49讲 分子动理论、扩散现象、比热容的概念及其计算、比热容解释简单的自然现象（教师版） 2023年初中物理自主招生讲义68讲

第1 页/ 共22 页 初中物理自主招生讲义49 分子动理论、扩散现象、比热容的概念及其计算、比热容解释简单的自然现象 一．扩散现象（共2 小题） 1．如图所示，上瓶内装有空气，下瓶内装有红棕色的二氧化氮气体，将上下两瓶间的玻璃 板抽掉后，两瓶气体混合在一起，颜色变得均匀，这个现象主要说明（ ） ．物质是由分子组成的 B．分子不停做无规则运动 ．分子间有作用力 D．分子有一定的质量 答与解析：因为分子在永不停息做无规则运动，所以分子的运动无方向性。分子是向各 个方向运动的，将上下两瓶间的玻璃板抽掉后，空气分子向下扩散，二氧化氮分子也会 向上扩散，空气和二氧化氮将同时向对方扩散，两瓶气体就混合在了一起。 扩散现象主要说明分子不停地做无规则运动，不能说明物质是由分子组成的、分子有一 定质量和分子间有相互作用力。故选：B。 2 ．下列说法中，不正确的是（ ） ．煤堆放在墙角时间长了，墙体内部也变黑了，说明分子在不断扩散 B．打开香水瓶后，很远的地方都能闻到香味，说明分子在不停地运动 ．用手捏面包，面包体积缩小了，说明分子间有间隙 D．一般固体、液体很难被压缩，说明分子间存在斥力 答与解析：、煤堆放在墙角时间长了，墙体内部也变黑了，是煤和墙体之间发生了扩散 现象，说明分子在不断扩散。说法正确，不符合题意。 B、打开香水瓶后，很远的地方都能闻到香味，是香水的芳香分子扩散到空气中，说明 分子在不停地运动。说法正确，不符合题意。 、用手捏面包，面包体积缩小了，是因为力使面包发生了形变。选项说法错误，符合题 意。 D、分子间同时存在斥力和引力，一般固体、液体很难被压缩，说明分子间存在斥力。 说法正确，不符合题意。故选：。 第1 页/ 共22 页 二．分子间的作用力（共2 小题） 3．以下有几种说法：①物体的温度越高，说明物体内部分子运动越激烈；②物体运动的 速度越大，其内能一定越大；③扩散现象说明分子做无规则运动，也同时说明分子间 有间隙；④用打气筒打气时，越压缩越费力，是因为气体分子间存在斥力作用 （ ） ．①③ B．①④ ．①③④ D．②③④ 答与解析：①因为温度是表示分子运动快慢的物理量，所以内部分子运动就越激烈 时，就表现为物体的温度越高；正确； ②物体运动的速度越大，其动能一定越大；因它的内能不与物体的运动速度有关；错 误； ③扩散现象是分子做无规则运动的结果，同时不同的物质分子彼此进入对方，说明分子 间有间隙；正确； ④用打气筒打气时，里面的气体因体积变小，压强变大，所以再压缩时就费力；错误； 故选：。 4 ．下列各种现象中，能够说明分子间存在引力的是（ ） ．墨水在热水和冷水中扩散的快慢不同 B．端面磨平的铅块紧压在一起后能吊起一个钩码 ．煤球靠在白墙上过一段时间后，白墙变黑了 D．铝板与金板压在一起，过一段时间后铝和金相互渗透 答与解析：、热水温度高，分子运动速度快，扩散快。不符合题意。 B、铅分子之间存在引力，所以可以在下方悬挂一个钩码。正确。 、煤分子在不停地做无规则运动，所以白墙会变黑。不符合题意。 D、分子在不停地做无规则运动，所以铝和金相互渗透。不符合题意。故选：B。 三．分子动理论的基本观点（共1 小题） 【知识点的认识】 （1）一切物质都是由分子组成的； （2）一切分子都在不停地做无规则运动； （3）分子之间存在着相互作用的引力和斥力． （4）温度越高分子运动得越剧烈 【解题方法点拨】 此知识点主要考察分子动理论的基本观点，仅需熟记相关知识即可． 第1 页/ 共22 页 【命题方向】 第一类常考题：分子动理论的应用 关于分子，下列说法正确的是（ ） ．