第十一章热和能.docx

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第十一章热和能

第十一章热和能…..

第一节物质的分子构成

我们身边的物质一般以固态、液态、气态的形式存在，它们处于不同状态时具有的物理性质相同吗？

为什么？

1．物质的组成2．固态、液态、气态的基本特征

知识点津

自学检测

1．物质是由微小的粒子组成的，这些微小粒子保持了物质的性质，我们叫它______，它的体积很小，一般要用______观察,其大小只有百亿分之几米，通常以________m作单位来量度。

2．固态物质中，分子排列_________，粒子间有_________作用力。

因而，固体具有___________和______。

3．液态物质中，分子没有_________位置，运动比较________。

粒子间的作用力比固体的______，因而，液体有__________，具有_________。

4．气态物质中，分子间距________，分子间的作用力_______，容易被________。

因此气体具有_______。

知识点一

1．物质的组成

2．固态、液态及气态的基本特征

学测同步

例1．有下列一些物品：

A、小刀B、铅笔C、铁块D、二氧化氮气体E、水F、氧气（装在氧气袋中）G、酒精H、色拉油I、灭火器中喷出的二氧化碳气体J、木块

可以将它们分成三类：

一类是：

________________________（填字母），它们共同的特征是________________________________。

二类是：

_________________________（填字母），它们共同的特征是________________________________。

三类是：

_________________________（填字母），它们共同的特征是________________________________。

点拨：

日常生活中见到的小刀、铅笔、铁块、木块都有固定的体积和形状，它们都是固态物质；水、酒精、色拉油都有一定的体积，并可以流动，它们都是液态物质；二氧化氮气体、氧气、二氧化碳气体都没有固定的体积和形状，它们都是气态物质。

