13.3内能 精品导学案 （含解析）初中物理人教版（2024）九年级全一册

第一章·内能
第三节·内能
【课标要求】
会根据分子动理论用类比的方法建立内能的概念,能简单描述温度和内能的关系。
知道热传递能改变物体的内能。
知道热量的概念和单位。能判断热量、内能和温度之间的关系。
知道做功可以使物体内能增加或减少的一些事例。
【学习目标】
内能概念建构
核心：理解内能的本质及影响因素。
关键：分子动能（与分子热运动相关，温度越高分子动能越大）；分子势能（与分子间引力和斥力相关）；内能是 “所有分子” 的动能与势能的 “总和”；与机械能的区别（内能是物体内部能量，机械能是物体整体机械运动的能量）；影响内能的具体因素（温度、质量、物态等）。
内能改变的途径
核心：掌握热传递和做功两种改变内能的方式及其实质。
关键：热传递（条件：物体间存在温度差；实质：能量转移；实例：烧热的工件放入冷水、热水袋取暖）；做功（对物体做功内能增加，如压缩空气使脱脂棉燃烧；物体对外做功内能减少，如瓶塞跳起时瓶内出现白雾；实质：内能与机械能的转化）。
温—热—能关系辨析
核心：明确温度、热量、内能的概念及逻辑关联。
关键：温度是状态量（表示物体的冷热程度），内能是状态量（与分子运动和作用相关），热量是过程量（仅在热传递中存在，不能说 “具有 / 含有热量”）；同一物体温度变化通常伴随内能变化，但内能变化不一定伴随温度变化（如晶体熔化）；热量传递方向由温度高低决定，与内能大小无关（内能小的高温物体可向内能大的低温物体传递热量）。
实际应用与现象解释
核心：用内能知识解释生活中的能量变化现象。
关键：烤火取暖（热传递，内能从火转移到人体）；钻木取火（做功，机械能转化为内能，温度升高达到燃点）；滑梯臀部发热（摩擦做功，机械能转化为内能）等实例的分析；区分 “热传递” 与 “做功” 在改变内能时的不同实质。
【重难分析】
重点：
内能的概念，温度和内能的关系；改变内能的方式。
难点：
内能、热量概念的建立；温度、内能、热量概念的辨析。
【知识预习】
阅读课本P13~17，思考以下问题
知识点1.内能的概念
分子由于不停地做热运动而具有的动能叫做 ；分子之间由于存在类似弹簧形变时的相互作用力而具有的势能叫做 。构成物体的所有分子，其热运动的 与 的总和叫做物体的内能。内能的单位是 ，各种形式能量的单位都是 。
答案：分子动能，分子势能，动能，分子势能，焦耳（J），焦耳（J）；
知识点2.内能的影响因素
物体的内能与物体内部分子的 运动和分子之间的相互 情况有关。一切物体都具有内能，当物体的温度升高时，内能 ；温度降低时，内能 。此外，物体的内能还与物体的质量、 等因素都有关。
答案：热，作用，增加，降低，物态和体积，物质种类；
知识点3.热传递改变物体的内能
在热传递过程中，传递 的多少叫做热量，热量的单位是 。发生热传递时，高温物体 热量，内能 ；低温物体 热量，内能 。
答案：能量，焦耳（J），释放，降低，吸收，增加；
知识点4.做功改变物体的内能：对物体做功，物体的内能会 ；物体对外做功，物体的内能会 。
答案：增加，降低；
重点梳理，答疑解惑
（一）分子动能和分子势能
1.分子动能
构成物质的分子在不停地做热运动，运动的分子所具有的动能，叫作分子动能。温度越高，分子热运动的速度越大，它们的动能也就越大。
2.分子势能
由于分子之间存在相互作用的引力和斥力，所以分子也具有势能，这种势能叫作分子势能。
（二）内能
1.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，叫作物体的内能。
2.单位：焦耳（J）．
