13.3 内能（导学案） 2026-2027学年人教版九年级全一册物理

13.3 内能(导学案) 【学习目标】 1. 通过分析分子热运动的特点,了解内能的概念,知道内能是物体内所有分子热运动的动能和分子势能的总和,能区分内能、热量和温度三个概念,并能解释物体内能变化的原因。能列举内能在生活中的应用实例。 2. 通过实验观察和理论分析,理解做功和热传递是改变物体内能的两种方式,知道两种方式在改变物体内能上是等效的,培养观察能力和逻辑推理能力。 3. 在探究改变物体内能的方式的实验中,正确运用转换法和控制变量法设计实验、收集证据,并对实验现象进行分析和归纳,最终得出科学结论,培养科学探究能力。 4. 通过了解内能在生产生活中的广泛应用,以及我国在能源利用和节能减排方面的科学技术成就,增强民族自豪感和社会责任感,激发对科学的热爱,树立科技强国的远大理想,增强实现中华民族伟大复兴的使命担当。 【学习重点】 理解内能的概念及改变内能的两种方式。 【学习难点】 内能概念的理解及做功与热传递在改变内能上的等效性。 【自主预习】 阅读教材,完成以下问题: 1. 内能:物体内部所有分子热运动的 与 的总和,叫做物体的内能。内能的单位是 ,符号为 。 2. 一切物体,不论温度高低,都具有 。物体温度升高,内能 ;物体温度降低,内能 。 3. 改变物体内能的方式有 和 两种。 是能量的转化, 是能量的转移。 4. 做功改变内能的实质是 与 之间的相互转化;热传递改变内能的实质是 从 物体转移到 物体。 5. 在热传递过程中,传递的 叫做热量。物体吸收热量,内能 ;物体放出热量,内能 。 6. 做功和热传递在改变物体的内能上是 的。一个物体内能的改变,可以通过 的多少或 的多少来量度。 【合作探究】 探究一、内能的概念 1. 内能的定义 (1)现象探究 ① 如图所示,将一滴红墨水滴入一杯冷水和一杯热水中,观察扩散的快慢。 (选填“冷水”或“热水”)中红墨水扩散得更快,说明 (选填“低温”或“高温”)物体内部分子运动更剧烈。 ② 运动的物体具有 能;物体内部分子也在永不停息地做无规则运动,因此分子也具有 能。 ③ 弹簧被压缩或拉伸时具有 能;分子之间存在引力和斥力,因此分子之间也具有 能。 (2)建立概念 物体内部所有分子热运动的 和 的总和,叫做物体的内能。 内能的单位是 ,符号为 。 (3)理解内能 ① 一切物体,不论温度高低,都具有 (选填“内能”或“热量”)。因为一切物体内部的分子都在永不停息地做 运动。 ② 物体温度升高,内能 (选填“增大”或“减小”);物体温度降低,内能 (选填“增大”或“减小”)。 ③ 内能是 (选填“状态量”或“过程量”),只能说物体“具有”或“含有”内能,不能说物体“吸收”或“放出”内能。 【想一想】温度为 0 的物体有没有内能?请说明理由。 答: 。因为 。 2. 影响内能大小的因素 (1)影响因素 ① 温度:同一物体,温度越高,分子运动越 ,分子动能越 ,内能越 。 ② 质量:同种物质,温度相同时,质量越大,分子数目越 ,内能越 。 ③ 状态:同种物质,状态不同,分子间的距离和相互作用力不同,分子势能 (选填“相同”或“不同”)。 ④ 体积:对于气体,体积变化会影响分子间距离,从而影响 。 (2)内能与机械能的区别 内能 机械能 定义 物体内所有分子热运动的动能与分子势能的总和 物体作为整体所具有的 和 的总和 影响因素 、 、 、 等 、 、 、 等 存在条件 一切物体 具有 不一定具有 是否为零 (选填“可以”或“不可以”)为零 (选填“可以”或“不可以”)为零 经典例题 【例1】关于内能,下列说法正确的是( ) A.0 的物体内能为零 B.温度高的物体内能一定大 C.物体内能增大,温度一定升高 D.一切物体都具有内能 【考查角度】内能的概念及影响因素. 【解析】A.0 的物体内能不为零,分子仍在不停地做热运动,故选项A错误; B.温度高的物体内能不一定大,还与质量、状态等因素有关,故选项B错误; C.物体内能增大,温度不一定升高,如晶体熔化时内能增大但温度不变,故选项C错误; D.一切物体都具有内能,故选项D正确。 故选:D。 【答案】D 【例2】关于内能和机械能,下列说法正确的是( ) A.具有机械能的物体不一定具有内能 B.具有内能的物体不一定具有机械能 C.物体温度升高,内能一定增大,机械能也一定增大 D.物体的机械能可以为零,但内能不可能为零 【考查角度】内能与机械能的区别. 【解析】A.一切物体都具有内能,具有机械能的物体一定具有内能,故选项A错误; B.一切物体都具有内能,但物体不一定具有机械能,如静止在地面上的物体机械能为零,但具有内能,故选项B错误; C.物体温度升高,内能增大,但机械能不一定增大,故选项C错误; D.物体的机械能可以为零(如静止在地面),但内能不可能为零,故选项D正确。 故选:D。 【答案】D 探究二、改变内能的两种方式——做功 1. 做功改变物体的内能 (1)实验探究 【科学方法】转换法、观察法 实验一:压缩气体做功 ① 如图所示,在一个配有活塞的厚玻璃筒里放一小团硝化棉,把活塞迅速压下去,观察发生的现象。 实验现象: 。 现象分析:活塞压缩空气做功,空气的 增大,温度 ,达到硝化棉的燃点,硝化棉燃烧。 结论: 可以改变物体的内能。 实验二:气体膨胀做功 ② 如图所示,在试管内装些水,用橡皮塞塞住管口,加热使水沸腾,水蒸气会把橡皮塞冲出去。观察发生的现象。 实验现象:水沸腾后,水蒸气将橡皮塞 ,试管口出现 。 