第十三章內(nèi)能(原卷版+解析)

第十三章內(nèi)能（原卷版）知識導(dǎo)航知識點回顧知識點1：分子熱運(yùn)動1、分子熱運(yùn)動：（1）物質(zhì)的構(gòu)成：宇宙是由物質(zhì)組成的，物質(zhì)是由分子組成的；分子是由原子組成的，原子是由原子核和核外電子組成的，原子核是由質(zhì)子和中子組成的?！肿邮潜３治镔|(zhì)原來性質(zhì)的最小微粒?。?）分子動理論內(nèi)容：①物質(zhì)是由分子構(gòu)成的；②一切物體的分子都在不停地做無規(guī)則運(yùn)動。③分子間存在相互作用的引力和斥力；④分子之間有間隙。（3）熱運(yùn)動：分子運(yùn)動快慢與溫度有關(guān)，溫度越高，分子熱運(yùn)動越劇烈。熱運(yùn)動是分子運(yùn)動，屬于微觀運(yùn)動，不可能停止，而機(jī)械運(yùn)動是整個物體運(yùn)動，屬于宏觀運(yùn)動，可以停止。（4）擴(kuò)散：不同物質(zhì)相互接觸，彼此進(jìn)入對方的現(xiàn)象。①不同物質(zhì)擴(kuò)散快慢不同，一般情況下，氣體擴(kuò)散最快，固體最慢。②擴(kuò)散快慢還與溫度有關(guān)，溫度越高，擴(kuò)散越快。③擴(kuò)散是分子運(yùn)動的結(jié)果，如果因攪拌、風(fēng)力、重力等外在因素使物體發(fā)生了宏觀運(yùn)動，這樣的現(xiàn)象不屬于擴(kuò)散現(xiàn)象。※擴(kuò)散現(xiàn)象說明：（1）一切物質(zhì)分子都在不停地做無規(guī)則的運(yùn)動；（2）分子之間有間隙。2、分子間作用力：（1）分子間存在相互作用力，包括分子引力和分子斥力，且是同時存在的：（2）正常情況下，分子引力和分子斥力彼此平衡，對外表現(xiàn)為無力；（3）當(dāng)壓縮物體時，分子斥力大于分子引力，對外表現(xiàn)為斥力；（4）當(dāng)拉伸物體時，分子引力大于分子斥力，對外表現(xiàn)為引力；（5）分子間作用力（包括引力和斥力）隨著分子間的距離增大而減小；（6）如果分子間距離很大，作用力幾乎為零，可以忽略不計；因此，氣體具有流動性，也容易被壓縮。（7）液體間分子之間距離比氣體小，比固體大，液體分子之間的作用力比固體小，沒有固定的形狀，具有流動性。知識點2：內(nèi)能1、內(nèi)能：物體內(nèi)部所有分子熱運(yùn)動的分子動能與分子勢能的總和，叫做物體的內(nèi)能。（1）因為一切物質(zhì)分子都在不停地做無規(guī)則的運(yùn)動，所以物體的內(nèi)能不可能為零，任何物體在任何情況下都具有內(nèi)能。（2）物體內(nèi)大量分子做無規(guī)則熱運(yùn)動所具有的能量稱為分子動能。物體的溫度越高，分子運(yùn)動得越快，它們的動能越大。同一個物體（物態(tài)不變），溫度越高，內(nèi)能越大。（3）由于分子之間具有一定的距離，也具有一定的作用力，因而分子具有勢能，稱為分子勢能。分子間距發(fā)生變化時，物體的體積也會變，其內(nèi)能會發(fā)生變化。所以分子勢能與物體的體積有關(guān)。（4）內(nèi)能大小與物體的質(zhì)量、溫度、狀態(tài)等有關(guān)。2、內(nèi)能的改變：改變物體內(nèi)能的兩種方法：做功和熱傳遞。（1）物體對外做功，物體的內(nèi)能減?。煌饨鐚ξ矬w做功，物體的內(nèi)能增大。（2）熱傳遞發(fā)生的條件：存在溫度差。能量（內(nèi)能）從高溫物體轉(zhuǎn)移到低溫物體：a．高溫物體內(nèi)能減小，溫度降低，放出熱量；b．低溫物體內(nèi)能增大，溫度升高，吸收熱量。（3）做功和熱傳遞在改變內(nèi)能方面是等效的，但實質(zhì)不同：做功改變內(nèi)能屬于能的轉(zhuǎn)化，熱傳遞改變內(nèi)能屬于能的轉(zhuǎn)移。3、溫度、內(nèi)能、熱量：熱量(Q)：在熱傳遞過程中，傳遞能量的多少叫熱量。(物體含有多少熱量的說法是錯誤的)；溫度、內(nèi)能、熱量之間的關(guān)系：（1）物體溫度升高，內(nèi)能一定增大，但不一定吸收熱量，因為做功也可以使物體的內(nèi)能增大；（2）物體內(nèi)能增大，溫度不一定升高，也不一定吸收熱量，因為內(nèi)能增大有可能是因為狀態(tài)改變造成的，做功也可以使物體的內(nèi)能增大；（3）物體吸收熱量，內(nèi)能一定增大，但溫度可能升高，也可能不變，因為吸收熱量有可能改變物體的狀態(tài)?！鶞囟取崃颗c內(nèi)能的關(guān)系（熱量是一個過程量，一般說傳遞熱量；內(nèi)能是一個狀態(tài)量一般說具有內(nèi)能；溫度是一個狀態(tài)量，一般說升高或者降低溫度）知識點3：比熱容1、比熱容：（1）比熱容定義：單位質(zhì)量的某種物質(zhì)，溫度升高1℃所吸收或者降低1℃所放出的熱量叫做這種物質(zhì)的比熱容。（2）比熱容是物質(zhì)的一種屬性，每種物質(zhì)都有自己的比熱容。比熱容的大小與物體的種類、狀態(tài)有關(guān)，與質(zhì)量、體積、溫度、密度、吸熱放熱、形狀等無關(guān)。（3）水的比熱容是4.2×103J/(kg·℃)，表示的物理意義是：1千克的水溫度升高1℃吸收的熱量是4.2×103J。2、熱量的簡單計算熱量的計算：(1)吸熱：Q吸=cm△t=cm(t-t0)；（2）放熱：Q放=cm△t=cm(t0-t)。