第十三章 内能—2022-2023年九年级物理单元复习精讲（人教版）(无答案)

考点1：分子热运动
1．分子动理论的内容
① 常见的物质是由大量的 、 构成的；
② 物质内的分子在 地做热运动；
③ 分子之间存在 和 。
2．分子间存在 ：水和酒精混合后体积减小，说明了分子间存在间隙。
（1）固体和液体难压缩，说明组成固体和液体的分子间距较小。
（2）气体很容易被压缩，说明组成气体的分子间距较大。
3．扩散现象
① 定义：不同的物质在互相接触时彼此进入对方的现象，叫做扩散。
② 扩散现象表明：一切物质的分子都在不停地作无规则的运动，同时还说明分子之间有间隙。
③ 扩散现象是由于分子不停地运动形成的，并不是在宏观力的作用下发生的，分子的运动是分子自身具有的特性，与外界的作用无关。
拓展：从气体、液体和固体的扩散速度可知，气体分子的无规则运动最剧烈，固体分子的无规则运动最不剧烈，液体分子无规则运动的剧烈程度在气体和固体之间。
4．分子的热运动
① 定义：一切物质的分子都在 的运动。这种无规则运动叫做分子的热运动。
② 温度越高，物质的扩散越快，分子运动越剧烈。
注意：任何温度下，构成物质的分子都在不停的做无规则运动，仅是运动速度不同而已。不能错误的认为0℃以下的物质分子不会运动。
③分子运动越剧烈，物体温度越高。
5．分子间存在着引力和斥力的现象
① 说明分子间存在引力的现象有：很多物体有一定的形状；在荷叶上，两滴水靠近时可自动合并为一滴水；固体很难被拉断；两块底面磨平的铅块相互紧压后会结合在一起等。
② 说明分子间存在斥力的现象有：物体不能被压缩到无限小，固体和液体很难被压缩。
③ 值得注意的是分子间的引力和斥力的作用范围是很小的，只有分子彼此靠得很近时才能产生，分子间的距离太大时，分子间的作用力就十分微弱甚至为零。破镜难以重圆的原因。
④ 不同物质分子间的引力和斥力也不一样。
【典例分析】
【例1】（2022·河北·涿州市双语学校九年级期末）5月31日是“世界无烟日”，很多公共场所贴了如图所示的标志，这主要是考虑到在空气不流通的房间里，只要有一个人吸烟，整个房间就会充满烟味，这是因为（ ）
A．物质是分子组成的 B．分子间有引力
C．分子间有斥力 D．分子在不停地运动
【例2】（2022·广东·平远县平远中学九年级期末）图甲所示实验现象说明分子间存在_______；图乙所示实验，热水中的墨水更快“散开”，说明______越高，分子热运动越剧烈；图丙装置演示气体扩散现象，其中一瓶装有密度比空气大的红棕色二氧化氮气体，另一瓶装有空气，为了更好地证明是因为气体分子热运动，导致扩散现象发生，装二氧化氮气体的应是______瓶（选填“A”或“B”）。
考查的重点是分子热运动的基本内容.
