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期末復習 內能
知識目標及重難點 考情分析
1. 了解內能的含義，能簡單表述溫度和內能的關系； 2. 影響物體內能大小的因素； 3. 內能與機械能的區別； 4. 理解比熱容的概念，利用比熱容的有關知識解釋生活中有關現象。 考查題型：單選、填空、實驗、計算 考查分值：3-6分
知識點1 分子熱運動
1. 物質的構成
物質是由分子、原子構成的。如果把分子看成球形，一般分子的直徑只有百億分之幾米，人們通常以10－10m為單位來度量分子（分子直徑的數量級為10－10m）。
2. 分子熱運動
（1）擴散現象：不同物質在相互接觸時，彼此進入對方的現象。
（2）擴散現象說明：①一切物質的分子都在不停地做無規則的運動；②分子之間有間隙。
（3）固體、液體、氣體都可以發生擴散現象（炒熟的菜有咸味、紅墨水使清水變紅、我們可以聞到花香等），只是擴散的快慢不同，氣體間擴散速度最快，固體間擴散速度最慢。汽化、升華等物態變化過程也屬于擴散現象。
（4）擴散速度與溫度有關，溫度越高，分子無規則運動越劇烈，擴散越快。
（5）由于分子的運動跟溫度有關，所以這種無規則運動叫做分子的熱運動。
注意：分子運動與物體運動要區分開：擴散、蒸發等是分子運動的結果，而飛揚的灰塵，液、氣體對流是物體運動的結果。
3. 分子間的作用力
分子間相互作用的引力和斥力總是同時存在，同時增大、同時減小。
（1）當分子間距離等于r0（r0=10-10m）時，分子間引力和斥力相等，合力為0，對外不顯力；
（2）當分子間距離減小，小于r0時，分子間引力和斥力都增大，但斥力增大得更快，斥力大于引力，分子間作用力表現為斥力（即當分子間的距離比較小時，斥力起主要作用）；固體和液體很難被壓縮是因為分子之間的斥力起主要作用。
（3）當分子間距離增大，大于r0時，分子間引力和斥力都減小，但斥力減小得更快，引力大于斥力，分子間作用力表現為引力（即當分子間的距離比較大時，引力起主要作用）；固體很難被拉斷，鋼筆寫字，膠水粘東西都是因為分子之間引力起主要作用。
（4）當分子間距離繼續增大，分子間作用力繼續減小，當分子間距離大于10 r0時，分子間作用力就變得十分微弱，可以忽略了。（例如破鏡不能重圓的原因是：鏡塊間的距離遠大于分子之間作用力的作用范圍，鏡塊不能因分子間作用力而結合在一起）
考點1 分子熱運動
例題1 難度：★★
（廣州）咸魚放在冰箱冷凍室里一晚，冷凍室內有咸魚味，這表明（ ）
A．分子間存在引力 B．分子不停地運動
C．分子間存在斥力 D．溫度越低，分子運動越慢
變式1-1 難度：★
（日照）市教育局明確要求全市所有中小學均為無煙學校．各學校會議室里均張貼了如圖所示的標志，這主要是考慮到在空氣不流通的房間里，只要有一個人吸煙，其他人都在被動吸煙，這是因為（ ）
A．物質是由分子組成的
B．分子之間有作用力
C．分子之間有間隙
D．分子在不停地運動
變式1-2 難度：★
（揚州）下列現象中，不能用分子動理論解釋的是（ ）
A．走進花園聞到花香
B．放入水中的糖使水變甜
C．看到煙霧在空中彌漫
D．水和酒精混合總體積變小
變式1-3 難度：★★
（隨州）宏觀的熱現象如果用微觀的分子動理論去分析，常常會得到全新的認識．以下說法不正確的是（ ）
