题目
把一铁块放在火炉上加热一段时间后，下列物理量中不变的是（ ）| A．铁块的体积 | B．铁块的密度 | | C．铁块的内能 | D．铁块的比热容 |
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所属题型：单选题
试题难度系数：偏易
答案
把一铁块放在火炉上加热一段时间后，铁块的温度升高．
A、铁块受热膨胀，体积变大；
B、铁块的质量不变，体积变大，根据ρ=，密度变小；
C、铁块吸收热量，温度升高时，内能增大；
D、铁块的比热容与物质的种类和状态有关，与温度无关．
故选D． |
考点梳理
初中二年级物理试题“把一铁块放在火炉上加热一段时间后，下列物理量中不变的是（ ）A．”旨在考查同学们对
温度、热量与内能的关系、
比热容的概念、
质量及其特性、
密度公式的应用、
……等知识点的掌握情况，关于物理的核心考点解析如下：
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- 温度、热量与内能的关系
- 比热容的概念
- 质量及其特性
- 密度公式的应用
考点名称：温度、热量与内能的关系
温度、热量与内能的关系即是相互作用相互联系的，但又有着本质区别。
温度、热量和内能的联系
物体温度的变化可以改变一个物体的内能，传递热量的多少可以量度物体内能改变的多少。物体吸收或放出热量，它的内能将发生改变，但它的温度不一定改变。，内能增加，但温度却保持在0℃不变;同样，物体放出热量时，温度也不一定降低。可以总结为一个物体温度改变了，其内能就一定改变，但内能改变时，其温度不一定改变。
温度、热量和内能的区别
1、温度、热量和内能是热学中三个基本的物理量，在日常生活中都用“热”来表示，但三者的实质又有不同，十分容易混淆。温度描述了物体的冷热程度，热量描述了物体内能的变化量;内能表示了物体内所有分子所具有能量的多少。
2、热量与内能之间的关系就好比是做功与机械能之间的关系一样。若两区域之间尚未达至热平衡，那么热便在它们中间温度高的地方向温度低的另一方传递。任何物质都有一定数量的内能，这和组成物质的原子、分子的无序运动有关。当两不同温度的物质处于热接触时，它们便交换内能，直至双方温度一致，也就是达致热平衡。这里，所传递的能量数便等同于所交换的热量数。许多人把热量跟内能弄混，其实热量指的是内能的变化、系统的做功，热量描述能量的流动，而内能描述能量本身，充分了解热量与内能的是明白热力学第一定律的关键。
(1)“天气热”表示气温高，这里的热指“温度”
(2)“摩擦生热”表示用摩擦做功的方式消耗了机械能，增加了内能，这里的“热”指内能。
(3)“热运动”是指大量分子的无规则运动，这里的“热”跟温度有关。
(4)“热膨胀”指温度升高时体积增大，“热”指温度变化。
考点名称：比热容的概念
比热容的概念
比热容简称比热，亦称比热容量，是热力学中常用的一个物理量，比热容的符号是c，必须为小阶，而大阶C则为热容的符号。比热容是单位质量的某种物质升高单位温度所需的热量。其国际单位制中的单位是焦耳每公斤开尔文(J kg-1K-1 或 J kg-1℃-1，J是指焦耳，K是指热力学温标，与摄氏度℃相等)，即令1公斤的物质的温度上升1摄氏度所需的能量。根据此定理，最基本便可得出以下公式：
当比热容越大，该物质便需要更多热能加热。以水和油为例，水和油的比热容分别约为4200和2000，即把水加热的热能比油多出约一倍。若以相同的热能分别把水和油加热的话，油的温升将比水的温升大。
比热容的物理意义
比热容(specific heat capacity)又称比热容量，简称比热(specific heat)，是单位质量物质的热容量，即是单位质量物体改变单位温度时的吸收或释放的内能。比热容是表示物质热性质的物理量，通常用符号c表示。
