10.2 内能(导学案)物理新教材沪科版(五四学制)九年级上册
2026-07-15
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2份
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精品
资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 初中物理沪科版(五四学制)九年级上册 |
| 年级 | 九年级 |
| 章节 | 第2节 内能 |
| 类型 | 学案-导学案 |
| 知识点 | 内能基础 |
| 使用场景 | 同步教学-新授课 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 上海市 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 4.90 MB |
| 发布时间 | 2026-07-15 |
| 更新时间 | 2026-07-15 |
| 作者 | 学物明理学习园地 |
| 品牌系列 | 上好课·上好课 |
| 审核时间 | 2026-07-15 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58821854.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
该初中物理导学案聚焦“内能”核心内容,引导学生建立内能概念,理解其与温度的关系,掌握热传递和做功两种改变内能的方式。通过自主预习填空回顾分子运动及势能知识,课堂探究用宏观动能势能类比分子动能势能,结合压缩气体做功等实验,构建从生活现象到物理概念的学习支架。
资料特色在于以类比法培养科学思维,通过演示实验和“暖宝宝”“钻木取火”等实例深化科学探究,习题设计联系生活情境,助力学生区分易混淆概念,提升物理观念和科学态度与责任,适合引导学生自主学习与教师教学评估。
内容正文:
10.2内能 (导学案)
【学习目标】
1. 物理观念:了解内能的概念;知道内能的单位是焦耳(J),理解内能与温度的关系;知道热传递和做功是改变物体内能的两种途径。
2. 科学思维:运用类比方法(将宏观物体的动能、势能类比为分子的动能、势能)建立内能的概念;能通过分析实验现象和实例,归纳出改变内能的两种方式;能正确区分内能与机械能、温度与内能等易混淆概念。
3. 科学探究:通过演示实验(如压缩气体做功、热传递实验等)观察内能的变化;经历“从生活现象到物理概念”的探究过程,学会用转换法显示不易直接观察的物理量变化。
4. 科学态度与责任:感受物理与生活的密切联系,能用内能知识解释“钻木取火”“流星现象”等生活与自然现象;关注内能在生产生活中的应用,体会物理学的实用价值。
【学习重点】
1. 内能概念的建立。
2. 改变物体内能的两种方式——做功和热传递。
3. 内能与温度的关系。
【学习难点】内能概念的建立;做功和热传递改变内能的本质区别。
【自主预习】阅读教材,完成以下内容:
1. 构成物体的分子都在永不停息地做 ,运动的物体具有动能,我们把分子因热运动而具有的动能叫做 。
2. 分子之间存在着相互作用的 和 ,与弹簧被拉伸或压缩时产生的弹力类似,由于分子之间的相互作用而使分子具有的能叫做 。
3. 内能的定义:在物理学中,把构成物体的 的分子动能和分子势能的 叫做物体的内能。
4. 内能的单位:在国际单位制中,内能的单位与功和机械能的单位相同,也是 ,符号是 。
5. 影响内能大小的因素:物体的内能与物体的 有关。温度越高,分子的热运动越 ,内能越 ;内能还与物体的 、 有关。
6. 热传递改变内能:
热传递过程中,高温物体 热量,内能 ;低温物体 热量,内能 。
热传递的实质是内能从 物体转移到 物体,是内能的 过程。
7. 做功改变内能:
对物体做功,物体的内能 ;物体对外做功,物体的内能 。
做功改变内能的实质是 转化为 的过程
8. 热传递和做功在改变物体的内能上是 的。
【课堂探究】
探究一、什么是内能
【活动一】认识分子动能与分子势能
【问题情境】运动的汽车具有动能,被举高的重物具有重力势能,被压缩的弹簧具有弹性势能。那么,构成物体的分子是否也具有类似的能量?
【思考讨论】
1. 宏观物体的动能与什么因素有关?分子是否也在运动?
2. 宏观物体之间是否存在相互作用力?分子之间呢?
