内能和热量讲义及训练题.docx
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内能和热量讲义及训练题
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30.内能和热量
学生姓名:
上课时间:
考试内容
知识点
分项细目
考试目标
了解
理解
内能和热量
分子动理论
1.分子动理论的基本观点
√
内能
1.物体的内能
√
2.改变内能的两种方法
√
热量
1.热量的概念
√
2、热量的单位
√
3.燃料的热值
√
比热容
1、比热容的概念
√
2.比热容的单位
√
3.运用比热容解释有关现象
√
4.物体吸、放热的简单计算
√
能的转化与守恒
1.速度的单位及单位换算
√
2.运用速度公式进行简单计算
√
知识点1:
分子动理论
分子动理论的基本内容:
①物质由大量分子构成;②分子做永不停息的无规则运动.温度越高的物体,其内部分子无规则运动越剧烈.③分子之间有引力和斥力.
知识点2.内能
(1)内能的概念:
物体内所有分子热运动的动能和分子势能的总和叫做物体的内能.
(2)内能的特点:
一是任何温度下的物体都具有内能;二是一个物体的温度越高,内能越大.
(3)改变物体内能的方法有以下两种:
做功和热传递,在改变物体内能上,做功和热传递是等效的.
①热传递:
只要物体之间或同一物体的不同部分之间存在着温度差,就会发生热传递,直到温度变得相同为止.
②做功:
如果外界对物体做功,那么物体的内能将增大,如果物体对外界做功物体的内能将减小.做功改变物体内能的实质是其他形式的能量与内能之间相互转化的过程.
知识点3.热量
功和热量都可以用来量度物体内能的改变,所用的单位应该相同,功的单位是焦耳,热量的单位也是焦耳,符号是J.
(1)热量和内能:
从分子动理论的观点来看,热传递实质上是内能的转移过程.热量是量度在热传递过程中,传递内能多少的物理量.
(2)温度和内能:
对于同一个物体来说,温度升高,分子无规则运动加快,它的内能增加;反之,它的内能减少.但是物体的内能不仅与它的温度有关,还与分子数目、物质的种类以及分子间距离等有关,因此,温度高的物体内能不一定多.
(3)温度和热量:
①物体吸收或放出了热量,它的温度不一定改变.例如在晶体熔化或液体沸腾过程中,物体吸热,但不升温;在晶体凝固或气体液化过程中,物体放热,但不降温.
②物体温度改变时,不一定是由于吸收或放出热量.因为改变物体的内能有两种方式,用做功的方法和热传递的方法都可以改变物体的内能.例如,利用打气筒给自行车轮胎打气,筒壁和气体温度升高是用做功的方法实现的,这时物体并没有吸热.
③在温度改变,而物态不变的情况下,物体吸收或放出的热量的多少,也是跟它升高或降低的温度
的多少有关(物体的质量、比热一定时),跟物体的初温或末温无关.
知识点4.比热容
(1)定义:
单位质量的某种物质温度升高(或降低)1℃所吸收(或放出)的热量,叫做这种物质的比热容.比热容用符号c表示,单位为
,读作“焦每千克摄氏度”.比热容的物理意义:
以水为例,水的比热容是
,它表示质量是1kg的水温度升高1℃时吸收的热量为
.
①比热容反映了物体吸热和放热本领的大小,水的比热比较大,所以我们经常利用水来做冷却物体.由于水的比热比砂石比热大,所以沿海地区白天温度升高较内地小,晚上温度降低较内地小.
②比热这个物理量与密度一样,是反映物质特性的量,它反映的是单位质量的某物质吸热(或放热)而引起温度变化的特性,每种物质都有自己的比热,不同物质的比热一般是不同的,即使是同种物质,物态不同,比热也不同.
(2)热量的计算:
根据比热容的定义,质量为m的物体,温度由t0上升(或下降)到t时,吸收(或放出)的热量为:
或
.