所以A、B、C、J，固态物质；E、G、H。

液态物质；D、F、I，气态物质。

练习1

1．李欢同学将一小烧杯水倒入烧瓶中，如图11－1－1甲所示，并将一个集气瓶中的二氧化氮气体倒入一个大的集气瓶中，如图11－1－1乙所示，仔细观察可得出的结论是：

液体______________________；气体__________________。

2．关于固态、液态、气态的分子各有什么特点，下列说法错误的是（）

A．固态物质中，分子排列十分紧密，粒子间有强大的作用力

B．液态物质中，分子没有固定的位置，运动比较自由，分子间的作用力比固体小

C．气态物质中，分子极度散乱，间距很大，粒子间的作用力极小

D．液体和气体都具有流动性，所以它们的分子组成没有多大区别

3．下列物质中，物质形态与其它三个不同的是（）

A．玻璃杯B．牛奶C．钢片D．白糖

4．小明将配好的饮料倒入形状不同的冰棒模子中，然后放入冰箱的冷冻室内，过了一段时间后，做成了不同形状的冰棒，说明（）

A．固态物质没有一定的形状B．液态物质在遇冷时可以变为固体

C．液体没有一定的形状D．液体没有一定的体积

强化训练

课堂小结

限时检测

1．固体、液体、气体三者相比较，分子间距离最大的是_______分子，分子间距最小的是________分子．

2．物质的状态变化时体积发生变化的主要原因是（）

A．构成物质的分子变了B．构成物质的分子排列方式发生变化

C．构成物质的分子数变了D．以上说法都不对

3．下列物质中的分子排列有规则的是（）

A．玻璃B．水C．冰D．氧气

4．下面关于固体、液体、气体有不同特征的原因叙述正确的是（）

A．固体既有一定的体积，又有一定的形状，是因为分子间的作用力太小

B．气体可以流动，是因为气体的分子之间完全没有作用力

C．液体没有确定的形状且有流动性，是因为液体分子作用力较小分子位置不固定

D．固体具有确定的形状，是因为固体分子之间没有间隙

5．下列关于宇宙的说法正确的是（）

A．宇宙中有几十亿个星球，太阳是其中最大的星球

B．宇宙中有几十亿个星球，银河系是其中一个巨大的星系

C．太阳是银河系中的一员，水星距太阳最远

D．太阳周围有牛郎星和织女星绕它运行

知识拓展

1．多数物质从液态变为固态时，体积变小，但水结成冰时，体积却变大，请你设计实验来证明这一现象，并举出在生活中利用或防治水的这一特性的实例。

2．阅读短文，回答问题

荷叶为什么会有自洁效应

荷叶为什么会有“自洁效应”呢？

原来在荷叶叶面上存在着多重纳米和微米级的超微结构。

在超高分辨率显微镜下可以清晰看到，在荷叶叶面上布满着一个挨一个隆起的“小山包”，它上面长满绒毛，在山包顶又长出一个馒头状的“碉堡”凸顶。

因此，在“山包”间的凹陷部分充满着空气，这样就在紧贴叶面处形成一层极薄的只有纳米量级厚的空气层。

这就使得在尺寸上远大于这种结构的灰尘、雨水等降落在叶面上后，隔着一层极薄的空气，只能同叶面上“山包”的凸顶形成几个点接触。

雨点在自身的表面张力作用下形成球状，水球在滚动中吸附灰尘，并滚出叶面。

研究表明，这种具有自洁效应的表面超微纳米结构，不仅存在于荷叶中，也普遍存在于其它植物中，某些动物的皮毛中也存在这种结构。

请回答：

（1）水滴在上面为什么会形成球形？

（2）水珠在滚动时具有什么效应？

（3）结合生活中的一些现象，提出如何运用“自洁效应”解决相应实际问题，举一例加以说明

第二节分子热运动

知识点津

自学检测

1．

俗语道：

“墙内开花墙外香”、“破镜不能重圆”你能明白其中的物理道理吗？

1．扩散现象2．分子动理论基本内容3．热运动

分子动理论的基本内容是___________________、__________________、___________________________。

2．气体、液体及固体之间都能发生扩散现象，它表明__________________________________________，影响扩散快慢的主要因素是_________。

3．一切物质的分子都在不停的作无规则运动，分子的这种运动我们称为________，温度越高，热运动_____。

知识点一

1．分子动理论的基本内容

学测同步

例1．运用分子热运动的理论观点，指出下列说法中哪一个是错误的（）

A．扩散现象说明物体的分子在不停息地作无规则运动

B．铁棒很难被拉断，说明铁棒的分子之间存在着引力

C．固体很难被压缩，说明它们的分子之间没有间隙

D．分子的引力和斥力是同时存在的

点拨：

物体中的分子彼此进入对方的现象称为扩散现象，该现象主要说明两个问题，一是物质中的分子（原子）时时刻刻都在永不停息地作无规则运动，二是物质的分子（原子）存在着间隙。

有分子热运动理论可知物体能被拉伸或压缩，但都不能被无限制的拉伸或压缩，说明分子间存在着引力或分子间有间隙和斥力，还要注意一点，分子间的引力和斥力是同时存在的，只是有时引力大于斥力，对外表现为引力，有时引力小于斥力，对外表现为斥力。

