准初三丨物理内能(最新版)章末知识总结归纳

 

2019-01-18 00:49

  内能是九年级物理第一章的内容,老师讲这个部分可能比较快,颜老师总结了知识框架、考点分析和例题详解,赶快来巩固一下吧!

  分子的热运动就是分子之间的无规则运动,因为分子运动的快慢程度与温度有关,温度越高分子运动越剧烈,扩散越快,所以分子之间的无规则运动又叫热运动。

  了解分子热运动,并能用其解释某些热现象,物理学方法:转换法,来体现温度对分子的运动激烈情况,都是命题方向。

  例1: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()

  分析:(1)物质是由大量分子组成的,组成物质的分子永不停息地做无规则的运动,扩散现象证明分子作无规则的运动.

  解:分子运动属于扩散现象,是肉眼看不见的运动,机械运动是物体的运动,是宏观上的运动,是看的见的运动;

  A、B、D选项中的现象都是肉眼看的见的运动,属于机械运动.而香气扑鼻是微观上的分子运动,属于扩散现象.故选C.

  例2:五月槐花盛开,香飘四野.我们能闻到花香,说明花朵中的芳香分子在______,气温高时香气更浓,说明 ___________

  分析:闻到花香说明有花的芳香分子运动到鼻子了,气温高时香气更浓,意味着闻到了更多的芳香分子.

  解:五月槐花盛开,花朵的芳香分子在不停的做无规则运动,温度越高,分子动能就越大,运动就越快.故答案为:做无规则运动,温度越高,分子运动越快。

  分析:物质是由分子组成的,分子永不停息地做无规则,分子间存在相互作用的引力与斥力,分子很小,不能用肉眼直接观察到.

  解:A、组成物质的分子间同时存在相互作用的引力与斥力,故A错误;B、水结冰后,分子仍然不停地做无规则的运动,故B错误;C、酒精分子不停地做无规则的运动,通过扩散空气中充满酒精分子,“酒香不怕巷子深”说明分子在不停地运动,故C正确;D、组成物质的分子很小,不能用肉眼直接观察到,沙尘与尘土是固体小颗粒,不是分子,故D错误;故选C.

  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()

  解:A、风是由于空气的流动形成对流而产生的,故无法用分子动理论的知识解释,故A错误;B、烟是由无数小颗粒组成的,每个小颗粒都是由无数分子组成,故烟的运动无法用分子动理论解释,故B错误;C、毛皮摩擦橡胶棒使橡胶棒上带上了电荷,所以能吸引小物体,属于电荷的移动,无法用分子动理论解释,故C错误;D、在花园里由于花香分子在不停地做无规则运动,所以我们在远处可以闻到花香,故D正确.故选D.

  (2)如固体和液体能保持一定的体积表明分子间存在引力;分子间的斥力使分子离得很近的固体和液体很难进一步被压缩.当分子距离很小时,分子间作用力表现为斥力;当分子间距离稍大时,分子间作用力表现为引力,如果分子相距很远,分子间作用力就变得十分微弱,可以忽略.

  如图所示,将两个铅柱的底面削平、削干净,然后紧紧地压在一起,两铅块就会结合起来,甚至下面吊一个钩码部不能把它们拉开,这个实验现象说明了()

  分析:要解答本题需掌握:分子间存在引力的条件,即分子间的距离大于平衡距离.

  解:两块表面平整的铅放在一起,经过一段时间下面能吊起重物,说明分子间存在引力.故选B.

  固体具有一定的体积和形状是因为固态的物质中分子的排列十分紧密,粒子间有强大的_______;液体没有确定的形状,具有流动性,是因为液态物质中分子没有固定的位置,粒子的作用力比固体的作用力要________(填“大”或“小”)

  解:固态时分子只在平衡位置上振动,分子间距很小,分子间的作用力很大,所以固体有一定的形状和一定的体积;液态时分子在平衡位置上振动一段时间,还要移动到其他的位置上振动,分子间距比固态大,分子间的作用力比固态小,所以液体有一定的体积,但是没有一定的形状.故答案为:作用力,小.

  (2)分子永不停息地做无规则运动--扩散运动--温度越高则热运动越激烈;

  原子的核式模型及物质是由分子和原子组成,用分子动理论解释某些热现象,宏观热现象与分子热运动的联系,是命题方向。

  分析:分子动理论的内容包括:物质是由大量分子组成的,分子在永不停息的做无规则运动,分子间存在着相互的引力和斥力.