A．水的汽化速度與溫度有關，溫度越高水分子運動越快，“外逃”到空氣中的速度就越快
B．冰直接變成水蒸氣屬于升華現象，冰塊內部的水分子并未停止運動，一段時間后，冰中的水分子“悄悄外逃”到空氣中了
C．氣體能夠被壓縮說明分子間存在間隙
D．固體或液體物質不會自動縮小體積說明組成它們的分子間不存在引力
考點2 分子間的作用力
例題2 難度：★
（諸城模擬）液體很難被壓縮的原因是（　　）
A．分子間有間隙 B．分子間存在著引力
C．分子間存在著斥力 D．分子在不停地運動
變式2-1 難度：★
用細線把很干凈的玻璃板吊在彈簧測力計的下面，記住測力計的讀數.使玻璃板水平接觸水面，然后稍稍用力向上拉玻璃板，如圖所示，則彈簧測力計的讀數（ ）
A．不變，因為玻璃板重力不變
B．變小，因為玻璃板受到了浮力
C．變大，因為玻璃板沾水變重了
D．變大，因為玻璃板與水的接觸面之間存在分子引力
變式2-2 難度：★★
（天津和平期中）如圖所示，是由微顆粒（1~50nm）制備得到的新型防菌“納米紙”，在“納米紙”的表面細菌無法停留且油水不沾，與此現象有關的判斷正確的是（ ）
A．組成“納米紙”的分子間沒有間隙
B．油與“納米紙”的分子間有斥力沒有引力
C．“納米紙”可阻止細菌分子無規則運動
D．油分子間的引力使紙面上的油匯集成小油珠
變式2-3 難度：★★
（河北）用“分子的觀點”解釋下列現象，不正確的是（ ）
A．水結成冰——分子發生變化
B．氣體易被壓縮——分子間隔大
C．水加糖變甜——分子不停地運動
D．鐵塊很難壓縮——分子間存在斥力
知識點2 內能
1. 內能
物體內部所有分子熱運動的動能與分子勢能的總和，叫做物體的內能（物體的內能不是指某個或幾個分子）。
任何物體在任何情況下都有內能；內能的單位為焦耳（J）；內能具有不可測量性。
2. 影響物體內能大小的因素
（1）溫度：在物體的質量、材料、狀態相同時，物體的溫度升高，內能增大，溫度降低，內能減小；反之，物體的內能增大，溫度卻不一定升高（例如晶體在熔化的過程中要不斷吸熱，內能增大，而溫度卻保持不變），內能減小，溫度也不一定降低（例如晶體在凝固的過程中要不斷放熱，內能減小，而溫度卻保持不變）。溫度再低，物體的內能也不會為零。
（2）質量：在物體的溫度、材料、狀態相同時，物體的質量越大，物體的內能越大。
（3）材料：在溫度、質量和狀態相同時，物體的材料不同，物體的內能可能不同。
（4）存在狀態：在物體的溫度、材料質量相同時，物體存在的狀態不同時，物體的內能也可能不同。
注意：（1）任何物體在任何情況下都有內能：既然物體內部分子永不停息地運動著和分子之間存在著相互作用力，那么內能是無條件存在著的，無論是高溫的鐵水，還是寒冷的冰塊。
（2）內能與狀態有關，相同條件下的0℃的水比0℃的冰具有更多的內能；相同條件下的100℃的水蒸氣比100℃的沸水具有更多的內能。
（3）比較兩個物體的內能，有時還要考慮物體內所含分子的數目。
3.內能的利用
（1）利用內能來加熱物體。
（2）利用內能來做功。
4.內能與機械能的對比
機械能 內能
不同點 宏觀的；與機械運動有關，與溫度無關。 微觀的；與溫度等因素有關。
說明 機械能與內能是兩種不同的能量形式，兩者沒有必然的聯系。不能說物體運動越快，內能越大。
5. 改變內能的兩種方式：做功和熱傳遞
（1）做功（例如搓手取暖、鉆木取火、打氣筒變熱）：
