47讲 分子与内能、温度与热量、热传递、比热容、热平衡（教师版） 2023年初中物理自主招生讲义68讲

第1 页/ 共59 页 初中物理自主招生讲义47 分子与内能、温度与热量、热传递、比热容、热平衡 一．分子和原子组成物质（共1 小题） 【知识点的认识】物质是由分子组成，分子又由原子组成的，原子又由原子核和核外电子 组成，且核外电子绕原子核高速运动，原子核又是由质子和中子组成，比质子中子还小的 “ 微粒还有夸克．任何物质都是由极其微小的粒子组成，这些粒子保持了物质原来的性 ” 质，我们称之为分子．分子和原子组成物质． 【命题方向】微粒的大小比较，物质的组成，一般在命题时以选择题的形式出现． 例1 ：下列关于分子和原子的说法，正确的是（ ） ．原子是不可再分的最小粒子 B．分子是不可再分的最小粒子 ．原子结构与太阳系十分相似，它的中心是原子核 D．分子结构与太阳系十分相似，它的中心是原子 分析：（1）物质是由分子组成的，分子是由原子组成的，原子是由原子核和电子组成的； （2）原子核位于原子的中心，带正电，电子绕核高速运动，原子结构和太阳系结构类似， 称为核式结构． 解：、原子可以再分，由原子核和电子组成，故该选项说法不正确； B、分子可以再分，分子是由原子组成的，故该选项说法不正确； 、原子结构与太阳系十分相似，它的中心是带正电的原子核，故该选项说法正确； D、分子是由原子组成的，其结构与太阳系结构不同，故该选项说法不正确．故选． 点评：本题考查了分子结构和原子结构，把握住分子是由原子组成的，原子的结构与太阳 系类似，称为核式结构，属于基础知识的考查． 例2：物质是由 分子 组成，分子又由 原子 组成的，原子又由 原子核 和 核外 电子 组成． 分析：根据物质、分子、原子、原子核、电子的关系填写． 解：物质是由分子组成，分子又由原子组成的，原子又由原子核和核外电子组成． 故本题答为：分子；原子；原子核、核外电子． 点评：本题考查了物质、分子、原子、原子核、电子的关系． 【解题方法点拨】 第1 页/ 共59 页 根据物质、分子、原子、原子核、电子的关系即可得出答．物质是由分子组成的，构成物 体的分子在不停的做无规则运动，分子之间存在相互作用的引力和斥力． 1 ．关于分子，下列说法正确的是（ ） ．增大气体体积时，分子间只存在引力 B．减小气体体积时，分子间只存在斥力 ．拉伸固体时，分子间距离变大，势能减小 D．压缩固体时，分子间距离变小，势能增大 答与解析： B、物质是由分子或原子组成的，分子之间同时存在相互作用的引力和斥力。当增大或 减小气体体积，也就是改变分子间距离时，分子间的引力和斥力都会发生变化，但引力 和斥力仍然是同时存在的。此两选项均错误； D、分子之间存在相互作用力，所以存在分子势能。当拉伸或压缩固体时，分子间距离 发生变化，势能相应变化。并且无论是拉伸还是压缩固体，势能都是增大的。选项错 误，D 选项正确。故选：D。 二．分子的热运动（共3 小题） 【知识点的认识】一切物质的分子都在不停地做无规则的运动．分子做无规则运动的快慢 与温度有关，温度越高，热运动越剧烈．不管温度高低，分子都在无规则运动，只是运动 的快慢不同．扩散运动是分子热运动的宏观体现． 【命题方向】分子的运动与机械运动的区别，哪些现象是分子的运动这些都是中考的命题 方向，一般以选择题为主． 例1 ：下列现象与分子热运动有关的是（ ） ．春天，百花争艳 B．夏天，波光粼粼 ．秋天，丹桂飘香 D．冬天，大雪纷飞 分析：分子运动是肉眼看不见分子的运动，机械运动是宏观物体的运动．分子运动，即扩 散现象是肉眼看不见的，在不知不觉中发生的． 