故选C。

练习1

1．固体和液体很难被压缩，是因为（）

A．分子间没有间隙B．分子间存在着引力

C．分子间存在着斥力D．分子在不停的作无规则运动

2．当盛油的厚壁钢瓶内压强很大，相当于大气压的1万到2万倍时，虽然瓶壁无裂痕，瓶内的油依然能从里面渗出来，这是因为（）

A．金属原子之间有间隙B．油分子被压小了

C．油分子不停的作无规则运动D．金属原子不停的作无规则运动

知识点二

1．扩散现象及分子的热运动

例2．奶奶在厨房炒菜，邓琳琳一进家门就嚷开了：

“奶奶，你炒的花菜好香呵！

”奶奶却说：

“花菜还在锅里，你就闻到香味了，饭桌上放着我早就烧好的肉，你却没有闻到香味，难道我烧的肉不好？

”邓琳琳赶紧向奶奶赔礼，又说了一席话，奶奶眉开眼笑了，邓琳琳怎样用学过的物理知识向奶奶解释呢？

点拨：

炒菜时温度高，相关的物质分子扩散速度快，所以菜的芳香四溢，而烧肉被扣着，相关的芳香分子无法向空气扩散，故无法闻到其香味。

练习2

1．下列现象中不是由扩散引起的是（）

A．八月桂花香千里B．长期堆放煤的土壤变黑

C．把糖放入水中过一段时间后变甜D．打扫教室时，常常看见尘土飞扬

2．如图11－2－1所示是液体的扩散现象示意图，将无色的清水与蓝色的硫酸铜溶液放在一起，

静放几天后，界面变的模糊不清了。

以下说法正确的是（）

A．说明水分子向硫酸铜溶液扩散

B．说明硫酸铜分子向水中扩散

C．说明两种液体的分子分别向对方中扩散

D．以上说法均不正确

3．分子的热运动是指（）

A．少数分子的无规则运动B．一个分子的无规则运动

C．大量分子的无规则运动D．温度高的物体的分子运动

4．“花气袭人知骤暖。

鹊声穿树喜新晴”，这是南宋诗人陆游《村居出喜》中的两句诗，写春晴天暖、鸟语花香的山村美景。

（1）从地理学的角度猜想：

诗人写这首诗的时候是在一个什么气候的环境中。

（2）这首诗所描述的景象从语句上进行探究，与现代物理学的论点相矛盾吗？

为什么？

强化训练

课堂小结

限时检测

1．如图11－2－2所示，在一根细长的玻璃管里装入半管水，再倒入半管酒精，充分混合后总体积将，这一现象说明.

2．分子间同时存在相互作用的引力和斥力.它表现为当两分子间的引力等于斥力时，分子处在平衡位置；当分子间的距离大于平衡位置的相互距离时，分子间的引力斥力；当分子间的距离平衡位置的间距时，分子间的相互作用的斥力大于引力.

3.在远处放烟火时，过一会儿就闻到了火药味，这是现象.把糖放在热水里比放在冷水里化得快些是因为.

4.能够证明物质分子运动的实例是.能够证明分子间有相互作用的引力和斥力的实例是.

5．扩散现象表明（）

A．物体由分子组成B．分子十分微小

C．分子在永不停息地做无规则运动D．分子间有相互作用的引力和斥力

6．两块光滑的玻璃能紧贴在一起但不能结合在一起，是由于两块玻璃分子间（）

A．距离太大了，分子间的作用力变得很微弱

B．距离太大，分子运动的速度较缓慢

C．距离大于平衡时的间距，分子间的作用力表现为斥力

D．距离小于平衡时的间距，分子间的作用力表现为斥力

7．铁棍不易被拉伸是因为（）

A．分子间只存在引力B．分子间只存在斥力

C．分子间引力、斥力同时存在，间距稍大时作用力表现为引力D．.以上说法都不对

8．下列现象中，不是表明扩散现象的有（）

A．投入盐粒的白水全部变咸B．放入糖的水变甜

C．给液体或气体加热时产生的对流D．炒菜的香味能够传得很远

9．下列事物中，说明大量分子永不停息地做无规则运动的是（）

A．衣箱里的卫生球，时间长了会变小B．教室里扫除时，灰尘满屋飞扬

C．冬天大雪纷飞，天地一片白茫茫D．夏天，水坑里有许多小虫乱动，毫无规律

10．下面说法中不能用分子运动论来解释的是（）

A．从烟囱里冒出的黑烟在空中飘荡B．酒精瓶被打碎后，屋里很快就闻到酒精味

C．用盐腌蛋一段时间后，蛋变咸了D．往开水里放些糖，水会变甜

11．图11－2－3中a是一个铁丝圈，中间较松地系一根棉线；图b是浸过肥皂水的铁丝圈；图c表示用手指轻碰一下棉线的左边；图d表示棉线左边的肥皂膜破了，棉线被拉向右边，这个实验说明了（）

