第2讲:内能-九年级精编同步讲义+A卷题组+B卷题组2024-2025学年(教科版人教版通用)九年级物理 全一册
2024-09-30
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2份
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31页
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精品
资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 初中物理人教版(2012)九年级全一册 |
| 年级 | 九年级 |
| 章节 | - |
| 类型 | 教案-讲义 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-新授课 |
| 学年 | 2024-2025 |
| 地区(省份) | 四川省 |
| 地区(市) | 成都市 |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 6.42 MB |
| 发布时间 | 2024-09-30 |
| 更新时间 | 2024-09-30 |
| 作者 | 火火物理工坊 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2024-09-30 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/47673210.html |
| 价格 | 2.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
专辑说明:
本专辑包含同步讲义(知识点和例题)+A卷满分练习+B卷能力提升,适用于教科版和人教版。专辑内容是多年一线教师根据自己多年教学经验总结编写,均为原创内容,并附大量热点考题和中考真题。适合一线教师交流学习,学生课前自学和课后巩固提升。
九年级上册精编同步讲义(教科人教通用版)
第2讲:内能与热量
思维导图
知识点一:物质是由分子构成
情景导入
小实验:
瓶塞飞出去具有什么能?
是水蒸气将瓶塞推出去的,那水蒸气具有什么能呢?
知识精讲
1、分子动能
运动的分子也具有动能,叫作分子动能。
弹簧具有弹性势能
分子间也有分子势能
2、分子势能
分子间也具有势能,叫作分子势能。分子间的作用力的情况可以类比为两个分子间有一个小弹簧,当分子间距离变化时不仅分子间的作用力会变化,还会有势能的变化。
3、内能
内能的概念:运动的物体具有动能,宏观物体的运动具有机械能,机械能还包括重力势能和弹性势能,类比机械能,微观分子应该具有 分子动能 和 分子势能 。我们把 物体内部所有分子的分子动能和分子势能之和 叫内能,由于这是由于 而具有的能量,所以内能也叫 。
②内能的单位是 焦 符号: J 。
③机械能与整个物体的机械运动情况有关,而内能与物体内部分子的热运动和分子之间的相互作用情况有关(内能与机械能没有关系)。
④一切物体,不论温度高低,不论是否运动、都具有内能。
内能与机械能的辨析
内能
机械能
区别
定义
构成物体的所有分子的分子动能和分子势能的总和
物体所具有的动能和势能的总和
影响因素
物体的温度、质量、状态、体积、物质的种类
物体的质量、速度、高度和弹性形变的程度
研究对象
微观世界的大量分子
宏观世界的所有物体
存在条件
永远存在
物体运动时,被举高时,发生弹性形变时
联系
(1) 物体无论是否具有机械能,一定具有内能;
(2) 物体的内能和机械能之间可以互相转化,比如摩擦升热,热机等。
4. 影响内能大小的因素
①内能大小与温度的关系:同一物体在状态不变时,温度越高,分子运动越剧烈,分子的平均动能大,内能越大。
酒精灯加热一杯水,水的温度升高,内部分子运动越剧烈,内能一定增大。反之,温度将低, 内能一定减小。
但是,一个物体温度不变,内能不一定不变,比如晶体的熔化过程,不断吸热,内能增加,但是温度不变。
②内能大小与质量的关系:同样温度的同种物质(状态相同).质量大表示分子的数量就越大,内能就越大。
温度相同、质量不同的水,质量越大,水分子数目越多,所以分子动能和势能的总和也会越大,即水的内能也越大。所以在温度相同、状态相同时,物质的质量越大,内能越大。
③内能大小与状态的关系:同种物质,质量相同,温度相同,它的内能也不一定相同,处于气态时的内能大于液态时的内能.液态时的内能大于固态时的内能。这是因为状态不同,分子间的距离就不同,分子间距离会影响分子势能。
因为0℃的冰熔化成0℃的水时,要吸收热量,体积变小,分子间的距离变小,这个过程中分子势能会变大(本质是克服分子力做功)。物体的内能跟物体的状态有关。冰也是晶体哦。
物质的种类和物质的体积也会影响内能的大小。
典型例题
【典例1】关于内能,下列说法正确的是( )
A、0℃的物体的内能为零
B、温度高的物体比温度低的物体内能大
C、一个物体温度降低,内能一定减少
D、运动的物体一定比静止的物体的内能大
【答案】C
【详解】A.一切物体在任何温度时都有内能,故A错;
B.内能除了与温度有关以外还与多个因素有关,故B错;
C.一个给定的物体质量一定,温度降低内能一定减少,故C正确;
D.机械运动影响机械能,内能与机械能无关。
【典例2】下列关于内能和机械能的说法中,不正确的是( )
A.物体的机械能越大,它的内能也越大
B.物体的内能的大小与机械能大小无关
C.物体的温度升高时,内能增大,机械能也可能增大
