中小学教育资源及组卷应用平台
必背知识点 2
第十三章:内能 2
第十四章:内能的利用 3
第十五章:电流和电路 4
考点精讲 5
考点1:分子动理论与内能判断 5
考点2:比热容计算与现象解释 6
考点3:热机四冲程判断与能量转化 7
考点4:串并联电路识别与故障分析 8
考点5:电流表使用与读数 9
重难点突破 10
难点1:比热容实验探究(控制变量法应用) 10
难点2:热机效率计算(有用功与总功的区分) 11
难点3:串并联电路识别与设计(实物图连接) 12
易错点避雷手册 13
期中模拟试题 14
一、选择题(共 12 小题,每题 3 分,满分 36 分) 14
二、填空题(共 8 小题,每题 2 分,满分 16 分) 17
三、实验题(共 2 小题,满分 20 分) 18
四、计算题(共 2 小题,满分 28 分) 19
必背知识点
第十三章:内能
1.分子动理论
物质由大量分子、原子构成(如花香扩散说明分子在运动)。
分子在永不停息地做无规则运动(温度越高,运动越剧烈,如热水中红墨水扩散更快)。
分子间存在相互作用的引力和斥力(固体难被拉伸是引力,难被压缩是斥力)。
2.内能
定义:物体内部所有分子热运动的动能与分子势能的总和(一切物体在任何温度下都有内能)。
影响因素:温度(温度越高,分子动能越大,内能越大)、质量(质量越大,分子数量越多,内能越大)、状态(如冰熔化为水,内能增加)。
改变方式:
做功:能量转化(如摩擦生热是机械能→内能,气体膨胀做功是内能→机械能)。
热传递:能量转移(条件:存在温度差;方向:从高温物体到低温物体,如冬天手捂热水袋)。
3.比热容
定义:单位质量的某种物质,温度升高(或降低)1℃所吸收(或放出)的热量(表示物质吸热能力的物理量)。
单位:J/(kg ℃),水的比热容为4.2×10 J/(kg ℃)(最大的液体比热容,常用于做冷却剂)。
公式:Q=cmΔt(Q为热量,c为比热容,m为质量,Δt为温度变化量)。
第十四章:内能的利用
1.热机
定义:将内能转化为机械能的机器(如蒸汽机、内燃机、汽轮机)。
内燃机四冲程(以汽油机为例):
冲程 进气门 排气门 活塞运动方向 能量转化
吸气冲程 开 关 向下 无(吸入汽油和空气混合物)
压缩冲程 关 关 向上 机械能→内能
做功冲程 关 关 向下 内能→机械能(唯一对外做功的冲程)
排气冲程 关 开 向上 无(排出废气)
一个工作循环:4个冲程,飞轮转2圈,对外做功1次。
2.热值
定义:单位质量(或体积)的燃料完全燃烧所放出的热量(燃料的特性,与质量、燃烧是否充分无关)。
单位:固体/液体为J/kg,气体为J/m 。
公式:Q放=mq(m为质量,q为热值)或Q放=Vq(V为体积)。
3.热机效率
定义:热机用来做有用功的那部分能量,与燃料完全燃烧放出的能量之比(η=W有/Q放×100%,η始终小于1)。
提高方法:减少废气带走的能量(如安装废气涡轮增压)、减小摩擦(加润滑油)、使燃料充分燃烧(优化喷油嘴)。
第十五章:电流和电路
1.电路组成与状态
基本组成:电源(提供电能,如电池、发电机)、用电器(消耗电能,如灯泡、电阻)、开关(控制电路通断)、导线(连接元件,传导电流)。
三种状态:
通路:电路闭合,用电器工作(如开灯后灯泡发光)。
断路(开路):电路断开,无电流(如灯丝断了,灯泡不亮)。
短路:不经过用电器,电源正负极直接相连(会烧坏电源,甚至引发火灾,需避免)。
2.电流
定义:电荷的定向移动形成电流(正电荷定向移动方向为电流方向,与负电荷移动方向相反)。
单位:安培(A),常用单位有毫安(mA,1A=10 mA)、微安(μA,1A=10 μA)。
测量工具:电流表(符号A),使用规则:
串联在电路中(不能并联,否则短路)。
电流从正接线柱流入,负接线柱流出(反接指针反向偏转)。
不能超过量程(超量程指针打弯,损坏电表,可试触选择量程)。
3.串并联电路
特点 串联电路 并联电路
电流路径 只有一条 多条(分支)
用电器关系 相互影响(一个不工作,全部不工作) 互不影响(一个不工作,其他正常)
电流规律 I=I =I (各处电流相等) I=I +I (干路电流等于各支路电流之和)
开关作用 控制整个电路(位置不影响) 干路开关控制整个电路,支路开关控制所在支路
实例 节日小彩灯 家庭电路(电灯、插座)
考点精讲
考点1:分子动理论与内能判断
