第一章 分子动理论与内能 复习课 学案 （含答案）2023-2024学年物理教科版九年级上册

第一章 复习课
素养目标
1.了解分子动理论的内容,并能用分子的动理论解释相关的物理的问题。
2.了解内能的概念,能简单描述温度与内能的关系。
3.能从能量转化角度认识和理解燃料的热值。
4.通过实验探究,比较不同物质的吸热能力,经历比热容概念的建立过程,尝试用比热容解释简单的生活和自然现象。
◎重点:分子动理论及其应用,热值、比热容的相关计算。
【思维导图】
【单元达标】
达标点1分子动理论
例1　夏季来临,瓶装水迎来销售旺季,大量废弃的塑料瓶会污染环境。三位英国大学生用海藻提取物制成可食用薄膜,将水封装在薄膜中做成“水球”——Ooho,可直接吞服解渴,如图所示。图中薄膜没有破裂是因为 ( )
A.薄膜的分子间有引力
B.薄膜的分子间有斥力
C.薄膜的分子静止不动
D.薄膜的分子间没有空隙
思路导引　分子动理论的内容:(1)物质是由大量分子组成的,分子间有空隙;(2)分子处于永不停息的无规则运动中;(3)分子间不仅存在着吸引力,而且还存在着排斥力,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。
达标检测
1.劣质的油性油漆、板材、涂料剂等材料含有较多的甲醛、苯、二甲苯等有毒有机物,用来装修房屋会造成室内环境污染。这是因为有毒有机物分子都在做永不停息的 ,这种现象在夏天时特别严重,因为 越高,分子运动越剧烈。
【答案】达标点一
例1　A　解析　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,图中薄膜没有破裂是因为分子间有引力,所以A正确,B错误;物质是由大量分子组成的,分子间有空隙,分子永不停息地做无规则运动,故C、D错误。
达标检测
1.无规则运动　温度
解析　整个屋子弥漫着有毒气体的气味,是分子不停地做无规则运动的结果;因为分子在永不停息地做无规则运动,运动速度与温度有关,所以在夏天时特别严重。
达标点2改变内能的方式
例2　以下描述中的“发热”现象,其改变内能的方式与其他三个不同的是 ( )
A.锯木头锯条发热
B.铁丝反复弯折后发热
C.阳光下路面发热
D.搓手时手掌发热
思路导引　改变物体的内能有两种方式,分别是做功和热传递,这两种方式在改变内能上是等效的,做功改变物体内能的实质是能量的转化,热传递改变内能的实质是能量的转移。
达标检测
2.寒冷的冬天,我们可以坐在电火箱旁取暖,也可以跳绳使身体发热。前者是通过 的方式改变人体的内能,后者是通过 的方式改变人体的内能。(均选填“做功”或“热传递”)
【答案】达标点二
例2　C
解析　锯木头锯条发热是通过做功改变物体的内能,铁丝反复弯折后发热是通过做功改变物体的内能,阳光下路面发热是通过热传递的方式改变物体的内能,搓手时手掌发热是通过做功改变物体内能;综上分析可知,其改变内能的方式与其他三个不同的是阳光下路面发热,故选C。
达标检测
2.热传递　做功
解析　冬天坐在电火箱旁取暖,是通过热传递的方式增加了身体的内能;跳绳使身体发热,是通过做功的方式增加了身体的内能。
达标点3温度、内能、热量的辨析
例3　关于温度、热量和内能,下列说法正确的是 ( )
A.物体吸收了热量,温度一定升高　
B.温度高的物体含有热量多　
C.温度相同的物体,内能不一定相同　
D.物体内能增加,一定从外界吸收了热量
思路导引　温度表示物体的冷热程度,它是一个状态,所以只能说“物体的温度是多少”,温度是不能“传递”和转移的,其单位是“摄氏度”。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。内能和温度一样,也是一个状态量,通常用“具有”等词来修饰,它与物体的质量、体积、温度及构成物质的种类有关,而热量是物体在热传递过程中传递内能的多少,它反映了热传递的过程,内能转移的多少,是一个过程量,要用“吸收”或“放出”描述,而不能用“具有”或“含有”,热量的单位是“焦耳”。
