教育专用九年级物理上册第一章分子动理论与内能核心素养提升新版教科版.docx

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教育专用九年级物理上册第一章分子动理论与内能核心素养提升新版教科版

第一章分子动理论与内能核心素养提升

知|　　识|　　框|　　架

重|　　点|　　突|　　破

一、一个理论、一种能量（两种方式）、两种特性

1．分子动理论：

物体是由大量的________组成的；组成物质的分子在不停地做________________；分子间存在着________和________。

2．内能：

物体内____________的__________能与分子间相互作用的__________能的总和，叫做物体的内能；改变物体的内能有两种方式：

__________和__________。

3．热值：

燃料完全燃烧放出的_______与燃料_______的比，叫做这种燃料的热值。

它的大小取决于燃料的________。

其公式为q＝__________。

4．比热容：

如果质量为m的某种物质从外界吸收热量Q，温度升高了Δt，则________即是这种物质的比热容。

比热容是物质的一种特性，它的大小取决于物质的__________和__________。

物体温度升高时所吸收的热量为Q吸＝__________；物体温度降低时所放出的热量为Q放＝__________。

二、三个物理量（温度、热量、内能）的区别与联系

项目

温度

热量

内能

区别

定义

　宏观上：

表示物体的冷热程度；

　微观上：

反映物体内部大量分子无规则运动的剧烈程度

　在热传递过程中，转移内能的多少

　物体内所有分子的动能与分子间相互作用的势能的总和

性质

　　状态量

　过程量

　状态量

表述

　只能说“降低”或“升高”

　只能说“放出”或“吸收”

　只能说“有”“具有”“改变”“增加”或“减少”

单位

　摄氏度（℃）

　焦耳（J）

　焦耳（J）

联系

　热传递可以改变物体的内能，使其内能增加或者减少，但物体的温度不一定改变（如晶体的熔化、凝固），即物体吸热，内能会增加，物体放热，内能会减少，但物体的温度不一定发生改变

三、两种改变内能的方式——做功和热传递

类别

做功

热传递

条件

　外界对物体做功，物体的内能________

　物体对外界做功，物体的内能________

　不同的物体或物体的不同部分之间存在________

实质

　内能与其他形式的能之间的相互________

内能的______

方式

　压缩体积、锻打物体、摩擦生热、弯折物体等

　气体体积膨胀等

　传导、对流、热辐射

实例

　打气筒打气，筒壁发热；钻木取火；多次弯折铁丝，弯折部位铁丝发热等

　乙醚蒸气将活塞顶起，乙醚蒸气内能减少；试管中的水蒸气将木塞冲开，水蒸气内能减少

　热水中放入冰块，水温下降

相互

关系

　物体内能的改变，可以通过做功的方式，也可以通过热传递的方式来实现，即做功和热传递在改变物体内能上是____________的

四、五个实验

1．四个演示实验

图解

分析与结论

液体的扩散现象

　由于硫酸铜溶液的密度比水大，会沉在量筒下部，可以看到无色的清水与蓝色的硫酸铜溶液之间有明显的界面。

静置一段时间后，界面逐渐模糊不清了，说明水和硫酸铜溶液之间发生了________现象，此现象说明液体分子__________________________

认识分子间的作用力

（1）

　将一根粗熔丝用刀斜着切成两段，使其平滑的表面紧密接触，然后把一端悬挂起来，在另一端挂个较轻的物体，两端熔丝没有被拉开，主要是因为熔丝的分子间存在__________

认识分子间的作用力

（2）

　用注射器抽取半筒水，用手指封闭注射器的筒口，推压注射器的活塞，发现水很难被压缩，说明水分子间存在________

温度对扩散的影响

　把两滴蓝墨水分别同时滴入盛有冷水和热水的两个玻璃杯中，发现热水中的墨水扩散得快。

说明温度越高，扩散________，构成物体的大量分子做无规则运动越________

2.一个探究实验：

比较不同物质的吸热能力

（1）实验方法：

__________、__________。

（2）实验装置：

图1－T－1

（3）实验设计：

用相同的酒精灯给等质量的水和铁砂加热，通过加热相同的时间，比较______________________，或让水和铁砂升高相同的温度，比较__________________。