现象分析:水蒸气对橡皮塞 ,水蒸气的内能 ,温度 ,水蒸气 成小水滴。 结论:物体对外 ,自身内能 。 (2)做功改变内能的实质 做功改变物体的内能,实质上是 与 之间的相互转化。对物体做功, 能转化为 能,物体的内能 ;物体对外做功, 能转化为 能,物体的内能 。 (3)生活中的实例 ① 冬天搓手取暖:克服 做功, 能转化为 能,手的内能 。 ② 钻木取火:克服 做功, 能转化为 能,木头的内能 。 ③ 打气筒打气时筒壁发热:活塞压缩气体做功, 能转化为 能,气筒的内能 。 经典例题 【例1】下列事例中,通过做功改变物体内能的是( ) A.冬天用热水袋取暖 B.夏天在太阳下晒得皮肤发热 C.用燃气灶烧水,水的温度升高 D.搓手时感到手心发热 【考查角度】做功改变物体的内能. 【解析】A.冬天用热水袋取暖,是通过热传递改变内能,故选项A不符合题意; B.在太阳下晒得皮肤发热,是通过热传递改变内能,故选项B不符合题意; C.用燃气灶烧水,水吸收热量温度升高,是通过热传递改变内能,故选项C不符合题意; D.搓手时感到手心发热,是摩擦做功,机械能转化为内能,通过做功改变内能,故选项D符合题意。 故选:D。 【答案】D 【例2】如图所示,在厚玻璃筒内放一团浸有乙醚的棉花,迅速压下活塞,观察到棉花燃烧。下列说法正确的是( ) A.活塞对气体做功,气体内能减小 B.活塞对气体做功,气体内能增大 C.气体对活塞做功,气体内能增大 D.气体对活塞做功,气体内能减小 【考查角度】做功改变物体的内能. 【解析】迅速压下活塞,活塞压缩气体,活塞对气体做功,机械能转化为内能,气体的内能增大,温度升高,达到棉花的燃点使其燃烧。故B正确。 故选:B。 【答案】B 【例3】关于做功和热传递,下列说法正确的是( ) A.做功改变内能的实质是能量的转移 B.热传递改变内能的实质是能量的转化 C.做功和热传递在改变内能上是等效的 D.物体对外做功,内能一定增大 【考查角度】做功和热传递的实质与等效性. 【解析】A.做功改变内能的实质是能量的转化,不是转移,故选项A错误; B.热传递改变内能的实质是能量的转移,不是转化,故选项B错误; C.做功和热传递在改变内能上是等效的,故选项C正确; D.物体对外做功,内能减少,故选项D错误。 故选:C。 【答案】C 探究三、改变内能的两种方式——热传递及两种方式的比较 1. 热传递改变物体的内能 (1)热传递的条件和方式 ① 条件:物体之间或同一物体的不同部分之间存在 。 ② 方式:热传递的方式有 、 和 三种。 ③ 实质:热传递改变内能的实质是 从 物体(或部分)转移到 物体(或部分)。 (2)热传递与内能变化 ① 物体吸收热量,内能 (选填“增大”或“减小”),温度 (选填“一定”或“不一定”)升高。 ② 物体放出热量,内能 (选填“增大”或“减小”),温度 (选填“一定”或“不一定”)降低。 ③ 热传递过程中,传递的 叫做热量,用符号 表示。 【注意】内能的变化可以用 来量度。物体吸收了多少热量,内能就 多少;物体放出了多少热量,内能就 多少。 (3)生活中的实例 ① 烧水时,水吸收热量,内能 ,温度 。 ② 冰熔化过程中,冰 热量,内能 ,温度 。 2. 做功与热传递的比较 (1)相同点 做功和热传递在改变物体的内能上是 的。一个物体内能的改变,可以通过 的多少或 的多少来量度。 (2)不同点 做功 热传递 本质 能与 能相互转化 的转移 条件 不需要温度差 需要 结果 内能改变 内能改变 形式 压缩、摩擦、膨胀等 、 、 (3)判断下列现象中,改变内能的方式分别是什么: ① 锯木头时锯条发热: ② 太阳晒得棉被温度升高: ③ 反复弯折铁丝,铁丝弯折处发热: ④ 烧水时水变热: ⑤ 打气筒打气,筒壁发热: ⑥ 冰块在室温下熔化: 【精讲点拨】 1. 内能、热量和温度的区别与联系 (1)温度是表示物体冷热程度的物理量,是分子热运动剧烈程度的标志,是状态量。只能说“温度升高”或“温度降低”。 (2)内能是物体内所有分子热运动的动能和分子势能的总和,是状态量。只能说物体“具有”或“增大”“减小”内能。 (3)热量是热传递过程中传递的内能的多少,是过程量。只能说“吸收”或“放出”热量。 (4)三者关系: 物体温度升高,内能一定增大。 物体内能增大,温度不一定升高(如晶体熔化、液体沸腾)。 物体吸收热量,内能一定增大,但温度不一定升高。 物体温度升高,可能是吸收了热量,也可能是外界对物体做了功。 2. 改变内能两种方式的易错点 (1)做功改变内能的实质:机械能与内能之间的相互转化。对物体做功,机械能转化为内能,内能增大;物体对外做功,内能转化为机械能,内能减小。 (2)热传递改变内能的实质:内能的转移(从高温物体转移到低温物体,或从同一物体的高温部分转移到低温部分)。 (3)等效性:做功和热传递在改变物体的内能上是等效的,但本质不同。 (4)区分“对物体做功”和“物体对外做功”: 对物体做功(如压缩气体、摩擦生热):内能增大。 物体对外做功(如气体膨胀):内能减小。 3. 常见判断误区 (1)误区一:“物体温度升高,一定是吸收了热量。”(正确:物体温度升高,可能是吸收了热量,也可能是外界对物体做了功。) (2)误区二:“物体吸收热量,温度一定升高。”(正确:物体吸收热量,温度不一定升高。如晶体熔化、液体沸腾时,吸收热量但温度不变。) (3)误区三:“0 的物体没有内能。”(正确:一切物体,不论温度高低,都具有内能。0 的物体内能不为零。) (4)误区四:“热量总是从内能大的物体传递到内能小的物体。”