达标检测
3.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
【答案】达标点三
例3　C
解析　物体吸收热量,内能增加,但温度不一定变化,如晶体熔化,内能增加,但温度不变,故A错误;热量是一个过程量,不能说物体含有多少热量,故B错误;物体的内能与质量、温度、状态等多个因素有关,不能只根据温度判定内能的大小,所以两物体温度相同,内能不一定相同,故C正确;改变物体内能的两种方式——做功和热传递,物体内能增加,不一定从外界吸收了热量,故D错误。
达标检测
3.A　解析　一切物体在任何情况下都具有内能,故A正确;物体放出热量的同时如果外界对物体做功,那么物体温度不一定降低,故B错误;热量是过程量,只能在热传递过程中体现,不能表述成含有热量,只能表述成放出热量或吸收热量,可以表述成物体温度越高,具有的内能越大,故C错误;热传递的方向是高温物体放出热量,低温物体吸收热量,故D错误。
达标点4燃料的热值
例4　如图所示,甲、乙、丙三图中的装置完全相同,燃料的质量相同,烧杯内的液体质量也相同。下列说法正确的是 ( )
A.比较不同液体的比热容,可以选择甲、丙两图
B.比较不同液体的比热容,可以选择乙、丙两图
C.比较不同燃料的热值,可以选择乙、丙两图
D.比较不同燃料的热值,不可以选择甲、乙两图
思路导引　热值是燃料本身的一种特性,同种燃料的热值不随燃烧充分与否而变,不随燃料质量的大小而改变,即每种燃料都有一个确定的热值,不同燃料的热值一般不同,它是反映燃料完全燃烧释放热量本领大小的物理量。
达标检测
4.探究“煤油和菜籽油热值的大小关系”,如图,小宁用两套相同的实验器材,甲、乙两个烧杯都装有0.46 kg的水,水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃),实验数据记录如下表:
　
燃料 加热前燃 料质量 加热后 燃料质量 加热前 水温 加热后 水温
煤油 0.034 kg 0.024 kg 24 ℃ 84 ℃
菜籽油 0.034 kg 0.024 kg 24 ℃ 74 ℃
(1)组装器材时,图中烧杯、温度计、铁圈、燃具四个器材的安装顺序是 (选填“自下而上”或“自上而下”)。
(2)分析表中实验数据可知 油的热值较大,若煤油的热值为4.6×107 J/kg,加热水前后煤油完全燃烧放出的热量是 J,该煤油燃具的效率为 %。
【答案】达标点四
例4　A
解析　为了比较不同液体的比热容,需要燃烧相同的燃料,加热不同的液体,让液体的质量和温度的变化相同,通过比较加热时间,进而判断两种液体比热容的大小关系,应选择甲和丙两图进行实验,A正确,B错误;为了比较不同燃料的热值,要用不同的燃料,加热同一种液体,让液体的质量相同,通过温度计的示数高低得出吸热多少,进而判断热值大小,应选择甲和乙两图进行实验,故C、D错误。
达标检测
4.(1)自下而上
(2)煤　4.6×105 　25.2
解析　(1)为了利用火焰的外焰给烧杯充分加热,并且温度计不碰到烧杯壁和烧杯底,所以应按照由下往上的顺序组装器材。(2)分析表中实验数据可知,煤油放出的热量使水升高的温度高,根据Q=cm(t-t0)可知煤油放出的热量多,即煤油热值大;煤油完全燃烧释放的热量Q放=m1q=(0.034 kg-0.024 kg)×4.6×107 J/kg=4.6×105 J。(3)水吸收的热量Q吸=cm2(t-t0)=4.2×103 J/(kg·℃)×0.46 kg×(84 ℃-24 ℃)=1.1592×105 J,煤油燃具的效率
η=×100%=×100%=25.2%。
达标点5物质吸热能力的探究