①做功可以改變內能：對物體做功物體內能會增加，物體對外做功物體內能會減少。
②做功改變內能的實質：內能和其他形式的能（主要是機械能）的相互轉化的過程。
③如果僅通過做功改變內能，可以用做功多少度量內能的改變大小。
（2）熱傳遞（例如熱水袋暖手、冰凍食物、烤火等）：
①定義：熱傳遞是能量從高溫物體傳到低溫物體或從同一物體的高溫部分傳到低溫部分的過程。
②熱量：在熱傳遞過程中，傳遞內能的多少叫做熱量。熱量的單位是焦耳。（熱量是變化量，只能說“吸收熱量”或“放出熱量”，不能說“含”、“有”熱量。“傳遞溫度”的說法也是錯的。）
③熱傳遞過程中，高溫物體放出熱量，溫度降低，內能減少；低溫物體吸收熱量，溫度升高，內能增加。④熱傳遞改變內能的實質：內能的轉移。
注意：①在熱傳遞過程中，是內能在物體間的轉移，能的形式并未發生改變。
②在熱傳遞過程中，若不計能量損失，則高溫物體放出的熱量等于低溫物體吸收的熱量。
③因為在熱傳遞過程中傳遞的是能量而不是溫度，所以在熱傳遞過程中，高溫物體降低的溫度不一定等于低溫物體升高的溫度。
④熱傳遞的條件：存在溫度差。如果沒有溫度差，就不會發生熱傳遞。
⑤做功和熱傳遞改變物體內能上是等效的。但做功和熱傳遞改變內能的實質不同，前者能的形式發生了變化，后者能的形式不變。
6. 溫度、熱量、內能的區別：
（1）溫度、熱量、內能
物理量 定義 說明 例子
溫度 物體的冷熱程度，是個狀態量。 溫度升高，內能增加，但不一定是吸了熱（可能是做了功） 今天很熱；這塊鐵很熱
熱量 熱傳遞中傳遞的能量，是個過程量。 吸收熱量，內能增加，但不一定升溫（冰熔化時） 熔化吸熱；凝華放熱
內能 所有分子動能與勢能的總和，是個狀態量。 內能增加，可能是吸熱，也可能是外界做了功 摩擦生熱
（2）區分溫度、熱量、內能三者的關系
①區別：溫度表示物體的冷熱程度。從分子動理論的觀點來看，溫度是分子熱運動激烈程度的標志，對同一物體而言，溫度只能說“是多少”或“達到多少”，不能說“有”“沒有”或“含有”等。
熱量是在熱傳遞過程中，物體吸收或放出熱的多少，其實質是內能的變化量。熱量跟熱傳遞緊密相連，離開了熱傳遞就無熱量可言。對熱量只能說“吸收多少”或“放出多少”，不能在熱量名詞前加“有”或“沒有”“含有”。
內能是物體內部所有分子做無規則運動的動能和分子勢能的總和。內能只能說“有”，不能說“無”。只有當物體的內能改變，并與做功或熱傳遞相聯系時，才有數量上的意義。
②聯系：在不發生物態變化時，物體吸收了熱量，內能增加，溫度升高；物體放出了熱量，它的內能減少，溫度降低。在發生物態變化時，物體吸收了熱量，內能增加，溫度可能不變；物體放出了熱量，內能減少，溫度可能不變。
考點3 內能
例題3 難度：★★
關于溫度、熱量、內能，以下說法正確的是（ ）
A．0℃的冰沒有內能
B．水沸騰時繼續吸熱，溫度保持不變
C．物體的溫度越低，所含的熱量越多
D．物體的內能與溫度有關，只要溫度不變，物體的內能就一定不變
變式3-1 難度：★★
關于溫度、內能和熱量，下列說法正確的是（ ）
A．物體的內能越多，放熱一定越多
B．溫度相同的物體，其內能一定相等
C．物體的內能增加，一定要吸收熱量
D．晶體熔化時溫度不變，其內能一定增加
變式3-2 難度：★★
關于內能，下列說法正確的是（ ）
A．溫度高的物體具有內能，溫度低的物體沒有內能
B．溫度高的物體一定比溫度低的物體具有的內能多
