2024年中考物理一轮复习考点梳理学案 第6讲　内能（含解析）

第6讲　内能
命题分析　
广东省近五年中考物理命题分析
考点 2023 2022 2021 2020 2019
分子动理论 省题2 省题8 省题8 ___ ___
内能及内能改变 省题11 省题8 省题10 省题9 省题9
比热容及其应用 省题22 省题12 ___ 省题18 省题4
【课程标准】
1．3.1　知道常见的物质是由分子、原子构成的。
2．1.2　知道自然界和生活中简单的热现象。了解分子热运动的主要特点，知道分子动理论的基本观点。
例　观察扩散现象，能用分子动理论的观点加以说明。
3．3.1　了解内能和热量。
3．3.2　通过实验，了解比热容。能运用比热容说明简单的自然现象。
例　能运用比热容说明为什么沙漠中的昼夜温差比海边的大。
考点一　分子动理论
1．分子动理论
分子热运动 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，温度越高，分子热运动越剧烈
扩散现象 定义 不同的物质相互接触时，彼此进入对方的现象
举例 “花气袭人知骤暖”“墙角放煤，日久变黑”“酒香不怕巷子深”“槐花飘香”
说明 分子在不停地做无规则运动
影响因素 扩散现象与温度有关，温度越高，扩散得越快
分子动理论 常见的物质是由极其微小的粒子——分子、原子构成的，一切物质的分子都在不停地做无规则运动，分子间存在相互作用的引力和斥力
2.物态基本特征
物态 微观特性 宏观特性
分子间距离 分子间作用力 有无一定的形状 有无一定的体积 压缩难易
固态 较小 很大 有 有 难
液态 较大 较小 无 有 难
气态 很大 非常小 无 无 易
(1)用手捏海绵，海绵的体积缩小了，说明分子间有空隙。(　×　)
(2)冬天空气中的灰尘颗粒的运动属于分子热运动。(　×　)
例1　如图所示，“天宫课堂”上王亚平老师将两块透明板上的水球接触后粘在一起，慢慢拉开板后形成一个长长的“液桥”，该现象主要说明了(　　)
A．水分子间有空隙
B．水分子间存在吸引力
C．水分子间存在排斥力
D．水分子处在永不停息的无规则运动中
答案　B
解析　在“天宫课堂”上，将两块透明板上的水球接触后粘在一起，慢慢拉开板后形成一个长长的“液桥”，都说明了分子间存在相互作用的引力，故B正确，A、C、D错误。
例2　(2023·兰州)打开中药包会闻到淡淡的药香味，这是________现象。慢火熬制，等药汤沸腾后，药香味更加浓郁，这说明温度越高，分子的运动越________(选填“剧烈”或“缓慢”)。捆扎药包的细绳很难被拉断，是因为分子间存在________(选填“引力”或“斥力”)。
答案　扩散　剧烈　引力
解析　打开中药包会闻到淡淡的药香味，这是分子在不停地做无规则运动，即扩散现象；温度越高，分子运动越剧烈；分子间存在相互作用的引力，在分子间引力作用下，捆扎药包的细绳很难被拉断。
考点二　内能及内能改变
1．内能
(1)定义：构成物体的所有分子，其热运动的动能和分子势能的总和。
(2)特点：一切物体无论温度高低都具有内能。
(3)内能的单位：焦耳，符号：J。
(4)主要影响因素：
①温度：同一物体温度升高，内能增加；温度降低，内能减小。
②质量。
③物质状态。
2．改变内能的两种方式
方式 实质 发生条件 判断方法 说明 生活举例
热传递 能量的转移 物体之间或物体各部分之间存在温度差 能量由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 做功和热传递对改变物体的内能是等效的，一个物体温度升高，有可能是对物体做了功，也有可能是发生了热传递 a.汽缸里的活塞在燃气推动下运动；b.晒太阳；c.用锯条锯木板，木板、锯条均发热；d.烤火驱寒；e.哈气取暖；f.钻木取火；g.烧水水变热；h.搓手取暖；i.用热水袋取暖 其中属于热传递改变物体内能的是：bdegi。 属于做功改变物体内能的是：acfh。