题目1:下列现象中,能说明分子在永不停息做无规则运动的是( )
A.春天,柳絮纷飞 B.夏天,荷花飘香 C.秋天,落叶飘零 D.冬天,雪花飘飘
【答案】B
【解析】分子运动是肉眼不可见的微观运动,而柳絮、落叶、雪花均为宏观物体的机械运动,排除A、C、D;荷花飘香是花香分子扩散到空气中,属于分子无规则运动,故选B。
【点睛】区分“分子运动”与“机械运动”:微观、肉眼不可见的是分子运动(如气味扩散、墨水溶解);宏观、肉眼可见的是机械运动(如物体的移动、摆动)。
题目2:关于物体的内能,下列说法正确的是()
A.0℃的冰块没有内能 B.温度越高的物体,内能越大
C.物体的内能增加,一定是通过热传递 D.搓手取暖是通过做功改变内能
【答案】D
【解析】A选项:一切物体在任何温度下都有内能,0℃冰块也有,A错误;
B选项:内能与温度、质量、状态有关,仅温度高,质量小的物体内能可能更小(如一杯热水和一盆温水),B错误;
C选项:改变内能的方式有做功和热传递,内能增加可能是做功(如压缩气体),C错误;
D选项:搓手时克服摩擦做功,机械能转化为内能,属于做功改变内能,D正确。
【点睛】内能的判断需同时考虑多个影响因素,且不能忽略“做功”这一改变方式,避免单一归因于温度或热传递。
考点2:比热容计算与现象解释
题目1:质量为2kg的水,温度从20℃升高到70℃,需要吸收多少热量?[c水=4.2×10 J/(kg ℃)]
【答案】4.2×10 J
【解析】第一步:确定已知量,m=2kg,c=4.2×10 J/(kg ℃),Δt=70℃-20℃=50℃;
第二步:代入比热容公式Q吸=cmΔt;
第三步:计算得Q吸=4.2×10 J/(kg ℃)×2kg×50℃=4.2×10 J。
【点睛】计算时需注意Δt是“温度变化量”(末温-初温),而非初温或末温;单位需统一(质量用kg,温度用℃)。
题目2:沿海地区昼夜温差比内陆小,主要原因是()
A.海水的比热容比砂石大B.海水的密度比砂石小
C.海水的导热性比砂石差D.海水的温度比砂石低
【答案】A
【解析】白天,海水和砂石吸收相同热量,因c海水>c砂石,由Δt=Q/(cm)可知,海水温度升高慢(Δt小),砂石升温快;夜晚,两者放出相同热量,海水温度降低慢,砂石降温快。因此沿海地区昼夜温差小,故选A。
【点睛】用比热容解释现象的核心逻辑:相同条件(吸放热、质量)下,比热容大的物质温度变化小,比热容小的变化大。
考点3:热机四冲程判断与能量转化
题目1:如图是单缸四冲程汽油机工作循环中的一个冲程,它是( )
A. 吸气冲程 B. 压缩冲程 C. 做功冲程 D. 排气冲程
【答案】B
【解析】由图可知,进气门和排气门均关闭,活塞向上运动,压缩汽缸内气体,火花塞未点火,即为压缩冲程,故ACD不符合题意,B符合题意。故选B。
【点睛】四冲程判断口诀:“开吸关压,开排关做;下吸上压,下做上排”(气门开为吸气/排气,关闭为压缩/做功;活塞向下为吸气/做功,向上为压缩/排气)。
题目2:汽油机的压缩冲程中,能量转化情况是( )
A.内能转化为机械能 B.机械能转化为内能
C.电能转化为内能 D.内能转化为电能
【答案】B
【解析】压缩冲程中,活塞向上运动,压缩气缸内的气体,对气体做功,将活塞的机械能转化为气体的内能,使气体温度升高,故选B。
【点睛】热机四冲程中,只有做功冲程是“内能→机械能”(对外做功),其余三个冲程(吸气、压缩、排气)均需飞轮惯性带动,其中压缩冲程是“机械能→内能”。
考点4:串并联电路识别与故障分析
题目1:如图所示的电路中,开关闭合后,两个灯泡属于并联的是()
【答案】B
【解析】A可两个灯泡逐个顺次连接在电路中,是串联的,A不合题意;B、两个灯泡并列连接在电路中,是并联的,它们在工作时互不影响,B符合题意;当开关S闭合时,下面的灯泡被短路,C不合题意;D、开关S闭合时,用导线直接将电源的两极连接在了一起,造成短路。故答案为:B。
【点睛】识别串并联的核心方法:“电流路径法”——假设电流从正极流出,看是否有分支,有分支为并联,无分支为串联。
题目2:如图所示电路,开关闭合后,灯L 、L 均不亮,电流表无示数。用导线连接A、B两点后,灯L 亮,L 不亮,电流表有示数。则故障可能是( )
A.L 断路 B.L 断路 C.L 短路 D.L 短路
【答案】B