D.物体的运动速度减小时,机械能减小,内能可能不变
【答案】B
【详解】物体的机械能和内能没有关系,所以ACD错误,B正确。故选B。
【变式】南极是世界上最冷的地方,常年平均气温是-25oC,一天,南极上的小企鹅豆豆和丁丁(见图)之间发生了一次有趣的对话,他们的部分说法如下,其中正确的是( )
A.豆豆:呵呵,我们这里太冷了,冰山肯定没有内能了
B.丁丁:你说的太对了,这么冷的地方,组成冰山的分子也都停止运动了,哪会有内能呢!我们应该抱团取䁔,以便把我的温度传给你
C.丁丁:呵呵,我们嘴里呼出了好多“白汽”,这“白汽”就是传说中的水蒸气吧
D.豆豆:我听人说啊,嘴里呼出的“白汽”是由水蒸气遇冷液化形成的小水珠组成的
【答案】D
【详解】A.一切物体无论温度高低,都具有内能,所以冰山也有内能。故A错误;
B.一切物质的分子都在不停地做无规则的运动,温度越高,则分子运动越剧烈,但分子不会停止运动;企鹅抱团能取暖是热量由温度高的物体向温度低的物体传递,故B错误;
CD.嘴里呼出的白汽,是空气中的水蒸气遇冷液化形成的小水珠,故C错误,D正确。
故选D。
知识点中考评级
热度:★★★★★ 难度:★★★ 分值:2-4分
知识点二:物体内能的改变
知识精讲
1、热传递改变物体的内能
(1)知识探究
用暖袋暖手
给工件淬火
烧水
现象
现象分析
暖袋温度降低,内能减少;人体温度升高,内能增大;能量从热水袋传递给人
工件温度降低,内能减少;冷水温度升高,内能增大;能量从工件传递给水
烧水时,水的温度升高,内能增加,能量从火焰传递给锅和水
结论
温度不同的物体相互接触时,发生热传递,低温物体温度升高,内能增加,高温物体温度降低,内能减少;即能量从高温物体传递给低温物体,所以热传递可以改变物体的内能
(2)热传递
概念:热量自发的从高温物体传递到低温物体的过程叫热传递。
条件:物体之间存在温度差。
方向:能量从高温物体传递给低温物体。
结果:高温物体放出热量,内能减少;低温物体吸收热量,内能增加,直到物体的温度相同为止。
对热传递的理解:热传递传递的是内能,而不是温度;热传递是把内能由高温物体传递给低温物体,不是由内能多的传递给内能少的物体。
(3)热量(Q):在热传递过程中,传递能量的多少叫做热量。用符号Q表示。在国际单位制中,热量单位是焦耳,符号是J。
特别注意:内能是一个状态量,只能说具有(含有)多少内能,内能的具体值不容易衡量。热量是一个过程量,只能说转移(传递)了多少热量,热量是内能变化的衡量。
2、做功改变物体的内能
(1)知识探究
做功的两种情况
外界对物体做功
物体对外界做功
探究过程
用力向下压活塞
向瓶内打气
实验现象
硝化棉燃烧
瓶塞飞起来,且瓶口有白雾
分析与论证
迅速用力压下活塞,活塞对筒内气体做功,使筒内气体的内能增加,温度升高,当温度达到硝化棉的燃点时,硝化棉开始迅速燃烧
向瓶内打气,不断对瓶内空气做功,瓶内空气内能增加,温度升高,随着打入空气的增加,气压越来越大,直至冲开瓶塞,此时,瓶内的空气推动瓶塞做功,内能减少,温度降低,其中水蒸气液化成小水滴,形成白雾(液化形成)
得出结论
1.做功可以改变物体的内能;
2.外界对物体做功,物体温度升高,物体内能增加;
3.物体对外界做功,物体温度降低,物体内能减少
(2)做功改变物体的内能:对物体做功,物体内能增加;物体对外做功,物体内能减少。
注意:做功不一定能使物体的内能增加,还要看物体消耗的能量能否转化为物体的内能。例如:推车、举重等。
(3)改变物体内能的途径是 做功 和 热传递 ,两种方式的结果是 等效的 。分析内能变化时要同时考虑做功和热传递。
(4)做功和热传递的对比
区别
联系
实质
方式
举例
热传递
能量的转移
高温物体放热,低温物体吸热
生活中烧、烤、烙、炒,淬火等
做功和热传递都可以改变物体的内能,且效果相同。某物体的内能发生改变,可能是通过热传递改变的,也可能是通过做功改变的,或者两者都有。
做功
其他形式能与内能之间的相互转化
压缩体积、摩擦生热、锻打物体、弯折物体等
体积膨胀等
打气筒打气、钻木取火、来回多次弯折铁丝等
典型例题
【典例3】(2024秋•前郭县月考)如图把质量不同温度不同的A、B两物体接触,A的质量大于B的质量。则以下说法正确的是( )
A.A含有的热量比B的多 B.A会把温度传给B
C.A的内能比B的大 D.热量会从A传到B
【答案】D
【解答】根据题图可知:A的温度高于B的温度,当两个物体接触时,热量从温度高的A物体转移到温度低的B物体上,故D正确,ABC错误。
故选:D。
【典例4】烩面是河南特色美食,它是一种荤、素、汤、菜、饭兼而有之的传统风味小吃,汤好面筋道,营养高,味道鲜美,经济实惠,遍及全国。闻到烩面的香味说明_____;煮面过程中,是通过______(选填“做功”或“热传递”)的方式,改变了面的内能。
【答案】分子在不停做无规则运动 热传递
【详解】[1]闻到烩面的香味是扩散现象,这说明分子在不停做无规则运动。
[2]煮面过程中,面吸收热量,温度升高,是通过热传递方式增加了面的内能。
【变式】(2024•长安区校级开学)春节期间,学校开展“寻根同源,记住年味”活动,同学们晒的“年味”照片如图所示。下列描述不正确的是( )
A.图甲中,玉润饱满的汤圆温度降低时,内能减小
B.图乙中,红糖糍粑入嘴时很烫,是因为糍粑含有的热量很高
C.图丙中,翻炒瓜子时,主要通过热传递的方式增加瓜子的内能
D.图丁中,燃放“擦炮”时,可以闻到火药味,这是扩散现象
【答案】B
【解答】解:A.图甲中,汤圆温度降低时,放出热量,内能减小,故A正确;
B.热量是一个过程量,不能说物体含有多少热量,故B错误;
