(共15张PPT)
第3节 比热容
第1课时 认识比热容
知识点一 比较不同物质的吸热情况
1.(2018·青岛)在比较两种不同液体吸收相同热量后温度升高快慢的实验中,需要控制一些变量,下列各控制内容,有必要的是( B )
A.加热时所用酒精灯里装有的酒精量相等
B.盛放的容器相同,两种液体的质量相等
C.两种液体的体积要完全相等
D.两种液体的初温一定要相同
2.两个相同的容器内分别装有质量相同的甲、乙两种液体,用相同酒精灯分别加热,液体温度(T)与加热时间(t)的关系如图所示:(填“大于”“小于”或“等于”)
(1)加热相同的时间,甲液体吸收的热
量 等于 乙液体吸收的热量。
(2)加热相同的时间,甲液体升高的温
度大于乙液体升高的温度。
(3)甲液体的比热容小于 乙液体的比热容。
3.(2020·锦州模拟)在“探究不同物质的吸热情况”实验中,取两个相同的烧杯,分别装有 质量 (填“质量”或“体积”)相等的水和煤油,用规格相同的两个电热器给它们加热相同的时间,通过比较它们 升温的快慢(温度变化大小) ,得出实验结论。实验中,选用相同的电热器、加热相同的时间的目的是 控制水和煤油在相同的时间内吸收的热量相同。
知识点二 比热容
4.(2019 杭州)对于同一物态的某种物质,根据
得知( D )
A.比热容跟热量成正比
B.比热容跟质量成反比
C.比热容跟温度变化成反比
D.吸收或放出的热量跟质量与温度变化的乘积之比是个恒量
5.下列有关比热容的说法中正确的是( C )
A.物体的温度越高,它的比热容越大
B.比热容在数值上等于某种物质温度升高1℃所吸收的热量
C.我国北方楼房中的“暖气”用水作为介质,主要是因为水具有较大的比热容
D.铝的比热容比铁大,质量相同的铝和铁放出相同的热量后,铝的温度一定比铁高
6.(2019 福建)如表列出一些物质的比热容,根据表中数据,下列判断正确的是( C )
A.不同物质的比热容一定不同
B.物质的物态发生变化,比热容不变
C.质量相等的铝和铜升高相同的温度,铝吸收的热量更多
D.质量相等的水和煤油吸收相同的热量,水升高的温度更多
物质 水 煤油 冰 铝 铜
比热容/【J/(kg ℃)】 4.2×103 2.1×103 2.1×l03 0.88×103 0.39×103
7.查表可知铝的比热容为0.9×103焦/(千克 ℃),表示的物理意义是:1千克铝温度降低1℃时放出的热量为0.9×103J,1千克铝切去一半,其比热容不变(填“变大”“变小”或“不变”);由表可知,质量相同的水和煤油,升高相同的温度,水吸收的热量较多。
几种物质的比热容[J/(kg ℃)
水 4.2×103 冰 2.2×103
煤油 2.1×103 铝 0.9×103
8.用如图甲所示的两个完全相同的电加热器分别给A、B两种液体加热,绘制它们的温度随时间变化的图象,如图乙所示。
甲 乙
(1)如果A、B两种液体的质量相同,则 B 液体的比热容较大。
(2)如果A、B为同种液体,则 B 液体的质量较大。
9.(2018·桂林)经常下厨的小关发现,同时用相同的燃气灶加热质量相等、初温相同的水和食用油,油的温度总是升高得快些。这是因为( B )
A.水的比热容小,吸热后温度升高得快
B.油的比热容小,吸热后温度升高得快
C.在相同的时间内,水吸收的热量较多
D.在相同的时间内,油吸收的热量较多
10.水在凝成冰的过程中,下列判断正确的是( B )
A.内能不变,比热容不变
B.放出热量,温度不变
C.比热容、内能、温度都不变
D.比热容变小、内能变少、温度降低
11.两个相同的容器分别装满了质量相同的甲、乙两种液体,用同一热源分别加热,液体温度与加热时间关系如图所示,下列说法正确的是( D )
A.甲液体的比热容大于乙液体的比热容
B.如果升高相同的温度,两液体吸收的
热量相同
C.加热相同的时间,甲液体吸收的热量小于乙液体吸收的热量
D.加热相同的时间,甲液体温度升高的比乙液体温度升高的多
12.如图所示,设相同时间内物质吸收的热量相同,甲、乙两图中符合冰熔化规律的是图 乙 (填“甲”或“乙”)。这是因为c冰 < (填“>”“<”或“=”)c水,所以相同时间内 冰 (填“冰”或“水”)升温更快。
甲 乙
13.为了比较水和沙子吸热本领的大小,小明做了如下的实验:在2个相同的烧杯中分别装有质量、初温都相同的水和沙子,用两个相同的酒精灯对其加热,实验数据记录如下:
(1)在此实验中,用加热时间的长短来表示物质 吸收的热量的多少 ;
(2)分析表中的实验数据可知:质量相同的水和沙子,升高相同的温度时,水吸收的热量 大于 (填“大于”或“小于”)沙子吸收的热量;
(3)如果加热相同的时间,质量相同的水和沙子, 沙子 (填“沙子”或“水”)升高的温度更高;
(4)实验中有些同学发现:刚开始加热时,情况与(3)结论不符,你认为可能的原因是: 水的导热性能好(或沙子中温度计的玻璃泡插入比较浅,或没有用搅拌棒搅动) 。
物质名称 沙子 水
质量/g 30 30
温度升高10℃所需要的时间/s 64 96
温度升高20℃所需要的时间/s 89 163
温度升高30℃所需要的时间/s 124 220
14.用完全相同的装置分别给质量相等的甲、乙两种液体加热,绘制的温度﹣时间关系如图,由图象可知:
(1)从开始加热到t1时刻,甲、乙吸收热量的