【解析】开关闭合后两灯均不亮,电流表无示数,说明电路为断路(短路会有灯亮或电表损坏);用导线连接A、B(L 两端)后,L 亮、电流表有示数,说明导线接通了断路部分,即L 断路(原电路中L 断路导致整个电路断开,导线替代L 后电路通路),故选B。
【点睛】电路故障分析:“两灯均不亮”优先考虑断路;“一灯亮一灯不亮”优先考虑不亮的灯短路(串联电路)或断路(并联电路)。
考点5:电流表使用与读数
题目1:用电流表测量电路中的电流,下列操作正确的是( )
A.电流表并联在灯泡两端 B.电流表的正接线柱接电源负极
C.电流表选择0~3A量程测量小电流 D.电流表串联在电路中
【答案】D
【解析】A选项:电流表并联会导致短路,损坏电表和电源,A错误;
B选项:电流应从正接线柱流入,负接线柱流出,反接会使指针反向偏转,B错误;
C选项:测量小电流时选大量程,指针偏转角度小,读数误差大,应选0~0.6A量程,C错误;
D选项:电流表必须串联在电路中,才能测量电路中的电流,D正确。
【点睛】电流表使用“三必须”:必须串联、必须正进负出、必须选合适量程(试触法判断)。
题目2:如图所示,电流表使用的是0~0.6A量程,其示数为( )
A.0.2A B.0.24A C.0.28A D.1.2A
【答案】C
【解析】0~0.6A量程的分度值为0.02A(每大格0.2A,分10小格);指针在0.2A后第2小格,示数为0.2A+4×0.02A=0.28A,故选C。
【点睛】电流表读数步骤:1.确定量程;2.找到分度值;3.数指针偏转的小格数;4.计算示数(分度值×小格数+起始刻度)。
重难点突破
难点1:比热容实验探究(控制变量法应用)
题目:探究“不同物质的吸热能力”实验,器材:两个相同的酒精灯、两个相同的烧杯、水、食用油、温度计、天平。
(1)实验中需要控制的变量是______(写出两点);
(2)实验中通过______来比较水和食用油吸收的热量;
(3)数据如下表,分析数据可知:______的吸热能力更强。
物质 质量m/g 初温t /℃ 末温t/℃ 加热时间t/min
水 200 20 30 4
食用油 200 20 30 2
【答案】(1)质量、初温(或加热方式);(2)加热时间;(3)水
【解析】(1)探究“不同物质”的吸热能力,需用控制变量法,控制质量(天平保证)、初温(初始温度相同)、加热方式(相同酒精灯,保证相同时间吸热相同),只改变物质种类;
(2)相同酒精灯在相同时间内放出的热量相同,因此通过“加热时间”间接反映物质吸收的热量(转换法);
(3)由表格可知,水和食用油质量、温度变化量相同(均升高10℃),水的加热时间更长(吸收热量更多),由c=Q/(mΔt)可知,水的比热容更大,吸热能力更强。
【点睛】比热容实验的核心方法:控制变量法(控质量、初温、吸热量)+转换法(用加热时间表示吸热量),吸热能力强弱由“相同Δt下的Q”或“相同Q下的Δt”判断。
难点2:热机效率计算(有用功与总功的区分)
题目:某汽车发动机以汽油为燃料,汽油的热值q=4.6×10 J/kg,发动机的效率η=30%。若汽车匀速行驶时受到的阻力f=1200N,消耗5kg汽油,求汽车行驶的距离。
【答案】5.75×10 m
【解析】第一步:计算燃料完全燃烧放出的总能量Q放=mq=5kg×4.6×10 J/kg=2.3×10 J;
第二步:由效率公式η=W有/Q放,得有用功W有=ηQ放=30%×2.3×10 J=6.9×10 J;
第三步:汽车匀速行驶,牵引力F与阻力f平衡,即F=f=1200N;
第四步:由W有=Fs,得行驶距离s=W有/F=6.9×10 J/1200N=5.75×10 m。
【点睛】热机效率计算的关键:明确“总功”是燃料完全燃烧放出的Q放(Q=mq),“有用功”是热机对外做的机械功(如牵引力做功W=Fs、克服阻力做功W=fs),避免混淆两者。
难点3:串并联电路识别与设计(实物图连接)
题目:【2025年湖南省长沙市】如图是测量额定电压为2.5V的小灯泡电阻的实验电路。
(1)连接电路时,开关应处于_______状态;
(2)请你用笔画线表示导线将电路连接完整;
【答案】(1)断开
(2)
【解析】
【小问1详解】
为了保护电路,连接电路时,开关要断开。
【小问2详解】
测量小灯泡电阻的实验中,电压表测量小灯泡两端电压,则电压表和灯泡并联,如图所示:
【点睛】实物图连接易错点:电流表量程选择、正负接线柱方向、支路开关位置(需与控制的用电器串联),连接后需检查是否存在短路(如导线直接接电源两极)。