解：、春天百花争艳，花朵的颜色是由它反射的光决定的，不属于分子热运动； B、夏天波光粼粼，是光的反射现象，不属于分子热运动； 、秋天丹桂飘香，是气体分子运动的结果，属于分子热运动； D、冬天大雪纷飞，是宏观物体的运动，不是分子的运动．故选：． 点评：本题主要考查学生对宏观物体的运动和分子运动的区别、理解和掌握，是一道基础 题． 第1 页/ 共59 页 例2 ：下列现象中，能表明分子在不停地做无规则运动的是（ ） ．濛濛细雨从空中下落 B．炒菜时，满屋飘香 ．扫地时灰尘四起 D．擦黑板时，粉笔灰在空中飞舞 分析：物质是由分子组成的，组成物质的分子很小，直接用肉眼看不到；组成物质的分子 不停地做无规则的运动，扩散现象证明了分子的无规则运动． 解：．濛濛细雨从空中下落是小雨滴的机械运动，不是分子的运动，故不符合题意； B．炒菜时，芳香油分子不停地做无规则运动，扩散到空气中，由于炒菜时温度很高，所 以分子的扩散速度加快满屋飘香，故B 符合题意； ．扫地时灰尘四起是灰尘的机械运动，不是分子的运动，故B 不符合题意； D．擦黑板时，粉笔灰在空中飞舞是粉笔灰的机械运动，不是分子的运动，故D 不符合题 意． 故选B． 点评：本题主要考查学生对扩散现象的实质，要注意分子运动和机械运动的区别的掌握． 【解题方法点拨】 分子的热运动是永不停息的，物体的温度低时，分子的热运动缓慢，但并没有停止，不要 误以为温度低时，分子的热运动就停止． 【知识点的认识】 自然界中与物体冷热程度有关的现象称为热现象，利用温度计可以准确地测量物体的温 度，我们说物体吸热和放热，这里的热指的是能量。物体是由大量分子组成的，分子永不 停息地做无规则运动，分子之间存在着相互作用力，大量分子无规则的运动叫做分子的热 运动。 【命题方向】 判断一些现象的形成是中考的方向，例如： （1 … ）有时候夏天路面会向上拱起，就是路面膨胀 （所以路面每隔一段距离都有空隙留 着）。 （2）买来的罐头很难打开，是因为工厂生产时放进去的是热的，气体膨胀，冷却后里面气 体体积减小，外面大气压大于内部，所以难打开，我们可以微热罐头就很容易打开了。 （3）高压电线夏天下垂多，冬天绷的较紧。 【例题精解】 第1 页/ 共59 页 例1 ：汽车爆胎最容易发生在（ ） ．春季 B ．夏季 ．秋季 D．冬季 分析：要解答本题需掌握：温度对分子热运动的影响，温度越高，分子热运动越剧烈。 解：、春季温度较低，分子运动较慢，故不容易爆胎。故不正确 B、因为夏天温度高，分子运动加剧，气体膨胀，把轮胎撑破。故B 正确 、秋季温度较低，分子运动较慢，故不容易爆胎。故不正确 D、冬季温度低，分子运动慢，故不容易爆胎。故不正确 故选B。 点评：本题考查学生对影响分子热运动的因素的理解和掌握，是一道基础题。 例2 ：下列现象能说明分子运动快慢跟温度有关的是（ ） ．打开一盒香皂，很快就会闻到香味 B．空气容易被压缩 ．湿衣服在阳光下比在阴天更容易干 D．两块用水刚洗干净的平玻璃板叠在一起不易分开 分析：要解答本题需掌握：温度越高，分子运动越剧烈。 “ ” 解：、打开一盒香皂，很快就会闻到香味说明了分子在不停地做无规则运动。故不符合 题意。 B、空气容易被压缩，是因为分子间有空隙。故B 不符合题意。 、湿衣服在阳光下比在阴天更容易干，因为阳光下，温度高，分子运动快。故符合题意。 D、两块用水刚洗干净的平玻璃板叠在一起不易分开，是由于大气压的作用。故D 不符合 题意。故选。 点评：本题主要考查学生对分子热运动与分子的关系的了解和掌握，以及对热学其它一些 知识点的认识。 