第13、14章 内能内能的利用 知识体系构建&高频考点突破(章节拔尖攻略)-【通成学典】2026-2027学年九年级全一册物理拔尖特训(人教版·新教材)

第十三、十四章「 内能内能的利用 知识体系构建 整合章节要点，搭建框架 一定质量的某种物质，在温度升高 时吸收的热量与它的质量和升高 热传递 方向（能量的转移） 改变物 定义 的温度乘积之比 高温处→低温处 体内能 单位焦每千克摄氏度[J/(kg·℃)] 外界对物体做功， 的方式 比热容 内能增大 做功 热量计算公式Q=cm△t 物体对外界做功， (能量的转化) 水的比热容的应用 内能减少 内能 物质由分子（原子）构成；分子热运动 (分子运动越剧烈，温度越高)：分子间 与温度 分子动理论引力和斥力同时存在 温度降低，内能减少 的关系 物体内部所有分子热运动的动能和分子势 温度升高，内能增加 概念 能的总和 能量守恒定律 定义热机是利用内能做功的机械 利用气缸内燃烧的汽油 某种燃料完全燃烧放出 定义 内能的 产生高温高压的燃气来 的能量与其质量的比值 燃料 原理 利用 推动活塞做功 单位 的热值 汽油机 焦每千克，符号为J/kg 吸气 热机的 热机 压缩，做功排气 冲程 冲 冲程 冲程 Q数=qm或Qa=gV 热量的计算 效率 (V为气体的体积) 利用气缸内燃烧的柴油 柴油机原理 产生高温高压的燃气来 用来做有用功的那部 推动活塞做功 分能量与燃料完全燃 定义 能量 燃料的化学能→气体的内能→ 烧放出的能量的比值 热机 转化 机械能 的效率 W有 = 9a×100% 公式 P9高频考点突破 聚焦高频考点，各个击破 考点一分子动理论 网应练习 [解读]属于近年来中考的热，点，通常以选择题和填空 1.[2025湖南]如图所示的实验中，浓氨 题的形式考查，以自然现象或教材实验为背景命题，涉 水和无色酚酞溶液没有直接接触，但观察 到纸花变红，这一现象表明 () 及分子空间尺度、分子热运动和分子间的作用力。 滴有无色 典例1[2025重庆期末]“凉面”是部分地区夏天的 酚酞溶液 的白色纸花 特色美食，下列说法正确的是 ( 浓氨水 A.我们可以直接看到面粉分子附在面条表面上 玻璃板 B.面条之间有缝隙，说明分子间存在着空隙 A.分子间存在引力 物理（人教版）九年级全一册 C.油辣子能附着在凉面上，说明分子间存在引力 B.分子间存在斥力 D.面条掰断后不能连接上，说明分子间存在斥力 C.分子可以用肉眼观察 解析：分子非常小，人眼无法直接看到分子，所看到 D.分子在不停地做无规则运动 的是附在面条上的面粉颗粒，故A错误。面条之间 的缝隙，属于物体之间的空隙，而不能作为分子间有 空隙的证据，故B错误。油辣子能附着在凉面上，这 是分子间存在引力的缘故，故C正确。面条掰断后， 断裂处分子间距离变得很大，这时分子之间几乎没 有作用力，故D错误。 答案：C 小结 分子很小，它的直径的数量级约为10°m,分子的体 积也非常小，用肉眼看不到分子，同理分子间的间隙人眼 同样不能发现。分子间存在相互作用的引力和斥力，两个 力只有分子靠得很近时才能体现出来。 考点二物体内能的改变 对应练习 [解读]近年来在中考中出现的概率很高，通常以选 2.[2025潍坊]（多选题）如图所示，玻璃 择题和填空题的形式考查，以自然现象、生产实例或 瓶内装有少量的水，用塞子塞紧，并用气 教材实验为背景命题，判断物体内能的改变方法，分 筒向瓶内打气。当打气到一定程度时，塞 子会从瓶口跳起，同时瓶内出现大量的 析内能和机械能的转化方向，有时还会将其与物态 “白气”；这时再迅速将塞子塞上，并快速 变化等知识相关联。 