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質量和密度類型題及解法

題型一：關于質量的概念

例1. 兩個物體的質量不同，一定是由于它們的（    ）

A. 形狀不同              B. 所處地理位置不同

C. 所含物質的多少不同    D. 速度大小不同

解題方法：物體所含物質的多少叫做質量，它是物體本身的一種屬性，不隨形狀、位置、狀態、溫度等外界因素而改變，所以選C。

點評：本題解題的關鍵是明確質量的概念，明確它是物體本身固有的基本屬性。值得注意的是，狀態改變指的是物理變化，而不是化學變化。

題型二：關于質量的測量（天平的使用方法）

例2. 在用已調好的托盤天平稱某物體質量的過程中，發現當右盤中再加1g砝碼時，指針指在標尺中央紅線的右側；減去這1g砝碼時，指針又指在標尺中央紅線的左側，而砝碼盒中質量最小的砝碼是1g，遇到這種情況，正確操作方法是（    ）

A. 調節橫梁右邊的平衡螺母，使天平平衡后再讀數

B. 調節橫梁左邊的平衡螺母，使在平平衡后再讀數

C. 將被測物移到右盤，使天平平衡后再讀數

D. 移動游碼到適當位置，使天平平衡后再讀數

解題方法：本題主要考查的是如何使用天平測量物體的質量，橫梁平衡指的是橫梁處于水平位置，調節過程中的指針偏到分度盤中線的哪一側，表示橫梁這一端較低，平衡螺母應向另一側移動，一旦天平調節平衡后，使用時，就不許再動平衡螺母，否則測出的質量不準確，這時，就要靠加減砝碼來使天平平衡，如果加上砝碼盒中最小的砝碼時，加砝碼盤的這端下降，就應該減去這個砝碼，調節游碼的位置，使橫梁平衡后再讀數，由天平使用規則中“左物右碼”可知，C是錯誤的，所以本題答案是D。

點評：每一架天平都有與之配套的砝碼，砝碼盒中最小的砝碼質量數與天平橫梁標尺上的量程是相同的，移動游碼在標尺上的位置等于向砝碼盤上添加同質量的砝碼。

題型三：關于密度的概念

例3. 關于物質的密度，下列說法中正確的是（    ）

A. 某種物質的密度是這種物質單位質量的體積

B. 將一杯水分成兩杯，則每杯中水的密度都為原來的

C. 密度是物質本身的一種特性

D. 根據密度，可知密度與m成正比，與V成反比

解題方法：密度是物質的特性之一，同一物質的密度是相同的，與物質的形狀、運動狀態、所處位置、質量大小等因素無關，所以答案選C。

點評：表示密度大小等于質量與體積的比值，這是一個定值，它不會因m或V的變化而改變的，對于同一種物體，當m發生變化時，V也隨之改變，但它們的比值，也就是密度是不變的。另外，物體因熱脹冷縮會使其體積有些許變化，這會使物質的密度有些改變。而氣體因熱脹冷縮使體積有大的變化，所以對于氣體的密度，一定要標明“0℃，在標準大氣壓下。”

