第十三章內(nèi)能單元講義20252026學(xué)年人教版物理九年級全冊知識梳理知識梳理一、分子動理論1.物質(zhì)構(gòu)成（1）物質(zhì)由大量分子/原子構(gòu)成，分子間存在空隙。（2）分子直徑數(shù)量級：1010m。2.分子熱運動（1）擴散現(xiàn)象：不同物質(zhì)相互接觸時彼此進(jìn)入對方的現(xiàn)象（如墨水在水中擴散）。（2）表明：分子在永不停息地做無規(guī)則運動（溫度越高，運動越劇烈）。（3）布朗運動間接證明分子運動。3.分子間作用力（1）引力和斥力同時存在，隨分子距離變化：當(dāng)r=r0（平衡距離）：引力=斥力。當(dāng)r>r0：引力主導(dǎo)（如拉伸物體）。當(dāng)r<r0：斥力主導(dǎo)（如壓縮物體）。（2）固體分子間距最小，氣體最大。二、內(nèi)能（熱力學(xué)能）1.定義（1）物體內(nèi)所有分子熱運動的動能和分子勢能的總和。（2）單位：焦耳（J）。2.影響因素（1）溫度：同一物體，溫度越高，內(nèi)能越大（但內(nèi)能大不一定溫度高，如熔化吸熱時內(nèi)能增加但溫度不變）。（2）質(zhì)量：同種物質(zhì)，質(zhì)量越大，內(nèi)能越大。（3）狀態(tài)：物態(tài)變化會改變分子勢能（如冰→水吸熱，內(nèi)能增加）。3.特點（1）一切物體在任何溫度下都有內(nèi)能。（2）內(nèi)能是狀態(tài)量，與機械能無關(guān)（靜止的冰塊也有內(nèi)能）。三、改變內(nèi)能的方式1.做功（1）外界對物體做功（如摩擦生熱、壓縮氣體），內(nèi)能增加；（2）物體對外做功（如氣體膨脹），內(nèi)能減少。（3）實質(zhì)：其他形式的能與內(nèi)能的相互轉(zhuǎn)化。2.熱傳遞（1）條件：存在溫度差。（2）方向：熱量從高溫物體傳遞到低溫物體。（3）方式：傳導(dǎo)（固體）、對流（流體）、輻射（真空）。（4）實質(zhì)：內(nèi)能的轉(zhuǎn)移。（5）熱量（Q）：熱傳遞中轉(zhuǎn)移內(nèi)能的多少，單位：焦耳（J）。3.等效性（1）做功和熱傳遞對改變內(nèi)能是等效的（1卡=4.2焦耳）。四、比熱容1.定義（1）單位質(zhì)量的某種物質(zhì)，溫度升高（或降低）1℃所吸收（或放出）的熱量。（2）公式：c=Q/(m·Δt)，單位：J/(kg·℃)。（3）是物質(zhì)的特性，與質(zhì)量、吸熱多少無關(guān)（如水的比熱容：4.2×103J/(kg·℃)）。2.應(yīng)用（1）解釋現(xiàn)象：沿海地區(qū)晝夜溫差小（因水的比熱容大，吸放熱慢）。（2）計算熱量：Q=cmΔt（Δt為溫度變化量）。五、熱機與能量轉(zhuǎn)化1.熱機原理（1）將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能的裝置（如汽油機、柴油機）。（2）工作循環(huán)：吸氣→壓縮（機械能→內(nèi)能）→做功（內(nèi)能→機械能）→排氣。2.熱值（1）定義：1kg燃料完全燃燒放出的熱量，單位：J/kg。（2）公式：Q=qm（q為熱值）。（3）注：熱值是燃料特性，與實際燃燒情況無關(guān)。六、易錯點1.溫度、熱量、內(nèi)能的區(qū)別：（1）溫度是狀態(tài)量，熱量是過程量，內(nèi)能是狀態(tài)量。2.熱傳遞的“終止條件”是溫度相同，不是內(nèi)能相同。3.比熱容大的物質(zhì)吸熱能力強，但溫度變化慢。