知识点5.内能的获得
(1)燃料的燃烧:
燃料燃烧的实质是一种化学变化,在燃烧的过程中,燃料的化学能转化为内能,也就是通常所说的释放出能量.
(2)热值定义:
的某种燃料完全燃烧时放出的热量,叫做这种燃料的热值.热值的单位是(J/kg).
Q=mq(Q表示热量,m表示燃料的质量,q表示热值).
知识点6.内能的利用、热机
(1)内燃机:
是一种动力机械,它是通过使燃料在机器内部燃烧,并将其放出的热量直接转换为动力的热机.单缸四冲程汽油机的机构示意图,图中1是进气门;2是火花塞;3是排气门;4是活塞;5是汽缸;6是连杆;7是曲轴.
(2)下图是四冲程汽油机的四个冲程示意图:
压缩冲程:
机械能转化为内能;做功冲程:
内能转化为机械能.
知识点7.能量的转化与守恒定律
能量守恒定律的内容是:
能量既不会被消灭,也不会创生.能量只会从一种形式转化为其他形式,或者从一个物体转移到另一个物体,而在转化和转移的过程中,能量的总量保持不变.
专题分类
专题一:
扩散现象
专题二:
比热容
专题三:
热值和热机
专题四:
内能和热量综合
专题五:
实验与探究
专题一:
扩散现象
【题1】下列现象中,能说明分子不停地做无规则运动的是( )
A.细雨濛濛B.雪花飞舞C.桂花飘香D.树叶飘落
【题2】下列选项中不能用分子动理论解释的是( )
A.环境恶化尘土满天飞B.炒菜时放盐使菜变咸
C.酒香不怕巷子深D.教室喷清新剂,香气四溢
【题3】关于分子动理论,下面说法中错误的是( )
A.物质由分子组成,分子间存在空隙
B.物体内分子都在不停地做无规则的运动
C.通常物质由固态变成气态,分子间距离会变大
D.分子间引力和斥力不一定同时存在
【题4】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( )
A.风的形成
B.烟从烟囱中冒出
C.用毛皮摩擦过的橡胶棒能吸引轻小物体
D.离花园较远处就能闻到花香
【题5】世界上的一切物体,无论是一粒沙、一缕烟、还是一朵花……都是由大量分子组成的,下列现象能说明分子在不停息运动的是( )
A.沙尘暴起,飞沙满天B.微风拂过,炊烟袅袅
C.阳春三月,花香袭人D.丰收季节,麦浪起伏
【题6】美丽的泉城济南,山清水秀、景色宜人.以下对泉城美景的描绘,能用“分子动理论”解释的是( )
A.千佛山,山林云遮雾罩B.趵突泉,泉水腾空跳跃
C.植物园,园内花香浓郁D.大明湖,湖面波光粼粼
【题7】今年的“5.18”海交会两岸交流更加广泛,来自台湾阿里山的桧木聚宝盆散发出的芬芳奇香,吸引人们在十几米外就能闻香而去,这是因为桧木芳香的分子( )
A.相互之间存在引力B.相互之间存在斥力
C.相互之间存在间隙D.在不停地做无规则运动
【题8】
小明学习分子动理论后,先在试管底部装一半红墨水,再在水面上注满酒精,加盖密封后静置,30日后再观察,现象如图所示.小明做的实验说明和.原子核由质子和组成.
【题9】生活中有许多关于热现象的例子.烤熟的山芋香气扑鼻,该现象表明________________;两个底面平整、干净的铅柱压紧后会粘在一起,需要用一定的外力才能将它们拉开,该实验表明___________________.
