13.3 内能- 暑假预习讲义 -2026-2027学年九年级物理（人教版）

13.3课时 内能 重点知识 1.内能： (1)定义：构成物体的所有分子，其热运动的 ① 与 ② 的总和。  (2)单位： ③ 。符号： ④ 。  (3)普遍性：一切物体，不论 ⑤ 高低，都具有内能。  (4)影响因素：温度。物体温度降低时内能 ⑥ ，温度升高时内能 ⑦ 。  2.物体内能的改变： (1)改变方式： ⑧ 可以改变物体的内能，其实质是内能的转移，能的形式不变； ⑨ 也可以改变物体的内能，其实质是内能和其他形式能的相互 ⑩ ．做功和热传递在改变物体的内能上是等效的。 (2)热传递。 ①发生热传递时，高温物体内能 ⑪ ，低温物体内能 ⑫ 。  ②热量： a.定义：在热传递过程中， ⑬ 能量的多少。  b.单位： ⑭ 。  ③物体吸收热量时，内能 ⑮ ，放出热量时，内能 ⑯ 。  (3)做功。 ①对物体做功(如压缩气体做功)，物体内能 ⑰ _。  ②物体对外做功(如气体膨胀对外做功)，物体内能 ⑱ 。  答案：①动能 ②势能 ③焦耳 ④J ⑤温度 ⑥减小 ⑦增大 ⑧热传递 ⑨做功 ⑩转化 ⑪减小 ⑫增大 ⑬传递 ⑭焦耳 ⑮增大 ⑯减小 ⑰增大 ⑱减小 考点1 内能 1.分子动能：分子在不停的做无规则运动，于是具有分子动能；物体的温度越高，分子热运动越快，分子动能就越大。 2.分子势能：分子间存在相互作用的引力和斥力，因此具有分子势能。 3.内能：构成物体的所有分子，其热运动的动能和势能的总和，统称为物体的内能。 4.表达式：内能=分子动能+分子势能。 5.从5个方面理解内能 ①内能指的是物体的内能，不是分子的内能，更不能说是个别分子或少数分子的能量，而是物体内部所有分子共同具有的分子动能和分子势能的总和。单纯考虑一个分子的动能和势能是没有意义的。 ②一切物体在任何情况下都具有内能。根据分子动理论可知，一切物体的分子都在不停的做无规则运动，因此具有分子动能，部分分子间有分子力的作用，因此具有分子势能。 ③内能具有不可测性，即不能准确知道一个物体的内能具体数值 ④物体的内能可以发生变化。当物体的内能发生变化时，物体的表现方式有温度改变和物态改变两种 ⑤内能是不同于机械能的另一种形式的能量，机械能与整个物体的机械运动有关，而内能与物体内部分子热运动和分子间相互作用情况有关 考点2 热传递改变物体的内能 1.定义：热传递是热量自发的从高温物体传到低温物体或从同一物体的高温部分传到低温部分的过程。 2.过程：高温物体→放出热量→内能减小→温度降低；低温物体→吸收热量→内能增大→温度升高 3.条件：必须存在温度差 4.方向：热传递是有方向的，高温→低温。 注意：热传递不是指内能从大的物体传向内能小的物体。热传递是一个自发过程，但是热量的传递没有确定的方向。低温物体也能向高温物体传递热量，但不是自发条件下。实例：比如冰箱里的食物，冰箱从食物里吸收热量传递给外界，显然食物的温度比外界温度要低，热量不断地从食物传递到外界，食物的温度才能越来越低。 5.结果：温度相同 6.实质：内能的转移，能的形式并没有发生改变 7.热传递过程中有两个相同：①两个物体最终的温度相同；②不计热量损失，两个物体吸收的热量与释放的热量相同。（释放多少，就吸收多少），但高温降低的温度不等于低温物体升高的温度。 8.热传递的曲线图 考点3 做功改变物体的内能 实验一： 1.设计实验 ：如图所示，在一个配有活塞的厚玻璃筒里放一小团硝化棉，把活塞迅速向下压，观察发生的现象. 2.实验现象：把活塞迅速向下压，可以看到硝化棉燃烧起来. 3.交流与论证：这是因为当活塞迅速向下压时，活塞压缩空气做功，使空气内能增加，温度升高，达到硝化棉燃点使硝化棉燃烧. 4.