2023中考物理专题第十四讲-内能 内能的利用（第一节 分子热运动 内能 比热容）

第十四讲 内能 内能的利用

第一节 分子热运动 内能 比热容

一、知识点梳理

1.分子热运动：

（1）物质的构成：

①常见的物质是由       或        构成的。

②原子的结构：原子核（质子（带正电）和中子（不带电））和核外电子（带负电）；

（2）扩散现象：不同的物质在相互接触时彼此      对方的现象，叫做扩散现象，例如“墙角放煤，日久变黑”、“酒香不怕巷子深”、“墨水在清水中很快散开”等。扩散现象的剧烈程度与       有关；       越高，扩散现象越       。

①扩散现象等大量事实表明，一切物质的分子都在                        。

②温度越高，分子热运动越剧烈，所以这种无规则运动叫做分子的热运动。

③同时也表明分子间有       。如酒精和水混合后，总体积变小。

④分子间的作用力：分子之间存在      。如被紧压在一起的铅柱很难被分开；分子之间还存在         。如固体、液体很难被压缩。注：“破镜难重圆”不属于分子间斥力的作用，因为破镜之间的距离对分子而言极大，它不属于分子间作用力范围。

2.内能：

（1）定义：构成物体的所有分子，其热运动的          与          的总和，叫做物体的内能。单位为焦，符号为J。

（2）影响因素：一切物体在任何情况下都具有内能，内能还与物质质量、种类、状态等有关。

（3）改变内能的方法：

（4）温度、热量、内能的辨析：

①物体温度升高，内能一定增加；温度降低，内能一定减少；

②物体温度升高，不一定吸收热量，可能是做功；

③物体吸收热量，内能不一定增加，可能边吸收热量边对外做功；

④物体吸收热量，温度不一定升高，晶体融化时吸收热量，但温度保持不变；

⑤物体内能增加，温度不一定升高，晶体融化时分子势能增大，内能增加，但温度保持不变；

⑥注意：热量是个过程量，只能说吸收或放出、热量传递等，不能说含有或具有热量。

3.比热容：

（1）定义：一定质量的某种物质，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。

（2）物理意义：表示物质吸热或放热能力强弱的物理量。

（3）单位及符号：单位是         ，符号是      。

（4）比热容的理解：

①比热容是物质的一种特性，只与物质的种类和状态有关，与质量、体积、温度等无关。

②质量相同的不同物质，当吸收或放出相同热量时，比热容     的物质温度变化较小。

③质量相同的不同物质，当温度的变化量相同时，比热容     的物质吸收或放出的热量多。

（5）水的比热容大的应用：调节气温（人工湖）、取暖（水做传热介质）、作冷却剂等。

（6）热量的计算：Q=         。

①吸热公式：

②放热公式：

4.比较不同物质吸热的情况：

为探究水和煤油的吸热能力，某实验小组同学用如图甲、乙所示两套完全相同的装置进行实验探究。

（1）实验前，小明同学应选取质量      （选填“相等”或“不相等”）的水和煤油进行实验。除了图中所示的实验器材外，还需要的测量工具有天平和       。

（2）加热过程中用玻璃棒缓慢地搅拌是为了使水和煤油          。

（3）小明每隔2min测量一次水和煤油的温度，将实验数据记录在下表中，其中第8min时水的温度如图丙所示，其示数为    ℃。请在下图中画出水和煤油的温度随时间变化的图像。

（4）当水和煤油吸收相同的热量时，可以通过比较         （选填“加热时间”或“温度变化”）的多少来判断吸热能力的强弱。分析数据图像可知     （选填“水”或“煤油”）的吸热本领更强。

（5）实验中是利用       的方式改变液体的内能的；相同时间内，水和煤油吸收的热量      

         （选填“相同”或“不同”）。

（6）根据表格数据可知，煤油第8min的内能      （选填“大于”“小于”或“等于”）第10min的内能。

（7）实验结束后去掉电加热器，     的温度下降得慢，利用该特性小明想自制一个暖手袋，若只能从水或煤油中选一种装入暖手袋中作为供热物质，则应该选择    （均选填“水”或“煤油”）。

（8）小明看到另一组同学在加热时间相同时，质量相等的水和煤油相比，水温始终比油温升得快，由此可判断出，放入水中的电加热器实际功率       （选填“大”或“小”）。

二、真题练习

选择题

1.（2021省卷 4题 3分）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

2.（2017昆明卷 6题 3分）下列说法正确的是（    ）

A.原子由质子和中子组成

B.海绵容易被压缩说明分子间有空隙

C.“二手烟”危害他人健康，是由于吸烟产生的有害分子不停地运动

D.液体很难被压缩，说明分子间有引力

3.（2014省卷 4题 3分）用高压锅烧水，拧紧锅盖后水温缓慢上升，在水烧开前，锅内水的（     ）

A.体积变小      B.内能变大       C.密度变大       D.比热容变小

4.关于温度、热量和内能，下列说法正确的是（    ）

A.0℃的物体也具有内能

B.只要物体放出热量，温度就一定降低

C.物体温度越高，含有的热量越多

D.热量总是从内能大的物体传递给内能小的物体

5.（2011昆明卷 3题 3分）滇池是昆明的母亲湖，春城之所以冬无严寒夏无酷暑，与滇池息息相关，所以保护滇池，人人有责。滇池对昆明气候的调节作用，主要是因为（   ）