专题二:
比热容
【题1】冬天,我们常用热水袋取暖,这主要是因为水具有( )
A.较多的热量B.较大的密度
C.较高的温度D.较大的比热容
【题2】两个相同的烧杯装有质量和初温都相同的水和食用油,用相同的电加热器分别给它们加热相同的时间,则下列说法中正确的是( )
A.水吸收的热量多B.水上升的温度较高
C.它们吸收的热量相同D.它们上升的温度相同
【题3】
用一个放热稳定的热源给一个物体均匀加热,得到它的熔化图象,如图所示,那么它固态时的比热容与液态时的比热容关系是( )
A.c固>c液B.c固=c液C.c固<c液D.无法判断
【题4】水的比热容比煤油的大.如左图,用规格相同的两试管分别装上质量相同的煤油和水,隔着石棉网同时对两试管加热.右图中的哪一图线能反映该实验情况( )
【题5】
(多选)取质量相同的液体甲和乙,分别装在相同的容器中,用两个完全相同的酒精灯给它们加热,如图是这两种液体沸腾前的温度随加热时间变化的图像,则下面说法正确的是( )
A.甲的比热容小于乙的比热容
B.在相同的加热时间内,甲、乙吸收热量相同
C.加热到甲、乙温度相同时,乙吸收的热量多
D.加热到甲、乙温度相同时,甲吸收的热量多
【题6】
在相同条件下,对质量m1、比热容为c1的物质A和质量m2、比热容为c2的物质B均匀加热,物质A、B的温度随加热时间的变化情况如图所示,根据图象分析可推断出正确的结论是( )
A.若c1=c2,则m1<m2B.若c1>c2,则m1>m2
C.若m1=m2,则c1>c2D.若m1<m2,则c1>c2
【题7】
探究“比较不同物质的吸热能力”时,同学们用酒精灯同时开始均匀加热质量和初温都相等的沙子和水,装置如图.下列说法正确的是( )
A.实验中,沙子吸热升温较快,说明沙子吸热能力较强
B.在本实验中,物体吸热多少是由物质的种类决定的
C.实验中,将沙子和水加
热到相同温度时,它们吸收的热量相同
D.实验中,加热相同的时间,末温低的物质吸热能力强
【题8】甲、乙两个物体,质量相等,温度相同.把甲投入一杯热水中,热传递停止时,水温降低了
,此时把甲捞出,立即把乙在投入这杯水,热传递停止后水温又降低了
.假设整个过程没有质量和热量的损失,下列选项正确的是( )
A.
B.
C.
D.
【题9】现有两个温度相同的铁球,先把甲球放入盛有热水的杯中,热平衡后水温降低了Δt,把甲球取出,再将乙球立即放入杯中(设杯中水量没有变化),热平衡后水温又降低了Δt,则两球质量m甲和m乙大小的关系是( )
A.m甲>m乙B.m甲<m乙C.m甲=m乙D.无法判断
【题10】有质量相同的两块金属铜和铝,已知铜的比热容小于铝的比热容,则( )
A.它们降低相同的温度,铝放出的热量一定大于铜放出的热量
B.它们升高相同的温度,铜吸收的热量一定大于铝吸收的热量
C.它们放出相同的热量后,铝降低的温度一定大于铜降低的温度
D.它们吸收相同的热量后,铜的末温一定高于铝的末温
【题11】(多选)质量相等的两金属块A和B长时间放在沸水中,将它们从沸水中取出后,立刻分别投人甲、乙两杯质量和温度都相同的冷水中。
不计热量损失,当甲、乙两杯水的温度不再升高时,发现甲杯水的温度低于乙杯水的温度。
则下列说法中正确的是
A.金属块A末温比金属块B的末温高
B.金属块A放出的热量比金属块B的少
C.金属块A在沸水中吸热比金属块B吸热多
D.金属块A的比热容比金属块B的比热容小
【题12】把质量相同、材料不同的两个金属块甲和乙,加热到相同的温度,然后分别投入两杯初温相同、质量也相同的水中,发现投入金属块乙的杯内水温较高,那么可以断定甲、乙两种金属的比热容c甲_______c乙(填“>”“=”或“<”)。