【知识类比】
宏观世界
微观世界
运动的物体具有 能
分子因热运动而具有 能
物体间因相互作用而具有 能
分子间因相互作用而具有 能
【结论】分子因热运动而具有的能量叫做 ;分子因相互作用而具有的能量叫做 。两者之和就是物体的 。
【活动二】理解内能——一切物体都具有内能
【问题情境】观察下面的两幅图片:火山喷出高温岩浆、寒冷的冰山。
【思考讨论】
1. 高温岩浆具有内能吗?为什么?
。
2. 冰山温度很低,它具有内能吗?为什么?
。
【结论】一切物体,不论温度高低,都具有 。因为一切物体的分子都在永不停息地做无规则运动(热运动)。
【想一想】将一定质量100℃的水变成100℃的水蒸气,内能发生变化吗?为什么?
。
【活动三】探究影响内能大小的因素
【问题引导】
1. 同一物体,温度升高时内能如何变化?温度降低时呢?这说明内能与什么因素有关?
。
2. 质量不同的同种物质,温度相同时内能是否相同?
。
3. 同种物质在不同状态下(如水和冰),内能是否相同?
。
【归纳总结】
影响物体内能大小的因素有:
温度:同一物体,温度越高,内能越 。
质量:同种物质,温度相同时,质量越大,内能越 。
状态:同种物质在不同状态下,内能 (填“相同”或“不同”)。
【例题1】冰冷的冰块,温度虽然低,但是其中的水分子仍然在做___________________________,所以也具有内能。
【例题2】小梦利用几杯水进行简单的物理实验,如下图所示,四杯水中内能最大的是( )
A. B. C. D.
探究二、如何改变物体的内能?
【活动一】改变内能的方式——热传递
【问题情境】在寒冷的冬季,可以在身上贴“暖宝宝”取暖;发烧时,可以将“退热贴”贴在额头上进行物理降温。
【思考讨论】
1. “暖宝宝”的热量是如何传递给身体的?身体的内能如何变化?
暖宝宝放出热量,通过热传递传递给身体,身体 热量后内能 ,温度 。
2. “退热贴”是如何为额头降温的?额头内能如何变化?
退热贴中的物质吸收额头传递的热量,额头 热量,内能 ,温度 。
【知识归纳】
1. 热传递过程中, 物体放出热量,内能 。
2. 物体吸收热量,内能增大。
3. 热传递的实质:内能从高温物体转移到温物体,是内能的 过程。
【举例说明】生活中还有哪些利用热传递改变内能的例子?
例如: 。
【活动二】改变内能的方式——做功
【实验探究】压缩气体做功
【实验目的】观察做功是否能够改变物体的内能。
【实验器材】厚壁玻璃筒、活塞、易燃粉末(如硝化棉)。
【实验步骤】
1. 将少许易燃粉末放入密闭的厚壁玻璃筒底部。
2. 快速向下按压活塞2~3次。
3. 观察玻璃筒内发生的现象。
【实验现象】 。
【现象分析】快速向下按压活塞,活塞对玻璃筒内的气体 ,气体的内能 ,温度 ,引燃粉末。
【实验结论】 可以改变物体的内能。
【讨论交流】
1. “钻木取火”中,内能是如何改变的?
。
2. 流星划过天空时为什么会燃烧发光?
。
3. 上述现象中,能量是如何转化的?
。
【问题情境】天冷时,我们可以把手放在暖手袋上取暖(热传递),也可以搓搓手取暖(做功)。
【思考讨论】
1. 两种方式都能让手暖和起来,说明它们在改变内能方面具有什么关系?
。
2. 两种方式的本质区别是什么?