A.水具有较大的比热容        B.水具有较大的密度

C.水具有较大的内能          D.水具有较高的温度

6.质量相等的甲、乙两种液体吸收相同的热量后，甲升高的温度高于乙升高的温度。由此可知（    ）

A.甲液体的比热容大于乙液体的比热容

B.降低相同的温度，质量相等的甲液体放出的热量比乙液体放出的热量多

C.甲、乙两种液体相比较，乙液体更适合作冷却剂

D.甲物质的熔点高于乙物质的熔点

填空题

7.（2018昆明卷 9题 2分）原子核由质子和     组成；蛇是高度近视眼，对周围事物是看不清楚的，但它靠不断吐舌头（蛇信子）获取周围空气中的气味来确定猎物，这说明气体分子                              。

8.（2019曲靖卷 15题 2分）在加油站加油时闻到汽油味，这是一种      现象；此时汽油发生的物态变化是        。

9.（2016省卷 11题 2分）起重机工作时，钢丝绳未被拉断，是因为组成钢丝绳的物质分子间存在       。空气流动会形成风，这       （选填“属于”或“不属于”）扩散现象。

10.（2014昆明卷 12题 2分）端午节吃粽子，会闻到粽子的清香，说明分子发生了      现象；两块表面干净的铅互相压紧能够吊住重物，说明分子间存在       。

11.（2019省卷 13题 2分）云南是爨（ｃｕàｎ）氏文化的发祥地，现存于云南某校的爨宝子碑被誉为“南碑瑰宝”，具有较高的书法艺术价值，被很多书法爱好者临摹。临摹时闻到淡淡的“墨香”是       现象；寒冷的冬天临摹时，用热水袋捂手，是通过        的方式改变手的内能。

12.（2018昆明卷 11题 2分）如图是流星经过大气层与空气摩擦发热、发光的一幅照片。这个现象说明做功可以改变物体的     能，流星绝大部分位于70~120千米的高空。因此只见闪光，不闻声响。那么流星划过天空时究竟有无声音呢？你的判断是：    （选填“有”或“无”）。

13.（2017省卷 15题 2分）过桥米线是云南人爱吃的食物。路过米线馆可以闻见汤的香味，这是       现象；“汤钵烫手”是汤钵和手之间发生了        。

14.（2014省卷 9题 2分）在医院等公共场所设有“禁止吸烟”的标志，这是因为在公共场所“一人吸烟，多人被动吸烟”，这种说法的依据是：组成物质的分子在永不停息地做        。冬天手冷时，我们用搓手的方式使手变暖和，这是采用       的方式来增加手的内能。

15.（2013省卷 9题 2分）墨水在温水中比在冷水中扩散快，说明分子运动的快慢与     有关。冬天烤火取暖是通过       的方式增加人体的内能。

16.（2011昆明卷 13题 2分）冬天，置于太阳光下的棉被晒得暖乎乎的，这是通过      的方式改变了棉被的内能；反复弯折铁丝，铁丝变得烫手，这是通过      的方式改变了铁丝的内能。

17.（2016省卷 14题 2分）用相同的装置给质量相等的甲、乙两种晶体加热，它们温度随时间变化情况的一部分如图所示。当加热至2min时，将甲和乙紧密接触在一起，它们之间     

      （选填“会”“不会”或“不一定会”）发生热传递。由图像还可反映出它们的一些性质，请任意写出一点                         （合理即可）。

18.（2017昆明卷 12题 2分）汽车发动机工作时，会产生大量的热量，为让它正常工作，需要对它进行冷却，“水冷”是冷却方式之一，这是因为水的        较大，冷却效果好；当水吸收发动机缸体热量后，水的内能       。

19.（2020省卷 14题第1空 1分）体温计采用水银作为测温物质而不用酒精是因为水银的        

      较小，相同条件下吸热升温快，能快捷、灵敏的测量体温。

20.（2019昆明卷 14题 2分）将0℃的水和等质量的80℃的水相混合，则混合后水的温度是      ℃；若将0℃的冰和等质量的80℃的水相混合，结果发现，冰全部熔化成了水，但水的温度维持0℃。这个现象说明                       。（不计热量损失）

21.两个相同的集气瓶中分别装有空气和红棕色二氧化氮气体，用玻璃板隔开后按如图所示位置放置。抽取玻璃板，保持两瓶口紧贴静置较长时间后，两瓶中气体的颜色变得相同，这是扩散现象，说明了                        。

22.如图所示，酒精和水充分混合后，其总体积      （选填“大于”“小于”或“等于”）混合前的总体积，此现象说明组成物质的分子间有       。

23.如图所示，向装有少量水的烧瓶缓慢打气，突然塞子跳起来，同时瓶内出现了“白雾”，这是水蒸气        形成的，在这个过程中，气体膨胀对外做功，温度降低，内能     （选填“增大”或“减小”）。

实验题

24.（2018昆明卷 20题 7分）在探究“物质吸热规律”的实验中：

（1）取相同      的水和煤油放入两个相同的容器里，用同样的两个酒精灯对它们加热（如图所示）。加热时，上下缓慢地提拉搅拌器，这是为了水和煤油受热      。

（2）实验中加热时间相同，水和煤油吸收的热量可以认为是相同的，假设加热时间1min吸收的热量为Q。经过实验得到了以下两组数据：

从表中的数据可以得到：

①相同质量的水或者煤油，它们吸收相同的热量后升高的温度几乎是      的；

②相同质量的水和煤油，它们吸收相同的热量后升高的温度是        的。

（3）由（2）中①、②两个结论发现，不同物质吸热的本领大小不相同，为了描述物质吸热本领大小，引入了一个物理量，它就是        。

（4）春城昆明之所以冬无严寒，夏无酷暑，一个原因是高原明珠“滇池”对气温起到了调节作用，因为水的        较大，当水吸收或放出相同的热量时，温度变化较小。