【题13】(多选)下列说法中正确的是
A.温度是表示物体冷热程度的物理量
B.查下表可知冰的熔点在任何条件下都是0℃
C.查下表可知水的比热容较大,因此汽车发动机用水来冷却
D.蒸发是剧烈的汽化现象
几种物质的熔点/℃(在标准大气压下)
几种物质的比热容[J/(kg·℃)]
钨
3410
水
4.2×103
铁
1535
煤油
2.1×103
冰
0
铜
0.39×103
海波
48
铅
0.13×103
【题14】(多选)根据下表所提供的几种物质的比热容得出以下几个结论,其中正确的是
几种物质的比热容C/[J·(kg·℃)-1]
水
4.2×103
冰
2.1×103
酒精
2.4×103
砂石
0.92×103
煤油
2.1×103
铝
0.88×103
水银
0.14×103
铜
0.39×103
A.铝升高1℃时,吸收的热量0.88×103J
B.同一物质发生物态变化后,比热容改变
C.质量相等的铝块和铜块升高相同的温度,铝块吸收的热量多
D.初温相等的水和煤油放出相等的热量后,水的末温可能比煤油末温高
【题15】(多选)小华根据下列表中的数据,得出以下四个结论,其中正确的是
物质
熔点/℃
(在标准大气压下)
物质
比热容
c/[J(kg℃)-1]
冰
0
水
4.2×103
锡
232
酒精
2.4×103
铅
328
冰
2.1×103
铝
660
铝
0.88×103
铜
1083
铜
0.39×103
A.用来熔化铅的器皿可以用锡制作
B.用水作为汽车发动机散热器的冷却剂,其重要原因之一是水的比热容较大
C.质量相等的铝块和
铜块,吸收相等热量,铝块温度升高得较多
D.质量相等的水和冰块,降低相同的温度,水放出的热量是冰块的2倍
【题16】(多选)小明根据表一、表二所提供的几种物质的比热容,得出以下几个结论,其中正确的是
物质
比热容c/[J(kg℃)-1]
物质
比热容c/[J(kg℃)-1]
水
4.2×103
冰
2.1×103
酒精
2.4×103
铝
0.88×103
水银
0.14×103
铜
0.39×103
A.固体物质的比热容比液体物质的比热容大
B.同种物质状态不同时,比热容会发生变化
C.质量相同的水和冰吸收相同的热量,它们升高的温度相同
D.用水作为汽车发动机散热器的冷却剂,其主要原因是因为水的比热容较大
【题17】(多选)小红同学阅读了下表后,得出了一些结论,其中正确的是
几种物质的比热容c[J/(㎏·℃)]
水
4.2×103
干泥土
0.84×103
冰
2.1×103
铜
0.39×103
煤油
2.1×103
铅
0.13×103
A.同一物质发生物态变化后,比热容不变
B.一桶水的比热容比一杯水的比热容大
C.质量相等的铜块和铅块,降低相同的温度,铜块放出的热量多
D.质量相等的水和煤油,温度都升高1℃,水吸收的热量多
【题18】用凉水冷却滚烫的鸡蛋,鸡蛋内能是通过________的方式改变的.如果水的质量是lkg,初温为20℃,鸡蛋取出时水温为30℃,水吸收的热量为________J.[c水=4.2×l03J/(kg·℃)]
专题三:
热值和热机
【题1】在四冲程汽油机的工作过程中,机械能转化为内能的冲程是( )
A.吸气冲程B.压缩冲程C.做功冲程D.排气冲程
【题2】图中的四个冲程不是按照热机正常工作的顺序排列的,你认为让汽车获得动力的冲程是( )
【题3】汽油机的一个工作循环有四个冲程,如图是______冲程,在此冲程中______能转化为机械能.
【题4】
汽油机是热机的一种,汽油在气缸内燃烧时将______能转化为________能如图7所示是四冲程汽油机工作状态示意图,由图可以看出,此时它正处在____________冲程.
