13.3 内能 学习任务单 2026-2027学年物理人教版九年级全一册

13.3 内能 学习任务单 班级：________　姓名：________　小组：________ 【学习目标】 1.（物理观念）能说出分子动能、分子势能和内能的概念，知道内能的单位是焦耳（J），能结合实例区分内能与机械能，知道任何物体都具有内能。 2.（科学思维）能通过温度、内能、热量的比较，辨析三者的特点与常用表述，会依据"取暖、加热""摩擦、压缩"等情境关键词判断改变内能的方式。 3.（科学探究与科学态度）经历压缩空气引燃脱脂棉、气体推动瓶塞等实验的观察与分析，归纳外界对物体做功、物体对外界做功时内能的变化规律，体会热传递和做功在改变物体内能上的等效性。 【课前任务】 课前任务一（体验）：使图钉温度升高的方式 把图钉按在铅笔的一端，进行如下操作（操作时要注意安全）。 (1) 将有图钉的一端浸在盛有热水的杯中。过一段时间后，用手指尖触碰一下钉帽，钉帽的温度有什么变化？________________ (2) 手握铅笔使钉帽在粗糙的硬石板上来回摩擦，然后用手指尖触碰一下钉帽，钉帽的温度有什么变化？________________ (3) 分析两次操作，你能得出怎样的结论？________________ 课前任务二（预习） 构成物质的分子在不停地做________运动，温度越高，分子热运动越________。 【课堂任务】 任务一　内能 ◆ 活动（阅读归纳） 结合课前任务的体验和教材"13.3 内能"，完成下列知识梳理。 1. 分子动能：运动的分子具有动能。构成物质的分子在不停地做热运动，温度越高，分子热运动的速度越大，分子的动能也就越________。 2. 分子势能：由于分子之间存在类似弹簧形变时的相互________，所以分子具有势能，这种势能叫作分子势能。 3. 物体的内能：构成物体的所有分子，其热运动的________与________的总和，叫作物体的内能。内能的单位是________，符号是J。 4. 对内能的理解： (1) 内能是指________的内能，不是分子的内能，单独考虑一个分子的动能和势能是没有意义的。 (2) 一个物体在任何情况下________具有内能；状态不变时，物体内能的大小由分子个数（质量决定）、________（温度决定）及________（体积决定）三个因素决定。 5. 内能与机械能的比较（将下表补充完整后记入笔记）。 比较项目 内能 机械能 定义 构成物体的所有分子，其热运动的动能与分子势能的总和 整个物体具有的动能和势能（包括重力势能和弹性势能）的总和 决定因素 分子个数（质量）、分子动能大小（温度）、分子势能（体积） 物体的质量、速度、高度和弹性形变等 ◆ 问题链 1.（例1）物理学中把"构成物体的所有分子，其热运动的动能与分子势能的总和，叫作物体的内能"。请你根据内能的概念，结合所学知识，判断下列说法正确的是(　　) A. 同一物体温度越高，但内能不一定越大 B. 同一物体温度越低，物体内能越大 C. 状态不变时，温度相同的同种物质，分子个数越多，物体内能越大 D. 状态不变时，温度相同的同种物质，分子个数越多，物体内能越小 2.（例2）下列关于内能和机械能的说法正确的是(　　) A. 静止的物体没有内能 B. 0 ℃的物体没有内能 C. 机械能大的物体其内能一定大 D. 任何状态下处于任何位置的物体都有内能 任务二　热传递和内能的改变 ◆ 活动（情境探究） 用热水袋取暖 用热水袋取暖，手逐渐感觉暖和，热水袋慢慢凉下来。在此过程中，热水袋和手之间发生热传递，试分析手、热水袋内能的变化。 我的分析：________________________________________ ◆ 问题链 1. 