。
【结论】热传递和做功在改变物体的内能上是 的。但两者的本质不同——热传递是 的转移,做功是 能转化为内能的过程。
【例题3】炎炎夏日,小红的杯子里有200克热水,口感较烫,她耐心等待水自然冷却后才喝。此过程中,水的内能_______(选填“减小”、“不变”或“增大”),水的内能是通过_______的方式改变的。
【例题4】如图所示,厨师在拉面的过程中,不断地甩打面条,在此过程中面条内能______(选填“增大”或“减小”或“不变”)这是通过______的方式改变内能;而下面条时,通过______的方式将面条煮熟(最后两空均选填“做功”或“热传递”)。
【例题5】关于内能、温度和热量,以下说法正确的是( )
A.物体的内能增大,一定吸收热量
B.物体吸收热量,温度一定升高
C.内能小的物体可能将热量传递给内能大的物体
D.物体的内能可能为0
【课堂总结】
10.2 内能
一、内能:
定义:物体内部所有分子无规则运动的动能与分子势能的总和。
普遍性:一切物体在任何情况下都具有内能。
影响因素:物体的内能与 温度、质量、体积和状态等有关。同一物体,温度升高,内能增加(增大)。
二、改变内能的两种方式:
1. 热传递:
条件:存在温度差。
实质:内能的转移。
2. 做功:
对物体做功:内能增加,机械能转化为内能。
物体对外做功:内能减少,内能转化为机械能。
实质:内能的 转化(或能量的转化)。
做功和热传递对改变内能是等效的,但实质不同。
【课堂练习】
1.火柴可以擦燃,也可以放在火上点燃。前者是用________的方法使火柴燃烧,后者是用________的方法使火柴燃烧,这两种方法改变物体内能的效果是________(选填“等效”或“不等效”)的。
2.完全解冻后,牛排继续吸收热量,下列说法中正确的是( )
A.温度一定升高 B.温度可能降低 C.内能一定增大 D.内能可能不变
3.关于内能,有以下四个观点,你认为正确的是( )
①物体温度越低,内能越小,0℃的物体没有内能
②改变物体内能的方法有很多,但本质上只有做功和热传递两种方式
③两物体相互接触时,热量总是从内能大的物体转移到内能小的物体
④一切物体都具有内能,而不一定具有机械能
A.只有 B.只有 C.只有 D.只有
4.一颗子弹射入沙袋的过程中,由于子弹与沙袋的摩擦( )
A.子弹内能增加,沙袋内能减少 B.子弹内能减少,沙袋内能增加
C.子弹内能增加,沙袋内能增加 D.子弹内能减少,沙袋内能减少
5.关于温度、热量和内能,下列说法正确的是( )
A.冰在熔化过程中吸收热量,温度和内能均不变
B.物体内能增加,一定是吸收了热量
C.水的温度越高,所含热量越多
D.热量可以从内能小的物体传到内能大的物体
6.中国面食文化源远流长。
(1)如图(a)所示是长安臊子面,据传其起源可以追溯至西周时期,与文王武王的故事有着千丝万缕的联系。煮面时,将面条放入沸水中,面条的内能会_______(选填“增加”或“减少”),最终面条与水的温度相同,它们之间_______(选填“会”或“不会”)再发生热传递。
(2)油糕是西安比较常见的特色小吃,是用油炸的一种糕点,呈椭圆形状,馅一般是红糖或者白糖,吃起来既甜又软绵,如图(b)所示是炸油糕的照片。下列说法正确的是( )
A.刚出锅的油糕很烫,是因为油糕含有的热量多
B.油糕刚入油锅时,油将温度传递给油糕
C.从油锅里捞出炸好的油糕后一段时间,油糕的内能减小
D.烧油时,油锅里的油在沸腾后温度不断上升,内能不断增大
7.小明在探究“内能的改变方式”时做了如图实验。
(1)烧瓶内盛少量水,给瓶内打气,在瓶塞未跳起前,瓶内气体的内能________(选填“增大”“减小”或“不变”),这是通过________(选填“热传递”或“做功”)的方式改变了瓶内气体的内能;
(2)继续打气,当瓶塞跳起时,观察到瓶口有“白雾”出现;这是因为瓶内气体对外做功后,内能________(选填“增大”“减小”或“不变”),温度________(选填“升高”“降低”或“不变”)的缘故;
(3)我们发现,用这种方式改变物体的内能时,能量是在气体内能和________能之间相互转化的。
【课后反思】
1. 自我评价:本节课你学会了哪些判断物体内能是否改变的方法?对于“温度高的物体内能一定大”这句话,你的理解是什么?
