第十二章 二、内能 热传递-【拔尖特训】2025-2026学年新教材九年级上册物理(苏科版2024)

Δx1 Δx2= F1″ F2″× k2 k1 =2∶1 ,由 Ep= 1 2kΔx 2可得 Ep1 Ep2 = k1 k2× Δx1 Δx2 2 = 1 2× 2 1 2 =2∶1。设如图甲所示的 情况下,弹簧1、2的伸长量均为Δx, 则 F1 F2= k1Δx k2Δx= 1 2 ,F1= 1 2F2 ① , 据力的平衡条件有F1+F2=G物 ②, 由①②可 得 有 F1= 1 3G物 ③ , F2= 2 3G物 ④ ,Ep甲 = 1 2k1Δx 2+ 1 2k2Δx 2=32k1Δx 2 ⑤。如图乙所 示的情况下,据力的平衡条件和题意 有F1'=G物 ⑥,F2'=G物 ⑦,由 F=kΔx和③⑥可知,Δx1'=3Δx;由 F=kΔx 和④⑦可知,Δx2'= 3 2Δx , Ep乙 = 1 2k1 × (3Δx)2 + 12k2× 3 2Δx 2 =274k1Δx 2 ⑧,由⑤⑧可 得 Ep甲 Ep乙 =2∶9。本题后两空的另一种 解法:因为弹簧所获得的弹性势能等 于所挂重物的重力做的功,所以Ep1 Ep2 = GΔx1 GΔx2=2∶1 ;设如图甲所示的情况 下,弹簧1、2的伸长量均为Δx甲,则 如图乙所示的情况下,弹簧1、2的总 伸长量 Δx乙 =3Δx甲 + 32Δx甲 = 9 2Δx甲 ,Ep甲 Ep乙 = GΔx甲 GΔx乙=2∶9 。 5. A 解析:由题可知,因为不计空气 阻力,机械能守恒,铅球运动过程中只 有重力势能和动能的相互转化,若铅 球落到地面时重力势能为零,则此时 动能取最大值,为280 J,此时机械能 为280 J。由图可知,当铅球到最高点 时,即距离地面2.5 m 时,动能为 180 J,则重力势能为Ep1=280 J- 180 J=100 J=2.5 m·mg;已知铅球 脱手的高度为2 m,所以其重力势能 Ep2=2 m·mg=80 J。 6. (1) 100J (2) 40m (3) 3.33 解析:(1) 取地面为零势能面,从地面 被踢出时足 球 具 有 的 动 能 Ek1= 120J,具有的重力势能Ep1=0,足球 被踢出后能达到的最大高度是5m, 具 有 的 重 力 势 能 Ep2 =mgh = 0.4kg×10N/kg×5m=20J,因不计 空气阻力时足球的机械能守恒,所以, 有E1=E2,即Ek1+Ep1=Ek2+Ep2, 则足球在最高点时具有的动能Ek2= Ek1+Ep1-Ep2=120J+0-20J= 100J。(2) 当足球以20m/s且与水 平方向成45°角的速度被踢出时,足球 的 射 程 x = 2v 2sinθcosθ g = 2×(20m/s)2× 22× 2 2 10N/kg =40m 。 (3) 若足球在地面以102m/s且与 水平方向成45°角的速度被踢出,则水 平 方 向 的 速 度 vx =v'cos45°= 102m/s× 22=10m /s,因足球在空 中飞行时,水平方向的速度保持不变, 所以,当足球的速度与水平方向的夹 角 为 30°时,足 球 的 速 度 v″= vx cos30°= 10m/s 3 2 =2033 m /s,因不 计空气阻力时足球的机械能守恒,所 以,有Ek1'+Ep1'=Ek2'+Ep2',即 1 2mv' 2+0=12mv″ 2+mgh',此时 足球距地面的高度h'=v' 2-v″2 2g = (102m/s)2- 203 3 m /s 2 2×10N/kg = 10 3m≈ 3.33m。 