专题05 分子动理论和内能（原卷版）

专题05 分子动理论和内能（解析版） 【内容播报】 特别说明：典例是2023 年的中考真题，即时检测是最新的全国各地的模拟题，好题冲关是 2022 年的期末考试题和2023 年的模拟考试题和2023 年的中考真题中经过多次筛选。知识点 以挖空的形式设计，便于学生提前预习，考点通过方法总结，知识加工，便于学生理解和记 忆，好题冲关分层设计，针对于不同的学生。 知识点 考点 好题冲关 分子动理论 分子动理论的理解（2 例题+3 即时检测） 基础过关（21） 内能 物体内能的改变（2 例题+3 即时检测） 能力提升（22） 比热容 温度、热量和内能的理解和比较（1 例题+3 即时检测） 真题感悟（12 题） 比热容的理解（1 例题+3 即时检测） 比热容相关的计算（1 例题+3 即时检测） 1. 了解分子动理论的基本内容； 2. 了解改变物体内能的两种方式； 3. 理解并区分温度、热量和内能的差异； 4. 理解物质的比热容，并解释生活中的热现象； 5. 掌握比热容相关的热量计算方法； 知识点1：分子动理论 1. 分子动理论： 物质是由______组成的；一切物质的______都在_______地_______；分子间存在相互作用的______力 和________力； 2. 分子热运动： 一切物质的分子都在不停地做无规则运动因分子的运动跟温度有关，所以这种无规则运动叫分子的热 运动温度越_____，分子热运动越剧烈； 3. 扩散现象： （1）定义：不同物质在相互接触时_______对方的现象； （2）说明：_________________________、分子间存在__________； （3）影响因素：扩散现象跟温度有关，温度越高，扩散进行得越_______________； （4）示例：闻香气 【提示】 分子是不能用肉眼直接观察到的，凡是能用肉眼直接观察到的小物体（如灰尘、花粉等）都不是分子 知识点2：内能 1. 内能 （1）定义： 构成物体的所有分子，其热运动的______与______的总和，叫做物体的内能； （2）影响因素： 物体的内能与温度和质量有关；一切物体在任何情况下都有内能； 改变方式 热传递 做功 实质 内能的______ 机械能和内能的相互______ 示例 煮饭、热水袋取暖 钻木取火、搓手取暖 说明 ①条件：物体间存在_____；②规律：高温物 体放出热量，内能____，温度_____；低温物 体吸收热量，内能_____，温度_______ 做功改变内能的两种情况：对物体做 功，物体内能______；物体对外做功， 内能_______ 联系 做功和热传递改变内能是等效的，没有看到改变内能的具体过程，就无法判断物体内能 改变的原因 2 热量 （1）概念：在热传递过程中，传递内能的多少叫热量，用Q 表示； （2）单位：焦耳（符号：______） （3）说明： 温度、热量和内能的关系： ①温度是一个状态量，通常用“是”、“物体的”等词描述物体的温度升高，内能增大，但不一定是 吸了热； ②热量是一个过程量，不能离开热传递，通常用“吸收”、“放出”等词修饰，不能用“有”、“含 有”、“物体的”等词修饰物体吸收热量，内能增加，但温度不一定升高如晶体熔化、液体沸腾的过 程 ③内能是一个状态量，通常用“物体的”、“物体有”等词修饰物体内能增加，不一定是吸收了热量 物体内能增加，温度不一定升高 知识点3：比热容 1. 