第九章 内能及其利用

第15讲 内能
中考物理总复习
考点一 分子热运动
1.物质由_____组成，一切物质的分子都在不停地做
_______运动，这种运动和温度有关,又叫做分子的
_______.温度越高，分子热运动越_____.
2.扩散现象:不同物质相互接触时,彼此进入对方的
现象.扩散现象说明:
(1)分子间有_____;(2)一切物质的分子都在_______
_____________.影响扩散快慢的主要因素是_____，
_____越高，扩散越_____.
分子
无规则
热运动
剧烈
间隙
不停地
做无规则运动
温度
温度
剧烈
3.分子间存在着相互作用的_____和_____.当分子间的
距离很小时，作用力表现为_____；当分子间的距离
稍大时，作用力表现为_____;如果分子相距很远，
作用力就变得十分微弱，可以忽略.
引力
斥力
斥力
引力
考点二 内能
1.定义：构成物体的所有分子，其热运动的_____和
_________的总和，叫做物体的内能.内能的单位是
_____.同一物体，温度越高，内能越___；同种物质，
温度相同时，质量越大，内能越___.
动能
分子势能
焦耳
大
大
【温馨提示】
一切物体都有内能，内能是物体内部所有分子具有的能量总和，对单个分子或部分分子内能没有意义.
2.内能和机械能的区别：内能是能量的又一种形式，
内能与物体内部分子的_______和分子之间的_________
情况有关；而机械能与整个物体的_________有关.一个物体可以不具有_______，但必定具有_____.
热运动
相互作用
机械运动
机械能
内能
3.改变内能的方法有_____和_______两种方式.
（1）热传递
①开始条件：物体间有_______；结束条件：物体间温度_____.
②实质：内能从_________传到_________，或者从同一物体的_________传到_________的过程，即内能的转移.
③热量：在_______过程中，传递_____的多少叫热量.
④物体吸收热量，内能_____；物体放出热量，内能_____.

【温馨提示】热传递过程中,传递的是内能,而不是温度.
做功
热传递
温度差
相同
高温物体
低温物体
高温部分
低温部分
热传递
内能
增加
减少
（2）做功
①对物体做功，物体的内能_____；物体对外做功，
内能_____；
②实质：内能与其他形式能量之间的_____；
③做功和热传递对于改变物体内能是_____的.
增加
减少
转化
等效
【温馨提示】温度、热量、内能的区别：
1.温度：表示物体的冷热程度，是状态量.温度升高，内能增加,物体温度升高了，不一定是吸收了热量.可能是做功使其温度升高了.
2.热量：是一个过程量，不能说物体“具有”或“含有”多少热量，要用“吸收”或“放出”描述.如果不发生热传递，也就不存在热量.
3.内能：是一个状态量，通常用“具有”或“含有”来表示.内能增加，不一定升温，如：晶体熔化，水沸腾；内能增加，不一定吸热，如：钻木取火，摩擦生热.
考点三 比热容
1.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_______来表示物质的这种
特性.
2.一定_____的某种物质，在温度升高(或降低)时
吸收(或放出)的_____与它的_____和升高(或降低)
的温度乘积之比，叫做这种物质的比热容.比热容
用符号_表示，它的单位是_______________，
符号是____________
不同
比热容
质量
热量
质量
c
焦每千克摄氏度
J/(kg·℃).
3.单位质量的某种物质，温度_____1 ℃所放出的
热量，与它温度升高1 ℃所_____的热量相等，数值
上也等于它的_______.
【温馨提示】
比热容是反映物质自身性质的物理量.不同物质的比热容一般不同.比热容的大小与物质的种类、状态有关，与物质的质量、温度变化多少等因素无关.
降低
吸收
比热容
4.水的比热容是___________________，物理意义：
_____水温度升高_____吸收的热量是__________.
5.热量的计算：
（1）吸热公式：Q吸=________
（2）放热公式：Q放=________
热平衡关系式：______（没有热损失）
cm(t-t0)
cm(t0-t)
Q吸=Q放
4.2×103 J/(kg·℃)
1 kg
1 ℃
4.2×103 J
【温馨提示】
1.比热容是物质的一种特性，它反映了物质温度变化时吸热或放热本领的大小.
2.在应用公式计算时注意物体吸热、放热多少与物体的初温、末温的高低无直接关系.
考点一 分子热运动
命题点：(1)分子热运动；(2)扩散现象；(3)分子间的作用力.