做功 能量的转化 物体对外做功或外界对物体做功 通过关键词“搓手”“压缩”“摩擦”“锻打”“拧弯”等动词
3.内能、温度、热量的比较
项目 温度 内能 热量
性质 状态量，温度不能传递或转移 状态量，一切物体都具有内能 过程量，要用“吸收”或“放出”来表述，而不能用“具有”或“含有”
理解 温度的高低是分子无规则运动剧烈程度的标志 内能是能量的一种形式，它是物体内部所有分子无规则运动的动能与势能的总和 热量是指在热传递过程中，传递内能的多少，它反映了热传递过程中，内能转移的数量，是内能转移多少的量度
热的意义 天气很热，热水，热胀冷缩，物体变热 摩擦生热，热机 冰熔化吸热，热传递
关系
(1)两物体温度相同，内能一定相同。(　×　)
(2)两物体相比，分子动能越大的物体，其内能越大。(　×　)
(3)甲物体传递了热量给乙物体，说明甲物体内能大。(　×　)
(4)扩散现象中，分子可以从低温物体运动到高温物体。(　√　)
例3　(2023·黑龙江)以下关于同一物体的内能、热量、温度说法正确的是(　　)
A．物体内能增大，温度一定升高 B．物体温度升高，一定吸收了热量
C．物体温度升高，内能一定增大 D．物体内能增大，一定吸收了热量
答案　C
解析　物体内能增大，温度不一定升高，比如晶体熔化过程中，吸热内能增加，但温度不变，故A错误；物体温度升高，可能是吸收了热量，也可能是由于外界物体对它做了功，故B错误；同一物体，质量不变，物体温度升高，内能一定增大，故C正确；物体内能增大，可能是吸收了热量，也可能是由于外界物体对它做了功，故D错误。
例4　(2023·广东节选)火箭搭载飞船升空过程中，火箭外壳与空气摩擦会发热，这是通过________的方式改变外壳内能。
分析　做功和热传递都可以改变物体的内能。
答案　做功
考点三　比热容及其应用
1．比热容反映了物质的吸热能力，比热容大表示吸热能力强。
2．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。符号为c。
3．单位：焦每千克摄氏度，符号是J/(kg·℃)。
4．水的比热容：c水＝4.2×103 J/(kg·℃)，物理意义是1 kg的水温度升高1_℃吸收的热量是4.2×103 J。
5．水比热容较大的应用或带来的现象：冬天用热水取暖，用水作为发动机的冷却剂，海风或陆风的形成，内陆比沿海地区昼夜温差大等。
6．比热容是物质的一种特性，只与物质的种类和状态有关。与物质的质量、变化的温度、吸收(或放出)热量的多少无关。
7．热量的计算公式：Q吸＝cm(t－t0)，Q放＝cm(t0－t)。其中：c表示比热容，m表示物体的质量，单位是kg，t0表示物体的初温，t表示物体的末温。
名师点拨　计算过程中一定要注意“升高”“升高到”“升高了”等关键字。
(1)一杯水的比热容比一桶水的比热容小。(　×　)
(2)冰和水属于同一物质，因此比热容相同。(　×　)
(3)用循环水冷却汽车发动机，是因为水的比热容较大。(　√　)
例5　(2023·连云港)沿海地区的昼夜温差较小，而内陆地区(尤其是沙漠)的昼夜温差较大，这主要是因为(　　)
A．水的内能多，沙石的内能少 B．水的导热性好，沙石的导热性差
C．水的比热容大，沙石的比热容小 D．水吸收的热量多，沙石吸收的热量少
分析　因为沙子的比热容比水的小，白天，相同质量的不同物质，吸收相同的热量后，比热容小的温度升高得多；夜晚，相同质量的不同物质放出相同的热量后，比热容小的温度下降得多，气温较低，所以会产生这种气候。
答案　C
例6　(2023·宜昌)在两个相同的烧杯中分别装有质量和初温相同的水和某种液体，用两个完全相同的电加热器对其加热，每隔一段时间用温度计分别测量它们的温度，并画出了温度随时间变化的图象如图，由图象可知(　　)