比较不同物质的吸热能力 （1）实验装置 （2）实验设计：比较水和沙子吸热能力的方法： ①收相同的热量，比较_______多少； ②高相同温度，比较_______多少 （3）探究方法： 实验时应控制水和沙子的______相同，升高相同的温度或吸收相同的热量（即加热相同的时间），这 种研究问题的方法称为____________ （4）得出结论 ①质量相等的水和沙子，升高相同的温度，_______吸收的热量多，说明水的吸热能力_____； ②物体吸收热量的多少与物质种类、质量多少、升高的温度有关； 2 比热容 （1）物理意义：比热容是描述物质吸热本领的物理量 （2）定义 某种物质，在温度升高时吸收的_______与它的______和升高的______乘积之比，叫做这种物质的比 热容，用符号表示 公式： 单位：焦耳每千克摄氏度，符号是_____ （3）水的比热容及意义 水的比热容是42×103 /(kg• ) ℃，它表示的物理意义是：质量为1 kg 的水温度升高（或降低）1 ℃时， 吸收（或放出）的热量是42×103焦。 （3）水的比热容的应用 制冷剂、散热剂、调节气候 （4）补充 （1）吸热公式：Q 吸＝m(t－t0)； （2）放热公式：Q 放＝m(t0－t)其中表示比热容，m 表示物体的质量，t0表示初温，t 表示变化后的温度即 末温； （3）比热容与物质的种类和状态有关，与物质的质量大小、温度的高低、吸收或放出的热量的多少无关 【提示】 在常见的物质中，水的比热容最大但并非所有跟水有关的应用都应用了水比热容大的这一特性 突破点一 分子动理论的理解 1. 分子的直径较小，在肉眼、显微镜下，均看不到，只能在电子显微镜下才能看见；灰尘满天飞，肉眼能 看见，故不属于分子运动； 2. 分子的运动与温度有关，故分子的运动又称之为分子的热运动； 3. 扩散现象的理解 （1）发生在两种不同的物质之间； （2）分子间存在间隙； （3）分子在永不停息的做无规则运动； （4）温度越高，分子悦动越剧烈； 4. 分子见相互作用力的理解 （1）分子间引力和吃力同时存在； （2）当物体被拉升时，对外表现为引力，即此时，斥力小于引力； （3）当物体被压缩时，对外表现为斥力，即此时，斥力大于引力； 【典例1】（2023·兴安盟·中考）盛夏时节，百花绽放。四溢的花香引来了蜜蜂吸食花蜜，表明（ ） ．分子间有斥力 B．分子间有间隙 ．分子间有引力 D．分子是运动的 【典例2】（2023·常州·中考）将两个表面光滑的铅块相互压紧，两铅块就会粘在一起、并能吊起多个钩码， 如图所示。该现象说明（ ） ．分子间有空隙 B．分子间存在吸引力 ．分子间存在排斥力 D．分子不停地做无规则运动 【即时检测1】（2022·连云港·二模）通过一些直接感知的现象，经过合理的推测来认识无法直接感知的事 实，是常用的种物理方法。下列推测不正确的是（ ） ．现象：打开醋瓶能闻到酸味 推测：分子在不停息地做无规则运动 B．现象：白光通过三棱镜后变为彩色光 推测：白光不是单色光 ．现象：通电导线能使小磁针发生偏转 推测：通电导线周围存在磁场 D．现象：两个表面光滑的铅块相互挤压后粘在一起 推测：大气存在压强 【即时检测2】（2023·济宁·一模）自2022 年秋季开始，劳动课将成为中小学的一门独立课程。课程要求 5-6 年级的学生要学会做西红柿炒鸡蛋等家常菜。关于炒菜过程中涉及到的物理知识，下列判断正确的是 （ ） ．切西红柿的锋利刀刃可以增大压力 B．炒菜时香味四溢说明分子在运动 ．天然气燃烧时将内能转化为化学能 D．炒菜过程中鸡蛋的内能保持不变 【即时检测3】（2023·无锡·一模）春暖花开，小明去鼋头渚景区游玩，很远就闻到了花香，这是 现象； 走进时，看到一片红色的花海，是因为花 了红光；小明在太阳光下感觉暖暖的，太阳的热主要以 传播到地球。 突破点二 物体内能的改变 1 . 