中考专题辅导热学部分.docx
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中考专题辅导热学部分
中考专题辅导——热学部分
考点剖析:
热学是初中物理的重要组成部分,包括热现象和分子运动论、内能两部分.中考时,主要考查以下知识点和内容.
1.温度
物体的冷热程度叫温度.
2.温度计
(1)测量温度的工具叫做温度计.
(2)常用温度计是利用液体的热胀冷缩的性质制成的.
(3)摄氏温度和热力学温度.
摄氏温度:
把冰水混合物规定为0℃,把标准大气压下,沸水的温度规定为100℃.
热力学温度:
以绝对零点(约—273℃)为起点的温度,它的单位是开尔文(国际单位制).开尔文用字母“K”表示.
T=t+273.15K
(4)体温计:
刻度范围是35℃~42℃,每小格为0.1℃,体温计离开人体后仍能表示人体的温度.
(5)使用温度计之前,要注意观察它的量程、最小刻度(分度值)和零刻线的位置.
(6)用温度计测量液体温度时,正确的方法是:
a.温度计的玻璃泡全部浸入被测的液体中,不要碰到容器的底或容器的壁.
b.温度计玻璃泡浸入被测液体后要稍候一会儿,待温度计的示数稳定后再读数.
c.读数时玻璃泡要继续留在被测液体中,视线与温度计中液柱的上表面相平.
3.物态变化
(1)物质的状态随温度改变而变化的现象叫物态变化.物质常见的状态有固、液、气三种状态,会出现六种状态变化.
(2)熔化、汽化和升华三种状态变化过程中要吸收热量;凝固、液化和凝华三种状态变化过程中要放出热量.
4.熔化和凝固
(1)物质由固态变成液态叫做熔化;物质从液态变成固态叫做凝固.
(2)固体分为晶体和非晶体两类.非晶体没有一定的熔化温度;晶体有一定的熔化温度.
(3)晶体熔化的温度叫熔点,不同的晶体熔点不同.晶体溶液有一定的凝固温度,叫做凝固点,同一种物质的凝固点跟它的熔点相同.
5.晶体熔化特点:
吸热而温度不变.
晶体熔化条件:
(1)到达熔点;
(2)继续吸热.
晶体凝固条件:
(1)到达凝固点;
(2)继续放热.
6.汽化和液化
汽化
(1)物质由液态变为气态叫做汽化.汽化的两种方式是蒸发和沸腾.
(2)沸点:
液体沸腾时的温度叫做沸点.液体的沸点跟气压有关.在第三单元的内容中,我们知道:
气压增大时,沸点升高;气压减小时,沸点降低.不同液体的沸点不同.例如:
在标准大气压下,水的沸点是100℃,酒精的沸点是78.5℃.
(3)加快蒸发的办法有:
a.提高液体的温度;b.增大液体的表面积;c.加快液体表面上方空气的流动.
(4)对比蒸发和沸腾的异同:
蒸发
沸腾
共同点
汽化现象、吸热
汽化现象,吸热
不同点
只在液体表面发生的平缓的汽化
在液体表面和内部同时发生的剧烈的汽化
任何温度下进行
沸点下进行
(5)沸腾的特点:
吸热但温度不变
沸腾的条件:
a.到达沸点;b.继续吸热.
液化
(1)物质由气态变成液态叫液化.
(2)液化有两种方法:
所有气体温度降低到足够低时,都可以液化.
通常使气体液化的方法是:
a.温度降到足够低;b.压缩体积.也有些气体,在常温下用压缩体积的办法,就可使其液化.如:
石油气的液化,打火机中丁烷气体的液化.
7.升华和凝华
(1)物质由固态变成气态的现象,叫做升华.从气态直接变成固态的现象,叫做凝华.
(2)物质在升华过程中吸热,凝华过程中放热.
8.分子运动论
(1)分子运动论的基本内容:
物质由分子构成,分子永不停息地做无规则运动,分子间有相互作用的引力和斥力.
(2)物质的状态是由它的分子结构决定的.