影响内能大小的因素：温度、质量、物态和体积、物质种类
飞在空中的足球，由于离开地面而具有重力势能，由于在空中飞行还具有动能。空中运动的足球除了整体具有机械能，同时还具有内能。机械能与整个物体的机械运动情况有关，而内能与物体内部分子的热运动和分子之间的相互作用情况有关。内能是不同于机械能的另一种形式的能。
（二）热传递改变物体的内能
1.现象探究：
现象①：如果把烧热的工件放到冷水中，工件会凉下来，而冷水会变热。
现象分析①：烧热的工件溫度降低，内能减少：冷水温度升高，内能增加。能量从烧热的工件传递给了冷水。
现象②：冬天用热水袋取暖，人体温度升高，热水袋温度降低。
现象分析②：热水袋溫度降低，内能减少：人体温度升高，内能增加。能量从热水袋传递给了人。
探究归纳：
温度不同的物体互相接触时，低温物体的温度升高，内能增加，高温物体的温度降低，内能减少。这个过程就是热传递，即热量从高温物体转移到低温物体的过程，可见，热传递可以改变物体的内能。
做功和内能的改变
演示：做功改变空气的内能
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，观察发生的现象。
实验现象1：
把活塞迅速向下压，脱脂棉燃烧起来。
现象分析1：
活塞压缩玻璃筒内的空气，对空气做功，使空气的内能增大，温度升高，达到脱脂棉的燃点。
实验结论1：
对物体做功，物体的内能增加。
2.如图所示，在烧瓶内盛少量水，并盖紧瓶塞。向瓶内打气，当瓶塞跳起时，观察瓶内的变化。
实验现象2：
当瓶塞跳起时，瓶内出现白雾。
现象分析2：
瓶内的气体膨胀，对塞子做功，瓶内气体内能减少，水蒸气的内能减少，温度降低，水蒸气液化成小水滴。
实验结论2：
物体对外做功，物体的内能减少。
探究归纳：
①做功可以改变物体的内能。对物体做功，物体的内能会增加；物体对外做功，物体的内能会减少。
②做功改变物体内能的实质：能量的转化，是内能与机械能的相互转化过程，能量的形式发生了改变。
【试题练习】
1.以下成语或诗句中，与“通过做功改变物体内能”原理相关的是( )
A.钻木取火，星火燎原 B.釜底抽薪，止沸去源
C.炙手可热，抱团取暖 D.磨刀霍霍，削铁如泥
2.“五月五（农历），过端午。”如图所示，是“端午节”活动的习俗，对涉及的物理知识理解正确的是( )
A.大门上挂艾草，草香四散，说明分子间有斥力
B.鸭蛋变成咸鸭蛋的过程，说明分子是运动的
C.煮粽子，是用做功的方式改变了粽子的内能
D.河水变成水蒸气后，水分子之间的距离变小
3.周末小明帮助妈妈做家务时观察了厨房的一些现象，下列说法正确的是( )
A.水在加热的过程中比热容变小
B.刚出锅的馒头很烫，是因为馒头含有的热量很高
C.煲汤时，在汤沸腾时如果调大火焰能使汤的温度升高
D.在客厅能闻到厨房菜肴的香味是因为分子在做无规则运动
4.剑门豆腐雪白、细嫩、味美，是广元非物质文化遗产代表之一，其通常选用剑门山区出产的黄豆为原料，使用来自剑门七十一峰的“剑泉”水，经多道工序制成，其中煮浆工序是将过滤好的豆浆用中火烧开，转小火继续煮。下列说法中正确的是( )
A.煮浆时高温的锅把温度传递给低温的豆浆
B.煮浆时是利用做功的方式增加豆浆内能
C.煮浆时豆浆的温度越高，含有的热量就越多
D.闻到豆腐浓浓的香味，是因为分子在不停地做无规则运动
5.小明从冰箱中取出冷冻的饺子放入锅中煮熟。下列说法正确的是( )
A.冷冻饺子的内能为0
B.煮熟的饺子香气四溢是扩散现象
C.饺子吸热是因为其内能比锅中热水的少
D.煮熟的饺子很烫是因为其含有的热量多