C．鐵水凝成鐵塊，內能減少
D．0℃的水變成0℃的冰，溫度不變，所以內能不變
變式3-3 難度：★★
如圖是某物質由液態變為固態過程溫度隨時間變化的圖象。下列說法正確的是（ ）
A．t4時刻物體內能為零
B．t2、t3時刻物體內能相等
C．t2時刻物體內能比t3時刻小
D．t1時刻物體分子動能比t2時刻大
考點4 改變內能的兩種方式
例題4 難度：★
（泉州中考）下列生活情景中，屬于通過熱傳遞途徑改變物體內能的是（ ）
A．小孩從滑梯上滑下，臀部有灼熱感
B．冬天，人們常常搓手使手變暖
C．冬天，人們常用熱水袋取暖
D．鐵絲被反復彎折，彎折處會變熱
變式4-1 難度：★
（泰安）下列物理現象中，屬于通過做功途徑改變物體內能的是（ ）
A．冬天曬太陽人會感到暖和
B．飲料放入冰箱冷藏室會變涼
C．鋸木頭時鋸條會變熱
D．燒紅的鐵塊放入水中會變涼
變式4-2 難度：★★
（廣州）如圖所示，在一個配有活塞的厚玻璃筒內放一小團硝化棉，迅速下壓活塞，硝化棉燃燒，下列說法正確的是
A．迅速向上抽活塞，硝化棉也能燃燒
B．此實驗只通過熱傳遞改變筒內空氣的內能
C．下壓活塞的過程，空氣的內能轉化為活塞的機械能
D．硝化棉燃燒，是因為玻璃筒內空氣的溫度升高，內能增大
變式4-3 難度：★★
如圖所示，在廣口厚玻璃瓶內裝入少量的水，并滴入幾滴酒精，塞緊塞子后，用氣筒往瓶內打氣，當塞子跳出時，看到瓶口有白霧出現。下列關于該實驗的分析錯誤的是（ ）
A．往瓶內打氣時，外界對瓶內氣體做功
B．往瓶內打氣時，瓶內氣體內能減少
C．瓶塞跳出時，瓶內氣體溫度降低
D．瓶塞跳出時，瓶內氣體對外做功
知識點3 比熱容
1. 探究物質的吸（放）熱能力
（1）用“電熱器”而不是用“酒精燈”加熱的優點是：加熱器在相同的時間里放出的熱相等，同時減少熱損失，方便比較吸收熱量的多少。可以保證物體在一定時間內吸收的熱量相等。
（2）比較液體吸收熱量的多少：比較加熱時間，相同的時間吸收的熱量相同。
（3）實驗采用的探究方法：①控制變量法：相同質量的水和油；初溫相同；利用不同的物質（水和油）；
②轉換法：用溫度變化來反映吸（放）熱能力。
（4）此實驗中如何比較物質的吸熱能力？
兩種方法：相同條件下，時間相同時比較溫度升高的多少；相同條件下，升溫相同時比較吸熱的多少。
（5）如何設計實驗表格？
實驗時需要觀察和記錄的數據有兩種液體升高的溫度和加熱所需的時間。記錄數據的表格如下：
液體的質量＝ kg
實驗次數 升高的溫度/℃ 加熱水需要的時間/min 加熱油需要的時間/ min
1 10
2 20
3 30
（6）實驗結論：①不同的物質，在質量相等、升高相同的溫度時，吸收的熱量不同；或者說“不同的物質，吸熱能力不同”。
②相同條件下，水的吸熱能力強。
注意：（1）相同條件下，升溫快（多），表明吸熱能力差；
（2）物質的吸熱能力強，則它的放熱能力也強。
2. 比熱容
（1）定義：單位質量的某種物質溫度升高（或降低）1℃時吸收（或放出）的熱量。比熱容用符號c表示，它的單位是焦每千克攝氏度，符號是J/(kg·℃)
（2）物理意義：比熱容是表示物體吸熱或放熱能力的物理量。
（3）水的比熱容c水＝4.2×103J/(kg·℃)，物理意義為：1kg的水溫度升高（或降低）1℃，吸收（或放出）的熱量為4.2×103J。水常用來調節氣溫、取暖、作冷卻劑、散熱，是因為水的比熱容大。