热传递可以改变物体的内能。发生热传递时，高温物体________热量、内能________，低温物体________热量、内能________。 2. 对热传递的理解（将"过程"一行补充完整）。 项目 内容 条件 不同物体或同一物体的不同部分之间存在温度差 方向 内能由高温物体转移到低温物体，或由同一物体的高温部分转移到低温部分 过程 高温物体________热量、内能________、温度________；低温物体________热量、内能________、温度________ 结果 不同物体或同一物体的不同部分的温度相同 3. 热传递改变物体内能的实质：________________________。 4.（例3·广东中考）古代省油灯的示意图如图所示。它下层盛水，能减慢上层油的消耗。点灯后，水在升温的过程中(　　) 古代省油灯的示意图 A. 吸热，内能增加 B. 吸热，内能减少 C. 放热，内能增加 D. 放热，内能减少 【易错警示】规避热传递理解的两个误区 (1) 在热传递过程中，能量的形式没有发生改变，只是能量发生了转移。 (2) 热量由高温物体传到低温物体，而不是由内能多的物体传到内能少的物体。 任务三　做功和内能的改变 ◆ 活动（实验探究） 实验探究一　压缩空气引燃脱脂棉 探究问题：快速压下活塞对筒内空气做功，空气的内能将如何变化？ 用活塞压缩空气的实验装置 实验设计：如图所示，在一个配有活塞的厚玻璃筒里放一小团脱脂棉，把活塞迅速压下去。 实验现象：你会观察到________________________________。 分析论证：这是因为________________________________________________。 实验探究二　气体推动瓶塞 探究问题：气体膨胀对外做功，其内能将如何变化？ 向烧瓶内打气推动瓶塞的实验装置 实验设计：如图所示，在烧瓶内盛有少量水，并盖紧瓶塞，向瓶内打气。 实验现象：当瓶塞跳起时，你会观察到____________________。 分析论证：这说明____________________________。 ◆ 问题链 1. 做功可以改变物体的内能。外界对物体做功，物体的内能________，如压缩体积、摩擦生热、锻打物体、拧弯物体等；物体对外界做功，物体的内能________，如气体体积膨胀做功等。 2. 做功的实质：内能与其他形式能的相互________。 3. 热传递和做功在改变物体内能上是________的。 4. 温度、内能、热量的比较（阅读下表，用横线在"表述"一行圈出可以和"热量"搭配的词）。 项目 温度 内能 热量 概念 表述物体的冷热程度，是内能大小的宏观表现之一 构成物体的所有分子无规则运动的动能和分子势能的总和 在热传递过程中，传递的热的多少 特点 状态量 状态量 过程量 表述 升高、降低、升高到、降低到等 具有、改变、增大、减小、变大、变小等 吸收、放出等 注意：(1) 物体吸收热量（或放出热量）时，温度不一定升高（或降低），比如晶体熔化（或凝固）过程温度不变；(2) 物体温度升高（或降低）时，其内能一定增加（或减少）。 5.（例4·福建中考）"煮"的篆体写法如图所示，表示用火烧煮食物。下列实例与"煮"在改变物体内能的方式上相同的是(　　) A. 热水暖手 B. 钻木取火 C. 搓手取暖 D. 擦燃火柴 【方法规律】改变物体内能方式的识别方法 (1) 带有"取暖""加热""遇冷""烤火""蒸煮"等词语来描述的情境，一般是通过热传递的方式来改变物体的内能的。 (2) 带有"压缩""摩擦""锻打""拧弯""钻木"等词语来描述的情境，一般是通过做功的方式来改变物体的内能的。 6.（例5）关于温度、内能、热量、功的说法正确的是(　　) A. 