第十三章 内能 复习讲义-2025-2026学年九年级物理人教版全一册

该初中物理讲义以“分子动理论→内能→比热容”的逻辑构建知识体系，通过表格对比分子热运动扩散实例、分子间作用力与距离关系，用实验步骤图呈现“物质吸热能力”探究过程，系统梳理内能影响因素、热量计算等重难点，清晰展现微观本质与宏观现象的内在联系。 讲义亮点在于“实验-计算-应用”三维练习设计，如“比较沙子和水的比热容”实验题培养科学探究能力，太阳能热水器热量计算题强化能量观念。易错点辨析表格帮助学生区分温度、内能、热量，落实科学思维，分层练习满足不同学生需求，助力教师精准实施单元复习教学。

人教版九年级上册物理第十三章 内能 章末知识总结 1、 章节概述 本章是连接微观分子运动与宏观能量变化的核心章节，主要研究物质内部的能量形式 —— 内能。通过 “分子动理论（微观本质）→内能概念（宏观定义）→比热容（物质热特性）” 的逻辑展开，探讨内能的本质、影响因素及改变方法，重点解决 “热现象的微观解释”“内能变化规律”“热量计算” 三大问题。学好本章不仅能解释生活中的热现象（如沿海昼夜温差小、汽车发动机用水冷却），还能为后续 “热机（内能转化为机械能）”“电学与热学综合计算（如电加热器放热）” 奠定基础。 2、 第 1 节 分子热运动 1． 物质的构成 · 物质由大量分子、原子构成（分子直径约，需借助电子显微镜观察），且分子间存在间隙（如酒精和水混合后总体积变小，扩散现象也能证明）。 · 注：此处 “分子” 是广义概念，包括单原子分子（如金属中的铁原子）和多原子分子（如分子）。 2． 分子热运动 1. 定义：一切物质的分子都在永不停息地做无规则运动，这种运动称为分子热运动。温度越高，分子热运动越剧烈（分子平均动能越大）。 1. 扩散现象 —— 分子热运动的直接证据： · 定义：不同物质相互接触时，彼此进入对方的现象（分子间隙是扩散的前提）。 · 分类实例： 物质状态 实例 扩散快慢 气体 花香扩散、二氧化氮气体与空气混合 最快 液体 墨水在水中散开、酒精在水中扩散 次之 固体 铅块与金块压合多年后互相渗透、墙角放煤久了墙壁变黑 最慢 · 意义：① 证明分子在做无规则运动；② 证明分子间存在间隙。 · 影响因素：温度越高，扩散越快（如热水中墨水扩散速度是冷水中的2~3 倍）。 3． 分子间的作用力 · 分子间同时存在引力和斥力，作用力大小与分子间距离（用表示）密切相关： 分子间距离 主导作用力 宏观表现 （平衡距离） 引力 = 斥力 分子受力平衡，物质保持稳定形态（如固体的固定体积） 斥力 固体难被压缩（如挤压木块时，分子斥力阻碍形变） 引力 固体难被拉伸（如拉铁丝需克服分子引力）、露珠呈球形（表面分子引力使表面积最小） 引力、斥力均极弱（可忽略） 气体无固定形状和体积（分子自由运动，几乎不受作用力） · 应用：解释固、液、气三态特性差异 —— 固体分子间距离接近，作用力最大；液体分子间距离略大于，作用力较大；气体分子间距离远大于，作用力极小。 3、 第 2 节 内能 1． 内能的概念 1. 定义：构成物体的所有分子，其分子动能（分子无规则运动的动能，与温度正相关）与分子势能（分子间相互作用产生的势能，与分子间距离相关）的总和，叫做物体的内能。 1. 单位：焦耳（），与所有形式能量的单位一致（如 1kg 水从 0℃升到 1℃，内能增加约）。 1. 普遍性：一切物体无论温度高低，都具有内能—— 即使是的冰块，分子仍在运动（有分子动能），分子间仍有作用力（有分子势能），因此内能不为零。 2． 影响内能的因素（4 个核心因素） 影响因素 作用规律 具体实例 温度 同一物体，温度越高，分子平均动能越大，内能越大 一杯水从加热到，内能增加 质量 温度相同时，质量越大，分子数量越多，总动能 / 势能越大，内能越大 的水比的水内能大（温度均为） 体积 体积变化改变分子间距离，进而影响分子势能 一定质量的氧气，压缩体积（如给氧气瓶充气），分子势能增加，内能变大 状态 同种物质不同状态，分子间距离不同，分子势能不同 的冰熔化成的水，吸热内能增加（分子势能变大，温度不变则分子动能不变） 3． 