有的物质分子间无论距离大小都只存在引力 B．水结冰后分子会保持静止 “ ” ．酒香不怕巷子深说明分子在不停地运动 D “ ” ．沙尘暴起，尘土满天说明分子在不停地运动 分析：物质是由分子组成的，分子永不停息地做无规则，分子间存在相互作用的引力与斥 力，分子很小，不能用肉眼直接观察到． 解：、组成物质的分子间同时存在相互作用的引力与斥力，故错误； B、水结冰后，分子仍然不停地做无规则的运动，故B 错误； “ ” 、酒精分子不停地做无规则的运动，通过扩散空气中充满酒精分子，酒香不怕巷子深说 明分子在不停地运动，故正确； D、组成物质的分子很小，不能用肉眼直接观察到，沙尘与尘土是固体小颗粒，不是分 子，故D 错误；故选． 本题考查了分子动理论的应用，掌握分子动理论的内容是正确解题的关键． 第二类常考题：利用分子动理论解释生活中的应用 分子动理论是从微观角度看待宏观现象的基本理论．以下现象，能用分子动理论进行解释 的是（ ） ．风的形成 B．烟从烟囱中冒出 ．用毛皮摩擦过的橡胶棒能吸引轻小物体 D．离花较远处就能闻到花香 分析：根据分子运动理论以及在生活中的现象及应用进行分析解答． 解：、风是由于空气的流动形成对流而产生的，故无法用分子动理论的知识解释，故错 误； B、烟是由无数小颗粒组成的，每个小颗粒都是由无数分子组成，故烟的运动无法用分子 动理论解释，故B 错误； 、毛皮摩擦橡胶棒使橡胶棒上带上了电荷，所以能吸引小物体，属于电荷的移动，无法用 分子动理论解释，故错误； D、在花里由于花香分子在不停地做无规则运动，所以我们在远处可以闻到花香，故D 正 第1 页/ 共22 页 确．故选D． 点评：分子动理论在生活中应用非常广泛，但要注要区分是分子运动还是宏观物体的运 动． 5 ．下列哪个现象说明分子之间有斥力（ ） ．在高压下液体体积变化很小 B．两个同种电荷靠近时相互排斥的现象 ．月亮绕地球运动，但不能靠近地球 D．以上现象都不能说明分子之间有斥力 答与解析： 、在高压下液体体积变化很小，说明液体很难被压缩，说明分子之间有斥力，故正确； B、电荷之间的排斥作用不是分子间的作用，故B 错； 、月亮与地球之间的作用，属于宏观物体之间的作用，不属于分子之间的作用，故错； D、正确，所以D 错。故选：。 四．内能的概念（共2 小题） 6 ．关于物体内能的几种说法中，下列说法正确的是（ ） ．水具有内能，冰块没有内能 B．水蒸气具有的内能一定比水具有的内能大 ．一杯水的温度越高，它具有的内能越大 D．一杯水放在高处比放在低处具有的内能大 答与解析：、说法错误，任何物体都具有内能。 B、说法错误，内能不仅与状态有关，还与质量有关。 、说法正确，同一物体，温度越高，内能越大。 D、说法错误，放在高处的物体的机械能大，而不是内能大，内能是不变的。故选：。 （多选）7 ．物体的内能是物体最基本的一种能量形式，以下相关的观点正确的是（ ） ．运动着的足球具有动能，运动着的分子也具有动能 B．弹簧形变时具有势能，相互吸引或排斥的分子也具有势能 ．当物体温度达到﹣20℃时，物体不再具有内能 D．物体的机械能增大时，其内能必然增大 答与解析：、只要是运动的物体都有动能，故运动着的足球具有动能，运动着的分子也 具有动能，故该选项正确； B、物体内部由于分子间相互吸引或排斥而造成分子间有分子势能，故该选项正确； 第1 页/ 共22 页 、物体在任何温度下都有内能，故该选项错误； D、物体的内能和机械能无必然联系，故该选项错误。故选：B。 五．温度、热量与内能的关系（共6 小题） 8 ．下列有关内能的说法正确的是（ ） ．物体吸收了热量，内能一定增加 B．