C.翻炒瓜子时,瓜子吸收热量,内能增大,是通过热传递的方式增加了瓜子的内能,故C正确;
D.燃放“擦炮”时能闻到火药味,说明分子在不停地做无规则运动,发生了扩散现象,故D正确。
故选:B。
知识点中考评级
热度:★★★★ 难度:★★★ 分值:2-4分
知识点三:温度、热量、内能的辨析
知识精讲
1、温度、热量、内能三者之间的区别于联系
温度(状态量)
热量(过程量)
内能(状态量)
概念
宏观上,表示物体的冷热程度;
微观上,反映物体中分子热运动的剧烈程度
特指在热传递过程中传递能量的多少
构成物体的所有分子的分子动能与分子势能的总和
表述
用“降低”、“升高”,“降低到”、“升高到”表述
用“放出”或“吸收”表述
用“有”、“具有”、“改变”、“增加”、“减少”的那个表述
单位
摄氏度(℃)
焦耳(J)
焦耳(J)
易错
(1)同一物体的温度反映了内能的大小,热量反映了内能变化了多少;
(2)物吸收热量,内能会增加,温度不一定升高,如晶体熔化;物放出热量,内能会减少,但物体温度不一定降低,如晶体凝固
2、关于几个一定
一个一定
物体温度升高或降低时,其内能一定增加或减少
四个不一定
(1)一个物体的内能增加或降低时,其温度不一定升高或降低,如晶体熔化或凝固过程;
(2)一个物体的内能增加或降低时,不一定是吸收或放出了热量,也可能是外界对物体做功或物体对外界做功;
(3)一个物体吸收或放出热量时,内能增加或减少,其温度不一定升高或降低,如晶体熔化或凝固过程;
(4)一个物体温度升高或降低时,不一定是吸收或放出了热量,也可能是因为做功,如摩擦生热或物体对外界做功
学科素养养成
内能与热量的关系我们可以类比为地上有一个大水坑,坑里含有多少水(坑里的水类比为内能),我们不好衡量,但是只要你用量筒取出10ml水(取出的水类比为热量),那么我们就一定知道坑里的水减少了10ml水。
典型例题
【典例5】(2024•埇桥区校级三模)关于温度、热传递、做功与内能,下列说法正确的是( )
A.做功的过程一定是机械能转化为内能
B.自然界中物体的温度升高,一定是外界对物体做功
C.物体温度升高,内能一定增大,且一定从外界吸收了热量
D.温度相同的两个物体相互接触.它们之间不会发生热传递
【答案】D
【解答】A.做功的过程不一定有机械能转化为内能,例如:举重的过程,故A错误;
B.一个物体温度升高、内能增加,可能是吸收了热量(热传递),也可能是对物体做功(做功),故B错误;
C.物体温度升高,内能一定增大,但可能是吸收了热量,也可能是对物体做功,故C错误;
D.温度相同的两个物体相互接触,它们之间不会发生热传递,故D正确。
故选:D。
【典例6】(2024•海淀区校级开学)关于热量、温度、内能之间的关系,下列说法正确的是( )
A.同一物体温度升高,内能一定增加
B.温度越高的物体,内能一定越大
C.物体吸收了热量,温度一定升高
D.物体内能增加,一定是吸收了热量
【答案】A
【解答】A、同一物体,温度升高,其内能一定增加,故A正确;
B、质量相同的物体,温度高的内能大一些,这里没有强调质量相同或者同一物体,故B错误;
C、物体吸收了热量,其温度不一定升高,晶体在熔化过程中,需要持续吸热,但温度保持不变,故C错误;
D、改变内能的方式有:做功和热传递,故D错误。
故选:A。
知识点中考评级
热度:★★★★★ 难度:★★★ 分值:2-4分
A卷满分题组
一、选择题
1.(2023·湖南郴州·统考中考真题)下列关于物体的温度和内能说法正确的是( )
A.温度越高的物体,内能越大
B.摩擦生热是通过做功的方式改变物体的内能
C.物体运动的速度越快,内能越大
D.﹣20℃的冰块没有内能
【答案】B
【详解】A.物体内能的大小与物体的质量、温度、种类、状态等都有关系,温度高的物体,其内能不一定大,故A错误;
B.做功和热传递是改变物体内能的两种方式,摩擦生热是通过做功的方式改变物体的内能,故B正确;
C.内能是组成物体的所有分子热运动的分子动能和分子势能的总和,与物体运动的速度无关,故C错误;
D.一切物体都具有内能,故D错误。
故选B。
2.(2023·山东烟台·统考中考真题)如图所示的实例中,改变物体内能的方式与其它三项不同的是( )
A.给水加热 B.压缩空气 C.搓手取暖 D.钻木取火
【答案】A
【详解】A.给水加热是内能从锅传递到水,是利用热传递方式改变物体内能;
B.压缩空气做功,使空气内能增加,温度升高,机械能转化为内能,是利用做功的方式改变物体的内能;
CD.搓手取暖、钻木取火是克服摩擦力做功,由机械能转化为内能,是利用做功的方式改变物体的内能;
综上所述,A选项改变物体内能方式和其它不同,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
3.(23-24上海·期中)关于分子动理论和内能,下列说法正确的是( )。
A.一个分子没有内能
B.物体的温度升高,分子运动一定加剧
C.分子之间不存在引力,只存在斥力
D.物体的内能只与分子运动剧烈程度有关
【答案】AB。
【解析】A.内能是构成物体的所有分子,其热运动的动能和分子势能的总和,是物体具有的能量,所以一个分子没有内能,故A正确;
B.温度是分子无规则运动的剧烈程度的宏观表现,物体的温度升高,分子运动一定加剧,故B正确;
C.分子之间同时存在引力和斥力,故C错误;
D.物体的内能只与分子运动剧烈程度、分子间的相互作用情况和分子的个数有关,故D错误。
故选AB。
4.(2023秋•电白区期末)如图是古人锻造铁器的情景,下列说法正确的是( )
A.把铁放入炉中加热是通过做功改变内能
