湖北省宜城市刘猴中学2015年中考物理冲刺复习考点学案： 第5讲 分子动理论 内能 比热容

第5讲 分子动理论 内能 比热容
分子动理论
分子动理论 物质是由______组成的；一切物质的_ ( http: / / www.21cnjy.com )_____都在_______地_______；分子间存在相互作用的______力和________力
分子热运动 一切物质的分子都在不停地做无规则运动.因分子的运动跟温度有关，所以这种无规则运动叫分子的热运动.温度越_____，分子热运动越剧烈
扩散现象 定义 不同物质在相互接触时_______对方的现象
说明 _________________________、分子间存在__________
影响因素 扩散现象跟温度有关，温度越高，扩散进行得越__________________
示例 闻香气
【提示】分子是不能用肉眼直接观察到的，凡是能用肉眼直接观察到的小物体（如灰尘、花粉等）都不是分子.
内能
内能及其改变
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
影响因素 物体的内能与温度和质量有关；一切物体在任何情况下都有内能
改变方式 热传递 做功
实质 内能的______ 机械能和内能的相互______
示例 煮饭、热水袋取暖 钻木取火、搓手取暖
说明 ①条件：物体间存在_____；②规律：高温物体放出热量，内能____，温度_____；低温物体吸收热量，内能_____，温度_______ 做功改变内能的两种情况：对物体做功，物体内能______；物体对外做功，内能_______
联系 做功和热传递改变内能是等效的，没有看到改变内能的具体过程，就无法判断物体内能改变的原因
热量
概念 在热传递过程中，传递内能的多少叫热量，用Q表示
单位 焦耳（符号：______）
说明 温度、热量和内能的关系：①温度是一个状态量，通常用“是”、“物体的”等词描述.物体的温度升高，内能增大，但不一定是吸了热；②热量是一个过程量，不能离开热传递，通常用 ( http: / / www.21cnjy.com )“吸收”、“放出”等词修饰，不能用“有”、“含有”、“物体的”等词修饰.物体吸收热量，内能增加，但温度不一定升高.如晶体熔化、液体沸腾的过程③内能是一个状态量，通常用“物体的”、“物体有”等词修饰.物体内能增加，不一定是吸收了热量.物体内能增加，温度不一定升高
比热容
比较不同物质的吸热能力
实验装置 ( http: / / www.21cnjy.com )
实验设计 比较水和沙子吸热能力的方法：①吸收相同的热量，比较_______多少；②升高相同温度，比较_______多少
探究方法 实验时应控制水和沙子的______相同，升高相同的温度或吸收相同的热量（即加热相同的时间），这种研究问题的方法称为____________
得出结论 ①质量相等的水和沙子，升高相同的温度，__ ( http: / / www.21cnjy.com )_____吸收的热量多，说明水的吸热能力_____；②物体吸收热量的多少与物质种类、质量多少、升高的温度有关
比热容
物理意义 比热容是描述物质吸热本领的物理量
定义 某种物质，在温度升高时吸收的_______与它的______和升高的______乘积之比，叫做这种物质的比热容，用符号c表示
公式 c=Q/mΔt
单位 焦耳每千克摄氏度，符号是_____
水的比热容及意义 水的比热容是4.2×103 ( http: / / www.21cnjy.com ) J/(kg·℃)，它表示的物理意义是：质量为1 kg的水温度升高（或降低）1 ℃时，吸收（或放出）的热量是4.2×103焦
水的比热容的应用 制冷剂、散热剂、调节气候
补充 （1）吸热公式：Q吸＝cm(t－t0)；（2）放热公式：Q放＝cm(t0－t).其中c表示比热容，m表示物体的质量，t0表示初温，t表示变化后的温度即末温；（3）比热容与物质的种类和状态有关，与物质的质量大小、温度的高低、吸收或放出的热量的多少无关
【提示】在常见的物质中，水的比热容最大.但并非所有跟水有关的应用都应用了水比热容大的这一特性.