【解题方法点拨】注意宏观与微观的区别，理解宏观与微观的彼此影响。 2．二手烟对人们的危害非常严重，能导致多种疾病乃至癌症的产生，因此学校明文规 “ ” 定：学校内禁止吸烟，这样就可以避免同学们吸二手烟。该规定的科学依据是 （ ） ．一切物体都是由分子组成的 B．分子在不停地做无规则的运动 ．分子之间存在相互作用力 D．有的分子之间只有引力，有的分子之间只有斥力 第1 页/ 共59 页 答与解析：由于烟分子做无规则运动，在空气中进行扩散，所以只要有一个人吸烟，校 其他地方也会充满烟味，使其他同学吸到二手烟，吸烟有害健康，所以不要在学校吸 烟，故B 正确。故选：B。 3 “ ” “ ” ．飞机、高铁严禁携带有异味的物品，是因为物品的异味分子在不停地做 无规则 运动 ，发生了 扩散 现象，充满了整个密闭空间，影响其他乘客。 答与解析： “ ” “ ” 飞机、高铁严禁携带有异味的物品，是因为物品的异味分子在不停地做 无规则运动，发生了扩散现象，扩散现象是分子运动的结果。 故答为：无规则运动；扩散。 4 “ ” ．牛肉面是全省人民舌尖上的美食。端上一碗牛肉面，香味扑鼻而来，是由于分子的 无规则运动 造成的；端碗时很烫手，是通过 热传递 方式增加了手的内能。 答与解析： 端上一碗牛肉面，香味扑鼻而来，这时扩散现象，说明分子在不停做无规则运动； 端碗时很烫手，手从碗上吸收了热量，是通过热传递方式增加了手的内能。 故答为：无规则运动；热传递。 三．扩散现象（共4 小题） 【知识点的认识】 （1）扩散现象：不同的物质在相互接触时，物质的分子互相进入对方的现象就叫扩散现 象．进入鲜花店时，香气扑鼻而来，长时间堆放煤的墙角，墙皮内部会变黑，把冰糖放入 水中，过段时间水会变甜等现象都是扩散现象，扩散现象表明分子在不停地运动着．气 体、液体、固体之间均能发生扩散现象． （2）扩散现象与温度的关系：温度越高，扩散现象越明显． 在两个相同的烧杯中，分别装半杯凉水和半杯热水，用滴管分别在两个杯底注入一滴红墨 水，结果热水中的红墨水扩散得快，这是因为装热水的杯子中水温高，分子运动快，所以 水先变红，这实际上说明了分子的运动与温度有关，温度越高，分子运动越剧烈． 【命题方向】 第一类常考题：理解生活中常见的扩散现象 下列现象中，属于扩散的是（ ） ．擦黑板时，粉笔灰在空中飞舞 B．粉笔蹭到衣服，在衣服上留下粉笔痕迹 ．玉兰花开，闻到阵阵花香 D．秋天到来，树叶飘落 第1 页/ 共59 页 分析：微小物体的运动不是扩散现象，扩散现象表明分子不停地进行无规则运动，分子的 运动眼睛是看不到的． 解：、擦黑板时，粉笔灰在空中飞舞，粉笔灰是微小的物体颗粒，它的运动不是扩散现 象．选项错误． B、粉笔蹭到衣服，在衣服上留下粉笔痕迹，是粉笔的微小颗粒沾在衣服上．不是扩散现 象．选项错误． 、玉兰花开，玉兰花的香气分子扩散到空气中，人们闻到阵阵花香．选项正确． D、秋天到来，树叶飘落，是树叶的运动，不是分子的运动，不是扩散现象．选项错误． 故选． 点评：扩散现象表明分子是运动的，分子的运动眼睛是不能直接观察到的，人们直接观察 到的微小物体的运动不是扩散现象． 第二类常考题：用扩散知识解释常见现象的成因 把萝卜腌成咸菜通常需要几天，而把萝卜炒熟，使之具有相同的咸味，仅需几分钟．造成 这种差别的主要原因是（ ） ．萝卜分子间存在空隙，易扩散 B．盐分子与萝卜分子间存在相互作用的引力 ．炒菜时萝卜是运动的，盐分子更容易进入萝卜中 D．炒菜时温度高，分子热运动更激烈 分析：需要根据分子热运动与温度有关，温度越高，分子的热运动越剧烈进行解答． 