物体温度升高，一定吸收了热量 B. 物体温度升高，内能一定增加 C. 物体内能增加，一定是外界对它做了功 D. 物体吸收热量，温度一定升高 【易错警示】 (1) 物体内能增加，可能是从外界吸收热量，也可能是外界对物体做了功。 (2) 物体吸收热量，物体的温度可能升高，也可能不变。 综合练习 知识点一　对内能的理解 1. 关于物体的内能，下列说法正确的是(　　) A. 温度为0 ℃的物体的内能为0 B. 温度高的物体比温度低的物体内能多 C. 温度相同的两块铁，它们具有的内能相同 D. 温度和质量都相同的两杯中的水具有的内能相同 知识点二　改变物体内能方式的判断 2. 下列实例中属于通过做功改变物体内能的是(　　) A. 炉火烧水 B. 搓手取暖 C. 用暖手宝暖手 D. 热鸡蛋放在冷水中冷却 3. 如图所示，迅速压下活塞，观察到厚玻璃筒内的脱脂棉燃烧起来。关于该实验，下列说法正确的是(　　) 迅速压下活塞使脱脂棉燃烧的实验装置 A. 压下活塞的过程中，筒内气体的内能减小 B. 压下活塞的过程中，活塞的机械能转化为筒内气体的内能 C. 该实验是通过热传递的方式改变筒内气体的内能的 D. 该实验是通过做功的方式改变脱脂棉的内能的 4. 寒冷的冬天，我们可以坐在电火箱旁取暖，也可以双手相互摩擦使手发热。前者是通过________的方式改变人体内能的，后者是通过________的方式改变人体内能的。（均选填"做功"或"热传递"） 知识点三　温度、热量、内能的理解与辨析 5. 关于温度、热量和内能，下列说法正确的是(　　) A. 内能越大的物体所含有的热量一定越多 B. 温度相同的物体接触时不发生热传递 C. 热量总是从内能大的物体向内能小的物体传递 D. 同一物体温度降低，它的内能可能不变 6. 生活中的"热"含义非常丰富，有时表示温度，有时表示内能，有时还表示热量。物理学中，天气很热中的"热"是指________高；两手相互摩擦手会发热的"热"是指________增加；用小火慢慢加热中的"热"是指________。 基础巩固 7. 在运输水果等易变质产品时，经常使用保鲜冰袋，如图所示。在运输过程中，有关冰袋的说法正确的是(　　) 保鲜冰袋 A. 0 ℃的冰袋不具有内能 B. 冰袋会吸热，它的内能增大 C. 冰袋含有的热量比产品的多 D. 温度从产品传到冰袋 8. 成都火锅早在《蜀都赋》中就有记载，历史悠久。煮"火锅"过程中蕴含着丰富的科学知识，下列说法不正确的是(　　) A. 刚煮好的菜入嘴时很烫，是因为菜含有的热量多 B. 火锅香味扑鼻，是因为分子在不停地做无规则运动 C. 煮"火锅"是通过热传递的方式增加火锅的内能的 D. 煮"火锅"过程中，锅内汤吸收热量，温度可能不变 9. 2024年4月30日神舟十七号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆。返回舱在穿越大气层时，产生熊熊火焰，如图所示，其表面内能________（选填"增加"或"减小"），此过程改变内能的方式是________（选填"做功"或"热传递"）。 返回舱穿越大气层时产生熊熊火焰 10. 把图钉帽在课桌上来回摩擦几下后，图钉帽热得烫手，这是用________的方式改变了物体的内能；把一杯热水放在冰箱里，一会儿变凉了，这是用________的方式改变了物体的内能。 能力提升 11. 四个相同规格的烧杯中装着水，水量及其温度如图所示。关于四个烧杯中水的内能的大小，下列判断正确的是(　　) 四个烧杯中水的质量与温度 A. 甲烧杯中水的内能大于乙烧杯中水的内能 B. 丙烧杯中水的内能大于丁烧杯中水的内能 C. 丁烧杯中水的内能大于甲烧杯中水的内能 D. 