安徽省中考物理总复习模块三热学专题二内能及其利用.docx
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安徽省中考物理总复习模块三热学专题二内能及其利用
专题二 内能及其利用
中考真题再现(☞学用见P28)探究规律 对接中考
命题点1分子动理论(常考)
1.(2019·安徽第13题)封闭在容器内的气体,是由大量的气体分子组成的,这些分子都在不停地做无规则运动。
下列有关说法正确的是(B)
A.温度一定时,气体分子的运动速度大小都相同
B.温度一定时,向各个方向运动的气体分子都有
C.温度升高时,每个气体分子的运动速度都增大
D.温度降低时,所有气体分子的运动方向都相同
【解析】温度是分子平均动能的标志,温度升高,气体分子的平均动能增大,分子的平均速度增大,但不是每一个气体分子的速度都增大,C项错误;温度变化与不变,气体分子都在永不停息地做无规则运动,所以气体分子随时都在改变自己的运动速度和方向,B项正确,A、D项错误。
2.(2015·安徽第2题)挖开多年堆煤的地面,会看到地面下一定深度的土层带有黑色。
这一现象表明煤的分子在不停地 无规则运动 ,扩散到地面的土层中了。
命题点2温度、热量、内能(常考)
3.(2018·安徽第2题)如图所示,在一个配有活塞的厚壁玻璃筒中放一小团硝化棉,迅速向下压活塞,硝化棉就燃烧起来。
这是因为活塞压缩空气做功 气体内能增加,温度升高 ,达到了硝化棉的燃点。
4.(2016·安徽第11题)下列说法正确的是(D)
A.物体的内能增加,则一定是外界对物体做了功
B.物体的温度升高,则一定是从外界吸收了热量
C.物体的温度越高,含有的热量越多
D.内能是物体内所有分子动能和势能的总和
命题点3热量的计算(常考)
5.(2019·安徽第6题)假如完全燃烧0.2m3天然气放出的热量全部被100kg、初温为25℃的水吸收,可以使水的温度升高到 45 ℃[已知c水=4.2×103J/(kg·℃),q天然气=4.2×107J/m3]。
6.(2015·安徽第22题)某家庭用燃气热水器将质量为100kg、温度为20℃的自来水加热到50℃,消耗的天然气体积为1m3(假设天然气完全燃烧)。
已知水的比热容为4.2×103J/(kg·℃),天然气的热值为3.2×107J/m3。
求:
(1)天然气完全燃烧放出的热量;
(2)水吸收的热量;
(3)该热水器工作时的效率。
解:
(1)天然气完全燃烧放出的热量
Q放=qV=3.2×107J/m3×1m3=3.2×107J
(2)水吸收的热量
Q吸=cmΔt=4.2×103J/(kg·℃)×100kg×(50℃-20℃)=1.26×107J
(3)热水器工作时的效率
η=×100%=×100%≈39%
名师考点精讲(☞学用见P28~32)学思结合 高效突破
考点一分子动理论初步知识
1.物质是由大量分子构成的
(1)常见的物质是由极其微小的粒子——分子、原子构成的。
(2)分子很小,分子直径的数量级为10-10m,1cm3水中就约有3.35×1022个水分子,分子的质量也很小,一个水分子的质量只有3.0×10-26kg。
2.分子的热运动
(1)一切物质的分子都在不停地做 无规则的运动 ;分子热运动的剧烈程度与温度有关,温度越高,分子无规则运动越 剧烈 。
(2)扩散现象
定义:
不同的物质在互相接触时彼此 进入对方 的现象。
扩散现象说明:
①分子的无规则运动;②分子间有间隙。
3.分子间的作用力
(1)分子之间存在引力和斥力,引力和斥力同时存在。
(2)分子间作用力的特点
分子间距离r(设平衡距离为r0)
作用力表现
举例
r=r0
引力和斥力相等
—
