15分子热运动内能.docx
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15分子热运动内能
分子热运动 内能
一、本周知识概述
前面，大家已经学习了物质是由分子组成的知识，但大家有没有用肉眼看到分子的运动？
为什么打开一瓶香水，很快就会闻到香味，是什么跑到鼻子里去了呢？
本周我们将进入微观的分子领域，探讨分子运动之谜。
二、重难点知识精讲
（一）分子热运动
1、扩散现象与分子的热运动
（1）扩散现象：
不同物质在相互接触时，彼此进入对方的现象叫扩散。
扩散现象可以发生在固体之间、液体之间和气体之间。
（2）分子的热运动：
扩散现象表明，一切物质的分子都在不停地做无规则的运动。
由于分子的运动跟温度有关，所以这种无规则的运动又叫分子的热运动。
温度越高，热运动越剧烈。
2、分子间的作用力
（1）分子间的引力：
固体和液体的分子不易飞散，是由于固体和液体之间存在着引力。
正是这种分子引力使它们能保持一定的体积，它里面的分子不致散开。
（2）分子间的斥力：
由于扩散现象我们可以想到，分子之间存在着间隙，那么固体或液体很难被压缩就表明了分子之间有斥力，正是这种斥力使固体和液体难以被压缩。
例1、固体、液体很难被压缩，是因为物体内（ ）
A、大量分子做无规则运动
B、分子间相互作用的引力
C、分子间相互作用的斥力
D、分子间没有空隙
解析：
分子间的引力和斥力是同时存在的，当分子处于平衡位置时，分子间距离为
，分子间的引力和斥力相等。
当分子间的距离大于
时，引力大于斥力，分子间的作用力表现为引力。
当分子间的距离小于
时，斥力大于引力，分子间作用力表现为斥力。
在正常情况下，固体、液体的分子在平衡位置振动，引力等于斥力，当挤压固体或液体时，分子间距离小于
，分子间作用力表现为斥力，以反抗它被挤压，这就是固体，液体很难被压缩的原因。
答案：
C
例2、下列几种说法中说明分子不停地做无规则运动的实例，正确的是（ ）
A、食盐在水中溶解，使水全部有了咸味
B、烧开水时，水蒸气不断地上升
C、室内扫地时，在阳光照射下看见尘土飞扬
D、夏天吃冰棍时，打开包装纸会看见白色气体
E、空气定向运动形成风
F、水由高处流向低处
解析：
A、食盐放入水中溶解从而使水变咸，是因为食盐分子和水分子彼此进入对方造成的；
B、烧开水时水蒸气上升，是汽化现象，上升的水蒸气是大量的水分子组成的，汽化使得其密度变小，在浮力作用下上升，不能说明它们在做无规则运动；
C、尘土飞扬是尘土小颗粒的运动，尘土小颗粒不是分子，且这种运动是扫帚施力造成的；
D、白色气体是空气中的水蒸气液化成的小水珠；
E、风的形成是空气分子的定向运动，是对流而不是分子无规则运动形成的；
F、水的流动是在重力作用下的运动。
应该注意的是，扩散现象是大量分子永不停息地做无规则运动，而扩散现象的判断就更确切一些，不同的物质相互接触时，仅仅由于分子的运动而彼此进入对方的现象，与扩散现象容易混淆的是对流，而对流是在压力的作用下大量分子的定向运动。
答案：
A
例3、下列叙述中能说明温度越高分子的无规则运动越剧烈的是（ ）
A．腌咸蛋时，放盐后要过较长时间蛋才变咸；炒菜时，放盐后菜很快就有了咸味
B．气温高时，植物生长快些
C．洗过的衣服在夏天比冬天干得快
D．固体的体积随温度降低而缩小
解析：
A项中腌蛋或炒菜时，蛋或菜变咸，都是由于盐分子发生扩散的结果，炒菜时菜很快就有了咸味，表明温度越高，分子运动越剧烈。
因而扩散运动加剧；C项中夏天比冬天的温度高，水的蒸发快，表明温度高时液体分子的无规则运动加剧，因而能挣脱液面其他液体分子的吸引而跑到液体外面，成为气体分子的机会越多；D项温度降低时，固体体积缩小，表明了温度降低时分子间的平均距离减小，即振动减弱，反之，温度升高，分子的无规则运动加剧，这时固体的体积就会增大。
故A、C、D都是正确的，但B与分子运动无关。
答案：
ACD
例4、同学们做作业时，常用透明胶带把错处揭掉，在操作时往往把胶带用力抹一下使之与纸紧贴，才能很容易将错处的纸揭掉一层，为什么？
思路分析：
用力抹胶带，可以缩小胶带与纸之间的距离，使分子之间引力增大。
答案：
要使分子间的引力产生作用，分子间的距离应小到一定的程度（约10－10m），用力抹纸面上的胶带，可以缩小胶带与纸的分子间的距离，使写有字的纸在分子引力下被揭掉一层。
所以用胶带改错时，用力抹一下胶带效果较好
（二）内能
1、内能
（1）物体内部所有分子热运动的动能与分子势能的总和，叫物体的内能。