2. 思维拓展:在试管内装些水,用软木塞塞住,加热使水沸腾,水蒸气会把木塞冲开。在这一过程中,能量是如何转化的?木塞冲开后,试管口附近为何会出现“白气”?请用内能的知识完整解释。
3. 连接生活:航天器返回舱进入大气层时,与空气剧烈摩擦,外壳温度会急剧升高。请问这是通过哪种方式改变了返回舱的内能?这种过程中能量发生了怎样的转化?
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10.2内能 (导学案)
【学习目标】
1. 物理观念:了解内能的概念;知道内能的单位是焦耳(J),理解内能与温度的关系;知道热传递和做功是改变物体内能的两种途径。
2. 科学思维:运用类比方法(将宏观物体的动能、势能类比为分子的动能、势能)建立内能的概念;能通过分析实验现象和实例,归纳出改变内能的两种方式;能正确区分内能与机械能、温度与内能等易混淆概念。
3. 科学探究:通过演示实验(如压缩气体做功、热传递实验等)观察内能的变化;经历“从生活现象到物理概念”的探究过程,学会用转换法显示不易直接观察的物理量变化。
4. 科学态度与责任:感受物理与生活的密切联系,能用内能知识解释“钻木取火”“流星现象”等生活与自然现象;关注内能在生产生活中的应用,体会物理学的实用价值。
【学习重点】
1. 内能概念的建立。
2. 改变物体内能的两种方式——做功和热传递。
3. 内能与温度的关系。
【学习难点】内能概念的建立;做功和热传递改变内能的本质区别。
【自主预习】阅读教材,完成以下内容:
1. 构成物体的分子都在永不停息地做无规则运动,运动的物体具有动能,我们把分子因热运动而具有的动能叫做分子动能。
2. 分子之间存在着相互作用的引力和斥力,与弹簧被拉伸或压缩时产生的弹力类似,由于分子之间的相互作用而使分子具有的能叫做分子势能。
3. 内能的定义:在物理学中,把构成物体的所有分子的分子动能和分子势能的总和叫做物体的内能。
4. 内能的单位:在国际单位制中,内能的单位与功和机械能的单位相同,也是焦耳,符号是J。
5. 影响内能大小的因素:物体的内能与物体的温度有关。温度越高,分子的热运动越剧烈,内能越大;内能还与物体的质量、状态(或体积)有关。
6. 热传递改变内能:
热传递过程中,高温物体放出热量,内能减小(减少);低温物体吸收热量,内能增大(增加)。
热传递的实质是内能从高温物体转移到低温物体,是内能的转移过程。
7. 做功改变内能:
对物体做功,物体的内能增大(增加);物体对外做功,物体的内能减小(减少)。
做功改变内能的实质是其他形式能转化为内能的过程
8. 热传递和做功在改变物体的内能上是等效的。
【课堂探究】
探究一、什么是内能
【活动一】认识分子动能与分子势能
【问题情境】运动的汽车具有动能,被举高的重物具有重力势能,被压缩的弹簧具有弹性势能。那么,构成物体的分子是否也具有类似的能量?
【思考讨论】
1. 宏观物体的动能与什么因素有关?分子是否也在运动?
2. 宏观物体之间是否存在相互作用力?分子之间呢?