  解:A、热水瓶内温度降低后内部气压减小,在压强差的作用下,瓶塞有时很难拔出,与分子引力无关,不能用分子理论解释,不符合题意;B、矿石能被粉碎成粉末,固体大颗粒变成小颗粒,与分子无关,不能用分子理论解释,不符合题意;C、压缩弹簧需要用力,是因为弹簧在发生弹性形变时产生了弹力,与分子无关,不能用分子理论解释,不符合题意;D、污水排入池塘后不久,整个池塘水被污染了,是液体分子的扩散现象,说明了分子在不停地做无规则运动,能用分子理论解释,符合题意.故选D.

  例2:目前使用天然气的公交车已投入运营,它将天然气压缩后存储在钢瓶中作为车载燃料.从微观角度看,天然气容易被压缩是因为( )

  分析:构成物质的微粒之间有一定的间隔,气体微粒之间的间隔比较大,而液体和固体之间的间隔要小很多.

  解:由于构成气体的分子之间存在比较大的间隔、作用力小,所以比较容易被压缩,而液体和固体中的微粒之间间隔比较小,比较难被压缩.故答案为:天然气分子间距离大作用力小.

  (3)物体本身没有热量.不能说某个物体具有多少热量,更不能比较两个物体热量的大小.

  ①“热量是在热传递过程中物体内能改变的量度”.反映了热量与内能的内在联系.但是,内能与热量又是两个本质不同的物理量,不能混为一谈.内能是“状态量”,一个物体在一定的状态下具有一定的内能;而热量是“过程量”,它是在热传递过程中用来量度物体内能改变多少的物理量.离开热传递的物理过程,谈热量的多少是毫无意义的.

  ②热量和温度也不能混为一谈,温度是“状态量”,热量是“过程量”,它们之间的联系只表现在热传递的过程,绝不能认为“温度越高的物体含有的热量越多”.

  分析:(1)热量是过程量,就是说,热量只存在于热传递或热交换过程中,只能说吸收或放出热量,热量传递等;热量不是状态量,不能说含有或者具有热量.(2)当温度不同的物体互相接触时,高温物体放出热量,温度降低,低温物体吸收热量,温度升高.

  解:A、物体所含有的热量,这种说法错误,不能说含有或者具有热量,故A错误;B、不能说物体的热量,水比煤油热量多,这种说法错误,不能说含有或者具有热量,故B错误;C、物体所含有的热量,这种说法错误,不能说含有或者具有热量,故C错误;D、当温度不同的物体互相接触时,高温物体放出热量,温度降低,低温物体吸收热量,温度升高,故D说法正确.故选D.

  热量是一个过程量,只有发生了热传递,有了内能的转移,才能讨论热量问题,因此,热量的大小与物体的多少、物体的温度的高低没有关系.不能说某个物体具有多少热量,更不能比较两个物体具有的热量的多少.

  (1)分子有质量,分子在不停地做着无规则运动,所以分子具有动能;分子间存在着相互作用力,所以分子之间还具有势能.在物理学中,把物体内部所有分子热运动的动能与分子势能的总和,叫做物体的内能

  ①物体的内能与温度有关.温度越高,物体内部分子的无规则运动越剧烈,物体的内能就越大;

  ②物体的内能与质量有关.在温度一定时,物体的质量越大,分子的数量越多,物体的内能就越大;

  ③物体的内能还和状态有关.如:一定质量的固态晶体熔化为同温度的液体时,内能增大.

  分析:任何物体在任何温度下都具有内能,同一物体的内能与温度有关,做功和热传递都能改变内能;结合这些知识可解答此题.

  解:A、物体的内能与温度有关,温度越高内能越大;同一物体温度降低时,内能将减小;故A正确;B、改变内能的方法有两种,做功和热传递;物体内能增加,可能是从外界吸收热量,也可能外界对它做功;故B错误;C、物体的内能是由于物体内部大量分子无规则运动而产生的能量,物体在任何温度下都有内能;故C错误;D、水的内能不仅与温度有关,还和水的质量有关;故温度相等的1kg水和100g水的内能不同;故D错误;故选A.