人教版第十六章  熱和能 復習提綱  

　　一、分子熱運動

 　　1．物質是由分子組成的。分子若看成球型，其直徑以10^-10m來度量。

 　　2．一切物體的分子都在不停地做無規則的運動。

 　　①擴散：不同物質在相互接觸時，彼此進入對方的現象。

 　　②擴散現象說明：A、分子之間有間隙。B、分子在做不停的無規則的運動。

 　　③課本中的裝置下面放二氧化氮這樣做的目的是：防止二氧化氮擴散被誤認為是重力作用的結果。實驗現象：兩瓶氣體混合在一起顏色變得均勻，結論：氣體分子在不停地運動。

 　　④固、液、氣都可擴散，擴散速度與溫度有關。

 　　⑤分子運動與物體運動要區分開：擴散、蒸發等是分子運動的結果，而飛揚的灰塵，液、氣體對流是物體運動的結果。

 　　3．分子間有相互作用的引力和斥力。

 　　①當分子間的距離ｄ＝分子間平衡距離r，引力＝斥力。

 　　②ｄ＜ｒ時，引力＜斥力，斥力起主要作用，固體和液體很難被壓縮是因為：分子之間的斥力起主要作用。

 　　③ｄ＞ｒ時，引力＞斥力，引力起主要作用。固體很難被拉斷，鋼筆寫字，膠水粘東西都是因為分子之間引力起主要作用。

 　　④當ｄ＞10ｒ時，分子之間作用力十分微弱，可忽略不計。

 　　破鏡不能重圓的原因是：鏡塊間的距離遠大于分子之間的作用力的作用范圍，鏡子不能因分子間作用力而結合在一起。

 　　二、內能

 　　1．內能：物體內部所有分子做無規則運動的動能和分子勢能的總和，叫做物體的內能。

 　　2．物體在任何情況下都有內能：既然物體內部分子永不停息地運動著和分子之間存在著相互作用，那么內能是無條件的存在著。無論是高溫的鐵水，還是寒冷的冰塊。

 　　3．影響物體內能大小的因素：①溫度：在物體的質量，材料、狀態相同時，溫度越高物體內能越大；②質量：在物體的溫度、材料、狀態相同時，物體的質量越大，物體的內能越大；③材料：在溫度、質量和狀態相同時，物體的材料不同，物體的內能可能不同；④存在狀態：在物體的溫度、材料質量相同時，物體存在的狀態不同時，物體的內能也可能不同。

 　　4．內能與機械能不同：

 　　機械能是宏觀的，是物體作為一個整體運動所具有的能量，它的大小與機械運動有關。

 　　內能是微觀的，是物體內部所有分子做無規則運動的能的總和。內能大小與分子做無規則運動快慢及分子作用有關。這種無規則運動是分子在物體內的運動，而不是物體的整體運動。

 　　5．熱運動：物體內部大量分子的無規則運動叫做熱運動。

 　　溫度越高擴散越快。溫度越高，分子無規則運動的速度越大。

 　　三、內能的改變

 　　1．內能改變的外部表現：

 　　物體溫度升高（降低）──物體內能增大（減小）。

 　　物體存在狀態改變（熔化、汽化、升華）──內能改變。

 　　反過來，不能說內能改變必然導致溫度變化。（因為內能的變化有多種因素決定）

 　　2．改變內能的方法：做功和熱傳遞。

 　　A、做功改變物體的內能：

 　　①做功可以改變內能：對物體做功物體內能會增加。物體對外做功物體內能會減少。

 　　②做功改變內能的實質是內能和其他形式的能的相互轉化。

 　　③如果僅通過做功改變內能，可以用做功多少度量內能的改變大小。（Ｗ＝△Ｅ）

 　　④解釋事例：圖15．2-5甲看到棉花燃燒起來了，這是因為活塞壓縮空氣做功，使空氣內能增加，溫度升高，達到棉花燃點使棉花燃燒。鉆木取火：使木頭相互摩擦，人對木頭做功，使它的內能增加，溫度升高，達到木頭的燃點而燃燒。圖15．2-5乙看到當塞子跳起來時，容器中出現了霧，這是因為瓶內空氣推動瓶塞對瓶塞做功，內能減小，溫度降低，使水蒸氣液化凝成小水滴。

 　　B、熱傳遞可以改變物體的內能。

 　　①熱傳遞是熱量從高溫物體向低溫物體或從同一物體的高溫部分向低溫部分傳遞的現象。

 　　②熱傳遞的條件是有溫度差，傳遞方式是：傳導、對流和輻射。熱傳遞傳遞的是內能（熱量），而不是溫度。

 　　③熱傳遞過程中，物體吸熱，溫度升高，內能增加；放熱溫度降低，內能減少。

 　　④熱傳遞過程中，傳遞的能量的多少叫熱量，熱量的單位是焦耳。熱傳遞的實質是內能的轉移。

 　　C、做功和熱傳遞改變內能的區別：由于它們改變內能上產生的效果相同，所以說做功和熱傳遞改變物體內能上是等效的。但做功和熱傳遞改變內能的實質不同，前者能的形式發生了變化，后者能的形式不變。

