九年级物理专题热和能能源知识精讲.docx
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九年级物理专题热和能能源知识精讲
九年级物理专题：
热和能、能源
【本讲主要内容】
专题：
热和能、能源
1、分子运动论的基本内容，分子间的相互作用力——引力和斥力是同时存在的。
2、内能的概念。
3、改变内能的两种方法：
做功和热传递。
4、理解比热的概念，会计算热量。
【知识掌握】
【知识点精析】
一、分子动理论及其应用：
1、物质是由分子组成的。
分子若看成球型，其直径以10-10m来度量。
2、一切物体的分子都在不停地做无规则的运动。
①扩散：
不同物质在相互接触时，彼此进入对方的现象。
②扩散现象说明：
A分子之间有间隙。
B分子在做不停的无规则的运动。
③下图实验装置下面放二氧化氮这样做的目的是：
防止二氧化氮扩散被误认为是重力作用的结果。
实验现象：
两瓶气体混合在一起颜色变得均匀，结论：
气体分子在不停地运动。
④固、液、气都可扩散，扩散速度与温度有关。
⑤分子运动与物体运动要区分开：
扩散、蒸发等是分子运动的结果，而飞扬的灰尘，液、气体对流是物体运动的结果。
3、分子间有相互作用的引力和斥力。
①当分子间的距离ｄ＝分子间平衡距离r，引力＝斥力。
②ｄ＜ｒ时，引力＜斥力，斥力起主要作用，固体和液体很难被压缩是因为：
分子之间的斥力起主要作用。
③ｄ＞ｒ时，引力＞斥力，引力起主要作用。
分子之间存在引力固体很难被拉断，钢笔写字，胶水粘东西都是因为分子之间引力起主要作用。
④当ｄ＞10ｒ时，分子之间作用力十分微弱，可忽略不计。
破镜不能重圆的原因是：
镜块间的距离远大于分子之间的作用力的作用范围，镜子不能因分子间作用力而结合在一起。
二、内能的初步概念：
1、内能：
物体内部所有分子做无规则运动的动能和分子势能的总和，叫做物体的内能。
2、物体在任何情况下都有内能：
既然物体内部分子永不停息地运动着和分子之间存在着相互作用，那么内能是无条件的存在着。
无论是高温的铁水，还是寒冷的冰块。
3、影响物体内能大小的因素：
①温度：
在物体的质量，材料、状态相同时，温度越高物体内能越大。
②质量：
在物体的温度、材料、状态相同时，物体的质量越大，物体的内能越大。
③材料：
在温度、质量和状态相同时，物体的材料不同，物体的内能可能不同。
④存在状态：
在物体的温度、材料质量相同时，物体存在的状态不同时，物体的内能也可能不同。
4、内能与机械能不同：
机械能是宏观的，是物体作为一个整体运动所具有的能量，它的大小与机械运动有关。
内能是微观的，是物体内部所有分子做无规则运动的能的总和。
内能大小与分子做无规则运动快慢及分子作用有关。
这种无规则运动是分子在物体内的运动，而不是物体的整体运动。
5、热运动：
物体内部大量分子的无规则运动叫做热运动。
温度越高扩散越快。
说明：
温度越高，分子无规则运动的速度越大。
三、内能的改变：
1、内能改变的外部表现：
物体温度升高（降低）——物体内能增大（减小）。
物体存在状态改变（熔化、汽化、升华）——内能改变。
反过来，不能说内能改变必然导致温度变化。
（因为内能的变化有多种因素决定）
2、改变内能的方法：
做功和热传递。
A、做功改变物体的内能：
①做功可以改变内能：
对物体做功，物体内能会增加。
物体对外做功，物体内能会减少。
②做功改变内能的实质是内能和其他形式的能的相互转化。
③如果仅通过做功改变内能，可以用做功多少度量内能的改变大小。
（Ｗ＝△Ｅ）