（2）一切物体都有内能。
因为分子的运动不会停息，所以分子总有动能，又因为分子之间的作用力不会消失，所以分子之间总存在着势能。
2、内能与机械能的区别
机械能与整个物体的机械运动情况有关，内能与物体内部分子的热运动和分子间的相互作用情况有关，所以内能是不同于机械能的另一种形式的能。
3、物体的内能跟温度有关
同一个物体，温度越高，内能越大；温度降低，内能减少。
因为同一个物体，温度越高，分子热运动的速度越大，所以内能越大。
4、改变物体的内能的方式
（1）做功改变物体的内能：
如果对物体做功，那么物体的内能就会增加，如克服摩擦做功、压缩气体做功都会使物体的温度升高，内能增加。
如果物体对外做功，它的内能就会减少，如气体膨胀对外做功，自己的温度降低，内能减少。
（2）热传递改变物体的内能：
发生热传递的条件是物体之间存在温度差，不同温度的物体相互接触时，温度较高的物体放出热量，内能减少；温度较低的物体吸收热量，内能增加。
（3）做功和热传递对改变物体的内能是等效的。
如果你事先没有观察到物体内能的改变过程，那么，你就无法确定是用哪种方法改变物体内能的。
例5、物体的温度升高了，那么物体（ ）
A、一定吸收了热量
B、一定是物体对外做功
C、一定是外界对物体做了功
D、可能是物体吸收了热量，也可能是外界对物体做了功
解析：
物体温度升高了，物体内大量分子无规则运动的速度变快，物体的内能一定增加。
改变物体内能的方法有两种，一种是热传递，吸收了热量可以使物体的温度升高，另一种是做功，外界对物体做功，把其它形式的能转化为物体的内能，使物体内能增加，物体温度升高，且这两种方式是等效的。
答案：
D
例6、在物体没有发生物态变化的前提下，下列各种说法正确的是（ ）
A、温度较高的物体，所含的热量较多
B、质量相同的物体，温度较高的，所含的热量较多
C、同一物体温度较高时，所含的热量较多
D、同一物体温度升高较大时，所吸收的热量较多
解析：
物体吸收或放出热的多少叫热量，也就是说，在热传递过程中，传递能的多少。
可见热量是一个过程量，只有在热传递的过程中才能称为热量，由此判定，A、B、C三个选项中所讲温度较高的物体所含热量较多是错误的，因为温度是一个状态量，温度再高没有发生热传递，也就谈不上热量，而D选项中所说的温度升高较大时，说明温度这个状态量发生了变化，温度变化是个过程，因为有热传递发生，物体的温度才会发生变化，对于同一物体来说，温度升的越高，吸收的热量就越多。
答案：
D
例7、下面关于能量转化的几种说法中正确的是（ ）
A．用砂轮磨刀时，刀的温度升高了，内能转化为机械能
B．陨石进入大气层成为流星时，机械能转化为内能
C．壶中水沸腾时，壶盖不停地跳动，水的内能转化为壶盖的动能
D．用打气筒给车胎打气时，筒内空气的内能转移到气筒上，使气筒壁温度升高
分析：
砂轮磨刀时，刀静止不动，砂轮转动，刀的温度升高，应是砂轮对刀做功，机械能转化为内能；陨石成为流星发光和热，是由于空气与陨石间摩擦时，陨石的机械能转化为陨石的内能；蒸汽冲动壶盖时，是水蒸气对壶盖做功，壶盖的动能是由水蒸气内能转化的；用打气筒打气时，是外力通过活塞挤压筒内空气柱做功，气体内能增加，温度升高，通过热传递方式使内能转移。
解答：
BCD
注意：
在做出决定之前，一定要把题中叙述的过程和结果对应起来，再利用自己已有的知识进行判断。
例8、如图所示，瓶内装有少量的水，瓶口已塞紧，水上方空气中有水蒸气，用打气筒向瓶内打气，当塞子从瓶口跳出时，瓶内出现“白雾”，这一现象产生的原因可以用下面三句话解释：
甲，水蒸气凝结成小水珠；乙，瓶内气体推动瓶塞做功，内能减少；丙，温度降低。
三句话正确的顺序是（ ）
A．甲乙丙 B．乙丙甲
C．丙甲乙 D．乙甲丙
分析：
题意因果顺序的进程为：
空气推动瓶塞跳起做功→空气内能减少→瓶内空气温度降低→瓶内水蒸气液化成小水珠即“白雾”。
瓶内有少量水，水面上方的空气中有水蒸气，向瓶内打气，瓶塞跳起时，出现“白雾”是由水蒸气凝结而成的小水珠；而瓶塞跳起的原因是用打气筒往瓶内打气使空气压强增大所至。
解答：
B
注意：
要按实际顺序，合理地安排因与果，试想，瓶塞不跳出，这些现象均不能发生；瓶塞跳起后，瓶内空气质量减小，温度降低，直接导致的后果是瓶内水蒸气遇冷液化成小水珠。
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一、选择题
1、“八月桂花遍地开”时，很远就能闻到桂花的香味，主要原因是（ ）
A．大量分子在不停地做无规则运动，不断扩散