(正确:热量总是从温度高的物体传递到温度低的物体,而不是从内能大的物体传递到内能小的物体。) 4. 内能与机械能的辨析 (1)内能是物体内部分子热运动具有的能量,与物体整体运动状态无关。 (2)机械能是物体作为整体运动具有的动能和势能,与物体内部分子热运动无关。 (3)一个物体可以同时具有内能和机械能。如飞行中的篮球,既具有机械能,也具有内能。 5. 判断内能变化的方法 (1)根据温度变化判断:温度升高,内能增大;温度降低,内能减小。 (2)根据做功情况判断:对物体做功,内能增大;物体对外做功,内能减小。 (3)根据热传递情况判断:物体吸收热量,内能增大;物体放出热量,内能减小。 【课堂练习】 一、单选题 1.(2026 江苏连云港 模拟预测)关于内能,下列说法正确的是( ) A.0 的物体没有内能 B.内能大小仅与温度有关 C.具有机械能的物体不一定有内能 D.热传递可以改变物体的内能 2.(24-25九年级上 四川广安 期末)如图所示的重庆小面是一种常见的快餐。关于煮面的过程,下列说法正确的是( ) A.烧水时,锅内的水温度升高,其内能增加 B.将常温的面条放入沸水中,面条温度升高,是通过做功的方式增加物体的内能 C.煮面时,水吸收热量,温度一定升高 D.吃面时烫嘴,说明面条所含有的热量过多 3.(24-25九年级下 陕西榆林 开学考试)“大雪”是我国传统二十四节气之一,唐代著名诗人白居易有诗“绿蚁新醅酒,红泥小火炉。晚来天欲雪,能饮一杯无?”描写诗人在一个风雪飘飞的傍晚与朋友相聚的情景,下列有关说法中正确的是( ) A.雪花飘飞说明组成物质的分子之间不存在引力 B.围在火炉旁感到温暖是因为火炉含有热量 C.围在火炉旁感到温暖是通过做功的方式改变内能 D.酒香四溢说明分子在不停地做无规则运动 4.(25-26九年级上 陕西咸阳 期末)2025年11月1日,据央视新闻报道,中国空间站迎来“厨房神器”—太空烤箱,太空烤出来的鸡翅如图所示。下列说法正确的是( ) A.鸡翅加热前的内能为零 B.通过热传递的方式改变鸡翅的内能 C.烤箱内热空气含有的热量比鸡翅多 D.烤箱内热空气将温度传到鸡翅 5.(25-26九年级上 广东东莞 期中)孝敬父母是中华民族的传统美德。如图所示,寒冷的冬天,小聪用热水为妈妈泡脚的过程中( ) A.热量由脚传递给了水 B.脚吸收了热量,温度升高 C.水的温度降低,比热容减小 D.水的温度降低,所含的热量减少 6.(25-26九年级上 江苏南京 期末)如图所示的情景中,改变内能的方式与其他三个不同的是( ) A.活塞压缩气体 B.水浴法加热 C.反复弯折铁丝 D.点火后盒盖飞出 7.(25-26九年级上 山东青岛 期中)《天工开物》中记载的用柴火灶“炒蒸油料”的情景如图,下列改变物体内能的方式与此情景相同的是( ) A.天冷时搓双手取暖 B.饮料中加冰块降温 C.划火柴点火 D.给自行车打气时气筒壁发热 8.(25-26九年级上 山西 阶段检测)在学习中我们会遇到许多课堂演示实验,在演示实验中对现象的观察十分重要。如图所示,厚壁玻璃瓶内装有少量的水,用塞子塞紧,并用气筒往瓶内打气,瓶内压强大到一定程度时,瓶塞就会跳起来。在这一实验过程中,你观察的重点是( ) A.老师的提示 B.打气的过程 C.瓶塞跳起的高度 D.瓶塞跳起的瞬间瓶口及瓶内出现的现象 9.(25-26七年级下 山东潍坊 期中)在保温瓶中装有大量的0 的小碎冰,然后放入一小块-5 的大冰块,盖好瓶盖,则( ) A.小碎冰温度升高,大冰块温度降低 B.小碎冰温度降低,大冰块温度升高 C.小碎冰温度降低,大冰块温度不变 D.一段时间后,瓶内所有冰的温度都会变为-5 10.(25-26九年级上 山东济南 期末)压缩空气蓄能电站是一种新型电能存储系统,通过压缩空气储存与释放,实现电网负荷调节。其工作原理是:利用电网用电低谷时,将剩余电力驱动电动压缩机压缩空气,将其储存在高压密封设施内;在用电高峰时释放压缩空气,驱动汽轮机带动发电机发电。下列说法正确的是( ) A.储能过程中,对空气做功,空气内能减小 B.储能过程中,电能最终转化为内能 C.释能过程中,空气膨胀对外做功,空气内能增大 D.释能过程中,内能最终全部转化为电能 11.(25-26九年级上 安徽合肥 期末)关于内能、温度和热量,下列说法正确的是:( ) A.物体吸收热量,内能一定增加,温度却不一定升高 B.物体温度升高,内能一定增加,一定是吸收了热量 C.物体的内能越大,温度越高,含有的热量越多 D.热量总是从内能大的物体传递到内能小的物体 二、多选题 12.(24-25九年级上 辽宁丹东 阶段检测)下列关于温度、热量和内能的说法中正确的是( ) A.物体温度升高,内能一定增加 B.物体放出热量时,温度一定降低 C.物体温度升高,不一定吸收了热量 D.物体内能增加时,温度一定升高 13.(25-26九年级上 山东烟台 期末)如图甲为某物质的凝固图像,以下说法正确的是( ) A.该物质为晶体,凝固点为 B.该物质在AB段的比热容比在CD段小 C.该物质在B点时的内能大于C点时的内能 D.将装有冰水混合物的试管放入正在熔化的该物质中(如图乙),试管内冰的质量减小 三、填空题 14.(25-26九年级上 广东深圳 期末)造纸术是我国古代的四大发明之一,纸的发展一定程度上反映了科学技术与社会文化的发展,为了传承造纸技术,小深同学学习体验了造纸的过程,简化流程如图: 步骤2中使树皮内能增大的方式叫做,用另一种方式改变树皮内能的过程是哪个步骤?。为了提高造纸效率,小深可以采取何种有效措施:(写出一种即可)。 