例5　为了比较水和煤油比热容的大小,实验装置如图甲所示。实验过程中,水和煤油的温度随时间变化的图像如图乙所示。请回答如下问题:[已知水的比热容是4.2×103 J/(kg·℃), 小明用完全相同的两个烧杯分别装上初温、质量相同的水和煤油,用两个相同的酒精灯给两个烧杯加热相同的时间]
　
(1)实验中,要求水和煤油的初温相同且 (选填“质量”或“体积”)相同,并记录实验数据。
(2)煤油和水吸收热量的多少通过观察 (选填“加热时间的长短”或“温度计升高的示数”)来比较。
(3)由图像得出:加热相同的时间,温度升高较多的是 (选填“煤油”或“水”)。
(4)分析图像得出:煤油的比热容是 J/(kg·℃)。
思路导引　在探究物质的吸热能力强弱时,要注意控制变量法的应用,实验时可用相同的加热装置对两种质量相同的不同物质加热,加热相同的时间,来比较两种物质升高的温度,升高温度大的物质比热容小,吸热能力弱,升高温度小的物质比热容大,吸热能量强,这里“用相同的加热装置”和“加热相同的时间”保证两种质量相同的不同物质,吸收的热量相同。
达标检测
5.在“比较不同液体的吸热能力”实验中:
(1)除了图中所示器材,还需要的测量仪器有天平和 。
(2)在甲装置中,分别给初温相同且 相等的水和食用油加热。
(3)在甲装置中,用相同的酒精灯给两种液体加热相同时间,其目的是保证两种液体 相同。
(4)在甲装置中,等质量的水和煤油加热相同时间,温度升高多的吸热能力 (选填“强”或“弱”)。
(5)乙装置中两个相同烧杯装有相同质量的水,灯中煤油和酒精的质量相等,进行“比较煤油和酒精的热值大小关系”实验,实验数据如表:
加热时间/min 0 1 2 3 4 5 6
乙中A杯水温/℃ 25 27 29 32 34 36 38
乙中B杯水温/℃ 25 26 27 28 29 30 31
分析数据可知:热值较大的是 。通过实验数据直接计算出燃料的热值将 (选填“偏大”或“偏小”),原因可能是 。(写出一种即可)
【答案】达标点五
例5
(1)质量
(2)加热时间长短
(3)煤油
(4)2.1×103
解析　(1)物体吸收热量的多少与物质的质量、比热容、温度的变化量有关。要探究“比较水和煤油比热容的大小”,需要控制物体的质量相同。(2)根据转换法,用相同的酒精灯加热相同的时间,煤油和水吸收的热量相同,所以煤油和水吸收热量的多少通过观察加热时间的长短来比较。(3)由图乙可知:加热相同的时间,煤油升高的温度比水升高得多,故温度升高较多的是煤油。(4)由图可知,加热相同的时间,煤油升高的温度是水升高温度的2倍,根据Q吸=cmΔt可知,在质量和吸收热量相同的情况下,比热容与物质升高的温度成反比,则煤油的比热容为c煤油===2.1×103 J/(kg·℃)。
达标检测
5.(1)秒表
(2)质量
(3)吸收的热量
(4)弱
(5)煤油　偏小　存在热量的散失
解析　(1)比较不同液体的吸热能力,实验中需要控制液体的质量相同,故需要天平测量液体的质量;需要记录不同时刻水和食用油的温度,故需要秒表来计时。(2)根据控制变量法知,在“比较不同液体的吸热能力”时,应控制水和食用油的质量相同。(3)用相同的酒精灯给两种物质加热,在相同的时间内,水和食用油吸收的热量是相同的,这是转换法的应用。(4)在甲装置中,等质量的水和食用油加热相同时间,水和食用油吸收的热量相同,由c=知温度升高多的吸热能力弱。(5)水的质量和初温相同,由c=知,末温高的吸收的热量较多;在消耗燃料的质量相同,由Q=qm知,水温上升得越高,对应的燃料的热值越大,所以煤油的热值大;在实验的过程中,由于存在热量的散失,用水吸收的热量代表燃料燃烧放出的热量会偏小,所以实验测得的热值会偏小。
单元实践作业
调查燃料结构变化
调查当地近年来炊事、取暖、交通等方面燃料结构的变化。
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