B.锻打过程中锤头的内能增加
C.淬火时铁的内能增加,温度升高
D.加热和淬火时能量发生了转化
【答案】B
【解答】A、把铁放入炉火中加热,铁从火中吸收热量,属于热传递改变物体的内能,故A错误;
B、用铁锤锻打工件,是做功改变物理的内能,工件和锤头都会发热,锤头的内能增加,故B正确;
C、把铁器放在水中淬火,铁器向水中放热。铁的内能减少,温度降低,故C错误;
D、加热和淬火都是热传递,属于能量的转移,故D错误。
故选:B。
5.(2024•山西)二氧化碳(CO2)爆破技术是现代工程建设中非常环保的技术,起爆前高压泵将CO2压缩成高压气体,液化后输入爆破筒内。如图所示,爆破时电加热管发热。使筒内的液态CO2迅速汽化,形成的高压气体从泄气孔中喷出,实施爆破。下列说法正确的是( )
A.高压泵压缩CO2,气体内能增大,温度降低
B.高压泵压缩CO2,气体内能减小,温度升高
C.高压CO2气体喷出时,内能增大,温度升高
D.高压CO2气体喷出时,内能减小,温度降低
【答案】D
【解答】AB、高压泵压缩CO2,外界对气体做功,气体内能增大,温度升高,故AB错误;
CD、高压CO2气体喷出时,气体对外界做功,气体内能减小,温度降低,故C错误、D正确。
故选:D。
6.(2024•江都区二模)关于热量、温度、内能之间的关系,下列说法正确的是( )
A.物体吸收了热量,温度可能不变
B.物体温度升高,一定是吸收了热量
C.温度为0℃的物体没有内能
D.物体内能减少时,一定对外做功
【答案】A
【解答】A、物体吸收热量,温度可能不变,例如:晶体在熔化的过程中不断吸热,内能增大,温度不变,故A正确;
B、物体的温度升高,内能增大,可能是吸收了热量,也可能是因为外界对物体做功引起的,故B错误;
C、一切物体都具有内能。因此温度为0℃的物体也有内能,故C错误;
D、改变物体内能的方式有做功和热传递,因此物内能减少时,可能是对外做功,也可能是发生了热传递,故D错误;
故选:A。
7.爆米花是将玉米放入铁锅内,边加热边翻动一段时间后,“砰”的一声变成了玉米花,下列说法正确的是( )
A.玉米粒内水分受热膨胀对粒壳做功爆开,内能不变
B.玉米粒内水分受热膨胀对粒壳做功爆开,内能增加
C.玉米粒主要通过翻动铁锅对其做功,使其内能增加
D.玉米粒主要通过与铁锅间的热传递,使其内能增加
【答案】D
【详解】AB.玉米粒内水分受热膨胀对粒壳做功爆开,内能减少,故AB错误;
CD.玉米粒爆开前主要通过铁锅向玉米粒传递热量,使玉米粒内能增加,是热传递增加内能,不是做功改变内能,故C错误,D正确。
故选D。
8.下列关于热现象的说法正确的是( )
A.一个物体内能增加,一定是从外界吸收了热量
B.热传递过程中,热量只能从内能大的物体传给内能小的物体
C.碘蒸气在凝华过程中内能减小
D.温度相同的两物体间也能发生热传递
【答案】C
【详解】A.物体内能增加,可能是吸收了热量,也可能是其他物体对它做了功,故A错误;
B.热传递过程中,热量自发地从高温物体传给低温物体,但内能小的物体温度可能比内能大的物体温度高,因此热量也可能由内能小的物体传给内能大的物体,故B错误;
C.一定质量的碘蒸气在凝华过程中,放出热量,内能减少,故C正确;
D.两个物体之间能够发生热传递的条件是两个物体的温度不相等,所以温度相同的两物体间不能发生热传递,故D错误。
故选C。
二、填空题
9.如图所示,这是我国古老的医疗技法─刮痧,当刮痧板在身体上刮动时,身体会感觉到热,这是通过 ___________方式增加身体的内能;刮痧时要在皮肤上涂一些药油,当体表温度升高后,药物渗入人体的速度 ___________(选填“加快”“减慢”或“不变”);这说明分子的热运动与物体的 ___________有关。
【答案】 做功 加快 温度
【详解】[1]当刮痧板在身体上刮动时,刮痧板与身体摩擦做功,通过做功方式增加内能,身体会感觉到热。
[2][3]当体表温度升高后,药物分子无规则运动的速度加快,所以渗入人体的速度加快,说明分子的热运动与物体的温度有关。
10.如图,玻璃瓶内装少量的水,用塞子塞紧,通过塞子上的开口往瓶里打气,当瓶塞蹦出时,发现瓶内出现白雾。该现象的原因是:瓶内的空气膨胀对外做功,瓶内水蒸气内能 (选填“增加”或“减少”),温度 (选填“升高”或“降低”),液化为液滴。
【答案】 减少 降低
【详解】[1][2]由实验现象可知,当塞子从瓶口跳起来时,可以看到瓶内会出现白雾,这是因为瓶内的空气膨胀做功时,瓶内水蒸气的内能减小、温度降低,使瓶内空气中的水蒸气液化形成小水珠,从而形成白雾。
11.(2023·四川成都·统考中考真题)把两滴墨水分别同时滴入盛有冷水和热水的两个玻璃杯中,实验过程及现象如图所示,分析可知物体的温度越高,分子的无规则运动越 。若将冷水倒掉一些,对比原来这杯冷水,杯中剩余冷水的内能 。
【答案】 剧烈 减小(变小)
【详解】[1]由于热水的温度高,所以墨水在热水中扩散的快,这表明分子的无规则运动与温度有关,且温度越高,分子的无规则运动越剧烈。
[2]内能与质量、温度和状态都有关,若将冷水倒掉一些,冷水的质量减小,对比原来这杯冷水,杯中剩余冷水的内能减小。
12.(2024•东营模拟)“自嗨锅”是一种使用化学方法加热的方便食品,只要将盒饭下面的拉条拉出,饭菜便可以自动加热。关于这种自热饭盒,下列说法正确的是( )
A.生石灰和水反应会吸收热量
B.拉出拉条是通过做功来增加饭菜的内能的
C.拉出拉条后食物的内能增加
D.饭菜热了之后空气中的水蒸气会液化成小水滴附着在饭盒外壁上
【答案】C
【解答】A、生石灰与水反应放出大量的热,故A错误;
