞出,落在水平地面上,若不计空气阻力,则运动员在下落过程中( )
A.重力势能转化为动能,机械能增大
B.重力势能转化为动能,机械能不变
C.动能转化为重力势能,机械能增大
D.动能转化为重力势能,机械能减小
分析:动能大小与质量和速度有关,重力势能的大小与质量和高度有关.
解:不计空气阻力,运动员在下落过程中质量不变,速度增大,高度减小故重力势能减小动能增大,重力势能转化为动能,机械能不变;
故选B
点评:此题考查了动能和势能的转化,要注意不考虑空气阻力机械能守恒.
【解题方法点拨】
判断一个物体的动能、势能(重力势能和弹性势能)的变化情况,关键在于深入理解影响它们大小的因素.动能(势能)的大小不仅与物体的速度大小(所处高度)有关,而且还与物体的质量大小有关.判断一个物体的动能(势能)是否发生变化或发生了怎样的变化,首先要确定速度(所处高度)或质量这两个因素中哪一个因素是不变的,然后再根据另一个因素的变化情况来判断物体动能(势能)的变化情况.
5.分子的热运动
【知识点的认识】
一切物质的分子都在不停地做无规则的运动.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. 不管温度高低,分子都在无规则运动,只是运动的快慢不同.扩散运动是分子热运动的宏观体现.
【命题方向】
分子的运动与机械运动的区别,哪些现象是分子的运动这些都是中考的命题方向,一般以选择题为主.
例1:下列现象与分子热运动有关的是( )
A.春天,百花争艳 B.夏天,波光粼粼
C.秋天,丹桂飘香 D.冬天,大雪纷飞
分析:分子运动是肉眼看不见分子的运动,机械运动是宏观物体的运动.分子运动,即扩散现象是肉眼看不见的,在不知不觉中发生的.
解:A、春天百花争艳,花朵的颜色是由它反射的光决定的,不属于分子热运动;
B、夏天波光粼粼,是光的反射现象,不属于分子热运动;
C、秋天丹桂飘香,是气体分子运动的结果,属于分子热运动;
D、冬天大雪纷飞,是宏观物体的运动,不是分子的运动.
故选:C.
点评:本题主要考查学生对宏观物体的运动和分子运动的区别、理解和掌握,是一道基础题.
例2:下列现象中,能表明分子在不停地做无规则运动的是( )
A.濛濛细雨从空中下落
B.炒菜时,满屋飘香
C.扫地时灰尘四起
D.擦黑板时,粉笔灰在空中飞舞
分析:物质是由分子组成的,组成物质的分子很小,直接用肉眼看不到;组成物质的分子不停地做无规则的运动,扩散现象证明了分子的无规则运动.
解:A.濛濛细雨从空中下落是小雨滴的机械运动,不是分子的运动,故A不符合题意;
B.炒菜时,芳香油分子不停地做无规则运动,扩散到空气中,由于炒菜时温度很高,所以分子的扩散速度加快满屋飘香,故B符合题意;
C.扫地时灰尘四起是灰尘的机械运动,不是分子的运动,故B不符合题意;
D.擦黑板时,粉笔灰在空中飞舞是粉笔灰的机械运动,不是分子的运动,故D不符合题意.
故选B.
点评:本题主要考查学生对扩散现象的实质,要注意分子运动和机械运动的区别的掌握.