其中：Q吸—吸收的熱量，單位：焦（J），Q放—放出的熱量。c—比熱容，單位：焦每千克攝氏度（J/(kg·℃)）m—質(zhì)量，單位：千克（kg）△t—變化的溫度（升高或降低的溫度），單位：攝氏度（℃）；t0—初始溫度、t—末溫。3、“水的比熱容較大”的應(yīng)用：（1）用水取暖或冷卻（2）用水調(diào)節(jié)氣溫典例分析考點1分子熱運(yùn)動【典例1】（2022?鎮(zhèn)江）端午節(jié)民間有戴香包的習(xí)俗，香包內(nèi)有艾草，遠(yuǎn)遠(yuǎn)地就能聞到艾香，這是因為（）A．分子在不停地運(yùn)動 B．分子間有空隙 C．分子間有引力 D．分子間有斥力【典例2】（2022?曹縣二模）2022年3月22日，“天宮課堂”第二次太空授課如期舉行。在液橋演示實驗中，水將兩個塑料板連接起來，連接著兩個固體表面之間的一段液體形成了一座橋，即液橋，如圖所示。在地面上，兩手指沾水，可形成一段很小的液橋。關(guān)于液橋，下列說法正確的是（）A．液橋?qū)嶒炚f明水是由大量分子組成的 B．液橋?qū)嶒炚f明水分子都在不停地做無規(guī)則的運(yùn)動 C．液橋?qū)嶒炚f明水的溫度越高，擴(kuò)散越快 D．液橋?qū)嶒炚f明水分子間存在著一定的引力【典例3】（2022?東營）如圖甲，在一個燒杯中裝半杯熱水，另一個同樣的燒杯中裝等量的冷水。同時滴入一滴紅墨水，發(fā)現(xiàn)裝熱水的杯子變紅的速度更快，這說明了分子的運(yùn)動跟有關(guān)。如圖乙，將兩個鉛柱的底面削平，然后緊緊地壓在一起，在下面吊一個重物都不能把它們拉開，這說明了分子之間存在?！镜淅?】（2022?齊齊哈爾）疫情防控不能放松。我們在使用酒精濕巾進(jìn)行手部消毒的過程中，能聞到酒精的氣味，這是現(xiàn)象。當(dāng)固體被壓縮時，分子間的距離變小，分子間的作用力表現(xiàn)為。【典例5】（2021?北京）為了說明分子之間有引力，小明在實驗室用兩個緊壓在一起的鉛柱做實驗，如圖所示，鉛柱A和鉛柱B所受的重力均為2N，兩個鉛柱接觸面的面積為3cm2，當(dāng)懸掛重物所受的重力為20N時，兩個鉛柱沒有被拉開。于是，小明認(rèn)為這個實驗說明了分子之間存在引力。小華觀測到該實驗室的大氣壓為1×105Pa，于是她認(rèn)為兩個鉛柱之所以沒被拉開，是因為大氣壓的作用。請你利用所學(xué)知識和上述數(shù)據(jù)，判斷小明做的鉛柱實驗?zāi)芊裾f明分子之間存在引力。請寫出計算、推理過程和結(jié)論?？键c2內(nèi)能【典例6】（2022?攀枝花）下圖中，內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的是（）A．B．C．D．【典例7】（2021?南京）以下描述中的“發(fā)熱”現(xiàn)象，其改變內(nèi)能的方式與其他三個不同的是（）A．鋸木頭鋸條發(fā)熱 B．陽光下路面發(fā)熱 C．鐵絲反復(fù)彎折后發(fā)熱 D．搓手時手掌發(fā)熱【典例8】（2022?湘潭）磨刀時刀發(fā)熱，此過程中主要是（選填“做功”或“熱傳遞”）改變了刀的內(nèi)能；用相同的力切菜時，刀口越薄，對菜的壓強(qiáng)越（選填“大”或“小”）?！镜淅?】（2022?德州模擬）水餃?zhǔn)巧綎|人民比較喜愛的傳統(tǒng)美食，如圖所示。餃子放在水平桌面上，受到的重力與是一對平衡力。煮水餃時是通過的方式來改變水餃的內(nèi)能的；水餃出鍋時香氣四溢，說明分子在；真空包裝的水餃從德州帶到北京，其質(zhì)量（選填“變大”“變小”或“不變”）。考點3比熱容【典例10】（2021?鄂州）下列有關(guān)熱和能的說法中，正確的是（）A．發(fā)生熱傳遞時，溫度總是從高溫物體傳遞給低溫物體 B．一塊0℃的冰熔化成0℃的水后，溫度不變，內(nèi)能不變 C．內(nèi)燃機(jī)的壓縮沖程，主要通過做功的方式增大汽缸內(nèi)物質(zhì)的內(nèi)能 D．夏天在室內(nèi)灑水降溫，利用了水的比熱容較大的性質(zhì)【典例11】（2022?海門市校級模擬）如圖甲所示，小虎同學(xué)將質(zhì)量為20g的木塊（ρ木＜ρ水）輕輕放入裝滿水的溢水杯中，當(dāng)水停止外流時接水杯的水量如圖乙所示（接水杯為內(nèi)徑均勻的柱形容器）。假如將這個接水杯倒?jié)M開水，這杯水溫度降低到與體溫相近時飲用，則水放出的熱量最可能是【水的比熱容為4.2×103J/（kg?℃）】（）A．1.0×104J B．1.5×104J C．2.5×104J D．3.5×104J【典例12】（2022?西藏）“母親節(jié)”這天，扎西同學(xué)為媽媽燉了一碗排骨湯，將裝湯的碗放在有5kg水的盆子中進(jìn)行降溫。扎西同學(xué)用水進(jìn)行降溫主要是利用了水的大，過了一會兒，水溫由15℃升高到20℃，水吸收的熱量為J。[c水＝4.2×103J/（kg?℃）]【典例13】（2022?宜昌）小麗用相同的電加熱器分別對質(zhì)量為0.2kg的水和0.3kg的另一種液體進(jìn)行加熱，得到的實驗數(shù)據(jù)如圖所示，則水在16min內(nèi)吸收的熱量為J，另一種液體的比熱容為J/（kg?℃）。[c水＝4.2×103J/（kg?℃）]【典例14】（2022?