实验结论：外界对物体做功时，物体的内能会增加. 实验二： 1.设计实验：如图所示，烧瓶内装少量的水，用塞子塞紧瓶口，通过塞子上的孔往瓶里打气，观察当塞子从瓶口跳起时，容器中发生了什么现象. 2.实验现象：当塞子跳起时，可以看到容器中出现了白雾. 3.交流与论证：雾是由水蒸气液化形成的小水滴，使气体液化的方式有两种：压缩体积、降低温度，因为瓶塞跳起时，瓶内才出现白雾，因此可以断定不是压缩气体体积使其液化，应该是水蒸气温度降低导致液化，所以瓶内的空气膨胀推动瓶塞做功时，内能减少，温度降低，使水蒸气液化成雾状的小水滴. 4.实验结论：物体对外界做功时，物体的内能会减少. 5.做功和热传递的对比 实质 条件 方式（方法） 举例 热传递 内能的转移 存在温度差 传导、对流、辐射 做功和热传递在改变内能上是等效的。 做功 内能和其他形式的能的相互转化 对物体做功，物体内能增加 摩擦生热、压缩体积、锻打金属、弯折铁丝 物体对外做功，物体内能会减少 体积膨胀等 巧记 改变内能两途径，做功还有热传递，效果相等实质异，分清转化和转移 考点4 温度、热量和内能关系 理解温度、热量和内能，从两个角度： 第一：从三个表述上进行区分； 第二：三者的内在关系上进行区分，三三共有6种组合，二者关系之间，其中只有一种是“一定的”，其他的都“不一定”。 温度：表示物体的冷热程度（宏观）→表示分子做无规则运动的剧烈程度（微观） 注：①温度是一个状态量，只能说一个物体的温度“是多少”或“达到多少”；②温度是不能“传递”和“转移”的. 热量：表示在热传递过程中，传递能量（内能）的多少→反映了热传递的过程中，能量（内能）转移的数量，是能量（内能）转移多少的量度 注：①热量只有在发生热传递时它才能存在，没有发生热传递也就没有热量可言； ②热量只能表述为“吸收”或“放出”多少，而不能说“具有”、“含有”多少。 内能：是物体内部所有分子做无规则运动的动能与势能之和，所有物体都具有内能 注：内能只能说“具有内能”、“内能增加”或“内能减小” 内能一定增大 重点过关练习题： 一、单选题（本大题共7小题） 1．[3分]图甲所示为一款新型水杯，将沸水倒入杯中，轻摇几下后，水温便可降至左右，并能保温3小时。图乙为其内部结构图，杯壁的不锈钢夹层中有晶体传热材料，其在常温下是固态，会随着温度的变化发生可逆的固液转换。取该晶体材料，对其进行加热，其温度与吸收的热量关系如图丙所示。下列分析正确的是(    ) A．新型水杯中沸水降温时，水的分子热运动变剧烈 B．该材料是晶体，熔点为 C．在BC段，该晶体材料的内能保持不变 D．该晶体材料的比热容为 2．[3分]将“气压火箭”发射筒内充满气体，并在发射管外安装好纸火箭外壳。如图所示，按下发射气阀，随着“砰”的一声响，火箭飞出，同时看到下端管口出现了明显的“白气”。下列叙述中正确的是（　　） A．“白气”是水蒸气 B．“白气”是由于外界水蒸气吸热产生的 C．发射筒内气体与外界气体发生热传递，内能增加 D．发射筒内气体对筒身与纸火箭做功，内能减小 3．[3分]如图是用相同的加热装置对质量相同的、、三种物质加热至沸腾时，它们的温度随时间变化的图像。下列对图像的分析正确的是（ ） A．加热时间内物质的温度不变，内能不变 B．如果、是同种物质，的质量大于的质量 C．温度从升高到时，物质吸收的热量比多 D．的比热容大于的比热容 4．[3分]2020年12月17日2时，嫦娥5号凯旋归来，圆满实现了中国探月工程“绕、落、回”的三步走发展目标。如图甲所示，嫦5在月球上成功进行了月壤钻掘打包、地外天体起飞、深空无人对接的多个世界级科研实验。月壤快递到家后，假如用质量均为1g的地岩甲和样品月岩乙进行对比实验，如图乙是这两种岩石温度随放热时间变化的图像，若它们在相同的时间内放出的热量相等，已知c甲=2.1×103J/(kg·℃)， 下列说法正确的是（　　） A．