命题点1分子热运动
（2013·咸宁）在如图所示的四种现象中，能体现“分子在不停息运动”的是(　　)
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方法归纳
分子热运动是物质内部分子自发的、无规则的运动，肉眼无法看见，它不同于细小物体在外力作用下的机械运动.
1.（2014·扬州）烟花三月，西湖的万花园，花香袭人.这是因为(　　)
A.分子是运动的 B.分子间存在引力 C.分子间存在斥力 D.物质是由分子组成的
2.（2014·汕尾）关于粒子和宇宙，下列认识中正确的是(　　)
A.扩散现象只发生在气体之间 B.液体分子间只存在吸引力
C.固体的分子间没有空隙 D.宇宙天体、分子都在不停息地运动
3.（2014·安徽）运用分子动理论， ( http: / / www.21cnjy.com )可以对液体的蒸发现象作出合理的解释：由于液体表面的分子在做________________，所以在任何温度下蒸发现象都可能发生；温度越高，分子的_________________________，从而蒸发越快.
命题点2内能的改变
（2013·泉州）下列物理现象中，属于通过做功改变物体内能的是(　　)
A.冬天晒太阳，人会感到暖和 B.饮料放入冰箱冷藏室会变凉
C.锯木头时锯条会变热 D.烧红的铁块放入水中会变凉
方法归纳
寻找表示改变内能方式的“关键词”是判断改变内能方式的一种好方法.“取暖”、“加热”、“降温”、“吸收”等是表示热传递的关键词，“压缩”、“摩擦”、“锻打”、“拧弯”等是表示做功的关键词.
1.（2013·淄博）关于温度、内能和热量，下列说法正确的是(　　)
A.物体内能减少时，一定对外做功 B.物体内能增加时，温度不一定升高
C.汽油机的做功冲程把机械能转化为内能 D.温度高的物体含有的热量比温度低的物体多
2.（2014·泉州）下列生活情景中，属于通过热传递途径改变物体内能的是(　　)
A.锯木头时锯条会变热 B.冬天，人们常常搓手使手变暖
C.冬天，人们常用热水袋取暖 D.铁丝被反复弯折，弯折处会变热
3.（2014·东营）大型载重汽车 ( http: / / www.21cnjy.com )下坡时间较长时，为防止刹车片过热造成刹车失灵，要向刹车片和轮胎喷水降温，刹车片过热是通过______方式增加内能的，水喷到刹车片上时，看到热气腾腾，是利用水的________（填一种物态变化名称）过程吸热，来降低刹车片的温度.
命题点3热量计算
小贝家里购买了经济安全、节能环保的太阳能热水器，若该热水器里面装有温度为10 ℃的水30 kg，经过阳光照射后，水温升高到45 ℃，在这一过程中水吸收的热量是多少？［水的比热容是4.2×103 J/（kg·℃）］
点拨：水吸收的热量可用公式Q吸=cmΔt计算.
1.（2013·济宁）用两个相同的电热 ( http: / / www.21cnjy.com )水器给质量同为2 kg的物体甲和水加热，它们的温度随加热时间的变化关系如图所示，据此判断甲物质10 min吸收的热量为(　　)
A.0.84×105 J B.1.2×105 J C.2.52×105 J D.都不是，不能计算
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2.（2014·雅安）一水箱中贮有10 kg ( http: / / www.21cnjy.com )水，当水温从20 ℃升高到22 ℃时，水吸收的热量是_______J.［c水=4.2×103 J/（kg·℃）］
3.（2014·泰安）质量 ( http: / / www.21cnjy.com )为10 kg的水，吸收4.2×105 J的热量，温度从20 ℃升高到______℃.［水的比热容为4.2×103 J/（kg·℃）］
命题点 比较物质的吸热能力
比较物质吸热能力的实验综合性强，试题往往要求选择和组装实验器材，运用控制变量法设计实验，运用公式c=Q/（mΔt）进行分析与计算.