丙烧杯中水的内能一定大于乙烧杯中水的内能 12. 如图所示，用气缸、固定隔板和活塞密闭甲、乙两部分气体，气缸和活塞均不导热，隔板导热良好。迅速将活塞向左推至图中虚线位置并固定，静置一段时间。下列说法正确的是(　　) 气缸中用固定隔板和活塞密闭的甲、乙两部分气体 A. 与推动活塞前相比，甲、乙内能均变大 B. 与推动活塞前相比，甲内能不变、乙内能变大 C. 乙内能改变的方式只有做功 D. 乙内能改变的方式只有热传递 素养创新 13. 小明同学在老师的指导下利用气压式喷雾器和数字式温度计验证做功与物体内能变化的关系，如图所示，喷雾器中装少量的水。 用气压式喷雾器验证做功与内能变化的关系（甲、乙、丙） (1) 先安装好器材，关闭喷雾器的阀门，用数字式温度计测出喷雾器内空气的温度，如图甲所示，手压活塞快速打气，如图乙所示。实验现象：________________。这个实验说明：________________________。 (2) 然后，打开喷嘴处的阀门，迅速放出喷雾器内的气体，如图丙所示，实验现象：数字式温度计示数变小。这个实验说明________________________。丙图与乙图比较，丙图中喷雾器内水的分子动能变________（选填"大"或"小"）。 (3) 甲、乙、丙图喷雾器中水的内能最大的是________。 【课后任务】 1. 知识梳理：参照"内能→内能的改变"的知识结构画一张本课思维导图：内能包括分子热运动的动能与①________的总和；改变物体内能的方式有热传递和②________，二者在改变物体内能上是③________。 2. 生活实践：找一找家中通过热传递和通过做功改变物体内能的实例各一个，写出实例并说明判断依据。 实例一（热传递）：________________________________________ 实例二（做功）：________________________________________ 【参考答案】 【课前任务】 课前任务一：(1) 钉帽的温度升高。(2) 钉帽的温度升高。(3) 热传递和做功都能改变物体的内能。 课前任务二：热；剧烈 【课堂任务】 任务一　知识梳理：1. 大　2. 作用力　3. 动能；分子势能；焦耳　4. (1) 物体　(2) 都；分子动能大小；分子势能 例1：C 解析：状态不变时，同一物体温度越高，分子热运动越快，分子动能越大，内能一定越大，A、B错误；温度相同的同种物质，分子个数越多，内能越大，C正确、D错误。故选C。 例2：D 解析：任何状态下处于任何位置的物体都有内能，静止的物体、0 ℃的物体都有内能，A、B错误；内能与机械能是两种不同形式的能，机械能大的物体其内能不一定大，C错误。故选D。 我的结论（示例）：物体的内能是构成物体的所有分子热运动的动能与分子势能的总和；任何物体在任何情况下都具有内能，内能和机械能是两种不同形式的能。 任务二　我的分析：热水袋放出热量，温度降低，内能减少；手吸收热量，温度升高，内能增加。 问题链 1. 放出；减少；吸收；增加 2. 过程一行：高温物体放出热量、内能减少、温度降低；低温物体吸收热量、内能增加、温度升高。 3. 内能发生了转移，能的形式没有改变。 例3：A 解析：点灯后，水从温度较高的部分吸收热量，水在升温的过程中吸收热量，内能增加。故选A。 我的结论（示例）：发生热传递的条件是不同物体或同一物体的不同部分之间存在温度差；热传递改变内能的实质是内能的转移，能的形式没有改变。 任务三　实验探究一：实验现象：脱脂棉燃烧起来。分析论证：活塞压缩气体做功，使空气的内能增加，温度升高，达到脱脂棉的燃点。 实验探究二：实验现象：瓶内出现白雾。分析论证：气体膨胀对外做功，内能减少，温度降低。 问题链 1. 