B、拉出拉条,饭菜吸收热量,内能增加,通过热传递的方式增加饭菜的内能,故B错误;
C、自热饭盒在加热过程中温度升高,内能增加,故C正确;
D、加热后盒子内壁上出现小水珠,是水蒸气液化成的小水滴,故D错误。
故选:C。
B卷提升题组
13.(多选)45.(2023秋•青岛月考)在环境温度为0℃的条件下,当冰水混合物达到热平衡时,以下说法中最合理的是( )
A.冰的熔化和水的凝固不再发生
B.冰和水的质量比不再发生变化
C.混合物的热能[内能]等于零
D.混合物中分子热运动已经停止
【答案】AB
【解答】冰水混合物的温度是0℃,放在0℃房间里,没有温度差,不能发生热传递,冰不会熔化,水不会结冰,冰、水的质量都保持不变。故A、B正确。冰水混合物的分子在任何情况下都不停地做无规则的运动,所以混合物中分子热运动不会停止,且内能也不等于零,故C、D错误。
故选:AB。
14.(2023·广东广州·统考中考真题)小明将凝固点为47℃的某液态合金放在室温为25℃的实验室中。该合金从70℃降至47℃并保持47℃一段时间再降至35℃,合金在此过程( )
A.对外放热,内能一直减少 B.存在液化现象,内能一直增加
C.温度保持47℃时,不吸热也不放热 D.存在凝固现象,内能先减少后不变再减少
【答案】A
【详解】合金从70℃降至47℃的过程是放热过程,处于液态;保持47℃这段时间是凝固的过程,放热但是温度不变,合金处于固液共存态;从47℃降至35℃的过程是放热过程,合金处于固态。故该合金一直对外放热,内能一直减小。故A正确,符合题意,BCD错误,不符合题意。
故选A。
15.(多选)44.(2024•潍坊)如图所示,用汽缸、固定隔板和活塞密闭甲、乙两部分气体,汽缸和活塞均不导热,隔板导热良好。迅速将活塞向左推至图中虚线位置并固定,静置一段时间。下列说法正确的是( )
A.与推动活塞前相比,甲、乙内能均变大
B.与推动活塞前相比,甲内能不变、乙内能变大
C.乙内能改变的方式只有做功
D.乙内能改变的方式既有做功又有热传递
【答案】AD
【解答】解:将活塞向左推至虚线位置,外界对气体乙做功,气体乙的内能增加,温度升高;甲的体积不变,气体乙不对甲做功;气体乙将热量传递给气体甲,使得气体甲的内能增大,温度升高,最终甲、乙气体达到热平衡状态,故AD正确,BC错误。
故选:AD。
16.(2024•湖北)2024年4月30日,全球最大的压缩空气储能项目在我国并网发电,工作原理如图。在用电低谷时段利用电网多余电能驱动压缩机压缩空气,使空气 内能 增大(填能量形式);在用电高峰时段高压空气被释放,膨胀对外 做功 ,使膨胀机转动,将内能转化为 机械能 ,带动发电机产生电能输送至电网。
【答案】内能;做功;机械能。
【解答】在用电低谷时段利用电网多余电能驱动压缩机压缩空气,对空气做功,使空气内能增大;
在用电高峰时段高压空气被释放,膨胀对外做功,使膨胀机转动,将内能转化为机械能。
故答案为:内能;做功;机械能。
17.(2020秋•亭湖区校级期中)小明将装有热奶的奶瓶放入室温的水中,容器中的水的初温约为20℃,热奶的温度约为90℃,同时,他还利用温度计和秒表测出温度随时间的变化情况,并作出了水和热奶的温度随时间变化的关系曲线,如图2所示。其中 ② 曲线是表示热奶的温度随时间的变化情况,大约经过 14 min时间热奶和水温刚好达到一致。从图象分析可以看出:热奶温度随时间的变化特点是: 随时间的变化热奶温度是先快后慢的降低
思考:
(1)参考这位同学实验的图象,你认为沸水放在房间里,温度自然降低的规律是 A 。
A.先快后慢 B.先慢后快 C.均匀降低
(2)参考这位同学记录的数据,如果你要喝一杯奶咖,可以有两种方式供你选择:
①先将烧开的热咖啡倒入杯中,冷却5min,然后加一匙冷牛奶;
②先将烧开的热咖啡倒入杯中,立即将一匙冷牛奶加进杯中,然后冷却5min.你认为方式 ① 的冷却效果较好。
【答案】②;14;随时间的变化热奶温度是先快后慢的降低;(1)A;(2)①。
【解答】将热奶的奶瓶放入温度为室温的水中,水温约为20℃,热奶的温度约为90℃,热奶的温度比水温高,热奶放出热量,温度降低,容器中的水吸收热量,温度升高;则由图象可知:热奶的温度随时间降低的是曲线②;
热奶和容器中的水发生热传递,直到二者温度相等时,热传递停止;从图象分析可以看出:热奶温度随时间的变化是开始的5分钟内温度降低很快,5﹣10分钟内降低的比较缓慢,而10﹣15分钟内温度只降低了几摄氏度,所以变化特点是随时间的变化热奶温度是先快后慢。并且能从图上看出第14分钟两者的温度相同;
(1)参考这个实验的图象,沸水放在房间里,和热奶的奶瓶放入室温的水中,温度自然降低的规律应该相似,即是先快后慢的规律,故A正确;
(2)一杯热奶咖啡冷却时,根据温度自然降低先快后慢的规律可知:开始时温度自然降低的快,不必加冷牛奶,5min后在温度降低比较缓慢的时候再加一匙冷牛奶,效果会比一开始就加冷牛奶到热咖啡中好一些,故选①。
故答案为:②;14;随时间的变化热奶温度是先快后慢的降低;(1)A;(2)①。
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专辑说明:
本专辑包含同步讲义(知识点和例题)+A卷满分练习+B卷能力提升,适用于教科版和人教版。专辑内容是多年一线教师根据自己多年教学经验总结编写,均为原创内容,并附大量热点考题和中考真题。适合一线教师交流学习,学生课前自学和课后巩固提升。
九年级上册精编同步讲义(教科人教通用版)
第2讲:内能与热量
思维导图
知识点一:物质是由分子构成
情景导入
小实验:
瓶塞飞出去具有什么能?