6.如图是学校举行消防演练灭火时的情景，对涉及的物理知识分析正确的是( )
A.室外温度为0℃时，木柴的内能为零
B.木柴燃烧与未燃相比，含有的热量多
C.若未燃烧的木柴温度升高，内能增加
D.灭火器在使用过程中对外做功，内能不变
7.古诗词是中华文化的瑰宝，许多优美的诗句中蕴含着丰富的物理知识，对于下列诗句描述的自然现象，解释正确的是( )
A.“稻花香里说丰年，听取蛙声一片”，闻到稻花香是扩散现象
B.“大地阳和暖气生”，大地内能的增加是太阳通过做功的方式实现的
C.“泥融飞燕子，沙暖睡鸳鸯”，春日沙子白天较暖是因为沙子的比热容比水大
D.“夏荷轻摇，珠露合聚”，露珠聚在一起说明分子间只存在引力
答案以及解析
1.答案：A
解析：A.钻木取火是摩擦做功，属于做功改变物体的内能，故A符合题意；
B.釜底抽薪是停止给锅内提供热量，从而减小内能，是热传递改变物体的内能，故B不符合题意；
C.炙手可热，抱团取暖，是热传递改变物体的内能，故C不符合题意；
D.磨刀霍霍，削铁如泥，是在压力一定，通过减小受力面积增大压强，故D不符合题意。
故选A。
2.答案：B
解析：A.大门上挂艾草，草香四散，这是扩散现象，说明分子在不停地做无规则运动，而不是分子间有斥力，故A错误；
B.鸭蛋变成咸鸭蛋的过程，是盐分子运动到鸭蛋内部，说明分子是运动的，故B正确；
C.煮粽子，是通过热传递的方式改变了粽子的内能，而不是做功，故C错误；
D.河水变成水蒸气后，体积变大，水分子之间的距离变大，故D错误；
故选B。
3.答案：D
解析：A.比热容是物质的一种特性，与温度无关，水在加热过程中比热容保持不变，故A错误；
B.热量是过程量，不能说“含有热量”，刚出锅的馒头很烫是因为其内能较大，温度较高，故B错误；
C.液体沸腾时温度保持不变，调大火焰只能加快汽化速度，不能提高汤的温度，故C错误；
D.能闻到菜肴的香味是由于分子在不停地做无规则运动，这种现象叫做扩散，故D正确。
故选D。
4.答案：D
解析：A.煮浆时是高温的锅把内能传递给低温的豆浆，使其内能增加，温度升高，故A错误；
B.煮浆时是豆浆从锅中吸收热量，内能增加，温度升高，这是通过热传递的方式增加内能，故B错误；
C.热量是一个过程量，只能说吸收（或者放出）了多少热量，不能说某物体含有多少热量，故C错误；
D.闻到豆腐浓浓的香味，属于扩散现象，是因为分子在不停地做无规则运动，故D正确。
故选D。
5.答案：B
解析：A.一切物体均有内能，所以冷冻饺子的内能不为0，故A错误；
B.煮熟的饺子香气四溢是扩散现象，说明分子不停地做无规则运动，故B正确；
C.饺子吸热是因为温度比锅中热水低，故C错误；
D.热量是过程量，不能说含有热量的多少，故D错误。
故选B。
6.答案：C
解析：A.一切物体都具有内能，室外温度为0℃时，木柴的内能不为零，故A错误；
B.热量是过程量，不能说“含有的热量”，故B错误；
C.物体的内能与温度、质量有关。若未燃烧的木柴温度升高，内能增加，故C正确；
D.做功可以改变内能，灭火器在使用过程中对外做功，内能减小，故D错误。
故选C。
7.答案：A
解析：A.闻到稻花香，是因为分子在不停地做无规则运动，属于扩散现象，故A正确；
B.改变物体内能的方式有做功和热传递两种，地球大地内能的增加是太阳通过热传递的方式实现的，故B错误；
C.由可知，吸收相等的热量，比热容小的物质温度变化度数较大；所以春日沙子白天较暖是因为沙子的比热容较小，故C错误；
D.由分子动理论可知，物质是由分子组成的，分子间存在着相互作用的引力和斥力，二者同时存在，同时消失，露珠聚在一起能说明分子间存在引力，但不是只存在引力，故D错误。
故选A。