易错点避雷手册
易错误区 错误原因 正确结论
1.“0℃的物体没有内能” 误解内能定义,认为温度为0℃时分子停止运动 一切物体在任何温度下都有内能,0℃物体的分子仍在做无规则运动,仍有内能
2.“比热容大的物质吸热一定多” 忽略比热容公式中“质量”和“温度变化量”的影响 吸热多少由Q=cmΔt决定,需同时考虑比热容、质量、温度变化量(如一小杯水和一大桶油,水的比热容大,但油的质量大,可能油吸热更多)
3.“热机的一个工作循环对外做功4次” 混淆冲程数与做功次数 一个工作循环包括4个冲程,飞轮转2圈,只有做功冲程对外做功1次
4.“电流表并联在电路中也能测电流” 不了解电流表内阻特点(内阻极小) 电流表内阻极小,并联会导致电路短路,损坏电流表和电源,必须串联在电路中
5.“并联电路中各支路电流一定相等” 忽略支路电阻的影响 并联电路中各支路电压相等,电流I=U/R,电阻不同则电流不同(如一个支路接10Ω电阻,另一个接20Ω电阻,电流之比为2:1)
期中模拟试题
一、选择题(共 12 小题,每题 3 分,满分 36 分)
1. 将等量白糖分别放入同样多的热水和冷水中,在不搅拌的情况下,热水变甜得更快。这里影响水变甜快慢的主要因素是( )
A. 体积 B. 质量 C. 温度 D. 密度
2. 某种温室大棚由棚膜和土墙搭建而成。为使大棚白天吸收太阳更多的能量,科研人员指导农户用水墙替换土墙,这是利用水比土有更大的( )
A. 比热容 B. 密度 C. 电阻 D. 质量
3. 运载火箭采用液态氢作为火箭的燃料,原因是液态氢具有( )
A. 较大的热值 B. 较低的沸点 C. 较大的比热容 D. 较高的凝固点
4.如图是单缸四冲程汽油机工作循环中的一个冲程,它是( )
A. 吸气冲程 B. 压缩冲程 C. 做功冲程 D. 排气冲程
5. 关于粒子和宇宙,下列说法正确的是( )
A. 同种电荷相互吸引 B. 太阳是宇宙的中心
C. 原子核由质子和电子构成 D. 分子处在永不停息的无规则运动中
6. 将下列物体接入如图所示电路的 A、B 两点,可使小灯泡发光的是( )
A. 玻璃片 B. 塑料尺 C. 橡皮筋 D. 金属棒
7. 关于温度、热量和内能,下列说法正确的是( )
A. 温度为 0℃以下的物体不具有内能
B. 温度高的物体,含有的热量一定多
C. 物体的内能增加,可能是吸收了热量
D. 温度总是从高温物体传向低温物体
8.如图,某学生发明的塑料插座盖,将暂时不用的插座孔盖起来防止触电。这主要是利用塑料的( )
A. 绝缘性 B. 弹性 C. 导电性 D. 导热性
9. 小雨探究液体的凝固特点:先在两个相同容器中分别装入初温为 20℃、质量为 100g 的水和某液体 M,再各放入一个温度传感器,然后使它们冷却凝固。若单位时间内它们放出的热量相等,用测得的数据绘出两种物质温度随时间变化的图像,如图所示。已知 c 水 = 4.2×10 J/(kg ℃),实验在标准大气压下进行,下列说法正确的是( )
液体 M 的比热容为 2.1×10 J/(kg ℃)
液体 M 放热能力比水放热能力强
在 t2-t3 时间段两种物质都是固液共存状态
从 20℃刚好降到 0℃时,水放出的热量小于 M 放出的热量
10.小明对一个电学暗箱进行了实验探究。如图所示,A、B是小灯泡L1的接线柱,C、D是小灯泡L2的接线柱,E、F是小灯泡L3的接线柱。实验操作及对应的现象如下表所示。下列分析正确的是( )
实验操作 实验现象
闭合开关S 三个小灯泡均发光
观察亮度 L1最亮
取下其中任意一个小灯泡 剩余两个小灯泡仍能发光
A. 暗箱中的三个小灯泡串联
B. 暗箱中的三个小灯泡规格相同
C. 取下其中任意一个小灯泡,电流表示数变小
D. 若用电压表分别测量三个小灯泡两端电压,L1两端电压最大
11.早餐时,小亮从桌上端起一杯冒着 “白气” 的热豆浆,下列说法正确的是( )
A. 杯子高度约 12mm B. “白气” 是升华形成的
C. 端起杯子说明力能改变运动状态 D. 手变热是通过做功改变内能
12.某智能门锁通过指纹识别或者芯片感应均可驱动门锁电机开门。如图所示,是某组同学为该门锁设计四个电路(开关表示指纹识别元件、开关表示芯片感应元件、(M)表示门锁电机、表示保护电阻),其中通过闭合或均能开门的是( )