 　　D、溫度、熱量、內能的區別：

 　 　　四、熱量

 　　1．比熱容：⑴定義：單位質量的某種物質溫度升高（降低）1℃時吸收（放出）的熱量。

 　　⑵物理意義：表示物體吸熱或放熱的本領的物理量。

 　　⑶比熱容是物質的一種特性，大小與物體的種類、狀態有關，與質量、體積、溫度、密度、吸熱放熱、形狀等無關。

 　　⑷水的比熱容為4．2×10³J（kg·℃）表示：1kg的水溫度升高（降低）1℃吸收（放出）的熱量為4．2×10³J。

 　　⑸水常調節氣溫、取暖、作冷卻劑、散熱，是因為水的比熱容大。

 　　2．計算公式：Ｑ_吸＝Ｃm（t－t₀），Ｑ_放＝Ｃm（t₀－t）。

 　3．熱平衡方程：不計熱損失Ｑ_吸＝Ｑ_放。

 　　五、內能的利用、熱機

 　　（一）內能的獲得──燃料的燃燒

 　　燃料燃燒：化學能轉化為內能。

 　　（二）熱值

 　　1．定義：1kg某種燃料完全燃燒放出的熱量，叫做這種燃料的熱值。

 　　2．單位：J/kg。

 　　3．關于熱值的理解：

 　　①對于熱值的概念，要注重理解三個關鍵詞“1kg”、“某種燃料”、“完全燃燒”。1kg是針對燃料的質量而言，如果燃料的質量不是1kg，那么該燃料完全燃燒放出的熱量就不是熱值。某種燃料：說明熱值與燃料的種類有關。完全燃燒：表明要完全燒盡，否則1kg燃料化學能轉變成內能就不是該熱值所確定的值。

 　　②熱值反映的是某種物質的一種燃燒特性，同時反映出不同燃料燃燒過程中，化學能轉變成內能的本領大小，也就是說，它是燃料本身的一種特性，只與燃料的種類有關，與燃料的形態、質量、體積等均無關。

 　　3．公式：Q＝mq（q為熱值）。

　　實際中，常利用Q_吸＝Q_放即cm（t-t₀）=ηqm′聯合解題。

 　　4．酒精的熱值是3．0×10⁷J/kg，它表示：1kg酒精完全燃燒放出的熱量是3．0×10⁷J。

 　　煤氣的熱值是3．9×10⁷J/m³，它表示：1m³煤氣完全燃燒放出的熱量是3．9×10⁷J。

 　　5．火箭常用液態氫做燃料，是因為：液態氫的熱值大，體積小便于儲存和運輸。

 　　6．爐子的效率：

 　　①定義：爐子有效利用的熱量與燃料完全燃燒放出的熱量之比。

 　　②公式：η=Q_有效/Q_總=cm（t-t₀）/qm′。

 　　（三）內能的利用

 　　1．內能的利用方式：

 　　⑴利用內能來加熱；從能的角度看，這是內能的轉移過程。

 　　⑵利用內能來做功；從能的角度看，這是內能轉化為機械能。

 　　2．熱機：定義：利用燃料的燃燒來做功的裝置。

 　　能的轉化：內能轉化為機械能。

 　　蒸氣機──內燃機──噴氣式發動機。

 　　3．內燃機：將燃料燃燒移至機器內部燃燒，轉化為內能且利用內能來做功的機器叫內燃機。它主要有汽油機和柴油機。

 　　4．內燃機大概的工作過程：內燃機的每一個工作循環分為四個階段：吸氣沖程、壓縮沖程、做功沖程、排氣沖程。在這四個階段，吸氣沖程、壓縮沖程和排氣沖程是依靠飛輪的慣性來完成的，而做功沖程是內燃機中唯一對外做功的沖程，是由內能轉化為機械能。另外壓縮沖程將機械能轉化為內能。