A．a液体比热容小
B．b液体是水
C．0～3 min内a液体吸收的热量少
D．升高相同的温度时，b液体吸收的热量少
答案　D
解析　由题图可知，将水和另一种液体都从15 ℃加热到35 ℃，b需要加热3 min，a需要加热6 min，说明b液体吸收的热量少、a液体吸收的热量多，则a的吸热能力强、比热容大，故a液体是水，故A、B错误，D正确。使用相同的加热器，在相同的加热时间内吸收的热量相等，则0～3 min内a、b液体吸收的热量相等，故C错误。
考点一　分子动理论
1.(教材素材)用如图所示的装置演示气体扩散现象，其中一瓶装有密度比空气大的红棕色二氧化氮气体，另一瓶装有空气。为了有力地证明气体发生扩散，装二氧化氮气体的应是________(选填“A”或“B”)瓶。根据____________________的现象可知气体发生了扩散。扩散现象说明气体分子________________________。若实验环境温度分别为①0 ℃，②4 ℃，③20 ℃，④30 ℃，则在________(选填序号)温度下气体扩散得最快。
答案　B　瓶内气体颜色发生变化　在不停地做无规则运动　④
2.(物理观念)(2023·广东改编)端午节期间，小明在家里煮粽子，粽香四溢，这是__________现象，说明__________________________________；在天宫课堂“液桥”实验中，两块透明板上的水球接触后合成一个，说明分子间存在________；在“水油分离”实验中，将装有水和油的瓶子摇晃多次后，水和油均匀地混在了一起，这一现象________(选填“能”或“不能”)说明分子在不停地做无规则运动。
答案　扩散　分子在不停地做无规则运动　引力　不能
考点二　内能及内能改变
3.(物理观念)(2020·广州)如图所示为注射器，小芳迅速下压活塞，注射器内密封的气体温度升高。此过程密封气体的(　　)
A．内能增加 B．分子动能减小
C．分子热运动速度减小 D．内能转化为活塞的动能
答案　A
4．(从生活到物理)(2023·烟台)如图所示的实例中，改变物体内能的方式与其他三项不同的是(　　)
答案　A
5.(物理学与工程实践)热熔钻工艺是在金属薄板上一次加工出孔的技术，热熔钻头采用耐磨、耐高温的硬质材料制成。钻头与薄板接触时，钻头高速旋转，钻头和薄板之间剧烈摩擦，用________(选填“做功”或“热传递”)的方式，使接触面瞬间达到几千摄氏度的温度，由于温度超过金属的熔点，钻头附近的金属迅速熔化，钻头继续施加向下的压力，几秒钟就在金属薄板上贯穿一个孔。
答案　做功
考点三　比热容及其应用
6.(图象信息)甲、乙两物体质量都为1 kg，丙物体质量为2 kg，三个物体温度都升高1 ℃，吸收热量如图所示，下列说法正确的是(　　)
A．乙的比热容与丙的相等
B．甲的比热容比乙的大
C．1 kg的丙物质温度升高1 ℃，需吸收2 000 J的热量
D．甲、乙的温度都降低1 ℃，乙比甲放出的热量多
答案　B
7．(2023·广州)以下过程不发生物态变化。初温相同的两块金属甲、乙吸收了相同热量，甲的末温比乙的低；那么，初温相同的甲、乙放出相同热量，(　　)
A．甲的末温比乙的低，但无法判断甲、乙比热容哪一个大
B．甲的末温比乙的高，但无法判断甲、乙比热容哪一个大
C．甲的末温比乙的高，且可以判断甲、乙比热容哪一个大
D．无法判断甲、乙的末温哪一个高，且无法判断甲、乙比热容哪一个大
答案　B
解析　根据题意可知，甲、乙的初温相同，吸收相同热量后，甲的末温比乙的低，这说明甲的温度变化较小，则初温相同的甲、乙，放出相同的热量后，甲的温度变化小，所以甲的末温高；由于不知道甲、乙的质量大小关系，根据c＝可知，无法判定甲、乙比热容的大小，故B正确。