福建）在探究“不同物質(zhì)吸熱的情況”實驗中：（1）用相同的酒精燈加熱質(zhì)量相等的沙子和水，使它們升高相同的溫度，通過比較來判斷吸收熱量的多少。（2）加熱10min后，測得水的溫度如圖，該示數(shù)為℃。（3）多次實驗后得到的數(shù)據(jù)如下表，分析可得：質(zhì)量相等的水和沙子，升高相同的溫度，水比沙子吸收更的熱量。（4）根據(jù)實驗結(jié)論推理：沿海地區(qū)晝夜溫差比內(nèi)陸地區(qū)更。升高的溫度/℃5101520加熱水的時間/min2.557.510加熱沙子的時間/min1234【典例15】（2022?浦東新區(qū)二模）質(zhì)量為10千克的水溫度升高15℃，求水吸收的熱量Q吸。[c水＝4.2×103焦/（千克?℃）]【典例16】（2022?呼和浩特）為了探究沙漠中與大海邊晝夜溫差的變化問題。小于同學(xué)取了兩個完全相同的、比較大的玻璃器皿。分別裝入質(zhì)量、初溫都相同的沙子和水。在陽光充足，溫暖的地方進(jìn)行暴曬。經(jīng)過相同時間，發(fā)現(xiàn)兩個玻璃器皿中的沙子和水，溫度都發(fā)生了明顯變化。你認(rèn)為，沙子和水，誰的溫度變化大？請用學(xué)過的物理知識說明原因。并回答開始探究的問題。鞏固訓(xùn)練一、選擇題。1．（2022?徐州）如圖所示，熱熔法連接PPR管時，用熱熔器加熱粗管端口內(nèi)層和細(xì)管端口外層，然后把細(xì)管推進(jìn)粗管，冷卻后兩根管子就連接在一起很難被拉開了，這個現(xiàn)象說明（）A．分子是由原子構(gòu)成的 B．分子是運(yùn)動的 C．分子間存在引力 D．分子間存在斥力2．（2022?沈陽模擬）關(guān)于圖中所示的四種情景，下列說法中正確的是（）A．甲圖向飲料管A中吹氣時，飲料管B中的液面會下降 B．乙圖托里拆利實驗的玻璃管傾斜放置時，管內(nèi)的水銀柱高度仍為760mm C．丙圖鉛塊緊壓在一起后能吊住重物，說明分子間存在斥力 D．丁圖滾擺實驗的主要目的是研究動能和彈性勢能的相互轉(zhuǎn)化3．（2022?黑龍江）下列關(guān)于內(nèi)能知識的描述正確的是（）A．物體溫度越高內(nèi)能越大，所以0℃的冰沒有內(nèi)能 B．溫度越高的物體含有的熱量越多，所以0℃的冰沒有熱量 C．摩擦生熱是通過做功的方式改變了物體的內(nèi)能 D．物體吸收熱量，內(nèi)能增加，溫度一定升高4．（2022?泰安）如圖所示，用酒精燈給試管中的水加熱，水溫上升，直至沸騰一段時間后，會看到試管口的橡皮塞被沖出。下列描述正確的是（）A．試管中的水在升溫過程中是通過做功的方式增加內(nèi)能的 B．試管中的水沸騰時吸收熱量，溫度升高 C．水蒸氣對橡皮塞做功，水蒸氣的內(nèi)能增加 D．水蒸氣對橡皮塞做功，其能量轉(zhuǎn)化與汽油機(jī)做功沖程的能量轉(zhuǎn)化相同5．（2022?濟(jì)南）炎炎夏日，小梅來到美麗的海濱城市青島。她發(fā)現(xiàn)，在這里白天的風(fēng)常常從海面吹向陸地，而每到夜晚風(fēng)卻從陸地吹向海面。她利用學(xué)過的物理知識進(jìn)行分析，并畫出陸地和海面之間空氣流動情況的示意圖，如圖所示。形成這一現(xiàn)象的主要原因是（）A．海水的密度小于砂石的密度 B．海水的密度大于砂石的密度 C．海水的比熱容小于砂石的比熱容 D．海水的比熱容大于砂石的比熱容6．（2022?綿陽模擬）對下列圖象中的物理信息描述正確的是（）A．如圖甲，該凸透鏡的焦距是10cm B．如圖乙，該物質(zhì)可能是水 C．如圖丙，分別用兩個完全相同的熱源同時給質(zhì)量和初溫完全相同的a、b兩種液體加熱所得溫度隨時間的變化關(guān)系圖象，由圖可知ca＞cb D．如圖丁，黑龍江北部（最低溫度﹣52.3℃）可以使用水銀溫度計二、填空題。7．（2022?淮安）如圖所示，向一端封閉的玻璃管中注水至一半位置，再注滿酒精，封閉管口。反復(fù)翻轉(zhuǎn)玻璃管，使水和酒精充分混合，觀察到水和酒精的總體積變小，說明組成物質(zhì)的分子間存在；加注酒精過程中，能明顯聞到酒精的氣味，說明。8．（2022?天津）2022年5月20日，我國使用長征二號丙運(yùn)載火箭同時將3顆試驗衛(wèi)星發(fā)射成功?；鸺龔牡孛嫦蛏习l(fā)射過程中，其外殼與大氣摩擦后溫度升高，內(nèi)能，這是通過的方式改變內(nèi)能。9．（2022?益陽）烈日炎炎的夏季，白天沙灘上的沙子熱得燙腳，但海水卻非常涼爽，主要是因為水的比熱容比沙子的比熱容。1kg的砂石，溫度升高10℃，需要吸收的熱量為J?！綾砂石＝0.92×103J/（kg?℃）】10．（2022?大慶）“早穿皮襖午穿紗，守著火爐吃西瓜”是對大漠氣候的生動描寫，而沿海地區(qū)晝夜溫差則不大，這是由砂石與水的比熱容不同造成的。已知砂石和水的比熱容之比為1：4，砂石和水的密度之比為3：2。當(dāng)相同體積的砂石和水吸收相同的熱量時，它們升高的溫度之比為。三、實驗探究題。11．（2022?岳陽）圖甲是“比較不同物質(zhì)的吸熱能力”的實驗裝置。（1）兩支試管里水和煤油的質(zhì)量（填“相同”或“不同”）。（2）相同時間內(nèi)，水吸收的熱量（填“大于”、“等于”或“小于”）煤油吸收的熱量。（3）由圖乙可知，的吸熱能力更強(qiáng)。四、計算題。12．（2022?