关系Q甲 = Q乙,甲、乙两种液体比热容大
小关系c甲 < c乙。
(2)要想使两种液体升温一样快,应该减少 乙 液体的质量。(共17张PPT)
专题1 内能的改变
1.内能和温度的关系:
(1)物体温度的变化,一定会引起内能的变化;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。
(2)物体内能的变化,不一定引起温度的变化;例如晶体熔化和凝固的过程,液体沸腾的过程等,内能虽然发生了变化,但温度却保持不变。
2.内能与热量的关系:
(1)物体的内能改变,物体不一定吸收或放出了热量;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)。
(2)热量是物体在热传递过程中内能变化的量度;当外界不做功时,物体吸收热量,内能增加;物体放出热量,内能减少。
3.热量与温度的关系:
(1)物体吸收或放出热量,温度不一定变化;如冰的熔化或水的凝固过程,虽然吸收(或放出)了热量,但温度却保持不变。
(2)物体温度改变了,物体不一定吸收或放出热量;外界对物体做功(或物体对外做功)可以使物体的内能变化,温度也随之改变,比如打气筒打气过程中的升温。
探究一 热量、温度、内能的关系
【例1】下列有关温度、内能和热量的说法中,正确的是( )
A.物体的温度不变,它的内能一定不变
B.物体内能增加,它一定吸收了热量
C.物体放出了热量,它的温度一定降低
D.物体温度降低,它的内能一定减少
【解析】A.晶体熔化时吸热,但温度不变,内能增加,故A错误;B.物体内能增加可能是通过做功的方式增加的,也有可能是通过热传递的方式,故B错误;C.晶体凝固时,放出热量,温度不变,故C错误;D.物体温度降低,它的内能一定减少,故D正确。
【答案】D
◎跟踪训练
1.物体放出热量,它的温度( D )
A.一定降低
B.一定升高
C.一定不变
D.可能降低也可能不变
2.(2018·贵港)关于温度、热量、热传递和内能,下列说法中不正确的是( C )
A.0℃的冰块内能一定不为零
B.物体温度升高,内能一定增加
C.热量总是从内能大的物体向内能小的物体传递
D.温度高的物体,内能不一定大
3.(2019 阜新)小亮测得甲、乙两杯水的温度分别是45℃和75℃,下列判断正确的是( C )
A.甲杯中水的分子运动一定比乙杯中水的分子运动剧烈
B.甲杯中水的内能一定比乙杯中水的内能小
C.乙杯中水的热量一定比甲杯水的热量多
D.乙杯中水的温度降低,水的内能一定减少
4.(2018·邵阳)关于温度、内能、热量说法正确的是( C )
A.物体温度升高一定是吸收了热量
B.正在沸腾的水的温度一定是100℃
C.冬天搓手变暖是通过做功使手的内能增大
D.热胀冷缩中的“热”“冷”是指内能
5.冰块在熔化过程中,不断吸收热量,温度 不变 (填“升高”“不变”或“降低”),内能 增加 (填“增加”“减少”或“不变”);水在沸腾过程中,不断吸收热量,温度 不变 (填“升高”“不变”或“降低”),内能 增加 (填“增加”“减少”或“不变”)。
探究二 改变内能的方法
【例2】( 2017·湘潭)下列生活场景中,通过做功来改变物体内能的是( )
A.锯木头锯条发热 B.用冰袋给发烧病人降温
C.放进冰箱的水果温度降低 D.阳光照射使石凳温度升高
【解析】A.锯木头时,锯条和木头摩擦做功,机械能转化为内能,锯条的内能增加,温度升高,是通过做功改变内能的,故A符合题意;B.用冰袋给发烧病人降温是通过热传递的方式改变物体内能的,故B不符合题意;C.电冰箱中的水果放出热量、内能减少、温度降低,是利用热传递改变物体的内能,故C不符合题意;D.阳光照射时把太阳能转移到石头上,是通过热传递的方式改变物体内能的,故D不符合题意。
【答案】A
◎跟踪训练
6.改变物体内能的方法有做功和热传递两种。下列增大铁丝内能的四个做法中,与另外三个方法不同的是( B )
A.摩擦铁丝,使它变热
B.把铁丝放在火上烤,使它变热
C.反复敲打铁丝,使它变热
D.反复弯折铁丝,使它变热
7.央视二套“是真的吗”栏目播出:人站在风车下就能让它转动(如图)。下列说法不正确的是( C )
A.人体加热了周围的空气
B.热空气密度变小会上升,导致风车转动
C.此过程机械能转化为内能
D.风车正下方站的人越多,风车转动越快
8.(2019·枣庄)下列各图所列举的事例中,属于热传递改变物体内能的是( A )
A.对试管加热,管内水温升高
B.冬天搓手,手会变暖
C.从滑梯上滑下,臀部发热
D.迅速压下活塞,筒内气温升高
9.下列几种情况,内能转化为机械能的是( A )
A.爆竹点燃后,腾空而起
B.陨石坠入大气层,成为流星
C.用锤子砸铁块,铁块变热
D.古代人钻木取火
10.下列有关内能的说法正确的是( A )
A.物体吸收热量,温度一定升高
B.物体内能增加,一定是通过外界对物体做功
C.正在沸腾的水吸收热量,温度不变,内能不变
D.同一物体在相同物态时,温度越低它的内能会越小
11.铁水很热,冷水很冷,但它们都有 内 能。冬天搓手可以感到温暖,是通过 做功 的方式改变内能;用热水袋取暖,是通过 热传递 的方式改变内能。0℃的冰熔化成0℃的水,内能 变大 (填“变大”“减小”“不变”)。
12.某同学在探究物体内能改变的方法时做了如下的实验:
甲 乙 丙
(1)如图甲,在一个配有活塞的厚玻璃筒里放一小团硝化棉,把活塞迅速压下去,我们会看到 硝化棉燃烧 的现象,说明内部气体的 温度 升高, 内能 增大;
(2)如图乙,广口玻璃瓶内有一些水,水的上方有水蒸气。通过打气筒给瓶内打气,达到一定程度时,瓶塞跳出,同时还能看到 瓶口出现“白雾” 的现象,其能量转化过程是 内能 转化为 机械能 ;
(3)如图丙在试管内装些水。用橡皮塞塞住,加热使水沸腾,会看到橡皮塞被 推出 ,同时管口出现“白雾”,这是管内水蒸气 液化 形成的,在这个过程中,水蒸气的 内 能转化为橡皮塞的 机械 能。(共22张PPT)
单元复习 内能
◎考点1 扩散现象
【例1】(2017·镇江)两只相同的集气瓶中分别装有空气和红棕色二氧化氮(NO2)气体,用玻璃板隔开后按图所示水平放置,抽去玻璃板、保持两瓶口紧贴静置较长时间后,两瓶中气体颜色变得相同。已知瓶中NO2气体的密度比瓶中空气的大,下列说法正确的是( )
A.此现象能说明分子间存在相互作用的引力
B.此现象与“扫地时灰尘飞扬”的成因相同
C.颜色变得相同后,瓶中气体分子停止运动
D.颜色变得相同后,左侧瓶中气体密度变大
【解析】当把中间的玻璃板抽掉后观察到左右两个瓶子颜色变均匀了,这是扩散现象,说明分子在不停地做无规则运动,故A错误;“扫地时灰尘飞扬”是固态颗粒的机械运动,此现象与“扫地时灰尘飞扬”的成因不同,故B错误;组成物质的分子在不停地做无规则运动,两瓶颜色变得相同后,瓶中气体分子仍然在运动,故C错误;因为NO2气体的密度大于空气的密度,所以两气体混合后,左侧瓶中气体密度变大,故D正确。
【答案】D
◎针对练1
1.(2019 铜仁)下列事例中,不能说明分子在不停地做无规则运动的是( B )
A.水中放糖后变甜
B.起风后灰尘漫天飞舞
C.鸭蛋腌制后变咸
D.食品垃圾腐烂后臭气熏天
2.如图所示,在装着红棕色的二氧化氮气体的瓶子上面,倒扣一个空瓶子,使两个瓶口相对,之间用一块玻璃板隔开(二氧化氮的密度大于空气的密度)。抽掉玻璃板后不久发生的现象是 红棕色气体进入上面的瓶子 ,说明了 分子在不停地做无规则运动 。若把装着红棕色的二氧化氮气体的瓶子放在上面,空瓶子放在下面,抽掉玻璃板后能发生这些现象吗? 能 。能否得到上述结论?为什么? 不能,因为二氧化氮的密度大于空气的密度,在重力的作用下也会出现相同的现象 。
◎考点2 分子间的作用力
【例2】(2020·浏阳市期中)以下关于分子间作用力的说法中,正确的是( )
A.分子间既存在引力也存在斥力,但引力总是大于斥力
B.紧压两块铅块后它们会连接在一起,这说明铅分子间存在引力
C.注射器内的水很难被压缩,这表明水分子间的作用力主要表现为斥力
D.一根铁棒很难被拉断,这说明铁棒的分子间只存在引力
【解析】分子间斥力与引力是同时存在,当分子间距等于平衡距离时,引力等于斥力,当分子间的距离变小时,作用力表现为斥力,故A错误;表面光滑的两块铅块紧压后也会“粘”在一起,这是因为分子间存在着引力,故B正确;注射器内的水很难压缩正是由于分子间存在着强大的斥力的缘故,故C错误;一根铁棒很难被拉断,是因为分子间的距离大于平衡距离,引力大于斥力,分子间表现为较大的引力,故D错误。
【答案】B
◎针对练2
3.(2019 新疆)用高强度钛材料做成的钛管很难被拽长,说明钛分子间( C )
A.没有引力
B.没有斥力
C.存在引力
D.存在斥力
4.稻草一拉就断,而铁丝不易拉断。按照分子动理论的观点,这是因为( B )
A.稻草的分子间没有引力,铁丝的分子间有引力
B.稻草、铁丝的分子间都存在着引力,但稻草分子的引力远小于铁丝分子间的引力
C.稻草的分子间存在斥力,铁丝的分子间没有斥力
D.稻草具有“一拉就断”的性质
◎考点3 温度、热量、内能三者之间的关系
【例3】(2018·聊城)关于温度、内能、热量,下列说法正确的是( )
A.物体温度越高,含有的热量越多
B.物体运动越快,内能越大
C.热传递能改变物体的内能
D.0℃的冰块,其内能为零
【解析】热量是一个过程量,不能说含有多少热量,故A错误;内能大小与物体的运动速度无关,故B错误;做功和热传递都能改变内能,故C正确;一切物体在任何温度下都有内能,故D错误。
【答案】C
◎针对练3
5.关于温度、热量和内能,下列说法正确的是( C )
A.温度高的物体内能一定大
B.物体的温度越高,所含的热量越多
C.内能少的物体也可能将能量传给内能多的物体
D.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
6.关于温度、热量和内能,下列说法正确的是( B )
A.物体温度升高,它的内能可能增大
B.物体的内能增加,它的温度可能不变
C.物体温度升高,它一定吸收了热量
D.物体吸收了热量,它的温度一定升高
◎考点4 改变物体内能的方法
【例4】在让笔杆热起来的探究活动中,小彤通过感受笔杆前后温度,判断笔杆内能变化,下列四种方法中不够科学的是()
A.把笔杆放在火焰上方烤一烤,马上用手触摸感觉笔杆变热了
B.用手握住笔杆,来回摩擦,同时感觉到笔杆变热了
C.把笔杆放在烈日下晒一段时间,用手触摸感觉到笔杆变热了
D.把笔杆放在热水中泡一下,迅速用纸巾擦干并触摸感觉笔杆变热了