四、实验题 15.(25-26九年级上 吉林长春 期中)如图所示,小特同学把一个薄壁金属管固定在支架上,管中装一些酒精,然后用软木塞塞紧,用皮条缠绕在金属管上,迅速来回拉动皮条,过一会儿会看到软木塞被顶开。根据实验现象回答下列问题: (1)来回拉动皮条,使金属管的温度升高,这是通过方式改变物体内能: (2)酒精蒸气将木塞顶开的过程,酒精蒸气的内能,转化为木塞的能; (3)酒精蒸气将木塞顶开时,管口出现的“白气”是现象(填物态变化名称)。 【归纳整理】 【课后反思】 本节课学习中,你有哪些收获,还有哪些问题? 收获: (1)我了解了内能的概念:物体内部所有分子热运动的 与 的总和。 (2)我掌握了影响内能大小的因素: 、 、 、 等。 (3)我学会了改变内能的两种方式: 和 。做功的实质是 与 的相互转化;热传递的实质是 的转移。 (4)我理解了做功和热传递在改变物体内能上是 的。 问题: (1)内能、热量和温度三个概念容易混淆,应该如何准确区分? (2)如何判断一个过程中,内能是通过做功还是热传递改变的? (3)晶体熔化和液体沸腾过程中,温度不变,内能是否变化?为什么? (4)我还想进一步了解: 。 13.3 内能(导学案) 【学习目标】 1. 通过分析分子热运动的特点,了解内能的概念,知道内能是物体内所有分子热运动的动能和分子势能的总和,能区分内能、热量和温度三个概念,并能解释物体内能变化的原因。能列举内能在生活中的应用实例。 2. 通过实验观察和理论分析,理解做功和热传递是改变物体内能的两种方式,知道两种方式在改变物体内能上是等效的,培养观察能力和逻辑推理能力。 3. 在探究改变物体内能的方式的实验中,正确运用转换法和控制变量法设计实验、收集证据,并对实验现象进行分析和归纳,最终得出科学结论,培养科学探究能力。 4. 通过了解内能在生产生活中的广泛应用,以及我国在能源利用和节能减排方面的科学技术成就,增强民族自豪感和社会责任感,激发对科学的热爱,树立科技强国的远大理想,增强实现中华民族伟大复兴的使命担当。 【学习重点】 理解内能的概念及改变内能的两种方式。 【学习难点】 内能概念的理解及做功与热传递在改变内能上的等效性。 【自主预习】 阅读教材,完成以下问题: 1. 内能:物体内部所有分子热运动的 动能 与 分子势能 的总和,叫做物体的内能。内能的单位是 焦耳,符号为 J。 2. 一切物体,不论温度高低,都具有 内能。物体温度升高,内能 增大;物体温度降低,内能 减小。 3. 改变物体内能的方式有 做功 和 热传递 两种。做功 是能量的转化,热传递 是能量的转移。 4. 做功改变内能的实质是 机械能 与 内能 之间的相互转化;热传递改变内能的实质是 内能 从 高温 物体转移到 低温 物体。 5. 在热传递过程中,传递的 能量 叫做热量。物体吸收热量,内能 增大;物体放出热量,内能 减小。 6. 做功和热传递在改变物体的内能上是 等效 的。一个物体内能的改变,可以通过 做功 的多少或 热量 的多少来量度。 【合作探究】 探究一、内能的概念 1. 内能的定义 (1)现象探究 ① 如图所示,将一滴红墨水滴入一杯冷水和一杯热水中,观察扩散的快慢。热水(选填“冷水”或“热水”)中红墨水扩散得更快,说明 高温(选填“低温”或“高温”)物体内部分子运动更剧烈。 ② 运动的物体具有 动 能;物体内部分子也在永不停息地做无规则运动,因此分子也具有 动 能。 ③ 弹簧被压缩或拉伸时具有 势 能;分子之间存在引力和斥力,因此分子之间也具有 势 能。 (2)建立概念 物体内部所有分子热运动的 动能 和 分子势能 的总和,叫做物体的内能。 内能的单位是 焦耳,符号为 J。 (3)理解内能 ① 一切物体,不论温度高低,都具有 内能(选填“内能”或“热量”)。因为一切物体内部的分子都在永不停息地做 无规则 运动。 ② 物体温度升高,内能 增大(选填“增大”或“减小”);物体温度降低,内能 减小(选填“增大”或“减小”)。 ③ 内能是 状态量(选填“状态量”或“过程量”),只能说物体“具有”或“含有”内能,不能说物体“吸收”或“放出”内能。 【想一想】温度为 0 的物体有没有内能?请说明理由。 答:有。因为 一切物体内部的分子都在永不停息地做无规则运动,因此任何物体都具有内能,0 的物体也不例外。 2. 影响内能大小的因素 (1)影响因素 ① 温度:同一物体,温度越高,分子运动越 剧烈,分子动能越 大,内能越 大。 ② 质量:同种物质,温度相同时,质量越大,分子数目越 多,内能越 大。 ③ 状态:同种物质,状态不同,分子间的距离和相互作用力不同,分子势能 不同(选填“相同”或“不同”)。 ④ 体积:对于气体,体积变化会影响分子间距离,从而影响 分子势能。 (2)内能与机械能的区别 内能 机械能 定义 物体内所有分子热运动的动能与分子势能的总和 物体作为整体所具有的 动能 和 势能 的总和 影响因素 温度、质量、状态、体积 等 质量、速度、高度、弹性形变 等 存在条件 一切物体 都 具有 不一定具有 是否为零 不可以(选填“可以”或“不可以”)为零 可以(选填“可以”或“不可以”)为零 经典例题 【例1】关于内能,下列说法正确的是( ) A.0 的物体内能为零 B.温度高的物体内能一定大 C.物体内能增大,温度一定升高 D.一切物体都具有内能 【考查角度】内能的概念及影响因素. 【解析】A.0 的物体内能不为零,分子仍在不停地做热运动,故选项A错误; B.温度高的物体内能不一定大,还与质量、状态等因素有关,故选项B错误; C.