④解释事例：
看到棉花燃烧起来了，这是因为活塞压缩空气做功，使空气内能增加，温度升高，达到棉花燃点使棉花燃烧。
钻木取火：
使木头相互摩擦，人对木头做功，使它的内能增加，温度升高，达到木头的燃点而燃烧。
看到当塞子跳起来时，容器中出现了雾，这是因为瓶内空气推动瓶塞对瓶塞做功，内能减小，温度降低，使水蒸气液化凝成小水滴。
B、热传递可以改变物体的内能。
①热传递是热量从高温物体向低温物体或从同一物体的高温部分向低温部分传递的现象。
②热传递的条件是有温度差，传递方式是：
传导、对流和辐射。
热传递传递的是内能（热量），而不是温度。
③热传递过程中，物体吸热，温度升高，内能增加；放热，温度降低，内能减少。
④热传递过程中，传递的能量的多少叫热量，热量的单位是焦耳。
热传递的实质是内能的转移。
C、做功和热传递改变内能的区别：
由于它们改变内能上产生的效果相同，所以说做功和热传递改变物体内能上是等效的。
但做功和热传递改变内能的实质不同，前者能的形式发生了变化，后者能的形式不变。
D、温度、热量、内能的区别：
指出下列各物理名词中“热”的含义：
热传递中的“热”是指：
热量
热现象中的“热”是指：
温度
热膨胀中的“热”是指：
温度
摩擦生热中的“热”是指：
内能（热能）
四、热量：
1、比热容：
（1）定义：
单位质量的某种物质温度升高（降低）1℃时吸收（放出）的热量。
（2）物理意义：
表示物体吸热或放热的本领的物理量。
（3）比热容是物质的一种特性，大小与物体的种类、状态有关，与质量、体积、温度、密度、吸热放热、形状等无关。
（4）水的比热容为4.2×103J/（kg·℃）表示：
1kg的水温度升高（降低）1℃吸收（放出）的热量为4.2×103J
（5）水常用来调节气温、取暖、作冷却剂、散热，是因为水的比热容大。
2、计算公式：
Ｑ吸＝Ｃm（t－t0），Ｑ放＝Cm（t0－t）
3、热平衡方程：
不计热损失Ｑ吸＝Ｑ放
【解题方法指导】
例1、下列说法正确的是（）
A、扩散现象说明分子永不停息地做无规则的运动
B、只有气体之间才能扩散
C、固体之间不能发生扩散
D、扩散现象表明分子之间不存在作用力
分析与解：
应选择A。
扩散现象能很好的说明：
一切物体里的分子都在不停的做无规则的运动，气体、液体、固体都能扩散。
分子间存在相互的作用力（斥力和引力），这都是分子运动论的基本内容之一。
本题只有A正确。
例2、在0°C的房间内，放在地面上的铅球：
（）
A、具有动能B、没有机械能C、具有内能D、没有内能
分析与解：
机械能和内能是两种不同形式的能。
机械能与物体的机械运动的情况有关。
物体由于机械运动，被举高或发生弹性形变，它就具有机械能，如果物体没有运动，物体就没有动能，如果物体在地面上，又没有发生弹性形变，物体就没有势能，没有动能和势能的物体，没有机械能。
由于一切物体不论它的温度高低如何，都具有内能，本题答案是C。
例3、下列事例中，把机械能转化成物体内能的是（）
A、用酒精灯加热烧杯里的水B、用电饭锅做饭
C、点燃的爆竹升到空中D、用打气筒打气，筒壁会发热
分析与解：
把机械能转化成内能，是通过做功的方式改变物体的内能的。
选项A是用热传递的方法改变物体内能，应排除；又选项B是电能转化成物体内能，不符合题意，也要排除在外。
对物体做功，物体的内能增加；物体对外做功，它的内能减少。
选项C是高温高压的燃气对爆竹做功，燃气的内能减少，爆竹的机械能增加，是内能转化成机械能的事例，只有选项D中，打气筒打气时，压缩气体做功和克服摩擦做功，把机械能转化成内能。