【解析】用手握住笔杆,来回摩擦,同时感觉到笔杆变热了,这可能是由于笔杆变热,也可能是由于摩擦力对手做功,使得手的内能增加的缘故,不好判断笔杆的内能变化情况。
【答案】B
◎针对练4
7.(2019 桂林)下列事例中通过做功的方式改变物体内能的是( C )
A.用酒精灯加热烧杯中的水
B.放入热汤中的金属勺子变烫
C.刀在磨刀石上摩擦后温度升高
D.冬天人们较喜欢通过晒太阳使身体暖和起来
8.在如图所示的铜管内装少量乙醚,当绳子拉动时,塞子会跳出来,在这一过程中 内 能转化为 机械 能;铜管发热,是通过 做功 的方式增加了管子的内能。
◎考点5 比热容及其计算
【例5】有质量相等的甲、乙两金属块,初温也相同,如把甲投入一杯90℃的水中,热平衡后水温下降了5℃,取出甲后,再把乙投入水中,热平衡后水温又下降了5℃(不计热量及水的质量的损失),则下列说法正确的是( )
A.甲的比热容大于乙的比热容 B.甲的比热容小于乙的比热容
C.甲的比热容等于乙的比热容 D.甲吸收的热量大于乙吸收的热量
【解析】因为两次过程中水的质量没有变化,降低的温度相同,都是5℃,则水两次放出的热量是相同的,那么吸收了同样热量的质量相等、初温相等的两个金属块,甲比乙的温度要高5℃,即甲的温度变化大;根据热量的计算公式Q=cmΔt分析可知,等质量的甲、乙两块金属,吸收的热量也相等的情况下,温度的变化量的大小与比热容成反比,因此甲的比热容要小。
【答案】B
◎针对练5
9.(2019 济宁)育才中学每天需向学生提供100kg开水。若冷水的温度为20℃,将100kg冷水加热到沸腾(在1标准大气压下),至少需要供给3.36×107J的热量。
10.探究物质熔化特点的实验中,实验小组测得1kg冰的温度随时间变化的图象如图所示。已知冰的比热容c1=2.1×103J/(kg ℃),设物质从热源吸热的功率恒定不变,根据图象解答下列问题:
(1)在最初2min内,冰吸收的热量为 8.4×104 J。
(2)在物质熔化时,冰吸收的热量为 3.36×105 J。
(3)由图象可知该物质在液态时的比热容为 4.2×103 J/(kg ℃)。
1.下列有关分子热运动的说法不正确的是( A )
A.破镜不能重圆,表明分子间存在斥力
B.墨水在热水中扩散的快,表明温度越高,分子运动越剧烈
C.固体很难被压缩,因为固体被压缩后分子间距离变小斥力变得很大
D.桂花飘香表明分子在不停地做无规则运动
2.在一个标准大气压下,质量为1kg、20℃的水吸收了3.78×105J的热量后,温度升高了( A )
A.80℃
B.90℃
C.100℃
D.110℃
3.在“比较不同液体的比热容大小”的实验中,用相同的酒精灯对四种液体加热,得到如表所示的数据:
如果四次实验中,在相同时间内,水、甲、乙、丙吸收的热量相等,已知水的比热容为c水=4.2×103J/(kg·℃),则由上述条件可得( C )
A.第1次实验中,水吸收的热量等于酒精燃烧放出的热量
B.第1、2次实验中,甲液体吸收的热量比水吸收的热量少
C.乙液体的比热容为2.1×103J/(kg·℃)
D.丙液体的比热容小于乙液体的比热容
次数 液体 质量/g 升高的温度/℃ 加热时间/min
1 水 200 10 7
2 甲 200 20 10
3 乙 400 20 14
4 丙 400 15 14
4.(2018·临沂)大多数汽车防冻冷却液是以水和乙二醇为原料混合而成的,其中主要成份是水,这是利用了水的 比热容大 的特点。配制防冻冷却液时将乙二醇加入水中,二者混合后实际的总体积小于混合前水和乙二醇的总体积,这说明分子是运动的,同时也说明 分子之间有间隙 。
5.如图1所示,规格相同的容器装了相同质量的纯净水,用不同的加热器加热,忽略散热,得到图2所示的水温与时间的图线,完成下列问题
图1 图2
(1)乙中温度计的示数为 37 ℃
(2)0至2min,甲中水吸收的热量 大于 (填“大于”“等于”或“小于”)乙中水吸收的热量,你的判断依据是 甲乙杯中的纯净水质量相同,甲杯的水加热2min升高的温度大于乙杯的水加热2min升高的温度 。
6.用如图甲所示的实验装置探究烧杯内的某种物质熔化时温度的变化规律(烧杯内物质在相同时间内吸收的热量相同)。
甲 乙
(1)某时刻温度计示数如图甲,此刻杯内物质温度是 -10℃ 。
(2)根据实验数据作出加热过程中杯内物质的温度随时间变化图象如图乙,该物质的熔点是 0℃ 。
(3)t3时刻,该物质处于 固液混合 (填“固态”或“固液混合”)态。
(4)t3与t4相比,哪一时刻杯内物体内能较大 t4 ,理由是 t4比t3时刻加热时间长,吸热多 。
(5)已知0~t1与t5~t6的时间相等,从图乙可知两段时间内温度升高不同,由此可以做出“这种物质固态时的比热容小于液态时的比热容”的判断。请写出做出此判断的依据。
答:加热时间相等,Q固吸=Q液吸,又Δt固=20℃,Δt液=10℃,由公式Q吸=cmΔt可知,在m一定时,c固第1节 分子热运动
第十三章 内能
知识点一 物质的构成
1.专家称感染病人咳嗽所产生的有大量病毒的飞沫,会使1 m范围内的其他人吸入而被感染,所以与感染病人近距离接触须戴口罩。一粒飞沫的直径约为1×10-6~5×10-6 m,由此可判断飞沫 不是 (填“是”或“不是”)分子。
知识点二 分子的热运动
2.下列现象中,不能说明分子在做永不停息地无规则运动的是( C )