9.内能
(1)物体内大量分子的无规则运动叫做热运动.
(2)物体中所有分子做无规则运动具有的动能和分子势能的总和,叫做物体的内能.
(3)一个物体的温度升高,它的分子的运动加快,它的内能增加.
(4)改变物体内能的方法有两种:
做功和热传递.
(5)在国际单位制里,能量的单位是焦耳(J).
10.热量
(1)在热传递的过程中,传递能量的多少,叫做热量.
(2)热量的国际单位是“焦耳”(J).
11.比热容
(1)比热容是表示“质量相等的不同物质,升高(或降低)相同的温度,吸收(或放出)的热量不相等”的这一物质的特性.
(2)定义:
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.
(3)公式:
c=
或:
c=
(4)比热容的单位:
J/( kg·℃)
(5)比热容是物质的一种特性,每种物质都有自己的比热容.
12.热量计算公式
(1)吸热公式:
,其中t表示末温,t0表示初温,t-t0表示物体升高的温度,用△t表示t-t0,则Q吸=cm△t.
(2)放热公式:
,其中t0—t表示物体降低的温度,用△t表示t0—t,则Q放=cm△t.
13.燃料燃烧放热
(1)燃料的燃烧值:
lkg某种烧料完全燃烧放出的热量.
(2)计算燃料燃烧放热:
Q放=质量×燃烧值.
14.能量既不会消失,也不会创生,它只会从一种形式转化成另一种形式,或者从一个物体转移到另一个物体,而能的总量保持不变.
下面通过例题来进一步加强对上述概念的理解.
热学部分的内容涉及的概念多.解题时,要注意对以下概念的理解.
1.晶体和非晶体在熔化过程中有哪些异同相同点:
都是从固态变成液态的过程,在熔化的过程中都需要吸收热量.
不同点:
有以下三个方面:
(1)晶体有熔点,非晶体没有熔点.也就是说晶体的温度升高到一定的温度时,才能熔化,晶体熔化的温度,叫做晶体的熔点.非晶体在由固态变成液态的过程中,温度不断升高,它没有一定的熔化温度.
(2)晶体在熔化过程中,虽然继续吸热,但温度保持熔点不变,直到晶体全部熔化成液态为止.非晶体在熔化过程中也要继续吸热,但温度不断升高.
(3)晶体和非晶体的熔化图像不同.晶体的熔化图线是一条折线,见图4—l所示;而非晶体的熔化图线是一条曲线,见图4—2所示.
图4—1图4—2
(4)常见的晶体有:
各种金属、海波、冰、食盐.非晶体有:
松香、蜂蜡、沥青.
2.怎样看晶体熔化图像
以海波的熔化图像为例:
见图4—3所示,通过图像弄清以下几点:
图4—3
(1)图线上各线段所代表的物理意义
AB线段:
代表物质处于固态吸热升温的阶段.
BC线段:
代表物质处于固液混合状态,虽然吸热,但温度保持不变,这个过程对应熔化过程.
CD线段:
代表物质处于液态吸热升温的阶段.
(2)加热到某一时刻,物质所处的状态和温度
例如:
加热到3min时,在横轴上找到表示3min的点,作过这个点垂直于横轴的直线,交图线上AB线段于K点,可知此时海波处于固态,从交点K再作纵轴的垂线,交纵轴于温度是40℃的点,可知此时海波的温度是40℃.
(3)从图线上判定晶体的熔点.图线BC线段表示晶体吸热但温度保持熔点不变.可从B或C点作纵轴的垂线,交纵轴上的点所标的温度就是晶体的熔点,从图上可知道海波的熔点是48℃.
3.正确理解液化条件
一切气体只要温度降到足够低都可以液化.例如:
在不压缩体积的情况下,氧气在—183℃便可以液化,也有的气体,不需降温,在普通温度下用压缩体积的办法,也可以液化,这在前面基本口识里已讲到.但一般的气体,单靠压缩体积并不能使它液化,必须把它的温度降低到一定的温度以下,再压缩体积才能使它液化.