是水蒸气将瓶塞推出去的,那水蒸气具有什么能呢?
知识精讲
1、分子动能
运动的分子也具有动能,叫作分子动能。
弹簧具有弹性势能
分子间也有分子势能
2、分子势能
分子间也具有势能,叫作分子势能。分子间的作用力的情况可以类比为两个分子间有一个小弹簧,当分子间距离变化时不仅分子间的作用力会变化,还会有势能的变化。
3、内能
内能的概念:运动的物体具有动能,宏观物体的运动具有机械能,机械能还包括重力势能和弹性势能,类比机械能,微观分子应该具有 分子动能 和 分子势能 。我们把 物体内部所有分子的分子动能和分子势能之和 叫内能,由于这是由于 而具有的能量,所以内能也叫 。
②内能的单位是 焦 符号: J 。
③机械能与整个物体的机械运动情况有关,而内能与物体内部分子的热运动和分子之间的相互作用情况有关(内能与机械能没有关系)。
④一切物体,不论温度高低,不论是否运动、都具有内能。
内能与机械能的辨析
内能
机械能
区别
定义
构成物体的所有分子的分子动能和分子势能的总和
物体所具有的动能和势能的总和
影响因素
物体的温度、质量、状态、体积、物质的种类
物体的质量、速度、高度和弹性形变的程度
研究对象
微观世界的大量分子
宏观世界的所有物体
存在条件
永远存在
物体运动时,被举高时,发生弹性形变时
联系
(1) 物体无论是否具有机械能,一定具有内能;
(2) 物体的内能和机械能之间可以互相转化,比如摩擦升热,热机等。
4. 影响内能大小的因素
①内能大小与温度的关系:同一物体在状态不变时,温度越高,分子运动越剧烈,分子的平均动能大,内能越大。
酒精灯加热一杯水,水的温度升高,内部分子运动越剧烈,内能一定增大。反之,温度将低, 内能一定减小。
但是,一个物体温度不变,内能不一定不变,比如晶体的熔化过程,不断吸热,内能增加,但是温度不变。
②内能大小与质量的关系:同样温度的同种物质(状态相同).质量大表示分子的数量就越大,内能就越大。
温度相同、质量不同的水,质量越大,水分子数目越多,所以分子动能和势能的总和也会越大,即水的内能也越大。所以在温度相同、状态相同时,物质的质量越大,内能越大。
③内能大小与状态的关系:同种物质,质量相同,温度相同,它的内能也不一定相同,处于气态时的内能大于液态时的内能.液态时的内能大于固态时的内能。这是因为状态不同,分子间的距离就不同,分子间距离会影响分子势能。
因为0℃的冰熔化成0℃的水时,要吸收热量,体积变小,分子间的距离变小,这个过程中分子势能会变大(本质是克服分子力做功)。物体的内能跟物体的状态有关。冰也是晶体哦。
物质的种类和物质的体积也会影响内能的大小。
典型例题
【典例1】关于内能,下列说法正确的是( )
A、0℃的物体的内能为零
B、温度高的物体比温度低的物体内能大
C、一个物体温度降低,内能一定减少
D、运动的物体一定比静止的物体的内能大
【典例2】下列关于内能和机械能的说法中,不正确的是( )
A.物体的机械能越大,它的内能也越大
B.物体的内能的大小与机械能大小无关
C.物体的温度升高时,内能增大,机械能也可能增大
D.物体的运动速度减小时,机械能减小,内能可能不变
【变式】南极是世界上最冷的地方,常年平均气温是-25oC,一天,南极上的小企鹅豆豆和丁丁(见图)之间发生了一次有趣的对话,他们的部分说法如下,其中正确的是( )
A.豆豆:呵呵,我们这里太冷了,冰山肯定没有内能了
B.丁丁:你说的太对了,这么冷的地方,组成冰山的分子也都停止运动了,哪会有内能呢!我们应该抱团取䁔,以便把我的温度传给你
C.丁丁:呵呵,我们嘴里呼出了好多“白汽”,这“白汽”就是传说中的水蒸气吧
D.豆豆:我听人说啊,嘴里呼出的“白汽”是由水蒸气遇冷液化形成的小水珠组成的
知识点中考评级
热度:★★★★★ 难度:★★★ 分值:2-4分
知识点二:物体内能的改变
知识精讲
1、热传递改变物体的内能
(1)知识探究
用暖袋暖手
给工件淬火
烧水
现象
现象分析
暖袋温度降低,内能减少;人体温度升高,内能增大;能量从热水袋传递给人
工件温度降低,内能减少;冷水温度升高,内能增大;能量从工件传递给水
烧水时,水的温度升高,内能增加,能量从火焰传递给锅和水
结论
温度不同的物体相互接触时,发生热传递,低温物体温度升高,内能增加,高温物体温度降低,内能减少;即能量从高温物体传递给低温物体,所以热传递可以改变物体的内能
(2)热传递
概念:热量自发的从高温物体传递到低温物体的过程叫热传递。
条件:物体之间存在温度差。
方向:能量从高温物体传递给低温物体。
结果:高温物体放出热量,内能减少;低温物体吸收热量,内能增加,直到物体的温度相同为止。
对热传递的理解:热传递传递的是内能,而不是温度;热传递是把内能由高温物体传递给低温物体,不是由内能多的传递给内能少的物体。
(3)热量(Q):在热传递过程中,传递能量的多少叫做热量。用符号Q表示。在国际单位制中,热量单位是焦耳,符号是J。
特别注意:内能是一个状态量,只能说具有(含有)多少内能,内能的具体值不容易衡量。热量是一个过程量,只能说转移(传递)了多少热量,热量是内能变化的衡量。
2、做功改变物体的内能
(1)知识探究
做功的两种情况
外界对物体做功
物体对外界做功
探究过程
用力向下压活塞
向瓶内打气
实验现象
硝化棉燃烧
瓶塞飞起来,且瓶口有白雾
分析与论证
迅速用力压下活塞,活塞对筒内气体做功,使筒内气体的内能增加,温度升高,当温度达到硝化棉的燃点时,硝化棉开始迅速燃烧