内能与机械能的区别 对比项目 内能 机械能 研究对象 物体内部的分子（微观层面） 整个物体（宏观层面） 能量构成 分子动能（与温度相关）+ 分子势能（与分子距离相关） 动能（与速度相关）+ 势能（与高度 / 弹性形变相关） 存在前提 无条件（一切物体都有内能） 有条件（物体运动或发生形变时才有） 影响因素 温度、质量、体积、状态 质量、速度、高度、弹性形变程度 实例 一杯水的内能（与水温、水量相关） 运动的汽车的机械能（与车速、车重相关） 4． 改变物体内能的两种方式 引入概念：热量（） · 定义：热传递过程中传递能量的多少（注意：热量是 “过程量”，只能说 “物体吸收 / 放出热量”，不能说 “物体具有 / 含有热量”）。 · 单位：焦耳（）。 · 规律：物体吸收热量→内能增加；物体放出热量→内能减少（如 1kg 水吸收热量，温度升高，内能增加）。 （1） 方式一：热传递 · 定义：温度不同的物体相互接触（或通过介质接触），能量从高温物体转移到低温物体的过程（无接触时可通过辐射传递，如太阳晒暖地面）。 · 三种形式（知识拓展） · 传导：热量通过固体直接传递（如金属勺柄被热水烫热）； · 对流：热量通过液体 / 气体的流动传递（如热水在烧杯中对流升温）； · 辐射：热量不通过介质，直接以电磁波形式传递（如太阳辐射、篝火取暖）。 · 条件：物体间存在温度差（若温度相同，热传递停止，达到热平衡）。 · 实质：能量的转移（内能从一个物体转移到另一个物体，能量形式不变）。 （2） 方式二：做功 · 实例与能量转化： 做功方向 实例 能量转化 内能变化 外界对物体做功 压缩空气引火（活塞压缩空气）、搓手取暖、钻木取火 机械能→内能 物体内能增加 物体对外界做功 瓶塞跳起（瓶内气体推开瓶塞）、蒸汽机工作 内能→机械能 物体内能减少 · 实质：能量的转化（其他形式的能与内能相互转化）。 （3） 两种方式的关系 · 区别：热传递是 “能量转移”（如热水袋暖手，内能从热水袋转移到手）；做功是 “能量转化”（如搓手，机械能转化为内能）； · 联系：改变内能的效果等效（如的热量和的功，均可使物体内能增加）。 5． 温度、内能、热量的逻辑关系（易错点辨析） 常见误区 正确结论 原因分析 “物体温度高，内能一定大” 同一物体温度高，内能大；不同物体无法仅凭温度判断 内能与温度、质量、体积、状态均有关，如一滴的沸水内能远小于一桶的水 “物体吸热，温度一定升高” 物体吸热，温度不一定升高 晶体熔化（如冰熔化成水）、液体沸腾时，吸热内能增加但温度不变（分子势能增加） “物体内能增加，一定是吸热” 物体内能增加，可能是吸热，也可能是外界对物体做功 如压缩空气时，未吸热但外界做功，内能仍增加 “热量从内能大的物体传向内能小的物体” 热量从温度高的物体传向温度低的物体 热传递的条件是温度差，与内能大小无关，如一杯的沸水（内能小）向一桶的水（内能大）传热 4、 第 3 节 比热容 1． 比热容的概念（比值定义法） 1. 定义：一定质量的某种物质，在温度升高（或降低）时，吸收（或放出）的热量与它的质量和温度变化量乘积之比，用符号表示。 1. 定义式：（注意：是物质的特性，与、、无关，仅由物质种类和状态决定，不能说 “与成正比、与成反比”）。 1. 单位：焦每千克摄氏度，符号为（如，物理意义：的水温度升高（或降低）时，吸收（或放出）的热量为）。 1. 常见物质的比热容（25℃时）： 物质名称 | 比热容（单位：J・(kg・℃)⁻¹） (1) 水 (2) 冰 (3) 酒精 (4) 干泥土 (5) 食用油 (6) 铁 2． 水的比热容的应用（高频考点） 水的比热容是常见物质中最大的，这一特性使其在生活和工业中广泛应用： 应用场景 原理 实例 冷却剂 吸收相同热量时，水的温度升高慢，冷却效果好 汽车发动机用水冷却、电脑 CPU 水冷系统、核电站用海水冷却 取暖剂 放出相同热量时，水的温度降低慢，持续供暖 暖气片中用水循环、热水袋取暖、温室大棚用热水保温 调节气候 水的比热容大，昼夜 / 季节温差小 沿海地区昼夜温差（约$3$5℃）远小于内陆地区（约$10$15℃）；大型水库周边气温更温和 3． 