13.3 内能 暑期预习讲义-2025-2026学年九年级全一册物理人教版

13.3 内能 暑期预习讲义-2025-2026学年九年级全一册物理人教版 知识梳理 一、内能的基本概念 定义：物体内部所有分子热运动的动能与分子势能的总和，用符号U表示。 微观本质：分子动能由分子无规则运动速度决定，分子势能由分子间距离和作用力决定。 宏观表现：内能与温度、质量、状态（如固、液、气）有关。例如，同一物体温度越高，内能越大；质量越大，分子数越多，内能也越大。 内能的特性： 普遍性：任何物体在任何温度下都具有内能（包括0℃的冰）。 不可测性：内能的绝对值无法直接测量，但内能的变化量可通过做功或热传递计算。 内能与机械能的区别： 机械能：物体整体的动能和势能（如飞行的足球），与机械运动有关。 内能：分子层面的动能和势能（如热水的内能），与分子热运动有关。 二、内能的改变方式 （一）做功改变内能 原理：机械能与内能的相互转化，实质是能量形式的变化。 外界对物体做功：内能增加。例如： 压缩空气引火仪：活塞压缩空气做功，空气内能增加，温度升高点燃硝化棉。 摩擦生热：搓手时机械能转化为内能。 物体对外界做功：内能减少。例如： 瓶塞被弹出：气体膨胀做功，内能减少，温度降低，水蒸气液化成白雾。 实验改进： 用 BMP280 传感器实时采集密闭注射器内的温度和压强数据，通过 Excel 绘制动态图象，直观显示做功过程中内能的变化。 温变油墨实验：当注射器内温度超过 32℃时，油墨由蓝色变为紫色，增强可视化效果。 （二）热传递改变内能 原理：内能从高温物体转移到低温物体（或同一物体的高温部分转移到低温部分），实质是能量的转移。 条件：存在温度差，直到两物体温度相同（热平衡）。 三种方式： 传导：固体中主要方式（如金属棒传热）。 对流：流体（液体、气体）中主要方式（如暖气使房间变暖）。 辐射：通过电磁波传递（如太阳辐射），无需介质。 热量的概念： 定义：热传递过程中转移的内能多少，用符号Q表示，单位为焦耳（J）。 注意：热量是过程量，只能说 “吸收” 或 “放出”，不能说 “含有”。 三、热量的计算 公式： 吸热： 放热： 统一形式： 单位：。 应用示例： 四、实验探究与现象分析 做功改变内能的实验： 经典实验：空气压缩引火仪证明做功使内能增加。 改进实验：用传感器实时监测温度和压强变化，结合温变油墨直观展示内能变化。 热传递的实验： 传导实验：加热金属棒一端，另一端温度升高。 对流实验：观察热水在冷水中的对流现象。 辐射实验：用温度计测量不同颜色物体吸收辐射热的能力。 五、典型应用与现象解释 自然现象： 火山爆发：地球内部内能积累到一定程度，通过岩浆喷发释放。 地热资源：地下水与炽热岩体接触形成温泉，是地球内能的释放形式。 技术应用： 热水袋取暖：热水通过热传递向人体释放热量。 汽车发动机冷却系统：利用水循环带走发动机的内能（做功与热传递结合）。 六、易错点提醒 内能与温度的关系： 1. 误区：温度升高，内能一定增加；但内能增加，温度不一定升高（如晶体熔化时吸热，内能增加但温度不变）。 热量、温度、内能的区别： 热量：过程量，与热传递有关（如 “吸收热量”）。 温度：状态量，反映分子热运动剧烈程度（如 “温度升高”）。 内能：状态量，与分子动能和势能总和有关（如 “内能增加”）。 做功与热传递的等效性： 做功和热传递在改变内能上效果相同，但本质不同（做功是能量转化，热传递是能量转移）。 同步练习 一、选择题 1．关于物体的内能，下列说法正确的是（　　） A．南极的冰山由于温度较低，不具有内能 B．让铅笔变热，只能通过加热的方法来实现 C．铁块熔化成铁水后内能增加 D．内能增大一定是由分子的热运动引起的 2．在冬天，人们常常搓手取暖，如图所示，手内能的变化及改变内能的方式分别为（　　） A．增大、做功 B．减小、做功 C．增大、热传递 D．减小、热传递 3．