附：常考公式熱量計算：Q=cmΔt熱值計算：Q=qm熱平衡方程（不計損失）：Q吸=Q放鞏固練習(xí)鞏固練習(xí)一、選擇題1．下列現(xiàn)象，可以說明構(gòu)成物質(zhì)的分子在運動的是（）A．大雪漫天飛舞 B．掃地塵土飛揚C．玫瑰花香四溢 D．病毒飛沫傳染2．下列實例中，屬于熱傳遞方式增加物體內(nèi)能的是（）A．烈日下的路面變得很燙 B．相互摩擦后手掌發(fā)熱C．鐵條經(jīng)反復(fù)錘打后升溫 D．小流星進(jìn)入大氣層時燃燒3．路邊的烤紅薯香味撲鼻，關(guān)于烤紅薯所涉及的物理知識，下列說法正確的是（）A．烤紅薯主要是通過做功的方式增加內(nèi)能B．烤紅薯香味撲鼻，說明分子不停地做無規(guī)則運動C．剛烤出爐的紅薯冒“白氣”，是因為它含有的熱量多D．烤好的紅薯放置一段時間后變涼，是因為內(nèi)能消失了4．如圖所示是用水壺?zé)_水時出現(xiàn)的場景，下列說法正確的是（）A．壺嘴冒出的“白汽”是汽化現(xiàn)象，此現(xiàn)象需要放熱B．壺嘴冒出的“白汽”是液化現(xiàn)象，此現(xiàn)象需要吸熱C．壺嘴冒出的“白汽”屬于擴散現(xiàn)象D．水沸騰時，吸收熱量，內(nèi)能增加，溫度不變5．近年來許多家庭使用電熱液體蚊香器（如圖），瓶中的炭纖維棒將瓶內(nèi)的殺蟲劑吸到棒的頂端，而發(fā)熱電阻傳遞的熱會使棒的上端溫度達(dá)到50℃左右，此時殺蟲劑蒸發(fā)得更快從而提高了驅(qū)蚊效果。以下說法正確的是（）A．蒸發(fā)是液化的一種方式B．在常溫下，炭纖維棒里的殺蟲劑分子不會運動C．殺蟲劑分子運動的快慢與溫度高低有關(guān)，50℃時殺蟲劑分子運動得最慢D．一般情況下，溫度升高汽化的速度會加快6．將質(zhì)量為m、溫度為0℃的雪(可看成是冰水混合物)投入裝有熱水的容器中，熱水的質(zhì)量為M，平衡后水溫下降了t；向容器中再投入質(zhì)量為2m上述同樣性質(zhì)的雪，平衡后容器中的水溫恰好又下降了t.則m：M為()A．1：2 B．1：3 C．1：4 D．1：57．如圖所示是唐代畫家張萱的《搗練圖》。圖中仕女用“熨斗”熨燙布匹，此過程中，改變布匹內(nèi)能的主要方式是（）A．摩擦 B．?dāng)D壓 C．熱傳遞 D．做功8．新房裝修中，越來越多的家庭選用水循環(huán)式地暖系統(tǒng)。該系統(tǒng)把水加熱后輸送到地板下的管道中，向各房間供暖。這主要利用了水的（）A．凝固點低 B．比熱容大 C．密度大 D．熱值大二、填空題9．端午節(jié)煮粽子，是通過的方式改變物體的內(nèi)能。粽子煮熟后，屋內(nèi)粽香四溢，這屬于現(xiàn)象。10．如圖是我國古代人們壓榨香油的情景。勞作中油香撲鼻，這是現(xiàn)象，說明分子在不停的做運動。11．長征二號F遙十九運載火箭以煤油、液態(tài)氫和液態(tài)氧為燃料，發(fā)射前加注燃料時，應(yīng)在（選填“低溫”或“高溫”）環(huán)境中進(jìn)行，氫在（選填“液”或“氣”）態(tài)時氫分子無規(guī)則運動更劇烈，火箭加速升空過程中，它的機械能逐漸（選填“增大”“減小”或“不變”）。12．把紅墨水分別滴入冷水和熱水中時，可以看到熱水變色比冷水變色快，說明溫度越高，分子的；酒精和水混合后總體積變小了，該現(xiàn)象說明了分子之間有；將兩個表面光滑的鉛塊相互緊壓后，發(fā)現(xiàn)它們會粘在一起，這說明分子間有力。13．彭彭一家人去吃火鍋，未到店就聞到火鍋的香味，這是現(xiàn)象。把火鍋煮開，是通過（選填“做功”或“熱傳遞”）的方式來增大火鍋的內(nèi)能。