（4）比熱容是物質的一種特性，比熱容的大小與物體的種類、狀態有關，與質量、體積、溫度、密度、吸熱放熱、形狀等無關。
（5）比較比熱容的方法：
①質量相同，升高溫度相同，比較吸收熱量多少（加熱時間）：吸收熱量多，比熱容大。
②質量相同，吸收熱量（加熱時間）相同，比較升高溫度：溫度升高慢，比熱容大。
注意：某物質的比熱容大，則吸（放）熱的能力就強，在相同條件下，它的溫度變化就小。
（6）可以利用比熱容來鑒別物質。
3. 熱量的計算：
（1）在計算物體吸收熱量時，常用Q吸代表物體吸收的熱量，t0代表物體吸熱前的溫度，t代表物體吸熱后的溫度，則計算公式為Q吸＝cm（t－t0）。
（2）在計算物體放出熱量時，常用Q放代表物體放出的熱量，t0代表物體放熱前的溫度，t代表物體放熱后的溫度，則計算公式為Q放＝cm（t0－t）。
（3）小結：我們可以將物體吸、放熱的公式合并寫作：Q＝cmΔt
Q、c、m仍代表吸收或放出的熱量、比熱容、質量，Δt代表變化的溫度，計算時應注意Δt＞0。
計算時都要用國際單位，即質量用kg，比熱容用J/（kg·℃），溫度用℃，熱量用J。
（4）公式應用：
由Q＝cm△t可知：當m與△t相同時，c越大，則Q越大；c越小，則Q越小；
由△t＝可知：當Q與m相同時，c越大，△t越小；c越小，△t越大。
注意：（1）物體吸收（或放出）熱量的多少跟它的比熱、質量和溫度變化的多少三個因素有關，并且由它們的乘積所決定，跟物體的初溫t0或末溫t無關。
（2）公式適用于物態不發生變化時的情況，如果過程中存在物態變化，不能使用這兩個公式。尤其要注意水的沸點這一隱含條件帶來的錯誤！
考點5 物質的比熱容
例題5 難度：★★
（益陽）關于比熱容，下列說法正確的是（ ）
A．500 mL水比200 mL水的比熱容大
B．相同質量的酒精與汽油完全燃燒放出的熱量不同，是因為它們的比熱容不同
C．質量相同的鐵和鋁，吸收相同的熱量后，鋁的溫度升高較少，說明鋁的比熱容比鐵大
D．熱水變涼后其比熱容變小
變式5-1 難度：★★
（南京）下表是一些物質的比熱容[J/（kg·℃）]：
水 4.2×103 鋁 0.88×103
煤油、冰 2.1×103 干泥土 0.84×103
砂石 0.92×103 銅 0.39×103
根據表中數據，下列判斷正確的是
A．物質的比熱容與物質的狀態無關
B．100 g水的比熱容是50 g水的比熱容的兩倍
C．質量相等的鋁塊和銅塊吸收相同的熱量，銅塊溫度變化較大
D．寒冬季節，放在室外盛有水的水缸會破裂，主要是因為水的比熱容較大
變式5-2 難度：★★
（江西）《舌尖上的中國2》聚焦于普通人的家常菜，讓海內外觀眾領略了中華飲食之美．如圖所示，通過煎、炒、蒸、拌烹調的四種美食中所包含的物理知識，認識正確的是
A．煎：煎鍋一般用鐵制造，主要是利用了鐵的比熱容大
B．炒：主要是通過做功的方式使藜蒿和臘肉的內能增加
C．蒸：是通過熱傳遞和高溫水蒸氣液化放熱，將榆錢飯蒸熟
D．拌：香蔥和豆腐要拌著才能入味，說明分子沒有做無規則運動
變式5-3 難度：★★
水的比熱容較大，人們往往利用它的這一特性為生產、生活服務。下列事例中與這一特性無關的是（ ）
A．讓熱水流過散熱器來取暖
B．在大的河流上建水電站，用水發電
C．晚上向秧田里灌水
D．汽車發動機用水循環冷卻
考點6 與比熱容相關的熱量計算
例題6 難度：★★