热量的计算（必考题型） （1） 基本公式 · 符号含义： · ：吸收或放出的热量（单位：）； · ：物质的比热容（单位：，需根据物质种类确定，如水用； · ：物体质量（单位：，需注意单位换算，如）； · ：温度变化量（单位：，，即末温与初温的绝对值差）。 （2） 分情况公式与示例 · 吸热过程（）： · 示例：质量为的水，从加热到，吸收的热量： · 。 · 放热过程（）： · 示例：质量为的冰，从降温到，放出的热量： · 。 （3） 易错点提醒 · 单位换算：若题目给出体积（如 “2L 水”），需用换算质量（水的密度，，则）； · 易错：误将末温当作（如 “水从升到”，，而非）； · 物态变化：公式仅适用于 “无物态变化” 的热传递（如冰熔化、水沸腾时，需额外计算熔化热 / 汽化热，不能直接用此公式）。 4． 探究 “物质吸热能力” 实验（控制变量法应用） 1. 实验目的：比较不同物质（如水和食用油）的吸热能力（即比热容大小）。 1. 实验原理：相同时间内，用相同的加热器给物质加热，物质吸收的热量相同（控制相同），通过比较温度变化量判断吸热能力 ——越小，吸热能力越强（越大）。 1. 实验器材：相同规格的电加热器（或酒精灯 + 石棉网）、烧杯、温度计、秒表、天平（带砝码）、水、食用油。 1. 实验步骤： · ① 用天平分别称取的水和食用油，倒入两个相同的烧杯中； · ② 将两个烧杯分别放在相同的酒精灯上加热，安装温度计（玻璃泡浸没在液体中，不接触烧杯底和壁）； · ③ 记录水和食用油的初始温度（均为室温，如）； · ④ 同时点燃酒精灯加热，每隔记录一次水和食用油的温度，持续； · ⑤ 停止加热，整理器材，绘制 “温度 - 时间” 图像。 1. 实验现象：加热相同时间（吸收相同热量），食用油的温度变化量大于水的（如加热，油升温，水升温）。 1. 实验结论：水的吸热能力比食用油强，即；不同物质的比热容一般不同。 1. 误差分析： · 误差来源：烧杯散热导致部分热量损失、电加热器功率不完全相同、温度计读数误差； · 减小误差：给烧杯加盖（减少散热）、选用相同规格的酒精灯、多次读数取平均值。 5、 要点总结与易错点提示 1． 要点总结 1. 微观本质：分子动理论（分子构成、无规则运动、分子间作用力）是解释热现象的核心，如扩散现象、三态特性均源于分子运动和作用力。 1. 内能特性：内能是物体的固有属性，与微观分子状态相关；改变内能的两种方式（热传递、做功）效果等效，但实质不同（转移 vs 转化）。 1. 比热容与热量：比热容是物质的热特性，水的比热容大是重要应用依据；热量计算需紧扣，注意单位统一和的正确计算。 1. 核心思想：从微观角度理解宏观热现象，用定量公式描述热量变化，体现 “宏观与微观结合”“定性与定量结合” 的物理思维。 2． 易错点提示 1. 概念混淆：温度（状态量）、内能（状态量）、热量（过程量）不可混淆，如 “物体有热量”“内能大的物体温度高” 均错误。 1. 比热容理解：比热容与物质质量、吸放热多少无关，如 “一杯水和一桶水的比热容相同”。 1. 热传递方向：热量传递的依据是 “温度差”，而非 “内能大小”，如低温的沸水（内能小）向高温的温水（内能大）传热。 1. 热量计算：体积换算质量时需用密度（如水的），是 “温度变化量”，非末温。 人教版九年级上册物理第十三章《内能》基础练习卷 1、 选择题（每题 3 分，共 18 分） 1. （2024・四川广元・中考真题）“女皇蒸凉面” 是广元地方特色美食，下列说法正确的是（ ） · A. 油辣子附着在凉面上，说明分子间只存在引力 · B. 香气四溢，表明分子在不停地做热运动 · C. 凉面条之间有空隙，说明分子间有间隙 · D. 吃一口凉面，只有几个分子进入口中 1. （2024・辽宁・中考真题）东北铁锅炖深受大家喜爱，炖煮锅内食物改变内能的方式与下列哪项相同（ ） · A. 钻木取火 B. 搓手取暖 C. 热水袋暖手 D. 摩擦生热 1. 关于内能，下列说法正确的是（ ） · A. 0℃的冰块没有内能 · B. 物体温度越高，内能一定越大 · C. 物体吸收热量，内能一定增加 · D. 