物体的温度不变，内能一定不变 ．气体体积膨胀，对外做功，内能一定减少 D．物体的内能改变了，温度可能不变 答与解析：、热传递和做功都可改变物体的内能；物体吸收了热量，若同时对外做了 功，则物体的内能不一定增加；故错误； B、晶体在熔化时，温度保持不变，但吸收热量，内能会增加；故B 错误； 、气体体积膨胀，对外做功，将内能转化为机械能，若同时气体从外界吸收热量，则气 体的内能不一定减少；故错误； D、物体的内能改变了，如熔化过程，内能增加了但温度不变；凝固过程，内能减小了 但温度不变；可见物体的内能改变了，其温度可能不变；故D 正确；故选：D。 9 ．下列说法中正确的是（ ） ．物体内能增加，一定是外界对物体做了功 B．液体表面上的气压越小，沸点越高 ．冬天在火炉旁烤手是通过热传递改变手的内能的 D．物体的温度越高，所含的热量越多 答与解析：、改变物体的内能方式有两种：做功和热传递，所以当物体内能增加时，两 种方式都有可能，不符合题意； B、液体表面的气压越高，沸点就会越高，不符合题意； 、在火炉旁烤手是通过热传递的方式改变手的内能，说法正确，符合题意； D、物体的内能与温度有关，温度越高，内能越大，而热量是内能改变时吸收或放出的 能量，不符合题意；故选：。 10 ．以下说法正确的是（ ） ．物体吸收热量，温度一定升高 B．外界对物体做功，物体内能一定增加 ．温度高的物体内能一定比温度低的物体内能大 D．做功改变物体内能的本质是内能和其他形式能之间的转化 第1 页/ 共22 页 答与解析：、液体沸腾时吸热但温度不变；晶体熔化时吸热温度不变，所以说法错误。 B、对物体做功，如果是改变其形状、位置、高度等，则内能不会增加。所以B 说法错 误。 、内能不仅与物体的温度有关，还与物体的多少有关，所以说法错误。 D、做功改变物体的内能，将内能与其他形式的能量相互转化。所以D 正确。故选： D。 11 ．下面关于分子动理论和物体内能变化的说法，正确的是（ ） ．钢水冷却，温度降低，内能一定不减少 B．压在一起的铅片和金片几年后剖开，切面互相渗透，属于扩散现象 ．冬天用热水袋取暖，人体感到暖和，是用做功的方法改变物体的内能 D．和平号空间退役后坠入大气层与空气摩擦生热，是用热传递方法改变物体内能 答与解析：、钢水冷却，温度降低，内能一定减少，所以该选项不正确。 B、压在一起的铅片和金片几年后剖开，切面互相渗透，属于扩散现象，所以该选项正 确。 、冬天用热水袋取暖，人体感到暖和，是用热传递的方法改变物体的内能，所以该选项 不正确。 D、和平号空间退役后坠入大气层与空气摩擦生热，是用做功的方法改变物体内能，所 以该选项不正确。故选：B。 12 ．关于热现象的下列分析不正确的是（ ） ．0℃的冰变成0℃的水，因温度不变；所以它的内能不变 B．灯泡用久了，钨丝变细，是因钨丝升华的缘故 “ ” ．夏天冰棍周围出现白气，是空气中的水蒸气液化形成的 D．寒冷冬天的早晨，窗上的冰花是水蒸气凝华形成的 答与解析：、0℃的冰变成0℃的水的过程中，虽然温度没变，但其体积发生了变化， 故其内能也发生了改变，且此时其内能变大，故该选项符合题意； B 、灯丝变细，即是由钨晶体直接变成了气体，故由固体直接变为气体，即是升华，故 该选项不符合题意； 、夏天冰棒周围的白气是由于空气中的高温水蒸气直接变成了小液滴，故是由气体变为 液体，故是液化，所以该选项也不符合题意； D、冬天窗上的冰花是由水蒸气直接变成的小冰粒，故是气体直接变为固体，所以是凝 华，故该选项也不符合题意。故选：。 第1 页/ 共22 页 13 ．下列说法正确的是（ ） ．物体温度升高，它的分子运动加快 B．