① 扩散现象说明一切物质的分子都在不停地做无规则运动;同时也说明了分子间存在间隙；
② 分子间同时存在着相互作用的引力和斥力；
③ 分子运动的快慢与温度有关，温度越高，分子运动越剧烈。
1．（2022·云南大理·九年级期末）关于分子的热运动，下列说法中正确的是（　　）
A．打扫卫生时，看到灰尘在空中飞舞，说明分子在永不停息地做无规则运动
B．用免洗手消毒凝胶消毒时闻到酒精味，说明分子在永不停息地做无规则运动
C．酒精和水混合后，体积减小的实验，说明分子间有引力
D．堆在墙角的煤会使墙体内部变黑，说明分子间有引力
2．（2022·云南文山·九年级期末）从物理学角度，对下列自然现象的解读，正确的是（　　）
A．“阳春三月，鸟语花香”：属于扩散现象，温度高时，分子才会做无规则运动
B．“夏荷轻摇，珠露合聚”：露珠聚在一起，说明分子间存在引力
C．“秋高气爽，落叶飘扬”：分子在不停地做无规则运动
D．“数九严冬，银装素裹”：积雪间存在孔洞，说明分子间存在间隙
3．（2022·辽宁阜新·九年级期末）新冠疫情尚未结束，防控决不能掉以轻心，每个人都要有自我防控意识。在电子显微镜下看到的新型冠状病毒一般呈球形，直径在75~160nm之间，主要通过飞沫传播，下列说法正确的是（　　）
A．病毒分子也可以用肉眼直接看到
B．温度越高构成新型冠状病毒的分子无规则运动越剧烈
C．新型冠状病毒随飞沫传播是一种分子运动
D．健康人佩戴口罩可防止感染，是因为口罩材料的分子之间没有空隙
4．（2022·广东韶关·九年级期末）如图所示为分子间作用力与距离关系的图像，r0表示引力和斥力大小相等时分子间的距离，F斥表示斥力曲线，F引表示引力曲线，F表示合力曲线。当r＞r0时，分子间的作用力表现为______。固体和液体很难被压缩，说明分子之间存在______，分子间的F斥和F引，都随r的增大而______。
5．（2022·江西抚州·九年级期末）宋代王安石《梅花》中有诗句“遥知不是雪，为有暗香来”。淡淡花香飘散在空气中，这是______现象，说明了分子在不停地______。
6．（2022·江西上饶·九年级期末）金秋的校园里，能闻到阵阵的桂花香，这是一种_______现象；当天气晴朗气温高时，我们闻到的桂花香味更浓，是因为温度越高，分子运动越______（选填“剧烈”或“缓慢”）。
7．（2022·河北·青县教育局教研室九年级期末）端午节，妈妈煮茶叶蛋时小宇闻到浓郁的茶叶蛋香味，这是属于______现象，煮茶叶蛋要比腌蛋时咸得快，这是由于______：清晨荷叶上的两颗露珠接触后成为了更大的一颗水珠，表明分子之间存在______。
考点2：内能
1．物体的内能：
（1）定义：构成物体的所有分子，其热运动的 与分子 的总和，叫做物体的内能。
（2）单位：焦耳（J），各种形式能量的单位都是焦耳。
2．影响物体内能大小的因素
决定因素 物体内能大小的解释
物体的质量 它反映了物体内部分子数的多少。在其他条件相同的情况下，分子数目越多，分子动能和分子势能的总和越大。例如同样是20℃的一桶水和一杯水，一桶水的内能就比一杯水的内能大的多。所以，同温度、同物态、同一种物质组成的物体的内能与它的质量有关，质量越大，内能就越大；质量越小，内能就越小
物体的温度 它一方面反映了物体内部分子运动的剧烈程度，温度越高，分子平均速度越大，分子动能就越大。另一方面，对于固体和液体，分子平均速度越大，分子偏离平衡位置的距离也越大，也就是热胀冷缩现象，此时物体体积变大，分子势能也变大。所以物体的温度越高，内能越大。
物体的体积 它反映了分子间平均距离的大小，因此分子间距离的大小变化引起分子力大小的变化，从而影响到分子势能的大小，也影响了物体内能的大小。
物质的种类 因为不同物质的分子大小、结构不同，分子间作用力也不同，在温度相同时，它们的分子动能、分子势能也不相同。
物体的物态 物体的物态不同，其分子间的距离不同，相互作用力也不同，分子势能就会不同。因此，物体的物态不同，其内能也不同。例如，100g0℃的冰与100g0℃的水比较，冰熔化成水时需吸收热量，故水的内能更大
3．热传递和做功的区别
实质 条件 方式（方法） 举例