 　　5．熱機的效率：熱機用來做有用功的那部分能量和完全燃燒放出的能量之比叫做熱機的效率。

 　　公式：η=W_有用/Q_總=W_有用/qm。

　　提高熱機效率的途徑：使燃料充分燃燒；盡量減小各種熱量損失；機件間保持良好的潤滑、減小摩擦。

 　　6．汽油機和柴油機的比較：

 　　六、能量守恒定律

 　　1．自然界存在著多種形式的能量。盡管各種能量我們還沒有系統地學習，但在日常生活中我們也有所了解，如跟電現象相聯系的電能，跟光現象有關的光能，跟原子核的變化有關的核能，跟化學反應有關的化學能等。

 　　2．在一定條件下，各種形式的能量可以相互轉化和轉移（列舉學生所熟悉的事例，說明各種形式的能的轉化和轉移）。在熱傳遞過程中，高溫物體的內能轉移到低溫物體。運動的甲鋼球碰擊靜止的乙鋼球，甲球的機械能轉移到乙球。在這種轉移的過程中能量形式沒有變。

 　　3．在自然界中能量的轉化也是普遍存在的。小朋友滑滑梯，由于摩擦而使機械能轉化為內能；在氣體膨脹做功的現象中，內能轉化為機械能；在水力發電中，水的機械能轉化為電能；在火力發電廠，燃料燃燒釋放的化學能，轉化成電能；在核電站，核能轉化為電能；電流通過電熱器時，電能轉化為內能；電流通過電動機，電能轉化為機械能。

 　　4．能量守恒定律：能量既不會消滅，也不會創生，它只會從一種形式轉化為其他形式，或者從一個物體轉移到另一個物體，而在轉化和轉移的過程中，能量的總量保持不變。

 　　能量的轉化和守恒定律是自然界最普遍的、最重要的定律之一。

人教版第十六章  熱和能 復習提綱  

　　一、分子熱運動

 　　1．物質是由分子組成的。分子若看成球型，其直徑以10^-10m來度量。

 　　2．一切物體的分子都在不停地做無規則的運動。

 　　①擴散：不同物質在相互接觸時，彼此進入對方的現象。

 　　②擴散現象說明：A、分子之間有間隙。B、分子在做不停的無規則的運動。

 　　③課本中的裝置下面放二氧化氮這樣做的目的是：防止二氧化氮擴散被誤認為是重力作用的結果。實驗現象：兩瓶氣體混合在一起顏色變得均勻，結論：氣體分子在不停地運動。

 　　④固、液、氣都可擴散，擴散速度與溫度有關。

 　　⑤分子運動與物體運動要區分開：擴散、蒸發等是分子運動的結果，而飛揚的灰塵，液、氣體對流是物體運動的結果。

 　　3．分子間有相互作用的引力和斥力。

 　　①當分子間的距離ｄ＝分子間平衡距離r，引力＝斥力。

 　　②ｄ＜ｒ時，引力＜斥力，斥力起主要作用，固體和液體很難被壓縮是因為：分子之間的斥力起主要作用。

 　　③ｄ＞ｒ時，引力＞斥力，引力起主要作用。固體很難被拉斷，鋼筆寫字，膠水粘東西都是因為分子之間引力起主要作用。

 　　④當ｄ＞10ｒ時，分子之間作用力十分微弱，可忽略不計。

 　　破鏡不能重圓的原因是：鏡塊間的距離遠大于分子之間的作用力的作用范圍，鏡子不能因分子間作用力而結合在一起。

 　　二、內能

 　　1．內能：物體內部所有分子做無規則運動的動能和分子勢能的總和，叫做物體的內能。

 　　2．物體在任何情況下都有內能：既然物體內部分子永不停息地運動著和分子之間存在著相互作用，那么內能是無條件的存在著。無論是高溫的鐵水，還是寒冷的冰塊。

 　　3．影響物體內能大小的因素：①溫度：在物體的質量，材料、狀態相同時，溫度越高物體內能越大；②質量：在物體的溫度、材料、狀態相同時，物體的質量越大，物體的內能越大；③材料：在溫度、質量和狀態相同時，物體的材料不同，物體的內能可能不同；④存在狀態：在物體的溫度、材料質量相同時，物體存在的狀態不同時，物體的內能也可能不同。