r 表现为斥力 如物体被压缩时 r>r0 表现为引力 如物体被拉伸时 r≫r0(10r0以上) 引力和斥力都减小为0 如气体分子 4.分子动理论基本观点 (1)常见的物质是由大量的分子、原子构成的。 (2)一切物质的分子都在不停地做热运动。 (3)分子之间存在引力和斥力。 典例1 (2019·湖南湘潭)下列现象能说明分子在做无规则运动的是( ) A.柳絮飞舞B.玉兰飘香 C.落叶纷飞D.瑞雪飘飘 【解析】柳絮飞舞、落叶纷飞、瑞雪飘飘,是物质在运动,属于机械运动;玉兰飘香是分子在运动,属于扩散现象,B项符合题意。 【答案】B 【概念辨析】 分子无规则运动和机械运动的区别 分子的运动是热运动,与温度有关,在任何情况下都会进行,肉眼是看不见的;而机械运动是相对物体位置改变的运动,是宏观运动,运动情况与所受外力有关。 针对训练 1.下列有关分子热运动的说法不正确的是(C) A.压紧的铅块能结合在一起,表明分子间有引力 B.墨水在热水中扩散得快,表明温度越高,分子运动越剧烈 C.固体很难被压缩,表明固体分子间只存在斥力 D.桂花飘香,表明分子在不停地做无规则运动 考点二内能 1.内能 (1)定义: 构成物体的所有分子,其热运动的 动能 与分子势能的总和,叫做物体的内能。 内能的单位是焦耳(J)。 (2)特点: 一切物体都有内能,物体内能的大小不可能为 0 。 2.内能和温度的关系 (1)质量一定的同一物体,温度越高,内能越 大 ,温度越低,内能越 小 。 (2)质量一定的同一物体,温度不变,内能可能不变,也可能变化,如晶体在熔化过程中温度不变,但要吸热,所以内能 增加 ;晶体在凝固过程中温度不变,但会放热,所以内能就会 减少 。 (3)说明: 物体的内能大小与温度有关,但内能大小还与物体的质量、材料、状态(物态)、体积有关,所以,并不是温度不变内能就不变。 3.改变内能的方式 方式 热传递 做功 举例 太阳下取暖、冬天对手哈气、蒸烤食物 钻木取火、摩擦生热、内燃机的做功冲程 实质 内能的 转移 内能与其他形式能的 转化 说明 1.条件: 物体(同一物体不同部分)间存在 温度 差 2.传递方向: 内能从温度高的物体传递到温度低的物体(或从高温部分传递到低温部分),温度相同,热传递停止 做功改变内能的两种情况: 一是物体对外做功,内能转化为其他形式能,内能 减少 ;二是外界对物体做功,其他形式能转化为内能,内能 增加 联系 两种方式改变物体的内能是等效的 疑难 点拨 做功可以改变物体的内能,但做功并非一定能改变物体的内能,如将重物举高,克服物体重力对物体做功,但没有改变物体的内能,而是改变了物体的重力势能。 因此做功一定会引起物体某种形式能量的变化,这种能量可能是内能,也可能是其他能 4.热量 (1)定义: 在热传递过程中,传递能量的多少,符号是Q。 (2)单位: 焦耳(J)。 (3)热量传递的条件: 有 温度 差。 (4)热量传递方式: 传导 、 对流 、 辐射 。 内能、热量和温度的联系 物体吸收热量,内能增加,温度不一定升高(如晶体的熔化过程);物体温度升高,内能一定增加,但不一定是吸收了热量,还可能是外界对物体做了功,可用如图表示。 典例2 关于内能,有以下四个观点,你认为正确的是( ) ①物体温度越低,内能越小,0℃的物体没有内能 ②改变物体内能的方法有很多,但本质上只有做功和热传递两种方式 ③两物体相互接触时,热量总是从温度高的物体转移到温度低的物体 ④一切运动的物体都具有机械能,而不一定具有内能 A.只有①③B.只有②③ C.只有①④D.只有②④ 【解析】一切物体在任何温度下都具有内能,所以0℃的物体仍具有内能,①错误;改变物体内能的方法有很多,但本质上只有做功和热传递两种方式,它们在改变内能上是等效的,②正确;发生热传递的条件是有温度差,热量总是从温度高的物体转移到温度低的物体,③正确;任何物体都有内能;一切运动的物体都具有机械能,也一定具有内能,④错误。 