【解题方法点拨】
分子的热运动是永不停息的,物体的温度低时,分子的热运动缓慢,但并没有停止,不要误以为温度低时,分子的热运动就停止. 【知识点的认识】
自然界中与物体冷热程度有关的现象称为热现象,利用温度计可以准确地测量物体的温度,我们说物体吸热和放热,这里的热指的是能量。物体是由大量分子组成的,分子永不停息地做无规则运动,分子之间存在着相互作用力,大量分子无规则的运动叫做分子的热运动。
【命题方向】
判断一些现象的形成是中考的方向,例如:
(1)有时候夏天路面会向上拱起,就是路面膨胀…(所以路面每隔一段距离都有空隙留着)。
(2)买来的罐头很难打开,是因为工厂生产时放进去的是热的,气体膨胀,冷却后里面气体体积减小,外面大气压大于内部,所以难打开,我们可以微热罐头就很容易打开了。
(3)高压电线夏天下垂多,冬天绷的较紧。
【例题精解】
例1:汽车爆胎最容易发生在( )
A.春季 B.夏季 C.秋季 D.冬季
分析:要解答本题需掌握:温度对分子热运动的影响,温度越高,分子热运动越剧烈。
解:A、春季温度较低,分子运动较慢,故不容易爆胎。故A不正确
B、因为夏天温度高,分子运动加剧,气体膨胀,把轮胎撑破。故B正确
C、秋季温度较低,分子运动较慢,故不容易爆胎。故C不正确
D、冬季温度低,分子运动慢,故不容易爆胎。故A不正确
故选B。
点评:本题考查学生对影响分子热运动的因素的理解和掌握,是一道基础题。
例2:下列现象能说明分子运动快慢跟温度有关的是( )
A.打开一盒香皂,很快就会闻到香味
B.空气容易被压缩
C.湿衣服在阳光下比在阴天更容易干
D.两块用水刚洗干净的平玻璃板叠在一起不易分开
分析:要解答本题需掌握:温度越高,分子运动越剧烈。
解:A、“打开一盒香皂,很快就会闻到香味”说明了分子在不停地做无规则运动。故A不符合题意。
B、空气容易被压缩,是因为分子间有空隙。故B不符合题意。
C、湿衣服在阳光下比在阴天更容易干,因为阳光下,温度高,分子运动快。故C符合题意。
D、两块用水刚洗干净的平玻璃板叠在一起不易分开,是由于大气压的作用。故D不符合题意。
故选C。
点评:本题主要考查学生对分子热运动与分子的关系的了解和掌握,以及对热学其它一些知识点的认识。
【解题方法点拨】
注意宏观与微观的区别,理解宏观与微观的彼此影响。
6.扩散现象
【知识点的认识】
(1)扩散现象:不同的物质在相互接触时,物质的分子互相进入对方的现象就叫扩散现象.进入鲜花店时,香气扑鼻而来,长时间堆放煤的墙角,墙皮内部会变黑,把冰糖放入水中,过段时间水会变甜等现象都是扩散现象,扩散现象表明分子在不停地运动着.气体、液体、固体之间均能发生扩散现象.
(2)扩散现象与温度的关系:温度越高,扩散现象越明显.
在两个相同的烧杯中,分别装半杯凉水和半杯热水,用滴管分别在两个杯底注入一滴红墨水,结果热水中的红墨水扩散得快,这是因为装热水的杯子中水温高,分子运动快,所以水先变红,这实际上说明了分子的运动与温度有关,温度越高,分子运动越剧烈.
【命题方向】
第一类常考题:理解生活中常见的扩散现象
下列现象中,属于扩散的是( )
A.擦黑板时,粉笔灰在空中飞舞
B.粉笔蹭到衣服,在衣服上留下粉笔痕迹
C.玉兰花开,闻到阵阵花香
D.秋天到来,树叶飘落
分析:微小物体的运动不是扩散现象,扩散现象表明分子不停地进行无规则运动,分子的运动眼睛是看不到的.
解:A、擦黑板时,粉笔灰在空中飞舞,粉笔灰是微小的物体颗粒,它的运动不是扩散现象.选项错误.
B、粉笔蹭到衣服,在衣服上留下粉笔痕迹,是粉笔的微小颗粒沾在衣服上.不是扩散现象.选项错误.
C、玉兰花开,玉兰花的香气分子扩散到空气中,人们闻到阵阵花香.选项正确.
D、秋天到来,树叶飘落,是树叶的运动,不是分子的运动,不是扩散现象.选项错误.
故选C.
点评:扩散现象表明分子是运动的,分子的运动眼睛是不能直接观察到的,人们直接观察到的微小物体的运动不是扩散现象.
第二类常考题:用扩散知识解释常见现象的成因
把萝卜腌成咸菜通常需要几天,而把萝卜炒熟,使之具有相同的咸味,仅需几分钟.造成这种差别的主要原因是( )
A.萝卜分子间存在空隙,易扩散
B.盐分子与萝卜分子间存在相互作用的引力
C.炒菜时萝卜是运动的,盐分子更容易进入萝卜中
D.炒菜时温度高,分子热运动更激烈
分析:需要根据分子热运动与温度有关,温度越高,分子的热运动越剧烈进行解答.