为了比较水和食用油的吸热能力，小明用两个相同的装置做了如图所示的实验，实验数据记录如下表.
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物质 质量/g 初始温度/℃ 加热时间/min 最后温度/℃
水 60 20 6 45
食用油 60 20 6 68
（1）从表中数据可知，水 ( http: / / www.21cnjy.com )和食用油的质量_______（填“相同”或“不相同”），加热结束时，食用油的温度比水温度_____（填“高”或“低”）.
（2）在此实验中，如果要使水和食用油的 ( http: / / www.21cnjy.com )最后温度相同，就要给水加热更长的时间，此时，水吸收的热量_______（填“大于”“等于”或“小于”）食用油吸收的热量.
（3）实验表明，______（填“水”或“食用油”）吸热的能力更强.
方法归纳
比较物质吸热能力的实验中需要利用控制变 ( http: / / www.21cnjy.com )量法.通常采用下面两种方法比较物质的吸热能力：一、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.二、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.
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物质 质量/kg 温度升高10 ℃所需要的时间/s 温度升高20 ℃所需要的时间/s
沙子 0.03 64 98
水 0.03 96 163
（4）小明把食用油换成了沙子再进行实验并得出了上表数据，在此实验中，沙子和水吸热的多少是通过_________（填“温度计示数”或“加热时间”）来反映的；
（5）在两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，实验数据记录如表所示.分析表中数据可知，如果加热相同的时间，质量相同的水和沙子，________（填“沙子”或“水”）升高的温度更高；
（6）根据上述实验结果解释，为什么内陆地区的昼夜气温差比沿海地区大？
一、选择题
1.（2014·淮安）如图所示，是 ( http: / / www.21cnjy.com )由微颗粒（1-50 nm）制备得到的新型防菌“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(　　)
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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
2.（2013·绍兴）图中改变内能的方法与其他三种不同的是(　　)
( http: / / www.21cnjy.com ) ( http: / / www.21cnjy.com )
3.（2014·衡阳）关于温度、热量和内能的说法中不正确的是(　　)
A.0 ℃的冰块也有内能 B.温度高的物体，内能一定大
C.物体放出热量，温度不一定降低 D.物体对外做功，内能可能減小
4.（2014·南昌）《舌尖上的中国2》 ( http: / / www.21cnjy.com )聚焦于普通人的家常菜，让海内外观众领略了中华饮食之美.如图所示，通过煎、炒、蒸、拌烹调的四种美食中所包含的物理知识，认识正确的是(　　)
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A.煎：煎锅一般用铁制造，主要是利用了铁的比热容大
B.炒：主要是通过做功的方式使藜蒿和腊肉的内能增加
C.蒸：是通过热传递和高温水蒸气液化放热，使榆钱饭蒸熟
D.拌：香葱和豆腐要拌着才能入味，说明分子没有做无规则运动
5.（2014·南京）下表是一些物质的比热容［J／（kg·℃）］，根据表中数据，下列判断正确的是(　　)
水 4.2×103 铝 0.88×103
煤油、冰 2.1×103 干泥土 0.84×103
沙石 0.92×103 铜 0.39×103
A.物质的比热容与物质的状态无关
B.100 g水的比热容是50 g水的比热容的两倍
C.质量相等的铝块和铜块吸收相同的热量，铜块温度变化较大
D.寒冬季节，放在室外盛有水的水缸会破裂，主要是因为水的比热容较大
5.（2014·株洲）某种物质熔化过程中温度随时间变化的图像如图所示，据图可知，该物质(　　)
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A.是晶体，熔点是0 ℃　　　　　　　　B.熔化时，固、液之间不发生热传递
C.熔化前后比热容不变　　　　　　　　D.t=2 min至t=6 min过程中内能不变
二、填空题
7.（2014·宜宾）小华用相同质量 ( http: / / www.21cnjy.com )的色拉油和水加工同样的菜，用同样的锅在相同火力下同时加热，发现色拉油升温比水快，这说明色拉油的________比水小；一段时间后，色拉油把菜炸黄了，而水没有，这说明色拉油的_______比水高.（填“熔点”“沸点”“比热容”或“凝固点”）
8.（2014·遂宁）中考结束,春梅跨进家门就闻见香喷喷的鸡汤味,看见女儿回家,妈妈急忙端上精心准备的鸡汤.往饭桌上放时,由于汤钵太烫,妈妈放下动作稍快,洒了些在桌上,勤快的春梅迅速将桌面清理干净,拿上筷子和妈妈一起享用了这顿丰盛的午餐.“闻见鸡汤的香味”是________现象;“汤钵烫手”是汤钵和手之间发生了__________,使手的内能增加,温度升高.