A. B.
C. D.
二、填空题(共 8 小题,每题 2 分,满分 16 分)
1. 炎热的夏天洗完澡后身上有水,走动时会感到非常凉快,这是因为身上的水蒸发___________的缘故;附近的人能闻到沐浴露的香味,这是由于分子在不停息地做___________。
2.夏天制作柠檬饮料时加冰,是因为冰块___________成水的过程中吸热;饮料散发清香是___________现象;用吸管吸饮料利用了___________的作用。
3. 厨房烹饪食物时,主要通过______方式增大食物内能;家人在客厅闻到香气,这是______现象。
4. 用打气筒打气时,气筒壁发热是因为活塞对气体___________,使气体内能增大;此过程能量转化与汽油机___________冲程相同。
5. 风筝制作中,用力弯折竹篾说明力能改变物体的____;闻到颜料气味是因为分子____;胶水粘住纸和框架是因为分子间有____。
6. 0℃的水___________内能;“遥知不是雪,为有暗香来” 说明分子在做___________运动。
7. 煮粽子时闻到香味,是因为___________;水很难被压缩,表明分子间存在___________。
8. 串联彩灯中,通过每个灯泡的电流大小______;该电路缺少的元件是______。
三、实验题(共 2 小题,满分 20 分)
1. 用伏安法测量额定电压为 2.5V 的小灯泡电阻,实验装置如图甲。(10 分)
(1)连接电路时开关应处于_______状态;
(2)闭合开关前,滑动变阻器滑片应置于最______端;
(3)闭合开关后,电表指针忽大忽小,故障可能是______(选填 “A. 短路” 或 “B. 滑片接触不良”);
(4)电压表示数 1.7V 时,电流表示数如图乙(量程 0-0.6A),读数为______A。
2.小张用如图装置测量煤油的比热容,电阻丝产生 400J 热量,质量为 0.1kg 的煤油温度升高 5℃,热量全部被吸收。(10 分)
(1)煤油的比热容为________J/(kg ℃);
(2)实验中若有热量损失,测得的比热容会比真实值______(选填 “偏大” 或 “偏小”)。
四、计算题(共 2 小题,满分 28 分)
1. 质量为 2kg 的水升高 50℃所吸收的热量为多少焦?[c 水 = 4.2×10 J/(kg ℃)] (12 分)
2. 某电水壶将质量为 1kg、初温 20℃的水加热至 70℃,求水吸收的热量。[c 水 = 4.2×10 J/(kg ℃)](16 分)
21世纪教育网(www.21cnjy.com)中小学教育资源及组卷应用平台
期中模拟试题参考答案及解析
一、选择题(共 12 小题,每题 3 分,满分 36 分)
1. 将等量白糖分别放入同样多的热水和冷水中,在不搅拌的情况下,热水变甜得更快。这里影响水变甜快慢的主要因素是( )
A. 体积 B. 质量 C. 温度 D. 密度
【答案】C
【解析】白糖溶解是扩散现象,扩散快慢与温度有关。温度越高,分子无规则运动越剧烈,白糖分子扩散到水中的速度越快,故热水变甜更快。选项 A、B、D 均不影响扩散速率。
【点睛】扩散现象的剧烈程度与温度直接相关,温度是影响分子热运动的核心因素。
2. 某种温室大棚由棚膜和土墙搭建而成。为使大棚白天吸收太阳更多的能量,科研人员指导农户用水墙替换土墙,这是利用水比土有更大的( )
A. 比热容 B. 密度 C. 电阻 D. 质量
【答案】A
【解析】水的比热容大于土壤,根据 Q=cmΔt,相同质量的水和土吸收相同热量时,水的温度升高更慢,能储存更多热量,夜晚缓慢放热维持棚内温度。与密度、电阻、质量无关,故选 A。
【点睛】比热容是物质的重要特性,水的大比热容在保温、散热场景中应用广泛。
3. 运载火箭采用液态氢作为火箭的燃料,原因是液态氢具有( )
A. 较大的热值 B. 较低的沸点 C. 较大的比热容 D. 较高的凝固点
【答案】A
【解析】燃料的热值是单位质量燃料完全燃烧放出的热量,液态氢热值大,相同质量下能释放更多能量,满足火箭升空的能量需求。沸点、比热容、凝固点均不是选作燃料的核心原因,故选 A。