应选择答案D。
例4、下列说法中正确的是（）
A、一杯煤油用去一半，它的比热减为原来的二分之一
B、吸收热量多的物体比热一定大
C、高温物体放出的热量一定多
D、质量相同的水和煤油吸收了相同的热量，煤油升高的温度大于水升高的温度
分析与解：
根据比热是物质的一种特性，选项A是错误的，从比热的定义可知，比较两个物质的比热大小，应当是在质量、升高的温度相同的条件下，比较它们吸热的多少，选项B缺少条件。
因此无法判定两种物质的比热大小，物体放热多少是跟它的比热、质量和降低温度的多少三个因素有关。
举例来说，一桶质量是100克的水，温度从90°C降低到80°C，放出4200焦的热量，若它从80°C降低到60°C，放出8400焦的热量，可见高温物体放出的热量不一定多。
从热量计算公式得到△
，可以看到吸热和质量分别相同时，物体升高温度的多少，跟它的比热成反比，因为
，所以△t煤油＞△t水，即煤油的升温大于水的升温。
本题选D。
例5、把质量为500克，温度为40°C的铝块加热到100°C，铝块吸收了多少热量？
如果这些热量用来给水加热，能使多少20°C的水升高到40°C？
解：
铝的比热为
铝块从40°C升到100°C吸收的热量为：
=
=2.64×104焦
水的比热为
Q吸=c水m水（t-t0）
由此求出水的质量
=0.31千克
答：
铝块吸收了2.64×104焦热量，能使0.31千克的水从20°C升高到40°C。
例6、利用太阳能将2000千克的水从15°C加热到50°C，吸收的热量是多少？
相当于完全燃烧多少千克的烟煤？
（烟煤的燃烧值为2.9×107焦/千克）
解：
水从15°C升高到50°C吸收的热量
Q吸=c水m水（t-t0）
=
=2.94×108焦
完全燃烧的煤的质量为
【考点突破】
【考点指要】
近几年中考试题对这部分的考查，基本以两种方式出现，一是综合性不高的选择题、计算题，侧重基础知识的考查，分值一般在5分左右；一是综合性较高的多选题，分值一般在3分左右。
“理解”层次的知识点2个，分别是：
比热容的概念、用热量的计算公式解决有关问题。
解计算题注意解题规范。
【典型例题分析】
例1、质量是100g、温度是80℃的铝块，温度升高了20℃，它吸收了多少热量？
〔c铝＝0.88×10３J/（kg·℃）〕
分析与解：
＝0.88×10３J/（kg·℃）×0.1kg×20℃=1760J
提示：
解计算题时，要注意解题格式，一般分三步：
公式（原始或导出）、代入数据和单位、结果。
对于热学题，要注意题目中对温度的描述，如：
温度升高了多少和温度升高到多少含义是不同的。
例2、为什么内陆地区昼夜温差比较大，沿海地区昼夜温差比较小？
分析与解：
内陆地区主要是干泥土、砂石，沿海地区主要是海水。
通过观察比热容表可知，水的比热容比干泥土的比热容大的多。
在白天，质量相同的泥土和水吸收相同的太阳热，泥土升高的温度比较多；在夜晚，质量相同的泥土和水放出相同的热量，水降低的温度比较少。
所以，沿海地区昼夜温差比较小，内陆地区昼夜温差比较大。
提示：
水的比热容比较大这一特点，在实际生产和生活中有广泛的应用，如：
北方地区供暖系统中的工作物质就是水，一些发动机的冷却系统也是用水作为工作物质的。
例3、关于热量、温度、内能之间的关系，下列说法正确的是（ ）
A.物体温度升高，内能一定增加B.物体吸收热量，温度一定增加
C.物体温度不变，一定没有吸热D.物体温度升高，一定吸收热量
分析与解：
一个物体温度升高了，分子运动加剧，分子动能增加，导致物体内能增加，选项A正确。