9.（2014·泰州）常见物质是由大量 ( http: / / www.21cnjy.com )分子组成的.扩散现象是由于分子______形成的；一定量的水和酒精混合总体积变小，是由于分子之间存在________；固体和液体很难被压缩，是由于分子之间存在_______.
10.（2013·黑龙江）用电 ( http: / / www.21cnjy.com )水壶烧水时，如果将壶内20 ℃的水的温度升高60 ℃，水吸收的热量是5.04×105 J，那么壶内水的质量是______kg；水的比热容较大，在日常生活中有许多应用此知识的地方，请举出一个实例：_________________________.
11.（2014·汕尾）改变内能有不同 ( http: / / www.21cnjy.com )的方式，如图所示，是通过____________方式把试管里的水进行加热.水沸腾后，水蒸气推动活塞迅速冲出管口，水蒸气的内能_______（填“增大”或“减小”)，在活塞被推出的过程中，能量转化情况与内燃机________冲程相同.试管口出现了白雾，这是________（填物态变化名称）现象.
( http: / / www.21cnjy.com )
12.（2013·朝阳）铁的比热容是4.5 ( http: / / www.21cnjy.com )×102 J/（kg·℃）.餐馆里有一道美食叫“铁板牛肉”，将1 kg的铁板加热到130 ℃，再将九成熟的牛肉盛放在铁板上，等铁板温度降到70 ℃时，牛肉已经十成熟了.铁板在此降温过程中释放出的热量为______J，不考虑热量散失，则牛肉从铁板处吸收了_______J的热量.
13.（2013·镇江）质量 ( http: / / www.21cnjy.com )为80 kg的运动员在某次训练中排汗0.7 kg，假如汗水均从身上蒸发掉而没有流掉，这将导致运动员的体温______约_______℃，内能改变了_______J.人体主要成分是水，可认为人的比热容和水的相等，每千克汗水汽化所要吸收的热量为2.4×106 J.
三、实验探究题
14.如图所示，把质量为1 kg、初温为20 ℃的水［c水=4.2×103 J/（kg·℃）］和煤油放在两个相同的保温（不与外界发生热传递）的容器中，用两个相同的热得快（标有“220 V　210 W”）分别给它们加热，用两只相同的温度计分别测量它们的温度.
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（1）这个实验装置可以研究物质的__________；（填字母）
A.质量 B.密度 C.比热
（2）小红同学把热得快接在家庭电路中， ( http: / / www.21cnjy.com )记录了温度随加热时间变化的一些数据（见表），通过对表中数据进行分析，可知：相同质量的不同物质吸收相同的热量，所_________不同；根据表中实验数据，计算出煤油的比热是________J/（kg·℃）.
时间（min） 0 1 2 3 4 5
水温（℃） 20 23 26 29 32 35
油温（℃） 20 26 32 38 44 50
四、简答计算题
15.夏日，在烈日暴晒下，游泳池旁的混凝土地面热得烫脚，而池中的水却不怎么热，请用所学物理知识解释这个现象.