蒸湘區(qū)校級模擬）如圖，是1kg冰在空氣中熔化時的溫度變化曲線圖，請解答：已知：c水＝4.2×103J/（kg?℃），c冰＝2.1×103J/（kg?℃）（1）冰在開始熔化前共吸收了多少熱量？（2）上述熱量可以讓熔化后的水溫度升高多少攝氏度？第十三章內(nèi)能（解析版）知識導(dǎo)航知識點回顧知識點1：分子熱運(yùn)動1、分子熱運(yùn)動：（1）物質(zhì)的構(gòu)成：宇宙是由物質(zhì)組成的，物質(zhì)是由分子組成的；分子是由原子組成的，原子是由原子核和核外電子組成的，原子核是由質(zhì)子和中子組成的?！肿邮潜３治镔|(zhì)原來性質(zhì)的最小微粒?。?）分子動理論內(nèi)容：①物質(zhì)是由分子構(gòu)成的；②一切物體的分子都在不停地做無規(guī)則運(yùn)動。③分子間存在相互作用的引力和斥力；④分子之間有間隙。（3）熱運(yùn)動：分子運(yùn)動快慢與溫度有關(guān)，溫度越高，分子熱運(yùn)動越劇烈。熱運(yùn)動是分子運(yùn)動，屬于微觀運(yùn)動，不可能停止，而機(jī)械運(yùn)動是整個物體運(yùn)動，屬于宏觀運(yùn)動，可以停止。（4）擴(kuò)散：不同物質(zhì)相互接觸，彼此進(jìn)入對方的現(xiàn)象。①不同物質(zhì)擴(kuò)散快慢不同，一般情況下，氣體擴(kuò)散最快，固體最慢。②擴(kuò)散快慢還與溫度有關(guān)，溫度越高，擴(kuò)散越快。③擴(kuò)散是分子運(yùn)動的結(jié)果，如果因攪拌、風(fēng)力、重力等外在因素使物體發(fā)生了宏觀運(yùn)動，這樣的現(xiàn)象不屬于擴(kuò)散現(xiàn)象。※擴(kuò)散現(xiàn)象說明：（1）一切物質(zhì)分子都在不停地做無規(guī)則的運(yùn)動；（2）分子之間有間隙。2、分子間作用力：（1）分子間存在相互作用力，包括分子引力和分子斥力，且是同時存在的：（2）正常情況下，分子引力和分子斥力彼此平衡，對外表現(xiàn)為無力；（3）當(dāng)壓縮物體時，分子斥力大于分子引力，對外表現(xiàn)為斥力；（4）當(dāng)拉伸物體時，分子引力大于分子斥力，對外表現(xiàn)為引力；（5）分子間作用力（包括引力和斥力）隨著分子間的距離增大而減??；（6）如果分子間距離很大，作用力幾乎為零，可以忽略不計；因此，氣體具有流動性，也容易被壓縮。（7）液體間分子之間距離比氣體小，比固體大，液體分子之間的作用力比固體小，沒有固定的形狀，具有流動性。知識點2：內(nèi)能1、內(nèi)能：物體內(nèi)部所有分子熱運(yùn)動的分子動能與分子勢能的總和，叫做物體的內(nèi)能。（1）因為一切物質(zhì)分子都在不停地做無規(guī)則的運(yùn)動，所以物體的內(nèi)能不可能為零，任何物體在任何情況下都具有內(nèi)能。（2）物體內(nèi)大量分子做無規(guī)則熱運(yùn)動所具有的能量稱為分子動能。物體的溫度越高，分子運(yùn)動得越快，它們的動能越大。同一個物體（物態(tài)不變），溫度越高，內(nèi)能越大。（3）由于分子之間具有一定的距離，也具有一定的作用力，因而分子具有勢能，稱為分子勢能。分子間距發(fā)生變化時，物體的體積也會變，其內(nèi)能會發(fā)生變化。所以分子勢能與物體的體積有關(guān)。（4）內(nèi)能大小與物體的質(zhì)量、溫度、狀態(tài)等有關(guān)。2、內(nèi)能的改變：改變物體內(nèi)能的兩種方法：做功和熱傳遞。（1）物體對外做功，物體的內(nèi)能減??；外界對物體做功，物體的內(nèi)能增大。（2）熱傳遞發(fā)生的條件：存在溫度差。能量（內(nèi)能）從高溫物體轉(zhuǎn)移到低溫物體：a．高溫物體內(nèi)能減小，溫度降低，放出熱量；b．低溫物體內(nèi)能增大，溫度升高，吸收熱量。（3）做功和熱傳遞在改變內(nèi)能方面是等效的，但實質(zhì)不同：做功改變內(nèi)能屬于能的轉(zhuǎn)化，熱傳遞改變內(nèi)能屬于能的轉(zhuǎn)移。3、溫度、內(nèi)能、熱量：熱量(Q)：在熱傳遞過程中，傳遞能量的多少叫熱量。(物體含有多少熱量的說法是錯誤的)；溫度、內(nèi)能、熱量之間的關(guān)系：（1）物體溫度升高，內(nèi)能一定增大，但不一定吸收熱量，因為做功也可以使物體的內(nèi)能增大；（2）物體內(nèi)能增大，溫度不一定升高，也不一定吸收熱量，因為內(nèi)能增大有可能是因為狀態(tài)改變造成的，做功也可以使物體的內(nèi)能增大；（3）物體吸收熱量，內(nèi)能一定增大，但溫度可能升高，也可能不變，因為吸收熱量有可能改變物體的狀態(tài)?！鶞囟取崃颗c內(nèi)能的關(guān)系（熱量是一個過程量，一般說傳遞熱量；內(nèi)能是一個狀態(tài)量一般說具有內(nèi)能；溫度是一個狀態(tài)量，一般說升高或者降低溫度）知識點3：比熱容1、比熱容：（1）比熱容定義：單位質(zhì)量的某種物質(zhì)，溫度升高1℃所吸收或者降低1℃所放出的熱量叫做這種物質(zhì)的比熱容。（2）比熱容是物質(zhì)的一種屬性，每種物質(zhì)都有自己的比熱容。比熱容的大小與物體的種類、狀態(tài)有關(guān)，與質(zhì)量、體積、溫度、密度、吸熱放熱、形狀等無關(guān)。