热传递 内能的转移过程 不同的物体或物体的不同部分之间存在温度差 热传导、热对流、热辐射 烧红的铁块放入冷水中，内能从高温铁块转移到低温的水，铁块的内能减少，水的内能增加
做功 其他形式的能与内能之间的相互转化过程 外界对物体做功，物体的内能增加 压缩体积、摩擦生热、锻打物体、拧弯物体 打气筒打气、钻木取火、来回多次弯折细金属丝
物体对外界做功，物体的内能减少 体积膨胀等 装着开水的暖水瓶内的水蒸气将瓶盖顶起来，水蒸气的内能减少
4．温度、热量、内能是热学中的三个基本物理量，应正确理解三者之间的区别与联系。
温度 热量 内能
定义不同 宏观上：表示物体的冷热程度。微观上：反应物体内大量分子无规则运动的剧烈程度 在热传递过程中，传递能量的多少 构成物体的所有分子，其热运动的动能与分子势能的总和
量的性质 状态量 过程量 状态量
表述 可以用“降低”“升高”“降低到”“升高到”“是”等表述 可以用“吸收”或“放出”等表述 可以用“有”“具有”“改变”“增加”“减少”等表述
单位 摄氏度（℃） 焦耳（J） 焦耳（J）
关系 热传递可以改变物体的内能，使其内能增加或减少，但温度不一定改变（如晶体的熔化、凝固过程），即物体吸热，内能会增加，物体放热，内能会减少，但物体的温度不一定发生改变
【典例分析】
【例1】（2022·广东肇庆·九年级期末）以下关于改变物体内能的方式与其他三项不同的是（　　）
A．脚冷时跺跺脚，会让脚不感到冷
B．冬天我们会把手揣到怀里取暖
C．冷的时候，我们会不自觉地到太阳下晒晒取暖
D．手被热水烫到，马上放到冷水里会舒服些
【例2】关于内能，下列说法正确的是（ ）
A．0℃的物体没有内能
B．温度高的物体比温度低的物体具有的内能一定多
C．内能可以转化为其他形式的能
D．物体内能减小，一定是对外做了功
【例3】（2022·广东·平远县平远中学九年级期末）下列关于温度、热量、内能的说法正确的是（　　）
A．0℃的冰变成0℃的水，温度不变，内能不变
B．温度越高的物体所含的热量越多
C．物体吸收了热量，它的温度一定会升高
D．物体温度升高了，它的内能一定增加
一切物体在任何温度、任何状态下都有内能.
改变物体内能的方法有两种:一是做功,二是热传递.两种方式在改变物体内能上是等效的.
热传递的条件:物体之间存在着温度差.
热传递是传递热量,而不是传递温度,更不是传递某种物质;热传递是把热量由温度高的物体传递给温度低的物体,不是由内能多的物体传递给内能少的物体.
与内能有关的因素:温度(影响分子无规则运动的剧烈程度)、质量(影响分子个数)、体积和状态(影响分子势能).
1．（2022·河北张家口·九年级期末）如图现象中，通过热传递来改变内能的是（ ）
A．给冷水加热 B．压缩空气温度升高
C．下滑时臀部发热 D．搓手取暖
2．（2022·广东·东莞市光明中学九年级期末）关于温度、比热容、热量、内能，以下说法正确的是（　　）
A．物体温度越高，含有的热量越多
B．一个物体吸收了热量，它的温度一定会升高
C．一个物体温度升高了，它的一定内能增加
D．0℃的冰块，其内能为零
3．（2022·云南昭通·九年级期末）关于温度 内能和热量的说法错误的是（ ）
A．0℃的冰也具有内能
B．物体放出热量，温度不一定降低
C．温度高的物体，内能一定大
D．物体对外做功，内能可能减小
4．（2022·云南文山·九年级期末）下列关于温度、内能、热量说法正确的是（　　）
A．物体内能减少时，一定是对外做功 B．物体吸收了热量，温度可能不变
C．物体温度升高，一定是吸收了热量 D．温度为的物体没有内能
5．（2022·江西上饶·九年级期末）冬天晚上睡觉前打盆热水泡泡脚，既卫生又使脚舒适暖和，脚的内能是通过______的方式改变的；游乐园的小朋友从滑梯上向下滑的过程中臀部有灼热感，这是通过______的方式来改变内能的。
6．（2022·河北张家口·九年级期末）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，玻璃筒内空气的内能 _____（选填“增加”或“减少”），温度升高，这是通过 _____的方式改变物体的内能。