例如:
氧气的温度必须降低到—118.8℃以下,压缩体积才能使氧气液化.这个温度叫氧气的临界温度.这个例子也使我们看到:
压缩体积使氧气的液化温度从—183℃提高到—118.8℃.不同物质的临界温度是不同的.例如:
氮气:
—147℃,氢气:
—240℃,氦气:
—268℃等.
4.自然现象中常见的物态变化现象
云、雨、露、雾、霜、雪、“白气”的生成,是自然界中常见的物态变化现象.
云:
含有很多水蒸气的空气升入高空时,水蒸气温度降低液化凝结成小水滴或凝华成小冰晶,大量小水滴和水冰晶聚集在一起形成云.所以云是水蒸气放热液化或凝华而成的.
雨:
在一定条件下,小水滴和小冰晶越来越大,达到一定程度时就会下落.在下落过程中冰晶熔化成水滴,与原来的水滴再一起落到地面,就形成了雨.所以一部分雨滴是小冰晶吸热熔化而成的.
露、雾:
白天气温高,地球表面的水大量蒸发,空气中含有较多的水蒸气,夜间或早晨气温较低,空气中的水蒸气就在草木、石块等低矮物体上液化成小水珠,这就是露.如果空气中有较多的浮尘,空气中的水蒸气就凝结( 液化)在这些浮尘上,这就是雾.所以雾和露都是液化现象.
霜、雪:
是由空气中的水蒸气直接凝华而生成的.
“白气”:
是水蒸气温度降低而液化成的无数小水珠,“白气”不是气体,而是液体,只是由于水珠很小并悬浮在空中,好像是气,所以“白气”二字应加引号.
5.蒸发时,为什么液体的温度会降低
我们知道,物体蒸发需要吸收热量,那么将一瓶温度为20的酒精,放到温度为15℃的环境中,打开瓶盖,酒精能蒸发吗?
有的同学分析说:
不行.因为酒精蒸发要吸热,而环境温度比它低,酒精不能吸热,所以不能蒸发.这个分析正确吗?
下面我们从分子运动论的角度去讨论一下这个问题.
用分子运动论的观点来看:
液体表面有许许多多的分子.它们都在做无规则运动,但速度大小并不一样.一些运动快的分子能够克服它周围液体分子的吸引,跑到液体外面去,成为气体分子,这就是蒸发.根据这一观点,不管外界环境温度如何,总有分子跑出液体,所以当环境温度低于液体温度时,蒸发仍能进行.又因为运动快的分子跑出了液面,留在液体中的分子平均速度下降,因而,自身温度会降低.
6.正确理解温度、内能、热量
温度表示物体的冷热程度,也反映了物体内分子无规则运动的快慢程度.温度越高,分子无规则运动越快.
内能是指物体在某一状态下,内部所有分子无规则。
运动的动能和分子势能的总和.它不仅跟分子运动的快慢有关,而且跟分子间的相互作用情况有关.一个物体在温度高时具有内能,温度低时仍具有内能.
热量是在热传递过程中传递能量的多少.是一个过程量.我们知道:
物体在状态发生变化或温度发生变化时,都要吸收或放出热量.但某一个温度下,物体不具有热量.也不含有热量.
尽管—“温度”、“内能”、“热量”是三个不同的概念.但它们之间联系非常密切.
如:
一个物体的温度升高,它要从外界吸收热量,它的内能也增大.
又如:
内能和热量的单位都是“焦耳”(J).
7.物体的内能仅和温度、有关吗
物体内能的大小不仅和温度有关,还和其他一些因素有关.如物体的体积、质量等.
举例来说:
0℃冰熔化为0℃的水,温度没有改变,但这一过程冰要从外界吸热,分子间距离变化,内能增大.
又如:
大铁块和小铁块具有相同的温度,但分子个数不同,内能也不相同.
题型例析:
例1、 把正在熔化的冰,放到0℃的房间内(它们与外界不发生热传递),冰能不能继续熔化?