A．物质是由大量分子组成的B．分子间存在引力

C．组成物质的分子不停地做无规则运动D．分子之间有空隙

12．同学们写作业时，常会用透明胶带把错误处揭去，操作时往往要把胶带用手抹几下使之与纸贴紧，才能揭干净，这是为什么？

知识拓展

1．同学们都有这样经验，当我们做作业出现错误时，我们习惯于将透明胶带用力抹在错误处，使之与纸紧密接触，然后揭下来就比较干净。

为什么？

2．阅读短文，回答下列问题

纳米科技

一个新型的研究领域，正在悄悄地为未来科学技术更快发展打基础，这就是纳米科学技术。

美国物理学家费恩曼在一次演讲中利用逆向思维的方法提出用单个分子（甚至原子）来组装我们所需要的物质。

1986年随着扫描隧道显微镜的出现，为我们提供了观察原子的“纳米眼”和操纵原子的“纳米手”，从而使费恩曼的幻想变为了现实。

今天在电子和通信方面，用纳米薄层和纳米点制造纳米电子器件――存储器、显示器、传感器等，使器件的尺寸更小、运行的速度更快、耗能更少。

………………

纳米科学技术是现代科学技术的前沿，在国际上备受关注，这个领域的竞争非常激烈。

我国科学家也在进行纳米技术的研究，并取得了成绩，具有世界先进水平。

（1）纳米技术的思想利用了物理学中怎样的思维方法？

有许多重大的科学发现也采用了此法。

请举一例

（2）如果纳米技术广泛应用于我们生活中，生活将有许多变化，请写出三个合理场景。

第三节内能及其改变

装着开水的暖水瓶瓶盖有时会弹起来，推动瓶盖的能量来自哪里？

冬天人们为什么会喜欢搓手？

这些都是你在日常生活中经常见到的现象，你会解释吗？

1．内能及相关因素2．物体内能的改变3．热量

知识点津

自学检测

1．______________________________________________________________叫物体的内能。

2．一切物体都具有内能，其大小与物体的________有关，物体的温度升高，内能______，物体的温度降低，内能_________。

3．改变物体内能的两种方式是___________和________

4．对物体做功，物体的内能_______，物体对外做功，物体的内能_______

5．_________________________________________________叫热传递，发生热传递的条件是__________，热传递的方向是_________________。

6．在热传递的过程中，传递的能量的多少叫________，物体吸热，内能________，物体放热，内能______，热量的国际单位是_______。

知识点一

1．内能的定义及影响内能大小的因素

学测同步

例1．关于物体的内能，下列说法正确的是（）

A．物体运动的越快，内能越大B．物体举的越高，内能越大

C．物体运动的越快、举的越高，内能越大D．物体温度越高，内能越大

点拨：

物体内部所有分子作无规则运动的动能和分子势能的总和，叫做内能，它与物体内部分子的热运动和分子间的相互作用情况有关，而与整个物体的机械运动情况无关。

实验证明，物体的内能与物体的质量（分子个数）、温度、状态有关。

质量越大，温度越高，内能越大，质量和温度一定时，气态的内能比液态的内能大，液态的内能比固态的内能高。

所以选D。

练习1

1．

仔细观察图11－3－1中的甲、乙、丙三杯水，判断下列说法正确的是（）

A．甲杯中水的内能最大B．乙甲杯中水的内能最大

C．丙甲杯中水的内能最大D．一样大

2．关于物体的内能（）

A．物体的内能增加，物体内部分子动能一定增加B．物体内能增加，它的温度一定升高

C．物体温度升高，它的内能一定增加D．物体的体积增大，它的内能一定减小

知识点二

1．改变物体内能的方法：

做功和热传递

2．热量、内能及温度的关系

例2．关于热量、内能、温度的关系正确的是（）

A．物体吸收了热量，它的温度一定升高，内能一定增加

B．物体的温度升高，它的内能一定增加，一定吸收了热量

C．物体的内能增加了，它的温度一定升高，一定是吸收了热量

D．以上说法都不对

点拨：

改变物体内能的方法有两种，一是做功，二是热传递，二者在改变物体的内能上是等效的。

物体吸收热量，内能一定增加，但是温度不一定升高，如晶体在熔化过程中，吸收热量，内能增加但温度却不变，故A项、C项错误；物体的温度升高，内能增加，不一定是吸收了热量，也可能是外界对物体做了功，所以B项错误。