A.红墨水在水中散开 B.美味佳肴香气扑鼻 C.扫地时尘土飞扬 D.嗅气味鉴别物质
3.(2019 咸宁)古诗词往往蕴含丰富的物理知识,在下列诗词中能体现“分子在不停息运动”的是( A )
A.水晶帘动微风起,满架蔷薇一院香
B.姑苏城外寒山寺,夜半钟声到客船
C.去年今日此门中,人面桃花相映红
D.两岸青山相对出,孤帆一片日边来
4.(2020山西阳泉月考)将两个分别装有空气和红棕色二氧化氮气体(ρ二氧化氮>ρ空气)的玻璃瓶口对口对接,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做无规则运动。对于玻璃瓶的三种放置方法(如图所示),四位同学判断正确的是( B )
A.小华认为甲图放置最不合理
B.小夏认为乙图放置最不合理
C.小梦认为丙图放置最不合理
D.小满认为三种放置方法都不合理
5.(2019 武威)“端午浓情,粽叶飘香”,“粽叶飘香”说明了分子在不停地做无规则运动,把酒精和水在长玻璃管中混合后,发现总体积减小,该实验说明了分子间存在间隙。
知识点三 分子间的作用力
6.如图所示,将两个铅柱的底面削平、削干净,紧紧压在一起,在下面吊一个重物都不能把它们拉开。这个实验事实说明( C )
A.物质是由分子构成的
B.分子在不停地做热运动
C.分子之间存在引力
D.分子之间存在斥力
7.固体、液体和气体分子之间的相互作用力从弱到强的排列顺序(D)
A.固体、液体、气体
B.液体、气体、固体
C.气体、固体、液体
D.气体、液体、固体
8.如图所示,是由微颗粒(1~50nm)制备得到新型防菌“纳米纸”。在“纳米纸”的表面细菌无法停留且油水不沾。与此现象有关的判断正确的是( D )
A.组成“纳米纸”的分子间没有间隙
B.油与“纳米纸”分子间有斥力没有引力
C.“纳米纸”可阻止细菌分子无规则运动
D.油分子间引力使纸面上的油汇集成小油珠
9.气体容易被压缩,但气体也不能无限制地被压缩,是由于分子间存在 斥力 ;固体和液体的分子不会散开,这是由于分子之间存在相互作用的 引力 ,从而使固体和液体保持一定的体积。
10.将很干净的玻璃板挂在弹簧测力计下,使玻璃板水平接触水面,如图甲所示。然后稍稍用力向上拉动玻璃板,玻璃板并未与水面分离,却发现其边缘处的水面稍微向上弯曲,如图乙所示,这是因为 分子之间存在相互作用的引力 ,此时弹簧测力计示数 大于 (填“大于”“等于”或“小于”)玻璃板自身重量。
甲 乙
11.(2019 安徽)封闭在容器内的气体,是由大量的气体分子组成的,这些分子都在不停地做无规则运动。下列有关说法正确的是( B )
A.温度一定时,气体分子的运动速度大小都相同
B.温度一定时,向各个方向运动的气体分子都有
C.温度升高时,每个气体分子的运动速度都增大
D.温度降低时,所有气体分子的运动方向都相同
12.(2020·枣庄)下列关于分子的说法中,正确的是( C )
A.所有物质的分子都是规则排列的
B.在0℃时,所有物质的分子都停止了运动
C.分子之间的引力和斥力总是同时存在
D.固体的分子间只有引力,没有斥力
13.1 mm3的一滴油滴在水面上,充分扩散后,面积最大为3 m2,则估测一下油分子的直径约为( D )
A.3.3×108 m
B.3.3×10-6 m
C.3.3×10-6 dm
D.3.3×10-10 m
14.“帕斯卡定律”是许多液压系统和液压机的工作基础。液体不能无限制的被压缩说明( D )
A.分子间有空隙
B.分子间存在引力
C.分子在不停地做无规则运动
D.分子间存在斥力
15.在一杯清水中滴入一滴蓝墨水,过一会儿发现 整杯水都变成了蓝色 ;挖开多年堆煤的地面,会看到地面下一定深度的土层是黑色的,这些现象说明 分子在不停地做无规则运动 ;虽然分子间存在相互作用力,但“破镜难重圆”的原因是 分子间距离大于分子直径10倍时,分子间作用力消失 。
16.学习分子的有关知识后,小明等同学提出了这样一个问题:分子的运动快慢和哪些因素有关?在观察研究的基础上,他们提出了这样几种猜想:
①分子运动快慢与物质的温度有关;②分子运动快慢与物质的种类有关。
为了研究猜想①是否正确,小明等同学进行了如下实验:取来相同的两只烧杯,在其中放质量相同的冷水和热水,各滴入一滴红墨水,观察两杯水颜色变化的快慢。
小明他们通过分析归纳,总结得出了分子运动快慢与物质的温度之间的关系。
(1)实验中观察到的现象是 热水杯中的颜色变化得快,得到的结论是:温度越高分子的无规则运动越剧烈 。
(2)实验过程中,用相同的烧杯,放入相同质量的冷水和热水,各滴入一滴红墨水。所运用的一种研究方法是 控制变量法 。
(3)做这个实验时, 不能 (填“能”或“不能”)搅动杯中的水,其原因是 即使分子不运动,搅拌也能使它们混合起来 。(共16张PPT)
第2节 内能
知识点一 内能
1.下列说法中正确的是( D )
A.静止在地面上的冰块没有内能
B.空中飞行的飞机比地面上静止的火车的内能多
C.动能大的物体内能一定大
D.自然界中任何状态下处于任何位置的物体都有内能
2.下列关于内能说法中正确的是( B )
A.物体运动速度越大,内能越大
B.静止的物体没有动能,但有内能
C.高温物体一定比低温物体内能大
D.水结冰时温度不变,所以内能不变
知识点二 改变物体内能的方法