解答 冰完成熔化过程需要满足两个条件:
一是达到它的熔点0℃,二是必须继续吸热.题中正在熔化的冰,温度是0℃的冰和0℃的房间没有温度差,它们之间不发生热传递,因此冰不能继续吸热,它不会继续熔化.
本题常见错误是片面认为晶体只要达到了它的熔点,就会熔化,得出冰能继续熔化的结论.
例2、 “水的温度升高到100℃,水就一定会沸腾起来.”这种说法对吗?
解答 这是常见的一种错误看法.在学习了沸腾知识后,要会用它的规律来分析.这种说法有两点错误.
第一,100℃不一定是水的沸点,只有在标准大气压下,水的沸点才是100℃.液体的沸点与气压有关,气压增大,沸点升高;气压减小,沸点降低.
第二,即使在标准大气压下,水温达到100℃,水也不一定能沸腾.这是因为完成液体沸腾,条件有两个:
一是液体的温度达到沸点,二是液体要继续吸热,这两个条件缺一不可,因此不能说,水到了100℃,就一定会沸腾.
例3、 在很冷的地区,为什么常使用酒精温度计而不使用水银温度计测气温?
而在实验室中,为什么用煤油温度计而不使用酒精温度计测沸水的温度?
解答 酒精、水银及煤油温度计都是利用液体的热胀冷缩的性质来测量温度的.如果酒精、水银、煤油凝固成了固态或变成气体就无法用它来测温了.查熔点表可知:
酒精的熔点是—117℃,水银的熔点是—39℃.又因为同一物质的凝固点跟它的熔点相同,也就是说酒精降至—117℃才凝固,而水银降至—39℃就会凝固,很冷的地区气温可低至—40~—60℃,这种情况下水银凝固,而酒精还是液态的,可以用来测气温.又查沸点表可知:
酒精的沸点是78.5℃,而煤油的沸点约为150℃,凝固点约为-30℃,而水的沸点是100℃,实验时若用酒精制成的温度计测沸水的温度,酒精有可能变成气体而无法进行测量,而煤油仍是液体,还可以测高温.
例4、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(铁的比热<铝的比热=,则 ( )
A.热从铝块传到铁块 B.热从铁块传到铝块
C.铁块和铝块之间没有热传递 D.条件不足,无法判断
精析 考查对物体吸、放热公式的理解,并知道热是从高温物体传向低温物体.
∵ Q吸=cm△t
△t=
m相同,∵ c铁<c铝
∴ △t铁<△t铝 初温相同,铁末温高.
∴ 热从铁传向铝.
答案 B
例5、 夏天,剥开冰棒纸后,可以看到冰棒周围会冒“白气”,这是属于下面的哪种状态变化 ( )
A.熔化 B.汽化 C.液化 D.升华
解答 如果认为“白气”是水蒸气,就会误选B或D.水蒸气是空气的组成部分,人们用肉眼是看不见的,那么“白气”是什么?
“白气”是许许多多的水滴悬浮在空气中形成的小雾滴,光射到它们上面发生了散射,使我们看到了它.
在一定的条件下,水蒸气遇冷变成水,就形成了“白气”.例如,水烧开时,从壶嘴里冒出的“白气”.冬天,人们呼出的“白气”都是水蒸气遇冷放热,形成了许许多多悬浮在空中的小水滴,这就是“白气”,因此,形成“白气”是水蒸气液化的结果.
夏天,为什么在冰棒周围会出现“白气”呢?
是因为空气中有大量的水蒸气,它们在冰棍附近遇冷放热,形成了许许多多的小冰滴.可见,冰棒周围出现“白气”,也是水蒸气液化的现象.
答案 C
例6、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
D.物体吸收热量,温度一定升高
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
方法点拨 了解内能变化与什么有关,了解物态变化的条件.
分析 A选项正确.
B选项:
晶体熔化过程吸收热量,但温度不变.
C选项:
与B相似,不正确.
D选项:
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.