例1（2013·福州)年初福州森林公园的梅花开得好美，小雪不禁想起“墙角数枝梅，凌寒独自开，遥知不是雪, 为有暗香来”.漫步丛中，她闻到淡淡梅花香，其原因是（ ）
A.分子很小 B.分子间存在引力
C.分子在不停地做无规则运动 D.分子间存在斥力
解析：本题考查分子热运动.由题意可知闻到淡淡梅花香是由于分子在不停地做无规则运动，故选C.
答案：C
考点二 内能
命题点：(1)内能的概念；(2)影响内能大小的因素；
(3)改变内能的方法.
例2（2013·南充)关于温度、热量、内能，下列说法正确的是（ ）
A.物体的温度越高，所含热量越多
B.温度高的物体，内能一定大
C.0 ℃的冰块内能一定为0
D.温度相同的两物体间不会发生热传递
解析：本题综合考查温度、热量和内能的知识.热量是过程量，不能说“物体含有多少热量”， 所以A选项错误；内能的大小不但与物体的温度有关，还与物体的质量有关，所以B选项错误；一切物体，不论温度高低，都有内能，所以C选项错误；热传递的发生条件是存在温差，当两物体温度相同时不会发生热传递.所以D选项正确.故选D.
答案：D
例3（2013·临沂)下列现象中，通过热传递改变物体内能的是（ ）
A.自行车轮胎放气时，气门嘴处温度会降低
B.放进冰箱冷冻室的水变成冰块
C.在汽油机的压缩冲程中，气缸内气体的温度升高
D.用手来回弯折铁丝，弯折处铁丝温度升高
解析：本题考查改变内能的途径.A选项中自行车的气门嘴处温度降低是通过做功的方式改变物体内能的；C选项中，汽油机气缸内的温度升高也是通过做功的方法增加内能的；D选项中铁丝反复弯折的地方温度升高，也是通过做功的方法增加内能的；只有B选项中放入冰箱中的水变成冰块是通过热传递的方法降低内能的，所以本题选B.
答案：B
【方法总结】
改变物体内能有两种方式，即做功和热传递.判断是哪种方式改变了物体的内能，关键看是能量的转化还是能量的转移，发生能量转化的是做功的方式，发生能量转移的是热传递的方式.
考点三 比热容
命题点：(1)比热容的概念；(2)物质吸热多少的影响因素;(3)水的比热容较大的应用与现象解释；(4)吸热、放热的计算.
例4（2013·重庆)散热器常用水作为冷却剂，这是利用了水的比热容较_____(填“大”或“小”)的性质.如果散热器中装有3 kg的水，当温度升高了20 ℃时，它吸收了______________J的热量.［已知c水=4.2×
103 J／(kg·℃)］
解析：水的比热容较大，降低相同温度时吸收热量多，所以散热器常用水作为冷却剂是利用了水的比热
容较大的性质；根据吸热公式Q=cm（t-t0）=4.2×
103 J/(kg·℃)×3 kg×20 ℃=2.52×105 J.
答案：大 2.52×105
1.清晨树叶上的露珠看起来呈球状，对此解释合理的是（ ）
A.分子不停地做无规则运动
B.分子之间存在间隙
C.分子之间存在引力
D.分子之间存在斥力
答案：C
2.扩散现象（ ）
A.只发生在气体之间
B.只发生在液体之间
C.只发生在固体之间
D.可以发生在任何物体之间
答案：D
3.(多选)关于温度、内能和热量，下列说法正确的是
（ ）
A.温度越高的物体所含的热量一定越多
B.温度相同的两个物体间不会发生热传递
C.0 ℃的冰变成0 ℃的水，温度不变，内能不变
D.任何物体都具有内能，通过摩擦可增大冰块的内能
答案：BD
4.在炎热的夏天，猛烈阳光照射下的沙滩和海水对比（ ）
A.海水的温度更高
B.沙滩的温度更高
C.沙滩和海水的温度相同
D.不能确定哪个温度更高
答案：B
5.下图甲说明：________可以改变物体的内能；图乙说明：_______可以改变物体的内能.
答案：热传递 做功
6.生活中的“热”含义丰富，物理学中，“天气很热
”中的“热”是指_______高；“两手相互摩擦手会发
热”的“热”是指_______增加.