晶体熔化过程、液体沸腾过程都吸收热量，但温度保持不变，选项B不正确。
与B相似，选项C不正确。
物体温度升高，可能吸收了热量，也可能是外界对物体做了功，选项D不正确。
提示：
在判断物体内能变化时，要注意结合内能的变化与什么有关，物态变化的条件及改变物体内能的两种方法去分析。
例4、下列说法正确的是（ ）
A.没有吸热过程和放热过程，说热量是毫无意义的
B.物质的比热容与物体吸收的热量、物体的质量及物体温度的变化有关
C.两个物体升高相同的温度，吸收的热量一定相同
D.热总是从含有热量多的物体传递给热量少的物体
分析与解：
热量反映的是吸、放热过程中物体内能变化的多少，只有发生热传递时，才会产生热量，选项A正确。
比热容是物质的特性之一，对于同一种物质，一般是不变的，只与物质的种类有关，与一些其它因素如：
质量、温度、体积等无关，选项B不正确。
物体吸收热量的多少，不但与物体升高的温度有关，还与物体的质量、比热容有关，选项C中，只给出了温度变化关系，没有给出其它两个因素的关系，就无法判断吸收热量多少的关系，选项C不正确。
热传递的过程是内能从高温物体传到低温物体的过程，不是热量，热量不是物体所含有的。
选项D不正确。
提示：
在分析某一物理量如何变化时，要注意思考这个物理量由哪些因素决定，如果这个物理量由几个因素决定，而题目中只给出了其中部分因素的变化关系，结论是不能确定的。
例5、质量和温度均相同的铁块和铝块，吸收相同的热量后相互接触，（铝的比热容>铁的比热容）则（ ）
A.热从铝块传到铁块B.热从铁块传到铝快
C.铁块和铝块之间没有热传递D.条件不足，无法判断
分析与解：
m相同，∵c铁∴△t铁>△t铝 初温相同，铁末温高 ∴ 热从铁传向铝。
选项B正确。
提示：
本题主要是考察吸、放热公式及热传递的方向，分析时，根据吸、放热公式，判断出哪一个物体的末温高，再根据内能是从高温物体传向低温物体的规律，得出正确结论。
例6、 质量相等的金属块A和B，放在沸水中煮10min后取出，马上分别投入质量相同、温度也相同的两杯水中，到两杯水的温度不再升高时，测量发现放A的水温高于放B的水温，则（ ）
A.金属块A的比热容大B.金属块B的比热容大
C.金属块A原来的温度高D.金属块A有较多的热量
分析与解：
解这类问题时，可以首先排除不正确的选项，两个金属块原来都在沸水中，它们的温度都与沸水的温度相同，即两个金属块的初始温度相同，可得出，选项C不正确。
不能说一个物体含有多少热量，所以D选项也不正确。
那么，正确选项应该在A或B中。
设放A的水吸收热量为QA，QA=cAm△tA
设放B的水吸收热量为QB，QB=cBm△tB
题目给出放A的水温升得高，而初温相同，可知：
△tA<△tB又知：
QA>QB
根据：
得出：
cA>cB 选项A正确。
例7、有甲、乙两物体，质量之比m甲:
m乙＝5:
3，比热容之比c甲：
c乙＝2:
1，如果它们放出相同的热量，则他们降低的温度之比△t甲:
△t乙＝ 。
分析与解：
由：
得：
提示：
此题是根据吸、放热公式解比值问题，解此类问题时，不要把题目中给的比值看成某一物理量的数值，运算过程中，代入数据时，要代入相应的比值进行运算。
【综合测试】
一、选择
1、下面说法中正确的是（）
A、物体吸收了热量，它的温度一定升高
B、物体放出了热量，它的温度一定降低
C、物体温度不变，它一定没有吸热，也没有放热
D、物体放出了热量，它的温度可能不变