14．如圖所示為人們生活中常用的熱水瓶，其外壁采用鍍銀的雙層玻璃，并將中間抽成真空，這是為了減少.注入一定量的熱水后，立即蓋上軟木塞，軟木塞會跳起來.這一過程中瓶內(nèi)氣體的能轉(zhuǎn)化為軟木塞的機械能.三、實驗探究題15．小云同學(xué)探究“水在沸騰前后溫度變化的特點”實驗取200g水進(jìn)行。（1）圖甲所示操作中有一處明顯的錯誤是；（2）某時刻溫度計的示數(shù)如圖乙所示，此時水的溫度為℃；（3）圖丙所示的圖像可得，水加熱到第5min后水溫不變；小云為提高水的沸點，換用火力更大的酒精燈加熱，這種做法是否可行？請說明原因；（4）假如酒精燈均勻放熱，且釋放的熱量全部被水吸收，忽略沸騰前水的質(zhì)量變化以及熱量的損耗，從第5min起1分鐘內(nèi)水吸收的熱量是J.[c=4.2×103J（kg?℃）]四、計算題16．80g水溫度降低1℃所放出的熱量剛好能使1g0℃的冰熔化為水.現(xiàn)把10g0℃的冰與390g4℃的水混合，當(dāng)它們達(dá)到熱平衡時的溫度是多少?17．有一根燒紅的金屬棒，溫度是820°C，質(zhì)量是0.2kg，把它浸沒到溫度為10°C的水中，達(dá)到熱平衡時水的溫度變?yōu)?0°C，若這種金屬的比熱容為0.42×103J/kg?°C，水的比熱容為（1）金屬棒放出的熱量是多少?（2）水的質(zhì)量是多少?18．荷蘭人華倫海特引入華氏溫度.他把一定濃度的鹽水凝固時的溫度定為零華氏度，把純水凝固時的溫度定為32華氏度，把標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下水沸騰的溫度定為212華氏度，中間分為180等份，每一等份代表1華氏度.用符號F表示華氏溫度.根據(jù)上述文字，回答以下問題：（1）請寫出華氏溫度F與攝氏溫度t的轉(zhuǎn)換式.（2）求相同體積零華氏度的冰與90攝氏度的水混合后的溫度.不計整個過程的能量損失.19．質(zhì)量為5kg的酒精，溫度由60℃降低到40℃，會放出多少焦耳的熱量？若這些熱量全部被初溫為50℃，質(zhì)量為1kg的水吸收，則水的溫度會上升到多少攝氏度？[水的比熱容4.2×103J/（kg?℃），酒精的比熱容2.4×103J/（kg?℃），環(huán)境氣壓為一個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓]

答案解析部分1．【答案】C【解析】【解答】ABD．大雪飛舞、塵土飛揚、病毒飛沫傳染，運動的物質(zhì)都不是分子，是機械運動，故ABD不符合題意；C．聞到玫瑰花香，是香味分子無規(guī)則熱運動形成的，可知分子在做無規(guī)則的運動，故C符合題意。故選C。【分析】聞到氣味，是分子在不停的無規(guī)則運動；物體位置的變化，是機械運動。2．【答案】A【解析】【解答】A．烈日下路面燙，熱量從太陽傳遞給路面，通過熱傳遞改變物體的內(nèi)能，故A符合題意；BCD．手掌相互摩擦而發(fā)熱，鐵條經(jīng)錘打后升溫，流星和大氣層摩擦后燃燒，將機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，是做功改變物體的內(nèi)能，故BCD不符合題意。故選A。【分析】物體間溫度不同，通過熱傳導(dǎo)改變內(nèi)能；物體間相互摩擦，機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，是做功改變內(nèi)能。3．