解:A、萝卜分子间存在空隙,与分子的运动速度无关,不影响扩散的快慢,不符合题意;
B、盐分子与萝卜分子间存在相互作用的引力,与分子的运动速度无关,不影响扩散的快慢,不符合题意;
C、萝卜的运动不是分子的运动,与分子的运动速度无关,不影响扩散的快慢,不符合题意;
D、分子热运动加快,炒菜时,温度升高,盐分子的动能增大,分子热运动就加快了,符合题意;
故选D.
点评:考查了扩散现象以及分子热运动与温度的关系的知识点.
【解题方法点拨】
(1)对扩散现象要这样理解,扩散现象只能发生在不同的物质之间,同种物质之间是不能发生扩散现象的,不同物质只有相互接触时,才能发生扩散现象,没有相互接触的物质,是不会发生扩散现象的,扩散现象是两种物质的分子彼此进入对方的现象,而不是单一的一种物质的分子进入另一种物质.气体、液体和固体之间都可以发生扩散,而且不同状态的物质之间也可以发生扩散.
(2)易错点:扩散现象是指分子的运动,但注意将扩散现象与物体颗粒的运动相区分,如在阳光下看到的灰尘飞扬,是固态颗粒运动,而不是分子的无规则运动,故这个现象不是扩散现象.
7.分子间的作用力
【知识点的认识】
(1)分子间存在着相互作用的引力和斥力.
(2)如固体和液体能保持一定的体积表明分子间存在引力;分子间的斥力使分子离得很近的固体和液体很难进一步被压缩.当分子距离很小时,分子间作用力表现为斥力;当分子间距离稍大时,分子间作用力表现为引力,如果分子相距很远,分子间作用力就变得十分微弱,可以忽略.
【命题方向】
第一类常考题:
如图所示,将两个铅柱的底面削平、削干净,然后紧紧地压在一起,两铅块就会结合起来,甚至下面吊一个钩码部不能把它们拉开,这个实验现象说明了( )
A.一切物质的分子部在不停地做无规则的运动 B.分子之间存在引力
C.分子之间存在斥力 D.分子间存在间隙
分析:要解答本题需掌握:分子间存在引力的条件,即分子间的距离大于平衡距离.
解:两块表面平整的铅放在一起,经过一段时间下面能吊起重物,说明分子间存在引力.
故选B.
点评:本题主要考查学生对分子间作用力的理解和掌握,是中招的热点.
第二类常考题:
固体具有一定的体积和形状是因为固态的物质中分子的排列十分紧密,粒子间有强大的 作用力 ;液体没有确定的形状,具有流动性,是因为液态物质中分子没有固定的位置,粒子的作用力比固体的作用力要 小 (填“大”或“小”)
分析:根据分子间的作用力和固体、液体的特点来判断.
解:固态时分子只在平衡位置上振动,分子间距很小,分子间的作用力很大,所以固体有一定的形状和一定的体积;液态时分子在平衡位置上振动一段时间,还要移动到其他的位置上振动,分子间距比固态大,分子间的作用力比固态小,所以液体有一定的体积,但是没有一定的形状.
故答案为:作用力,小.
点评:正确理解掌握物质的三种状态的分子排列、分子间距、分子间作用力是解决此类题目的关键.
【解题方法点拨】
(1)通常情况下分子引力和分子斥力是同时存在的,它们大小相等,故不表现斥力,也不表现引力;
(2)当分子间的距离减小时,分子引力和斥力同时增大,但分子斥力增大得快,这时分子斥力大于分子引力,作用力表现为斥力;当分子间的距离增大时,分子引力和斥力同时减小,但分子斥力减小得快,这时分子引力大于分子斥力,作用力表现为引力
(3)要正确理解分子间相互作用的引力和斥力的同时存在性和大小随分子间距离的变化规律.
8.内能的利用及其意义
【知识点的认识】
(1)利用内能来加热﹣﹣热传递
内能一个重要应用就是直接用它来加热物体.物体在获得内能以后,温度会升高.我们家里每天都要生火煮饭,我国北方的冬天还要生火取暖,工厂里常常要加热各种零件,所有这些,都是直接利用内能来加热的常见例子.其实质是利用热传递,将内能从高温物体转移到低温物体.