（4）实验现象：

吸收相同热量时，铁砂的温度升高得比水________（选填“多”或“少”）；升高相同的温度时，水需要加热的时间比铁砂________（选填“长”或“短”）。

（5）实验结论：

不同物质在质量相等、升高的温度相同时，吸收的热量________，物理学中用________表示不同物质的这种特性。

（6）讨论交流：

①在相同的烧杯中分别装____________的水和铁砂。

②实验中用____________________来反映物体吸收热量的多少。

在实验中用搅拌器给铁砂和水不断搅拌的目的是____________________。

物理研究方法

该方法在本章的应用

模型法

　探究分子之间的作用力（分子力模型）

控制变量法

　探究不同物质的吸热能力时，控制水和铁砂的质量相等、初温相同

转换法

　探究不同物质的吸热能力时，将物质吸收热量的多少转换为加热时间的长短

夯基专训——易错概念辨析

（　　）1.阳光射入房间内，我们看到尘土飞扬，可以说明分子做无规则运动。

分析指正：

__________________________________________________________。

（　　）2.塑料吸盘能牢牢地吸附在玻璃上，说明分子间存在着引力。

分析指正：

____________________________________________________________。

（　　）3.糖放入水中，过一段时间后整杯水都变甜了，表明分子在不停地做无规则运动。

分析指正：

_______________________________________________________________。

（　　）4.“破镜不能重圆”是因为分子之间存在斥力。

分析指正：

_____________________________________________________________

________________________________________________________________________。

（　　）5.酒精和水混合后总体积变小，说明分子间存在引力。

分析指正：

_____________________________________________________________。

（　　）6.气体很容易被压缩，是因为气体分子间引力很大。

分析指正：

_______________________________________________________________。

（　　）7.物体运动的速度越大，物体的内能就越大。

分析指正：

______________________________________________________________

________________________________________________________________________。

（　　）8.温度高的物体，内能一定大。

分析指正：

______________________________________________________________。

（　　）9.物体的内能增大，一定是做功改变的。

分析指正：

_______________________________________________________________。

（　　）10.热量总是从内能多的物体转移到内能少的物体。

分析指正：

________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

（　　）11.火箭使用液态氢做燃料，是因为它含有的热量多。

分析指正：

_______________________________________________________________。

（　　）12.燃料燃烧越充分，其热值越大。

分析指正：

________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

（　　）13.热值与燃料完全燃烧放出的热量成正比，与燃料的质量成反比。

分析指正：

________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

（　　）14.5g汽油比2kg汽油的热值小。

分析指正：

___________________________________________________________

________________________________________________________________________。

（　　）15.同种物质质量越大比热容就越大。

分析指正：

_______________________________________________________________。

（　　）16.同一物质发生物态变化后，比热容改变。

分析指正：

_____________________________________________________________。

提能专训——重点考点剖析

考点一　分子动理论

此考点主要考查物质的组成、分子的运动以及分子间的作用力。

在应用分子动理论分析问题时，要注意将具体的现象或问题与分子动理论的具体内容联系起来，有针对性地进行解释。

例1如图1－T－2所示的两个情景：

图甲中两个底面削平的铅块紧压在一起后能吊住一个小重物，说明________________________；图乙中将一滴红墨水分别滴入冷、热水中，观察到的现象是________________________，说明__________________________________。

图1－T－2

　[考点专训]见[本章中考链接

（一）考点

1　]

考点二　内能、改变内能的方式

此考点主要考查对内能概念的理解及具体实例中改变物体内能的方式，是中考命题的常考点。

例2关于如图1－T－3所示事例，下列说法不正确的是（　　）

图1－T－3

A．图甲是通过做功的方式改变物体内能的

B．图乙压缩气体做功，气体的内能增加，温度升高

C．图丙是通过热传递的方式增加试管内液体内能的

D．图丁瓶内的空气膨胀对外做功，空气内能增加，空气中的水蒸气液化成白雾

　[考点专训]见[本章中考链接

（一）考点

2　]