内能的理解 （1）一切物体都具有内能； （2）影响物体内能的主要因素：质量、温度、物质的种类和状态； （3）物体的内能属于微观量，由于分子的个数无法计量，故其大小不能计算，只能比较； 2 . 改变物体内能的方式 （1）做功和热传递； （2）做功和热传递在改变物体的内能上是等效的； 【典例3】（2023·淄博·中考）下列关于热和能的说法正确的是（ ） ．温度高的物体，内能不一定大 B．热传递过程中，传递的是温度 ．物体吸收热量，温度一定升高 D．内燃机工作时，压缩冲程将内能转化为机械能 【典例4】（2023·武威·中考）如图所示，在一个配有活塞的厚玻璃筒里放一小团硝化棉，迅速压下活塞， 观察到硝化棉燃烧起来。在下压活塞的过程中，下列说法正确的是（ ） ．气体的内能转化为活塞的机械能 B．筒内气体温度降低 ．筒内气体的内能不变 D．活塞对筒内气体做了功 【答】D 【详解】下压活塞时，活塞对筒内的空气做功，机械能转化为空气的内能，使气体的内能增加、温度升高， 当温度升高达到棉花的着火点时，筒内棉花燃烧起来，故D 正确，B 错误。 故选D。 【即时检测1】（2023·深圳·三模）如图甲所示，将质量相等的冰和烛蜡分别装在两个相同的试管中，放入 装有水的烧杯中加热。绘制出温度随时间变化的图像如图乙所示。下列说法正确的是（ ） ．图甲中使用水浴加热是因为水的比热容大 B．图甲中两试管放在同一烧杯中加热，可以控制相同时间内冰和烛蜡吸收的热量相同 ．由图乙可知，图线对应物质的内能先增大后不变再增大 D．由图乙可知，B 图线对应的物质是冰 【即时检测2】（2023·吴忠·期中）如图所示，对于图片中所描述的物理过程，下列分析中正确的是（ ） ．图甲，厚玻璃内的空气被压缩时，空气的内能减少 B．图乙，瓶子内的空气推动塞子跳起时，空气的内能增大 ．图丙，试管内的水蒸气推动了塞子冲出时，水蒸气的内能减少 D．图丁，汽缸内的气体推动活塞向下运动时，气体的内能增大 【即时检测3】（2023·烟台·一模）下列关于实验的叙述正确的是（ ） ．图甲中，抽出玻璃板后观察到的现象能说明温度越高，分子运动越剧烈 B．图乙中，水沸腾后软木塞被推出，此时软木塞的内能转化为它的机械能 ．图丙中，把玻璃板拉出水面时示数会变大，是因为分子引力的作用 D．图丁中，将瓶塞跳出时，瓶内气体温度升高 突破点三 温度、热量和内能理解和比较 1. 温度、热量和内能的关系： （1）温度是一个状态量，通常用“是”、“物体的”等词描述物体的温度升高，内能增大，但不一定是 吸了热； （2）热量是一个过程量，不能离开热传递，通常用“吸收”、“放出”等词修饰，不能用“有”、“含 有”、“物体的”等词修饰。物体吸收热量，内能增加，但温度不一定升高如晶体熔化、液体沸腾的过程； （3）内能是一个状态量，通常用“物体的”、“物体有”等词修饰物体内能增加，不一定是吸收了热量。 物体内能增加，温度不一定升高，如0℃的冰变成0℃的水； 【典例5】（2023·营口·中考）关于温度、内能、热量，下列说法正确的是（ ） ．温度高的物体含有的热量多 B．物体吸收热量，温度一定升高 ．气体膨胀对外做功，自身内能会减少 D．热传递过程中，温度从高温物体传递给低温物体 【即时检测1】（2023·宿州·模拟预测）关于温度、热传递、做功与内能，下列说法正确的是（ ） ．温度相同的两个物体，他们的分子动能相同 B．自然界中物体的温度升高，都是通过热传递实现的 ．做功可使物体温度升高，做功过程中也传递热量 D．两个物体接触温差越大，它们的内能越容易变化 【即时检测2】（2023·合肥·一模）关于温度、热量和内能，下列说法正确的是（ ） ．