(2)利用内能来做功
在试管内装些水,用软木塞塞住,加热使水沸腾,水蒸气会把软木塞冲出.
在这个实验中,燃料的化学能转化为内能,传给水和水蒸气,水蒸气把塞子冲出去,内能转化为塞子的机械能.
所以利用内能做功的实质是内能转化为其他形式能的过程.
【命题方向】
生活中的哪些现象是内能的利用是中考的主要命题方式.
例1:如图所示实验或事例,属于内能转化为机械能的是( )
A. B.
由滑梯滑下臀部会有灼热感 搓手取暖
C. D.
钻木取火 水蒸气将木塞冲出
分析:在一定的条件下,各种能量都可以相互转化.内能转化为机械能就是利用内能来做功的过程.
分析清楚图示物理情景即可正确解题.
解:A、由滑梯上滑下,臀部会有灼热感,机械能转化为内能,不符合题意,故A错误;
BC、搓手取暖,钻木取火,都是机械能转化为内能,不符合题意,故B、C错误;
D、水蒸气顶开软木塞,是利用水蒸气的内能来做功,把内能转化为机械能,符合题意,故D正确;
故选D.
点评:此题主要考查的是对内能的利用的了解和掌握,是一道基础题.主要体现物理来源于生活,又服务于社会的新理念.
例2:冬天,火炉把自己的 内 能传递给房间里的空气,供人们取暖;到了春天,我们不能把这些能量重新收集起来供来年再用,一般情况下, 内 能只能从高温物体转移到低温物体,不能相反,上述事例说明:能量的转化、能量的转移,都是有 方向 性的.
分析:要解答本题需掌握:能量的传递是从高温物体传向低温物体;能量的转化、能量的转移,都是有方向性的.
解:冬天,火炉把自己的内能传递给房间里的空气,供人们取暖;到了春天,我们不能把这些能量重新收集起来供来年再用,这是因为能量的传递是有方向性的,只能由高温物体传向低温物体.
故本题答案为:内,内,方向
点评:本题主要考查学生对能量的转移和转化是有方向性的理解和掌握.是中考的热点.
题方法点拨】
知道内能与其他形式的能可以相互转化,内能的利用就是把内能转化为其他能的应用.
9.热量的概念
【知识点的认识】
(1)定义:在热传递过程中,传递能量的多少.
(2)单位:焦耳(J)
(3)物体本身没有热量.不能说某个物体具有多少热量,更不能比较两个物体热量的大小.
(4)热量与内能、热量与温度的主要区别
①“热量是在热传递过程中物体内能改变的量度”.反映了热量与内能的内在联系.但是,内能与热量又是两个本质不同的物理量,不能混为一谈.内能是“状态量”,一个物体在一定的状态下具有一定的内能;而热量是“过程量”,它是在热传递过程中用来量度物体内能改变多少的物理量.离开热传递的物理过程,谈热量的多少是毫无意义的.
②热量和温度也不能混为一谈,温度是“状态量”,热量是“过程量”,它们之间的联系只表现在热传递的过程,绝不能认为“温度越高的物体含有的热量越多”.
【命题方向】
第一类常考题:
关于热量的说法正确的是( )
A.温度高的物体所含的热量多,温度低的物体所含的热量少
B.水和煤油,如果温度也相同,水比煤油热量多
C.质量越大的物体,它所含的热量多
D.物体温度降低时,向外放出热量
分析:(1)热量是过程量,就是说,热量只存在于热传递或热交换过程中,只能说吸收或放出热量,热量传递等;热量不是状态量,不能说含有或者具有热量.
(2)当温度不同的物体互相接触时,高温物体放出热量,温度降低,低温物体吸收热量,温度升高.
解:A、物体所含有的热量,这种说法错误,不能说含有或者具有热量,故A错误;
B、不能说物体的热量,水比煤油热量多,这种说法错误,不能说含有或者具有热量,故B错误;
C、物体所含有的热量,这种说法错误,不能说含有或者具有热量,故C错误;
D、当温度不同的物体互相接触时,高温物体放出热量,温度降低,低温物体吸收热量,温度升高,故D说法正确.
故选D.
点评:本题考查对热量的理解.知道热量不是状态量,不能说含有或者具有热量.只能说吸收或放出热量.