B．分子间没有足够的引力，分子可远离
C．分子间间隙很大，分子可自由扩散
D．分子间存在斥力，分子被排斥而远离
2、如图所示，一滴墨汁滴入一杯水中（如图甲），过一会儿，整杯水变黑了（如图乙），这是因为（ ）
A．水会流动的缘故
B．水分子的无规则运动撞击了墨汁的微粒，墨汁的微粒也在进行扩散运动
C．墨汁的微粒自发地不停运动
D．墨汁和水分子之间发生了相互作用
3、下列现象中，不属于扩散现象的是（ ）
A．一滴墨水滴进清水中，水渐渐变黑
B．长期堆煤的墙角里，墙壁相当厚的一层染上黑色
C．摩托车发动机喷出的黑烟，用一大广口瓶收集，过一会儿整个瓶的颜色变黑
D．风雪天，雪花飘飘
4、关于分子间作用力的说法正确的是（ ）
A．两分子处于平衡位置时，合力为0，不受引力也不受斥力作用
B．两分子间距由平衡距离再增大时，分子间引力加大，斥力减小，合力表现为引力
C．只要分子间距加大，引力、斥力都减小；间距减小，引力、斥力都增大
D．当分子间相距很远时，作用力就变得十分微弱，可以忽略了
5、下列说法中不正确的是（ ）
A．一切物体都有内能
B．内能大小与物体内部分子的热运动和分子间的相互作用情况有关
C．在空中飞行的子弹具有动能、热能和内能
D．物体的温度降低，其分子运动变慢，当温度为0℃时，物体中的分子停止运动
6、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℃以下时没有内能
C．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
D．内能只跟温度有关，高温物体的内能一定比低温物体的内能大
7、一块0℃的冰和一杯0℃的水比较，则（ ）
A．水的内能一定大，因为水结冰时放出热量
B．冰的内能一定较小，因为冰化成水要吸热
C．若它们的质量相等，则它们的内能一定相同
D．冰的内能有可能比水的内能大一些
8、有两杯水，甲杯水的温度比乙杯水的温度高10℃，则两杯水的内能（ ）
A．甲杯水的内能一定比乙杯水的内能大
B．乙杯水的内能大
C．乙杯水的内能可能比甲杯水的内能大
D．甲、乙两杯水的内能有可能相等
9、“铁块被铁锤敲热”，下列所举的现象中，与前面所讲的不是同种方法改变物体内能的是（ ）
A．用砂轮打磨工件时迸出火花
B．夏天，柏油马路被太阳晒烫
C．压缩空气引火器中的空气，乙醚被点燃
D．手不断拍打篮球，球会受热
10、热传递的本质是（ ）
A．温度高的物体把温度传给温度低的物体
B．热量大的物体把温度传给热量小的物体
C．能量大的物体把能量传给能量小的物体
D．温度高的物体把能量传给温度低的物体
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B 卷
二、综合题
11、如图所示，在厚玻璃瓶内装入少量的水，然后再向密闭的瓶内打气，当塞子跳起来时，瓶内会出现雾，这是因为瓶内的空气推动瓶塞__________时，内能___________，温度降低，使水蒸气液化成小水珠。
12、如图所示，在一个配有活塞的厚玻璃筒里放一个小团棉花，把活塞迅速压下去棉花会燃烧起来，这是因为活塞_________，使空气__________，温度升高，达到棉花的_________使棉花燃烧。
13、在物理学中，“热”是个多义词。
下面四句话里的“热”字各表示什么意思？
（1）天气真热___________________________
（2）摩擦生热___________________________
（3）物体放热____________________________
（4）电炉很热____________________________
14、如图中所发生的过程中，物体的内能都发生了变化。
请你按一定的标准将这些现象分类。
一类包括___________（填序号）；特点是__________________________。
二类包括___________（填序号）；特点是__________________________。
15、请根据如图所展现的情景，指出一个与物理知识有关的问题，并针对所提出的问题做出简答。
16、我们知道在远离地球、温度极低的太空中飞行着许多石块，当它们在很短的时间内以极快的速度落到地球上时，就是人们常说的陨石。
1860年，在炎热的印度某地上空出现了一条很长的火光，一个白色炽热的物体落到沼泽地里。
其后，人们在陨石坠落的地方发现了一个大冰块。
请解释这一自然现象。
第1题答案错误!