7. (1) 物体被抛出时的重力势能 Ep=mgh=0.4kg×10N/kg× 1.5m=6J;动能Ek1= 1 2mv 2=12× 0.4kg×(2m/s)2=0.8J (2) 物体 从被抛出至落地的过程中,其重力所 做的功 W=Gh=mgh=0.4kg× 10N/kg×1.5m=6J (3) 物体下落 时高度减小,速度增大,所以重力势能 转化为动能,落地时高度为0,重力势 能全部转化为动能,所以物体落地前 瞬间的动能Ek2=Ek1+Ep=0.8J+ 6J=6.8J 二、 内能　热传递 1. E D F 类比法在认识内能时的应用 根据两个(或两类)对象间的 某些方面相似或相同的属性,推出 它们在其他方面也有相似或相同 的属性的方法,称为类比法。通过 类比,可以把抽象的、无形的、陌生 的事物用直观的、有形的、熟悉的 事物来说明,并找出类似的规律。 本题中用运动的篮球具有动能来 类比运动的分子具有动能;用被压 缩的弹簧各部分互相排斥来类比 互相排斥的分子;用自由下落的苹 果和地球互相吸引来类比互相吸 引的分子。 2. 无法比较 丁 3. 剧烈(或快) 减小 4. 温度 热传递 增大 减小 5. 大于 分子势能 解析:因为冰熔 化时吸热,内能增加,所以第10min 时冰水混合物的内能大于第5min时 冰水混合物的内能;因为第10min和 第5min时冰水混合物的温度相同, 分子动能相同,所以其中主要是物质 的分子势能发生了改变。 6. A 解析:甲、乙两铁块都静止,速 度均为零,所以两铁块的动能相同,都 为零,乙铁块静止在10 m高处,比甲 铁块所处的高度高,所以乙铁块的重 力势能大,因为机械能等于重力势能 和动能之和,所以乙铁块的机械能大, 故C错误;因为甲、乙两个铁块的质 量相同、温度相同,所以两者的内能相 同,分子动能的总和一样大,分子势能 的总和也一样大,故A正确,B、D错误。 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 61 内能与机械能的区别 内能是指物体内所有分子无规 则运动具有的动能和分子势能的总 和,其大小与物体的质量和温度、 状态有关;物体的动能和势能统称 为机械能,其大小与物体的质量、 速度、高度、弹性形变的大小有关。 7. D 解析:内能是物体内部所有分 子动能和分子势能的总和,与物体质 量、温度、状态等有关,温度高的内能 不一定大,温度低的内能不一定小,故 A、B错误;温度是分子平均动能的标 志,物体的温度越高,分子热运动越剧 烈,分子平均动能越大,分子热运动永 不停息,白雪温度低,但分子热运动没 有停止,故C错误;岩浆温度高,分子 热运动剧烈,故D正确。 8. A 解析:点灯后,水吸热升温,内 能增加。 9. C 解析:由题可知,原来小铁块的 温度高,大铁块的温度低,所以将两个 铁块接触时,小铁块把能量转移给了 大铁块,则小铁块的内能不断减小,故 B错误,C正确;此过程中小铁块的内 能减小,温度降低,所以小铁块的分子 运动得越来越慢,故A错误;因为大 铁块和小铁块的质量不相同,所以,当 温度都为40℃时,两个铁块的内能不 相等,故D错误。 10. (1) 水的内能增大;原因在于水分 子运动加剧,分子动能增大 (2) 48℃ 的液态海波的内能大;原因在于物体 的状态不同,固态海波熔化需要吸收 能量;多出的这部分能量是以分子势 能的形式存在的 11. 不等于 大于 大于 解析:t4 时刻物体的温度为零,但其分子仍不 停地做无规则运动,所以具有内能; t1时刻温度比t2 时刻高,所以t1 时 刻物体分子动能比t2 时刻大;t2、 t3时刻温度相同,但在凝固过程中物 体不断放热,所以物体内能减小。 12. C 解析:静止在海面上的浮冰, 其机械能可以为零,内能不可能为零, 故A错误;内能的大小与高度无关, 故B错误;一杯水的温度降低,分子 动能减小,故它具有的内能减少,故C 正确;动能与物体的质量和速度有关, 质量相等的两个物体,速度大的那个 物体动能一定大,但内能与物体的运 动情况没有关系,故D错误。 13. A 解析:将凝固点为47℃的某 液态合金放在室温为25℃的实验室 中,合金的温度从70℃降至47℃的 过程是放热的降温过程,处于液态;保 持47℃的过程是凝固过程,放热但温 度不变,合金处于固液共存态;合金的 温度从47℃降至35℃的过程是放热 过程,处于固态,所以该合金一直对外 放热,内能一直减少。 