向瓶内打气,不断对瓶内空气做功,瓶内空气内能增加,温度升高,随着打入空气的增加,气压越来越大,直至冲开瓶塞,此时,瓶内的空气推动瓶塞做功,内能减少,温度降低,其中水蒸气液化成小水滴,形成白雾(液化形成)
得出结论
1.做功可以改变物体的内能;
2.外界对物体做功,物体温度升高,物体内能增加;
3.物体对外界做功,物体温度降低,物体内能减少
(2)做功改变物体的内能:对物体做功,物体内能增加;物体对外做功,物体内能减少。
注意:做功不一定能使物体的内能增加,还要看物体消耗的能量能否转化为物体的内能。例如:推车、举重等。
(3)改变物体内能的途径是 做功 和 热传递 ,两种方式的结果是 等效的 。分析内能变化时要同时考虑做功和热传递。
(4)做功和热传递的对比
区别
联系
实质
方式
举例
热传递
能量的转移
高温物体放热,低温物体吸热
生活中烧、烤、烙、炒,淬火等
做功和热传递都可以改变物体的内能,且效果相同。某物体的内能发生改变,可能是通过热传递改变的,也可能是通过做功改变的,或者两者都有。
做功
其他形式能与内能之间的相互转化
压缩体积、摩擦生热、锻打物体、弯折物体等
体积膨胀等
打气筒打气、钻木取火、来回多次弯折铁丝等
典型例题
【典例3】(2024秋•前郭县月考)如图把质量不同温度不同的A、B两物体接触,A的质量大于B的质量。则以下说法正确的是( )
A.A含有的热量比B的多 B.A会把温度传给B
C.A的内能比B的大 D.热量会从A传到B
【典例4】烩面是河南特色美食,它是一种荤、素、汤、菜、饭兼而有之的传统风味小吃,汤好面筋道,营养高,味道鲜美,经济实惠,遍及全国。闻到烩面的香味说明_____;煮面过程中,是通过______(选填“做功”或“热传递”)的方式,改变了面的内能。
【变式】(2024•长安区校级开学)春节期间,学校开展“寻根同源,记住年味”活动,同学们晒的“年味”照片如图所示。下列描述不正确的是( )
A.图甲中,玉润饱满的汤圆温度降低时,内能减小
B.图乙中,红糖糍粑入嘴时很烫,是因为糍粑含有的热量很高
C.图丙中,翻炒瓜子时,主要通过热传递的方式增加瓜子的内能
D.图丁中,燃放“擦炮”时,可以闻到火药味,这是扩散现象
知识点中考评级
热度:★★★★ 难度:★★★ 分值:2-4分
知识点三:温度、热量、内能的辨析
知识精讲
1、温度、热量、内能三者之间的区别于联系
温度(状态量)
热量(过程量)
内能(状态量)
概念
宏观上,表示物体的冷热程度;
微观上,反映物体中分子热运动的剧烈程度
特指在热传递过程中传递能量的多少
构成物体的所有分子的分子动能与分子势能的总和
表述
用“降低”、“升高”,“降低到”、“升高到”表述
用“放出”或“吸收”表述
用“有”、“具有”、“改变”、“增加”、“减少”的那个表述
单位
摄氏度(℃)
焦耳(J)
焦耳(J)
易错
(1)同一物体的温度反映了内能的大小,热量反映了内能变化了多少;
(2)物吸收热量,内能会增加,温度不一定升高,如晶体熔化;物放出热量,内能会减少,但物体温度不一定降低,如晶体凝固
2、关于几个一定
一个一定
物体温度升高或降低时,其内能一定增加或减少
四个不一定
(1)一个物体的内能增加或降低时,其温度不一定升高或降低,如晶体熔化或凝固过程;
(2)一个物体的内能增加或降低时,不一定是吸收或放出了热量,也可能是外界对物体做功或物体对外界做功;
(3)一个物体吸收或放出热量时,内能增加或减少,其温度不一定升高或降低,如晶体熔化或凝固过程;
(4)一个物体温度升高或降低时,不一定是吸收或放出了热量,也可能是因为做功,如摩擦生热或物体对外界做功
学科素养养成
内能与热量的关系我们可以类比为地上有一个大水坑,坑里含有多少水(坑里的水类比为内能),我们不好衡量,但是只要你用量筒取出10ml水(取出的水类比为热量),那么我们就一定知道坑里的水减少了10ml水。
典型例题
【典例5】(2024•埇桥区校级三模)关于温度、热传递、做功与内能,下列说法正确的是( )
A.做功的过程一定是机械能转化为内能
B.自然界中物体的温度升高,一定是外界对物体做功
C.物体温度升高,内能一定增大,且一定从外界吸收了热量
D.温度相同的两个物体相互接触.它们之间不会发生热传递
【典例6】(2024•海淀区校级开学)关于热量、温度、内能之间的关系,下列说法正确的是( )
A.同一物体温度升高,内能一定增加
B.温度越高的物体,内能一定越大
C.物体吸收了热量,温度一定升高
D.物体内能增加,一定是吸收了热量
知识点中考评级
热度:★★★★★ 难度:★★★ 分值:2-4分
A卷满分题组
一、选择题
1.(2023·湖南郴州·统考中考真题)下列关于物体的温度和内能说法正确的是( )
A.温度越高的物体,内能越大
B.摩擦生热是通过做功的方式改变物体的内能
C.物体运动的速度越快,内能越大
D.﹣20℃的冰块没有内能
2.(2023·山东烟台·统考中考真题)如图所示的实例中,改变物体内能的方式与其它三项不同的是( )
A.给水加热 B.压缩空气 C.搓手取暖 D.钻木取火
3.(23-24上海·期中)关于分子动理论和内能,下列说法正确的是( )。
A.一个分子没有内能
B.物体的温度升高,分子运动一定加剧
C.分子之间不存在引力,只存在斥力
D.物体的内能只与分子运动剧烈程度有关