【答案】B【解析】【解答】A．根據(jù)題意可知，烤紅薯時，紅薯吸收火焰的熱量，則主要通過熱傳遞的方式增加內(nèi)能，故A錯誤；B．根據(jù)題意可知，烤紅薯香味撲鼻，說明分子不停地做無規(guī)則運動，故B正確；C．剛烤出爐的紅薯冒“白氣”，是因為紅薯的溫度高，周圍的水蒸氣放熱液化而成小水珠，故C錯誤；D．烤好的紅薯放置一段時間后變涼，溫度降低，內(nèi)能減小，內(nèi)能不會消失，故D錯誤。故選B?！痉治觥緼.改變物體內(nèi)能方式有兩種：做功和熱傳遞，做功的實質(zhì)是能量的轉(zhuǎn)化，熱傳遞的實質(zhì)是能量的轉(zhuǎn)移；B.分子在不停地做無規(guī)則運動；C.熱量是一個過程量，不能用含有、具有來修飾；D.一切物體都有內(nèi)能。4．【答案】D【解析】【解答】ABC．根據(jù)題意可知，“白氣”是水蒸氣從氣態(tài)變成液態(tài)發(fā)生液化形成的小水滴，屬于液化現(xiàn)象，液化需要放熱，而不是擴散現(xiàn)象，故ABC錯誤；D．水沸騰時，持續(xù)吸收熱量，溫度不變，內(nèi)能增加，故D正確。故選D?！痉治觥緼BC.根據(jù)物質(zhì)的初始態(tài)和終末態(tài)確定物態(tài)變化的名稱，以及吸熱還是放熱；D.根據(jù)熱量、內(nèi)能和溫度的關(guān)系判斷。5．【答案】D【解析】【解答】A．蒸發(fā)是汽化的一種方式，故A錯誤；B．一切物質(zhì)的分子都在不停地做無規(guī)則的運動，所以在常溫下，炭纖維棒里的殺蟲劑分子在做運動，故B錯誤；C．分子的熱運動與溫度有關(guān)，溫度越高，熱運動越劇烈，故C錯誤；D．一般情況下，溫度升高汽化的速度會加快，故D正確。故選D?！痉治觥浚?）汽化的兩種方式是蒸發(fā)和沸騰；（2）擴散現(xiàn)象表明，一切物質(zhì)的分子都在不停的做無規(guī)則運動；溫度越高，分子熱運動越劇烈；（3）加快液體蒸發(fā)的方法有：提高液體的溫度、加快液體表面空氣的流速、增大液體的表面積。6．【答案】B【解析】【解答】溫度為0℃的雪可看成是0℃的冰水混合物，設(shè)質(zhì)量為m、溫度為0℃的雪投入熱水中后，冰全部熔化成水吸收的熱量為Q冰，則質(zhì)量為2m、溫度為0℃的雪投入熱水中后，冰全部熔化成水吸收的熱量為2Q冰；由題意可知，兩次熱平衡后熱水溫度均下降了t；設(shè)質(zhì)量為m、溫度為0℃的雪與質(zhì)量為M的熱水混合達(dá)到熱平衡后的溫度為t1；根據(jù)Q=cmΔt和Q放=Q吸可得：cMt=Q冰+cm（t10），即Mt=Q冰+mt1①；由題意可知，質(zhì)量為2m、溫度為0℃的雪與質(zhì)量為（M+m）的熱水混合達(dá)到熱平衡后的溫度為（t1t）；根據(jù)Q=cmΔt和Q放=Q吸可得：c（M+m）t=2Q冰+c×2m[（t1t）0]，即Mt+3mt=2Q冰+2mt1②；由①②解得：M=3m，即m：M=1：3。故選B。【分析】溫度為0℃的雪可看成是冰水混合物，則把雪投入裝有熱水的容器中，冰會先吸熱全部熔化成0℃的水，然后再吸熱升溫；根據(jù)兩次熱傳遞過程，利用Q=cmΔt和Q放=Q吸列出關(guān)系式，然后求解方程組即可解答。7．【答案】C【解析】【解答】用“熨斗”熨燙布匹過程中，布匹吸收熱量，內(nèi)能增大，所以改變布匹內(nèi)能主要方式是熱傳遞，故C符合題意，ABD不符合題意。故選C。【分析】改變內(nèi)能的方式：做功和熱傳遞。8．