南宋周密在《武林旧事》中将“月饼”归入“蒸作从食”一类，表明当时的“月饼”可能是蒸制的，而非今天我们所知的烘焙方式。关于“蒸”月饼时的情境，下列叙述正确的是（　　） A．水沸腾时吸收热量，温度不变，内能不变 B．水变成水蒸气时，放出热量，温度降低 C．我们不敢大口吃刚出炉的月饼，是因为月饼含有的热量较多 D．“月饼”吸收热量，内能增大 4．人们会佩戴玉器饰品米增添节日氛围。如图，两个人拉扯像锯子一样的工具来切割玉石。同时，工具上方的壶会流出水使其不致过热。下列说法正确的是（　　） A．切割玉石过程也是力改变物体运动状态的过程 B．切割处发热是机械能转化为内能 C．切割时，玉石的热量增大 D．切割过程中用水降温是因为水的内能较少 5．小明用玻璃水杯放了一杯热水，用手捏住时，感觉杯子变热了，而在空杯子里放一些冰块感觉杯子又很凉。下列关于这个过程或现象说法正确的是（　　） A．温度低的手内能小，温度高的杯子内能大 B．温度越高的水，含有的热量越多 C．如果把0℃的冰变成0℃的水，温度保持不变，内能增大 D．热量是从内能大的物体传给内能小的物体 6．如图所示，母亲节前夕，学校倡议同学们用热水为妈妈洗一次脚。关于热水洗脚过程中涉及的物理知识，下列说法正确的是 A．热水泡脚是通过热传递改变了脚的内能 B．泡脚过程热量由脚传递给了水 C．洗脚过程中水的温度降低，比热容变小 D．洗脚水的温度越高，所含的热量越多 7．庐山云雾茶是汉族传统名茶，是中国名茶系列之一，属于绿茶中的一种。最早是一种野生茶，后东林寺名僧慧远将野生茶改造为家生茶。云雾茶风味独特，由于受庐山凉爽多雾的气候及日光直射时间短等条件影响，形成其叶厚，毫多，醇甘耐泡的特点，其中五老峰与汉阳峰之间终日云雾不散，出产的云雾茶品质也最好。如图所示为一杯开水冲泡的庐山云雾茶，茶水翠绿，茶香袭人。下列说法正确的是（　　） A．茶水翠绿与分子运动无关 B．茶香袭人是因为分子在永不停息地做无规则运动 C．热茶暖手是通过做功改变物体的内能 D．开水泡茶后，茶水温度慢慢降低，内能慢慢增大 8．如图所示，探究热传递过程中，高温物体、低温物体温度变化的特点.将盛有 30℃冷水的小烧瓶，放进盛有 70℃热水的大烧杯中（m 冷水＜m 热水），分别用温度传感器测量两杯水的温度变化.在此过程中，冷水和热水的质量保持不变，在 0-200s 的过程中，下列说法中错误的是（　　） A．热水的内能一定大于冷水的内能 B．热水温度下降比冷水温度升高得快 C．冷水吸收的热量一定等于热水放出的热量 D．热水的分子热运动一定比冷水的分子热运动更剧烈 二、填空题 9．生活中用铁锅加热菜油，菜油的温度很快升高，这是通过　 　的方式增加了菜油的内能；用热油炒菜时，远远的就闻到炒菜的香味，这是由于分子在永不停息的做　 　运动。 10．冬天，为了让手暖和起来，人们一般先用嘴巴朝双手哈口气，然后再将双手反复摩擦，“哈气”是利用　 　 方式增加了手的内能，“摩擦”是利用　 　 方式增加了手的内能． 11．如图所示， 是生活中常用的物理降温“退热贴”。在退热过程中，人体的内能　 　（选填“增大”或“减小” ），这是通过　 　的方式改变物体的内能。 12．用手快速反复弯折铁丝数十次，铁丝弯折处会发热、铁丝的内能会　 　(选填"增加”或“减少”)，该实验说明　 　可以改变物体的内能：发烫的铁丝放人冷水中后会迅速降温，该情况说明　 　也可以改变物体的内能. 13．热熔胶枪是一种常用的粘接工具，用于很多手工制作项目。如图是一款热熔胶枪，通电一段时间后，高温的发热体给胶棒加热，是利用　 　的方式改变胶棒的内能。扣动扳机把熔化后的胶水挤出涂在要连接的物体间，过一段时间物体被粘接在一起，说明分子间存在　 　。 三、实验探究题 14．如图所示，请你运用所学知识解答下列问题： （1）如图甲所示，用弹簧测力计提起贴在水面的玻璃板时，测力计的示数变大，说明分子间存在　 　； （2）如图乙所示，在一个配有活塞的厚玻璃筒里放一小团硝化棉，把活塞迅速压下去，会看到的现象是　 　，说明　 　可以改变物体的内能。 （3）如图丙所示，玻璃瓶内装有少量的水，用塞子塞紧瓶口，用气筒往瓶内打气，当瓶塞跳起时，会看到瓶口有白雾出现，白雾是　 　 (物态变化)现象。 （4）如图丁所示，为二氧化氮和空气扩散的演示实验，为了增加实验的可信度，上面一只瓶里装的气体应是　 　。 答案解析部分 1．【答案】C 【解析】【解答】A、一切物体都具有内能，A不合题意； B、对铅笔做功（摩擦）也可以使其温度升高，B不合题意； C、熔化时吸收热量，内能增加，C符合题意； D、改变内能的两种方式：做功和热传递，D不合题意 . 故答案为：C . 【分析】一切物体都具有内能，物体吸热，内能增大；改变物体内能的方法有热传递的做功两种；物体的温度越高，分子运动越剧烈 . 2．【答案】A 【解析】【解答】在冬天，人们常常搓手取暖，将机械能转化为内能，那么手的内能增大，则利用做功的方式改变内能，故A正确，而B、C、D错误。 故选A。 【分析】做功和热传递都能改变物体的内能，前者的本质为能量转化，后者的本质为能量的转移。 3．【答案】D 【解析】【解答】A．水沸腾时，不断吸收热量，虽然温度保持不变，但是内能变大，故A错误； B．水变成水蒸气是汽化的过程，需要吸热，温度升高故B错误； C．我们不敢大口地吃刚出炉的月饼，是因为月饼的温度高，故C错误； D．“月饼”吸收热量，内能增大，故D正确。 故选D。 【分析】AD.物质吸收热量，内能增大；放出热量，内能减小； B.根据汽化吸热判断； C.物体的冷热程度叫温度。 4．【答案】B 【解析】【解答】A．切割玉石时，力改变物体形状，玉石的运动状态没有改变，故A错误； B．切割玉石时，切割处发热，是摩擦生热，机械能转化为内能，是做功改变了物体内能，故B正确； C．切割时，玉石的温度升高，内能变大，不是热量增大，热量是热传递时改变的能量，故C错误； D．用水降温，是水的比热容较大，吸热能力强，故D错误。 故选B。 【分析】将玉石切开，力改变物体的形状；物体间相互摩擦，是做功改变内能；水的比热容较大，吸热能力强，降温效果好。 5．【答案】C 【解析】【解答】A．内能是质量、状态、温度的函数，杯子和手的质量不同，故内能不同，故A错误； B．热量是一个过程量，只能用吸收和释放描述，故B错误； C．的冰熔化的水需要吸收热量，内能增加，温度不变，故C正确； D．热量和内能大小无关，故D错误。 故选C。 【分析】1、温度、内能、热量的关系中只有温度的改变会引起内能改变； 2、内能是温度、质量以及状态的函数，热量是过程量只能使用吸收和释放来描述。 6．【答案】A 【解析】【解答】 A、改变物体内能的方式有两种：做功和热传递，热水泡脚是通过热传递改变了脚的内能，故A正确； B．泡在热水中的脚温度升高，内能增大，内能由水转移到脚，故B错误； C．洗脚过程中水的温度降低，但比热容大小不变，某种物质的比热容大小与温度无关，故C错误； D．洗脚水的温度高，但不能说所含的热量越多，因为热量是过程量，不能用“含有”来修饰，热量是热传递过程中转移的内能的多少，故D错误。 故选A。 【分析】 A.改变物体内能的方式有两种：做功和热传递。 B.热传递的实质是内能的转移过程。 C.某种物质的比热容与温度无关，只与物质的种类和状态有关； D.不能说一个物体含有多少热量，热量是在热传递过程中转移的内能的多少。 7．【答案】B 【解析】【解答】A、 茶水翠绿，茶香袭人 属于分子热运动的示例，A错误，B正确； C、 热茶暖手是通过热传递改变物体的内能，C错误； D、 开水泡茶后，茶水温度慢慢降低，内能慢慢减小，D错误。 综上选B。 【分析】1、分子热运动的特点：分子无规则运动，肉眼无法观察，常见例子有：气体颜色的改变，味道的扩散；且温度越高，分子热运动速度越快 2、改变物体内能的方式有做功和热传递，如钻木取火、搓手取暖属于做功改变物体内能，用酒精灯热水属于热传递改变物体内能。 