【知识类比】
宏观世界
微观世界
运动的物体具有动能
分子因热运动而具有分子动能
物体间因相互作用而具有势能
分子间因相互作用而具有分子势能
【结论】分子因热运动而具有的能量叫做分子动能;分子因相互作用而具有的能量叫做分子势能。两者之和就是物体的内能。
【活动二】理解内能——一切物体都具有内能
【问题情境】观察下面的两幅图片:火山喷出高温岩浆、寒冷的冰山。
【思考讨论】
1. 高温岩浆具有内能吗?为什么?
高温岩浆具有内能。因为岩浆温度很高,其分子热运动非常剧烈,所有分子的分子动能和分子势能的总和很大。
2. 冰山温度很低,它具有内能吗?为什么?
冰山具有内能。因为构成冰山的冰分子仍然在做无规则热运动,只是运动剧烈程度较低,但分子动能和分子势能的总和仍然存在。
【结论】一切物体,不论温度高低,都具有内能。因为一切物体的分子都在永不停息地做无规则运动(热运动)。
【想一想】将一定质量100℃的水变成100℃的水蒸气,内能发生变化吗?为什么?
发生变化。因为水变成水蒸气时,分子间的距离增大,分子势能增大,虽然温度不变(分子动能不变),但分子势能增大,所以内能增大(吸收热量)。
【活动三】探究影响内能大小的因素
【问题引导】
1. 同一物体,温度升高时内能如何变化?温度降低时呢?这说明内能与什么因素有关?
温度升高时内能增大,温度降低时内能减小。说明内能与温度有关(温度越高,分子热运动越剧烈,内能越大)。
2. 质量不同的同种物质,温度相同时内能是否相同?
不相同。质量大的物体所含分子数多,分子总动能大,内能大。
3. 同种物质在不同状态下(如水和冰),内能是否相同?
不相同。同种物质状态不同时,分子间距离和相互作用力不同,分子势能不同,内能不同。
【归纳总结】
影响物体内能大小的因素有:
温度:同一物体,温度越高,内能越大。
质量:同种物质,温度相同时,质量越大,内能越大。
状态:同种物质在不同状态下,内能不同(填“相同”或“不同”)。
【例题1】冰冷的冰块,温度虽然低,但是其中的水分子仍然在做___________________________,所以也具有内能。
【答案】无规则运动
【详解】略
【例题2】小梦利用几杯水进行简单的物理实验,如下图所示,四杯水中内能最大的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】对比A、B两杯水的内能,A、B两杯水的质量都是100g,B杯水的温度为60℃,高于A杯水的30℃,因此B杯水的内能大于A杯水的内能;
对比C、D两杯水的内能,C、D两杯水的质量都是200g,D杯水的温度为60℃,高于C杯水的30℃,因此D杯水的内能大于C杯水的内能;
对比B、D两杯水的内能,B、D两杯水的温度都是60℃,D杯水的质量为200g,大于B杯水的100g,因此D杯水的内能大于B杯水的内能。
内能从大到小排序应为:D > B > C > A。
故选D。
探究二、如何改变物体的内能?
【活动一】改变内能的方式——热传递
【问题情境】在寒冷的冬季,可以在身上贴“暖宝宝”取暖;发烧时,可以将“退热贴”贴在额头上进行物理降温。
【思考讨论】
1. “暖宝宝”的热量是如何传递给身体的?身体的内能如何变化?
暖宝宝放出热量,通过热传递传递给身体,身体吸收热量后内能增大,温度升高。
2. “退热贴”是如何为额头降温的?额头内能如何变化?
退热贴中的物质吸收额头传递的热量,额头放出热量,内能减小,温度降低。
【知识归纳】
1. 热传递过程中,高温物体放出热量,内能减小。
2. 低温物体吸收热量,内能增大。
3. 热传递的实质:内能从高温物体转移到温物体,是内能的转移过程。
【举例说明】生活中还有哪些利用热传递改变内能的例子?