2、关于分子运动论，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、分子之间只存在引力
D、分子之间既有引力，又有斥力
3、关于物体的内能，下列说法中正确的是（）
A、运动的物体有内能，静止的物体没有内能
B、物体温度在0°C以下时没有内能
C、高温物体的内能一定比低温物体的内能大
D、质量大且温度高的物体的内能一定比同状态质量小，温度低的物体的内能大
4、下面几个例子中，属于做功使机械能转化为内能的是（）
A、用铁锤打铁块，锤头和铁块都发热
B、冬天站在太阳光下感到暖烘烘的
C、放爆竹时，爆竹腾空而起
D、把一杯50°C的热水倒入一杯0°C的冷水里，冷水变热
5、在试管中装一些水，用软木塞塞住，加热使水沸腾，水蒸气把软木塞冲开，在冲开软木塞的过程中（）
A、水蒸气膨胀做功，水蒸气的内能增加
B、水蒸气膨胀做功，消耗了水蒸气的内能
C、水蒸气膨胀做功，但水蒸气的内能不变
D、水蒸气膨胀做功，水蒸气的温度不变
6、关于热量和温度的关系，下面说法正确的是（）
A、同一物体温度上升越高，吸收的热量越多
B、物体温度上升越高，含的热量越多
C、物体吸收热量，温度一定会升高
D、物体含有的热量多少与温度无关
7、人们在生活中用热水取暖，生产上常用水作为冷却剂，这是因为水的（）
A、比热大B、吸收的热量多C、放出的热量多D、密度较大
8、甲、乙两种物体质量相同，比热不同，当它们升高相同温度时，一定是（）
A、比热小的吸收热量多B、比热大的吸收热量多
C、甲、乙吸收的热量一样多D、因初温不知道无法判定
9、下面哪种情况下比热会发生变化（）
A、一杯水倒掉一半B、水凝固成冰
C、0°C的水变成4°C的水D、铁块加工成铁板
10、初温相同，质量也相同的水和铜块，吸收相等的热量后，再将铜块投入水中，则会出现（）
A、铜块放热，水吸热B、铜块吸热，水放热
C、铜块与水之间不发生热传递D、水的内能传递到铜块上
二、填空：
1、常用液体温度计是根据制成的；把的温度规定为0℃，把的温度规定为100℃。
2、固体有和之分；是在一定的温度下，而没有一定的熔解温度。
3、蒸发和沸腾时，液体都要，但它们不同的是蒸发时液体的温度要，沸腾时液体的温度则。
4、下面有几个常见的物理现象，各属什么物态变化：
（1）湖面结冰：
；
（2）烧水时看到“白气”：
；（3）自来水管“出汗”：
；（4）严冬玻璃窗上结有“冰花”：
；（5）冰箱中取出冰棒冒“白气”。
5、要使湿衣服干得快些，可以将衣服展开是利用来加快液体蒸发；把衣服晾在阳光下是利用来加快液体蒸发；把衣服放在通风的地方是利
用来加快液体蒸发。
6、分子运动论基本内容：
物质是由组成的，一切物体的分子都在，分子间存在相互作用的和。
7、不同的物质在相互接触时，彼此进入对方的现象叫做，这一现象说明一切物体的分子都在。
8、在高空飞行的子弹具有能，能，还具有能，子弹落地后这三种能不为零的是能。
9、用铝壶烧开水，壶中的水蒸气将壶盖顶起来，这是消耗水蒸气的能对外做功，将水蒸气的能转化成壶盖的能。
10、在配有活塞的厚玻璃筒里放入一小块棉花，把活塞迅速压下去时，棉花燃烧起来，这一事实说明。
11、改变物体内能的两种方法是和，它们在改变物体内能上是，它们所用的单位相同，都是。
12、用搓手的方法可以使手暖和，这是用的方法增加手的内能，用暖水袋使手暖和，这是用方法增加了手的内能。
13、在物理学中常提到“热”字，但其含义各不相同，请将下列“热”的含义填入空格内。
（1）这盆水很热，这里的“热”是指。
（2）物体吸热升温，这里的“热”是指。
（3）摩擦生热，这里的“热”是指。