【点睛】热值是燃料的关键性能指标,决定燃料燃烧释放能量的多少。
4.如图是单缸四冲程汽油机工作循环中的一个冲程,它是( )
A. 吸气冲程 B. 压缩冲程 C. 做功冲程 D. 排气冲程
【答案】B
【解析】四冲程汽油机中,压缩冲程的特点是活塞向上运动,进气门和排气门均关闭,将机械能转化为内能。吸气冲程进气门开、排气门关,活塞向下;做功冲程两气门关,活塞向下;排气冲程排气门开,活塞向上,故选 B。
【点睛】区分汽油机冲程的关键:看活塞运动方向和气门开闭状态。
5. 关于粒子和宇宙,下列说法正确的是( )
A. 同种电荷相互吸引 B. 太阳是宇宙的中心
C. 原子核由质子和电子构成 D. 分子处在永不停息的无规则运动中
【答案】D
【解析】同种电荷相互排斥,A 错误;太阳是太阳系中心,非宇宙中心,B 错误;原子核由质子和中子构成,电子在核外运动,C 错误;分子动理论指出分子永不停息做无规则运动,D 正确。
【点睛】牢记粒子运动规律和宇宙模型的基本常识,避免概念混淆。
6. 将下列物体接入如图所示电路的 A、B 两点,可使小灯泡发光的是( )
A. 玻璃片 B. 塑料尺 C. 橡皮筋 D. 金属棒
【答案】D
【解析】导体能导电,绝缘体不能。金属棒是导体,接入电路可形成通路,使灯泡发光;玻璃片、塑料尺、橡皮筋均为绝缘体,无法导电,故选 D。
【点睛】导体与绝缘体的区别在于是否容易导电,金属是典型导体。
7. 关于温度、热量和内能,下列说法正确的是( )
A. 温度为 0℃以下的物体不具有内能
B. 温度高的物体,含有的热量一定多
C. 物体的内能增加,可能是吸收了热量
D. 温度总是从高温物体传向低温物体
【答案】C
【解析】一切物体都有内能,A 错误;热量是过程量,不能说 “含有”,B 错误;内能增加的途径有做功和热传递,可能是吸收热量,C 正确;传递的是热量而非温度,D 错误。
【点睛】内能、温度、热量的关系是易错点,需明确热量的过程性和内能的普遍性。
8.如图,某学生发明的塑料插座盖,将暂时不用的插座孔盖起来防止触电。这主要是利用塑料的( )
A. 绝缘性 B. 弹性 C. 导电性 D. 导热性
【答案】A
【解析】塑料是绝缘体,不易导电,用其制作插座盖可隔绝电流,防止触电。与弹性、导电性、导热性无关,故选 A。
【点睛】绝缘体的核心应用是防止漏电和触电,是电路安全的重要保障。
9. 小雨探究液体的凝固特点:先在两个相同容器中分别装入初温为 20℃、质量为 100g 的水和某液体 M,再各放入一个温度传感器,然后使它们冷却凝固。若单位时间内它们放出的热量相等,用测得的数据绘出两种物质温度随时间变化的图像,如图所示。已知 c 水 = 4.2×10 J/(kg ℃),实验在标准大气压下进行,下列说法正确的是( )
液体 M 的比热容为 2.1×10 J/(kg ℃)
液体 M 放热能力比水放热能力强
在 t2-t3 时间段两种物质都是固液共存状态
从 20℃刚好降到 0℃时,水放出的热量小于 M 放出的热量
【答案】A
【解析】相同时间放热相等,水从 20℃降到 0℃用时 t1,M 用时 t2=2t1。由 Q=cmΔt 得 cM=Q/(mΔt)= (c 水 mt1Δt)/(m×2t1Δt)= c 水 / 2=2.1×10 J/(kg ℃),A 正确;比热容越小放热能力越弱,B 错误;M 无凝固点,可能非晶体,无固液共存态,C 错误;水放热 Q 水 = c 水 mΔt,M 放热 Q M=cM mΔt,Q 水 > Q M,D 错误。
【点睛】利用比热容公式结合图像分析,注意晶体与非晶体凝固特点的区别。
10.小明对一个电学暗箱进行了实验探究。如图所示,A、B是小灯泡L1的接线柱,C、D是小灯泡L2的接线柱,E、F是小灯泡L3的接线柱。实验操作及对应的现象如下表所示。下列分析正确的是( )
实验操作 实验现象
闭合开关S 三个小灯泡均发光
观察亮度 L1最亮
取下其中任意一个小灯泡 剩余两个小灯泡仍能发光
A. 暗箱中的三个小灯泡串联