【题5】热气球充气时气囊不断膨胀,受到的空气浮力________(填“变大”、“变小”或“不变”).一次充气过程中消耗了2kg热值为4.4
×107J/kg的天然气,这些天然气完全燃烧放出的热量为________J.变大;8.8×107J
【题1】科学家发明了一
款单缸六冲程内燃机,它每一个工作循环的前四个冲程与单缸四冲程内燃机相同,在第四冲程结束后,立即向汽缸内喷水,水在高温汽缸内迅速汽化成高温、高压水蒸汽,推动活塞再次做功,水蒸汽温度_______(选填“升高”、“降低”或“不变”),这样燃烧同样多的燃料获得了更多的机械能,提高了热机的_______.为进入下一个工作循环,这款内燃机的第六冲程是_______冲程.
【题6】某家庭需要将50kg、20℃的水加热到60℃作为生活用热水,他们利用煤气灶烧水,需燃烧0.8kg煤气.已知煤气的热值q=4.2×107J/kg,水的比热容c=4.2×103J/(kg•℃).求:
(1)50kg、20℃的水加热到60℃需吸收的热量;(2)完全燃烧0.8kg煤气放出的热量;(3)煤气灶烧水的效率
专题四:
内能和热量综合
【题1】
如图所示,小明从滑梯上下滑,在这一过程中,他的( )
A.动能转化为重力势能
B.重力势能全部转化为动能
C.机械能保持不变
D.机械能一定减少
【题2】下列现象中,通过热传递来改变内能的是( )
【题3】下列现象中,通过热传递改变物体内能的是( )
A.反复弯折后,铁丝的温度升高B.火车经过后,铁轨的温度升高
C.用火炉烧水,水的温度升高D.两手相互搓揉,手掌发热
【题4】下列关于功、内能和热量的描述中正确的是( )
A.物体的温度不变,内能一定不变
B.做功和热传递都能改变物体的内能
C.温度高的物体含有的热量比温度低的物体多
D.热量总是从内能大的物体向内能小的物体传递
【题5】关于热现象,下列说法正确的是( )
A.夏天用电风扇吹风能使人感到凉爽,这是因为电风扇降低了空气的温度
B.海洋对全球气温起到了很好的调节作用
C.“摩擦生热”现象是用热传递的方法改变物体的内能
D.晶体和非晶体都有一定的熔点
【题6】关于温度、内能和热量,下列说法正确的是( )
A.物体内能增大,一定从外界吸收热量
B.汽油机在做功冲程中把机械能转化为内能
C.物体内能减少时,温度可能不变
D.锯条锯木板时,锯条的内能增加,木板的内能减少
【题7】(多选)下列说法中正确的是( )
A.物体内能增加,可能是从外界吸收了热量
B.流星与空气摩擦生热、发光,内能转化为机械能
C.用保鲜袋装蔬菜放入冰箱,为了减慢液体蒸发
D.在高山上烧水时,90℃水就能沸腾,说明水的沸点与气压有关
【题8】关于内能,下列说法中正确的是( )
A.物体吸收热量,温度一定升高B.物体内能增加,温度一定升高
C.物体温度越高,其内能就越大D.物体机械能增大,其内能一定增加
【题9】关于内能,下列说法正确的是( )
A.物体内能增加,它一定吸收了热量
B.0℃的冰块变成同温度的水,内能不变
C.用气筒打气时筒壁发热,是热传递的方式使筒壁内能增加
D.反复弯折铁丝使其温度升高,是做功的方式使铁丝内能增加
【题10】关于内能,下列说法中正确的是?
( )
A.温度为0℃的物体的内能为零
B.物体的温度升高,物体内能就增大
C.物体的内能增大,一定是吸收了热量
D.物体的内能就是物体内部分子做无规则运动的分子动能的总和
【题11】下列关于内能说法正确的是( )
A.物体内能增大一定是吸收了热量B.物体的内能增大一定是外界对物体作了功
C.同一物体温度越高内能越大D.机械能增大内能一定增大
【题12】关于温度、热量和内能,下列说法中正确的是( )
A.0℃的冰内能为零
B.两个物体温度相同,它们不发生热传递
C.物体温度越高,所含热量越多
D.对物体做功,物体的温度一定升高
【题13】(多选)关于物体内能、热量和温度,下列说法正确的是( )
A.物体吸收了热量,温度不一定升高B.物体内能增加,一定是吸收了热量
C.物体的内能增加,温度不一定升高D.物体温度升高,一定是吸收了热量
【题14】“钻木”能“取火”,说明____________可以改变物体的内能;“烤火”能“取暖”,说明____________可以改变物体的内能.
