专题03：内能-2023-2024学年九年级（全一册）物理同步培优方法题型讲义（人教版）

专题03 内能 知识要点·梳理解读 一、区分热量、内能和温度 物体的冷热程度叫做温度；物体在热传递过程中内能改变的多少叫做热量；分子势能和分子动能之和叫做内能。内能是状态量，可以说系统具有多少内能而不能说传递多少内能；热量是过程量，不能说系统具有多少热量，只能说传递了多少热量。热量是系统的内能变化的量度，而温度是系统内部大量分子做无规则运动的激烈程度的标志，虽然热传递的前提是两个系统之间要有温度差，但是传递的是能量，不是温度。 二、改变内能的方式：做功和热传递 在做功过程中，外界对物体做了功，物体内能就增加；物体对外界做了多少功，物体内能就减少，在热传递过程中，物体吸收了多少热量，物体内能就增加；物体放出了热量，物体内能就减少。 一杯水可以通过加热(热传递)的方法使温度升高到某一温度值，水的内能增加ΔE；也可以通过搅拌(做功)的方法使水温升高到同一温度值，水的内能增量相同。除非事先知道，否则我们无法区分是哪种方式使这杯水的内能增加的，因此，做功和热传递在改变物体内能上是等效的。 做功使物体内能改变的过程是一个宏观过程，是机械能转化为内能的过程；热传递使物体内能改变的过程是一个微观过程，是物体间内能的转移过程，没有能量形式的转化。 三、功和内能的关系 功 内能 定义 力和沿力的方向上移动距离的乘积 所有分子的动能和势能之和 区别 内能与机械能是两个不同的概念 联系 在一定条件下可以相互转化，且总量保持不变 做功可以改变系统的内能，功是系统内能转化的量度。 （1）外界对系统做功，系统内能增加；（2）系统对外界做功，系统内能减少。 优选题型·深入解读 例1．A、B两装置，均由一支一端封闭、一端开口且带有玻璃泡的管状容器和水银槽组成，除玻璃泡在管上的位置不同外，其他条件都相同。将两管抽成真空后，开口向下竖直插入水银槽中（插入过程没有空气进入管内），水银柱上升至图示位置停止。假设这一过程水银与外界没有热交换，则下列说法正确的是（　　） A．A中水银的内能增量大于B中水银的内能增量 B．B中水银的内能增量大于A中水银的内能增量 C．A和B中水银体积保持不变，故内能增量相同 D．A和B中水银温度始终相同，故内能增量相同 【答案】B 【解析】外界大气压力对水银做功，使水银进入试管内，大气压力对水银做的功一部分增加了管内水银的重力势能，另一部分增加了水银的内能；由于A管中的水银重心高，故A管中水银的重力势能增量大，则A管中水银内能的增量小，即B中水银的内能增量大于A中水银的内能增量。故ACD错误，B正确。 故选B。 例2．用气筒打气时筒壁会发热，小华认为主要是活塞与筒壁摩擦导致的，小宇认为主要是活塞压缩气体做功导致的，下列实验方案中，能够验证他们猜想的是（　　） A．用同一气筒向电瓶车和汽车的轮胎内各打气50下，比较筒壁的温度变化 B．用不同气筒向电瓶车和汽车的轮胎内各打气50下，比较筒壁的温度变化 C．用同一气筒空打50下和向汽车轮胎内打气50下，比较筒壁的温度变化 D．用同一气筒空打5下和向自行车轮胎内打气5下，比较筒壁的温度变化 【答案】C 【解析】A．向电瓶车和汽车的轮胎内各打气50下，都会有压缩气体和摩擦筒壁，无法比较，故A不符合题意； B．要控制用同一气筒，并且向电瓶车和汽车的轮胎内各打气50下，都会有压缩气体和摩擦筒壁，无法比较，故B不符合题意； C．空打只有摩擦筒壁，无压缩气体，向汽车轮胎内打气有压缩气体，比较筒壁的温度变化可以验证猜想，故C符合题意； D．打气5次太少，温度变化不明显，故D不符合题意。 故选C。 例3．下列关于热量的描述中，正确的是（   ）． A．热量就是指物体具有多少的内能 B．温度越高的物体，具有的热量越大 C．热量是指物体在热传递过程中内能的改变量 D．热量是从内能大的物体传给内能小的物体 【答案】C 【解析】在热传递过程中，传递能量的多少叫做热量，所以热量是用来量度物体内能变化多少的，不能说物体具有热量，所以A、B错误，C正确；热传递发生的条件是存在温度差，是从高温物体传给低温物体，所以D错误。 本题应该选C。 例4．小刚观点：“被100oC的水蒸气烫伤，要比被100oC的热水烫伤严重得多”。小刚设计了以下实验来验证。（热损失以及热胀冷缩对实验的影响忽略不计） ①将一定质量温度为的冷水装入一个双层玻璃真空保温杯中，液面如图甲所示位置，标记为A； ②向杯中插入导管，将100oC的水蒸气通入保温杯的冷水中（水蒸气全部被吸收），发现杯中水面明显上升； ③一段时间后，停止通入水蒸气，移出导管后，杯中液面位置如图乙所示，标记为B，再测出此时杯中水的温度为，比较发现高于。 （1）杯中水面上升是通入的水蒸气发生 （填物态变化名称）的结果； （2）高于的原因是 ； （3）