16.（2013·连云港）随着人们生活水平的 ( http: / / www.21cnjy.com )提高，越来越多的家庭采用“水地暖”进行取暖.其原理是：在房间地面装饰层下铺设散热管道，通过管道内的热水散热提高室温.当供水温度为45 ℃时，单位面积的散热功率与地面装饰层材料、散热管材料的对应关系见下表：
地面装饰层材料散热管 陶瓷 塑料 木地板
聚乙烯（PE-RT） 136.6 W/m2 103.5 W/m2 93.5 W/m2
聚丁烯（PB） 125.7 W/m2 96.9 W/m2 90.0 W/m2
（1）若该地暖系统的总水量为2×103 ( http: / / www.21cnjy.com )kg，将全部的水从5 ℃加热至45 ℃，水至少需要吸收多少热量？［c水=4.2×103 J/（kg·℃）］
（2）某家庭木地板的面积为80 m2，散热管材料为聚丁烯（PB），供水温度为45 ℃，则该供暖系统每小时的散热量为多少焦耳？
（3）“水地暖”散热量除与散热时间、面积有关外，你认为还与哪些因素有关？请至少写出两点.
第5讲分子动理论内能比热容
考点解读
考点1　分子　分子　不停　做无规则运动　引　斥　高　彼此进入　分子在不停地做无规则运动　间隙　快
考点2　动能　分子势能　转移　转化　温度差　减小　降低　增大　升高　增大　减小　J
考点3　升温　吸热　质量　控制变量法　水　强　热量　质量　温度　J/(kg·℃)
各个击破
例1　B
题组训练　1.A　2.D　3.无规则运动　无规则运动（热运动）越剧烈
例2　C
题组训练　1.B　2.C　3.做功　汽化（或蒸发）
例3　水由10 ℃升至45 ℃的过程中吸收的 ( http: / / www.21cnjy.com )热量Q吸=cmΔt=4.2×103 J/(kg·℃)×30 kg×(45 ℃－10 ℃)=4.41×106 J.
题组训练　1.C　2.8.4×104　3.30
实验突破
例　(1)相同　高　(2)大于　(3)水
拓展训练　（4）加热时间　（5）沙子　（6）内陆地区沙子多水少，因为沙子的比热容比水小，白天在太阳的照射下，受热情况相同时，沙子的温度上升比水快，而晚上在同样的放热情况下，沙子的温度下降得也快，所以内陆地区的昼夜气温差比沿海地区大.
整合集训
1.D　2.B　3.B　4.C　5. ( http: / / www.21cnjy.com )C　6.A　7.比热容　沸点　8.扩散　热传递　9.运动　间隙　斥力　10.3　汽车发动机里用水做冷却剂　11.热传递　减小　做功　液化　12.2.7×104　2.7×104　13.下降　5　1.68×106　14.(1)C　(2)升高的温度　2.1×103
15.质量相等的水和混凝土，照射同样的 ( http: / / www.21cnjy.com )时间，吸收相同热量，由于水的比热容较大，水的温度升高较小.因此，池水的温度比混凝土低.所以在烈日暴晒下，游泳池旁的混凝土地面热得烫脚，而池中的水却不怎么热.
16.（1）水吸收的热量：Q吸=cm（t ( http: / / www.21cnjy.com )-t0）=4.2×103 J/（kg·℃）×2×103 kg×（45 ℃-5 ℃）=3.36×108 J；
（2）由题知，散热管材料为聚丁烯， ( http: / / www.21cnjy.com )用木地板，该家庭地面单位面积上的散热功率P=90.0 W/m2，该供暖系统每小时的散热量：Q=PSt=90.0 W/m2×80 m2×3 600 s=2.592×107 J；
（3）“水地暖”散热量除与散热时间、面积有关外，还与地面装饰层材料、散热管材料、装饰层厚度、供水温度、管间距离等有关.