向瓶内再次打气，看到“白气”很快消失。 典例2古人锻造铁器要经过加热、锻打和淬火（将 下列分析中，正确的是 热的铁器放入水中为之降温)三个过程，关于改变铁 器内能的方式，下列说法中正确的是 A.加热和锻打属于热传递，淬火属于做功 B.加热属于热传递，锻打和淬火属于做功 C.加热和淬火属于热传递，锻打属于做功 A.塞子从瓶口跳起前，瓶内气体的内能 D.加热和淬火属于做功，锻打属于热传递 减小 解析： B.塞子从瓶口跳起过程中，瓶内气体对 外做功 用铁锤锻打铁器 机械能转化为内能 做功 改变铁 C. 瓶内出现的“白气”是水蒸气 用火对铁器加热 铁器从火中吸收热量 器内能 D.再次打气时“白气”消失，发生的物态 热传递 变化是汽化 将铁器淬火 铁器向水释放热量 答案：C 第十三、十四章内能内能的利用 小结 判断改变物体内能的方式 方式 判断方法 做功 热传递 抓“实质” 能量的转化 能量的转移 “压缩” “取暖” 抓“关键词” “摩擦” “加热” “锻打” “遇冷” 考点三温度、热量和内能的辨识 网应练习 [解读]通常通过选择题进行考查，主要围绕着热 3.关于温度、热量、内能的关系，下列说 法中正确的是 () 量、热传递和内能的概念，内能与温度的关系，内能 A.物体的温度升高，内能一定增加 改变的路径等内容进行辨识。因这些概念的内涵十 B.物体的温度升高，一定是从外界吸收 分丰富，某个方面认识的微小偏差都会导致辨识的 了热量 失败，即这类题属于易错题。 C.对物体做功，其内能一定增加，温度不 典例3[2025大兴安岭]关于温度、热量和内能，下 一定升高 列说法中正确的是 D.冰熔化时吸收热量，内能增加，分子的 A.温度为0℃以下的物体不具有内能 运动越来越剧烈 B.温度高的物体，含有的热量一定多 C.物体的内能增加，可能是吸收了热 D.温度总是从高温物体传向低温物体 解析：一切物体在任何温度下都有内能，故A错误； 归纳总结 热量是热传递过程中传递热（内能）的多少，不能说 内能和温度是物体本身就具有的，热 含有或具有，故B错误；物体的内能增加，可能是吸 量伴随着热传递而存在；内能和温度都是 收了热，也可能外界对其做功，故C正确；热传递过 状态量，热量则是过程量，物体吸收热量， 内能增加，温度可能不变；物体温度升高， 程中，吸热的物体温度升高，放热的物体温度降低， 内能一定增加，可能没有吸收热量。内 即传递的是热量（内能），不是温度，故D错误。 能、温度和热量既有密切联系，又有本质 答案：C 区别。 小结 一般情况下，物体吸热时，温度升高，内能增加，增加 的内能等于吸收的热量；同理物体放热时，减少的内能等 于放出的热量。特殊情况下，物质吸热或放热过程中，虽 然温度保持不变，但是内能会随着吸热而增加、放热而减 少。例如晶体吸热熔化过程中，温度不变，内能增加。 3 物理（人教版）九年级全一册 考点四物质的比热容和热量的计算 网应练习 [解读]物质的比热容和基于比热容的计算，属于中 4.[2025淮北期中]在一个标准大气压 考必考内容之一，考查方法十分灵活，可以基于自然 下，将质量为3kg的金属块加热到490℃ 后，立即投入质量为1.5kg、温度为10℃ 现象考查比热容的应用，也可以结合图表考查比热 的冷水中，若金属块放出的热量全部被水 容的概念，还可以整合热值等知识设计综合计算。 吸收，最终水的温度升高到70℃。已知 典例4[2025成都]小雨探究液体的凝固特点：先在 c水=4.2X103J/(kg·℃)，求： 两个相同容器中分别装入初温为20℃、质量为100g (1)金属块的比热容。 