8．【答案】C 【解析】【解答】 A.根据题意可知，热水的温度高且质量大，因此热水的内能大于冷水的内能，故A正确不合题意； B.400s内，热水温度由70℃下降到40℃，下降+70℃-40℃=30℃；冷水30℃上升到40℃，上升40℃-30℃=10℃，则热水温度下降比冷水温度升高得快，故B正确不合题意； C.实验中，热水放出的热量大部分为冷水吸收，其中部分散射到空气中，因此热水放出热量大于冷水吸收的热量，故C错误； D.温度越高分子运动越快，热水的分子热运动一定比冷水的分子热运动更剧烈，故D正确。 故选C。 【分析】 A.内能的大小与温度、质量、状态和物质种类等有关； B.根据图像分析400s内热水和冷水降低的温度，然后比较温度变化快慢； C.热水的热量会有散失，不能被冷水完全吸收； D.温度越高分子运动越快。 9．【答案】热传递；无规则 【解析】【解答】炒菜时，铁锅加热菜油，是通过热传递的方式改变了菜油的内能。炒菜时，温度很高，炒菜的芳香分子运动剧烈，扩散到空气中，远远的就闻到炒菜的香味，表明分子不停地做无规则运动。 故答案为：热传递；无规则. 【分析】物体吸收热量，当温度升高时，物体内能增大；物体放出热量，当温度降低时，物体内能减小. 分子热运动：物体内部大量分子的无规则运动.物体的温度越高，分子运动速度越快. 10．【答案】热传递；做功 【解析】【分析】“哈气”是内能的转移，利用热传递方式增加了手的内能，“摩擦”是能量的转化，把机械能转化为内能，利用做功方式增加了手的内能． 11．【答案】减小；热传递 【解析】【解答】根据题意可知，在退热过程中，人体放出热量，则人体的内能减小，通过热传递的方式改变物体的内能。 【分析】放出热量，内能减小；吸收热量，内能增大。改变内能的方式：做功和热传递，前者的本质为能量的转化，后者为能量的转移。 12．【答案】增加；做功；热传递 【解析】【解答】用手快速反复弯折铁丝数十次，铁丝弯折处会发热、铁丝的内能会增加，该实验说明做功可以改变物体的内能：发烫的铁丝放人冷水中后会迅速降温，该情况说明热传递也可以改变物体的内能。 【分析】做功和热传递都可以改变物体的内能，前者的本质是能量的转化，后者的本质是能量的转移。 13．【答案】热传递；引力 【解析】【解答】扣动扳机通电后，枪中的发热体给胶条加热，胶条吸收热量，内能增大，通过热传递的方式改变内能；热熔胶被胶枪挤出，并“粘”在物体上，说明分子间存在引力。 故答案为：热传递；引力。 【分析】 （1）改变内能的方式包括做功和热传递； （2）分子间存在相互作用的引力和斥力。 14．【答案】（1）引力 （2）棉花燃烧；做功 （3）液化 （4）空气 【解析】【解答】（1）如图甲所示，用弹簧测力计提起贴在水面的玻璃板时，测力计的示数变大，说明分子间存在引力； （2）如图乙所示，在一个配有活塞的厚玻璃筒里放一小团硝化棉，把活塞迅速压下去，压缩气体做功，机械能转化为内能，气体内能增大，温度升高，达到硝化棉的着火点，所以会看到的现象是棉花燃烧，说明做功可以改变物体的内能； （3）如图丙所示，玻璃瓶内装有少量的水，用塞子塞紧瓶口，用气筒往瓶内打气，对气体做功，温度升高，内能增大，当瓶塞跳起时，将瓶内气体的内能转化为塞子机械能，内能减小，温度降低，水蒸气液化形成白雾，所以会看到瓶口有白雾出现，白雾是液化现象； （4）如图丁所示，为二氧化氮和空气扩散的演示实验，为了增加实验的可信度，上面一只瓶里装的气体应是密度较小的空气。 【分析】（1）玻璃与水面接触时，玻璃分子与水分子距离较近，提起时会产生引力； （2）迅速向下压活塞，压缩空气做功，将机械能转化为内能，温度升高； （3）对物体做功，物体内能增加；物体对外做功，物体内能减小； （4）探究气体分子的扩散实验，应将密度大的气体放在下面，排除重力对实验的影响 学科网（北京）股份有限公司 $$