所以选D。

练习2

1．一个物体的温度升高了，则（）

A．它一定吸收了热量B．一定对它做了功C．它含有的热量一定增加D．它的内能一定增加

2．下列说法正确的是（）

A．炽热的铁块温度很高，具有较大的内能B．铁水凝成铁块时，内能增加

C．冷冰块的温度低，不具有内能D．水结成冰时，温度不变，故内能也不变

3．给自行车胎打气，当用力将活塞向下压时（）

A．筒内空气对外做功，空气内能减小B．筒内空气对外做功，空气内能增加减小

C．活塞对筒内空气做功，空气内能增加D．活塞对筒内空气做功，空气内能减小增加

4．关于热量、功、内能的概念，下列说法正确的是（）

A．物体的温度越高，含有的热量越多

B．做功和热传递是等效的

C．热量、功、内能的单位相同，所以三者之间没有严格地区别

D．用做功的方法改变物体的内能，实质是内能和其它形式能的转换

强化训练

课堂小结

限时检测

1．内能是物体内部分子总和.当物体的温度升高时，它的分子的运动，内能。

2．改变物体内能的方法有两种：

和，这两种方法是的；图11－3－2中，是利用前者改变物体内能。

3．下列各种情况中，使物体的内能增加的是（）

A．将物体从一楼搬到三楼B．物体的温度升高

C．物体做机械运动的速度增加D．物体对外做功

4．图11－3－3现象中，由于热传递使物体内能增加的是（）

5．关于物体的内能，下列说法正确的是（）

A．物体的运动速度越大，具有的内能越多

B．静止的物体没有动能也没有内能

C．运动的物体有动能没有内能

D．火红的铁块具有内能，冰冷的冰块也具有内能，一切物体都具有内能

6．下列说法中正确的是（）

A．0℃的冰内能为零

B．一个物体各部分温度相同，则其中每个分子热运动速度必定相同

C．将一个物体放在高速行驶的列车上，其内能增大

D．两个物体温度相同，材料相同，其内能不一定相等

7．如图11－3－4所示，将甲、乙两物体相接触时，甲把热量传给了乙，（对外均无热传递）则（）

A．甲的内能减少，乙的内能增加

B．甲的内能减少，乙的内能不变

C．两物体的内能都不变

D．两物体的总内能变大

8．下面关于温度、热量、内能的说法中正确的是（）

A．温度高的物体内能一定多B．物体温度降低时，它的内能一定减少，而且一定放出热量

C．吸热多的物体温度一定高D．物体的温度升高时，它的内能也增加

9．热传递实质上是（）

A．能量从内能大的物体传给内能小的物体B．能量从热量多的物体传给热量少的物体

C．能量从温度高的物体传给温度低的物体D．能量从质量大的物体传给质量小的物体

10．寒冷的冬天，我们常用两手相搓或对手哈气的方法暖手，试分析其原因，并说明两种取暖方法在实质上有何不同？

.