（株洲）過去常用水作冷卻劑給汽車的發動機降溫，這是利用了水的比熱容較________的性質．某汽車水箱中裝了5 kg的水，發動機運行一段時間后，水溫升高了20℃，則在這個過程中，水吸收的熱量是________J．水的比熱容為4.2×103 J/（kg·℃）．
變式6-1 難度：★★
（黃石）一根質量為2 g的燒紅的鐵釘，溫度是600℃，若它的溫度降低到100℃，釋放的熱量為______J．若這些熱量全部用于加熱100 g常溫的水，則水溫將升高_____℃．[已知鐵的比熱容為0.46×103 J/（kg·℃），水的比熱容為4.2×103 J/（kg·℃）]
變式6-2 難度：★★
用兩個相同的“熱得快”，分別給質量、初溫都相同的甲、乙兩種液體同時加熱，兩液體的溫度隨時間變化的圖像如圖所示．根據圖像可知，甲液體的比熱容________（選填“大于”、“等于”或“小于”）乙液體的比熱容．質量為500 g、初溫為20℃的甲液體溫度升高到90℃，吸收的熱量為________J．[甲液體的比熱容為1.8×103 J/（kg·℃）]．
考點7 比較不同物質的吸熱能力實驗
例題7 難度：★★
為了比較水和食用油的吸熱能力，小明用兩個相同的裝置做了如圖所示的實驗。用溫度計測量液體吸收熱量后升高的溫度值，并用鐘表記錄加熱時間。實驗數據記錄如下表。
物質 質量/g 初始溫度/℃ 加熱時間/min 最后溫度/℃
水 60 20 6 45
食用油 60 20 6 68
（1）在實驗過程中控制加熱時間相同，通過比較____________來研究水和食用油吸熱能力的差異。
（2）在此實驗中，如果要使水和食用油的最后溫度相同，就要給_________加熱更長的時間，此時水吸收的熱量_________（選填“大于”、“小于”或“等于”）食用油吸收的熱量。
（3）通過實驗可以得到不同的物質吸熱能力不同，物質的這種特性用_________這個物理量來描述。
變式7-1 難度：★★
[湖北黃岡調考]如圖所示，在兩個相同的燒杯中分別盛有質量、初溫都相等的水和牛奶，用兩個相同酒精燈對其加熱。
（1）加熱過程中，發現要使它們上升相同的溫度，需給水加熱的時間要長一些，這是因為_____________________________。
（2）停止加熱后，在相同時間內，盛有_________（選填“水”或“牛奶”）的燒杯溫度下降得快些。若要使其溫度下降不至太快，請說出一種方法：______________________。
變式7-2 難度：★★
為了比較水和煤油的吸熱能力，曉雯設計了如下實驗步驟：A．在兩個同樣的燒杯中，分別裝入等體積的水和煤油；B．用兩支溫度計分別測出水和煤油的初溫；C．在燒杯中，分別放入功率相同的電熱器，加熱相同時間；D．用溫度計分別測出水和煤油的末溫。
（1）步驟A存在的錯誤是__________________，應改為_________________________
______________________________________________；
（2）步驟C，加熱相同時間是為了使水和煤油__________________；
（3）步驟B和D是為了得出水和煤油___________________________。

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