  (2)物体的内能是物体内部所有分子热运动的动能与分子势能的总和,由于物体分子的运动是永远不会停息的,所以物体在任何温度下、任何时刻都具有内能.

  (1)做功和热传递在改变物体的内能上是等效的. 做功和热传递都能改变系统的内能,这两种方式是等效的,都能引起系统内能的改变,但是它们还是有重要区别的.

  做功使物体的内能改变,是其他形式的能量和内能之间的转化(不同形式能量间的转化).

  热传递使物体的内能改变,是物体间(或物体不同部分)内能的转移(同种形式能量的转移).

  ①做功使物体内能发生改变的时候,内能的改变就用功数值来量度.外界对物体做多少功,物体的内能就增加多少;物体对外界做多少功,物体的内能就减少多少.

  ②热传递使物体的内能发生改变的时候,内能的改变是用热量来量度的.物体吸收了多少热量,物体的内能就增加多少;物体放出了多少热量,物体的内能就减少多少.

  a.用功的数值来量度,在做功的过程中,外界对物体做了功,物体内能就增加;物体对外做功,物体内能就减少,此时有W=△E.

  b.用热量来量度,外界传给物体热量,或物体吸收热量,物体内能就增加;物体传给外界热量,或物体放出热量,物体内能减少,此时有Q=△E.

  分析:做功和热传递都可以改变物体的内能,二者在改变内能上是等效的.前者是能量的转化过程,后者是能量的转移过程.

  解:因为做功和热传递都可以改变物体的内能,二者在改变内能上是等效的.所以,如果一个物体的温度升高了,说明内能增大,则可能是通过做功的方式,也可能是通过热传递的方式使它的内能增加.故只有C选项的说法正确.故选C.

  在进行热学实验时,我们通常要通过划燃火柴或通过打火机来点燃酒精灯,下列关于这两种点燃酒精灯的方法说法正确的是()

  解:A、火柴在与火柴盒摩擦时,摩擦生热,将机械能转化为内能,火柴的内能增加,温度升高,使火柴燃烧.这是通过做功的方法改变了火柴的内能.故选项A错误;B、燃烧的火柴头温度很高,放在酒精灯上,内能由温度高的火柴头传递到温度低的酒精灯上,使酒精灯点燃.这是通过热传递的方法使酒精灯点燃的.故选项B正确;C、打火机打着火时,高温的火焰通过热传递的方式将酒精灯点燃.故选项C错误;D、电子打火机是靠电子发出的电火花点燃,类似与汽油机的点火方式,柴油机是压燃式.故D错误;故选B.

  虽然做功和热传递改变物体内能的方式不同,做功的过程属于能量的转化,而热传递属于内能的转移,但二者在改变物体的内能上却是等效的,例如,一根锯条的温度升高了,内能增大了,可能是由于摩擦生热,也可能是放在火上烤的结果,如果没有看见内能改变的过程,就无法判断内能是通过哪种方式改变的.

  (1)热量从高温物体传递到低温物体,或从物体的高温部分传递到低温部分的现象,叫做热传递.没有做功而使内能改变的物理过程叫做热传递.

  (3)热传递的实质:热传递实质上传递的是能量,结果是改变了系统的内能.传递能量的多少用热量来量度.

  (4)热传递具有方向性,热量从高温物体传递到低温物体,或从物体的高温部分传递到低温部分,不会自发的从低温物体传递到高温物体或从物体的低温部分传递到高温部分.

  质量和温度相同的铜块和水,使它们分别放出相同的热量后,将铜块迅速投入水中后,它们的内能变化正确的是()

  分析:解决此题要知道发生热传递的条件是有温度差,热量由高温物体传向低温物体;

  铜块的比热容小于水的比热容,由热量的变形公式△t=Q/cm可知,当热量、质量相同时,比热容小的温度变化大.

  解:质量和温度相同的铜块和水,使它们分别放出相同的热量后,由公式△t=Q/cm可知,铜块降低的温度大;

  即水的温度高于铜块的温度,二者放在一起后,热量由水传向铜块,故铜块内能增大,水的内能减小;故选B.

  解:用热传递的方法改变物体的内能,实际上是能量从高温物体转移到低温物体的过程,当两个物体的温度相等时,热传递停止;故选B.