解：、萝卜分子间存在空隙，与分子的运动速度无关，不影响扩散的快慢，不符合题意； B、盐分子与萝卜分子间存在相互作用的引力，与分子的运动速度无关，不影响扩散的快 慢，不符合题意； 、萝卜的运动不是分子的运动，与分子的运动速度无关，不影响扩散的快慢，不符合题 意； D、分子热运动加快，炒菜时，温度升高，盐分子的动能增大，分子热运动就加快了，符 合题意；故选D． 点评：考查了扩散现象以及分子热运动与温度的关系的知识点． 【解题方法点拨】 （1）对扩散现象要这样理解，扩散现象只能发生在不同的物质之间，同种物质之间是不能 发生扩散现象的，不同物质只有相互接触时，才能发生扩散现象，没有相互接触的物质， 是不会发生扩散现象的，扩散现象是两种物质的分子彼此进入对方的现象，而不是单一的 第1 页/ 共59 页 一种物质的分子进入另一种物质．气体、液体和固体之间都可以发生扩散，而且不同状态 的物质之间也可以发生扩散． （2）易错点：扩散现象是指分子的运动，但注意将扩散现象与物体颗粒的运动相区分，如 在阳光下看到的灰尘飞扬，是固态颗粒运动，而不是分子的无规则运动，故这个现象不是 扩散现象． 5．新型冠状病毒在世界范围内的肆虐，给我们的生命财产造成了重大损失。为了杀死病 毒，预防传染，人们使用乙醇喷雾消毒液和免洗洗手液，如图所示两者的主要成分都是 酒精，则下列说法不正确的是（ ） ．在房间内喷洒乙醇消毒液后，会闻到淡淡的酒味，这是由于酒精分子做扩散运动 B．在房间内喷洒乙醇消毒液后，会闻到淡淡的酒味，与分子运动无关 ．使用免洗洗手液洗手后，手部很快就干爽了，是由于液体蒸发的缘故 D．使用免洗洗手液洗手后，洗手液中的酒精由液态变为同温度的气体的过程中，内能 增加 答与解析：B、在房间内喷洒乙醇消毒液后，会闻到淡淡的酒味，这是由于酒精分子扩 散的结果，扩散现象本质就是分子无规则的运动，故正确，B 错误。 、使用免洗洗手液洗手后，手部很快就干爽了（即洗手液变成了气体），是由于液体蒸 发的缘故，故正确。 D、洗手液中的酒精由液态变为同温度的气体的过程中，需要吸热，其内能增大，故D 正确。故选：B。 6．美丽的礼贤校，依山而建，建筑错落有致；校如花，满眼绿色，鸟语花香，这里是值得 你托付三年的地方 ①进入校门，拾级而上，同学的重力势能增加 第1 页/ 共59 页 ②闻到花卉的香味，这是分子的扩散现象 ③看到院士广场绿色的草坪，这是因为小草反射绿色光 ④九中校海拔较高，大气压强会随高度升高而增大 上述说法中正确的是（ ） ．①②③ B．①②④ ．①③④ D．②③④ 答与解析：①进入校门，拾级而上，同学的高度增大，故重力势能增加，故①正确。 ②闻到花卉的香味，这是花香分子的无规则运动产生的扩散现象，故②正确。 ③看到院士广场绿色的草坪，这是因为小草反射绿色光，因为不透明物体的颜色，是由 它反射的色光决定的，故③正确。 ④校海拔较高，大气压强会随高度升高而减小，故④不正确。故选：。 7 ．如图所示，对于下列试验中所描述的物理过程，说法正确的是（ ） ． 试管内的水蒸气推动塞子冲出去时，水蒸气的内能增加 B． 抽去玻璃隔板，两瓶中气体逐渐混合均匀，说明空气比二 氧化氮的密度大 ． 给瓶内打气，瓶内的空气推动塞子跳起来时，瓶内空气的内 能减小 第1 页/ 共59 页 D． 厚玻璃管中的空气被压缩时，管内空气的内能减小 答与解析： 、图中试管内的水蒸气推动了塞子冲出时，水蒸气对塞子做功，水蒸气的内能减少，温 度降低，故错误； B、抽去玻璃隔板，两瓶中气体逐渐混合均匀，说明分子在不停地做无规则运动，故B 错误； 、给瓶内打气，瓶内的空气推动塞子跳起来时，空气对活塞做功，空气的内能减小，故 正确； D、图中厚玻璃内的空气被压缩时，活塞对空气做功，瓶内空气温度升高，空气的内能 增加，故D 错误。