B. 暗箱中的三个小灯泡规格相同
C. 取下其中任意一个小灯泡,电流表示数变小
D. 若用电压表分别测量三个小灯泡两端电压,L1两端电压最大
【答案】C
【解析】A.由题意知,取下其中任意一个小灯泡,剩余两个小灯泡仍能发光,说明三个小灯泡之间互不影响,是并联关系,而不是串联,故A错误;
B.如果三个小灯泡规格相同,在并联电路中,它们两端电压相同,根据,电阻相同,实际功率也相同,亮度应该相同,但L1最亮,说明它们规格不同,故B错误。
C.在并联电路中,各支路互不影响,取下其中任意一个小灯泡,不影响其他支路的电流,干路电流等于各支路电流之和,所以电流表示数会变小,故C正确;
D.因为三个小灯泡之间是并联关系,在并联电路中,各支路电压相等,因此若用电压表分别测量三个小灯泡两端的电压,电压相等,故D错误。
故选C。
【点睛】串并联电路的核心区别:串联相互影响,并联互不影响;功率与电阻的关系需结合电路连接方式判断。
11.早餐时,小亮从桌上端起一杯冒着 “白气” 的热豆浆,下列说法正确的是( )
A. 杯子高度约 12mm B. “白气” 是升华形成的
C. 端起杯子说明力能改变运动状态 D. 手变热是通过做功改变内能
【答案】C
【解析】杯子高度约 12cm,12mm 过短,A 错误;“白气” 是水蒸气液化形成的小水珠,B 错误;端起杯子使杯子由静止到运动,力改变运动状态,C 正确;手变热是通过热传递,D 错误。
【点睛】区分液化与升华的物态变化,明确力的作用效果和内能改变的两种方式。
12.某智能门锁通过指纹识别或者芯片感应均可驱动门锁电机开门。如图所示,是某组同学为该门锁设计四个电路(开关表示指纹识别元件、开关表示芯片感应元件、(M)表示门锁电机、表示保护电阻),其中通过闭合或均能开门的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】“或” 逻辑关系对应并联电路,S1 和 S2 并联,闭合任意一个均可使电机工作。串联需同时闭合,不符合要求,故选 B。
【点睛】“或” 逻辑用并联电路实现,“与” 逻辑用串联电路实现。
二、填空题(共 8 小题,每题 2 分,满分 16 分)
1. 炎热的夏天洗完澡后身上有水,走动时会感到非常凉快,这是因为身上的水蒸发___________的缘故;附近的人能闻到沐浴露的香味,这是由于分子在不停息地做___________。
【答案】吸热;无规则运动
【解析】蒸发属于汽化现象,汽化吸热,故水蒸发带走热量使人凉快;闻到香味是扩散现象,本质是分子永不停息做无规则运动。
【点睛】蒸发吸热是致冷的常见原因,扩散现象是分子运动的直接证据。
2.夏天制作柠檬饮料时加冰,是因为冰块___________成水的过程中吸热;饮料散发清香是___________现象;用吸管吸饮料利用了___________的作用。
【答案】熔化;扩散;大气压
【解析】冰块由固态变为液态是熔化,熔化吸热;香味扩散是分子运动;吸管吸饮料时,管内气压减小,大气压将饮料压入口中。
【点睛】熔化吸热的应用、扩散现象、大气压的生活应用是高频考点。
3. 厨房烹饪食物时,主要通过______方式增大食物内能;家人在客厅闻到香气,这是______现象。
【答案】热传递;扩散
【解析】烹饪时食物吸收热量,内能增大,属于热传递;香气扩散是分子无规则运动的结果。
【点睛】热传递是生活中改变内能的主要方式,扩散现象体现分子运动。
4. 用打气筒打气时,气筒壁发热是因为活塞对气体___________,使气体内能增大;此过程能量转化与汽油机___________冲程相同。
【答案】做功;压缩
【解析】打气时活塞压缩气体做功,机械能转化为内能;汽油机压缩冲程也是机械能转化为内能,两者能量转化相同。
【点睛】做功改变内能的实质是能量转化,需与汽油机冲程的能量转化对应。
5. 风筝制作中,用力弯折竹篾说明力能改变物体的____;闻到颜料气味是因为分子____;胶水粘住纸和框架是因为分子间有____。
【答案】形状;不停做无规则运动;引力