类型三　比热容与热量的计算

本考点主要从不同物质吸放热能力的探究、比热容的影响因素、水的比热容较大的应用、热值概念的理解及热量的计算等角度进行命题。

例3已知天然气的热值为8.4×107J/m3，完全燃烧放出的热量有50%被有效利用。

现将质量为4kg、初温为25℃的水用天然气加热到100℃，求：

[c水＝4.2×103J/（kg·℃）]，

（1）水吸收的热量是多少。

（2）需要完全燃烧多少天然气。

　[考点专训]见[本章中考链接

（一）考点

3　]

实验专训——重点实验突破

实验　探究不同物质的吸热能力

例4如图1－T－4所示，林红同学在做“比较不同液体吸热能力”的实验时，使用相同的电加热器给液体甲和乙加热，所记录实验数据如下表所示。

图1－T－4

液体

次数

质量m/kg

升高的温度

ΔT/℃

加热的时

间t/min

甲

1

0.1

5

1

2

0.1

10

2

3

0.2

10

4

乙

4

0.1

10

1

5

0.1

20

2

6

0.2

20

4

（1）分析第1、4次，第2、5次或第3、6次实验数据，林红同学认为：

加热相同的时间时，乙升高的温度高一些，这说明乙吸收的热量多一些。

林红同学的判断是否正确？

请说明理由：

__________________________________________________________________。

（2）分析第2、3次或第5、6次实验数据，可以得出的初步结论是：

同种物质升高相同温度时，物体的______越大，吸收的热量就越______（选填“多”或“少”）。

（3）通过比较第2、4次实验数据可知，液体吸收的热量多少与液体的__________有关，__________（选填“甲”或“乙”）液体的吸热能力更强。

【变式延伸】结合上例探究以下问题：

（1）在设计实验方案时，需要确定以下控制的变量，你认为其中错误的是__________。

（填序号）

A．采用完全相同的加热方式

B．两种液体的体积要相同

C．盛放两种液体的容器相同

（2）在此实验中，用加热时间的长短来表示物质__________的多少。

（3）通过实验可以得到不同的物质吸热能力不同的结论，物质的这种特性用__________这个物理量来描述。

（4）若甲是水，比热容为4.2×103J/（kg·℃），根据表中数据可知乙的比热容为__________J/（kg·℃）。

【开放探究】

林红同学和小勇同学为了研究泡沫塑料和棉絮保温性能的差别，二人设计并做了一个实验。

他们用这两种材料分别包着装有热水的密闭烧瓶，让它们自然冷却，利用温度计和计时器定时测量两烧瓶中的水温随时间变化的情况。

（1）为控制变量，实验前除了取大小、厚度相同的泡沫塑料和棉絮外，还应考虑保持烧瓶相同、环境温度相同、__________和__________相同。

（2）林红同学和小勇同学把实验测得的时间和温度数据记录在下列表格中。

请你回答：

他们实验时的室内温度是______℃。

经过40min后，泡沫塑料包的烧瓶中水温降低了______℃；棉絮包的烧瓶中水温降低了______℃。

由此可以得出的实验结论是：

______________________________。

时间

t/min

0

10

20

30

40

…

150

180

泡沫塑料组水温

T1/℃

80

64

55

50

41

…

21

20

棉絮组水温

T2/℃

80

56

43

32

28

…

20

20

（3）除了采用在相同时间内观察水降低的温度来比较这两种材料的保温性能外，根据上表数据，你还可以采用的方法是：

_______________________________________，来比较两种材料的保温性能。

　[考点专训]见[本章中考链接

（一）考点

4　]

详解详析

【科学知识梳理】

重点突破

一、　1.分子　无规则运动　引力　斥力

2．所有分子　动　势　热传递　做功

3．热量Q　质量m　种类　

（或

）

4.