答案 A
例7、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,吸收的热量也一定相同
D.热总是从含有热量多的物体传递给热量少的物体
精析 正确理解热量、内能的概念,并知道Q=cm△t.
热量反应的是吸、放热过程,A选项正确.
B选项:
比热容是物质的特性之一,与热量、质量、温度变化无关.
C选项:
根据Q=cm△t,由于c和m没有给定,Q不能确定.
D选项:
热传递的过程是内能从高温物体传到低温物体的过程.说热量多、热量少不正确.
答案 A
例8、质量相等的金属块A和B,放在沸水壶中煮10min后取出,马上分别投入质量相同、温度也相同的两杯水里,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A原来的温度高
C.金属块A有较多的热量
D.金属块A有较好的导热性
精析 根据Q=cm△t分析.
设放A的水吸收热量为QA,QA=cAm△tA(其中m为A的质量)
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A、B初温相同,可知:
△tA<△tB.
又知:
QA>QB∴ cA=
cA>cB
选项A正确.
A、B初温相同,都与沸水温度相同,B选项不正确.
A放出较多的热量,而不是有较多的热量,C选项不正确.
答案 A
考前热身:
(一)填空题
1、将湿衣服挂在向阳的地方,是为了提高液体的_______,从而加快衣服上水分的蒸发.
2、“神舟三号”发射时,“长江二号”捆绑式火箭尾部的火焰如果直接喷到发射台,发射架要熔化.为了保护发射架,就在发射台底建了一个大水池,让火焰喷到水池中,这是利用了水汽化时要_______,使周围环境温度不致太高.
3、图为实验室温度计的示意图,它的小刻度是1℃,此时它所示的温度是______℃.
第3题图
4、在高温环境下,人体体温调节功能不能适应时,会出现体温升高、头痛、眩晕、恶心等中暑症状.在患者身上擦酒精可以缓解症状,其道理是:
_____________.
5、烧红的铁件放入冷水时升腾起一团“白气”,这个过程中包含的物态变化有________和________.
6、针对我国北方土地沙漠化和沙尘暴的日益严重,专家们建议提高植被覆盖率,减少裸地面积,这样可以使土壤的水分________显著减少.
7、去年,我国长江以北地区发生了罕见的干旱现象.为缓解旱情,我省曾多次利用有利的气象条件,实施人工降雨.飞机在高空投撒干冰(固态二氧化碳),干冰进入冷云层,就很快_____成,气体,并从周围吸收大量的热,使空气的温度急剧下降,于是高空中水蒸气气便凝华成小冰粒.这些小冰粒逐渐变大而下降,遇到暖气流就_______为雨点降落到地面上.
8、内燃机的一个工作循环的四个冲程,图中表示的是其中的________冲程;它将______能转化成_______能.
9、一钢罐内装有质量为20千克的液化石油气,这些液化石油气完全燃烧放出的热量为_________焦.(液化石油气的燃烧值为3.5×107焦/千克)
10、两个玻璃杯分别盛有冷水和热水,小明同学小心地往每杯水中滴入一滴墨水,他将观察到在________中墨水扩散得快.这现象说明:
_______.
(二)选择题
1、下列关于汽化的几种说法中,正确的是 ( )
A.蒸发和沸腾是液体汽化的两种方式
B.冬天口中呼出的“白气”是水的汽化的现象
C.放在衣柜中的樟脑丸越来越小是樟脑汽化的结果
D.只有达到100℃,水才能沸腾
2、在下列物态变化过程中,都放热的是 ( )
A.熔化、液化
B.凝固、熔化
C.汽化、升华
D.凝华、汽化
3、下列现象中属于液化的是 ( )
A.洒在地面上的水干了
B.屋顶的瓦上结了一层霜
C.早晨有浓雾D.冬天,室外冰冻的衣服干了
4、为了研究影响蔬菜和水果水分散失快慢的因素,有A、B、C、D四组同学各自做了研究实验(实验材料是相同的胡萝卜),如下图所示,这四组实验中,研究方法不正确的是 ( )
5、加快液体蒸发的条件是 ( )
A.提高液体的温度B.减小液体的表面积
C.增大液体的表面积D.加快液体表面上的空气流动
6、以下对分子运动论的理解中正确的是 ( )
A.扩散现象说明了一切物体的分子都在不停地做无规则运动
B.由于压缩液体十分困难,这说明液体分子间没有空隙
C.有的固体很难被拉伸,这说明这些物体分子间只存在引力
7、关于内能的改变,以下说法中正确的是 ( )
A.只有做功才能改变物体的内能
B.只有热传递才能改变物休的内能
C.做功和热传递都改变物本的内能
8、如图是用温度计测量某种液体的温度的示意图,其中正确的是 ( )
A.B.C.D.