（3）水的比熱容是4.2×103J/(kg·℃)，表示的物理意義是：1千克的水溫度升高1℃吸收的熱量是4.2×103J。2、熱量的簡單計算熱量的計算：(1)吸熱：Q吸=cm△t=cm(t-t0)；（2）放熱：Q放=cm△t=cm(t0-t)。其中：Q吸—吸收的熱量，單位：焦（J），Q放—放出的熱量。c—比熱容，單位：焦每千克攝氏度（J/(kg·℃)）m—質(zhì)量，單位：千克（kg）△t—變化的溫度（升高或降低的溫度），單位：攝氏度（℃）；t0—初始溫度、t—末溫。3、“水的比熱容較大”的應(yīng)用：（1）用水取暖或冷卻（2）用水調(diào)節(jié)氣溫典例分析考點1分子熱運(yùn)動【典例1】（2022?鎮(zhèn)江）端午節(jié)民間有戴香包的習(xí)俗，香包內(nèi)有艾草，遠(yuǎn)遠(yuǎn)地就能聞到艾香，這是因為（）A．分子在不停地運(yùn)動 B．分子間有空隙 C．分子間有引力 D．分子間有斥力【答案】A?！窘獯稹拷猓悍肿釉谟啦煌Ｏ⒌刈鰺o規(guī)則運(yùn)動，遠(yuǎn)遠(yuǎn)地就能聞到艾香，是因為艾分子在不停地做無規(guī)則運(yùn)動，艾香分子擴(kuò)散到空氣中。故選：A。【典例2】（2022?曹縣二模）2022年3月22日，“天宮課堂”第二次太空授課如期舉行。在液橋演示實驗中，水將兩個塑料板連接起來，連接著兩個固體表面之間的一段液體形成了一座橋，即液橋，如圖所示。在地面上，兩手指沾水，可形成一段很小的液橋。關(guān)于液橋，下列說法正確的是（）A．液橋?qū)嶒炚f明水是由大量分子組成的 B．液橋?qū)嶒炚f明水分子都在不停地做無規(guī)則的運(yùn)動 C．液橋?qū)嶒炚f明水的溫度越高，擴(kuò)散越快 D．液橋?qū)嶒炚f明水分子間存在著一定的引力【答案】D。【解答】解：液橋?qū)嶒炚f明水分子間存在著一定的引力，故D正確，ABC錯誤。故選：D。【典例3】（2022?東營）如圖甲，在一個燒杯中裝半杯熱水，另一個同樣的燒杯中裝等量的冷水。同時滴入一滴紅墨水，發(fā)現(xiàn)裝熱水的杯子變紅的速度更快，這說明了分子的運(yùn)動跟溫度有關(guān)。如圖乙，將兩個鉛柱的底面削平，然后緊緊地壓在一起，在下面吊一個重物都不能把它們拉開，這說明了分子之間存在引力?！敬鸢浮繙囟?；引力。【解答】解：（1）由于分子在不停地做無規(guī)則運(yùn)動，溫度越高，分子無規(guī)則熱運(yùn)動越劇烈。由于熱水的溫度高，熱水中的墨水?dāng)U散得快，所以熱水的杯子變紅的速度更快，這說明了分子的運(yùn)動跟溫度有關(guān)。（2）將兩個鉛柱的底面削平、削干凈、然后緊緊地壓在一起，兩鉛塊的底面分子間的距離較小，分子間的引力使兩鉛塊結(jié)合起來，甚至下面吊一個重物都不能把它們拉開。故答案為：溫度；引力?！镜淅?】（2022?齊齊哈爾）疫情防控不能放松。我們在使用酒精濕巾進(jìn)行手部消毒的過程中，能聞到酒精的氣味，這是擴(kuò)散現(xiàn)象。當(dāng)固體被壓縮時，分子間的距離變小，分子間的作用力表現(xiàn)為斥力?！敬鸢浮繑U(kuò)散；斥力。【解答】解：在使用酒精濕巾進(jìn)行手部消毒的過程中，能聞到酒精的氣味，是因為酒精分子在不停地做無規(guī)則運(yùn)動，這是擴(kuò)散現(xiàn)象；組成物質(zhì)的分子間存在引力和斥力；分子間間隙變大時，相互作用力表現(xiàn)為引力，所以固態(tài)難以被拉伸，分子間間隙變小時，分子間相互作用力表現(xiàn)為斥力，故固態(tài)難以被壓縮。故答案為：擴(kuò)散；斥力。【典例5】（2021?北京）為了說明分子之間有引力，小明在實驗室用兩個緊壓在一起的鉛柱做實驗，如圖所示，鉛柱A和鉛柱B所受的重力均為2N，兩個鉛柱接觸面的面積為3cm2，當(dāng)懸掛重物所受的重力為20N時，兩個鉛柱沒有被拉開。于是，小明認(rèn)為這個實驗說明了分子之間存在引力。小華觀測到該實驗室的大氣壓為1×105Pa，于是她認(rèn)為兩個鉛柱之所以沒被拉開，是因為大氣壓的作用。請你利用所學(xué)知識和上述數(shù)據(jù)，判斷小明做的鉛柱實驗?zāi)芊裾f明分子之間存在引力。請寫出計算、推理過程和結(jié)論?！窘獯稹拷猓阂訠為對象受力分析如圖①F氣＝P氣S＝1×105Pa×3×10﹣4m2＝30N②GB+G物＝2N+20N＝22N③因為F氣＞GB+G物；僅靠大氣壓也能使鉛塊無法被拉開，所以小明的實驗無法證明分子間存在引力?？键c2內(nèi)能【典例6】（2022?攀枝花）下圖中，內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的是（）A．B．C．D．【答案】B。【解答】解：A、進(jìn)氣口和排氣口均關(guān)閉，活塞向上運(yùn)動為壓縮沖程，是機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故A錯誤；B、橡皮塞崩出去，試管內(nèi)氣體內(nèi)能轉(zhuǎn)化為橡皮塞的機(jī)械能，故B正確；C、小孩滑滑梯，為機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故C錯誤；D、熱水壺?zé)瑢⑾牡碾娔苻D(zhuǎn)化為水的內(nèi)能，故D錯誤。故選：B?！镜淅?】（2021?