三、 物质的比热容 第1课时 热量 比热容 1. 温度 搅拌 水 2. C 3. D 4. 质量 相等 沙子 解析:根据控 制变量法可知,在研究沙子和水的吸 热能力时,应保证两者的质量相等;用 相同的热源和方法加热,单位时间内 沙子和水吸收的热量相等;水的比热 容比沙子的比热容大,根据Δt=Qcm 可知,等质量沙子和水吸收的热量相 等时,沙子升高的温度大,故图线a是 沙子的温度随时间变化的关系图像。 5. A 解析:发生热传递是因为物体 间存在温度差,内能少的物体的温度 可能比内能多的物体的温度高,热量 可以从内能少的物体传递到内能多的 物体,故A正确;任何物体在任何温 度下都具有内能,0℃的冰水混合物 内能不为0,故B错误;热量是一个过 程量,不能说物体含有多少热量,故C 错误;冰是晶体,在熔化过程中吸收热 量,内能变大,温度不变,故D错误。 6. C 解析:将高温的铁块投入冷水 中,它们之间发生了热传递,不计热量 损失,水吸收的热量和铁块放出的热 量相等,故A不符合题意;当热传递 停止时,铁块和水的温度相同,故B 不符合题意;物体内能大小与温度和 质量等因素都有关,铁块和水的温度 相同,质量未知,内能可能不同,故C 符合题意;不计热量损失,铁块内能减 少的量和水内能增加的量是相等的, 故D不符合题意。 7. C 8. D 解析:比热容是反映物质吸热 或放热本领强弱这一物理属性的物理 量,其大小只跟物质种类和状态有关, 跟热量、质量、温度变化都无关,A、B、 C错误。吸收或放出的热量跟质量与 温度变化量的乘积的比值,叫比热容, 这个比值是个定值,D正确。c= QmΔt 是比热容的定义式,不是决定式。 9. D 解析:物体内能的大小与温度、 质量、状态有关,故第150s时两液体 温度相同,内能不一定相同,A错误; 分子动能与分子运动的速度有关,由 图可知,甲液体第30s时的温度小于 第6s时的温度,因温度越高,分子运 动越剧烈,故甲液体第30s时的分子 动能小于第6s时的分子动能,B错 误;乙液体给周围空气传递了热量,说 明乙液体的温度比周围空气的温度 高,因物体内能的大小与温度、质量、 状态有关,故不能说明乙液体的内能 比周围空气的内能大,C错误;根据两 种液体每秒放出的热量相同,据图中 0~60s内,甲、乙液体的温度—散热 时间的图线重合,说明甲、乙液体放出 相同的热量后降低的温度相同,因 m甲<m乙,根据c= QmΔt 可得,甲液体 的比热容大于乙液体的比热容,D 正确。 10. (1) 质量 (2) 使沙子和水受热 均匀 (3) 52 (4) 错误 (5) 小于 解析:(1) 实验时,应控制沙子和水的 初温、质量都相同。(3) 由题图丙可 知,温度计的分度值为1℃,示数为 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 71 33 二、 内能　热传递 ▶ “答案与解析”见P16 1. ★ 类比法 物理学中经常会用到类比法,比如: 用水波类比声波。为了研究物体的内能,可 以用 图 中 的 和 A 进 行 类 比, 和B进行类比, 和C进行 类比。(填字母) A. 运动着 的篮球 B. 被压缩的弹 簧的各部分 互相排斥 C. 自由下落的 苹果和地球 互相吸引 D. 互相排斥 的分子 E. 运动着的 分子 F. 互相吸引的 分子 (第1题) 2. 如图所示,甲杯中水量较少,乙、丙、丁三杯中 的水量相同,根据内能的知识,甲、乙两杯中水 的内能相比, (甲杯大/无法比较/乙杯 大),四杯水中, 杯中水的内能最大。 (第2题) 3. (2023·成都)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,则与原来这杯冷水相比,杯中剩余冷水的 内能 (增大/不变/减小)。 (第3题) 4. 跨学科实践·日常生活 如图所示,夏天 常常将饮料和冰块放在一起,制作 “冰镇饮料”。这是因为饮料和冰块 的 不同,两者之间发生了 , 冰块的内能 (增大/不变/减小),饮 料的内能 (增大/不变/减小)。 (第4题) 5. (2024·无锡江阴期中)小红对质量为300g的 冰加热,并根据冰熔化成水的过程中记录的数 据绘制了如图所示的图像。第10min时冰水 混合物的内能 (大于/等于/小于)第 5min时冰水混合物的内能,其中主要是物质 的 (分子动能/分子势能)发生了改变。 (第5题) (第7题) 6. 易错题 甲、乙两个相同的铁块,质量和温度 均相同,甲铁块静止在地面上,乙铁块静止在 10m高处,则 ( ) A. 甲、乙分子动能的总和一样大 B. 乙分子势能的总和比甲大 C. 甲、乙的机械能一样大 D. 乙的内能比甲大 7. 如图所示,炽热的岩浆从覆盖着皑皑白雪的火 山口喷涌而出。下列说法中,正确的是( ) A. 白雪温度低,内能小 B. 岩浆温度高,内能大 C. 白雪温度低,分子热运动停止 D. 岩浆温度高,分子热运动剧烈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 第十二章　机械能和内能 34 8. 新情境·古代科技 (2024·广东)如图所示为 古代省油灯的示意图。它下层盛水,能减缓 上层油的消耗。点灯后,水在升温的过程中 ( ) (第8题) A. 吸热,内能增加 B. 吸热,内能减少 C. 放热,内能增加 D. 放热,内能减少 9. 如图所示,小铁块的温度为70℃,大铁块的 温度为30℃。现将两个铁块接触,过了一 会,两个铁块的温度都为40℃。忽略两个铁 块与周围环境的热传递,则 ( ) (第9题) A. 小铁块的分子运动越来越 剧烈 B. 大铁块把能量转移给了小 铁块 C. 小铁块的内能不断减小 D. 当温度都为40℃时,两个铁块的内能 相等 10. 阅读短文,回答问题。 内能是物体内部所有分子做无规则运 动的动能和分子之间相互作用的势能的总 和,物体温度越高,其内部分子的运动越剧 烈,分子动能就越大。某一物体,当其体积 发生变化时,分子之间的距离就会发生相应 的变化,分子之间相互作用力也随之改变, 这就会导致分子内能发生改变,所以,物体 的内能大小与物体的质量(它影响着物体分 子数目的多少)、体积、温度、状态等因素 有关。 (1) 给室温下的水加热时,水的内能会发生 怎样的变化? 从微观上看,发生这一变化的 原因是什么? (2) 质量相同的48℃的固态海波和48℃的 液态海波相比,哪个内能大? 它们内能不同 的原因是什么? 具体来讲,多出的这部分能 量是以什么形式存在的? 11. 如图所示为某物质由液态变为固态 过程中温度随时间变化的图像,由 图可知:t4时刻物体内能 (等于/不等于)零,t1 时刻物体分子总动能 (大于/等于/小于)t2 时刻物体分 子总动能,t2时刻物体内能 (大于/ 等于/小于)t3时刻物体内能。 (第11题) 12. 关于物体的内能,下列说法中正确的是( ) A. 静止在海面上的浮冰,其机械能和内能 均为零 B. 一杯水放在高处比放在低处时的内能大 C. 一杯水的温度降低,它具有的内能减少 D. 质量相等的两个物体,速度大的那个物 体内能一定大 13. (2023·广州)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 金的温度从70℃降至47℃,保持47℃一段 时间后再降至35℃,合金在此过程中( ) 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 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 物理(苏科版)九年级上