　种类　状态　cm（t－t0）　cm（t0－t）

三、　增加　减少　温度差　转化　转移　等效

四、　1.扩散　在永不停息地做无规则运动

引力　斥力　越快　剧烈

2．

（1）控制变量法　转换法

（3）铁砂和水升高的温度　加热时间的长短

（4）多　长

（5）不同　比热容

（6）①质量相等　②加热时间的长短　使物体受热均匀

【科学应用举例】

夯基专训

1．×，尘土飞扬是固体小颗粒在运动，不能说明分子在做无规则运动

2．×，塑料吸盘能牢牢地吸附在玻璃上，是利用大气压的原理工作的

3．√

4．×，“破镜不能重圆”是因为破镜接触处绝大多数分子间距离较大，此时分子间作用力非常小

5．×，酒精和水混合后总体积变小，是因为分子间存在间隙

6．×，气体很容易被压缩，是由于气体分子之间的间隙较大，分子的作用力非常小

7．×，物体运动的速度越大，物体的动能就越大，内能与物体内部分子的热运动和分子间的相互作用情况有关，而与整个物体的速度无关

8．×，内能与物体的质量、温度、种类、状态等因素有关，因此温度高的内能不一定大

9．×，改变内能的方式有两种，即做功和热传递，内能增大也可能是通过热传递改变的

10．×，热传递的条件是两个物体之间或者同一物体的不同部位间存在温度差，与物体具有内能的多少无关

11．×，火箭使用液态氢做燃料，是因为它的热值大

12．×，热值是1kg某种燃料完全燃烧所释放出来的热量，是燃料的一种特性，与燃料燃烧是否充分无关

13．×，热值是燃料本身的一种特性，其大小只与燃料的种类有关，与燃烧放出的热量和燃料的质量无关

14．×，燃料的热值只与燃料的种类有关，与燃料的质量无关，因此5g汽油和2kg汽油的热值一样大

15．×，比热容是物质的一种特性，和物体质量的大小没有关系

16．√

提能专训

例1　分子之间存在引力　红墨水在热水中扩散快　温度越高，分子运动越剧烈

[解析]

（1）图甲中两个压紧的铅块能吊起一个小重物，是由于分子之间存在引力。

（2）图乙中将一滴红墨水分别滴入冷、热水中，红墨水在热水中扩散得比冷水中快，说明温度越高，分子运动越剧烈。

例2　D　[解析]两手相互摩擦，手的温度升高，是克服摩擦做功，机械能转化成内能，属于做功增加物体的内能，故A正确；在压缩活塞过程中，气体的温度升高，是通过做功方式增加其内能的，故B正确；图丙是通过热传递的方式增加试管内液体内能的，故C正确；图丁中，水蒸气会把瓶塞冲出，水蒸气对瓶塞做了功，水蒸气的内能转化为瓶塞的机械能，水蒸气内能减少，温度降低，水蒸气发生液化形成小水珠，瓶口出现“白雾”，故D错误。

例3　

（1）水吸收的热量：

Q水吸＝c水m水Δt水＝4.2×103J/（kg·℃）×4kg×（100℃－25℃）＝1.26×106J。

（2）由题知，Q水吸＝Q气放×50%，

则Q气放＝

＝

＝2.52×106J；

由Q气放＝V气q气，可得需要天然气的体积：

V气＝

＝

＝0.03m3。

实验专训

例4　

（1）不正确。

因为完全相同的电加热器，加热相同的时间，放出的热量相同，所以甲、乙两种液体吸收的热量相等

（2）质量　多

（3）种类　甲

[解析]

（1）完全相同的加热器，加热相同的时间，放出的热量相同。

所以加热相同时间，甲、乙两种液体吸收的热量相等。

（2）分析第2、3次或第5、6次实验数据，得出的结论是：

同种物质升高相同温度时，物体的质量越大，吸收的热量就越多。

（3）通过比较第2、4次实验数据可知，液体吸收热量的多少与液体的种类有关，甲液体的吸热能力更强。

[变式延伸]

（1）B　

（2）吸收热量

（3）比热容　（4）2.1×103

[解析]（4）由表中2、4次实验数据可知，甲、乙质量相同，升高相同的温度，甲吸收的热量为乙吸收热量的2倍，则乙的比热容为甲的二分之一，即2.1×103J/（kg·℃）。

[开放探究]

（1）水的质量　水的初温

（2）20　39　52　泡沫塑料的保温性能比较好

（3）使水降低相同的温度，比较所用时间的长短

[解析]