南京）以下描述中的“發(fā)熱”現(xiàn)象，其改變內(nèi)能的方式與其他三個不同的是（）A．鋸木頭鋸條發(fā)熱 B．陽光下路面發(fā)熱 C．鐵絲反復(fù)彎折后發(fā)熱 D．搓手時手掌發(fā)熱【答案】B?！窘獯稹拷猓篈、用鋸條鋸木頭時鋸條發(fā)熱，克服摩擦力做功，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，是通過做功改變物體的內(nèi)能；B、陽光下路面發(fā)熱，路面從陽光中吸收熱量，是通過熱傳遞的方式改變物體的內(nèi)能；C、反復(fù)彎折鐵絲時，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，是通過做功改變物體的內(nèi)能；D、搓手時手掌發(fā)熱，克服摩擦力做功，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，是通過做功改變物體的內(nèi)能；綜上分析可知，改變內(nèi)能的方式與其他三個不同的是B。故選：B?！镜淅?】（2022?湘潭）磨刀時刀發(fā)熱，此過程中主要是做功（選填“做功”或“熱傳遞”）改變了刀的內(nèi)能；用相同的力切菜時，刀口越薄，對菜的壓強(qiáng)越大（選填“大”或“小”）。【答案】做功；大。【解答】解：磨刀時外力對刀做功，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，所以刀會發(fā)熱；壓強(qiáng)與壓力和受力面積有關(guān)，用相同的力切菜時，壓力一定，刀口越薄，也就是受力面積越小，所以產(chǎn)生的壓強(qiáng)越大。故答案為：做功；大?！镜淅?】（2022?德州模擬）水餃?zhǔn)巧綎|人民比較喜愛的傳統(tǒng)美食，如圖所示。餃子放在水平桌面上，受到的重力與支持力是一對平衡力。煮水餃時是通過熱傳遞的方式來改變水餃的內(nèi)能的；水餃出鍋時香氣四溢，說明分子在不停地做無規(guī)則運(yùn)動；真空包裝的水餃從德州帶到北京，其質(zhì)量不變（選填“變大”“變小”或“不變”）。【答案】支持力；熱傳遞；不停地做無規(guī)則運(yùn)動；不變?！窘獯稹拷猓海?）餃子受到的重力與支持力都作用在餃子上，大小相等、方向相反、作用在一條直線上，是一對平衡力；（2）煮水餃時，水餃吸收熱量，溫度升高，內(nèi)能增大，是通過熱傳遞的方式來改變水餃的內(nèi)能的；（3）水餃出鍋時香氣四溢，屬于擴(kuò)散現(xiàn)象，說明分子在不停地做無規(guī)則運(yùn)動；（4）真空包裝的水餃從德州帶到北京，位置發(fā)生了改變，但物體內(nèi)所含的物質(zhì)多少不會發(fā)生變化，質(zhì)量不變。故答案為：支持力；熱傳遞；不停地做無規(guī)則運(yùn)動；不變?？键c3比熱容【典例10】（2021?鄂州）下列有關(guān)熱和能的說法中，正確的是（）A．發(fā)生熱傳遞時，溫度總是從高溫物體傳遞給低溫物體 B．一塊0℃的冰熔化成0℃的水后，溫度不變，內(nèi)能不變 C．內(nèi)燃機(jī)的壓縮沖程，主要通過做功的方式增大汽缸內(nèi)物質(zhì)的內(nèi)能 D．夏天在室內(nèi)灑水降溫，利用了水的比熱容較大的性質(zhì)【答案】C?！窘獯稹拷猓篈、發(fā)生熱傳遞時，傳遞的是熱量而不是溫度，故A錯誤；B、一塊0℃的冰熔化成0℃的水后，吸收熱量，溫度不變，內(nèi)能增加，故B錯誤；C、內(nèi)燃機(jī)的壓縮沖程，活塞壓縮氣缸內(nèi)物質(zhì)做功，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，是通過做功改變物體的內(nèi)能，故C正確；D、夏天在室內(nèi)灑水，水汽化（蒸發(fā)）吸收熱量，起到降溫的作用，不是利用了水的比熱容較大的性質(zhì)，故D錯誤。故選：C?！镜淅?1】（2022?海門市校級模擬）如圖甲所示，小虎同學(xué)將質(zhì)量為20g的木塊（ρ木＜ρ水）輕輕放入裝滿水的溢水杯中，當(dāng)水停止外流時接水杯的水量如圖乙所示（接水杯為內(nèi)徑均勻的柱形容器）。假如將這個接水杯倒?jié)M開水，這杯水溫度降低到與體溫相近時飲用，則水放出的熱量最可能是【水的比熱容為4.2×103J/（kg?℃）】（）A．1.0×104J B．1.5×104J C．2.5×104J D．3.5×104J【答案】C?！窘獯稹拷猓阂蚰緣K的密度小于水的密度，所以，木塊輕輕放入裝滿水的溢水杯中后處于漂浮狀態(tài)，受到的浮力和自身的重力相等，由漂浮條件和阿基米德原理可得：F浮＝G木＝G排，即m木g＝m排g，則接水杯內(nèi)水的質(zhì)量：m排＝m木＝20g，由圖可知，接水杯中水的體積約占容器的，由m＝ρV可得，滿接水杯內(nèi)水的總質(zhì)量：m＝5m排＝5×20g＝100g＝0.1kg，開水的初溫約為100℃，人直接可以飲用水的溫度約為40℃，則開水放出的熱量：Q放＝cm（t0﹣t）＝4.2×103J/（kg?℃）×0.1kg×（100℃﹣40℃）＝2.52×104J，結(jié)合選項可知，與C接近，故C正確。故選：C。【典例12】（2022?西藏）“母親節(jié)”這天，扎西同學(xué)為媽媽燉了一碗排骨湯，將裝湯的碗放在有5kg水的盆子中進(jìn)行降溫。