专题01 内能和内能的利用（考点串讲）-2024-2025学年九年级物理上学期期末考点大串讲（人教版）

专题01 内能和内能的利用 九年级物理上学期·期末复习大串讲 知识串讲 方法模型归纳 巩固提升 人教版 知识串讲 01 第13章 内能 一、分子热运动 1.物质的构成：常见物质是由分子、原子构成的。　 2.分子的热运动 （1）扩散：不同物质在相互接触时，彼此进入对方的现象。 （2）影响扩散快慢的因素：温度，温度越高，分子热运动 ，扩散 。 （3）扩散现象表明：一切物质的分子都在 。 3.分子之间的作用力：分子之间即存在斥力也存在引力，引力和斥力 存在。 （1）当固体被压缩时，分子间的距离变小，作用力表现为 。 （2）当固体被拉伸时，分子间的距离变大，作用力表现为 。 越剧烈 越快 不停地做无规则运动 同时 斥力 引力 知识串讲 01 3.分子动理论的基本观点： （1）常见物质是由大量的分子、原子构成的。 （2）物质内的分子在不停地做热运动。 （3）分子之间存在 和 。 引力 斥力 知识串讲 01 二、内能 1.定义：构成物体的所有分子，其热运动的 与 的总和，叫做物体的内能。 2.单位： ，符号：J。 3.影响内能大小的因素：温度、质量、体积、状态等。 4.改变内能的方式： 、 。 5. 内能与机械能的区别：物体的内能大小与物体内部分子的热运动以及分子间的相互作用情况有关，是物体能量的微观表现；物体的机械能则与整个物体的机械运动情况及相对位置有关，是物体能量的宏观表现。物体的内能在 情况下都不会为零（因为分子不停地做无规则运动总有动能），而物体的机械能可以相对为零。所以内能和机械能是两种不同形式的能量。 动能 分子势能 焦耳 热传递 做功 任何 知识串讲 01 注意：（1）同一个物体，它的温度越高，内能 。物体的温度升高，内能增加，内能增加，温度 升高，如：晶体熔化的过程，物体吸收热量内能增加，但是温度不变。 （3）热传递发生条件是有 ，传递方向从高温物体传递到低温物体，实质是内能的 。 （4）热传递中，传递的能量的多少叫热量。即“热量”是一个过程量，只能说“吸收”或“放出”了热量，不能说物体含有热量。热量的单位是焦耳（J） （5）外界对物体做功，物体内能 ；物体对外界做功，物体内能减小。做功的实质是能量的转化。 越大 不一定 温度差 转移 增加 知识串讲 01 三、比热容 1.定义：一定质量的某种物质，在温度升高时吸收的热量与它的质量和升高的温度乘积 ，叫做这种物质的 。符号 。 2.单位：焦每千克摄氏度，符号是J/(㎏·℃）。 3.热量的计算： （1）吸热公式： 。 式中Q吸表示物体吸收的热量，c表示物质的比热容，m表示物体的质量，t0表示物体原来的温度，t表示物体后来的温度。（t-t0）表示温度的升高量。 （2）放热公式： ；式中（t0-t）表示物体温度的降低量。 之比 比热容 c Q吸=cm(t-t0) Q放=cm(t0-t) 知识串讲 01 第14章 内能的利用 一、热机 1.热机：利用 做功的机械。 2.热机的种类：蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等。 3.内燃机：燃料直接在发动机的汽缸内燃烧产生动力的热机。 （1）种类： 和 。 （2）四个冲程：汽油机是由 四个冲程的不断循环来保证连续工作的。在一个工作循环中，汽缸内的活塞往复两次，曲轴转动两周。四个冲程中只有做功冲程燃气对外做功，其他三个冲程都是靠飞轮惯性完成的。一个工作循环有两次能量转化，在压缩过程中，机械能转化为内能，在做功过程中，内能转化为机械能。 内能 汽油机 柴油机 吸气、压缩、做功、排气 知识串讲 01 4.汽油机和柴油机区别 （1）构造区别：汽油机汽缸顶部有 ，而柴油机汽缸顶部有 。 （2）燃料区别：汽油机燃料是汽油，而柴油机燃料是柴油。 （3）工作区别 吸气冲程：汽油机吸进的是汽油和空气的混合物，柴油机吸进的仅仅是空气。 