3.(2018·宜昌)下列生活实例中,属于做功改变物体内能的是( B )
A.冬天用热水泡脚变得暖和
B.用手反复弯折铁丝,弯折处发热
C.冬天人们在室外晒太阳感觉暖和
D.医生用冰袋给发烧的病人降温
4.下列实例中,改变物体内能的方式与其它三个不同的是( C )
A.用力搓手,手会发热
B.气缸内气体被压缩,温度升高
C.用炉灶烧水,水温升高
D.用锯条锯木头,锯条温度升高
5.(2019 黄石)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”,关于该现象说法正确的是( B )
A.白雾是水蒸气
B.瓶内气体膨胀对外做功
C.瓶内气体内能增加
D.瓶内气体温度升高
6.下列关于物理概念的说法,正确的是(B )
A.摩擦生热中的“热”是指温度
B.热胀冷缩中的“热”和“冷”是指内能
C.吸热升温中的“热”是指热量
D.热传递中高温物体降低的温度等于低温物体升高的温度
知识点三 温度、内能、热量之间的关系
7.(2019 烟台)关于温度、热量和内能,下列说法正确的是( C )
A.物体的内能增加,温度一定升高
B.物体温度升高,一定吸收了热量
C.物体温度降低,内能一定减少
D.物体吸收了热量,温度一定升高
8.(2019 鄂州改编)关于内能、温度和热量,下列说法中正确的是( C )
A.0℃的冰没有内能
B.两物体温度相同,内能一定相同
C.物体吸收热量,温度不一定升高
D.热传递过程中,内能总是从内能多的物体向内能少的物体转移
9.(2018·绵阳)2018年4月2日,天宫一号圆满完成预定任务后返回地球。8.5t重的天宫一号,在100km左右的高空以约22倍音速再入大气层。其中部分器件在大气层中与大气层摩擦烧蚀销毁。最后大约1.5t残骸坠入南太平洋。在这个过程中,天宫一号的部分机械能( C )
A.通过热传递转化为大气的内能
B.通过重力做功转化为大气的内能
C.通过摩擦做功转化为大气的内能
D.通过重力做功转化为残骸的内能
10.物理学把“物体内所有分子热运动的动能与分子势能的总和叫作物体的内能”,请根据这个意思,结合所学知识,判断下列说法中正确的是( A )
A.物体温度越高,内能越大
B.温度越高的物体,内能越大
C.物体温度不变,内能一定不变
D.20℃的一杯水与20℃的半杯水的内能相同
11.关于温度、内能和热量,下列说法正确的是( D )
A.物体的内能越多,放热一定越多
B.温度相同的物体,其内能一定相等
C.物体的内能增加,一定要吸收热量
D.物体熔化时温度不变,其内能一定增加
12.爆米花是将玉米放入铁锅内。边加热边翻动一段时间后,“砰”的一声变成爆米花。下列说法正确的是( A )
A.玉米粒主要通过与铁锅间的热传递,使内能增加
B.玉米粒主要通过翻动铁锅对其做功,使内能增加
C.玉米粒水分受热膨胀对粒壳做功爆开,内能增加
D.玉米粒水分受热膨胀对粒壳做功爆开,内能不变
13.下列物理现象中,利用做功改变物体内能的有 a、d、e ;
利用热传递改变物体内能的有 b、c、f 。
a.锯条在石头上反复摩擦,锯条变得烫手;
b.烧红的铁块投入冷水中,铁块逐渐变冷;
c.倒人杯中的热开水,逐渐变成凉开水;
d.用气筒给自行车打气时,气筒壁变热;
e.烧开水时,水蒸气将壶盖顶起;
f.围着火炉烤火感到暖和。
14.用如图所示的方法可以探究做功是否能够改变物体的内能:
甲 乙
(1)如图A,将手中的铁丝同一位置快速地弯折十余次,用手指触摸一被弯折的部位,会感觉到弯折部位的 温度 升高,表明铁丝的内能 增大 。
(2)如图B,在厚壁的玻璃筒底部放一小撮干燥的棉絮,用力将活塞压下,我们会看到:棉絮 燃烧起来 了,这表明用力压下活塞时,玻璃筒内的温度 升高 并达到棉絮的着火点,所以出现了我们所看到的现象。
(3)上述的这两个现象都说明了 做功 是改变物体内能的一种方式。用能量的观点来分析上述的两个现象,我们发现,用这种方法改变物体的内能时,能量是在 机械 能和 内 能之间相互转化的。
15.如图所示是研究“做功与内能改变的关系”的实验,玻璃瓶内装有少量的水,用塞子塞紧,并用气筒往瓶内打气,瓶内压强大到一定程度时,瓶塞就会跳起来。
(1)在这一实验过程中,你应当注意观察的是( D )
A.打气过程
B.打气时瓶内水的情况
C.瓶塞跳起的现象
D.瓶塞跳起的瞬间瓶内出现的现象
(2)玻璃瓶内装入少量水的目的是产生大量的水蒸气,当气体对瓶塞做功,瓶塞跳起时,观察水蒸气的液化现象。
(3)在你认为应当观察的一项中,你所观察到的现象是 瓶内出现白雾 ,这一现象所说明的问题是 气体对外做功,内能减少 。(共19张PPT)
第2课时 比热容的应用
知识点 热量的计算
1.小宇找来了质量相等的水和煤油各一杯,已知它们的比热容之比为2∶1。用电热器各加热一段时间,发现它们升高的温度之比为3∶2,则它们吸收的热量之比是( D )
A.2∶1 B.3∶2 C.3∶4 D.3∶1
2.(2020·成都模拟)用相同的电加热器分别对质量相等的A和B两种液体(不计热量损失)加热,如图是A和B的温度随加热时间变化的图象,下列说法正确的是( A )
A.A的比热容与B的比热容之比为2∶1
B.A的比热容与B的比热容之比为2∶3
C.都加热t时间,B吸收热量比A吸收热量多
D.A和B升高相同的温度,B吸收热量较多