8．(教材素材)下列事例中不能利用水的比热容较大的特性解释的是(　　)
A．北方的冬天楼房中的“暖气”用水作为传热介质
B．夏天在地上洒水会感到凉快
C．汽车发动机用水作为冷却剂
D．海边昼夜温差变化比沙漠地区昼夜温差变化小
答案　B
9．(科学探究)小明为了研究分子动理论的知识，进行了几个实验：
如图甲所示是水和酒精混合前后的实验现象，主要说明了______________。如图乙所示，把干净的玻璃板吊在弹簧测力计的下面，读出测力计的示数，使玻璃板水平接触水面，然后稍稍用力向上拉玻璃板，弹簧测力计的示数将会________(选填“变大”“变小”或“不变”)，原因是________________。做如图丙实验时，先在量筒里装一半清水，再在水下面注入硫酸铜溶液。如图丙所示是小明观察到的溶液在“实验开始时”“静放10日后”“静放30日后”所呈现的现象，该现象主要说明了________________________________。
答案　分子间有间隙　变大　分子间有引力　分子在不停地做无规则运动
10.(从生活到物理)小明发现篮球的气压不足，于是用打气筒给篮球打气。在收起打气筒时发现外壁有些发热。于是他想，是什么原因导致打气筒的外壁发热呢？小明就这个问题与同学小红进行了交流，联系所学物理知识，他们提出了以下两个猜想：
A．活塞在筒内往复运动时，与筒壁摩擦导致发热
B．活塞在筒内往复运动时，不断压缩气体做功导致发热
于是他们设计了实验进行探究，选用的实验器材有：打气筒、测温枪、计时器、气压不足的篮球等，分别在打气筒的上部和下部标注两个测温点，如图所示。
请回答下列问题：
(1)打气筒内壁的热量是通过________的方式传递到外壁。
(2)用打气筒往气压不足的篮球内打气，10秒内使活塞在筒内往复运动20次，立即用测温枪测出此时两个测温点的温度。待打气筒外壁温度降至室温(25 ℃)后，放出篮球中的部分气体，重复上述操作。实验数据记录如表：
实验次数 时间/s 活塞往复次数 上部温度/℃ 下部温度/℃
1 10 20 30.7 36.6
2 10 20 30.2 36.2
3 10 20 30.5 36.3
小明分析表中实验数据得出：导致打气筒外壁发热的原因是________________________。
(3)小红回顾整个实验过程，分析实验数据，认为小明得出的结论不够严谨，理由是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
于是他们对实验进行改进，对猜想A再次进行探究，你认为他们的改进方法是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案　(1)热传递　(2)活塞在筒内往复运动时，不断压缩气体做功导致发热　(3)在实验过程中，活塞向下运动时既克服摩擦力做功，又压缩空气做功，无法准确地确定外壁发热的原因　打气筒不与篮球连接，直接让活塞在相同的时间内往复运动相同的次数，用测温枪测出打气筒外壁的温度与打气筒往气压不足的篮球内打气时打气筒外壁的温度进行比较，进而得出结论
解析　(1)打气筒内壁的热量是通过热传递的方式传递到外壁。
(2)由表中数据可知，打气筒下部温度高于上部温度，说明活塞在打气筒内向下运动时，活塞对筒内的空气做功，空气内能增加，温度升高，造成下部温度高于上部温度，故导致打气筒外壁发热的原因是活塞在筒内往复运动时，不断压缩气体做功导致发热。
(3)在实验过程中，活塞向下运动时既克服摩擦力做功，又压缩空气做功，无法准确地确定外壁发热的原因。
根据控制变量法，要探究猜想A，应让活塞只克服摩擦力做功，而不压缩空气做功，故他们的改进方法是：打气筒不与篮球连接，直接让活塞在相同的时间内往复运动相同的次数，用测温枪测出打气筒外壁的温度与打气筒往气压不足的篮球内打气时打气筒外壁的温度进行比较，进而得出结论。