7．（2022·云南玉溪·九年级期末）如图所示，放在热汤中的金属勺子很快变得烫手，金属勺子的内能 _____（选填“减小”“不变”或“增加”），这是通过 _____改变了它的内能。
考点3：实验探究
1．实验探究：不同物质的吸（放）热本领探究
①设计实验：在比较不同物质吸热的情况时可以采取以下两种方法：
a、选取质量相同的不同物质，让他们吸收相同的热量，比较它们升高的温度，温度升高少的物质吸热本领强；b、选取质量相同的不同物质，使它们升高相同的温度，比较他们吸收热量的多少，吸收热量多的物质吸热本领强。
②实验器材及需要测量的物理量
实验器材：相同规格的电加热器、烧杯、温度计、天平、停表、水、煤油等
实验需要测量的物理量：
a、用温度计测水和煤油的初温t0、末温t末；
b、用天评测水和煤油的质量m；
c、用停表记录加热时间t。
③实验记录表格
物质 质量m/kg 初温t0/℃ 末温t末/℃ 升高的温度△t/℃ 加热时间t/min
水
煤油
④实验过程
实验装置如图所示，取两只相同的烧杯分别装入500g水和500g煤油，他们的初温都与室温相同，用相同的电加热器加热。
a、对水和煤油加热相同的时间，观察并读出温度计的示数；
b、让水和煤油升高相同的温度，记录并比较加热时间。
⑤分析论证：给质量、初温相同的水和煤油加热，是他们吸收相同的热量（加热时间相同），煤油的温度升的比水高；使它们升高相同的温度，对水加热的时间更长一些，表明水与煤油的吸热本领不同。
⑥探究归纳：质量相等的不同物质，升高相同的温度，吸收的热量不同；质量相等的不同物质，吸收相同的热量，升高的温度不同。实验说明不同种类的物质吸热的本领不同。
2．【注意】：（1）试验中水和煤油的质量相同，而非体积相同。
（2）电加热器要放在烧杯底部，以使整杯水或煤油受热均匀。
（3）温度计的玻璃泡高度适当，全部浸入液体中且玻璃泡不能碰到容器底、容器壁和电加热器。
（4）为了使探究结论具有普遍性，可以让几个小组选用不同的液体进行试验，这样可以减小实验中偶然因素造成的误差，使实验结论更具有普遍意义。
【典例分析】
【例1】（2022·广东韶关·九年级期末）小红用如图所示，实验装置探究水和煤油比热容的大小。在两个相同的烧杯中加入初温相同和质量相同的水和煤油，用两个相同的酒精灯同时进行加热，并用玻璃棒不断搅拌，每隔一分钟记录一次温度，记录的数据如下表。
加热时间/min 0 1 2 3 4
温度/℃ 煤油 20 22 24 26 28
水 20 21 22 23 24
（1）实验中用玻璃棒不断搅拌，目的是让液体_______； .
（2）加热过程中，水和煤油吸热的多少是通过______来反映的（选填“温度计示数”或“加热时间”），这种研究方法叫______法；
（3）在此实验中，如果要使水和煤油的最后温度相同，就要给_____加热更长的时间，此时水吸收的热量______（选填“大于”“小于”或“等于”）煤油吸收的热量；
（4）通过实验可以得到不同的物质吸热能力不同，物质的这种特性用_______这个物理量来描述；
（5）分析实验数据可知，水的比热容______ （选填“大于”“等于”或“小于”）煤油的比热容；
（6）下列现象可用比热容知识来解释的是( )
A．夏天在教室洒水，感到凉爽
B．沙漠地区昼夜温差较大
【例2】（2022·云南文山·九年级期末）小军用如图所示的两个相同的装置做实验来比较两种液体的吸热能力，收集的实验数据记录如下表：
温度/℃ 20 30 40 50
加热时间/s 甲 0 40 82 126
乙 0 18 40 64
（1）实验开始前，应在两个相同的烧杯中分别装入初始温度_______、质量_______的甲、乙两种液体；（均填“相等”或“不相等”）；
（2）实验中，用_______间接反映液体吸收热量的多少；
（3）分析实验数据可知：当它们升高相同温度时，_______（填“甲” 或“乙”，下同）液体需要吸收的热量更多；当它们吸收相同热量时，_______液体升温更高。所以_______的吸热能力较强，物理学上用_______这个物理量来描述物质的吸热能力；
（4）若在这两种液体中选择一种作为汽车发动机的冷却剂，_______液体冷却，效果更好。
实验中用到的科学方法有转换法和控制变量法.