正确答案为A
第2题答案错误!
正确答案为B
第3题答案错误!
正确答案为D
第4题答案错误!
正确答案为CD
第5题答案错误!
正确答案为D
第6题答案错误!
正确答案为C
第7题答案错误!
正确答案为D
第8题答案错误!
正确答案为CD
第9题答案错误!
正确答案为B
第10题答案错误!
正确答案为D
提示：
1、“八月”指气温高，分子热运动加剧。
3、“雪花”不是分子，而是成千上万的分子组成的物质颗粒，“雪花飘飘”是宏观上的机械运动。
4、分子间距变化时，引力与斥力同时发生变化，同增或同减，但都是斥力变化得快。
5、分子运动不可能停止，一切分子都在永不停息地作无规则热运动，注意0℃与绝对零度即0K的区别。
6、内能是指物体中所有分子做无规则运动的动能与分子势能之和，与分子的个数、物体的质量等均有关。
7、冰、水的温度相同，则分子热运动的平均动能相同，但不知道二者分子个数（质量）的多少故无法比较内能。
9、B项中用热传递的方法改变物体的内能，而其它三项均用做功的方法。
10、热传递的条件是二者具有温度差，注意温度高时能量不一定大。
综合题答案：
11、做功；减小
12、对空气做功；内能增大；燃点（着火点）
13、
（1）温度高；
（2）热量；（3）热量；（4）温度高
14、a、c、d；做功改变物体的内能
b、e；热传递改变物体的内能
15、①为什么看不清楚？
因为温度高的水蒸气遇到冷的镜片后放热液化成小水珠沾附在镜片上。
②为什么闻到香味？
因为分子在不停地做无规则热运动即扩散的缘故。
16、炽热的陨石落在沼泽地里时，沼泽地里的水吸热汽化，使陨石表面温度迅速降低，由于陨石内部温度较低，陨石完全降温后，会从周围的水中吸收大量的热，从而使陨石周围的水结冰。
中考解析
一、中考要求
近几年各地中考试卷中涉及本单元的知识主要有：
（1）对扩散现象及对分子间作用力的理解；
（2）内能、热运动的概念，内能与温度的关系；（3）做功和热传递如何改变物体的内能；（4）温度、内能和热量之间的关系。
中考通常以填空、选择、实验、简答题型出现。
二、中考真题回放
例1、（贵阳）将体积分别为V1、V2的水和酒精混合，发现混合后液体的总体积V总__________V1＋V2，（选填“＜”、“=”或“＞”）这一实验表明液体分子间有__________．
答案：
＜ 间隙（或空隙、距离、间距、间隔）
解析：
将体积分别为V1、V2的水和酒精混合时，分子会彼此进入对方，由于分子间有空隙，混合后液体的总体积小于V1与V2之和。
例2、（贵阳）目前甲型H1N1流感的蔓延正引起世界各国的高度关注，虽然该病毒的传播机制还未确定，但保持良好的卫生习惯是预防感染病毒的有效措施．专家称感染病人咳嗽所产生的有大量病毒的飞沫，会使1m范围内的其他人吸入而被感染，所以与感染病人近距离接触须戴口罩．一粒飞沫的直径约为1×10－6～5×10－6m（分子直径约为1×10－9m），由此可判断飞沫__________分子．（选填“是”或“不是”）
答案：
不是
解析：
分子很小，分子直径的数量级是10－10m，而一粒飞沫的直径约为1×10－6～5×10－6m，远比分子直径大得多，所以飞沫不是分子。
例3、（福建莆田）如下图所示，不旋转的铝件在强大压力作用下顶住高速旋转的铜件，通过__________的方式使两者接触处温度急剧升高，内能增大，这样铜和铝接触处的分子相互渗透，由于分子间存在__________力的作用，从而使两者紧密结合存一起，这就是先进的“旋转焊接”技术．