4.(2023秋•电白区期末)如图是古人锻造铁器的情景,下列说法正确的是( )
A.把铁放入炉中加热是通过做功改变内能
B.锻打过程中锤头的内能增加
C.淬火时铁的内能增加,温度升高
D.加热和淬火时能量发生了转化
5.(2024•山西)二氧化碳(CO2)爆破技术是现代工程建设中非常环保的技术,起爆前高压泵将CO2压缩成高压气体,液化后输入爆破筒内。如图所示,爆破时电加热管发热。使筒内的液态CO2迅速汽化,形成的高压气体从泄气孔中喷出,实施爆破。下列说法正确的是( )
A.高压泵压缩CO2,气体内能增大,温度降低
B.高压泵压缩CO2,气体内能减小,温度升高
C.高压CO2气体喷出时,内能增大,温度升高
D.高压CO2气体喷出时,内能减小,温度降低
6.(2024•江都区二模)关于热量、温度、内能之间的关系,下列说法正确的是( )
A.物体吸收了热量,温度可能不变
B.物体温度升高,一定是吸收了热量
C.温度为0℃的物体没有内能
D.物体内能减少时,一定对外做功
7.爆米花是将玉米放入铁锅内,边加热边翻动一段时间后,“砰”的一声变成了玉米花,下列说法正确的是( )
A.玉米粒内水分受热膨胀对粒壳做功爆开,内能不变
B.玉米粒内水分受热膨胀对粒壳做功爆开,内能增加
C.玉米粒主要通过翻动铁锅对其做功,使其内能增加
D.玉米粒主要通过与铁锅间的热传递,使其内能增加
8.下列关于热现象的说法正确的是( )
A.一个物体内能增加,一定是从外界吸收了热量
B.热传递过程中,热量只能从内能大的物体传给内能小的物体
C.碘蒸气在凝华过程中内能减小
D.温度相同的两物体间也能发生热传递
二、填空题
9.如图所示,这是我国古老的医疗技法─刮痧,当刮痧板在身体上刮动时,身体会感觉到热,这是通过 ___________方式增加身体的内能;刮痧时要在皮肤上涂一些药油,当体表温度升高后,药物渗入人体的速度 ___________(选填“加快”“减慢”或“不变”);这说明分子的热运动与物体的 ___________有关。
10.如图,玻璃瓶内装少量的水,用塞子塞紧,通过塞子上的开口往瓶里打气,当瓶塞蹦出时,发现瓶内出现白雾。该现象的原因是:瓶内的空气膨胀对外做功,瓶内水蒸气内能 (选填“增加”或“减少”),温度 (选填“升高”或“降低”),液化为液滴。
11.(2023·四川成都·统考中考真题)把两滴墨水分别同时滴入盛有冷水和热水的两个玻璃杯中,实验过程及现象如图所示,分析可知物体的温度越高,分子的无规则运动越 。若将冷水倒掉一些,对比原来这杯冷水,杯中剩余冷水的内能 。
12.(2024•东营模拟)“自嗨锅”是一种使用化学方法加热的方便食品,只要将盒饭下面的拉条拉出,饭菜便可以自动加热。关于这种自热饭盒,下列说法正确的是( )
A.生石灰和水反应会吸收热量
B.拉出拉条是通过做功来增加饭菜的内能的
C.拉出拉条后食物的内能增加
D.饭菜热了之后空气中的水蒸气会液化成小水滴附着在饭盒外壁上
B卷提升题组
13.(多选)45.(2023秋•青岛月考)在环境温度为0℃的条件下,当冰水混合物达到热平衡时,以下说法中最合理的是( )
A.冰的熔化和水的凝固不再发生
B.冰和水的质量比不再发生变化
C.混合物的热能[内能]等于零
D.混合物中分子热运动已经停止
14.(2023·广东广州·统考中考真题)小明将凝固点为47℃的某液态合金放在室温为25℃的实验室中。该合金从70℃降至47℃并保持47℃一段时间再降至35℃,合金在此过程( )
A.对外放热,内能一直减少 B.存在液化现象,内能一直增加
C.温度保持47℃时,不吸热也不放热 D.存在凝固现象,内能先减少后不变再减少
15.(多选)44.(2024•潍坊)如图所示,用汽缸、固定隔板和活塞密闭甲、乙两部分气体,汽缸和活塞均不导热,隔板导热良好。迅速将活塞向左推至图中虚线位置并固定,静置一段时间。下列说法正确的是( )
A.与推动活塞前相比,甲、乙内能均变大
B.与推动活塞前相比,甲内能不变、乙内能变大
C.乙内能改变的方式只有做功
D.乙内能改变的方式既有做功又有热传递
16.(2024•湖北)2024年4月30日,全球最大的压缩空气储能项目在我国并网发电,工作原理如图。在用电低谷时段利用电网多余电能驱动压缩机压缩空气,使空气 增大(填能量形式);在用电高峰时段高压空气被释放,膨胀对外 ,使膨胀机转动,将内能转化为 ,带动发电机产生电能输送至电网。
17.(2020秋•亭湖区校级期中)小明将装有热奶的奶瓶放入室温的水中,容器中的水的初温约为20℃,热奶的温度约为90℃,同时,他还利用温度计和秒表测出温度随时间的变化情况,并作出了水和热奶的温度随时间变化的关系曲线,如图2所示。其中 曲线是表示热奶的温度随时间的变化情况,大约经过 min时间热奶和水温刚好达到一致。从图象分析可以看出:热奶温度随时间的变化特点是:
思考:
(1)参考这位同学实验的图象,你认为沸水放在房间里,温度自然降低的规律是 。
A.先快后慢 B.先慢后快 C.均匀降低
(2)参考这位同学记录的数据,如果你要喝一杯奶咖,可以有两种方式供你选择:
①先将烧开的热咖啡倒入杯中,冷却5min,然后加一匙冷牛奶;
②先将烧开的热咖啡倒入杯中,立即将一匙冷牛奶加进杯中,然后冷却5min.你认为方式 的冷却效果较好。
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