温度越高的物体含有的热量越多 B．物体的内能增大，温度一定升高 ．热传递发生时，热量总是从高温物体向低温物体转移 D．内燃机的做功冲程中，气缸内高温气体的内能通过做功的方式增大 【即时检测3】（多选）（2023·南宁·模拟预测）关于热量、内能和温度的关系，下列说法正确的是（ ） ．煤气燃烧越充分，它的热值越大 B．物体的温度越高，含有的热量越多 ．内能和温度有关，0℃的物体也有内能 D．能量在转移和转化的过程中总会有损耗，但能量的总量总保持不变 课后提升 突破点四 比热容的理解 1. 比热容表示物体的吸热（或放热）能力的强弱，比热容越大，物体的吸热（或放热）能力越强，反之， 依然； 2. 比热容是物质本身的一种性质，只与物质的种类和状态有关，与物质的质量的多少无关； 3. 水的比热容 , ； 4. 水比热容的利用：（1）发动机冷却液；（2）北方冬天的暖气；（3）调节气候； 【典例6】（2023·广州·中考）以下过程不发生物态变化，初温相同的两块金属甲、乙吸收了相同热量，甲 的末温比乙的低，那么初温相同的甲、乙放出相同热量（ ） ．甲的末温比乙的低，但无法判断甲、乙比热容哪一个大 B．甲的末温比乙的高，但无法判断甲、乙比热容哪一个大 ．甲的末温比乙的高，且可以判断甲、乙比热容哪一个大 D．无法判断甲、乙的末温哪一个高，且无法判断甲、乙比热容哪一个大 【即时检测1】（2023·菏泽·三模）利用如图甲所示，使用相同规格的电加热器和烧杯分别对水和食用油加 热，得到温度随时间变化的图像如图乙所示，水的比热容 ，下列说法正确的是（ ） ．要完成实验探究，应在两个相同的烧杯中加入体积和初温均相同的水和食用油 B．利用图乙中图像的数据，可计算出食用油的比热容为 ．比较第 和第 的吸热情况，在第 时吸收的热量比b 多 D．吸热能力较强的是，是水，它更适合作冷却剂 【即时检测2】（2023·邯郸·二模）在烈日当空的海边玩耍，小明发现沙子热的烫脚，这是通过 方式改 变沙子的内能；而沙子比海水烫脚，这是因为 ；相同质量的铝和铜，吸收相同的热量后铝上升的温度 铜上升的温度（铝＞铜）。 【即时检测3】（2023·曲靖·模拟预测）2023 年宣威三月乌蒙山上杜鹃花盛开，姹紫嫣红，花香扑鼻而来， 闻到花香，这是因为花香发生了 现象的结果。五月的乌蒙山下金月湖畔杨柳依依，凉风习习，昼夜温 差小，这是因为金月湖中水的 大。 课后提升 突破点五 比热容相关的计算 1. 在温度时间图像（T-t）中，升温越快，比热容越小，即：图像越陡，比热容（）越小； 2 . 公式：Q 吸＝m△t=m(t－t0)中，△t 表示温度的变化量，在初中要求不高的条件下，△t 等于较大值减去 较小值； 3 . 在混液问题中，不考虑热量的散失条件下，最终两液体的末温相等； 【典例7】（2023·兰州·中考）为了比较、B 两种液体的吸热能力，小亮用完全相同的加热装置对质量分别 为100g 和400g 的、B 两液体进行加热，根据实验数据绘制的温度随时间变化的图像如图所示。根据图像 信息，下列说法中正确的是（ ） ．、B 两液体在0~8m 内吸收的热量之比为 B．、B 两液体的比热容之比为 ．B 液体的吸热能力比液体的强 D．液体比B 液体更适合作发动机的冷却液 【即时检测1】（多选）（2023·南充·模拟预测）如图所示为甲、乙两种不吸水的固体物质的m﹣V 图像， 说法正确的是（ ） ．甲、乙的密度之比是3 2 ∶ B．将甲做成实心球，放入水中会下沉 ．把乙的体积减半，其比热容会减半 D．在此图上做水的m﹣V 图像，图像应该在甲、乙之间的区域 【即时检测2】（2023·济宁·一模）食物也是一种“燃料”，其释放化学能的过程不断发生在人体内，为细 胞生命活动提供所需的能量。