知识拓展

1．许多公园里都设有供游人休息的石凳或木椅。

在夏日阳光的照射下，用手模石凳和木椅，感到石凳比木椅热。

对于这种现象的原因，李明同学提出了如下两种猜想

A．石头比木头温度高B．石头比木头传热快

（1）对于这两种猜想，你认为正确的是_____________

（2）为了验证这个猜想是否正确，请设计实验进行探究，写出设计方案。

2．阅读短文，回答问题

地球的温室效应

太阳通过热传递将能量输送到大地，温暖了地球，养育了万物。

但是地球表面温度也不能过高，过高不仅会使两极冰雪融化，海平面上升，淹没大量的良田和城市，也会影响全球气候，使有的地区暴雨成灾，有的干旱少雨。

实际上，地表受热后，也会产生热辐射，向外传递热量。

而大气中的二氧化碳和水蒸气等气体会阻挡这种辐射，使地表温度维持在一个相对稳定的水平。

这就是温室效应。

大气层中的大部分二氧化碳是自然产生的，但是随着随着工业化进程的加快，导致二氧化碳的含量大幅度上升，加剧了地球的温室效应。

这就是近几年来全球气候变暖的重要原因。

（1）太阳是以什么方式来改变地球表面物体的内能的？

（2）什么是温室效应？

在农业生产中请举一例应用温室效应的实例

（3）根据上述短文，请提出两条减缓地球温室效应的合理化建议

第四节比热容

知识点津

自学检测

对于质量相同的不同物质，如果让它们升高相同的温度，它们吸收的热量相同吗？

1．比热容2．热量计算公式Q＝mcΔt

1．__________________________________________________________叫这种物质的比热容，其单位_____，读作_________-。

2．水的比热是_____________，其物理意义可表述为____________________________________________。

3．物体受热时吸收热量的公式是_________________，物体散热时放出热量的计算公式是______________。

4．在一标准大气压下，将100g20℃的水烧开所吸收的热量是___________。

知识点一

1．比热容定义的理解与应用

学测同步

例1．关于物质的比热容，下面论述正确的是（）

A．物质比热容的大小取决于物质吸收或放出热量的多少

B．质量相等的不同物质，吸收相等的热量后，比热容大的物体温度升高的少

C．质量和比热容相同的物体，吸收相等的热量后，它们的温度相同

D．比热容是用来比较热量多少的物理量

点拨：

一般来说，物质的比热容不随物质的质量、形状、温度（不发生物态变化）、体积、地理位置的变化而变化，不同物质有不同的比热容，同一种物质具有相同的比热容，是物质的一种属性，所以A选项错误。

对于同一种物质而言，吸收或放出相等热量后，升高或降低的温度相同，并不是它们的温度相同，所以B选项错误；比热容反映的是在相同条件下，吸热或放热本领大小的物理量，故选项D错误。

对于质量相等的不同物质，吸收或放出相同热量后，比热大的温度变化小，所以B选项是正确的。

练习1

1．下列说法正确的是（）

A．温度升高时，吸收热量越多的物体比热容越大

B．升高相同的温度，吸收热量越多的物体比热容越大

C．质量相等的不同物体，升高相同的温度，吸收热量越多的比热容越大

D．质量越大的物体，比热容越大

2．质量相等的水和酒精放出了相等的热量，那么（）

A．水的末温一定比酒精的低B．水的末温与酒精相同

C．水降低的温度一定比酒精多D．水降低的温度一定比酒精少

3．质量和温度均相同的铁块和铝块（已知C铁

A．热从铁块传给铝块B．热从铝铁块传给铁块C．铁块和铝块之间没有热传递D．无法确定

4．冬天在暖气装置中用水来供热，汽车发动机的的冷却装置中有用水来冷却，这是由于（）

A．自然界中的水资源丰富易获得B．水的密度较大C．水的比热容较大D．水善于传热

知识点二

1．热量的计算公式及应用

例2．家庭用太阳能热水器与燃气式热水器的初装费，使用年限见下表

热水器名称

初装费

使用年限

可能发生人身事故吗？

对环境有污染吗？

太阳能

1500元

15

燃气式

800元

5

（1）请你根据所学的知识和生活常识填写上表的空白处

（2）在15年内，使用哪种热水器更经济？

（3）若由你来帮助家长选购，你认为应选上述哪种热水器？

简述理由

（4）