第29题图
9、下列实例中,属于用热传递的方法改变物体内能的是 ( )
A.地球外的石块,坠入地球的大气层,成为流星
B.凉鸡蛋泡在热水中,温度升高
C.两手相互摩擦,手心发热
D.锯木头时,锯条变得烫手
10、关于温度、热量和内能的说法中,正确的是 ( )
A.物体温度升高,内能增加
B.物体温度升高,内能减小
C.晶体在熔化过程中,吸收热量但温度保持不变
D.温度高的物体含有的热量一定比温度低的物体含有的热量多
11、“早穿皮袄午穿纱,围着火炉吃西瓜.”这句谚语反映了我国新疆的某些地区夏季昼夜汽温变化显著,而沿海地区不像内陆地区昼夜气温变那么大.其主要原因是砂石比水具有较小的 ( )
A.热量B.密度C.比热D.内能
12、质量相同的两个物质由于吸热而升温,若它们的比热之比为1∶2,升高的温度之比为3∶2,则它们吸收的热量之比为 ( )
A.3∶4B.4∶3C.1∶3D.3∶1
13、已知水的比热是4.2×103焦/(千克·℃),水银的比热是0.14×103焦/(千克·℃),则下面说法中正确的是 ( )
A.体积相同的水和水银,温度都升高1℃,水吸收的热量是水银的30倍
B.质量相同的水和水银,降低相同的温度,水银放出的热量是水的1/30
C.质量相同的水和水银,吸收相同的热量,若水银升高1℃,则水要升高30℃
D.若1千克的水温度低1℃放出的热量全部被30千克的水银所吸收,则水银的温度升高1℃
14、质量为3千克的石油,用去1/3后,剩下的石油 ( )
A.比热变为原来的2/3,燃烧值不变
B.比热不变,燃烧值变为原来的2/3
C.比热和燃烧值均变为原来的2/3
D.比热和燃烧值都不变
15、内燃机工作的四个冲程中,将机械能转化为内能的是 ( )
A.吸气冲程B.压缩冲程
C.做功冲程D.排气冲程
(三)实验题
1、如图所示是常用温度计,其测量范围为______℃.请你估计一下现在试场内的气温,并在图中标出该气温值所对应的液柱位置.
第1题图
2、做“观察水的沸腾”的实验时,在使用温度计以前,应该观察它的_______;认清它的______.
时间(分)
1
2
3
4
5
6
7
8
……
温度(℃)
92
94
96
97
98
98
98
98
……
实验中,记录的数据如下表:
分析表中数据,可知水沸腾时的温度是______℃.
3、小明与小芳同学为了研究泡沫塑料和棉絮的保温性能好坏,两人设计并做了一个实验.他们用这两种材料分别包着装有热水的密闭烧瓶,让它们自然冷却,利用温度计和计时器定时测量两烧瓶中的水温随时间变化的情况.
(1)为保证实验的准确性,实验前除了取大小、厚度相同的泡沫塑料和棉絮外,还应考虑影响水温变化的其它因素,即保持烧瓶相同、水的初温相同、环境因素相同和_______相同.
(2)按照计划操作,小明与小芳同学把实验测得的时间和温度数据填在下列表格中:
时间
t/分
0
10
20