压缩冲程：汽油机压缩的是汽油和空气的混合物，汽油机压缩的仅仅是空气。 做功冲程：汽油机用 （点燃），柴油机用 （压燃）。 火花塞 喷油嘴 火花塞点火 喷油嘴喷油 知识串讲 01 二、热机效率 1.燃料的热值： （1）定义：把某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比，叫做这种燃料的 。 （2）单位：焦每千克，符号： 。 （3）热量的计算： ，Q放—燃料完全燃烧后放出的热量，m—质量，q—燃料的热值。 2.热机的效率： （1）定义：用来做有用功的那部分内里，与燃料完全燃烧放出的能量之比，叫做 。 （2）公式： 热值 J/kg Q放=qm 热机的效率 知识串讲 01 4.提高热机效率的途径 （1）使燃料充分燃烧。 （2）尽量减小各种热量损失。 （3）机器零件间保持良好的润滑、减小摩擦。 知识串讲 01 三、能量的转化与守恒 1、能量守恒定律：能量既不会 ，也不会 ，它只会从一种形式 为另一种形式，或者从一个物体 到另一个物体，而在转化和转移过程中，能量的总量保持不变。 （1）能量及其存在的 。 （2）能量的 。 2、能量守恒定律是自然界最重要、最普遍的基本定律。大到天体，小到原子核，也无论是物理学问题还是化学、生物学、地理学、天文学的问题，所有能量转化的过程，都遵从能量守恒定律。 消灭 创生 转化 转移 不同形式 转化和转移 方法模型归纳 02 （1）热量是一个过程量。热量的多少与物体能量(内能)的多少、物体温度的高低没有关系。不能说某个物体“具有”或“含有”热量,更不能“比较”两个物体热量的大小，只能说物体“吸收”或“放出”热量。 （2）热量、温度和内能的关系如下 ①物体温度升高了，内能增加；物体内能增加了，它的温度不一定升高，如晶体熔化、液体沸腾； ②物体内能增加了，不一定吸收了热量，有可能是外界对物体做了功。 ③物体吸收了热量，温度不一定升高，如晶体熔化、液体沸腾等。 一、温度、热量和内能的关系 方法模型归纳 02 例1.（23-24九年级上·河南郑州·期末）(多选)关于温度、热量和内能，下列说法中正确的是（　　） A．0℃的冰块内能为零 B．物体温度升高，内能增大 C．物体温度越高，所含热量越多 D．50℃的水的内能可能比10℃水的内能少 BD 方法模型归纳 02 例2.（23-24八年级下·上海普陀·期末）0℃的冰 （填“有”或“没有”）内能。0℃的冰吸收热量后熔化成0℃的水，其温度 ，内能 （选填“不变”、“增大”或“减小”）。 有 不变 增大 方法模型归纳 02 二、热平衡计算 （1）热传递的最终结果：末温相同，没有温度差。 （2）若不存在热量损失，低温物体吸收的热量等于高温物体放出的热量，即Q吸=Q放。 方法模型归纳 02 例3.（23-24九年级上·安徽阜阳·期末）有甲、乙两个质量和初温都相同的金属球，先将甲球放入一杯热水中，热平衡时水的温度降低了Δt，然后将甲球取出，再将乙球放入该烧杯水中，水的温度又降低了Δt，上述过程中，甲球吸收的热量为Q甲，乙球吸收热量为Q乙，甲球比热容为c甲，乙球比热容为c乙，不考虑热量损失，不计球带走水的质量，则下列判断正确的是（　　） A．Q甲>Q乙 B．Q甲<Q乙 C．c甲>c乙 D．c甲<c乙 D 方法模型归纳 02 例4.（23-24九年级上·山东菏泽·期末）如图甲所示，把质量为250g的凉牛奶置于盛有热水的敞口玻璃杯中加热，经过一段时间，牛奶和热水的温度随时间的变化图象如图乙所示。已知c水=4.2×103J/(kg·℃)，c奶=2.5×103J/(kg·℃)。求： （1）牛奶不再升温时吸收的热量； （2）若损失的热量占60%，则水放出的热量； （3）水的质量是多少千克（结果保留两位小数）。 