的水和某液体M,再各放入一个温度传感器，然后 (2)这些热水继续吸收2.205×105J的 使它们冷却凝固。若单位时间内它们放出的热量相 热量后，水的末温。 等，用测得的数据绘出两种物质温度随时间变化的 归纳总结 图像，如图所示。已知c水=4.2×103J/(kg·℃)， ①系统与外界无热量交换： 条件 实验在标准大气压下进行，下列说法中正确的是 ②一个物体吸热，一个物体放热 高温物体放出的热量Q=cm,(G,t) 吸热 2017/G 放热 低温物体吸收的热量Qcm2(t) (t是末温，t1、t2是初温) 热平衡 当两个物体温度相同时， 方程 t2 定有Q数=Q限 t/min (典例4图) A.液体M的比热容为2.8×103J/(kg·℃) B.液体M放热能力比水放热能力强 C.在t2~t4时间段两种物质都是固液共存状态 D.从20℃刚好降到0℃时，水放出的热量小于M 放出的热量 解析：标准大气压下，水的凝固点为0℃，可以判定 图中上方的图线为水的温度随时间变化图像。0一 t2时间段内，水放出的热量Q水=c水m水△t=4.2× 103J/(kg·℃)×0.1kg×(20℃-4℃)=6720J; 这段时间内液体M放出的热量也是6720J,则液体 M的比热容ew一a.keX0-(-0C QM 6720J 2.8×103J/(kg·℃)，故A正确；由cM<c水可知液 体M放热能力比水放热能力弱，故B错误；由图像 可知，在t2~t4时间段，物质M处于疑固过程中，是 固液共存状态；在t2~t3时间段的水为液态，在t3~ 4时间段的水处于凝固过程中，是固液共存状态，故 第十三、十四章内能内能的利用 C错误；降低相同的温度，比热容大的物质放出的热 量多，即水放出的热量大于液体M放出的热量，故 D错误。 答案：A 小结 典例中通过作垂直于时间轴的直线，呈现两种物质放 出相同热量时温度变化的情况，据此比较两种物质的比热 容大小，物质M的温度变化比水大，则其比热容比水小。 如果在图中作垂直于温度轴的直线，呈现的就是两种物质 降低相同温度时放热多少的情况，放出热量多的物质比热 容大。 考点五热机冲程的识别及能量转化 可应练习 [解读]中考基础题主要涉及压缩和做功两个冲程 5.[2025兰州]课外活动中，小亮将刚喝 的辨识，以及能量转化情况。近年很多地区将其与 完水的空矿泉水瓶的瓶盖拧上但不拧紧， 生产、生活甚至科技前沿相融合，设计为中考的压 用手握住瓶子的上下两部分，用力迅速拧 成图示状态时，瓶盖被弹出并伴有爆响 轴题。 声，同时瓶口内出现白雾。关于上述过 典例5[2025镇江]下列汽油机的工作冲程中，压缩 程，下列说法中错误的是 () 冲程是 奢奢奢商 拧前 拧后 B A.矿泉水瓶被用力拧成图示形状，说明 力可以使物体发生形变 解析：判断汽油机的四个冲程，先看进气门和排气门 B.瓶盖弹出前，拧瓶子的过程与汽油机 的关闭情况，进气门打开的是吸气冲程，排气门打开 的做功冲程类似 的是排气冲程，进气门和排气门都关闭的是压缩冲 C.瓶盖被弹出时，瓶内压缩气体的内能 程或者做功冲程；活塞上行为压缩冲程和排气冲程； 转化为瓶盖的机械能 活塞下行为吸气冲程和做功冲程。 D.瓶口内出现的白雾，是水蒸气温度降 答案：B 低后液化形成的小水滴 小结 压缩冲程和做功冲程的比较 冲 程 进气门 排气门 活 塞 能量转化 压缩 关 关 向上 机械能→内能 做功 关 关 向下 内能→机械能 5 物理（人教版）九年级全一册 考点六基于热机效率的计算 网应练习 [解读]运用热机效率将机械功和热值综合，出现于 6.