例如:用热水袋取暖、晒太阳、烧水时水被加热、饭菜放凉等。
【活动二】改变内能的方式——做功
【实验探究】压缩气体做功
【实验目的】观察做功是否能够改变物体的内能。
【实验器材】厚壁玻璃筒、活塞、易燃粉末(如硝化棉)。
【实验步骤】
1. 将少许易燃粉末放入密闭的厚壁玻璃筒底部。
2. 快速向下按压活塞2~3次。
3. 观察玻璃筒内发生的现象。
【实验现象】玻璃筒内的易燃粉末燃烧(或发光)。
【现象分析】快速向下按压活塞,活塞对玻璃筒内的气体做功(压缩气体),气体的内能增大(增加),温度升高(上升),引燃粉末。
【实验结论】做功可以改变物体的内能。
【讨论交流】
1. “钻木取火”中,内能是如何改变的?
克服摩擦做功(机械能转化为内能),使木材温度升高,内能增大,达到着火点时燃烧。
2. 流星划过天空时为什么会燃烧发光?
流星与大气层摩擦,克服摩擦做功,机械能转化为内能,使流星温度升高,内能增大,燃烧发光。
3. 上述现象中,能量是如何转化的?
机械能转化为内能。
【问题情境】天冷时,我们可以把手放在暖手袋上取暖(热传递),也可以搓搓手取暖(做功)。
【思考讨论】
1. 两种方式都能让手暖和起来,说明它们在改变内能方面具有什么关系?
等效性——在改变物体内能方面效果相同。
2. 两种方式的本质区别是什么?
热传递是内能的转移,做功是其他形式能与内能的相互转化。
【结论】热传递和做功在改变物体的内能上是等效的。但两者的本质不同——热传递是内能的转移,做功是其他形式能转化为内能的过程。
【例题3】炎炎夏日,小红的杯子里有200克热水,口感较烫,她耐心等待水自然冷却后才喝。此过程中,水的内能_______(选填“减小”、“不变”或“增大”),水的内能是通过_______的方式改变的。
【答案】 减小 热传递
【详解】[1][2]水自然冷却后才喝,此过程中,水的温度降低,内能减小。此过程中水向外放出热量,水的内能是通过热传递的方式改变的。
【例题4】如图所示,厨师在拉面的过程中,不断地甩打面条,在此过程中面条内能______(选填“增大”或“减小”或“不变”)这是通过______的方式改变内能;而下面条时,通过______的方式将面条煮熟(最后两空均选填“做功”或“热传递”)。
【答案】 增大 做功 热传递
【详解】[1][2]做功和热传递都可以改变物体内能。厨师在拉面的过程中,不断地甩打面条,在此过程中面条被做功,内能增大,温度升高,是通过做功的方式改变内能。
[3]下面条时,面条从热水中吸收热量,温度升高,内能增大,是通过热传递的方式将面条煮熟。
【例题5】关于内能、温度和热量,以下说法正确的是( )
A.物体的内能增大,一定吸收热量
B.物体吸收热量,温度一定升高
C.内能小的物体可能将热量传递给内能大的物体
D.物体的内能可能为0
【答案】C
【详解】A.做功和热传递都可以改变物体的内能,物体的内能增大,可能是吸收了热量,也可能是外界对物体做了功,故A错误;
B.物体吸收热量,温度不一定升高,比如晶体熔化过程中吸收热量,温度不变,故B错误;
C.热传递的条件是存在温度差,热量总是由温度高的物体向温度低的物体传递,内能大小与物体的温度、质量、状态等有关,则内能小的物体温度可能高于内能大的物体,故热量可能由内能小的物体向内能大的物体传递,故C正确;
D.一切物体在任何情况下都具有内能,故物体的内能不可能为零,故D错误。
故选C。
【课堂总结】
10.2 内能
一、内能:
定义:物体内部所有分子无规则运动的动能与分子势能的总和。
普遍性:一切物体在任何情况下都具有内能。