机械臂在钻掘时，主要是以热传递的方式改变了月壤的内能 B．因月表没有空气阻力，嫦娥5号火箭发动机可以把内能全部转化为机械能 C．lg地岩甲在20min内放出的热量为6.3×104J D．月岩乙的比热容为1.05×103J/(kg·℃) 5．[3分]利用如图甲所示的装置探究固体物质熔化时温度的变化规律，在0~35min内对物质加热得到如图乙所示的温度随时间变化的图像。下列说法正确的是（    ） A．该固体在熔化过程中，不断吸热，温度不变，内能也不变 B．采用“水浴法”对试管内物质加热是为了缩短实验时间 C．该物质熔化过程持续了大约15min，其熔点是80℃ D．除图甲中器材外，还需要用到的测量器材有天平和停表 6．[3分]九年级一班同学在实验室内做“探究水沸腾前后温度变化的特点”的实验，图乙是小明组在实验过程中出现的气泡情况，图丙是他们根据实验数据绘制的温度随时间变化图像。据此有关说法正确的是（    ） A．为安全起见应在安装完所有实验装置后点燃酒精灯 B．乙中图A为水沸腾前气泡的情况 C．由图丙知水的沸点低于100℃，则一定是当地气压低于标准大气压造成的 D．内，水持续吸热，内能增大 7．[3分]某物体先由液态降温凝固，全部变为固态，到时刻，停止降温，再加热熔化（物体在相同时间内吸收的热量相等），实验过程中，记录不同时刻的温度，最后绘制出温度随时间变化的图像（如图）。忽略物态变化过程中的质量变化，已知该物体的质量为m，液态物质的比热容为c。下列说法正确的是（　　） A．在～时间段，该物体放出的热量为 B．在～时间段，该物体吸收的热量为 C．在～时间段，该物质的比热容先变小后变大 D．该物体凝固放热过程中，温度一直降低，内能一直减小 二、填空题（本大题共4小题） 8．[4分] （1）请将下列关于内能和温度的关系的说法补充完整（均选填“一定”或“不一定”）。 ①温度高的物体含有的内能 多。 ②热传递时，吸热物体内能 增加，温度 升高。 ③物体温度升高，它的内能 增加。 （2）在日常生活中，我们经常用“热”字，但它们的含义往往不同，例如，“今天的天气很热”，这里的“热”字表示的是 高：“摩擦生热”，这里的“热”字表示的是 。 9．[4分]如图所示是一定质量的某种物质在熔化时温度随时间变化的图像，则这种物质是 （填“晶体”或“非晶体”），在段物质处于 （选填“固态”“液态”或“固液共存状态”），时物体的内能 （选填“大于”“等于”或“小于”）时物体的内能。若相同时间内该物质吸收热量相等，由图像可知，这种物质液态时的比热容 （选填“大于”“等于”或“小于”）固态时的比热容。 10．[4分]小明利用如图所示装置对冰加热，他每隔相同时间记录一次温度计的示数，图乙是他绘制的温度-时间图像，则： （1）图乙中，物质在点时具有的内能 填“大于”、“小于”或“等于”在点时的内能； （2）设相同时间内物质吸收的热量相同，则图乙中段物质共吸收了 的热量； （3）图丙是小刚在完成同一实验时绘制的温度-时间图像，老师认为他的段数据有问题，老师做出这样判断的依据是 。 11．[4分]日常生活中，用水作为汽车发动机的冷却液，是因为它的 大。在标准大气压下，质量为5kg的水温度从30℃升高了20℃，吸收热量 J。 -5℃的冰山 （选填“具有”或“不具有”）内能。[c水=4.2×103J/（kg·℃] 三、实验题（本大题共2小题） 12．[6分]实验探究和推理都是科学研究的基本方法。比如科学猜想，往往是以一定的事实和已有知识为依据，通过推理而提出来的。 （1）用放大镜观察素描炭笔的笔迹，观察到微小的颗粒；麦粒碾成面粉，面粉揉成面团……大量类似事实，为我们想象物质的结构模型提供了依据，终于认识到： 是由大量分子构成的，向冷、热不同的清水中各滴一滴墨水，观察到墨水扩散的快慢不一样……大量类似现象使我们推想到：分子无规则运动的快慢与 有关。 （2）物理学把“物体内所有分子做无规则运动的动能和分子势能的总和叫做物体的内能”，请你根据这个意思，结合所学知识，就“影响物体内能大小的因素”提出合理猜想、给出推理性结论、说明推理依据（参照示例）。示例： ①物体内能的大小可能与物体的温度有关。推理性结论：一个物体的温度越高，内能越大。推理依据：温度越高，分子运动越快，分子动能越大， ②物体内能的大小还可能与物体的 有关。推理性结论： 。推理依据： 。 （3）由于推理性结论具有一定的事实和理论依据，所以在科学研究中，有时就运用它来初步解释相关问题−−同学们也来尝试一下：如图，甲杯中水量较少，乙、丙、丁的水量相同。根据问题（2）中所得的推理性结论，比较各杯中水的内能的大小： ① 杯中水的内能最大，因为 。 ② 两杯中水的内能不好比较，因为 。 13．[6分]探究做功与物体内能变化的关系。 实验器材：气压式喷雾器、数字式温度计、小叶轮等。 提出问题：做功与物体内能的变化存在怎样的关系？ 进行实验：a.用温度计测出气压式喷雾器内气体的温度，如图甲所示。 b.关闭喷嘴处的阀门，接着用手按压活塞快速打气，并用温度计测出喷雾器内气体的温度，如图乙所示。 c.打开喷嘴处的阀门，迅速放出喷雾器内一部分气体，并用温度计测出喷雾器内气体的温度，如图丙所示。 （1）该实验通过 来反映气体内能的变化。 （2）打开喷嘴处的阀门，迅速放出喷雾器内一部分气体时，喷雾器前的小叶轮转动，此时气体的内能转化为小叶轮的 。 （3）比较 两图可知，外界对气体做功，气体内能增大。 （4）比较 两图可知，气体对外界做功，气体内能减小。 四、计算题（本大题共1小题） 14．[6分]如图-1所示是某品牌的带过滤的饮水机，最上面的桶是过滤桶，中间的是储水桶，最下面的是饮水机加热机体，图-2是饮水机的简易结构示意图，图-3是控水槽与储水桶之间控制水的浮子，当浮子浮起时，锥形硅胶垫将储水桶和控水槽之间的下水孔密封，水停止向下流入控水槽。当控水槽中的水位下降时，浮子落下，储水桶中的水流入控水槽中，直到浮子再次浮起，锥形硅胶垫将小孔密封。    （1）饮水机是将电能转化为热能的装置，饮水机里的水是通过 方式改变水的内能的； （2）储水桶和控水槽之间的下水孔半径约为R=3mm，当储水桶中的水高度h=20cm时，求储水桶底部受到的压强以及浮子浮起时锥形硅胶垫上受到的压力；（结果保留两位有效数字）( ) （3）已知浮子的质量m=20g，求浮子受到的浮力；（忽略浮子中间空气压强的影响）( ) （4）若饮水机一次可以将300mL的水从25℃加热到100℃，求水吸收的热量。[已知水的比热容为( ) 五、综合题（本大题共1小题） 15．[6分]如图，在一个容器中装入2kg的水，用手摇动搅拌器15min，在这段时间内水的温度图像如图乙所示； （1）水的内能增加，是因为______ A．搅拌器对水做功 B．水对搅拌器做功 C．搅拌器对水传递热量 D．水对搅拌器传递热量 （2）水内能的增加量为 J；（） （3）手做的功的大小可能为下列选项中的______；（可多选） A． B． C． D． 参考答案 1．【答案】D  【详解】解：A、水温度降低时，水分子热运动减弱，故A错误； B、根据图丙可知，BC为材料的熔化过程，温度不变，材料有熔点应为，是晶体，故B错误； C、BC段为材料的熔化过程，虽然温度不变，但吸收的热量用于改变物体的状态，内能增加，故C错误； D、由图丙可知，该晶体材料初温为、升高到时吸收的热量为，由可得该晶体材料的比热容为，故D正确。 2．