第二类常考题:
热量是物体 内能 改变的一种量度,在热传递过程中,物体 内能改变的多少 叫热量,热量通常用字母 Q 表示,热量与内能的单位都是 焦耳 ,单位的符号 J .
分析:根据热量的定义、热量的单位,以及物理量、单位的符号进行解答.
解:在热传递过程中,内能改变的多少叫做热量,热量是物体内能改变的一种量度;
热量通常用字母Q表示,热量与内能的单位都是焦耳,符号J.
故答案为:内能;内能改变的多少;Q;焦耳;J.
点评:本题主要考查学生对热量的定义和单位以及热传递是改变物体内能的一种方法的了解和掌握,是一道基础题目.
【解题方法点拨】
热量是一个过程量,只有发生了热传递,有了内能的转移,才能讨论热量问题,因此,热量的大小与物体的多少、物体的温度的高低没有关系.不能说某个物体具有多少热量,更不能比较两个物体具有的热量的多少.
10.温度、热量与内能的关系
【知识点的认识】
(1)内能和温度的关系
物体内能的变化,不一定引起温度的变化.这是由于物体内能变化的同时,有可能发生物态变化.物体在发生物态变化时内能变化了,温度有时变化有时却不变化.如晶体的熔化和凝固过程,还有液体沸腾过程,内能虽然发生了变化,但温度却保持不变.温度的高低,标志着物体内部分子运动速度的快慢.
因此,物体的温度升高,其内部分子无规则运动的速度增大,分子的动能增大,因此内能也增大,反之,温度降低,物体内能减小.因此,物体温度的变化,一定会引起内能的变化.
(2)内能与热量的关系物体的内能改变了,物体却不一定吸收或放出了热量,这是因为改变物体的内能有两种方式:做功和热传递.即物体的内能改变了,可能是由于物体吸收(或放出)了热量也可能是对物体做了功(或物体对外做了功).
而热量是物体在热传递过程中内能变化的量度.当物体与外界不做功时,物体吸收热量,内能增加,物体放出热量,内能减少.因此物体吸热或放热,一定会引起内能的变化.
(3)热量与温度的关系物体吸收或放出热量,温度不一定变化,这是因为物体在吸热或放热的同时,如果物体本身发生了物态变化(如冰的熔化或水的凝固).这时,物体虽然吸收(或放出)了热量,但温度却保持不变.
物体温度改变了,物体不一定要吸收或放出热量,也可能是由于对物体做功(或物体对外做功)使物体的内能变化了,温度改变了.
【命题方向】
温度、热量与内能的关系是中考的热点,主要考查学生对温度、内能、热量关系的理解和掌握.
第一类常考题:
关于物体的内能,下列说法正确的是( )
A.温度相等的1kg和100g的水内能相同
B.物体内能增加,一定要从外界吸收热量
C.温度为0℃的物体没有内能
D.在相同物态下,同一物体温度降低,它的内能会减少
分析:任何物体在任何温度下都具有内能,内能与物体的质量、温度、状态等因素有关.
解:A、水的内能不仅与温度有关,还和水的质量有关;故温度相等的1kg水和100g水的内能不同;故A错误;
B、改变内能的方法有两种,做功和热传递;物体内能增加,可能是从外界吸收热量,也可能外界对它做功;故B错误;
C、一切物体都有内能,故C错误;
D、物体的内能与温度有关;同一物体温度升高时,内能增加,温度降低时,内能将减小;故D正确.
故选D.
点评:此题考查了物体内能方面的知识,包括内能的概念、改变内能的方法(做功、热传递)等;温度影响物体的内能,运用所学的内能方面知识可解决此题.
第二类常考题:
在物理学中常提到“热”字,但其含义各不相同,请将下列“热”的含义填入空格内.
(1)这盆水很热,这里的“热”是指 温度 .
(2)物体吸热升温,这里的“热”是指 热量 .
(3)摩擦生热,这里的“热”是指 内能 .
分析:根据三个物理量的概念进行分析.内能是指物体内部所有分子做无规则运动所具有的动能和分子势能的总和;温度指物体的冷热程度;热量是指在热传递或做功的过程中,内能改变的多少.
解:这盆水很热是反映水的冷热程度,所以这个“热”指温度;
物体吸热升温是指物体吸收热量时温度升高,故这里的“热”指热量;
摩擦生热是通过克服摩擦做功,使物体的内能增加,所以这里的“热”指内能.