【解析】力的作用效果包括改变形状和运动状态,弯折竹篾是改变形状;闻到气味是扩散现象;分子间引力使胶水与纸、框架粘在一起。
【点睛】力的两种作用效果、分子动理论的三个要点需准确记忆。
6. 0℃的水___________内能;“遥知不是雪,为有暗香来” 说明分子在做___________运动。
【答案】具有;无规则
【解析】一切物体在任何温度下都有内能;闻到香味是扩散现象,说明分子永不停息做无规则运动。
【点睛】内能的普遍性和分子运动的无规则性是基本概念,需牢记。
7. 煮粽子时闻到香味,是因为___________;水很难被压缩,表明分子间存在___________。
【答案】分子在不停做无规则运动;斥力
【解析】香味扩散是分子运动的结果;压缩液体困难是因为分子间存在斥力。
【点睛】分子间引力和斥力的区别:引力使物体聚合,斥力使物体难压缩。
8. 串联彩灯中,通过每个灯泡的电流大小______;该电路缺少的元件是______。
【答案】相等;开关
【解析】串联电路中电流处处相等;完整电路包括电源、用电器、导线、开关,图中缺少开关。
【点睛】串联电路的电流特点和电路的基本组成是电路部分的基础。
三、实验题(共 2 小题,满分 20 分)
1. 用伏安法测量额定电压为 2.5V 的小灯泡电阻,实验装置如图甲。(10 分)
(1)连接电路时开关应处于_______状态;
(2)闭合开关前,滑动变阻器滑片应置于最______端;
(3)闭合开关后,电表指针忽大忽小,故障可能是______(选填 “A. 短路” 或 “B. 滑片接触不良”);
(4)电压表示数 1.7V 时,电流表示数如图乙(量程 0-0.6A),读数为______A。
【答案】(1)断开;(2)右(或阻值最大);(3)B;(4)0.26
【解析】(1)连接电路时开关断开,防止短路损坏元件;(2)滑片置于阻值最大端,起到保护电路作用;(3)滑片接触不良会导致电路接触电阻变化,电表指针波动,短路会使指针偏转稳定且过大;(4)电流表量程 0-0.6A,分度值 0.02A,指针指在 0.26A 处。
【点睛】伏安法实验的操作规范(开关断开、滑片位置)和故障分析(接触不良、短路、断路)是重点考查内容。
2.小张用如图装置测量煤油的比热容,电阻丝产生 400J 热量,质量为 0.1kg 的煤油温度升高 5℃,热量全部被吸收。(10 分)
(1)煤油的比热容为________J/(kg ℃);
(2)实验中若有热量损失,测得的比热容会比真实值______(选填 “偏大” 或 “偏小”)。
【答案】(1)800;(2)偏大
【解析】(1)由 Q=cmΔt 得 c=Q/(mΔt)=400J/(0.1kg×5℃)=800J/(kg ℃);(2)实际吸收热量 Q 实 = Q 测 - 损失热量,计算时用 Q 测,故 c 测 = Q 测 /(mΔt) > c 实,即测得值偏大。
【点睛】比热容计算需严格应用吸热公式,实验误差分析需明确热量损失对测量值的影响方向。
四、计算题(共 2 小题,满分 28 分)
1. 质量为 2kg 的水升高 50℃所吸收的热量为多少焦?[c 水 = 4.2×10 J/(kg ℃)] (12 分)
【答案】4.2×10 J
【解析】根据吸热公式 Q 吸 = cmΔt,代入数据:
c=4.2×10 J/(kg ℃),m=2kg,Δt=50℃,
Q 吸 = 4.2×10 J/(kg ℃)×2kg×50℃=4.2×10 J。
【点睛】吸热公式 Q=cmΔt 是比热容计算的核心公式,需准确代入物理量单位。
2. 某电水壶将质量为 1kg、初温 20℃的水加热至 70℃,求水吸收的热量。[c 水 = 4.2×10 J/(kg ℃)](16 分)
【答案】2.1×10 J
【解析】水的温度变化 Δt=70℃-20℃=50℃,
由 Q 吸 = cmΔt 得:
Q 吸 = 4.2×10 J/(kg ℃)×1kg×50℃=2.1×10 J。
【点睛】计算前需先求出温度变化量 Δt,再代入吸热公式,注意初温与末温的差值计算。
21世纪教育网(www.21cnjy.com)