物体内能增大,温度不一定升高,如晶体熔化时内能增大但温度不变,故选项C错误; D.一切物体都具有内能,故选项D正确。 故选:D。 【答案】D 【例2】关于内能和机械能,下列说法正确的是( ) A.具有机械能的物体不一定具有内能 B.具有内能的物体不一定具有机械能 C.物体温度升高,内能一定增大,机械能也一定增大 D.物体的机械能可以为零,但内能不可能为零 【考查角度】内能与机械能的区别. 【解析】A.一切物体都具有内能,具有机械能的物体一定具有内能,故选项A错误; B.一切物体都具有内能,但物体不一定具有机械能,如静止在地面上的物体机械能为零,但具有内能,故选项B错误; C.物体温度升高,内能增大,但机械能不一定增大,故选项C错误; D.物体的机械能可以为零(如静止在地面),但内能不可能为零,故选项D正确。 故选:D。 【答案】D 探究二、改变内能的两种方式——做功 1. 做功改变物体的内能 (1)实验探究 【科学方法】转换法、观察法 实验一:压缩气体做功 ① 如图所示,在一个配有活塞的厚玻璃筒里放一小团硝化棉,把活塞迅速压下去,观察发生的现象。 实验现象:硝化棉燃烧起来。 现象分析:活塞压缩空气做功,空气的 内能 增大,温度 升高,达到硝化棉的燃点,硝化棉燃烧。 结论:做功 可以改变物体的内能。 实验二:气体膨胀做功 ② 如图所示,在试管内装些水,用橡皮塞塞住管口,加热使水沸腾,水蒸气会把橡皮塞冲出去。观察发生的现象。 实验现象:水沸腾后,水蒸气将橡皮塞 冲出去,试管口出现 白气。 现象分析:水蒸气对橡皮塞 做功,水蒸气的内能 减小,温度 降低,水蒸气 液化 成小水滴。 结论:物体对外 做功,自身内能 减小。 (2)做功改变内能的实质 做功改变物体的内能,实质上是 机械能 与 内能 之间的相互转化。对物体做功,机械 能转化为 内 能,物体的内能 增大;物体对外做功,内 能转化为 机械 能,物体的内能 减小。 (3)生活中的实例 ① 冬天搓手取暖:克服 摩擦 做功,机械 能转化为 内 能,手的内能 增大。 ② 钻木取火:克服 摩擦 做功,机械 能转化为 内 能,木头的内能 增大。 ③ 打气筒打气时筒壁发热:活塞压缩气体做功,机械 能转化为 内 能,气筒的内能 增大。 经典例题 【例1】下列事例中,通过做功改变物体内能的是( ) A.冬天用热水袋取暖 B.夏天在太阳下晒得皮肤发热 C.用燃气灶烧水,水的温度升高 D.搓手时感到手心发热 【考查角度】做功改变物体的内能. 【解析】A.冬天用热水袋取暖,是通过热传递改变内能,故选项A不符合题意; B.在太阳下晒得皮肤发热,是通过热传递改变内能,故选项B不符合题意; C.用燃气灶烧水,水吸收热量温度升高,是通过热传递改变内能,故选项C不符合题意; D.搓手时感到手心发热,是摩擦做功,机械能转化为内能,通过做功改变内能,故选项D符合题意。 故选:D。 【答案】D 【例2】如图所示,在厚玻璃筒内放一团浸有乙醚的棉花,迅速压下活塞,观察到棉花燃烧。下列说法正确的是( ) A.活塞对气体做功,气体内能减小 B.活塞对气体做功,气体内能增大 C.气体对活塞做功,气体内能增大 D.气体对活塞做功,气体内能减小 【考查角度】做功改变物体的内能. 【解析】迅速压下活塞,活塞压缩气体,活塞对气体做功,机械能转化为内能,气体的内能增大,温度升高,达到棉花的燃点使其燃烧。故B正确。 故选:B。 【答案】B 【例3】关于做功和热传递,下列说法正确的是( ) A.做功改变内能的实质是能量的转移 B.热传递改变内能的实质是能量的转化 C.做功和热传递在改变内能上是等效的 D.物体对外做功,内能一定增大 【考查角度】做功和热传递的实质与等效性. 【解析】A.做功改变内能的实质是能量的转化,不是转移,故选项A错误; B.热传递改变内能的实质是能量的转移,不是转化,故选项B错误; C.做功和热传递在改变内能上是等效的,故选项C正确; D.物体对外做功,内能减少,故选项D错误。 故选:C。 【答案】C 探究三、改变内能的两种方式——热传递及两种方式的比较 1. 热传递改变物体的内能 (1)热传递的条件和方式 ① 条件:物体之间或同一物体的不同部分之间存在 温度差。 ② 方式:热传递的方式有 传导、对流 和 辐射 三种。 ③ 实质:热传递改变内能的实质是 内能 从 高温 物体(或部分)转移到 低温 物体(或部分)。 (2)热传递与内能变化 ① 物体吸收热量,内能 增大(选填“增大”或“减小”),温度 不一定(选填“一定”或“不一定”)升高。 ② 物体放出热量,内能 减小(选填“增大”或“减小”),温度 不一定(选填“一定”或“不一定”)降低。 ③ 热传递过程中,传递的 能量 叫做热量,用符号 Q 表示。 【注意】内能的变化可以用 热量 来量度。物体吸收了多少热量,内能就 增大 多少;物体放出了多少热量,内能就 减小 多少。 (3)生活中的实例 ① 烧水时,水吸收热量,内能 增大,温度 升高。 ② 冰熔化过程中,冰 吸收 热量,内能 增大,温度 不变。 2. 做功与热传递的比较 (1)相同点 做功和热传递在改变物体的内能上是 等效 的。一个物体内能的改变,可以通过 做功 的多少或 热量 的多少来量度。 (2)不同点 做功 热传递 本质 机械 能与 内 能相互转化 内能 的转移 条件 不需要温度差 需要 温度差 结果 内能改变 内能改变 形式 压缩、摩擦、膨胀等 传导、对流、辐射 (3)判断下列现象中,改变内能的方式分别是什么: ① 锯木头时锯条发热:做功 ② 太阳晒得棉被温度升高:热传递 ③ 反复弯折铁丝,铁丝弯折处发热:做功 ④ 烧水时水变热:热传递 ⑤ 打气筒打气,筒壁发热:做功 ⑥ 冰块在室温下熔化:热传递 【精讲点拨】 1. 