故答案为:温度,热量,内能.
点评:虽然同样是”热“,但在不同的语境中含义却不一样.本题要求学生知道温度、热量和内能的相同点和不同点,并且能够区分温度、热量和内能.
【解题方法点拨】
内能和温度是物体本身就具有的,而热量是伴随着热传递存在的,内能和温度都是状态物理量,而热量则是过程物理量.物体吸收热量,内能一定增加,温度不一定升高;物体温度升高,内能一定增加.三个物理量之间既有密切联系,又有本质区别.
11.热传递改变物体内能
【知识点的认识】
(1)热量从高温物体传递到低温物体,或从物体的高温部分传递到低温部分的现象,叫做热传递.没有做功而使内能改变的物理过程叫做热传递.
(2)热传递使物体内能发生改变的实质是:同一种形式的能量(内能)发生了转移.其转移的规则是内能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.
(3)传递的热量与内能改变的关系
①在单纯热传递中,系统从外界吸收多少热量,系统的内能就增加多少.即△U=Q吸
②在单纯热传递中,系统向外界放出多少热量,系统的内能就减少多少.即Q放=﹣△U
【命题方向】
第一类常考题:
下列现象中,利用热传递的方式使物体内能增加的是( )
A.用锯锯木头,锯条发热
B.烧水时,水逐渐变热
C.流星在大气层中高速下落,发出光和热
D.小孩从滑梯上滑下,臀部有灼热感
分析:解决此题要知道改变物体内能的方式有两种:做功和热传递.
解:因A、C、D选项都是克服摩擦力做功,从而改变物体的内能;
B选项是通过热传递改变物体的内能;
故选B.
点评:解决此类题目要结合改变物体内能的方式分析解答.
第二类常考题:
质量相等的铁块和水,吸收相等的热量后,把铁块投入水中,则( )
A.热从铁块传给水
B.热从水传给铁块
C.铁块与水间不发生热传递
D.无法确定是否发生热传递
分析:物体间发生热传递的条件是有温度差,先结合热量公式Q=cm△t分析铁块和水的温度关系,判断出铁块和水的末温大小后,再判断热传递的方向.
解:水的比热容最大,相同质量的铁块和水,吸收相同的热量后,水的温度变化较小,但由于铁块和水的初温没有告知,无法判定两者末温的高低,因此它们之间的热传递方向也无法确定;
故选D.
点评:解决此类问题要结合发生热传递的条件和比热容相关知识进行分析解答.
【解题方法点拨】
(1)热传递过程中吸热物体内能增加,放热物体内能减少,最终二者温度相同.
(2)做功和热传递改变物体的内能是等效的.
12.做功改变物体内能
【知识点的认识】
(1)做功:对物体做功,物体的内能增加;物体对外做功内能减少.
(2)做功使物体的内能改变的实质:其他形式的能量(如机械能)与内能之间的相互转化.
【命题方向】
第一类常考题:
飞机在万米高空飞行时,舱外大气压比舱内气压低.要使舱内获得新鲜空气,必须使用压缩机把空气从舱外压进舱内.在这个过程中,压缩机对空气做功,空气的( )
A.温度升高内能增加
B.温度降低内能减少
C.温度升高内能减少
D.温度降低内能增加
分析:本题要抓住做功与内能的改变,主要有摩擦生热和压缩气体做功.
解:对物体做功,物体的内能会增加,物体对外做功内能会减少.压缩机对空气做功,空气的温度升高内能增加.
A、压缩机对空气做功,空气的温度升高内能增加,符合题意.
B、压缩机对空气做功,空气的温度降低内能减少,不符合题意.
C、压缩机对空气做功,空气的温度升高内能减少,不符合题意.
D、压缩机对空气做功,空气的温度降低内能增加,不符合题意.
故选A.
点评:本题考查了做功与内能的改变.对物体做功,物体的内能会增加,温度升高.