3.(2019·上海)铁的比热容大于铜的比热容,质量相等的铁块和铜块放出了相等的热量,则( C )
A.铜块的末温高
B.铁块的末温高
C.铜块的温度降低得多
D.铁块的温度降低得多
4.用两个相同的电热器分别给质量相同的水和某种液体加热,每隔1 min记录一次数据,如下表所示,则该液体的比热容为( C )
A.0.9×103J/(kg·℃) B.1.2×103J/(kg·℃)
C.1.8×103J/(kg·℃) D.3.6×103J/(kg·℃)
加热时间/min 0 1 2
水的温度/℃ 20 26 32
液体的温度/℃ 20 34 48
5.水的比热容为4.2×103J/(kg ℃),2kg的水倒掉一半,则剩下的水的比热容是 4.2×103 J/(kg ℃);初温为20℃,质量为1kg的水吸收2.1×105J热量后温度将升高到 70 ℃。
6.质量之比3:2的甲乙两种液体,当它们吸收的热量之比为5:7时,升高的温度之比为2:3,则甲乙的比热容之比为 5:7 。
7.学习了比热容的知识后,某物理课外兴趣小组绘制了如图所示的海陆风成因及流动情况示意图,其中正确的是( A )
A B C D
8.(2019 成都)用两只相同的电加热器,分别给相同体积的水和某种油加热,在开始和加热3min时各记录一次温度,如下表所示。已知ρ水=1.0×103kg/m3,c水=4.2×103J/(kg ℃),ρ油=0.8×103kg/m3,加热的效率都为90%,油的末温没有达到它的沸点,下列说法正确的是( B )
A.这种油的比热容为1.68×103J/(kg ℃)
B.这种油的比热容为2.1×103J/(kg ℃)
C.因为这种油的密度比水小,所以它的比热容比水小
D.加热效率没有达到100%,是因为电加热器没有把电能全部转化为内能
加热时间(min) 0 3
水的温度(℃) 18 28
油的温度(℃) 18 43
9.1kg20℃的水吸收4.2×105 J的热量后,它的温度在下列给出的四个温度中,最多有几个可能温度( C )
①80℃ ②100℃ ③120℃ ④130℃
A.1 B.2 C.3 D.4
10.有甲、乙两个金属球,它们的比热容之比3∶2,吸收的热量之比4∶1,那甲、乙两金属球的质量之比和升高的温度之比可能分别是( D )
A.2∶1,4∶1
B.3∶2,4∶1
C.4∶5,3∶10
D.4∶5,10∶3
11.将质量相同的甲、乙、丙三块金属加热到相同的温度后,放到上表面平整的冰块上,经过一定时间后,冰块形状基本不再变化时的情形如图所示。则三块金属的比热容c甲、c乙、c丙大小相比( C )
A.c甲最大
B.c乙最大
C.c丙最大
D.c甲=c乙=c丙
12.(2018·泰安)标准大气压下,质量为0.5kg、温度为70℃的水放出4.2×104J的热量,水的温度降低了 20 ℃[c水=4.2×103J/(kg·℃)]。
13.(2018·达州)如图所示是小李同学在一个标准大气压下探究某物质熔化时温度随时间变化的图象,第6min时的内能 小于 第8min时的内能;该物质在CD段的比热容是AB段比热容的 2 倍(被加热物质的质量和吸、放热快慢相同)。
14.用两个相同的“热得快”,分别给质量、初温都相同的甲、乙两种液体同时加热,两液体的温度随时间变化的图象如图所示。根据图象可知,甲液体的比热容 小于 (填“大于”“等于”或“小于”)乙液体的比热容。若甲液体的比热容为1.8×103 J/(kg·℃),则乙的比热容为 4.2×103J/(kg·℃) 。
15.铜的比热容比铝的比热容小,质量相同的铜块和铝块,降低相同的温度,则 铝 块放出的热量较多。质量和温度相同的铜块和铝块,吸收相同的热量后再相互接触,则热量是从 铜块传到铝块 (填“铜块传到铝块”或“铝块传到铜块”)。
16.甲、乙两种金属的比热容之比是2:1,质量之比是1:4.当它们吸收相同的热量后,甲物体的温度升高了10℃,则乙物体的温度升高了 5 ℃。
17.在标准大气压下,质量为10 kg,温度为10 ℃的水吸收了4.2×106 J的热量,水的末温是 100 ℃ 。
18.下表提供的是一装满水的太阳能热水器在太阳照射下的相关信息:
请根据上表信息,通过计算回答问题。
(1)热水器中水的质量为多少
(2)热水器中的水吸收的热量为多少
(3)热水器平均1h所接收的太阳能约为多少
解:(1)m=ρV=1.0×103kg/m3×100×10-3m3=100kg;
(2)Q=cmΔt=4.2×103J/(kg·℃)×100kg×60℃=2.52×107J;
(3)热水器10h所接收的太阳能为:Q·η=2.52×107J×50%=5.04×107J。
那么平均1h所接收的太阳能为:5.04×107J/10=5.04×106J。
太阳照射时间/h 太阳能转化为水的内能的比例 热水器最大水容量/L
10 50% 100
水升高的温度/℃ 水的比热容/【J/(kg·℃)】 水的密度/(kg·m-3)
60 4.2×103 1.0×103(共10张PPT)
专题2 探究物质的吸热能力
1.探究物质的吸热能力
实验原理是Q=cm(t-t0)。
用到的实验方法有控制变量法和转换法。
控制变量表现为:控制Q吸和m一定,比较Δt的大小,或控制m和Δt一定,比较Q吸的大小。
转换法表现为:将不容易测量的Q吸转换成容易测量的加热时间t。