[2025兰州]某燃气热水器 中考压轴题的概率很高，热机效率转换成燃烧效率、 的技术参数如表所示，“额定耗 尖微 气量”的含义是热水器正常工 热电转换效率等压轴题同样备受关注。效率相关的 作1h消耗的燃气体积。 计算必须重视。 适用燃气 天然气 典例6[2025广安]小莉一家自驾出游，汽车通过一 热值 3×107J/m 条长2400m的隧道，用时120s,消耗0.1kg的汽 额定耗气量 1.8m3/h 油，汽车通过隧道牵引力做的有用功为1.38×106J。 求：（汽油的热值g=4.6×10J/kg》 燃气热水器的热效率通常指热水器有效 利用热量的效率，能效等级是根据热效率 (1)完全燃烧0.1kg汽油放出的热量。 来划分的，其中三级能效的热效率不得低 (2)汽车通过隧道发动机的效率？。 于84%，二级能效的热效率不得低于 解析：已知燃料的质量，燃料完全燃烧放出的热量根 88%,而一级能效的热效率则不得低 据Q放=mg进行计算。知道汽车牵引力做的有用 于96%。 功和消耗的燃料完全燃烧释放的热量，根据？= (1)某次洗浴，热交换器在10min内将质 W用×100%计算发动机的效率。 量为100kg的水的温度升高20℃，则该 过程中水吸收的热量为 J。[水 答案：(1)完全燃烧0.1kg汽油放出的热量Q放= 的比热容c水=4.2×103J/(kg·℃)] mq=0.1kg×4.6×107J/kg=4.6×105J。 (2)此次洗浴，燃气热水器以额定耗气量 (2)汽车通过隧道发动机的效率”= W有用X 正常工作l0min。若该过程燃气完全燃 Q放 烧，则放出的热量为 100%= 1.38×106J (3)请根据计算判断该燃气热水器的能 ×100%=30%。 4.6×105J 效等级属于 级。 小结 物体吸收热量的公式是Q吸=c(t一to);燃料完全 燃烧放出的热量的公式是Q微=mg或者Q:=Vg;机械功 的公式是W=Fs或者W=P;燃料燃烧的效率用到的公 式是？ Q题×100%：热机的效率公式是7= W有用X Q放 Q放 100%。 ]综合素养提升 强化综合运用，融会贯通 1.下列有关分子动理论的说法，正确的是 A.“破镜难重圆”是因为分子间只存在着斥力 B.扫地时尘土飞扬，说明分子在做无规则运动 C.手捏海绵，海绵的体积变小，说明分子间有间隙 D.“花气袭人知骤暖”是因为温度越高，扩散越快 6附：答案与解析 第十三、十四章内能内能的利用 [高频考点突破 ①D浓氨水具有挥发性，氨分子会不断运动，从浓氨水 中挥发出来，运动到纸花上，与纸花上的无色酚酞溶液接 触。氨分子溶于水形成氨水，氨水显碱性，使无色酚酞溶 液变红。这一现象表明分子在不停地做无规则运动，而与 分子间的引力和斥力无关，分子是肉眼看不见的微观粒 子。D正确。 2BD塞于从瓶口跳起前，用气简向瓶内打气，外界对瓶 内气体做功，瓶内气体内能增大，气压增大，故A错误。塞 子从瓶口跳起过程中，瓶内气体对塞子做功，即瓶内气体 对外做功，气体的内能转化为塞子的机械能，故B正确。 瓶内出现的“白气”是瓶内水蒸气遇冷液化形成的小水滴， 不是水蒸气，水蒸气是无色透明的气体，肉眼看不见，故C 错误。再次打气时，外界对瓶内气体做功，气体内能增大， 温度升高，使小水滴汽化为水蒸气，所以“白气”消失，发生 的物态变化是汽化，故D正确。 ③A物体的温度升高，分子运动得越剧烈，分子动能增 加，内能一定增加，故A正确：物体的温度升高，可能是吸 收了热量，也可能是外界对物体做了功，故B错误；对物体 做功，它的内能不一定增加，温度也不一定升高，例如把物 体举高而做功时，内能、温度都不变，故C错误：分子热运 动的剧烈程度与其温度有关；冰熔化时吸收热量，内能增 加，但温度不变，所以分子运动的剧烈程度不变，故D 错误。 ④解：(1)冷水吸收的热量Qs=c水m水△水=4.2× 103J/(kg·℃)×1.5kg×(70℃-10℃)=3.78×10J: 由题可知，金属块放出的热量等于水吸收的热量，即Q数= Qs=3.78×10J,根据Q数=cm△可得，金属块的比热容 Q 3.78×10J c鱼m生Y毫3kgX(490C-70C=0.3X10J/(e·℃) (2)这些热水继续吸收2.205×105J的热量，升高的温度 4灰'=Q您 2.205×105J cn水4.2×103J/(kg·℃)×1.5kg =35℃，理 论上水的末温t′=t+△t*'=70℃+35℃=105℃，因为 在一个标准大气压下水的沸点为100℃，则热水继续吸收 热量后实际末温为100℃ ⑤B矿泉水瓶在力的作用下被拧成图示形状，瓶子的形 状发生了改变，说明力可以使物体发生形变，故A正确，不 符合题意。瓶盖弹出前，拧瓶子时，瓶子体积变小，压缩瓶 内气体，是对气体做功，瓶内气体内能增大，此过程与汽油 机的压缩冲程类似，都是将机械能转化为内能；而汽油机 的做功冲程是将内能转化为机械能，故B错误，符合题意。 瓶盖被弹出时，瓶内压缩气体对瓶盖做功，将自身的内能 转化为瓶盖的机械能，使瓶盖获得动能而飞出，故C正确， 不符合题意。瓶盖被弹出时，瓶内气体对外做功，内能减 小，温度降低，瓶口处的水蒸气遇冷液化形成小水滴，从而 出现白雾现象，故D正确，不符合题意。 6(1)8.4×10(2)9×10(3)二 〔解析)(1)该过程中水吸收的热量Q=cm△t=4.2× 103J/(kg·℃)×100kg×20℃=8.4×10J。(2)此次洗 浴，燃气热水器以额定耗气量正常工作10min消耗的天然 气V=1.8mh×石h=0.3m,则该过程燃气完全燃烧 放出的热量Q数=q天然V=3×10J/m3×0.3m3=9×10J。 (③)然气热水器的熟效率y一8×10%-8，× 100%≈93.3%，故该燃气热水器的能效等级属于二级。 [综合素养提升] ①D“破镜难重圆”是因为分子间距离太大，分于间的引 力无法发挥作用，故A错误；扫地时尘土飞扬，说明尘土的 位置发生了变化，做了机械运动，不能说明分子在做无规 则运动，故B错误；手捏海绵，海绵的体积变小，说明力可 以改变物体的形状，不能说明分子间有间隙，故C错误； “花气袭人知骤暖”说明温度越高，分子无规则运动越剧烈， 扩散越快，故D正确。 ②D在“油墩子”制作过程中，通过热传递改变内能。弯 折铁丝时，对铁丝做功，机械能转化为内能，通过做功的方 式改变内能。压缩空气时，对空气做功，机械能转化为内 能，通过做功的方式改变内能。钻木取火，通过做功的方式 改变内能。加热烧杯中的水时，火焰的热量传递给水，使水 的内能增加、温度升高，这部分是热传递 ③C加热过程中，热量从发热包传递给食物，传递的不是 温度，故A错误；热量是一个过程量，热量不能用含有表 示，故B错误；食物吸收热量，内能的改变是通过热传递方 式实现的，故C正确；发热包的内能不一定比食物的内能 大，故D错误。 ④D火箭发动机使用的燃料是热值大的燃料，而非比热 容大的燃料。因为同等条件下热值大的燃料在完全燃烧 时能够释放出更多的能量，从而为火箭提供更大的推力， 53