答案：温度 内能
7.为比较水和牛奶的比热容大小，实验小组进行了如下实验：将两支完全相同的试管分别装一定量的水和牛奶(水和牛奶的初温度相同)，然后将它们同时放入装有适量水的烧杯中，再对烧杯加热.如图所示.
(1)试管中水和牛奶的质量应该 .
(2)由于没有直接测量比热容的仪器，
因此这个实验是通过观察 的
变化来比较比热容的大小.
(3)写出一种可能观察到的现象及对应的结论.
答案： （1）相等 （2）温度计示数
（3）现象：牛奶中温度计的示数上升得快；
结论：牛奶的比热容小.
考点训练 15
一、选择题（每小题3分，共45分）
1.（2013·滨州)近期热播的动画片《熊出没》深受广大观众喜爱，片中熊二能够嗅到树木深处的蜂蜜味是因为蜂蜜( )
A.分子在不停地做无规则运动
B.分子间有空隙
C.分子间存在引力
D.分子间存在斥力
解析：蜂蜜的分子做无规则运动，飘散到各个方向，而导致可以在不同的位置都能闻到蜂蜜的味道，属于扩散现象.故选A.
答案：A
2.关于以下现象说法正确的是（ ）
A．雪花漫天飞舞说明分子在做无规则运动
B．丝绸摩擦过的玻璃棒靠近带正电的物体时会相互排斥
C．在墨水滴入水中的扩散实验中，我们看到了墨水的分子在运动
D．由于液体能够流动，而固体不能流动，所以固体分子是静止的
解析：雪花是物体，而不是分子，雪花漫天飞舞是机械运动，所以A选项错误；用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，靠近带正电的物体时，根据同种电荷相互排斥可知会相互排斥，B选项正确；分子很小，不能用眼睛直接观察到，我们只能凭观察到的现象来判定分子的运动，因此我们看不到墨水分子的运动，C选项错误；一切物体的分子都在不停地做无规则运动，D选项错误．
答案：B
3.（2013·泰安)如图所示实验或事例，属于内能转化为机械能的是( )
解析：由滑梯上滑下，臀部变热是将机械能转化为内能的缘故，A选项错误；冬天搓手取暖和钻木取火也是将机械能转化为内能，B、C选项错误；水蒸气将软木塞冲出是水蒸气的内能转化为软木塞的机械能，D选项正确.故选D.
答案：D
4.下列现象中，能说明分子在做无规则运动的是（ ）
A．春天柳枝摇曳 B．夏天荷花飘香
C.秋天落叶飞舞 D．冬天瑞雪飘飘
解析：A选项中的柳枝、C选项中的落叶、D选项中的瑞雪的运动都是宏观物体的运动，不能说明分子在运动；B选项中，荷花的香味扩散到空气中，是分子运动的结果．
答案：B
5.密封的烧瓶中装有某种气体，如图甲所示，图中黑点表示气体分子.用抽气筒抽出该烧瓶中部分气体后仍密封，描述烧瓶内剩余气体分布的四个示意图如图乙所示，其中正确的是（ ）
解析：根据气态分子比较小，分子间距较大，分子之间束缚力小，可知气态分子一定充满整个容器；根据题意，用抽气筒抽出该烧瓶中部分气体后仍密封，气体分子的数目会减少，所以D选项正确.
答案：D
6.下列实例中，通过做功来改变物体内能的是（ ）
A．在饮料中放入一些冰块，饮料变凉
B．划火柴，火柴被点燃
C．柏油马路被阳光晒热
D．冬天，暖气使房间变暖
解析：改变物体内能的方式有做功和热传递，A、C、D选项的能量的形式没有变化，是内能之间的转移，都是通过热传递来改变物体的内能，而B选项中，划火柴时，火柴头通过摩擦使机械能转化为火柴头的内能，使其内能增加，温度升高，达到火柴的着火点而被点燃，故是通过做功改变物体的内能.