故选：。 8．科学探究需要进行实验，在取得数据和事实后，再进行分析和推理，因此，在科学探究 中我们需要区分事实与推论。下列叙述是事实或推论的是（ ） ①在气体扩散实验中，抽去玻璃板后，红棕色的2气体进入到空气中 ②在液体扩散实验中，红墨水滴入热水，热水很快变红 ③扩散现象表明，一切物质的分子都在不停地做无规则运动 ④温度越高，分子的无规则运动越剧烈 ．①②是事实，③④是推论 B．①②④是事实，③是推论 ．①是事实，②③④是推论 D．③④是事实，①②是推论 答与解析： ①在气体扩散实验中，抽去玻璃板后，红棕色的2气体进入到空气中，这是实验事实； ②在液体扩散实验中，红墨水滴入热水，热水很快变红，这是实验事实； ③扩散现象表明，一切物质的分子都在不停地做无规则运动，这是实验推论； ④温度越高，分子的无规则运动越剧烈，这是实验推论。故选：。 四．分子间的作用力（共2 小题） 【知识点的认识】（1）分子间存在着相互作用的引力和斥力． （2）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 第1 页/ 共59 页 间距离稍大时，分子间作用力表现为引力，如果分子相距很远，分子间作用力就变得十分 微弱，可以忽略． 【命题方向】 第一类常考题：如图所示，将两个铅柱的底面削平、削干净，然后紧紧地压在一起，两铅 块就会结合起来，甚至下面吊一个钩码部不能把它们拉开，这个实验现象说明了（ ） ．一切物质的分子部在不停地做无规则的运动 B．分子之间存在引力 ．分子之间存在斥力 D．分子间存在间隙 分析：要解答本题需掌握：分子间存在引力的条件，即分子间的距离大于平衡距离． 解：两块表面平整的铅放在一起，经过一段时间下面能吊起重物，说明分子间存在引力． 故选B． 点评：本题主要考查学生对分子间作用力的理解和掌握，是中招的热点． 第二类常考题： 固体具有一定的体积和形状是因为固态的物质中分子的排列十分紧密，粒子间有强大的 作用力 ；液体没有确定的形状，具有流动性，是因为液态物质中分子没有固定的位置， 粒子的作用力比固体的作用力要 小 “ ” “ ” （填大或小） 分析：根据分子间的作用力和固体、液体的特点来判断． 解：固态时分子只在平衡位置上振动，分子间距很小，分子间的作用力很大，所以固体有 一定的形状和一定的体积；液态时分子在平衡位置上振动一段时间，还要移动到其他的位 置上振动，分子间距比固态大，分子间的作用力比固态小，所以液体有一定的体积，但是 没有一定的形状．故答为：作用力，小． 点评：正确理解掌握物质的三种状态的分子排列、分子间距、分子间作用力是解决此类题 目的关键． 【解题方法点拨】 （1）通常情况下分子引力和分子斥力是同时存在的，它们大小相等，故不表现斥力，也不 表现引力； （2）当分子间的距离减小时，分子引力和斥力同时增大，但分子斥力增大得快，这时分子 第1 页/ 共59 页 斥力大于分子引力，作用力表现为斥力；当分子间的距离增大时，分子引力和斥力同时减 小，但分子斥力减小得快，这时分子引力大于分子斥力，作用力表现为引力 （3）要正确理解分子间相互作用的引力和斥力的同时存在性和大小随分子间距离的变化规 律． 9 ” ．下面是小明同物理学习笔记中的摘录，其中错误的是（ ） ．做功和热传递在改变物体的内能上是等效的 B．分子间相互作用的引力和斥力是同时存在的 ．热量不可能从内能小的物体传向内能大的物体 D．穿在身上的化纤衣服容易粘上毛绒，是由于带电体能够吸引轻小物体 答与