方法模型归纳 02 解：（1）凉牛奶置于盛有热水的敞口玻璃杯中加热，牛奶的温度是升高的，热水的温度是降低的，则图乙中b曲线是牛奶，a曲线是热水，牛奶不再升温时，温度变化量为20℃，c奶=2.5×103J/(kg·℃)，牛奶的质量为0.25kg，根据比热容公式可知，牛奶不再升温时吸收的热量为 牛奶不再升温时吸收的热量为1.25×104J。 （2）由（1）解析可知，牛奶不再升温时吸收的热量为1.25×104J，若损失的热量占60%，则牛奶吸收的热量占40%，则水放出的热量为 水放出的热量为3.125×104J。 方法模型归纳 02 （3）从图乙可以看到，水的温度变化量为40℃，c水=4.2×103J/(kg·℃)，由（2）解析可知，水放出的热量为3.125×104J，根据比热容公式可知，水的质量为 水的质量约是0.19kg。 答：（1）牛奶不再升温时吸收的热量为1.25×104J； （2）若损失的热量占60%，则水放出的热量为3.125×104J； （3）水的质量约是0.19kg。 方法模型归纳 02 三、物质的吸热能力图像分析 比热容图像的分析技巧（同一加热装置，加热相同时间吸收的热量相同） （1）等时分析法：作一条垂直于温度轴的直线，可以看出升高相同的温度时，加热时间的长短； （2）等温分析法：作一条垂直于时间的直线，可以比较加热时间相同时，温度升高的多少。 （3）根据加热时间相同吸收热量相同，列出等式计算；或根据升高的温度相同，列出等式计算。 方法模型归纳 02 例5.（23-24九年级上·安徽阜阳·期末）小明用两个完全相同的酒精灯，分别给质量和初温都相同的甲、乙两种液体同时加热，分别记录加热时间和升高的温度，根据记录的数据作出了两种液体的温度随时间变化的图像，如图所示。下列说法正确的是（    ） A．甲的比热容大于乙的比热容 B．甲与乙的比热容之比为 C．甲与乙的比热容之比为 D．相同加热时间内甲物质吸收的热量大 B 方法模型归纳 02 例6.（23-24九年级下·河北石家庄·期末）小明用两个完全相同的电加热器分别对初温和质量均相同的煤油和水加热，如图为两种液体的温度随加热时间变化的关系图象。液体通过 方式（选填“做功”或“热传递”）来增加内能。水的温度随时间变化的图象是 （填“甲”或“乙”），煤油的比热容为 J/（kg·℃）。[c水=4.2×103J/（kg·℃）]。 热传递 乙 方法模型归纳 02 四、四冲程内燃机 （1）判断汽油机冲程：一看进气门和排气门的开闭情况；二看活塞运动方向；三看火花塞是否点燃。 （2）压缩冲程：机械能转化为内能；做功冲程：内能转化为机械能。 （3）四冲程汽油机一个工作循环包括4个冲程，活塞往复运动2次，曲轴转2圈，对外做功1次。 方法模型归纳 02 例7.如图所示，分别表示内燃机工作过程中的四个冲程，其中将内能转化为机械能的冲程是（　　） C A． B． C． D． 方法模型归纳 02 例8.（23-24九年级上·山西临汾·期末）如图所示，拖拉机发动机采用循环流动的水进行冷却。原因是 ；若一台四冲程汽油机的飞轮转速为1800r/min，该汽油机每秒钟做功 次。 水的比热容较大 15 方法模型归纳 02 五、热机效率的计算 1.热效率计算-加热水型 （1）有用的那部分能量为水吸收的能量。 （2）燃烧燃料加热水，总能量为燃料燃烧放出的热量或。 （3）太阳能加热水时，总能量为接收的太阳能。（P在数值上等于单位面积单位时间吸收的太阳能，t表示时间，S表示面积） （4）效率或 方法模型归纳 02 2.热效率计算-热机型 （1）有用的那部分能量为牵引力做的功。 （2）总能量为燃料燃烧放出的热量或。 （3）效率或 方法模型归纳 02 例9.（23-24八年级下·重庆·期末）小量家的燃气热水器将2kg的水从40℃加热到100℃，消耗了0.02m3的天然气，水吸收的热量是 J，燃气热水器的热效率是 。［ ， ］ 5.04×105 72% 方法模型归纳 02 例10.（23-24九年级上·河北沧州·期末）某物理兴趣小组为了探究地球表面水吸收太阳能的本领，做了如下实验：用一脸盆装6kg的水，水的表面积为0.1m2，经过太阳光垂直照射15min，水温升高了5℃。