物体温度升高，它一定吸收了热量 ．物体吸收了热量，它的温度一定升高 D．物体温度越高，它含有的热量越多 答与解析：、说法正确；B、说法错误，对物体做功，内能增加，温度升高； 、说法错误，晶体熔化时吸热，但温度不变； D、说法错误，物体温度越高，内能越大。故选：。 六．热传递的概念与方式（共1 小题） 14 ．甲、乙两物体相互接触后不发生热传递现象，这是因为它们具有相同的（ ） ．热量 B．比热容 ．密度 D．温度 答与解析：当两个物体的温度相同时，即没有温度差时，甲、乙两物体相互接触后不会 发生热传递现象；故选：D。 七．热传递改变物体内能（共3 小题） 15 ．下列属于通过热传递改变物体内能的实例是（ ） “ ” ．人类最早的取火方式﹣﹣钻木取火 B．电热毯中的电阻丝通电后温度升高 ．冬天，用热水袋取暖 D．巨大的陨石堕入大气层后变成流星 答与解析：、钻木取火，属于做功改变物体的内能，不符合题意； B、电热毯是把电能转化为了内能，属于用做功的方式改变物体的内能，不符合题意； 、热水袋是通过热传递的方式使人暖和，符合题意； D、陨石落入大气中成为流星发热发光，是机械能转化为内能，是用做功的方式改变物 体的内能，不符合题意。故选：。 16 ．下述各种现象中，属于热传递改变内能的是（ ） ．锯条锯木头，锯条发烫 B．擦划火柴，火柴头着火 ．冬天对着手呵气，手变暖 D．电流通过导体，导体会发热 答与解析：、锯木头时锯条与木头之间相互摩擦做功，机械能转化为木头和锯条的内 能，内能增大温度升高，是通过做功改变了物体的内能，不符合题意； B、划火柴时，火柴头与盒相互摩擦做功，机械能转化为火柴头的内能，火柴头的内能 增大，温度升高，当达到燃点即可点燃，是通过做功改变了物体的内能，不符合题意； 第1 页/ 共22 页 、对手哈气是通过热传递的方式改变手的内能，符合题意； D、电流做功可以改变导体的内能，是通过做功的方式改变物体的内能，不符合题意； 故选：。 17 ．将一勺热水倒入量热器，假设没有热量散失，这时量热器中水温升高了5℃，再加同 样一勺水，水温又上升了3℃．问： （1）再加7 勺同样的热水，则此量热器的水温还将上升多少？ （2）如果不断地向量热器加同样的热水，量热器中最终水温比开始时升高了多少（假 设量热器容积比勺的容积大得多）？ 答与解析：设每勺热水的质量为m，量热器中冷水的质量为M △ ，两者的温度差为t （1）由热平衡方程Q 吸＝Q 放有：即：m t △降＝M t △升 ，m t △降＝M t △升 加一勺水：m △ （t5℃ ℃）＝M•5℃ 再加一勺水：m △ （t 5 3 ﹣℃﹣℃）＝（M+m • ）3℃两式相比较可得：M＝3m 加勺水，升高t 时有：m △ （t 5 3 t ﹣℃﹣℃﹣）＝（M+2m • ）t t ∴＝12/（+5 ∴ ），再加7 勺水：t7＝7℃； （2 △ ）从上面的解题可知，热水和量热器中原先的冷水的温差是 t＝20℃．不断地加热 水的结果是热水越来越多，冷水的温度就越来越高，但是，无论怎么加，冷水的终温最 △ 多与热水的温度相同，也就是说，冷水的温度最多升高t＝20℃。 答：（1）续再加7 勺同样的热水，则此量热器的水温还将上升7℃； （2）如果不断地向量热器加同样的热水，量热器中最终水温比开始时升高了20℃。 八．做功改变物体内能（共6 小题） 18．如图所示，在空可乐瓶内滴一滴酒精，用装有气门芯的橡皮塞塞紧瓶口，再用打气筒 通过气门芯向瓶内打气。当瓶内气压达到足够大时，塞子将从瓶口冲出，且原来透明的 瓶内充满了白雾，这一实验现象表明（ ） ．气体对外界做功，瓶内温度升高，内能减少 B．外界对气体做功，瓶内温度升高，内能增加 ．