内能、热量和温度的区别与联系 (1)温度是表示物体冷热程度的物理量,是分子热运动剧烈程度的标志,是状态量。只能说“温度升高”或“温度降低”。 (2)内能是物体内所有分子热运动的动能和分子势能的总和,是状态量。只能说物体“具有”或“增大”“减小”内能。 (3)热量是热传递过程中传递的内能的多少,是过程量。只能说“吸收”或“放出”热量。 (4)三者关系: 物体温度升高,内能一定增大。 物体内能增大,温度不一定升高(如晶体熔化、液体沸腾)。 物体吸收热量,内能一定增大,但温度不一定升高。 物体温度升高,可能是吸收了热量,也可能是外界对物体做了功。 2. 改变内能两种方式的易错点 (1)做功改变内能的实质:机械能与内能之间的相互转化。对物体做功,机械能转化为内能,内能增大;物体对外做功,内能转化为机械能,内能减小。 (2)热传递改变内能的实质:内能的转移(从高温物体转移到低温物体,或从同一物体的高温部分转移到低温部分)。 (3)等效性:做功和热传递在改变物体的内能上是等效的,但本质不同。 (4)区分“对物体做功”和“物体对外做功”: 对物体做功(如压缩气体、摩擦生热):内能增大。 物体对外做功(如气体膨胀):内能减小。 3. 常见判断误区 (1)误区一:“物体温度升高,一定是吸收了热量。”(正确:物体温度升高,可能是吸收了热量,也可能是外界对物体做了功。) (2)误区二:“物体吸收热量,温度一定升高。”(正确:物体吸收热量,温度不一定升高。如晶体熔化、液体沸腾时,吸收热量但温度不变。) (3)误区三:“0 的物体没有内能。”(正确:一切物体,不论温度高低,都具有内能。0 的物体内能不为零。) (4)误区四:“热量总是从内能大的物体传递到内能小的物体。”(正确:热量总是从温度高的物体传递到温度低的物体,而不是从内能大的物体传递到内能小的物体。) 4. 内能与机械能的辨析 (1)内能是物体内部分子热运动具有的能量,与物体整体运动状态无关。 (2)机械能是物体作为整体运动具有的动能和势能,与物体内部分子热运动无关。 (3)一个物体可以同时具有内能和机械能。如飞行中的篮球,既具有机械能,也具有内能。 5. 判断内能变化的方法 (1)根据温度变化判断:温度升高,内能增大;温度降低,内能减小。 (2)根据做功情况判断:对物体做功,内能增大;物体对外做功,内能减小。 (3)根据热传递情况判断:物体吸收热量,内能增大;物体放出热量,内能减小。 【课堂练习】 一、单选题 1.(2026 江苏连云港 模拟预测)关于内能,下列说法正确的是( ) A.0 的物体没有内能 B.内能大小仅与温度有关 C.具有机械能的物体不一定有内能 D.热传递可以改变物体的内能 【答案】D 【详解】A.内能是物体内所有分子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,0 的物体同样有内能,故A错误; B.内能的大小与物体的质量、温度、状态、物质种类都有关,并非仅由温度决定,故B错误; C.所有物体都一定具有内能,无论物体是否具有机械能,都一定存在内能,故C错误; D.改变物体内能的两种方式是做功和热传递,热传递可以改变物体的内能,故D正确。 故选D。 2.(24-25九年级上 四川广安 期末)如图所示的重庆小面是一种常见的快餐。关于煮面的过程,下列说法正确的是( ) A.烧水时,锅内的水温度升高,其内能增加 B.将常温的面条放入沸水中,面条温度升高,是通过做功的方式增加物体的内能 C.煮面时,水吸收热量,温度一定升高 D.吃面时烫嘴,说明面条所含有的热量过多 【答案】A 【详解】A.烧水时,锅内水吸收热量,温度升高,其内能增加,故A正确; B.将常温的面条放入沸水中,面条吸收热量,内能增加,这是通过热传递的方式增加物体的内能,故B错误; C.煮面时,当水沸腾时,继续吸热,但温度保持不变,故C错误; D.热量是过程量,不能用“含有”修饰,吃面时烫嘴,说明面条的温度太高,故D错误。 故选A。 3.(24-25九年级下 陕西榆林 开学考试)“大雪”是我国传统二十四节气之一,唐代著名诗人白居易有诗“绿蚁新醅酒,红泥小火炉。晚来天欲雪,能饮一杯无?”描写诗人在一个风雪飘飞的傍晚与朋友相聚的情景,下列有关说法中正确的是( ) A.雪花飘飞说明组成物质的分子之间不存在引力 B.围在火炉旁感到温暖是因为火炉含有热量 C.围在火炉旁感到温暖是通过做功的方式改变内能 D.酒香四溢说明分子在不停地做无规则运动 【答案】D 【详解】A.分子间存在相互作用的引力和斥力,雪花飘飞属于机械运动,故A错误; B.热量是过程量,不能说含有,故B错误; C.围在火炉旁感到温暖是通过热传递的方式改变内能,故C错误; D.酒香四溢属于扩散现象,说明分子在不停地做无规则运动,故D正确。 故选D。 4.(25-26九年级上 陕西咸阳 期末)2025年11月1日,据央视新闻报道,中国空间站迎来“厨房神器”—太空烤箱,太空烤出来的鸡翅如图所示。下列说法正确的是( ) A.鸡翅加热前的内能为零 B.通过热传递的方式改变鸡翅的内能 C.烤箱内热空气含有的热量比鸡翅多 D.烤箱内热空气将温度传到鸡翅 【答案】B 【详解】A.一切物体在任何情况下都具有内能,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,所以鸡翅加热前内能不为零,故A错误 ; B.