影响因素:物体的内能与 温度、质量、体积和状态等有关。同一物体,温度升高,内能增加(增大)。
二、改变内能的两种方式:
1. 热传递:
条件:存在温度差。
实质:内能的转移。
2. 做功:
对物体做功:内能增加,机械能转化为内能。
物体对外做功:内能减少,内能转化为机械能。
实质:内能的 转化(或能量的转化)。
做功和热传递对改变内能是等效的,但实质不同。
【课堂练习】
1.火柴可以擦燃,也可以放在火上点燃。前者是用________的方法使火柴燃烧,后者是用________的方法使火柴燃烧,这两种方法改变物体内能的效果是________(选填“等效”或“不等效”)的。
【答案】 做功 热传递 等效
【详解】[1]火柴可以擦燃,将机械能转化为内能,涉及能量的转化,故是做功改变内能,使火柴燃烧。
[2]火柴也可以放在火上点燃,热量从火传递到火柴,仅仅涉及能量的转移,不涉及能量的转化,是热传递的方式改变内能,使火柴燃烧。
[3]做功和热传递都可以增加内能,也可以使内能减小,改变内能的效果是等效的。
2.完全解冻后,牛排继续吸收热量,下列说法中正确的是( )
A.温度一定升高 B.温度可能降低 C.内能一定增大 D.内能可能不变
【答案】C
【详解】完全解冻后,牛排继续吸收热量,热量是热传递过程中转移的能量,物体吸收热量,其内能一定增加,但是温度不一定升高,还可能保持不变,故ABD错误,C正确。
故选C。
3.关于内能,有以下四个观点,你认为正确的是( )
①物体温度越低,内能越小,0℃的物体没有内能
②改变物体内能的方法有很多,但本质上只有做功和热传递两种方式
③两物体相互接触时,热量总是从内能大的物体转移到内能小的物体
④一切物体都具有内能,而不一定具有机械能
A.只有 B.只有 C.只有 D.只有
【答案】D
【详解】①内能是物体内部所有分子热运动的动能和分子势能的总和。一切物体在任何温度下都具有内能,因为分子在永不停息地做无规则运动,所以0℃的物体也具有内能,故①错误;
②改变物体内能的方法有很多,比如摩擦生热、锻打物体、热传递等,但从本质上来说,只有做功和热传递两种方式。做功是其他形式的能与内能之间的相互转化,热传递是内能从高温物体转移到低温物体。故②正确;
③两物体相互接触时,发生热传递的条件是存在温度差,热量总是自发地从温度高的物体转移到温度低的物体,而不是从内能大的物体转移到内能小的物体。例如,一小杯高温水的内能可能小于一大桶低温水的内能,但热量会从高温的小杯水传递到低温的大桶水。故③错误;
④一切物体都具有内能,因为一切物体的分子都在不停地做无规则运动且分子间存在相互作用力。而机械能是物体由于机械运动而具有的能,与物体的机械运动情况有关,物体静止且处于参考平面时机械能可能为零,但内能不为零,故④正确。
综上,故D正确,ABC错误。
故选D。
4.一颗子弹射入沙袋的过程中,由于子弹与沙袋的摩擦( )
A.子弹内能增加,沙袋内能减少 B.子弹内能减少,沙袋内能增加
C.子弹内能增加,沙袋内能增加 D.子弹内能减少,沙袋内能减少
【答案】C
【详解】子弹射入沙袋的过程中,由于摩擦力的作用,子弹和沙袋之间会产生热量,这些热量会使子弹和沙袋的内能都增加。因此,子弹和沙袋的内能都会增加。故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
5.关于温度、热量和内能,下列说法正确的是( )
A.冰在熔化过程中吸收热量,温度和内能均不变
B.物体内能增加,一定是吸收了热量
C.水的温度越高,所含热量越多
D.热量可以从内能小的物体传到内能大的物体
【答案】D