 　　4．內能與機械能不同：

 　　機械能是宏觀的，是物體作為一個整體運動所具有的能量，它的大小與機械運動有關。

 　　內能是微觀的，是物體內部所有分子做無規則運動的能的總和。內能大小與分子做無規則運動快慢及分子作用有關。這種無規則運動是分子在物體內的運動，而不是物體的整體運動。

 　　5．熱運動：物體內部大量分子的無規則運動叫做熱運動。

 　　溫度越高擴散越快。溫度越高，分子無規則運動的速度越大。

 　　三、內能的改變

 　　1．內能改變的外部表現：

 　　物體溫度升高（降低）──物體內能增大（減小）。

 　　物體存在狀態改變（熔化、汽化、升華）──內能改變。

 　　反過來，不能說內能改變必然導致溫度變化。（因為內能的變化有多種因素決定）

 　　2．改變內能的方法：做功和熱傳遞。

 　　A、做功改變物體的內能：

 　　①做功可以改變內能：對物體做功物體內能會增加。物體對外做功物體內能會減少。

 　　②做功改變內能的實質是內能和其他形式的能的相互轉化。

 　　③如果僅通過做功改變內能，可以用做功多少度量內能的改變大小。（Ｗ＝△Ｅ）

 　　④解釋事例：圖15．2-5甲看到棉花燃燒起來了，這是因為活塞壓縮空氣做功，使空氣內能增加，溫度升高，達到棉花燃點使棉花燃燒。鉆木取火：使木頭相互摩擦，人對木頭做功，使它的內能增加，溫度升高，達到木頭的燃點而燃燒。圖15．2-5乙看到當塞子跳起來時，容器中出現了霧，這是因為瓶內空氣推動瓶塞對瓶塞做功，內能減小，溫度降低，使水蒸氣液化凝成小水滴。

 　　B、熱傳遞可以改變物體的內能。

 　　①熱傳遞是熱量從高溫物體向低溫物體或從同一物體的高溫部分向低溫部分傳遞的現象。

 　　②熱傳遞的條件是有溫度差，傳遞方式是：傳導、對流和輻射。熱傳遞傳遞的是內能（熱量），而不是溫度。

 　　③熱傳遞過程中，物體吸熱，溫度升高，內能增加；放熱溫度降低，內能減少。

 　　④熱傳遞過程中，傳遞的能量的多少叫熱量，熱量的單位是焦耳。熱傳遞的實質是內能的轉移。

 　　C、做功和熱傳遞改變內能的區別：由于它們改變內能上產生的效果相同，所以說做功和熱傳遞改變物體內能上是等效的。但做功和熱傳遞改變內能的實質不同，前者能的形式發生了變化，后者能的形式不變。

 　　D、溫度、熱量、內能的區別：

 　 　　四、熱量

 　　1．比熱容：⑴定義：單位質量的某種物質溫度升高（降低）1℃時吸收（放出）的熱量。

 　　⑵物理意義：表示物體吸熱或放熱的本領的物理量。

 　　⑶比熱容是物質的一種特性，大小與物體的種類、狀態有關，與質量、體積、溫度、密度、吸熱放熱、形狀等無關。

 　　⑷水的比熱容為4．2×10³J（kg·℃）表示：1kg的水溫度升高（降低）1℃吸收（放出）的熱量為4．2×10³J。

 　　⑸水常調節氣溫、取暖、作冷卻劑、散熱，是因為水的比熱容大。

 　　2．計算公式：Ｑ_吸＝Ｃm（t－t₀），Ｑ_放＝Ｃm（t₀－t）。

 　3．熱平衡方程：不計熱損失Ｑ_吸＝Ｑ_放。

 　　五、內能的利用、熱機

 　　（一）內能的獲得──燃料的燃燒

 　　燃料燃燒：化學能轉化為內能。

 　　（二）熱值

 　　1．定義：1kg某種燃料完全燃燒放出的熱量，叫做這種燃料的熱值。

 　　2．單位：J/kg。

 　　3．關于熱值的理解：

 　　①對于熱值的概念，要注重理解三個關鍵詞“1kg”、“某種燃料”、“完全燃燒”。1kg是針對燃料的質量而言，如果燃料的質量不是1kg，那么該燃料完全燃燒放出的熱量就不是熱值。某種燃料：說明熱值與燃料的種類有關。完全燃燒：表明要完全燒盡，否則1kg燃料化學能轉變成內能就不是該熱值所確定的值。