通过热传递的方式改变鸡翅的内能 热传递是由于温度差引起的热能传递现象。用太空烤箱烤鸡翅时,烤箱内的热量会从温度较高的热空气传递到温度较低的鸡翅,从而使鸡翅的内能增加,温度升高,这是通过热传递的方式改变鸡翅的内能,故B正确 ; C.烤箱内热空气含有的热量比鸡翅多 ,热量是一个过程量,它是在热传递过程中传递内能的多少,不能说物体“含有”热量,只能说“吸收”或“放出”热量,故C错误 ; D.烤箱内热空气将温度传到鸡翅 在热传递过程中,传递的是内能,而不是温度。烤箱内热空气是将内能传递给鸡翅,使鸡翅的内能增加,温度升高,故D错误 。 故选B。 5.(25-26九年级上 广东东莞 期中)孝敬父母是中华民族的传统美德。如图所示,寒冷的冬天,小聪用热水为妈妈泡脚的过程中( ) A.热量由脚传递给了水 B.脚吸收了热量,温度升高 C.水的温度降低,比热容减小 D.水的温度降低,所含的热量减少 【答案】B 【详解】A.热传递的方向是热量从高温物体传到低温物体,热水温度高,脚的温度低,所以热量是由水传递给脚,而不是脚传给水,故A错误; B.脚吸收热量,内能增加,温度升高,故B正确; C.比热容是物质的一种固有属性,只与物质的种类和状态有关,与温度无关,水的温度降低,比热容不会改变,故C错误; D.“热量”是一个过程量,只能说“吸收或放出热量”。水温度降低,是放出热量,内能减少,但不能说“含有或所含的热量”,故D错误。 故选B。 6.(25-26九年级上 江苏南京 期末)如图所示的情景中,改变内能的方式与其他三个不同的是( ) A.活塞压缩气体 B.水浴法加热 C.反复弯折铁丝 D.点火后盒盖飞出 【答案】B 【详解】活塞压缩气体,对气体做功,内能增加,通过做功的方式改变气体的内能;水浴法加热,水吸收热量,内能增加,通过热传递的方式改变水的内能;反复弯折铁丝,机械能转化为内能,通过做功的方式改变物体的内能;点火后盒盖飞出,内能转化为机械能,属于通过做功改变物体的内能。改变内能的方式与其他三个不同的是B选项,故B符合题意,ACD不符合题意。 故选B。 7.(25-26九年级上 山东青岛 期中)《天工开物》中记载的用柴火灶“炒蒸油料”的情景如图,下列改变物体内能的方式与此情景相同的是( ) A.天冷时搓双手取暖 B.饮料中加冰块降温 C.划火柴点火 D.给自行车打气时气筒壁发热 【答案】B 【详解】用柴火灶“炒蒸油料”是通过热传递的方式改变物体内能。 A.天冷时搓双手取暖是通过做功的方式改变物体内能的,故A不符合题意; B.给饮料加冰块降温是通过热传递的方式改变物体内能的,故B符合题意; C.划火柴点火是通过做功的方式改变物体内能的,故C不符合题意; D.给自行车打气时气筒壁发热是通过做功的方式改变物体内能的,故D不符合题意。 故选B。 8.(25-26九年级上 山西 阶段检测)在学习中我们会遇到许多课堂演示实验,在演示实验中对现象的观察十分重要。如图所示,厚壁玻璃瓶内装有少量的水,用塞子塞紧,并用气筒往瓶内打气,瓶内压强大到一定程度时,瓶塞就会跳起来。在这一实验过程中,你观察的重点是( ) A.老师的提示 B.打气的过程 C.瓶塞跳起的高度 D.瓶塞跳起的瞬间瓶口及瓶内出现的现象 【答案】D 【详解】本实验是研究“做功与内能改变的关系“,实验过程中,是气体对瓶塞做功,气体的内能减少,水蒸气液化成水珠,瓶口有白气生成,瓶塞的机械能由静止变运动,机械能增大,因此瓶口的“白气”和瓶塞是我们的研究对象,因此实验中,需要观察瓶塞跳起的瞬间瓶内出现的现象,故ABC不符合题意,D符合题意。 故选D。 9.(25-26七年级下 山东潍坊 期中)在保温瓶中装有大量的0 的小碎冰,然后放入一小块-5 的大冰块,盖好瓶盖,则( ) A.小碎冰温度升高,大冰块温度降低 B.小碎冰温度降低,大冰块温度升高 C.小碎冰温度降低,大冰块温度不变 D.一段时间后,瓶内所有冰的温度都会变为-5 【答案】B 【详解】0 的小碎冰和-5 的大冰块之间存在温度差,会发生热传递,热量会从温度高的0 小碎冰,传递给温度低的-5 大冰块。0 是冰的熔点,小碎冰放出热量时,温度降低,大冰块吸收热量,温度会从-5 逐渐升高。热平衡后温度在0 与-5 之间。 故选B。 10.(25-26九年级上 山东济南 期末)压缩空气蓄能电站是一种新型电能存储系统,通过压缩空气储存与释放,实现电网负荷调节。其工作原理是:利用电网用电低谷时,将剩余电力驱动电动压缩机压缩空气,将其储存在高压密封设施内;在用电高峰时释放压缩空气,驱动汽轮机带动发电机发电。下列说法正确的是( ) A.储能过程中,对空气做功,空气内能减小 B.储能过程中,电能最终转化为内能 C.释能过程中,空气膨胀对外做功,空气内能增大 D.释能过程中,内能最终全部转化为电能 【答案】B 【详解】AB.储能过程中,利用电网用电低谷时,将剩余电力驱动电动压缩机压缩空气,将其储存在高压密封设施内,对空气做功,将电能最终转化为空气的内能,空气内能增加,故A错误,B正确; C.释能过程中,空气膨胀对外做功,内能能转化为机械能,空气内能减小,故C错误; D.释能过程中,内能最终转化为电能,过程中存在一定能量损失,不可能全部转化,故D错误。 故选B。 11.(25-26九年级上 安徽合肥 期末)关于内能、温度和热量,下列说法正确的是:( ) A.物体吸收热量,内能一定增加,温度却不一定升高 B.物体温度升高,内能一定增加,一定是吸收了热量 C.物体的内能越大,温度越高,含有的热量越多 D.