  (1)热传递是指能量从高温物体传给低温物体(或从同一物体的高温部分传给低温部分).热传递是改变物体内能的一种方式.

  (2)发生热传递的条件是物体间存在温度差,或物体的不同部分间存在温度差.

  (3)热传递的方向是从高温物体到低温物体,或从物体的高温部分到低温部分.

  (2)做功使物体的内能改变的实质:其他形式的能量(如机械能)与内能之间的相互转化.

  飞机在万米高空飞行时,舱外大气压比舱内气压低.要使舱内获得新鲜空气,必须使用压缩机把空气从舱外压进舱内.在这个过程中,压缩机对空气做功,空气的()

  解:对物体做功,物体的内能会增加,物体对外做功内能会减少.压缩机对空气做功,空气的温度升高内能增加.

  A、压缩机对空气做功,空气的温度升高内能增加,符合题意.B、压缩机对空气做功,空气的温度降低内能减少,不符合题意.C、压缩机对空气做功,空气的温度升高内能减少,不符合题意.D、压缩机对空气做功,空气的温度降低内能增加,不符合题意.故选A.

  如图所示,在大口厚玻璃瓶内装入少量的水,并滴入几滴酒精.塞进塞子后,用气筒往瓶内打气,当塞子跳出时,看到瓶口有白雾出现,下列关于该实验的分析错误的是()

  分析:改变物体内能的两种方法:做功、热传递.对物体做功(例如克服摩擦做功、压缩气体做功、弯折铁丝做功等)物体的内能增加、温度升高;物体对外做功(气体膨胀做功),物体的内能减少、温度降低.

  解:AB、瓶子里装有一些水,往瓶内打气,压缩瓶内气体做功,使瓶内气体内能增加、温度升高,故A正确、B错;CD、当瓶塞跳起时,瓶内气体对瓶塞做功,瓶内气体的内能减少,温度降低,故CD都正确.故选B.

  外界对物体做功,机械能转化为内能,物体内能增加(如:摩擦生热、压缩气体做功)

  (1)单位质量的某种物质温度升高1℃吸收的热量叫做这种物质的比热容,简称比热.

  比热容是通过比较单位质量的某种物质升温1℃时吸收的热量,来表示各种物质的不同性质.

  (2)比热容的单位:在国际单位制中,比热容的单位是J/(kg•℃),读作焦每千克摄氏度.

  水的比热容是4.2×103J/(kg•℃).它的物理意义是1千克水,温度升高1℃,吸收的热量是4.2×103焦耳. (注:3为立方,请注意)

  单位质量的某种物质温度升高1℃吸收的热量和它温度降低1℃放出的热量相等,也是它的比热.

  比热容是物质的一种特性,各种物质都有自己的比热.物理学中,常把由实验测定的物质的比热,列成表格,便于查找.

  从表中还可以看出,各物质中,水的比热容最大.这就意味着,在同样受热或冷却的情况下,水的温度变化要小些.水的这个特征对气候的影响很大.在受太阳照射条件相同时,白天沿海地区比内陆地区温升慢,夜晚沿海地区温度降低也少.所以一天之中,沿海地区温度变化小,内陆地区温度变化大.在一年之中,夏季内陆比沿海炎热,冬季内陆比沿海寒冷.

  (4)水比热容大的特点,在生产、生活中也经常利用.如汽车发动机、发电机等机器,在工作时要发热,通常要用循环流动的水来冷却.冬季也常用热水取暖.

  分析:比热容是物质本身的一种特性,反映了物体的吸热或放热能力,大小只与物质有关,与其它因素没有关系.

  解:比热容是物质本身的一种特性,其大小是由物质决定的,与是否吸热、放热、温度、质量等因素无关.

  点评:此题考查了比热容的特点,要掌握其物理意义,真正理解是物质本身一种特性的真正含义.

  分析:A、液体温度计的原理是液体的热胀冷缩性质,水银的比热容小,吸收相同的热量时,温度变化得更明显;B、暖气中的传热介质,要求在降低相同的温度时放出更多的热量,就需要比热容较大的水;C、沙石的比热容比较小,在同样受热和受冷的情况下,沙石的温度变化值比较大,所以内陆地区的昼夜温差大;D、冷却食品时,冰的效果好一些,因为冰在熔化的过程中要从物体吸收热量.