比热容的特征：
1、比热容是物质的一种特性：
a.比热容是反映质量相等的不同物质，在温度升高(或降低)的度数相同时，吸收(或放出)的热量是不同的物理量;
b. 不同的物质，比热容一般不同。
2、比热容也是物质的一种属性：
a.比热容不随物体的质量改变而改变;
b.比热容与温度及温度变化无关;
c.比热容与物质吸热或放热的多少无关。
3、比热容与状态有关：状态改变，比热容改变。
4、比热容是反映物质吸热或放热能力大小的物理量：在同样受热或冷却的情况下，比热容大的物质温度变化小，比热容小的物质温度变化大。
比热容与热量的区别和联系：
比热容最大的物质
比热容最大的物质是水。比热容C：单位质量的某种物质，温度升高1℃时吸收的热量，叫做这种物质的比热容。
比热容是物质的特性之一，单位：焦/(千克℃) 常见物质中水的比热容最大。C水=4.2×103J/（kg•℃）， 读法：4.2×103焦耳每千克摄氏度。
物理含义：表示质量为1千克水温度升高1℃吸收热量为4.2×103焦。
考点名称：质量及其特性
质量的基本解释：
质量是物体的一种基本属性，与物体的状态、形状、温度、所处的空间位置变化无关。
不同物体含有的物质的多少不一定相同。物体所含物质的多少叫做物体的质量（mass）。单位不同于重量。
质量是质的属性，是实质化的量，能量是量化的量。能量和质量可以相互转化，但是它们是不同的量。
质量可以理解为质（量、可转化的能）的多少。
质量大，物体含有物质多；质量小，物体含有物质少。
质量的单位：
质量是物理学中的七个基本量纲之一，符号m。
在国际单位制中，质量的基本单位是千克，符号kg。最初规定1000cm^3(即1dm^3)的纯水，在4℃时的质量1kg。1779年，人们据此用铂铱合金制成一个标准千克原器，存放在法国巴黎国际计量局中。
质量的特性：
质量特性可分为两大类：真正质量特性和代用质量特性。
1、所谓“真正质量特性”，是指直接反映用户需求的质量特性。
2、代用质量特性：一般地，真正质量特性表现为产品的整体质量特性，但不能完全体现在产品制造规范上。而且，在大多数情况下，很难直接定量表示。因此，就需要根据真正质量特性（用户需求）相应确定一些数据和参数来间接反映它，这些数据和参数就称为“代用质量特性”。
质量的有关公式：
①密度计算公式：密度=质量/体积（ρ=m/v）【同种物质组成的物体的质量与体积成正比】
质量计算公式：质量=密度*体积（m=ρv ）
重力计算公式：G=mg(G为重量,m为质量,g为地球的加速度约为9.8)
牛顿第二定律计算公式：F=ma（F为合力，m为质量，a为加速度）等。
质能公式：E=mc^2;
质量的测试方法：
实验室中
天平是测质量的常用工具。天平的使用要求：被测物体的质量不能超过称量。向盘中加减砝码时要用镊子，不能用手接触砝码，不能把砝码弄湿弄脏，潮湿的物品和化学用品不能直接放到天平的盘中。天平的使用：1水平放置2游码归零3调节平衡螺母使天平水平平衡。
无重力环境
离心法：（人造重力法）
挂在弹簧称上，让待测物体以指定速度作匀速圆周运动，读出弹簧称示数，计算。
质量的测量：用天平
(1)构造：托盘天平由横梁、指针、分度盘、标尺、游码、托盘、平衡螺母构成，每架天平配制一盒砝码。盒中每个砝码上都标明了质量大小，以“克”为单位，用符号“g”表示。
(2)使用：先将天平放水平;后将游码左移零;再调螺母反指针;左放物体右放码;四点注意要记清。调整平衡后不得移动天平的位置，也不得移动平衡螺母;左盘放被测物体，右盘中放砝码;物体的质量=盘中砝码总质量+游码在标尺上所对的刻度值(俗称游码质量)。
四点注意：被测物体的质量不能超过量程;向盘中加减砝码时要用镊子，不能用手接触砝码，不能把砝码弄湿、弄脏;潮湿的物体和化学药品不能直接放到天平的盘中;砝码要轻拿轻放。