扎西同學(xué)用水進(jìn)行降溫主要是利用了水的比熱容大，過了一會兒，水溫由15℃升高到20℃，水吸收的熱量為1.05×105J。[c水＝4.2×103J/（kg?℃）]【答案】比熱容；1.05×105?！窘獯稹拷猓海?）由于水的比熱容大，質(zhì)量相同的水和其它物質(zhì)相比，升高相同的溫度，水吸熱多，冷卻效果好，所以，將裝湯的碗放在水中進(jìn)行冷卻就是利用水的比熱容大這一特性；（2）水吸收的熱量：Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg?℃）×5kg×（20℃﹣15℃）＝1.05×105J。故答案為：比熱容；1.05×105?！镜淅?3】（2022?宜昌）小麗用相同的電加熱器分別對質(zhì)量為0.2kg的水和0.3kg的另一種液體進(jìn)行加熱，得到的實驗數(shù)據(jù)如圖所示，則水在16min內(nèi)吸收的熱量為2.52×104J，另一種液體的比熱容為1.4×103J/（kg?℃）。[c水＝4.2×103J/（kg?℃）]【答案】2.52×104；1.4×103?！窘獯稹拷猓河蓤D知，水在16min內(nèi)初溫t0＝10℃，末溫為40℃，16min內(nèi)水吸收的熱量：Q吸水＝c水m（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg?℃）×0.2kg×（40℃﹣10℃）＝2.52×104J；另一種液體加熱8min，吸收的熱量為：Q'吸＝×2.52×104J＝1.26×104J；由Q吸＝c液m液（t液﹣t0）得：1.26×104J＝c液×0.3kg×（50℃﹣20℃），解得：c液＝1.4×103J/（kg?℃）。故答案為：2.52×104；1.4×103?！镜淅?4】（2022?福建）在探究“不同物質(zhì)吸熱的情況”實驗中：（1）用相同的酒精燈加熱質(zhì)量相等的沙子和水，使它們升高相同的溫度，通過比較加熱時間來判斷吸收熱量的多少。（2）加熱10min后，測得水的溫度如圖，該示數(shù)為48℃。（3）多次實驗后得到的數(shù)據(jù)如下表，分析可得：質(zhì)量相等的水和沙子，升高相同的溫度，水比沙子吸收更多的熱量。（4）根據(jù)實驗結(jié)論推理：沿海地區(qū)晝夜溫差比內(nèi)陸地區(qū)更小。升高的溫度/℃5101520加熱水的時間/min2.557.510加熱沙子的時間/min1234【答案】（1）加熱時間；（2）48；（3）多；（4）小?！窘獯稹拷猓海?）在本實驗中，通過控制沙子和水的質(zhì)量、升高的溫度相同，利用相同的加熱裝置，加熱時間越長，表示物質(zhì)吸收的熱量越多，即：通過比較加熱時間來判斷吸收熱量的多少；（2）由圖可知該溫度的分度值為1℃，根據(jù)液柱的位置可知，此時溫度計的示數(shù)為48℃；（3）由表中數(shù)據(jù)可知，質(zhì)量相等的水和沙子，升高相同的溫度，加熱水的時間大于加熱沙子的時間，由此可知水比沙子吸收了更多的熱量，即水的吸熱能力強(qiáng)；（4）根據(jù)實驗結(jié)論可知，水的吸熱能力比沙子的強(qiáng)，即在同樣條件下，吸收或放出相同熱量，水的溫度變化比沙子的小，而沿海地區(qū)與內(nèi)陸地區(qū)相比，水多，吸熱能力強(qiáng)，所以沿海地區(qū)晝夜溫差比內(nèi)陸地區(qū)更小。故答案為：（1）加熱時間；（2）48；（3）多；（4）小?！镜淅?5】（2022?浦東新區(qū)二模）質(zhì)量為10千克的水溫度升高15℃，求水吸收的熱量Q吸。[c水＝4.2×103焦/（千克?℃）]【解答】解：水吸收的熱量：Q吸＝c水mΔt＝4.2×103J/（kg?℃）×10kg×15℃＝6.3×105J。答：水吸收的熱量為6.3×105J?！镜淅?6】（2022?呼和浩特）為了探究沙漠中與大海邊晝夜溫差的變化問題。小于同學(xué)取了兩個完全相同的、比較大的玻璃器皿。分別裝入質(zhì)量、初溫都相同的沙子和水。在陽光充足，溫暖的地方進(jìn)行暴曬。經(jīng)過相同時間，發(fā)現(xiàn)兩個玻璃器皿中的沙子和水，溫度都發(fā)生了明顯變化。你認(rèn)為，沙子和水，誰的溫度變化大？請用學(xué)過的物理知識說明原因。并回答開始探究的問題。【解答】答：沙子的溫度變化的比較大；水的比熱容比沙子的比熱容大，在陽光充足、溫暖的地方進(jìn)行暴曬，經(jīng)過相同時間，吸收或放出相同熱量，水的溫度變化比沙小，沙子的溫度變化比較大。鞏固訓(xùn)練一、選擇題。1．（2022?徐州）如圖所示，熱熔法連接PPR管時，用熱熔器加熱粗管端口內(nèi)層和細(xì)管端口外層，然后把細(xì)管推進(jìn)粗管，冷卻后兩根管子就連接在一起很難被拉開了，這個現(xiàn)象說明（）A．分子是由原子構(gòu)成的 B．分子是運(yùn)動的 C．分子間存在引力 D．分子間存在斥力【答案】C。【解答】解：把加熱后的細(xì)管推進(jìn)粗管，減小了PPR管分子間的距離，分子間存在較大的引力，使兩根管子很難被拉開了，故ABD錯誤，C正確。故選C。2．（2022?沈陽模擬）關(guān)于圖中所示的四種情景，下列說法中正確的是（）A．甲圖向飲料管A中吹氣時，飲料管B中的液面會下降 B．乙圖托里拆利實驗的玻璃管傾斜放置時，管內(nèi)的水銀柱高度仍為760mm C．