2.比较物质的吸热能力的两种方法:
(1)在质量和吸收热量相同的情景下比较升高的温度,若升高的温度小,则吸热能力强;
(2)在质量和升高温度相同的情景下比较吸收的热量,若吸收的热量多,则吸热能力强。
探究一 通过比较Δt的大小判断c的大小
【例1】质量相等、初温相同的水和煤油,分别用两个相同的电加热器加热(不计热损失),加热过程中温度变化如图所示,则下列判断正确的是( )
A.甲的比热容大,是水
B.甲的比热容大,是煤油
C.乙的比热容大,是水
D.乙的比热容大,是煤油
【解析】在某一定时间时,甲的温度的变化量比乙的温度变化量大,利用热量的计算公式Q=cmΔt分析,甲的比热容小,是煤油,乙的比热容大,是水,故选C。
【答案】C
◎跟踪训练
1.为了比较水和煤油吸热升温的特点(装置如图所示),小明设计了如下实验步骤:
A.在两个同样的烧杯中,分别装入等体积的水和煤油;
B.用两支温度计分别测出水和煤油的初温;
C.用完全相同的两个酒精灯加热相同时间;
D.用温度计分别测出水和煤油的末温。
请回答:
(1)步骤A中存在的错误是: 装入等体积的水和煤油 ,应改为 装入等质量的水和煤油 。
(2)步骤C,加热时间相同是为了使水和煤油 吸收的热量相同 。
(3)步骤 BD 是为了比较水和煤油升高的温度。
2.(2017·烟台)小明在探究“物质的放热能力与哪些因素有关”时,分别用质量均0.5kg的水和另一种液体进行对比实验,并用图象对实验数据进行了处理,如图所示,实验过程中,水和另一种液体在相同时间内放出的热量相等,分析图象可以得出: 甲 (填“甲”或“乙”)物质为水,另一种液体的比热容为 2.1×103J/(kg·℃) ,这种液体在0~15min内放出的热量为 4.2×104J。
3.在探究“比较不同物质吸热能力”的实验中,用铁夹将温度传感器及分别盛有水和色拉油的两个试管固定在铁架台上,温度传感器的探头部分与试管内的水和色拉油良好接触,两只温度传感器通过数据采集线与计算机相连接,如图所示。
(1)试管中加入的水和色拉油除初温相同外,还应保证 质量 (填“体积”或“质量”)相同。
(2)实验中物质吸热的多少是通过 加热时间 来反映的。
(3)由于没有直接测量比热容的仪器,因此这个实验是通过观察 温度 的变化来比较比热容的大小。
(4)根据下表中数据算出加热6min水吸收的热量为 2.1×104 J。
(5)色拉油的比热容是 1.9×103 J/(kg·℃)。(用科学计数法表示并精确到小数点后一位)
物质 质量/g 初始温度/℃ 加热时间/min 末温/℃
水 200 20 6 45
色拉油 200 20 6 75
探究二 通过比较Q的大小判断c的大小
【例2】小刚为比较A、B两种液体的吸热本领,组装了如图所示的装置。他用完全相同的铁架台、石棉网、酒精灯、烧杯、温度计各两个进行实验。
(1)实验应控制:两个烧杯中所装的A、B两种液体的初温相同、 相等。
(2)给两种液体加热,记录两种液体的初温和末温,当 相同时,
温度升高较多的液体其比热容较 。
(3)在实验过程中,小刚发现两液体温度都升高20℃时,A液体需加热5min,B液体需加热10min,则 液体的比热容较大。
【解析】(1)要研究两种液体的吸热本领,应控制两个烧杯中所装的A,B两种液体的初温相同、质量相等;(2)给两种液体加热,记录两种液体的初温和末温,当加热时间相同,也就是两种液体吸收的热量相同时,温度升高较多的液体吸热本领较小,也就是其比热容较小。(3)在实验过程中,小刚发现两液体温度都升高20℃时,A液体需加热5min,B液体需加热10min,说明B吸收的热量多,则B液体的比热容较大。
【答案】(1) 质量(2)加热时间 小(3)B
◎跟踪训练
4.(2017·福建)利用如图甲所示的实验装置探究“沙子和水的温度变化与吸热的关系”。操作如下:
(1)在两烧杯中分别装入初温度相同且 质量 相等的沙子和水;
(2)用相同的酒精灯火焰加热,并用玻璃棒不断搅拌,每隔相同的时间记录一次温度,其中某时刻的温度如图乙所示,其示数为 39 ℃。根据实验数据绘制成温度与时间的关系图象,如图丙所示;
(3)实验中,是通过比较 加热时间 来间接反映沙子和水吸收的热量;
(4)分析图象可知,对于质量相等的沙子和水,升温较快的是 沙子 ;若使两者升高相同的温度,则 水 吸收的热量较多,由此可见, 水 的比热容较大。
5.为了比较水和酒精的比热容,小明在家里做了如下实验:
在两个相同的塑料瓶甲和乙内分别装入质量相同,初温都是室温的水和酒精,在瓶口扎上气球,将它们一同浸入热水中,如图所示。
(1)观察到的现象是:装有 酒精 塑料瓶口的气球膨胀得大些。
(2)要使两球膨胀的大小相同,应对 乙瓶 (填“甲瓶”或“乙瓶”)加热的时间长些。
(3)此实验表明 酒精 比 水 的
比热容小些。
6.运用知识解决问题
(1)小明到海水浴场玩,他光着脚踩在沙滩上,感到沙子烫脚,当身体进入水中时,觉得水比较凉,这是因为:水的比热容 大 ,海水和沙子相比,在同样受热时,沙子的温度变化比海水 大 。
(2)水的比热容为4.2×103J/(kg ℃),煤油的比热容为2.1×103J/(kg ℃)。在实验室中用完全相同的两个试管分别装上 质量 相等的煤油和水,用相同热源对试管均匀加热。如图中的图象正确的是 C 。
A B C D