答案：B
7.分别在冷水和热水中同时注入
一滴墨水，5 s 后的现象如图所示，
该现象说明（ ）
A．只有热水的分子在做热运动
B．热水有内能，冷水没有内能
C．温度越高，分子运动越剧烈
D．扩散只能在液体中发生，不能在气体、固体中发生
解析：由题中两图可知，墨水在冷水和热水中都发生扩散现象，这说明冷水分子和热水分子都在做热运动，只是热水分子运动剧烈，所以A选项错误；内能是组成物体的所有分子的分子动能与分子势能的总和，热水与冷水都是由分子组成的，所以热水与冷水都有内能，故B选项错误；比较两图可知，滴入冷水中的墨水扩散得慢，而滴入热水中的墨水扩散得快，这说明温度越高，分子运动越剧烈，故C选项正确；扩散可以在任何物体之间发生，故D选项错误．
答案：C
8.（2013·烟台）关于温度、热能、内能，以下说法正确的是（ ）
A．对物体加热，物体的温度一定升高
B．物体温度越高，所含有的热量越多
C．物体的温度是0 ℃，其内能也是零
D．热量总是从温度高的物体向温度低的物体传递
解析：晶体在熔化时吸热，但温度不变，A选项错误；热量是物体通过热传递方式改变的内能，是一个过程量，要用“吸收”或“放出”来表达，而不能用“具有”或“含有”来修饰，B选项错误；一切物体都具有内能，C选项错误；热传递的条件是物体之间有温度差，高温物体将能量向低温物体传递，D选项符合题意；
答案：D
9.南极是世界上最冷的地方，常年平均气温是-25 ℃.如图所示，一天，企鹅妈妈和小企鹅之间发生了一次有趣的对话，它们的部分说法如下，其中正确的是（ ）
A．小企鹅：妈妈，这么冷，
我都没温度了
B．企鹅妈妈：不对，
是没有内能
C．小企鹅：冰天雪地的，可能连水蒸气都没有吧
D．企鹅妈妈：呵呵，水蒸气倒肯定有，因为冰是可以升华的呀
解析：温度用来表示物体的冷热程度，冷只能说明温度低而不能说没有温度，故A选项错误；任何物体都具有内能，没有内能的物体是不存在的，故B选项错误；南极虽然很冷，但是空气中也有水蒸气存在，故C选项错误；冰可以升华变为水蒸气，故D选项正确.
答案：D
10.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．塞紧塞子后，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（ ）
A．往瓶内打气时，外界对瓶内气体做功
B．往瓶内打气时，瓶内气体内能变小
C．瓶塞跳出时，瓶内气体温度降低
D．瓶塞跳出时，瓶内气体对外做功
解析：往瓶内打气时，是压缩气体做功，使瓶内气体内能增加，温度升高，故A选项正确，B选项错误；瓶塞跳出时，瓶内气体膨胀对外做功，使瓶内气体内能减小，温度降低，故C、D选项的分析均正确．
答案：B
11.（2013·无锡）关于内能，下列说法中正确的是（ ）
A.温度低于0 ℃的物体不具有内能
B.物体具有内能，也可以同时具有机械能
C.具有机械能的物体不一定具有内能
D.物体内能增加，一定是从外界吸收了热量
解析：任何物体都有内能，但不一定具有机械能.A、C选项均错误，B选项正确；物体内能增加可能是从外界吸收了热量，也可能是外界对物体做了功，D选项错误.故选B.
答案：B
12.（2013·广州)水的比热容比
煤油的大.如图所示，隔着石棉网
同时加热规格相同，分别装有质
量和初温都相同的煤油和水的试
管，至管内液体升温到40 ℃，这
个过程中( )
A.煤油温度先升到40 ℃
B.同一时刻水的温度比煤油高
C.加热相同时间，水吸收的热量多
D.升高相同的温度，煤油需加热较长的时间
解析：由物体吸热公式Q=cm（t-t0）知.当质量和初温相同都加热到40 ℃时，液体变化的温度相同，则比热容大的水吸收的热量多，加热时间长，故煤油温度先升高到40 ℃，A选项正确；对于同一时刻，加热时间相同，则吸收的热量相同，故比热容大的温度升高的慢，故煤油升高的温度比水升高的快，B、C选项错误；当升高相同的温度时，比热容小的吸收的热量少，加热的时间短，煤油需要加热的时间短.D选项错误.故选A.
答案：A
13.（2013·武汉)关于比热容，下列说法正确的是
( )
A.物体的比热容跟物体吸收或放出的热量有关
B.物体的比热容跟物体的温度有关
C.物体的质量越大，它的比热容越大
D.物体的比热容与温度、质量都没有关系
解析：比热容是物质的一种特性，表示1 kg物质升高(降低)1 ℃时吸收(放出)的热量，大小只与物质的种类有关，与吸收或放出的热量无关.故选D.
