第十三章 内能 2025-2026学年物理人教版(2024)九年级全一册
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普通
摘要:
该初中物理课件围绕“内能”核心概念展开,系统涵盖分子动理论、内能改变方式、比热容探究、热传递规律及实际应用,通过问题链设计实现从生活现象到物理本质的层层递进,构建起“温度—热量—内能”的认知支架,帮助学生建立能量观念与科学思维的桥梁。
其亮点在于深度融合物理观念、科学思维与科学探究三大核心素养,如第16题气体扩散实验巧妙引导学生质疑重力干扰,培养模型建构与科学推理能力,第17题对比水和食用油吸热差异,借助图像分析强化证据意识与数据处理能力,第19题牛顿冷却定律则融合物理建模与现实情境,提升学生解释自然现象的能力。此资料不仅助力学生形成结构化知识体系,也便于教师开展以学生为中心的教学实践,提升课堂实效性。
内容正文:
第十三章 内能
一、选择题(本大题共7小题,每小题3分,共21分,在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1.关于分子动理论的基本内容,下列说法错误的是 ( )
A.物体是由大量分子组成的
B.分子都在不停地做无规则运动
C.分子间存在着引力和斥力
D.分子间只存在引力,不存在斥力
D
2.2024年11月4日,神舟十八号飞船返回舱在东风着陆场成功着陆.返回舱返回时与大气摩擦,好似流星划过天空,下列内能改变方式与之相同的是 ( )
A.冬季人们常用热水袋取暖
B.食品放在冰箱中,温度降低
C.取暖器旁的物体温度升高
D.双手互搓,手心温度会升高
D
3.用电子显微镜观察金条,看到的金原子如图所示,下列说法正确的是
( )
A.金原子间作用力比较小,没有固定位置
B.金条温度越高时,金原子的热运动越剧烈
C.金原子间间隙较大,使得金条很容易被压缩
D.金片和铅片都是固体,所以它们之间不会发生扩散现象
B
4.《天工开物》记载了古人炒蒸油料的场景,如图所示,下列过程与物理知识对应错误的是 ( )
A.加热——热传递改变物体的内能
B.蒸煮——油料含有的热量增加
C.翻炒——让油料受热均匀
D.飘香——扩散现象
B
5.关于温度、热量和内能,下列说法中正确的是( )
A.物体吸收热量,温度一定升高
B.同一物体,温度越高,内能越大
C.温度从热量高的物体传递给热量低的物体
D.物体的温度越高,含有的热量就越多
B
6.如图所示,用塞子塞紧瓶口,再用打气筒向瓶内打气,当瓶内气压足够大时,塞子从瓶口冲出.下列关于瓶内气体的说法,正确的是( )
A.向瓶内打气,外界对气体做功,气体内能减少
B.向瓶内打气,气体对外界做功,气体内能增加
C.塞子从瓶口冲出,气体对外界做功,气体内能减少
D.塞子从瓶口冲出,外界对气体做功,气体内能不变
C
7.用两个完全相同的电加热器给初温均为20℃的A、B两种液体加热,已知mB>mA,根据实验过程中收集的数据描绘出两种液体的“温度-时间”图像,如图所示(不计热量损失).下列分析正确的是( )
A.A、B两种液体的沸点之比为4∶5
B.A、B两种液体的比热容之比为3∶4
C.根据题意和图像分析可知A、B两种液体的比热容大小关系为cA>cB
D.A、B两种液体从90s至120s的加热时间内吸收的热量不相等
C
二、填空题(本大题共7小题,每空1分,共21分)
8.用细管向水的下方注入密度大于水的蓝色硫酸铜溶液,静放30天后会观察到整瓶水的颜色变得均匀,这说明分子在不停地做 无规则运动 ;水具有一定的体积,很难被压缩,这是因为水分子之间存在 斥力 ;海边城市的昼夜温差比沙漠中小,这是因为水的 比热容 比沙子的大.