问： （1）实验时6kg的水15min内吸收了多少热量？   （2）若用加热的方式使同质量的水升高相同的温度，至少需要燃烧多少m3的液化气？（假设液化气燃烧放出的热量的40%损失，液化气的热值是5.0×107J/ m3） 方法模型归纳 02 解：（1）水吸收的热量:Q吸=cmΔt=4.2×103J/(kg·℃)×6kg×5℃=1.26×105J （2）燃料燃烧需要放出的热量 液化气的体积 答：（1）实验时6kg的水15min内吸收的热量为1.26×105J； （2）若用加热的方式使同质量的水升高相同的温度，至少需要燃烧4.2×10-3m3的液化气。 巩固提升 03 1. （23-24八年级下·陕西咸阳·期末）下列关于分子动理论知识，说法正确的是（   ） A．阳光下，我们看到灰尘飞舞，这是属于扩散现象 B．面包容易被压缩说明分子间存在引力 C．“破镜难圆”是因为固体分子间存在斥力 D．端午节，粽子飘香是由于分子在永不停息地做无规则运动 D 巩固提升 03 2. （23-24九年级上·四川眉山·期末）胆大心细的你一定会能量爆棚。已知水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)，则质量为2kg的水，温度由25℃降低20℃放出的热量是（   ） A．4.2×104J B．2.1×105J C．1.68×105J D．3.78×105J C 巩固提升 03 3. （23-24九年级上·宁夏银川·期末）用铝壶在天然气灶上烧水的过程中，下列说法正确的是（　　） A．烧水的过程是通过做功的方式改变水的内能 B．水的温度越高，水分子运动越剧烈 C．铝的比热容比水小，铝的吸热能力比水强 D．天然气燃烧越充分，热值越大 B 巩固提升 03 4. （23-24八年级下·广东深圳·期末）汽车是现代生活中最常见的一种交通工具，如图甲、乙分别是某汽油机的某冲程及能量流向图。下列有关说法正确的是（　　） A．甲图是压缩冲程，活塞对汽缸内的气体做功，气体的温度升高 B．由乙图可知该汽油机的效率是30% C．汽车尾气中的“汽油味”越浓，燃料燃烧得越不充分，这会降低燃料的热值 D．如图甲所示冲程没有依靠飞轮惯性 A 巩固提升 03 5. （23-24九年级上·河南郑州·期末）2023年5月10日，搭载天舟六号货运飞船的运载火箭成功发射。运载飞船的火箭一般要选用热值 （选填“大”或“小”）的燃料，高温燃气推动运载火箭升空时能量的转化与四冲程内燃机的 冲程相同；随着燃料质量的减少，燃料的热值 。 大 做功 不变 巩固提升 03 6. （23-24九年级上·陕西咸阳·期末）某实验小组用如图所示器材“探究不同物质的吸热升温的现象”。实验中取相同 （选填“质量”或“体积”）的水和沙子，用两个相同的酒精灯加热并不断地搅拌；在相同的加热时间内，水和沙子 （选填“吸收热量”或“升高温度”）相同，此过程中水和沙子的内能是通过 的方式改变的；通过比较它们升温的情况，发现沙子升温较快，由实验可得出，水和沙子相比，吸热能力更强的是 。 质量 吸收热量 热传递 水 巩固提升 03 7. （23-24九年级上·湖南张家界·期末）某家庭用的燃气热水器，将20 kg的水从10 ℃加热到60 ℃，完全燃烧了0.21 m3的煤气。已知水的比热容为4.2×103 J/（kg·℃），煤气的热值为4×107 J/m3，求： （1）煤气完全燃烧放出的热量； （2）20 kg的水从10℃加热到60℃吸收的热量； （3）该热水器烧水的效率。 巩固提升 03 （1）煤气完全燃烧放出的热量为 （2）根据吸热公式可知水吸收的热量为 （3）则热水器烧水的效率为 答：（1）煤气完全燃烧放出的热量为8.4×106J； （2）20 kg的水从10℃加热到60℃吸收的热量为4.2×106J； （3）该热水器烧水的效率为50%。 课堂小结 $$