① 转换法:相同的加热器加热相同的时间(即质量相同的不同物质吸收相同的热量),温度升高得少的物质,吸热能力强;质量相同的不同物质升高相同的温度,相同的加热器加热时间越长(即吸收更多的热量)的物质,吸热能力强.
② 控制变量法:为了能简单地从后来温度的多少来反映物质的吸热能力,在实验中一定要保证两种物质的质量相同,初温相同.
1．（2022·河北唐山·九年级期末）在“比较不同物质吸热升温情况”的实验中：
（1）组装好器材，他们先后在同一个烧杯中称出质量相等的水和煤油，分别加热相同的时间，比较水和煤油______得出结论。要完成该实验，除图甲所示器材外，还需要的一个测量工具是______；
（2）如果甲、乙两组同学进行分工合作，甲组对水进行加热和记录，乙组对煤油进行加热和记录。他们加热的水和煤油的初温、末温、质量、电加热器的功率和加热时间等都不相同。若温度差用Δt表示、质量用m表示、电加热器的功率用P表示、加热时间用t表示，（忽略热损失）此时要衡量水和煤油谁的吸热能力更强，他们应该用______（用已给物理量写出表达式）分别进行计算；
（3）在对实验进行反思时，他们认为原方案有需要两次加热耗时长等缺点，因此改进方案并设计了图乙所示的装置。与原方案相比，该方案除克服了上述缺点外还具有的优点______。（答出一个即可）
2．（2022·江西吉安·九年级期末）某学校同学做“比较不同物质的吸热能力”的实验，他们使用了如图所示的装置。
（1）小红小组在实验时取____（选填“体积”或“质量”）相同的水和未知液体，让它们升高相同的温度比较吸收热量的多少，你认为判断吸热的多少是通过______来反映的。
（2）小红小组在完成实验时，发现这两种液体在加热时升高相同的温度，水加热时间较长，则说明吸热能力较强的是________。
（3）如果给这两种液体同时加热，则升温较快的是__________。
（4）加热到一定时刻，水开始沸腾，此时的温度如图所示，则水的沸点是_____℃，这表明当时的大气压强_____（填“大于”、“小于”或“等于”）一个标准大气压。
（5）本实验初步得出结论为：一般情况下，不同物质的吸热能力_______（选填“相同”或“不同”）。
3．（2022·辽宁营口·九年级期末）实验小组的同学们，利用图甲所示的装置探究水和煤油的吸热能力。[c水=4.2×103J（/kg ℃）]
（1）如图甲所示，在两个完全相同的烧杯中装入______和初温都相同的水和煤油，用相同的酒精灯对它们加热；
（2）图甲中有一处明显的错误是______；
（3）实验过程中，我们用______表示液体吸收热量的多少；
（4）如图乙所示，根据实验数据，同学们绘出了水和煤油的温度随加热时间变化的图像。由图像可知，杯中的水和煤油，升高相同的温度时吸收的热量______（选填“相同”或“不同”），______吸热能力更强；
（5）利用图像及题中所给的数据，可以计算出煤油的比热容是______ J（/kg ℃）；杯中水第4min的内能______（选填“大于”、“等于”或“小于”）第8min时水的内能。
考点4：比热容
1．五点透析比热容
①比热容是物质自身的性质之一，它反映了不同物质 ，比热容大的物质吸、放热本领强，比热容小的物质吸、放热本领弱。
②比热容的物理意义：如水的比热容是4.2×103J/(kg·℃)，其物理意义是：质量为1kg的水，温度升高（或降低）1℃时，所吸收（或放出）的热量为4.2×103J。
③对于同一物质，比热容的数值还与物质的物态有关，在不同物态下，比热容是不同的。如：水的比热容是4.2×103J/(kg·℃)，而冰的比热容是2.1×103J/(kg·℃).