丙圖鉛塊緊壓在一起后能吊住重物，說明分子間存在斥力 D．丁圖滾擺實驗的主要目的是研究動能和彈性勢能的相互轉(zhuǎn)化【答案】B?！窘獯稹拷猓篈．甲圖中向飲料管A中吹氣時，吸管B上方空氣的流速增大，壓強(qiáng)減小，B管中液體受到向上的壓強(qiáng)大于向下的壓強(qiáng)，液面上升，故A錯誤；B．管內(nèi)的水銀柱高度與玻璃管的長短、粗細(xì)和傾斜程度都無關(guān)，管內(nèi)的水銀柱高度只與大氣壓的大小有關(guān)；由于大氣壓大小不變，所以，玻璃管傾斜放置時，管內(nèi)的水銀柱高度仍為760mm，故B正確；C．圖中將接觸面被削平的兩個鉛塊用力壓緊，可以使它們結(jié)合在一起，即便在下端懸掛一定質(zhì)量的重物也不分開，這個實驗說明分子間存在相互作用的引力，故C錯誤；D．滾擺向上運(yùn)動時，質(zhì)量不變，速度減小，高度增加，將動能轉(zhuǎn)化為重力勢能；滾擺向下落時，質(zhì)量不變，速度變大，高度減小，將重力勢能轉(zhuǎn)化為動能，該現(xiàn)象說明重力勢能和動能可以相互轉(zhuǎn)化，故D錯誤。故選：B。3．（2022?黑龍江）下列關(guān)于內(nèi)能知識的描述正確的是（）A．物體溫度越高內(nèi)能越大，所以0℃的冰沒有內(nèi)能 B．溫度越高的物體含有的熱量越多，所以0℃的冰沒有熱量 C．摩擦生熱是通過做功的方式改變了物體的內(nèi)能 D．物體吸收熱量，內(nèi)能增加，溫度一定升高【答案】C?！窘獯稹拷猓篈、因為物體的分子永不停息地做無規(guī)則的運(yùn)動，所以任何物體都有內(nèi)能，0℃的冰仍具有內(nèi)能，故A錯誤；B、熱量是一個過程量，不能說物體含有多少熱量，故B錯誤；C、摩擦生熱是通過做功的方法改變物體的內(nèi)能，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故C正確；D、物體吸收熱量，內(nèi)能增大，但溫度不一定升高，比如：晶體在熔化過程中吸收熱量，而溫度保持不變，故D錯誤。故選：C。4．（2022?泰安）如圖所示，用酒精燈給試管中的水加熱，水溫上升，直至沸騰一段時間后，會看到試管口的橡皮塞被沖出。下列描述正確的是（）A．試管中的水在升溫過程中是通過做功的方式增加內(nèi)能的 B．試管中的水沸騰時吸收熱量，溫度升高 C．水蒸氣對橡皮塞做功，水蒸氣的內(nèi)能增加 D．水蒸氣對橡皮塞做功，其能量轉(zhuǎn)化與汽油機(jī)做功沖程的能量轉(zhuǎn)化相同【答案】D?！窘獯稹拷猓杭訜徇^程中，水吸熱，溫度升高、內(nèi)能增大，水的內(nèi)能增大是通過熱傳遞方式實現(xiàn)的；水蒸氣膨脹對塞子做功，將水蒸氣的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為木塞的機(jī)械能，水蒸氣的內(nèi)能減少；能量轉(zhuǎn)化情況與汽油機(jī)的做功沖程相同。綜上所述D正確。故選：D。5．（2022?濟(jì)南）炎炎夏日，小梅來到美麗的海濱城市青島。她發(fā)現(xiàn)，在這里白天的風(fēng)常常從海面吹向陸地，而每到夜晚風(fēng)卻從陸地吹向海面。她利用學(xué)過的物理知識進(jìn)行分析，并畫出陸地和海面之間空氣流動情況的示意圖，如圖所示。形成這一現(xiàn)象的主要原因是（）A．海水的密度小于砂石的密度 B．海水的密度大于砂石的密度 C．海水的比熱容小于砂石的比熱容 D．海水的比熱容大于砂石的比熱容【答案】D。【解答】解：沿海地區(qū)水多，水的比熱容較大；內(nèi)陸地區(qū)，地表以砂石泥土為主，砂石泥土比熱容較小；由于水的比熱容大，所以對于相同質(zhì)量的水和砂石相比較，在吸收或放出相同的熱量時，水的溫度變化小，而砂石的溫度變化大，所以白天陸地的溫度高、海水溫度低，晚上陸地溫度低、海水溫度高；白天陸地上方空氣的溫度高度，密度小，砂石上方空氣上升，海面上的冷空氣過來補(bǔ)充，所以白天的風(fēng)常常從海面吹向陸地，而晚上海面上方的熱空氣上升，風(fēng)從陸地吹向海面；故D正確。故選：D。6．（2022?綿陽模擬）對下列圖象中的物理信息描述正確的是（）A．如圖甲，該凸透鏡的焦距是10cm B．如圖乙，該物質(zhì)可能是水 C．如圖丙，分別用兩個完全相同的熱源同時給質(zhì)量和初溫完全相同的a、b兩種液體加熱所得溫度隨時間的變化關(guān)系圖象，由圖可知ca＞cb D．如圖丁，黑龍江北部（最低溫度﹣52.3℃）可以使用水銀溫度計【答案】B?！窘獯稹拷猓篈．由凸透鏡成像的規(guī)律可知，u＝v＝2f，由圖可知，u＝v＝2f＝10cm，f＝5cm，所以該凸透鏡的焦距是5cm，故A錯誤；B．由圖乙可知，該物質(zhì)的m＝5g時，V＝5cm3，所以該物質(zhì)的密度為，由密度可知，該物質(zhì)可能是水，故B正確；C．根據(jù)可知，質(zhì)量相同的a、b兩種液體升高相同的溫度，b需要的加熱時間長，也就是吸收的熱量多，所以b的比熱容較大，a的比熱容較小，，即ca＜cb，故C錯誤；D．由圖丁可知，水銀的凝固點為﹣39℃，黑龍江北部最低溫度﹣52.3℃，水銀會凝固成固態(tài)，不能再使用，故D錯誤。故選：B。二、填空題。7．（2022?淮安）如圖所示，向一端封閉的玻璃管中注水至一半位置，再注滿酒精，封閉管口。