热量总是从内能大的物体传递到内能小的物体 【答案】A 【详解】A.改变物体内能的方式有做功和热传递。物体吸收热量,是通过热传递的方式使内能增加。但温度不一定升高,例如晶体熔化时,持续吸热,内能增加,但温度保持不变,故A正确; B.物体温度升高,内能一定增加(温度升高表明分子平均动能增大),但不一定是吸收了热量,也可能是外界对物体做功,例如摩擦生热时温度升高内能增加,故B错误; C.热量是热传递过程中传递的内能,为过程量,不能说“含有”热量;且内能大小与温度、质量、状态等有关,内能大不一定温度高,例如一大桶温水的内能可能比一小杯热水的内能大但温度低,故C错误; D.热量总是从温度高的物体传递到温度低的物体(热传递方向由温度差决定),而不是从内能大的物体到内能小的物体,例如内能大的低温物体可能向内能小的高温物体放热,故D错误。 故选A。 二、多选题 12.(24-25九年级上 辽宁丹东 阶段检测)下列关于温度、热量和内能的说法中正确的是( ) A.物体温度升高,内能一定增加 B.物体放出热量时,温度一定降低 C.物体温度升高,不一定吸收了热量 D.物体内能增加时,温度一定升高 【答案】AC 【详解】A.物体的内能与物体的温度、种类、质量、状态、体积等有关,物体温度升高,内能一定增加,故A正确; B.物体放出热量时,温度不一定降低,如晶体凝固过程中,不断释放热量,温度不变,故B错误; C.物体温度升高,内能增大,可能是外界对物体做了功,也可能吸收了热量,故C正确; D.物体内能增加时,温度不一定升高,如晶体熔化过程中,不断吸收热量,内能增大,温度不变,故D错误。 故选AC。 13.(25-26九年级上 山东烟台 期末)如图甲为某物质的凝固图像,以下说法正确的是( ) A.该物质为晶体,凝固点为 B.该物质在AB段的比热容比在CD段小 C.该物质在B点时的内能大于C点时的内能 D.将装有冰水混合物的试管放入正在熔化的该物质中(如图乙),试管内冰的质量减小 【答案】ABC 【详解】A.从图像可以看出,有一段温度不变的线段,说明该物质为晶体,在温度降为时,该物质开始凝固,凝固过程温度保持不变,故该物质的凝固点为,故A正确; B.物质在凝固过程中质量不变,由图像可知,相同时间,放出相同热量,物质在AB段降低温度大于在CD段降低温度,说明该物质在AB段的比热容比在CD段小,故B正确; C.该物质从B点到C点的过程中温度不变,但持续放出热量,内能减小,所以该物质在B点时的内能大于C点时的内能,故C正确; D.该物质的熔点为,即该物质熔化时,吸收热量,温度仍保持,故冰水混合物放入此物质中时,水会放出热量并凝固成冰,此时冰的质量会增加,故D错误。 故选ABC。 三、填空题 14.(25-26九年级上 广东深圳 期末)造纸术是我国古代的四大发明之一,纸的发展一定程度上反映了科学技术与社会文化的发展,为了传承造纸技术,小深同学学习体验了造纸的过程,简化流程如图: 步骤2中使树皮内能增大的方式叫做,用另一种方式改变树皮内能的过程是哪个步骤?。为了提高造纸效率,小深可以采取何种有效措施:(写出一种即可)。 【答案】 热传递 步骤3 见解析 【详解】[1]改变物体内能的方式有做功和热传递。步骤2中通过蒸煮使树皮变软,这是利用热传递的方式使树皮吸收热量,内能增大。 [2]做功改变物体内能是其他形式的能与内能之间的转化。步骤3把树皮捶成木浆,在捶打的过程中,对树皮做功,将机械能转化为内能,所以用做功方式改变树皮内能的过程是步骤3。 [3]从整个造纸流程来看,步骤5抄纸晾晒得到纸张,晾晒过程中水分蒸发的快慢影响造纸效率。根据影响蒸发快慢的因素(液体的温度、液体的表面积、液体表面上方空气的流动速度),可以采取提高液体温度的措施,比如在阳光充足的地方晾晒(提高水的温度,加快蒸发)。 四、实验题 15.(25-26九年级上 吉林长春 期中)如图所示,小特同学把一个薄壁金属管固定在支架上,管中装一些酒精,然后用软木塞塞紧,用皮条缠绕在金属管上,迅速来回拉动皮条,过一会儿会看到软木塞被顶开。根据实验现象回答下列问题: (1)来回拉动皮条,使金属管的温度升高,这是通过方式改变物体内能: (2)酒精蒸气将木塞顶开的过程,酒精蒸气的内能,转化为木塞的能; (3)酒精蒸气将木塞顶开时,管口出现的“白气”是现象(填物态变化名称)。 【答案】(1)做功 (2) 减小 机械 (3)液化 【详解】(1)来回拉动皮条,克服皮条与金属管之间的摩擦做功,使金属管的内能增大。 (2)[1][2]管内温度较高、压强较大的酒精蒸气对塞子施加力使塞子运动,酒精蒸气对塞子做了功,自身内能减小,减小的内能转化为塞子的机械能。 (3)管内气体对塞子做功后,自身内能减小,温度降低,酒精蒸气液化成为小液滴,就是我们看到的“白气”。 【归纳整理】 【课后反思】 本节课学习中,你有哪些收获,还有哪些问题? 收获: (1)我了解了内能的概念:物体内部所有分子热运动的 动能 与 分子势能 的总和。 (2)我掌握了影响内能大小的因素:温度、质量、状态、体积 等。 (3)我学会了改变内能的两种方式:做功 和 热传递。做功的实质是 机械能 与 内能 的相互转化;热传递的实质是 内能 的转移。 (4)我理解了做功和热传递在改变物体内能上是 等效 的。 问题: (1)内能、热量和温度三个概念容易混淆,应该如何准确区分? (2)如何判断一个过程中,内能是通过做功还是热传递改变的? (3)晶体熔化和液体沸腾过程中,温度不变,内能是否变化?为什么? (4)我还想进一步了解: 。 1 学科网(北京)股份有限公司 $