【详解】A.冰是晶体,熔化过程中吸收热量,温度不变,但内能增加(因为吸热),故 A 错误;
B.物体内能增加的方式有两种:吸热或外界对物体做功(如压缩气体),并非一定是吸热,故 B 错误;
C.热量是过程量(描述 “吸收 / 放出” 的能量),不能说物体 “含有热量”,故 C 错误;
D.热量传递的条件是 “存在温度差”,与内能大小无关。例如:内能小的高温物体(如少量沸水)可以向内能大的低温物体(如大量冷水)传递热量,故D 正确。
故选 D。
6.中国面食文化源远流长。
(1)如图(a)所示是长安臊子面,据传其起源可以追溯至西周时期,与文王武王的故事有着千丝万缕的联系。煮面时,将面条放入沸水中,面条的内能会_______(选填“增加”或“减少”),最终面条与水的温度相同,它们之间_______(选填“会”或“不会”)再发生热传递。
(2)油糕是西安比较常见的特色小吃,是用油炸的一种糕点,呈椭圆形状,馅一般是红糖或者白糖,吃起来既甜又软绵,如图(b)所示是炸油糕的照片。下列说法正确的是( )
A.刚出锅的油糕很烫,是因为油糕含有的热量多
B.油糕刚入油锅时,油将温度传递给油糕
C.从油锅里捞出炸好的油糕后一段时间,油糕的内能减小
D.烧油时,油锅里的油在沸腾后温度不断上升,内能不断增大
【答案】(1) 增加 不会
(2)C
【详解】(1)[1]煮面时,面条吸收沸水的热量,内能增加。
[2]热传递的条件是存在温度差,当面条与水温度相同时,不存在温度差,便不会再发生热传递。
(2)A.热量是过程量,不能说物体含有多少热量,刚出锅的油糕很烫是因为其温度高,故A错误;
B.油糕刚入油锅时,是油将热量传递给油糕,而非温度,故B错误;
C.捞出油糕后,油糕向外界散热,内能减小,故C正确;
D.烧油时,油锅里的油在沸腾后温度保持不变,故D错误。
故选C。
7.小明在探究“内能的改变方式”时做了如图实验。
(1)烧瓶内盛少量水,给瓶内打气,在瓶塞未跳起前,瓶内气体的内能________(选填“增大”“减小”或“不变”),这是通过________(选填“热传递”或“做功”)的方式改变了瓶内气体的内能;
(2)继续打气,当瓶塞跳起时,观察到瓶口有“白雾”出现;这是因为瓶内气体对外做功后,内能________(选填“增大”“减小”或“不变”),温度________(选填“升高”“降低”或“不变”)的缘故;
(3)我们发现,用这种方式改变物体的内能时,能量是在气体内能和________能之间相互转化的。
【答案】(1) 增大 做功
(2) 减小 降低
(3)机械
【详解】(1)[1][2]给瓶内打气时,外界对瓶内气体做功,气体的内能增大,这是通过做功的方式改变内能。
(2)[1][2]瓶塞跳起时,瓶内气体对外做功,内能减小,温度降低,瓶内水蒸气遇冷液化成小水滴,形成“白雾”。
(3)做功改变内能的过程,是内能与机械能之间的相互转化(打气时机械能转化为内能,瓶塞跳起时内能转化为机械能)。
【课后反思】
1. 自我评价:本节课你学会了哪些判断物体内能是否改变的方法?对于“温度高的物体内能一定大”这句话,你的理解是什么?
2. 思维拓展:在试管内装些水,用软木塞塞住,加热使水沸腾,水蒸气会把木塞冲开。在这一过程中,能量是如何转化的?木塞冲开后,试管口附近为何会出现“白气”?请用内能的知识完整解释。
3. 连接生活:航天器返回舱进入大气层时,与空气剧烈摩擦,外壳温度会急剧升高。请问这是通过哪种方式改变了返回舱的内能?这种过程中能量发生了怎样的转化?
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