答案：
做功 引
解析：
改变物体内能的方式有做功和热传递两种，铝件和铜件间是通过克服摩擦力做功的方式使两者接触处温度急剧升高的。
温度越高，分子运动越快，铜和铝接触处的分子相互渗透，由于分子间引力使两者紧密结合在一起。
例4、（河南郑州）夏天，远远地就能闻到烤羊肉串的香味；而冬天，走近了才能闻到，这说明了____________________。
答案：
温度越高，分子运动越剧烈
解析：
通过对比可知夏天和冬天温度不同，是导致分子扩散距离不同的原因。
例5、如图所示，图（a）是一个铁丝圈，中间松松地系一根棉线：
图（b）是浸过肥皂水并附着肥皂液薄膜的铁丝圈；图（c）表示用手指头轻轻碰一下棉线的任意一侧；图（d）表示这一侧的肥皂液膜破了，棉线被拉向了另一端，这个事例说明了（）
A、分子间存在着引力 B、物质是由大量分子组成的
C、分子之间有间隙 D、分子不停地做无规则运动
解析：
如图可看出一侧的肥皂薄膜破了，棉线被拉向了另一侧，说明棉线受到了力的作用才会这样，故肥皂液薄膜的分子之间存在引力，故选项A是正确的。
本题的事例没有说明分子的大小，也没有发生扩散现象，所以不能说明物质是由大量分子组成的，也不能说明分子的运动情况和分子之间有间隙，故选项B、C、D都是错误的。
应选A
答案：
A
例6、关于物体的内能，下列说法正确的是（ ）
A、物体的温度越高，内能越大
B、物体的温度不变，内能不变
C、温度越高的物体，内能越大
D、温度为0℃的物体，内能为零
解析：
物体的内能与温度有关，且物体的温度升高，物体内分子的无规则运动变剧烈，则物体的内能增加。
所以选项A是正确的。
物体的内能是跟温度有关，但不是只跟温度有关，还与其它因素有关，则物体的温度不变，内能也可能改变。
例如晶体熔化吸热，温度不变，内能增加，所以选项B错误。
选项C也是把物体的内能跟温度有关错误地理解为只跟温度有关即温度越高的物体其内能就越大，所以选项C是错误的。
一切物体的分子都在不停地做无规则运动，所以一切物体都具有内能，物体在0℃时，同样也具有内能，所以选项D是错误的。
根据以上分析只有A项正确。
答案：
A
例7、下面能量转化的说法正确的是（ ）
A、双手搓擦时，手的温度升高了，机械能转化成了内能
B、钻木取火时，钻头把木块摩热了，机械能转化成内能
C、壶中的水沸腾时，把壶盖顶起，壶中水的内能转化成壶盖的机械能
D、用打气筒打气时，筒侧壁温度升高是人对气筒做功，机械能转化成了筒的内能
分析：
改变物体内能的方法有做功和热传递，物体温度升高说明物体内能增加，内能的增加可能是做功，也可是热传递。
搓手时，双手相互作用，互相克服对方的阻力做功把手具有的动能转化为手的内能，使手的温度升高。
钻木取火时，钻头和木头相互作用，钻头克服木头的摩擦机械能转化为木头的内能，使木头温度升至着火点，故B也是对的。
壶中的水沸腾时，把壶盖顶起，要弄清是谁把壶盖顶起的，是水蒸气把壶盖顶起的，故应是水蒸气的内能转化成了壶盖的机械能而不是壶中水的内能转化为壶盖的机械能。
故C错误。
用打气筒打气时人通过活塞对筒内气体做功，使筒内气体的内能增加，温度升高，筒内气体又将内能转移给筒壁使气筒温度升高，内能增加，故D也不妥。
答案：
选AB
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