第二类常考题:
如图所示,在大口厚玻璃瓶内装入少量的水,并滴入几滴酒精.塞进塞子后,用气筒往瓶内打气,当塞子跳出时,看到瓶口有白雾出现,下列关于该实验的分析错误的是( )
A.往瓶内打气时,外界对瓶内气体做功
B.往瓶内打气时,瓶内气体内能变小
C.瓶塞跳出时,瓶内气体温度降低
D.瓶塞跳出时,瓶内气体对外做功
分析:改变物体内能的两种方法:做功、热传递.对物体做功(例如克服摩擦做功、压缩气体做功、弯折铁丝做功等)物体的内能增加、温度升高;物体对外做功(气体膨胀做功),物体的内能减少、温度降低.
解:AB、瓶子里装有一些水,往瓶内打气,压缩瓶内气体做功,使瓶内气体内能增加、温度升高,故A正确、B错;
CD、当瓶塞跳起时,瓶内气体对瓶塞做功,瓶内气体的内能减少,温度降低,故CD都正确.
故选B.
点评:这是一个典型的对外做功(气体膨胀做功),内能减少的例子,要记住如何解释这种现象的出现.
【解题方法点拨】
用做功的方式改变物体的内能,实质是不同形式的能之间的转化.
外界对物体做功,机械能转化为内能,物体内能增加(如:摩擦生热、压缩气体做功)
物体对外界做功,内能转化为机械能,内能减少(如:气体膨胀)
13.比热容的概念及其计算
【知识点的认识】
(1)单位质量的某种物质温度升高1℃吸收的热量叫做这种物质的比热容,简称比热。
比热容是通过比较单位质量的某种物质升温1℃时吸收的热量,来表示各种物质的不同性质。
(2)比热容的单位:在国际单位制中,比热容的单位是J/(kg ℃),读作焦每千克摄氏度。
水的比热容是4.2×103J/(kg ℃)。它的物理意义是1千克水,温度升高1℃,吸收的热量是4.2×103焦耳。
单位质量的某种物质温度升高1℃吸收的热量和它温度降低1℃放出的热量相等,也是它的比热。
(3)比热表
比热容是物质的一种特性,各种物质都有自己的比热。物理学中,常把由实验测定的物质的比热,列成表格,便于查找。
物质 水 冰 酒精 煤油 蓖麻油 汞
比热容×103J/(kg ℃) 4.2 2.1 2.4 2.1 1.8 0.14
物质 铝 砂石 干泥土 铁、钢 铜 铅
比热容×103J/(kg ℃) 0.88 0.92 0.84 0.46 0.39 0.13
从表中还可以看出,各物质中,水的比热容最大。这就意味着,在同样受热或冷却的情况下,水的温度变化要小些。水的这个特征对气候的影响很大。在受太阳照射条件相同时,白天沿海地区比内陆地区温升慢,夜晚沿海地区温度降低也少。所以一天之中,沿海地区温度变化小,内陆地区温度变化大。在一年之中,夏季内陆比沿海炎热,冬季内陆比沿海寒冷。
(4)水比热容大的特点,在生产、生活中也经常利用。如汽车发动机、发电机等机器,在工作时要发热,通常要用循环流动的水来冷却。冬季也常用热水取暖。
【命题方向】
第一类常考题:
关于比热容,下列说法正确的是( )
A.物体的比热容跟物体吸收或放出的热量有关
B.物体的比热容跟物体的温度有关
C.物体的质量越大,它的比热容越大
D.物体的比热容与温度、质量都没有关系
分析:比热容是物质本身的一种特性,反映了物体的吸热或放热能力,大小只与物质有关,与其它因素没有关系。
解:比热容是物质本身的一种特性,其大小是由物质决定的,与是否吸热、放热、温度、质量等因素无关。
故选D。
点评:此题考查了比热容的特点,要掌握其物理意义,真正理解是物质本身一种特性的真正含义。
第二类常考题:
根据表中几种物质的比热容,判断下列说法中不正确的是( )
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.由于水比沙石的比热容大,所以内陆地区的昼夜温差比沿海地区大
D.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
分析:A、液体温度计的原理是液体的热胀冷缩性质,水银的比热容小,吸收相同的热量时,温度变化得更明显;
B、暖气中的传热介质,要求在降低相同的温度时放出更多的热量,就需要比热容较大的水;
