第十章 第2节内能 知识清单- 2025-2026学年九年级物理上学期(北师大版)全一册

该初中物理知识清单系统梳理了内能相关知识，涵盖分子动理论（分子组成、热运动、相互作用力），固液气基于分子运动的特征，内能概念（分子动能、势能）及改变方式（做功、热传递），辅以自我检测和地源热泵拓展阅读，形成从微观模型到宏观应用的学习支架。 知识链路从微观分子动理论到宏观内能应用，逻辑连贯。含思维导图梳理框架，实验探究（如压缩空气生热）培养科学探究能力，自我检测题（判断、选择、实验分析）强化科学思维，拓展阅读联系实际，助力构建物理观念，适合教学使用。

北师大版九年级物理 第十章机械能、内能及其转化 第2节 内能 本课思维导图 一、物质结构的微观模型（分子动理论基本观点） 0. 常见物质由大量分子组成 · 分子大小：直径约10-10}m（头发丝直径的十万分之一） · 分子数量：1cm3水含约3×1022个水分子，1个水分子质量约3×10-26kg，最小分子质量10-27kg 0. 分子永不停息做无规则运动（分子热运动） · 证据：扩散现象（不同物质自发彼此进入对方） · 气体扩散：空气与二氧化氮混合均匀（图10.2-2） · 液体扩散：浓硫酸铜溶液与水混合均匀（图10.2-3） · 固体扩散：铅板与金板压紧，彼此渗入（图10.2-4） · 温度影响：温度越高，扩散越快，分子运动越剧烈（实验：冷水vs热水中高锰酸钾扩散，图10.2-5） 0. 分子之间存在相互作用力 · 分子引力：铅柱端面削平压紧，可悬吊重物不分开（图10.2-6） · 分子斥力：压缩物体需用力（分子间排斥阻碍压缩） 二、固体、液体和气体的特征（基于分子运动情况） 0. 固体（图10.2-7 固体分子结构模型） · 分子运动：分子彼此靠得近，有规律排列 · 宏观特征：有固定形状、有固定体积 0. 液体（图10.2-8 液体分子结构模型） · 分子运动：分子无固定位置，仅在一定限度内运动 · 宏观特征：无固定形状、有固定体积、具有流动性 0. 气体（图10.2-9 气体分子结构模型） · 分子运动：分子距离远，除碰撞外几乎无相互作用力，可自由向各方向运动 · 宏观特征：无固定形状、无固定体积、具有流动性 三、物体的内能及其变化 0. 核心概念 · 分子动能：分子由于热运动而具有的能（温度越高，分子动能越大） · 分子势能：分子之间由于相互作用力而具有的能 · 内能定义：物体内所有分子的分子动能与分子势能的总和 · 热量（Q）：物体吸热或放热过程中传递的能量，单位为焦耳（J） 0. 内能改变的实验探究 · 实验1：压缩空气生热（图10.2-10） · 操作：快速下压有机玻璃管活塞 · 现象：硝化棉燃烧 · 结论：外界对物体做功，空气内能增加，温度升高 · 实验2：加热试管水（图10.2-11） · 操作：酒精灯加热试管水，橡胶塞塞紧管口 · 现象：橡胶塞冲出，管口出现“白气” · 能量变化：热传递使水内能增加→水蒸汽做功，内能转化为机械能→“白气”是水蒸气液化 · 实验3：玻璃瓶打气（图10.2-12） · 操作：向瓶内打气至橡胶塞跳出 · 现象：橡胶塞跳出，管口出现“白气” · 能量变化：外界做功使瓶内气体内能增加→气体做功，内能转化为机械能→“白气”是水蒸气液化 0. 改变内能的两种方式 · 做功：外界对物体做功/物体对外做功→内能增/减 · 热传递：物体从外界吸热/向外界放热→内能增/减 0. 交流讨论：能量转化实例 · 小球停止摆动：机械能减少→转化为内能 · 铁锤敲击铁丝：机械能→转化为内能（铁丝温度升高） · 生活实例：摩擦生热（刹车时车胎冒烟，图10.2-1）、烧水时内能传递等 四、自我检测 0. 飞沫运动判断 问题：飞沫（15~100μm）在空气中的运动是否为分子无规则运动？举例分子运动实例 答案：不是（飞沫是宏观物体运动）；实例：闻到饭菜香、湿衣服晾干、糖溶于水等 0. 分子动理论选择题（正确选项：AD） · A. 铁块难压缩→分子间有斥力（正确） · B. 橡皮筋易拉长→分子间无引力（错误，分子间仍有引力，只是形变时引力小于拉力） · C. 柳絮飞舞→扩散现象（错误，柳絮是宏观物体，扩散是分子运动） · D. 碘酒在热水中扩散快→分子运动剧烈程度与温度有关（正确） 0. 内能选择题（正确选项：C） · A. 物体运动快→内能大（错误，运动快是宏观动能，与内能无关） · B. 物体举得高→内能大（错误，举得高是宏观重力势能，与内能无关） · C. 铁块温度升高→内能变大（正确，温度升高分子动能增大，内能增加） · D. 南极冰山→没有内能（错误，一切物体都有内能） 0. 金属管拉布条实验分析（图10.2-13） · 原因：来回拉动布条→布条与金属管摩擦，外界对管内酒精做功→酒精内能增加，温度升高汽化→酒精蒸汽膨胀对橡胶塞做功，内能转化为机械能（塞子冲出）→管口附近“白气”是酒精蒸汽遇冷液化 五、拓展阅读：地源热泵 0. 定义：利用浅层地热资源（地能），可供暖可制冷的高效节能空调设备，消耗少量电能完成4~7倍能量交换 0. 工作原理（图10.2-14） · 冬季：地能温度（12~22℃）高于环境→地源热泵从地下吸热→换热介质汽化→室内液化放热供暖 · 夏季：地能温度（18~32℃）低于环境→地源热泵从室内吸热→换热介质汽化→地下液化放热 0. 系统组成（图10.2-15）：室外地能换热系统、地源热泵机组（“水-水”/“水-空气”式）、室内采暖空调末端系统（换热介质：地能侧为水，室内侧为水/空气） 0. 调查与思考 · 北方冬季常用供暖方式：燃煤供暖、燃气供暖、电供暖等 · 优劣势对比：地源热泵节能、环保，但初期安装成本高；传统方式成本低但污染大、能耗高 · 应用前景：住宅供暖制冷、商场/工厂温控、农业温室温控等 1 学科网（北京）股份有限公司 $