④物质的比热容不随物质的质量、吸收（或放出）热量的多少及温度的变化而变化；只要是相同的物质，在物态相同时，不论其形状、质量、温度高低、放置地点如何，比热容一般都相同。
⑤不同物质的比热容一般不同，同种物质（物态相同）的比热容相同
两个角度 物质的吸热本领 物质温度改变的难易程度
具体说明 比热容大的表示吸热本领强 比热容大的表示温度难改变
比热容小表示吸热本领弱 比热容小表示温度容易改变
解释 相同质量的不同物质升高相同的温度，比热容越大，吸收的热量越多，比热容越少，吸收的热量越少 相同质量的不同物质吸收相等的热量，比热容越大温度升高的越少，比热容越小温度升高的越多
应用 某些机器设备用水做冷却剂 沿海地区昼夜温差较小，内绿地去昼夜温差较大
2．热量的计算公式
① 吸热公式： ② 放热公式：
式中c表示物质的比热容，m表示物体的质量，t0表示物体原来的初温，t表示放热后的末温，“t0-t”表示降低的温度，有时可用△t表示，此时吸热公式可写成。
【典例分析】
【例1】（2022·云南昭通·九年级期末）两个质量不同的金属块，放出相同热量，降低相同温度，则（ ）
A．质量大的金属块的比热容一定大
B．质量大的金属块的比热容一定小
C．质量大的金属块的比热容可能大
D．两个金属块的比热容有可能相同
【例2】（2022·辽宁·建昌县教师进修学校九年级期末）水上公园的“水”具有“吸热”功能，其主要原因是水比热容大。水的质量为5.0×108kg，若水温平均升高0.8℃，则湖水吸收的热量为 ___________J。若这些热量被等质量的砂石吸收（c水>c砂石），则砂石升高的温度 ___________（选填“大于”、“等于”或“小于”）0.8℃。
进行热量计算时应注意的四个问题
① 正确理解公式中各量的物理意义。
② 统一公式中各物理量的单位务必统一。
③ 公式适用于物态不发生变化时物体升温（或降温）过程中吸热（或放热）的计算。
如果吸、放热过程中存在着物态变化，则不能使用这几个公式。
④ 解题时要认真审题，注意文字叙述中升高t（℃），升高了t（℃），降低t（℃），降低了t（℃）对应的是温度的改变量，而升高到t（℃），降低到t（℃）对应的是物体的末温为t（℃）。
1．（2022·河北保定·九年级期末）盛夏，炽热的阳光照在海面上，可是海水的温度变化并不大，这是因为
A．海水吸收的热量较多 B．海水吸收的热量较少
C．海水的比热容较大 D．海水的比热容较小
2．（2022·河北唐山·九年级期末）下表列出一些物质的比热容，根据表中数据，下列判断正确的是（　　）
物质 水 煤油 冰 铝 铜
比热容[J/（kg ℃）] 4.2×10 2.1×10 2.1×10 0.88×10 0.39×10
A．不同物质比热容也有相同的，所以不可以用比热容区分物质种类
B．汽车发动机用循环水冷却，是因为水的比热容最大
C．质量相等的铝和铜吸收相同的热量，铝升高的温度更多
D．质量相等的水和煤油升高相同的温度，煤油吸收的热量更多
3．（2022·云南·丘北县天星乡中学九年级期末）将质量相同的甲、乙、丙三块金属加热到相同的温度后，放到上表面平整的冰块上，经过一定时间后，冰块形状基本不再变化时的情形如图所示．则三块金属的比热容C甲、C乙、C丙大小相比
A．C甲最大 B．C乙最大
C．C丙最大 D．C甲＝C乙＝C丙
4．（2022·广东揭阳·九年级期末）如图所示，发动机采用循环流动的水来进行冷却，主要是利用水的______较大的性质，已知该发动机水箱中装有水的质量为4kg，刚开始工作时水的初温为25℃，在冷却过程中水吸收了1.008×106J的热量，这是通过______的方式改变发动机的内能，水的温度升高到______℃。[c水＝4.2×103J/（kg·℃）]
5．（2022·广东惠州·九年级期末）小明在探究“物质的放热能力与哪些因素有关”时，分别用质量均0.5kg的水和另一种液体进行对比实验，并用图象对实验数据进行了处理，如图所示，实验过程中，水和另一种液体在相同时间内放出的热量相等，分析图象可以得出：____（选填“甲”或“乙”）物质为水，另一种液体的比热容为________J/(kg℃)，这种液体在0 15min内放出的热量为___________J。