增加；减少　2. 转化　3. 等效 例4：A 解析："煮"是用火烧煮食物，通过热传递的方式改变食物的内能；热水暖手也是通过热传递的方式改变内能，A正确；钻木取火、搓手取暖、擦燃火柴都是通过做功的方式改变内能，B、C、D错误。故选A。 例5：B 解析：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，A错误；物体温度升高，分子动能增大，内能一定增加，B正确；物体内能增加，可能是从外界吸收热量，也可能是外界对物体做了功，C错误；物体吸收热量，温度不一定升高，如晶体熔化时吸收热量但温度不变，D错误。故选B。 我的结论（示例）：外界对物体做功，物体内能增加；物体对外界做功，物体内能减少；做功的实质是内能与其他形式能的相互转化，热传递和做功在改变物体内能上是等效的。 综合练习 1～3题答案与解析： 1. D 解析：一切物体在任何情况下都具有内能，温度为0 ℃的物体的内能不为0，A错误；内能还与质量、体积有关，温度高的物体不一定比温度低的物体内能多，B错误；温度相同的两块铁，质量不一定相同，内能不一定相同，C错误；温度和质量都相同的两杯水，分子个数与分子动能都相同，具有的内能相同，D正确。故选D。 2. B 解析：搓手取暖是通过做功的方式改变内能；炉火烧水、用暖手宝暖手、热鸡蛋放在冷水中冷却都是通过热传递的方式改变内能。故选B。 3. B 解析：压下活塞的过程中，活塞对筒内气体做功，筒内气体的内能增大、温度升高，A错误；该过程中活塞的机械能转化为筒内气体的内能，B正确；该实验是通过做功的方式改变筒内气体的内能的，C错误；实验中改变的是筒内气体的内能，不是脱脂棉的内能，D错误。故选B。 4. 热传递；做功 5. B 解析：热量是热传递过程中传递的热的多少，不能说物体"含有"热量，A错误；温度相同的物体接触时不发生热传递，B正确；热量总是从高温物体传到低温物体，而不是从内能大的物体传到内能小的物体，C错误；同一物体温度降低，分子动能减小，内能一定减小，D错误。故选B。 6. 温度；内能；热量 7. B 解析：0 ℃的冰袋也具有内能，A错误；运输过程中冰袋从产品吸收热量，内能增大，B正确；热量是过程量，不能说冰袋"含有"热量，C错误；热传递中传递的是热量，不是温度，D错误。故选B。 8. A 解析：刚煮好的菜入嘴时很烫，是因为菜的温度高，热量是过程量，不能说菜"含有"的热量多，A说法不正确；B、C、D说法均正确。故选A。 9. 增加；做功 10. 做功；热传递 11. C 解析：内能的大小与物体的质量、温度、体积有关。甲、乙质量相同，乙温度高，乙的内能大于甲，A错误；丙、丁质量相同，丁温度高，丁的内能大于丙，B错误；丁的水量比甲多、温度比甲高，丁的内能大于甲，C正确；丙的水量比乙多但温度比乙低，两杯水的内能大小无法确定，D错误。故选C。 12. A 解析：迅速向左推活塞，乙气体被压缩，外界对乙做功，乙的内能增大、温度升高；隔板导热良好，乙的一部分热量传给甲，甲吸收热量内能增大；静置一段时间后，甲、乙温度相同且都高于初温，甲、乙内能均变大，A正确、B错误；乙内能的改变既有做功又有热传递，C、D错误。故选A。 13. (1) 实验现象：数字式温度计示数变大。这个实验说明：外界对物体做功，物体内能增大。(2) 这个实验说明：物体对外界做功，物体内能减小。丙图中喷雾器内水的分子动能变小。(3) 乙。 【课后任务】(示例) 1. ①分子势能　②做功　③等效的 2. 实例一（热传递）：用热水袋暖手，热量从热水袋传给手，手的内能增加，是通过热传递的方式改变内能。实例二（做功）：双手相互摩擦，克服摩擦做功，手的内能增加，是通过做功的方式改变内能。 学科网（北京）股份有限公司 $