物体内能增加，温度不一定升高 1. （2024・江苏无锡・中考真题）通过可观测现象推测无法直接感知的事实，下列推测不符合事实的是（ ） · A. 酒精和水混合后总体积变小→分子间有空隙 · B. 固体很难被压缩→分子间存在斥力 · C. 红墨水扩散→分子在无规则运动 · D. 摩擦生热→分子间没有间隙 1. （2024・山东菏泽・中考真题）家用汽车常用汽油机提供动力，下列说法正确的是（ ） · A. 汽油燃烧时热值减小 · B. 冷却液温度越高含有的热量越多 · C. 做功冲程中内能转化为机械能 · D. 尾气汽油味浓说明燃烧越充分 1. 质量相同的水和砂石，吸收相同热量后温度变化更大的是砂石，原因是（ ） · A. 砂石的比热容比水大 B. 砂石的比热容比水小 · C. 砂石的密度比水大 D. 砂石的导热性比水好 2、 填空题（每空 2 分，共 20 分） 1. （2024・广东广州・中考真题）燃气灶烧水时，若燃气未点燃会闻到臭味，表明______；天然气不会从进口处外泄，是因为燃烧头处气体流速大，压强______（选填 “大” 或 “小”）。 1. 分子间同时存在引力和斥力，固体很难被拉伸是因为分子间存在______；气体容易被压缩是因为分子间______。 1. （2024・湖南・中考真题）中医提倡热水泡脚，是通过______方式增大脚部内能；用嘴哈气取暖与搓手取暖的区别是前者属于能量______，后者属于能量转化。 1. （2024・陕西・中考真题）刚出锅的槐花麦饭很烫，这是通过______（选填 “做功” 或 “热传递”）改变内能；不能说 “麦饭含有的热量多”，因为热量是______量，只能描述吸收或放出。 1. 沿海地区昼夜温差比内陆小，是因为水的比热容较______，在吸收相同热量时，温度变化较______。 3、 实验探究题（每空 2 分，共 22 分） （2023・中考专题练习）某小组比较沙子和水的比热容，实验装置如图所示： (1) 实验需控制沙子和水的初温、______相同，选用相同酒精灯加热的目的是______ (2) 加热过程中用玻璃棒搅拌，目的是使物质______；5min 时沙子温度如图丙所示（温度计分度值为 1℃，液柱在 50℃以上第 2 小格），读数为______℃。 (3) 数据显示加热相同时间，沙子温度升得更高，这表明沙子吸收的热量______（选填 “大于”“等于” 或 “小于”）水吸收的热量，沙子的比热容______（选填 “大于”“等于” 或 “小于”）水的比热容。 (4) 实验中通过比较______来反映物质吸热能力的强弱，这种研究方法叫______法。 (5) 若将沙子和水加热至相同温度，______需要更长时间，原因是其______更大。 (6) 该实验结论可以解释为什么沿海地区比内陆地区昼夜温差______（选填 “大” 或 “小”）。 4、 计算题（共 20 分） 1. （8 分）质量为 2kg 的水，温度从 20℃升高到 70℃。已知水的比热容为 4.2×10³J/(kg・℃)，求： · （1）水的温度升高了多少℃？ · （2）水吸收的热量是多少 J？ 1. （12 分）某太阳能热水器装有 100kg 水，在阳光照射下水温从 15℃升高到 65℃。已知干泥土的比热容为 0.84×10³J/(kg・℃)，求： · （1）水吸收的热量是多少？ · （2）若这些热量由相同质量的干泥土吸收，泥土温度会升高多少℃？ · （3）结合计算结果说明为什么沿海地区昼夜温差比内陆小。 · 1． 参考答案及解析 （1） 一、选择题 1. B 2. C 3. D 4. D 5. C 6. B （2） 二、填空题 1. 分子做无规则运动；小 2. 引力；距离大（作用力极弱） 1. 热传递；转移 4. 热传递；过程 5. 大；小 （3） 三、实验探究题 1. 质量；使相同时间内吸收热量相同 2. 受热均匀；52 1. 等于；小于 4. 温度变化量；转换 5. 水；比热容 6. 小 （4） 四、计算题 1. （1）50℃ （2）4.2×10⁵J 1. （1）2.1×10⁷J （2）250℃ （3）相同质量的水和泥土吸收相同热量时，水的温度变化小，故沿海温差小 2 学科网（北京）股份有限公司 $$