C、沙石的比热容比较小,在同样受热和受冷的情况下,沙石的温度变化值比较大,所以内陆地区的昼夜温差大;
D、冷却食品时,冰的效果好一些,因为冰在熔化的过程中要从物体吸收热量。
解:A、水银的比热容比较小,吸收相同的热量温度升得更高,可以更准确地测量物体的温度,所以A是正确的;
B、水的比热容比较大,降低相同的温度时可以放出更多的热量,取暖效果更好,所以B是正确的;
C、因为水比沙石的比热容大,在吸收和放出相同的热量时,水的温度变化值更小,沙石的温度变化值大,所以内陆地区比沿海地区的昼夜温差大,所以C是正确的;
D、虽然水的比热容比较大,但冰在熔化时会吸收热量变为水继续冷却食品,冷却的效果是更好。
故选D。
点评:此题考查的是比热容知识在生活中的应用,理论联系实际,是一道好题。
【解题方法点拨】
(1)对于同一种物质,比热容的值还与物质的状态有关,同一种物质在同一状态下的比热容是一定的,但在不同状态时,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 ℃)。
(2)对于物质的比热容,可以从以下两个方面理解:首先,比热容跟密度一样,也是物质的一种特性,它既不随物质质量的改变而变化,也不随物质吸收(或放出)热量的多少及温度的变化而变化,也就是说,只要是相同的物质,不论其形状、质量、温度高低、放置地点如何,它的比热容一定是相同的;其次,不同物质的比热容不同,同种物质的比热容相同,它反映了不同物质吸、放热本领的强弱,还可以利用物质的这种特性来鉴别物质。
14.比热容解释简单的自然现象
【知识点的认识】
如为什么海水与沙子在同一时刻的温度不一样?因为海水与沙子受光照的时间完全相同,所以它们吸收的热量相同.但是海水的比热比沙子的比热大,所以海水升温比沙子升温慢;没有日照时,海水降温比沙子降温慢.
【命题方向】
中考主要利用水的比热容大这一特点结合生活中的现象进行考察.
例1:下列能用比热容解释的事实是( )
A.用力搓手后双手发热
B.吐鲁番地区昼夜温差较大
C.堆积的种子受潮升温
D.生石灰加水温度骤然升高
分析:比热容是指单位质量的某种物质温度升高1℃时吸收热量的多少,体现了物质的吸放热能力的强弱,据此来对选项中的描述进行分析.
解:A、搓手发热是做功使物体内能增加的过程,与比热容无关;
B、内陆地区昼夜温差大,是砂石比热容太小的缘故,即同样吸放热时,砂石的温度变化明显,与比热容有关;
CD、堆积的种子受潮升温,生石灰加水温度骤然升高,两项都是发生生物化学反应的缘故,与比热容无直接关系.
故选B.
点评:本题考查了比热容的特点的应用,应用所学知识,解释了实际问题,体现了新课标的要求,属于中考热点问题.
例2:在烈日当空的海边玩耍,你会发现沙子烫脚,而海水却是凉凉的,这是为什么?
分析:根据水的比热容的特点与沙子的比热容进行比较分析.
解:吸收相同热量,水的比热容大,温度升高的少,沙子温度升高的多,沙子烫脚.
答:与同质量的海水相比,沙子的比热容较小,吸收相同热量时,沙子的温度升得快,所以沙子烫脚,而海水却是凉凉的.
点评:考查了水的比热容的特点以及用水的比热容来解释自然现象的知识点.
【解题方法点拨】
主要考查了学生对水的比热容大的特点及应用的了解和掌握,应用好“质量、吸收的热量相同时,比热越大温度升高的越小”是解答的关键,可以借助Q=cm△t帮助记忆.【知识点的认识】
水的比热容较大,在工农业生产和日常生活中有广泛的应用.这个应用主要考虑两个方面,第一是一定质量的水吸收(或放出)很多的热而自身的温度却变化不多,有利于调节气候;第二是一定质量的水升高(或降低)一定温度吸热(或放热)很多,有利于用水作冷却剂或取暖.作冷却剂时,是让水吸收带走更多的热量,用来取暖时,是让水放出更多热量供给人们,另一方面,由于水的比热容较大,一定质量的水吸收(或放出)较多的热量而自身的温度却改变不多,这一点有利于调节气候.夏天,太阳光照射到海面上,海水的温度在升高过程中吸收大量的热,所以人们住在海边并不觉得特别热;冬天,气温低了,海水由于温度降低而放出大量的热,使沿海气温不至于降得太低,所以住在海边的人们