答案：D
14.（2013·新疆)新疆“那拉提草原”是闻名全国的旅游景区.夏天，当你赤脚在烈日当空的小河边游玩，你会发现：岸上的小石头热得烫脚，而河水却是冰凉的，这是因为( )
A.水比小石头的温度变化大
B.水比小石头的比热容大
C.水比小石头吸收的热量少
D.水比小石头的比热容小
解析：因为水的比热容比石头的大，相同质量的水和石头比较，吸收相同的热量（都在太阳照射下），水的温度升高的少，河水是凉的，而小石头的温度升高得多，热得烫脚.故选B.
答案：B
15.（2013·北京)已知水的比热容为4.2×
103 J/(kg·℃)，则质量为2 kg的水，温度由25 ℃降低到20 ℃放出的热量是( )
A.4.2×104 J B.2.1×105 J
C.1.68×105 J D.3.78×105 J
解析：水放出的热量为：Q=cm(t0-t)=4.2×
103 J/(kg·℃)×2 kg×(25 ℃-20 ℃)=4.2×104 J，故选A.
答案：A
二、填空题（每空3分，共30分）
16.水与酒精混合，总体积会变小，是因为分子间有
__________，分别在冷水杯和热水杯中滴一滴墨水，热水中的墨水扩散快，说明分子做无规则运动的快慢与___________有关．
答案：间隙 温度
17.进入刚装修完的房屋，我们常常会闻到一种刺鼻的气味，这气味主要来自装修材料中的甲醛这种对人体有害的化学物质．能闻到气味则说明甲醛分子在做
________________________________运动，这种运动会随温度的升高而______(填“加剧”或“减慢”)．
答案：永不停息地无规则 加剧
18.桂林出产的柿饼是有名的地方
特产．如图所示，是将柿子晾晒
成柿饼的场景．晾晒过程可以
通过的______________方式使
柿子内能______，温度升高，
加快水分的蒸发．
答案：热传递 增加
19.给汽车加油时，会闻到汽油味，这是__________
现象.烈日下，操场上单杠的温度升高，是通过______
方式改变其内能的.
答案：扩散 热传递
20.（2013·菏泽）小红对冰加热，她根据冰熔化成水直到沸腾的过程的记录数据，绘制成如图所示的温度随时间变化的图象.图象中的________段是熔化过程，已知冰的比热容是2.1×103 J/(kg·℃)，在对100 g冰加热的前2 min内冰吸热________J.
解析：冰是晶体，冰在1标准大气压下的熔点是0 ℃，晶体熔化过程中温度不发生变化，所以BC段是冰熔化过程.对100 g冰加热的前2 min，冰的温度升高了40℃，吸收的热量Q=cm（t-t0）=2.1×103 J/(kg·℃)×
0.1 kg×40 ℃=8.4×103 J.
答案：BC 8.4×103
三、综合题（21题8分，22题5分，23题12分，共25分）
21.如图所示实验，展示了人类
利用内能的过程．其中，酒精
燃烧过程中，能量转化关系是：
________能转化为_______能；
软木塞被冲开，能量转化关系是：
________能转化为_______能．
解析：酒精燃烧时，将化学能转化为内能释放出来；水被加热到一定程度后，产生的水蒸气将软木塞冲开，水蒸气的内能转化为软木塞的机械能.
答案：化学 内 内 机械
22.我国已明令禁止在公共场所吸烟.请你用分子运动理论的观点解释禁止在公共场所吸烟的道理.
答案：因为分子在不停地做无规则运动（或因分子在不断运动；或因为分子热运动；或因为扩散现象），若在公共场所吸烟会造成他人被动吸烟，影响他人身体健康.
23.（2013·杭州)某研究小组为测量垂直于太阳光的面积为1 m2表面上，每秒钟接受到的太阳能，用自制太阳能热水器做实验.经多次试验得到自制太阳能热水器吸收太阳能的效率为50%.控制太阳能热水器接受太阳光垂直照射的面积始终是2 m2，太阳能热水器内的水的质量为100 kg，水的初温为20 ℃，经8 750 s时间后上升到45 ℃.［c水=4.2×103 J/(kg·℃)］.请计算：
(1)在上述过程中太阳能热水器内的水吸收热量是多少焦耳？
(2)垂直于太阳光的1 m2表面上，每秒钟接受到的太阳能是多少焦耳？
(1)解：Q=cm(t－t0)=4.2×103 J/(kg·℃)×100 kg×
（45 ℃-20 ℃）=1.05×107 J
(2)因为

1 m2表面上，每秒接受到的太阳能是：