【答案】D 【详解】管口的“白气”是水蒸气温度降低，放热液化形成的小水滴，不是因为与外界气温低发生热传递，发射筒内气体对筒身与纸火箭做功，气体内能减小，纸火箭机械能增大。 3．【答案】B 【详解】时间内物质沸腾，不断吸收热量，温度不变，内能增大，故错误；如果、是同种物质，、的比热容相同，初温相同，沸点相同，将、分别加热到沸腾时，升高的温度相同，加热时间较长，吸收的热量较多，由可知，的质量大于的质量，故正确；由图得，温度从升高到时，物质加热时间比短，则此过程中吸收的热量比少，故错误；、的质量相同，沸腾前，加热相同时间，即吸收相同的热量，升高温度较多，由可知，的比热容小于的比热容，故错误。故选。 4．【答案】D 【详解】A．机械臂在钻掘时，钻头与月壤之间互相摩擦时，克服摩擦做功，机械能转化为内能，属于做功改变物体内能故A错误； B．嫦娥5号火箭发动机存在热损失及克服部件之间的摩擦力做功，所以不可以把内能全部转化为机械能故B错误； C．lg地岩甲在20min内放出的热量为故C错误； D．月岩乙在20min内放出的热量与地岩甲相同，根据可得，月岩乙的比热容为故D正确。 5．【答案】C 【详解】A．该固体在熔化过程中，不断吸热。根据内能的知识，吸收热量会使内能增加，虽然温度不变（这是晶体熔化的特点），但内能是增大的，并非不变，故A错误； B．采用“水浴法”对试管内物质加热，是因为水的传热相对均匀，能使被加热物质受热均匀，而不是为了缩短实验时间。一般要缩短实验时间可以通过减少物质质量、提高火焰温度等方式，故B错误； C．从图像中可以看出，温度保持在80℃不变的阶段就是熔化过程，从第10min开始到第25min左右结束，持续时间约为15min，这个不变的温度就是该物质的熔点，故C正确； D．在这个探究固体物质熔化时温度变化规律的实验中，需要测量温度和时间，用到的测量器材是温度计和停表，不需要天平来测量质量，故D错误。 6．【答案】C 【详解】A．实验中需要用酒精灯的外焰加热，故应先点燃酒精灯，故A错误； B．水沸腾前产生的气泡在上升过程中会因为温度降低，气泡里面的水蒸气液化进入水中，使气泡逐渐变小。水沸腾时不断有水汽化为水蒸气进入气泡，气泡在上升过程中逐渐变大，到水面破裂开来，所以表示沸腾前气泡情况的是图B，故B错误； C．水的沸点随气体压强的增大而增大，随压强的减小而减小，水在一标准大气压下沸点是100℃，由图丙可知水的沸点是99℃，低于100℃，故该处大气压小于标准大气压，故C正确； D．5~8min内，水持续吸热，温度不变，但水的质量减少，同时水蒸气也会带走一部分热量，所以水的内能减小，故D错误。 7．【答案】B 【详解】A．物质的比热容与物质状态有关，～时间段，物质为固态，不确定物质固态时的比热容，因此无法计算物体放出的热量，故A错误； B．在～时间段物质处于液态吸收热量，已知在～时间内吸收的热量为 由于相同时间内吸收热量相同，则在～时间段，该物体吸收的热量为，故B正确； C．在～时间段，物质是固态，比热容不变，故C错误； D．该物体凝固放热过程中，温度保持不变，但一直放出热量，内能会减小，故D错误。 8．【答案】（1）不一定；一定；不一定；一定 （2）温度；内能 【详解】（1）物体的内能与物体的质量、温度和状态有关，温度高的物体质量不一定大，所以含有的内能不一定多。 热传递时，吸热物体内能一定增加，但是温度不一定升高，比如晶体熔化时，继续吸热，温度不变。 物体的温度升高，分子热运动越剧烈，分子动能越大，所以物体的内能一定增加。 （2）今天天气很热说明气温高，这里的“热”是指温度高。 摩擦生热，指的是物体在克服摩擦力做功的过程中，温度升高，内能增加，所以这里的“热”指的是“内能”。 9．