  解:A、水银的比热容比较小,吸收相同的热量温度升得更高,可以更准确地测量物体的温度,所以A是正确的;B、水的比热容比较大,降低相同的温度时可以放出更多的热量,取暖效果更好,所以B是正确的;C、因为水比沙石的比热容大,在吸收和放出相同的热量时,水的温度变化值更小,沙石的温度变化值大,所以内陆地区比沿海地区的昼夜温差大,所以C是正确的;D、虽然水的比热容比较大,但冰在熔化时会吸收热量变为水继续冷却食品,冷却的效果是更好.故选D.

  (1)对于同一种物质,比热容的值还与物质的状态有关,同一种物质在同一状态下的比热容是一定的,但在不同状态时,比热容是不同的.如:水的比热容是4.2×103J/(kg•℃),而冰的比热容是2.1×103J(kg•℃).

  (2)对于物质的比热容,可以从以下两个方面理解:首先,比热容跟密度一样,也是物质的一种特性,它既不随物质质量的改变而变化,也不随物质吸收(或放出)热量的多少及温度的变化而变化,也就是说,只要是相同的物质,不论其形状、质量、温度高低、放置地点如何,它的比热容一定是相同的;其次,不同物质的比热容不同,同种物质的比热容相同,它反映了不同物质吸、放热本领的强弱,还可以利用物质的这种特性来鉴别物质.

  如为什么海水与沙子在同一时刻的温度不一样?因为海水与沙子受光照的时间完全相同,所以它们吸收的热量相同.但是海水的比热比沙子的比热大,所以海水升温比沙子升温慢;没有日照时,海水降温比沙子降温慢。

  分析:比热容是指单位质量的某种物质温度升高1℃时吸收热量的多少,体现了物质的吸放热能力的强弱,据此来对选项中的描述进行分析.

  解:A、搓手发热是做功使物体内能增加的过程,与比热容无关;B、内陆地区昼夜温差大,是砂石比热容太小的缘故,即同样吸放热时,砂石的温度变化明显,与比热容有关;CD、堆积的种子受潮升温,生石灰加水温度骤然升高,两项都是发生生物化学反应的缘故,与比热容无直接关系.故选B.

  例2:在烈日当空的海边玩耍,你会发现沙子烫脚,而海水却是凉凉的,这是为什么?

  解:吸收相同热量,水的比热容大,温度升高的少,沙子温度升高的多,沙子烫脚.

  答:与同质量的海水相比,沙子的比热容较小,吸收相同热量时,沙子的温度升得快,所以沙子烫脚,而海水却是凉凉的.

  式中的c为物体的比热容,m为物体的质量,t0表示物体原来的温度,t表示物体后来的温度.若用△t表示物体变化的温度(升高或降低的温度),那么,物体温度升高过程吸收的热量或物体温度降低过程放出的热量可以统一写为:Q=cm△t.

  铜的比热容是铅的比热容的3倍.质量相同的铜块和铅块,若它们升高的温度之比为1:2,则它们吸热之比为()

  分析:知道铜和铅的比热容之比、升高的温度值比、质量m相同,根据公式Q吸=cm△t求它们吸收的热量之比.

  为了利用太阳能资源,节约经营成本,崇左市某大型宾馆在楼顶安装了10台相同的太阳能热水器,每台热水器的水箱容积为200L.在夏季光照条件下,一满箱15℃的水经白天太阳能加热,温度可达到65℃.已知水的比热容为4.2×103J/(kg•℃),天然气的热值为8.4×107J/kg.求:

  分析:(1)利用密度公式求出水的质量,知道水的初温和末温,利用吸热公式求水吸收的热量;

  (2)由题知,Q吸=Q放,再利用燃料完全燃烧放热公式Q放=qm求需要天然气的质量.

  (2)由题知,10台热水器获得的太阳能相当于质量为m的天然气完全燃烧放出的热量。

  答:(1)10台热水器装满水时,温度从15℃升高到65℃吸收了4.2×108J的热量;

  虽然做功和热传递改变物体内能的方式不同,做功的过程属于能量的转化,而热传递属于内能的转移,但二者在改变物体的内能上却是等效的,例如,一根锯条的温度升高了,内能增大了,可能是由于摩擦生热,也可能是放在火上烤的结果,如果没有看见内能改变的过程,就无法判断内能是通过哪种方式改变的.

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