无规则运动
斥力
比热容
9.中医是我国的四大国粹之一.拔火罐能有效治疗某些疾病,使用时先加热火罐中气体,再按图甲所示方法迅速将火罐按到皮肤上,一段时间后,罐内气体的温度 降低 (选填“升高”“降低”或“不变”),内能 减小 (选填“增大”“减小”或“不变”).如图乙所示,“艾灸”时通过 热传递 的方式改变了穴位处的内能.
降低
减小
热传递
10.“热”字有着多种含义,有时表示温度,有时表示热量,有时还表示内能.请说明下列例子中“热”所表示的含义.
(1)物体吸热,温度升高: 热量 .
(2)燃料燃烧,产生热: 内能 .
(3)今天的天气真热: 温度 .
热量
内能
温度
11.如图是工程师设计的在空间站使用的太空笔,书写过程中,笔内墨水的质量 变小 ,氮气的密度 变小 ,氮气的内能 变小 .(均选填“变大”“变小”或“不变”)
变小
变小
变小
12.如图为某晶体熔化时温度随时间变化的
图像,由此可知,该晶体在t2时的温度
等于 (选填“大于”“小于”或“等于”)在
t4时的温度;该晶体在t2时的内能 小于 (
选填“大于”“小于”或“等于”)在t4时的内能,这说明晶体熔化时吸热,内能 增加 (选填“增加”“减少”或“不变”).
13.甲、乙两铁块,质量之比是3∶1,甲、乙吸收相同的热量,甲温度升高了20℃,两铁块的比热容之比是 ,乙温度升高了 ℃;若甲、乙升高温度之比为1∶2,则吸收热量之比为 .
等于
小于
增加
1∶1
60
3∶2
14.小红在探究“物质的放热能力与哪些因素有关”时,分别用质量都是2kg的水和另一种液体进行了实验,并用图像对实验数据进行了处理,如图所示.实验中,水和另一种液体在相同时间内放出的热量相等.分析图像可以得出: 甲 (选填“甲”或“乙”)物质为水;另一种液体的比热容为 J/(kg·℃),这种液体在15min内放出的热量为 J[已知c水=4.2×103J/(kg·℃)].
甲
2.1×103
1.68×105
三、作图题(共7分)
15.(1)请在图甲中定性画出水的比热容与其质量的关系图像;
(1)答案图
(2)如图乙,在旗杆AB的左侧或右侧,用“ ”画出被海风吹拂飘扬的旗帜,并在虚线框中标出此现象发生的时间;(“〇”表示白天,“△”表示晚上)
(2)答案图
(3)用相同的加热器分别给甲、乙两种液体进行加热,两液体的质量和初温均相同,不计热量损失,已知c甲∶c乙=4∶1,请在同一坐标系中画出乙液体在相同时间内温度随时间变化关系的图像.
(3)答案图
四、实验题(本大题共2小题,共26分)
16.(12分)在学习分子热运动的知识时,小明在老师的帮助下完成了以下实验.
(1)他想利用甲图A装置来探究气体扩散现象,两个集气瓶分别装有红棕色二氧化氮气体和透明的空气,用玻璃板隔开.老师指出,这个装置
不能(选填“能”或“不能”)用来说明气体的扩散现象,原因是 二氧化气体的密度更大,由于重力作用会向下落,分不清实现现象是重力作用还是扩散导致的,不能用来说明气体的扩散现象.
不能
二氧化氮
(2)经老师提示,小明交换两瓶位置,如甲图B,取走玻璃板,静置一段时间,观察到两个瓶中的颜色变得 相同 ,说明气体发生了扩散现象,若环境温度更高,观察到此现象所需时间更 短 .
(3)小明用细线拴住玻璃板四角,用弹簧测力计钩住细线并读数.使玻璃板水平接触水面,然后稍稍用力向上拉玻璃板,如图乙所示.可以观察到,测力计的示数 变大 ,此现象说明分子间存在 引力 .