【答案】晶体；固液共存状态；小于；大于 【详解】AB段为该物质熔化过程，由于熔化过程其温度保持不变，故该物质为晶体，晶体在熔化过程中处于固液共存状态。t1到t2时刻物质正在熔化，固体熔化过程中要吸热，内能增大，故t1时刻内能小于t2时刻内能。因为在相同时间内该物质吸收热量相等，质量不变，由图像可知，OA段为固态，BC段为液态，且BC段温度上升较慢，故液态比热容较大。 10．【答案】（1）小于（2）（3）见解析 【详解】（1）由图像知，冰在熔化过程中温度保持不变，所以冰是晶体；晶体在熔化过程中，温度保持不变，但吸收热量。故物质在点时具有的内能小于在点时的内能。 （2）冰化为水，状态变化，但质量不变，质量为段的水在吸收的热量为，因为相同时间内物质吸收的热量相同，则段物质共吸收的热量为 （3）由图丙可知，段的冰与段的水，与吸收的热量相等，冰和水质量相同，水比冰的比热容大，质量相同的冰和水吸收相同的热量，水升温应较慢。 11．【答案】比热容；4.2×105；具有 【详解】日常生活中，用水作为汽车发动机的冷却液，是因为它的比热容大，相同质量的水和其它物质相比，升高相同的温度，吸收的热量多。 质量为5kg的水温度从30℃升高了20℃，吸收的热量为Q吸=cmΔt=4.2×103J/ (kg·C) ×5kg×20℃=4.2×105J，一切物体都具有内能，所以-5℃的冰水也具有内能。 12．【答案】（1）物质；温度　（2）质量；一个物体的质量越大，内能越大；相同温度下，物质质量越大，分子动能越大　（3）丁；见解析；甲乙；见解析 【详解】（1）面粉、面团是物质，都由大量分子构成的。热水中的墨水扩散较快，所以分子无规则运动的快慢与温度有关。 （2）内能和分子动能和分子势能有关，而动能与物体质量、速度相关。温度越高分子无规则运动越剧烈，所以认为物体内能的大小还可能与物体的质量有关，相同温度下，质量大的物质，分子动能大，物质的内能大。 （3）图丁中水的质量最大，温度最高，所以内能最大。图甲中水的温度大于图乙中水的温度，而图甲中水的质量小于图乙中水的质量，所以难以比较两杯水的内能。 13．【答案】（1）温度计示数的变化　（2）机械能　（3）甲和乙　（4）乙和丙 【详解】（1）内能与温度有关，物体的温度改变，内能会随之改变；实验通过温度计示数的变化来反映气体内能的变化，是转换法。 （2）打开喷嘴处的阀门，迅速放出壶内一部分气体时，里面的气体对外做功，喷雾器前的小叶轮转动，气体的内能转化为小叶轮的机械能。 （3）比较甲和乙两图，手压活塞，对喷雾器内气体做功，观察到气体温度上升，即气体内能增大，所以外界对气体做功，气体的内能增大。 （4）比较乙和丙两图，气体被放出，使得小叶轮转动，即气体对外界做功，此时，观察到气体温度下降，即气体内能减小，所以气体对外界做功，气体内能减小。 14．【答案】（1）热传递；（2）；（3）；（4） 【详解】解：（1）饮水机里的水吸收热量，温度升高，通过热传递的方式改变了自身内能。 （2）储水桶底部受到的压强，硅胶垫上受到的压力 （3）浮子受力平衡，带入数据可得 （4）300mL的水的质量为0.3kg，水吸收的热量为 答：（1）饮水机里的水是通过热传递方式改变水的内能的； （2）储水桶底部受到的压强以及浮子浮起时锥形硅胶垫上受到的压力分别为5.7×10−2N，0.257N； （3）水吸收的热量为9.45×104J。 15．【答案】（1）A （2）2520 （3）CD 【详解】（1）用手摇动搅拌器水温升高，说明水的内能增大，这是因为搅拌器对水做功，故A符合题意，BCD不符合题意。 （2）水内能的增加量为 （3）此过程为机械能转化为内能，由于能量转化总是小于100%，故手做的功的大与水吸收的热量2520J,故CD符合题意，AB不符合题意。 学科网（北京）股份有限公司 $