 　　②熱值反映的是某種物質的一種燃燒特性，同時反映出不同燃料燃燒過程中，化學能轉變成內能的本領大小，也就是說，它是燃料本身的一種特性，只與燃料的種類有關，與燃料的形態、質量、體積等均無關。

 　　3．公式：Q＝mq（q為熱值）。

　　實際中，常利用Q_吸＝Q_放即cm（t-t₀）=ηqm′聯合解題。

 　　4．酒精的熱值是3．0×10⁷J/kg，它表示：1kg酒精完全燃燒放出的熱量是3．0×10⁷J。

 　　煤氣的熱值是3．9×10⁷J/m³，它表示：1m³煤氣完全燃燒放出的熱量是3．9×10⁷J。

 　　5．火箭常用液態氫做燃料，是因為：液態氫的熱值大，體積小便于儲存和運輸。

 　　6．爐子的效率：

 　　①定義：爐子有效利用的熱量與燃料完全燃燒放出的熱量之比。

 　　②公式：η=Q_有效/Q_總=cm（t-t₀）/qm′。

 　　（三）內能的利用

 　　1．內能的利用方式：

 　　⑴利用內能來加熱；從能的角度看，這是內能的轉移過程。

 　　⑵利用內能來做功；從能的角度看，這是內能轉化為機械能。

 　　2．熱機：定義：利用燃料的燃燒來做功的裝置。

 　　能的轉化：內能轉化為機械能。

 　　蒸氣機──內燃機──噴氣式發動機。

 　　3．內燃機：將燃料燃燒移至機器內部燃燒，轉化為內能且利用內能來做功的機器叫內燃機。它主要有汽油機和柴油機。

 　　4．內燃機大概的工作過程：內燃機的每一個工作循環分為四個階段：吸氣沖程、壓縮沖程、做功沖程、排氣沖程。在這四個階段，吸氣沖程、壓縮沖程和排氣沖程是依靠飛輪的慣性來完成的，而做功沖程是內燃機中唯一對外做功的沖程，是由內能轉化為機械能。另外壓縮沖程將機械能轉化為內能。

 　　5．熱機的效率：熱機用來做有用功的那部分能量和完全燃燒放出的能量之比叫做熱機的效率。

 　　公式：η=W_有用/Q_總=W_有用/qm。

　　提高熱機效率的途徑：使燃料充分燃燒；盡量減小各種熱量損失；機件間保持良好的潤滑、減小摩擦。

 　　6．汽油機和柴油機的比較：

 　　六、能量守恒定律

 　　1．自然界存在著多種形式的能量。盡管各種能量我們還沒有系統地學習，但在日常生活中我們也有所了解，如跟電現象相聯系的電能，跟光現象有關的光能，跟原子核的變化有關的核能，跟化學反應有關的化學能等。

 　　2．在一定條件下，各種形式的能量可以相互轉化和轉移（列舉學生所熟悉的事例，說明各種形式的能的轉化和轉移）。在熱傳遞過程中，高溫物體的內能轉移到低溫物體。運動的甲鋼球碰擊靜止的乙鋼球，甲球的機械能轉移到乙球。在這種轉移的過程中能量形式沒有變。

 　　3．在自然界中能量的轉化也是普遍存在的。小朋友滑滑梯，由于摩擦而使機械能轉化為內能；在氣體膨脹做功的現象中，內能轉化為機械能；在水力發電中，水的機械能轉化為電能；在火力發電廠，燃料燃燒釋放的化學能，轉化成電能；在核電站，核能轉化為電能；電流通過電熱器時，電能轉化為內能；電流通過電動機，電能轉化為機械能。

 　　4．能量守恒定律：能量既不會消滅，也不會創生，它只會從一種形式轉化為其他形式，或者從一個物體轉移到另一個物體，而在轉化和轉移的過程中，能量的總量保持不變。

 　　能量的轉化和守恒定律是自然界最普遍的、最重要的定律之一。