相同
短
变大
引力
17.(14分)在“比较不同物质吸热情况”的实验中,实验装置如图所示:
(1)实验中应选用规格 相同 (选填“相同”或“不同”)的电加热器分别给初温相同且 质量 (选填“质量”或“体积”)相等的水和食用油两种液体加热,并记录实验数据,如表所示:
液体 质量/g 初温/℃ 末温/℃ 加热时间/min
水 200 20 28 8
食用油 200 20 28 4
相同
质量
(2)分析表中实验数据,此实验是通过比较 加热时间 (选填“加热时间”或“温度变化”)来判断吸热能力强弱的,液体 水 (选填“水”或“食用油”)的吸热本领强.食用油的比热容为 J/(kg·℃).[c水=4.2×103J/(kg·℃)]
液体 质量/g 初温/℃ 末温/℃ 加热时间/min
水 200 20 28 8
食用油 200 20 28 4
加热时间
水
2.1×103
(3)图丙中A和B分别是某一沿海城市和某一内陆城市在同一年内的气温变化曲线,从图像可以看出,在这一年中,曲线A所示的城市气温变化较 大 (选填“大”或“小”),根据上面探究过程中所获得的知识可知,曲线A表示的是 内陆 (选填“沿海”或“内陆”)城市的年气温变化曲线.
大
内陆
五、计算题(共13分)
18.(13分)如图甲所示,小明将质量为250g、初温为90℃的牛奶放入质量为500g、初温为20℃的水中进行冷却,同时,他还利用温度计和钟表测出温度的变化情况,并作出了图乙所示的水和牛奶的温度随时间变化的关系曲线.忽略热量的损失以及盛牛奶和水的器皿吸放热的影响,c水=4.2×103J/(kg·℃).求:
(1)水、牛奶达到的相同温度;
解:(1)热传递的条件是有温度差,最后热平衡时水与牛奶的温度相同,由图像可知,牛奶和水达到的相同温度为40℃.
(2)达到相同温度时,水吸收的热量;
(2)水吸收的热量Q吸=c水m(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×0.5kg×(40℃-20℃)=4.2×104J.
(3)牛奶的比热容.
(3)牛奶放出的热量等于水吸收的热量,即Q放=Q吸=4.2×104J,
得c牛奶===3.36×103J/(kg·℃).
六、综合能力题(共12分)
19.(12分)阅读短文,回答问题.
牛顿冷却定律
当一个物体表面温度比周围环境温度高时,就会向周围环境散热,散热快慢可以用单位时间内散失热量的多少来表示.英国物理学家牛顿提出:物体散热快慢与物体和周围环境的温度差成正比.后人研究发现,在温度差不太大的情况下(小于15℃),这个结论符合实际散热规律,称为牛顿冷却定律.如果散热快慢用q表示,则牛顿冷却定律可以表示为q=k(t物-t环),其中k是散热系数,与物体的表面性质、表面积、周围环境性质等因素有
关,如果上述因素相同,不同物质的散热系数就相同和物质,种类无关.由于不同物质的比热容不同,即使散热快慢相同,它们降低相同温度需要的时间也不同,根据降温时间可以得到两种物质比热容的大小关系,从而可以进行比热容的测量.
(1)物体向周围散热,内能 减小 (选
填“增大”“减小”或“不变”),这种改变内
能的方式叫作 热传递 .
(2)散热快慢和下列概念中物理意义最接近的是 .
A.速度 B.密度 C.功率 D.效率
减小
热传递
C
(3)一个物体温度为30℃,周围环境温度保持20℃不变,此时物体的散热快慢为q.当物体温度降低到28℃时,散热快慢为 .
0.8q
(4)如图甲所示,用两个同样的保温杯分别装满水和盐水,水和盐水的温度都是30℃,周围环境温度保持20℃不变,保温杯敞开口,水和盐水温度随时间变化的图像如图乙所示(温度低于25℃的图像未画出).由图乙可知,降低相同温度时,杯中盐水与水放出的热量之比为 ;已知水的比热容为4.2×103J/(kg·℃),盐水的密度为1.1×103kg/m3,则盐水的比热容为 J/(kg·℃).
22∶25
3.36×103
$