（1）由放出热量的公式Q＝cmΔt知，除保持烧瓶相同、环境温度相同外，还需要保持水的质量、水的初温相同。

（2）在150min到180min时，棉絮包的烧瓶中水温降低到20℃，不再下降，故室温是20℃。

泡沫塑料包的烧瓶中水温降低了39℃，棉絮包的烧瓶中水温降低了52℃，即相同时间内，泡沫塑料包的烧瓶中水温降低的温度少，所以，泡沫塑料的保温性能比较好。

【章内专题阅读】

比热容图像题解法探讨

近年来，不少省市的中考题常以图像为载体，将众多的知识整合到图像上，利用图像直观地展示物理过程，而解题的过程就是从图像上解读信息的过程。

下面我们就结合例题练习掌握这类题目的解题技巧。

例1　五一期间，吴力在父母的协助下，从早上8：

00开始，每隔半小时分别对株洲市文化园的气温和园内人工湖的水温进行了测量，如图1－F－1所示是他根据记录的数据绘成的温度T随时间t变化的图线。

据图可以判断（　　）

图1－F－1

A．实线是水温图线，虚线是气温图线，因为水的比热容较大

B．实线是水温图线，虚线是气温图线，因为水的比热容较小

C．实线是气温图线，虚线是水温图线，因为水的比热容较大

D．实线是气温图线，虚线是水温图线，因为水的比热容较小

[解析]C　由图可知，横轴对应温度测量的时间，纵轴表示水和空气在不同时刻的温度。

其中实线对应的温度变化幅度较大，虚线对应的温度变化的幅度较小。

根据Q＝cmΔt可知，Q、m一定时，温度变化的值与其比热容成反比。

在吸热或放热情况大致相同时，可以认为水和空气的质量大致不变。

水的比热容较大，因而水的温度变化幅度较小。

热量计算讲析

一、热值

（1）定义：

燃料完全燃烧放出的热量Q与燃料质量m的比，叫做这种燃料的热值。

（2）单位：

J/kg。

（3）对热值的理解

①对热值的概念，要注重理解两个关键词“完全燃烧”与“比”。

②热值反映的是某种物质的燃烧特性，同时反映出不同燃料在燃烧过程中，化学能转变成内能的本领大小，也就是说，它是燃料本身的一种特性，只与燃料的种类有关，与燃料的形态、质量、体积等均无关。

（4）热量计算公式：

Q＝qm。

例2　在安徒生童话中，卖火柴的小女孩在严寒中只能靠点燃火柴取暖。

一根火柴的质量约为0.065g，火柴的热值平均为1.2×107J/kg，求一根火柴完全燃烧放出的热量。

[答案]火柴完全燃烧释放的热量：

Q＝qm＝1.2×107J/kg×0.065×10－3kg＝780J。

[点拨]由公式Q＝qm计算的是燃料完全燃烧放出的热量，注意：

在公式中，质量m的单位是千克（kg），热值q的单位是焦每千克（J/kg）。

二、热量的计算

计算公式：

Q吸＝cm（t－t0），Q放＝cm（t0－t）。

从热量的计算公式Q＝cmΔt可以看出，物体吸收（或放出）的热量跟物体的质量m、比热容c、升高（或降低）的温度Δt有关，使用时应注意：

①公式只适用于物体温度改变时吸收（或放出）热量的计算，对于有物态变化过程的不适用。

②公式中的“Δt”为物体温度的变化，当物体的温度升高时，Δt＝t－t0；当物体的温度降低时，Δt＝t0－t（t和t0分别指物体的末温和初温）。

利用公式计算时，要清楚吸收（或放出）热量的多少跟温度改变的多少有关。

例3　在一个质量为500g的铝质水壶中装2kg的水，并用此水壶将水从20℃加热到100℃，则需要吸收多少热量？

[c铝＝0.88×103J/（kg·℃），c水＝4.2×103J/（kg·℃）]

[答案]水吸收的热量：

Q水＝c水m水Δt＝4.2×103J/（kg·℃）×2kg×（100℃－20℃）＝6.72×105J，

壶吸