气体对外界做功，瓶内温度降低，内能减少 第1 页/ 共22 页 D．外界对气体做功，瓶内温度降低，内能增加 答与解析：雾是小液滴，它是由酒精蒸气的液化而形成的。其具体过程是：瓶内的气体 压强增大到一定程度，对瓶塞做功，将瓶塞打出，气体对外做功，将内能转化为机械 能，气体的内能减少，温度降低，瓶中的酒精蒸气遇冷液化而形成白雾。故选：。 19 ．下列事例中，做功改变物体内能的是（ ） ．用酒精灯加热烧杯中的水 B．冬天室内使用暖气取暖 ．用锯锯木板，锯条发热 D．盆中的热水温度逐渐降低 答与解析：、用酒精灯加热烧杯中的水，属于热传递改变物体的内能，不符合题意。 B、冬天室内使用暖气取暖，属于热传递改变物体的内能，不符合题意。 、用锯锯木板，锯条发热，属于做功改变物体的内能，符合题意。 D、盆中的热水温度逐渐降低，属于热传递改变物体的内能，不符合题意。故选：。 （多选）20 ．用打气筒给自行车轮胎打气，打气筒一会就会发热，这是因为（ ） ．筒内气体对外做功，机械能减少，温度升高 B．筒内气体对外做功，机械能增加，温度升高 ．活塞克服摩擦做功，使筒内空气的内能增加 D．迅速压缩活塞对筒内空气做功，使筒内空气的内能增加 答与解析：气筒打气时，气筒的活塞对筒内空气做功，使筒内空气内能增大、温度升 高，使筒壁温度升高；同时，由于气筒活塞运动与筒壁发生摩擦，克服摩擦做功，使筒 壁内能增加、温度升高。故选：D。 21．如图所示，火柴头在火柴盒上轻轻划过就能擦燃，这是通过 做功 的方式改变了物 体的 内 能。 答与解析：火柴头在火柴盒上轻轻划过，火柴盒会对火柴做功，火柴的内能增大，温度 升高，当达到火柴头的燃点时就会擦燃；故答为：做功，内。 22．如图所示，密闭绝热容器内有一个绝热隔板（保证、B 间不发生热交换），隔板与容 器之间无摩擦。隔板将、B 两部分气体隔开，当抽去销钉，发现隔板向右移动，则中气 第1 页/ 共22 页 体温度 降低 ，B 中气体温度 升高 “ ” “ ” “ ” 。（选填升高、降低、不变） 答与解析：隔板向右移动时，气体对外做功，气体的内能减小，温度降低； 外界对B 气体做功，气体的内能增加，温度升高；故答为：降低，升高。 23．冬天，为了取暖可以双手不停的搓擦，也可以对着口向手上呵气，前者是靠 做功 改变手的内能，后者是靠 热传递 改变手的内能。 答与解析：双手搓擦克服摩擦做功，机械能会转化为手的内能，此过程是靠做功改变手 的内能； 对着口向手上呵气，热量会从口中转移到手上，是通过热传递的方式改变手的内能； 故答为：做功，热传递。 九．比热容的概念及其计算（共3 小题） 24．三个材料不同的金属块的质量和形状均相同，把它们放入沸水中很长一段时间后取 出，立即分别放在0℃ 的大冰块上，能使冰熔化最少的金属块具有（ ） ．较小的比热容 B．较少的内能 ．较小的密度 D．较低的温度 答与解析： △ 质量和形状均相同， t 也相同，根据吸热公式Q＝m t △，能使冰块熔化较少 的应是比热容小的金属块。因为只有比热容小，降低相同的温度时，其放出的热量才 少，能使冰熔化的才最少。故符合题意。故选：。 25 ．质量相等的一杯冷水和一杯热水升高相同的温度，则它们吸收的热量（ ） ．初温不知，无法判断 B．吸收的热量一样多 ．热水吸收的热量多 D．冷水吸收的热量多 答与解析： ∵ 一杯冷水和一杯热水，Q 吸＝m t △，m △ 相同、t ∴ 相同，Q 吸相同。 故选：B。 26．用同样的加热器给相同质量的甲、乙两种液体加热，它们的温度随时间变化的图象如 图所示，由图可得到的结论是甲液体的比热容比乙液体的比热容 小 （选 “ ” “ ” 填大或小）．如果将甲液