14、用做功的方法来改变物体的内能，实际上是能转化为能的过程。
15、已知铜的比热是铅的3倍，现有质量相同的铜块和铅块，它们吸收相同的热量后，铜块升高的温度是铅块升高温度的。
16、2.5千克的水，加热前水温是20°C，在标准大气压下，把水加热到开始沸腾，水吸收的热量是焦。
17、甲、乙两种金属的比热之比是3：
1，质量之比是2：
1，当它们吸收相同的热量，甲物体的温度升高了10°C，则乙物体的温度升高了°C。
18、某种燃料放出的热量，叫做这种燃料的燃烧值，燃烧值的单位。
19、20千克无烟煤完全燃烧，将可以放出热量，这些热量能使千克15°C的冷水烧开（无烟煤的燃烧值是3.4×107焦/千克）。
20、内燃机的工作过程由、、、四个冲程组成。
三、实验和计算
1、小明在烈日当空的海边玩耍，发现沙子烫脚，而海水却很凉。
同样，太阳光照射，为什么会出现不同的结果呢？
小明想：
是不是沙子和海水吸热升温快慢不同呢？
于是他从海边取一些沙子和海水带回家进行探究。
小明在两个相同的玻璃杯中分别装上了相同质量的海水和沙子，用一个100W的白炽灯同时照射它们，并用温度计测出它们不同时刻的温度值。
记录的数据如下表所示。
照射时间/min
0
2
4
6
8
10
12
温度/℃
海水
31.0
31.6
32.1
32.5
32.8
33.0
33.1
沙子
31.0
32.5
33.8
34.8
35.8
36
36.3
（1）小明探究的物理问题是什么？
（2）分析小明探究中收集到的数据，你可以得出什么探究结论？
（3）小明发现“夏天海边的沙子烫脚而海水却很凉”，请你用简单的语言从日常生活中或自然中举出一个类似的现象。
2、把500克的水加热到100°C，吸收了1.68×105焦的热量，则它的初温是多少？
3、太阳光垂直照射时，每平方厘米的面积上每年共获得4.3×105焦的热量，用这些热量给水加热，可以使多少水从温度15°C升高到55°C，这些热量全部用来做功的话，能做多少功？
这些热量与完全燃烧多少汽油放出的热量相等？
【综合测试答案】
一、选择
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
D
C
D
A
B
D
A
B
B
A
二、填空
1、液体的热胀冷缩一个标准大气压下冰的熔点一个标准大气压下水的沸点
2、晶体非晶体晶体熔化非晶体
3、吸热降低不变
4、凝固汽化液化凝华液化
5、增大液体表面积提高液体温度加快液体表面的空气流动
6、分子不停地做无规则运动引力斥力
7、扩散不停地做无规则运动
8、动重力势内内
9、内内动
10、压缩气体做功使气体内能增大
11、做功热传递等效的焦耳
12、克服摩擦做功热传递
13、
（1）温度
（2）热量（3）内能
14、机械内
15、
16、
17、60
18、1千克完全燃烧
19、
1900千克
20、吸气、压缩、做功、排气
三、问题
1、答：
（1）质量相等的海水和沙子吸收相同的热量谁温度升得快；
（2）相同质量的沙子和海水，吸收相同热量，沙子升温快，水和沙子吸热温度变化随着时间延长而减小；
（3）沿海地区昼夜温差变化小，而内陆地区昼夜温差变化大。
2、解：
3、解：
可使m千克水从15°C升高到55°C
∵Q=cm△t
∴
这些热量全部用来做功，可做4.3×105焦的功
设这些热量与M千克汽油完全燃烧所释放的热量相等，则Q=Mq
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