【答案】B 典例3 (2019·合肥瑶海区二模)下列说法中,正确的是( ) A.内能较大的物体所含有的热量较多 B.温度高的物体具有的内能一定比温度低的物体多 C.热量总是由内能大的物体传递给内能小的物体 D.物体的内能增大时,可能是从外界吸收了热量,也可能是外界对物体做了功 【解析】热量是一个过程量,只有在热传递过程中才能说热量的多少,不能用“含有”来修饰,只能用“吸收”和“放出”来修饰,A项错误;物体的内能不仅与物体的温度有关,还与质量、状态有关,所以温度高的物体具有的内能不一定多,B项错误;热量总是由温度高的物体传递给温度低的物体,或由物体的高温部分传递到低温部分,C项错误。 【答案】D 针对训练 2.(2019·辽宁阜新)小亮测得甲、乙两杯水的温度分别是45℃和75℃,下列判断正确的是(D) A.甲杯中水的分子运动一定比乙杯中水的分子运动剧烈 B.甲杯中水的内能一定比乙杯中水的内能小 C.乙杯中水的热量一定比甲杯水的热量多 D.乙杯中水的温度降低,水的内能一定减少 【解析】温度越高,分子运动越剧烈,乙的温度高,所以乙杯中的水分子运动一定比甲杯中的剧烈,A项错误;物体的内能与物体的温度、质量和状态等有关,两杯水质量关系不知,所以无法判断它们内能的关系,B项错误;热量是一个过程量,不能比较热量的多少,C项错误;乙杯中水的温度降低,分子运动速度减慢,内能变小,D项正确。 3.关于温度、热量和内能,下列说法正确的是(A) A.温度相同的物体接触时不发生热传递 B.物体温度升高,一定吸收了热量 C.物体温度越低,含有的热量越少 D.物体吸收了热量,温度一定升高 考点三比热容 1.定义: 一定质量的某种物质,在温度升高时吸收的热量与它的质量和升高的温度乘积之比,叫做这种物质的比热容,比热容的符号是c。 2.单位: 焦每千克摄氏度,符号是 J/(kg·℃) 。 3.物理意义: 表示物体吸放热本领的物理量,如水的比热容c水= 4.2×103J/(kg·℃) ,表示1kg水温度升高(或降低)1℃所 吸收 (或 放出 )的热量是 4.2×103J 。 4.决定比热容大小的因素: 与物质的种类、 状态 有关,而与物体质量大小、温度高低、放热或吸热的多少均无关,比热容是物质的一种特性。 5.应用 (1)用水取暖: 如冬天用热水袋,因为相同质量的水跟其他物质相比,水在降低相同温度的情况下可放出更多的热量。 (2)用水作冷却剂: 汽车发动机常用水来冷却是因为水的 比热容较大 ,相同质量的水跟其他物质相比,水在升高相同温度的情况下可吸收更多的热量。 (3)用水来调节气温: 城市修建人工湖可使城市气温变化不会太大。 6.热量计算: Q吸(放)=cmΔt(Δt是指温度的改变量)。 典例4 (2019·福建)如表列出一些物质的比热容,根据表中数据,下列判断正确的是( ) 物质 水 煤油 冰 铝 铜 比热容/(J·kg-1·℃-1) 4.2×103 2.1×103 2.1×103 0.88×103 0.39×103 A.不同物质的比热容一定不同 B.物质的物态发生变化,比热容不变 C.质量相等的铝和铜升高相同的温度,铝吸收的热量更多 D.质量相等的水和煤油吸收相同的热量,水升高的温度更多 【解析】由题表数据可知,不同物质的比热容一般不同,但也有比热容相同的不同物质,如煤油和冰,A项错误;水和冰是水的两种状态,分析题表数据可知,其比热容是不同的,说明比热容与物质状态有关,物质的物态发生变化,比热容也会发生变
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