【答案】B【解析】【解答】ABCD、地暖系統(tǒng)用流動的熱水供暖，是因為相同質(zhì)量的水和其他物質(zhì)相比，降低相同的溫度，由于水的比熱容較大，則水放出熱量更多，故B符合題意，ACD不符合題意。故選：B?！痉治觥克谋葻崛荽螅嗤|(zhì)量的水和其它物質(zhì)比較，升高或降低相同的溫度，水吸收或放出的熱量多；9．【答案】熱傳遞；擴散【解析】【解答】煮粽子是通過熱傳遞的方式改變物體內(nèi)能，聞到粽子味，是分子熱運動，屬于擴散現(xiàn)象?！痉治觥?、改變物體內(nèi)能的方式有做功和熱傳遞，如鉆木取火、搓手取暖屬于做功改變物體內(nèi)能，用酒精燈熱水屬于熱傳遞改變物體內(nèi)能。2、分子熱運動的特點：分子無規(guī)則運動，肉眼無法觀察，常見例子有：氣體顏色的改變，味道的擴散；且溫度越高，分子熱運動速度越快。10．【答案】擴散；無規(guī)則【解析】【解答】勞作中油香撲鼻，這是擴散現(xiàn)象，說明分子在不停的做無規(guī)則運動。故答案為：擴散；無規(guī)則?！痉治觥繑U散現(xiàn)象表明，一切物質(zhì)的分子都在不停的做無規(guī)則運動。11．【答案】低溫；氣；增大【解析】【解答】（1）發(fā)射前加注燃料時，應(yīng)該保證氧氣和氫氣都是液態(tài)，因為液態(tài)氫與液態(tài)氧的沸點較低，所以應(yīng)在低溫環(huán)境中進(jìn)行。（2）根據(jù)題意可知，氣態(tài)氫的溫度相對較高，則氫在氣態(tài)時，分子無規(guī)則運動更劇烈。（3）火箭加速升空時，質(zhì)量不變，速度增大，則動能增大；質(zhì)量不變，高度增大，則重力勢能增大。根據(jù)“機械能=動能+重力勢能”可知，神舟十九號載人飛船的機械能增加。【分析】（1）液體低于沸點為液態(tài)，高于沸點為氣態(tài)；（2）分子無規(guī)則運動的劇烈程度與溫度高低有關(guān)；（3）動能與質(zhì)量和速度有關(guān)，而重力勢能與質(zhì)量和高低有關(guān)，而“機械能=動能+重力勢能”。12．【答案】熱運動越劇烈；間隙；引力【解析】【解答】把紅墨水分別滴入冷水和熱水中時，可以看到熱水變色比冷水變色快，說明溫度越高，分子的熱運動越劇烈；酒精和水混合后總體積變小了，該現(xiàn)象說明了分子之間有間隙。將兩個表面光滑的鉛塊相互緊壓后，發(fā)現(xiàn)它們會粘在一起，這說明分子間有引力。故答案為：熱運動越劇烈；間隙；引力?！痉治觥浚?）溫度越高，分子的熱運動越劇烈；（2）分子之間有間隙；（3）分子間同時存在引力和斥力。13．【答案】擴散；熱傳遞【解析】【解答】未到火鍋店就聞到香味，是因為火鍋中的香味分子在不停地做無規(guī)則運動，通過空氣擴散到周圍環(huán)境中，使人能聞到香味，這是典型的擴散現(xiàn)象，說明了一切物質(zhì)的分子都在不停地做無規(guī)則運動。把火鍋煮開，是通過火焰或電磁爐等熱源將熱量傳遞給火鍋，使火鍋內(nèi)的湯和食材溫度升高，內(nèi)能增大，這是通過熱傳遞的方式改變物體的內(nèi)能。【分析】不同物質(zhì)互相接觸時，彼此進(jìn)入對方的現(xiàn)象叫擴散。改變物體內(nèi)能有做功和熱傳遞兩種方式。做功是其他形式的能與內(nèi)能的相互轉(zhuǎn)化，熱傳遞是內(nèi)能的轉(zhuǎn)移。14．【答案】熱量損失(或熱傳遞)；內(nèi)【解析】【解答】解：真空可以避免空氣發(fā)生對流而散失熱量，防止發(fā)生熱傳遞，減少熱量散失，起到保溫作用；瓶塞跳起來，機械能增大，這是由于暖瓶內(nèi)氣體膨脹做功造成的，水蒸氣的內(nèi)能轉(zhuǎn)化成瓶塞的機械能。