考点名称：密度公式的应用
密度换算公式：
密度的公式：ρ=m/V(ρ表示密度、m表示质量、V表示体积)
密度公式变化：m=ρV、V=m/ρ
正确理解密度公式：
理解密度公式时，要注意条件和每个物理量所表示的特殊含义。从数学的角度看有三种情况（判断正误）：
（1）ρ一定时，m和V成正比；（因为ρ=m/V，ρ一定，m增大，V也增大，所以成正比）
（2）m一定时，ρ与V成反比；（因为m=ρv,m一定，v增大，ρ变小，所以成反比）
（3）V一定时，ρ与m成正比。
结合物理意义，三种情况只有（1）的说法正确，（2）（3）都是错误的。
因为同种物质的密度是一定的，它不随体积和质量的变化而变化，所以在理解物理公式时，不可能脱离物理事实，不能单纯地从数学的角度理解物理公式中各量的关系。
常用气体密度换算：
1．干空气密度
密度是指单位体积空气所具有的质量, 国际单位为千克/米3（kg/m3 ），一般用符号ρ表示。其定义式为： ρ = M/V (1--1)
式中 M——空气的质量，kg；
V——空气的体积，m3。
空气密度随空气压力、温度及湿度而变化。上式只是定义式，通风工程中通常由气态方程求得干、湿空气密度的计算式。由气态方程有：
ρ=ρ0*T0*P/P0*T (1--2)
式中 ：ρ——其它状态下干空气的密度，kg/m3；
ρ0——标准状态下干空气的密度，kg/m3；
P、P0——分别为其它状态及标准状态下空气的压力，千帕（kpa）；
T、T0——分别为其它状态及标准状态下空气的热力学温度，K。
标准状态下，T0=273K，P0=101.3kPa时,组成成分正常的干空气的密度ρ0=1.293kg/m3。将这些数值代入式（1-2），即可得干空气密度计算式为：
ρ = 3.48*P/T(1--3)
使用上式计算干空气密度时，要注意压力、温度的取值。式中P为空气的绝对压力，单位为kPa；T为空气的热力学温度（K），T=273+t, t为空气的摄氏温度（℃）。
2．湿空气密度
对于湿空气，相当于压力为P的干空气被一部分压力为Ps的水蒸汽所占据，被占据后的湿空气就由压力为Pd的干空气和压力为Ps的水蒸汽组成。根据道尔顿分压定律，湿空气压力等于干空气分压Pd与水蒸汽分压Ps之和，即：P=Pd+Ps。
根据相对湿度计算式，水蒸汽分压Ps=ψPb，根据气态方程及道尔顿的分压定律，即可推导出湿空气密度计算式为：
ρw=3.48*P(1-0.378*ψ*Pb/P)/T (2--1)
式中 ρw ——湿空气密度,kg/m3；
ψ——空气相对湿度，%；
Pb——饱和水蒸汽压力，kPa(由表2-1-1确定)。
其它符号意义同上。
密度公式的应用：
1. 有关密度的图像问题
此问题一般是给出质量一体积图像，判断或比较物质密度。解答时可在横坐标(或纵坐标)任选一数值，然后在纵坐标(或横坐标)上找到对应的数值，进行分析比较。
例1如图所示，是甲、乙两种物质的m一V图像，由图像可知( )
A．ρ甲>ρ乙
B．ρ甲=ρ乙
C．ρ甲<ρ乙
D．无法确定甲、乙密度的大小
解析:要从图像直接看出甲、乙两种物质的密度大小目前还做不到，我们要先借助图像，根据公式ρ =
总结规律后方可。
如图所示，在横轴上任取一点V0，由V0作横轴的垂线V0B，分别交甲、乙两图线于A、B两点，再分别从A、B两点作纵轴垂线，分别交纵轴于m甲、m乙两点。则甲、乙两种物质的密度分别为
，ρ乙= 
，因为m甲<m乙，所以ρ甲<ρ乙，故C正确。
2. 密度公式ρ =及变形
、m=ρV的应用：
密度的公式是ρ =，可得出质量计算式m=ρV 和体积计算式。只要知道其中两个物理量，就可以代入相应的计算式进行计算。审题时注意什么量是不变的，什么量是变化的。