人体摄入的能量（营养师常称之为热量）过多或过少，都有损于健康。某种 油炸食品，每100g 可提供的能量约为 ，则这种油炸食品的“热值” ，假设这些能量全 部被质量为5kg、温度为20℃的水吸收，可使这些水的温度升高到 ℃。 【即时检测3】（2023·滁州·一模）某物理兴趣小组的同学，绘制了用煤炉给水加热过程中水温随加热时间 变化的图像，如图所示。若在0~4m 内加热质量为16kg 的水，完全燃烧了280g 的煤，则煤炉的效率为 %。[水=42×103/（kg•℃），q 煤=3×107/kg] 一、选择题 1．下列关于温度、内能和热量的说法，正确的是（ ） ．温度低于0℃的物体都没有内能 B．物体温度越高，所含热量越多 ．物体从外界吸收了热量，温度一定升高 D．用燃气灶烧水是通过热传递改变物体内能的 2．下列描述正确的是（ ） ．棉花容易被压缩，说明分子间有空隙 B．气体分子在不停运动，固体分子是不运动的 ．分子间既存在引力，也存在斥力 D．尘土飞扬，说明分子在无规则运动 3．甲乙两物体质量相等，甲温度降低20℃，乙温度升高15℃时，乙物体吸收的热量是甲物体放出热量的 2 倍，甲乙两物体的比热容之比是（ ） ．3 8 ∶ B．3 2 ∶ ．8 3 ∶ D．4 3 ∶ 4．下列各种情况下比热容会发生变化的是（ ） ．一杯水倒去一半 B．15℃的水变成45℃的水 ．一块铁块加工成铁屑 D．水凝结成冰 5．夏日晴朗的白天，在太阳光照射下，某海边城市陆地与海面之间空气流动示意图（图中箭头表示空气 流动方向）合理的是（ ） ． B． ． D． 6．戴口罩是防止新冠病毒传播的有效措施之一，如图所示，医用外科口罩由口罩体、鼻夹、口罩带组成， 口罩体采用三层工艺制成，下列说法正确的是（ ） ．佩戴口罩时，轻压鼻夹能使其与鼻梁贴合，说明鼻夹材料具有很好的弹性 B．口罩体中带有静电的熔喷布具有吸引轻小物体的性质 ．过滤效率高，是因为口罩材料分子之间没有空隙 D．新冠病毒随飞沫传播是一种分子运动 7．下列对实验过程的分析，错误的是（ ） ．图甲：厚玻璃筒内空气被压缩时，空气温度升高，内能增大 B．图乙：向瓶内打气后，空气推动塞子做功，空气温度会升高 ．图丙：试管内的水蒸气推动塞子冲出时，内能转化为机械能 D．图丁：是汽油机工作过程中的做功冲程，可以对外提供动力 8．甲、乙两个铜块吸收相同的热量后，铜块甲升高的温度较多。关于两铜块比热容及质量的大小关系， 下列判断正确的是（ ） ．甲=乙，m 甲=m 乙 B．甲=乙，m 甲<m 乙 ．甲>乙，m 甲=m 乙 D．甲<乙，m 甲<m 乙 9．下列说法中不正确的是（ ） ．冰在0℃时，内能为0 B．燃料的热值与燃料的质量无关 ．温度高的物体具有的内能多，温度低的物体具有的内能少 D．0 ℃的冰熔化成0℃的水，由于温度不变，所以它的内能不变 10．如图所示描述的物理过程，符合实际的是（ ） ．图甲，该实验通过做功的方式改变物体内能 B．图乙，该过程的能量转化与汽油机的压缩冲程相同 ．图丙，这个实验能够展示蒸汽机的基本工作原理 D．图丁，汽油机在这个冲程机械能转化为内能 二、填空题 11．已知煤气的热值约为35×107/m³，024m3的煤气完全燃烧放出的热量是 ，若这些热量的50%被温度 为20℃，质量为25kg 的水吸收，则水温能升高到 ℃【 】 12．2021 年10 月16 日，搭载神舟十三号载人飞船的长征二号F 遥十三运载火箭，在酒泉精准点火发射， 如图所示。火箭的燃料使用了液态氢，主要是因为它的 大；液氢燃烧不完全，它的热值大小