故答案為：熱量損失(或熱傳遞)；內(nèi)?！痉治觥繜崴恐虚g為雙層玻璃瓶，兩層之間抽成真空，并鍍銀或鋁，真空狀態(tài)可以避免熱對流，玻璃本身是熱的不良導(dǎo)體，鍍銀的玻璃則可以將容器內(nèi)部向外輻射的熱能反射回去；瓶內(nèi)熱水蒸發(fā)產(chǎn)生大量水蒸氣，水蒸氣膨脹對瓶塞做功，內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能。15．【答案】（1）溫度計的玻璃泡碰到燒杯底（2）94（3）不可行，第5分鐘后水的溫度不變，說明達(dá)到沸點，沸點與液面氣壓有關(guān)，與熱源無關(guān)，換用火力更大的酒精燈加熱，氣壓不變，故水的沸點不變。（4）1.68×103【解析】【解答】（1）圖甲所示操作中有一處明顯的錯誤是溫度計的玻璃泡碰到燒杯底，在水的加熱過程中，熱源的溫度要高于水的溫度，容器底的溫度比待測液體的溫度要高，若溫度計的玻璃泡接觸容器底，則測量值與實際值相比會偏大；（2）溫度計讀數(shù)時先確定0℃溫度，再確定分度值進(jìn)行讀數(shù)，0℃位于該溫度計最高液柱下方，分度值為1℃，讀數(shù)應(yīng)為94℃；（3）由表中數(shù)據(jù)可知，水沸騰時，不斷吸收熱量，保持99℃不變，所以99℃是水的沸點；水的沸點與大氣壓有關(guān)，氣壓越高，沸點越高，換用火力更大的酒精燈加熱，只會縮短加熱至沸騰的時間，不會提高水的沸點，故這種方法不可行；（4）酒精燈均勻放熱，且釋放的熱量全部被水吸收，由表中數(shù)據(jù)可知，在沸騰前，1min溫度變化2℃，忽略沸騰前水的質(zhì)量變化以及熱量的損耗，加熱相同時間，水吸收相同熱量，從第5min起1分鐘內(nèi)水吸收的熱量與開始每分鐘的熱量相等，Q吸=c水mΔt=4.2×103J/（kg?℃）×0.2kg×2℃=1.68×103J?！痉治觥浚?）使用溫度計時，使溫度計的玻璃泡完全浸沒在水中且不觸碰杯底以及杯壁。（2）先觀察溫度計的分度值，再讀數(shù)。（3）根據(jù)液體沸騰的特點找到沸點：液體沸騰時不斷吸收熱量，溫度保持不變，這個不變的溫度是液體的沸點；1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下水的沸點是100℃，沸點跟氣壓有關(guān)，氣壓越高，沸點越高；（4）利用Q吸=cmΔt求1分鐘內(nèi)水吸收的熱量。16．【答案】解：1g0℃的冰熔化為水需要的熱量Q棱化則10g0℃的冰熔化為水需要的熱量Q所以熔化10g的冰時使390g4℃的水降低后的溫度t2由此可知390g4℃的水使10g0℃的冰熔化成0℃的水時，390g的水降低后的溫度為1.95℃，則它們在一起混合時根據(jù)熱平衡方程得：cm1t'?解得：t'【解析】【分析】（1）根據(jù)80克水溫度降低1℃所放出的熱量剛好能使1克0℃的冰熔解為水利用放熱公式求出1克0℃的冰熔解為水所需要的熱量；據(jù)此可知10克0℃的冰熔解為水所需的熱量，然后比較這個熱量會將390克4℃的水降低多少；（2）然后根據(jù)熱平衡方程求出390克降低后的水和10克0℃的水混合后的溫度即可。17．【答案】（1）解：根據(jù)題意可知，金屬棒放出的熱量為Q放=cmΔ（2）解：不計熱損失，則Q吸那么水的質(zhì)量為：m水答：水的質(zhì)量是1.6kg?！窘馕觥俊痉治觥浚?）知道金屬棒的質(zhì)量、初溫、末溫和比熱容，根據(jù)Q放=cm（t0t）求出金屬棒放出的熱量；（2）不