【题15】为节能减排,我省实施了“暖房子”工程.项目之一是在楼房的外墙贴泡沫板,这样可以有效地阻碍热传递,从而减少房间里的______能的损失.在施工过程中,若出现高空坠物,其较大的重力势能转化成的_______能会造成事故,因此,工人进入施工现场必须戴安全帽.
专题五:
实验与探究
【题1】把一个薄壁金属管固定在桌上,里面放一些乙醚,用塞子塞紧,拿一根绳子在管外绕几圈并迅速地来回拉绳子,将看到如图所示的现象.关于这一过程中能量的转化或者转移有如下的一个关系图,请完成填空.
【题2】上课时老师给同学们演示了“水也能使某些液体沸腾”的实验:
将适量的乙醚例入试管中,塞上木塞,然后浸入有热水的烧杯中.如图甲所示.一会儿.观察到试管中的乙醚沸腾起来,接着听到“砰”一声,木塞冲出了试管口.
(1)烧杯中温度计示数如图15乙所示,则热水的温度为______℃;
(2)从实验中可知乙醚的沸点______选填“大于”、“小于”或“等于”)热水的温度;
(3)木塞冲出试管口的瞬间.乙醚的温度降低,内能(选填“增大”或“减小”),这是通过_的方式改变乙醚的内能.
【题3】
为了比较水和沙子吸热本领的大小,小文做了如图18所示的实验:
在两个相同的烧杯中,分别装有质量、初温都相同的水和沙子,用两个相同的酒精灯对其加热,实验数据记录如下表:
(1)在此实验中用_________表示水和沙子吸热的多少;
(2)分析表中的实验数据可知:
质量相同的水和沙子,升高相同温度时,水吸收的热量_________沙子吸收的热量(选填“大于”或“小于”);
(3)如果加热相同的时间,质量相同的水和沙子,_________升高的温度更高(选填“水”或“沙子”).
质量/g
升温10℃所需时间/s
升温20℃所需时间/s
升温30℃所需时间/s
沙子
30
64
89
124
水
30
96
163
220
【题4】为了探究液体温度升高时吸收热量的多少与哪些因素有关,小刚和几个同学做了如下实验:
在四个相同的烧杯中分别盛有水和煤油,用相同的加热器给它们加热.加热器每分钟放出的热量相等,且放出的热量全部被水和煤油吸收.下表是同学们记录的实验数据,请你根据下表中的实验数据,回答下列问题:
烧杯号
物质
质量(g)
初温(℃)
末温(℃)
加热时间(min)
1
水
300
20
30
12
2
水
150
30
40
6
3
煤油
300
10
20
6
4
煤油
300
20
25
3
(1)分析比较___________号两个烧杯的实验数据,可以得出的初步结论是:
在质量和升高的温度都相同时,____________________________________.
(2)分别比较1、2号和3、4号烧杯的实验数据,结合
(1)中的结论,归纳后可得出结论:
物体温度升高时吸收热量的多少与____________________________这几个因素有关.
【题5】为了探究影响电热的因素,小伟设计了如图所示电路,烧瓶中盛有质量、初温均相等的煤油,R甲>R乙.
(1)为了在较短的时间内达到明显的实验效果,选用煤油而不用水,主要是由于______________.
(2)通电一段时间后,比较两烧瓶中温度计的示数,是为了探究电热与_____________的关系.
(3)要利用此装置来探究电热与电流的关系,你还需要的操作是__________________________.
(4)将此装置改装后可测量煤油的比热
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