例2某瓶氧气的密度是5kg/m3，给人供氧用去了氧气质量的一半，则瓶内剩余氧气的密度是_____；容积是10L的瓶子装满了煤油，已知煤油的密度是 0．8×103kg/m3，则瓶内煤油的质量是_____，将煤油倒去4kg后，瓶内剩余煤油的密度是______。
解析：氧气用去一半，剩余部分仍然充满整个氧气瓶，即质量减半体积不变，所以氧气的密度变为 2．5kg/m3。煤油倒去一半后，体积质量同时减半，密度不变。
答案：2．5kg/m3；8kg；0．8×10kg/m3。
3. 比例法求解物质的密度
利用数学的比例式来解决物理问题的方法称之为 “比例法”。能用比例法解答的物理问题具备的条件是：题目所描述的物理现象，由初始状态到终结状态的过程中至少有一个量保持不变，这个不变的量是由初始状态变成终结状态的桥梁，我们称之为“中介量”。
例3甲、乙丽个物体的质量之比为3：2，体积之比为l：3，那么它们的密度之比为( )
A．1：2B．2：1C．2：9D．9：2
解析：（1）写出所求物理量的表达式：
，
（2）写出该物理量比的表达式：
（3）化简：代入已知比值的求解：
密度、质量、体积计算中的“隐含条件” 问题：
很多物理问题中的有些条件需要仔细审题才能确定，这类条件称为隐含条件。因此寻找隐含条件是解决这类问题的关键。以密度知识为例，密度计算题形式多样，变化灵活，但其中有一些题具有这样的特点：即质量、体积、密度中的某个量在其他量发生变化时保持不变，抓住这一特点，就掌握了求解这类题的规律。
1．隐含体积不变
例1一个瓶子最多能装0．5kg的水，它最多能装_____kg的水银，最多能装_____m3的酒精。 ρ水银=13．6×103kg／m3，ρ水=1．0×103kg／m3，ρ酒精= 0．8×103kg／m3)
解析:最多能装即装满瓶子，由最多装水量可求得瓶子的容积为V=5×10-4m3，则装水银为m水银=13．6×103kg／m3×5×10-4m3=6．8kg。装酒精的体积为瓶子的容积。
答案6．8；5×10-4
2. 隐含密度不变
例2一块石碑的体积为V样=30m3，为测石碑的质量，先取了一块刻制石碑时剔下来的小石块作为样品，其质量是m样=140g，将它放入V1=100cm3的水中后水面升高，总体积增大到V2=150cm3，求这块石碑的质量m碑。
解析：此题中隐含的条件是石碑和样品是同种物质，密度相同，而不同的是它们的体积和质量。依题意可知，样品体积为：
V样=V2-V1=150cm3一100cm3=50cm3 =5．0×10-5m3
得
=84t
答案：84t
3. 隐含质量不变
例3质量为450g的水结成冰后，其体积变化了 ____m3。(ρ水=0．9×103kg／m3)
解析：水结成冰后，密度减小，450g水的体积为
，水结成冰后，质量不变，因此冰的体积为
=500cm3=5．0×10-4m3，
=5．0× 10-4m3一4．5×10-4m3=5×10-5m3。
合金物体密度的相关计算：
首先要抓住合金体的总质量与总体积分别等于各种物质的质量之和与体积之和这一特征，然后根据具体问题，灵活求解。
例两种不同的金属，密度分别为ρ1、ρ2：
(1)若墩质量相等的金属混合后制成合金，则合金的密度为____。
(2)若取体积相等的金属混合后制成合金，则合金的密度为_____。
解析：这道题的关键是抓住“两总”不变，即总质量和总体积不变。在(1)中，两种金属的质量相等，设为m1=m2=m，合金的质量m总=2m，则密度为ρ1的金属的体积V1=
，密度为ρ2的金属的体积V2=
，合金的体积
，则合金的密度
在（2）中两种金属的体积相等，设为
，合金的体积
，密度为ρ1的金属的质量m1=
，密度为ρ2的金属的质量为
，合金的质量m总
，合金的密度为
。
答案：
注意：上述规律也适用于两种液体的混合，只要混合液的总质量和总体积不变即可。
