教科版初中物理九年级上册教学讲义,同步练习,复习补习资料(含知识讲解,巩固练习):02内能和热量(基础)

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名称 教科版初中物理九年级上册教学讲义,同步练习,复习补习资料(含知识讲解,巩固练习):02内能和热量(基础)
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资源类型 教案
版本资源 教科版
科目 物理
更新时间 2020-04-07 14:57:03

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内能和热量(基础)
【学习目标】 1.了解内能的概念,能简单描述温度和热运动、内能的关系; 2.知道热传递和做功可以改变物体的内能; 3. 从能量转化的角度认识燃料的热值;
【要点梳理】 要点一 、内能
物体内所有分子的动能与分子间相互作用的势能的总和,叫做物体的内能。
要点诠释: (1)单位:焦耳,符号:J。
(2)同一个物体,它的温度越高,内能越大。物体内能的大小,除与温度有关外,还与物体的体积、状态、质量等因素有关。
(3)一切物体都有内能。
(4)内能与机械能的区别:   物体的内能大小与物体内部分子的热运动以及分子间的相互作用情况有关,是物体能量的微观表现;物体的机械能则与整个物体的机械运动情况及相对位置有关,是物体能量的宏观表现。物体的内能在任何情况下都不会为零(因为分子不停地做无规则运动总有动能),而物体的机械能可以相对为零。所以内能和机械能是两种不同形式的能量。
要点二、改变内能的方式
通过做功和热传递这两种方法都可以改变物体的内能。
要点诠释: (1)在热传递过程中,物体吸收(或放出)热量。内能增加(或减少)。用热传递的方法改变物体的内能的过程,实质上是内能的转移过程。
(2)对物体做功,物体内能增加;物体对外做功,自身内能减少,用做功的方法改变物体内能的过程,实质上是内能与其他形式的能量之间相互转化过程。
(3)物体在热传递过程中,传递的能量的多少叫做热量。单位为焦耳,符号是J。 (4)温度是分子无规则运动剧烈程度的标志,或者说是分子平均动能大小的标志。温度高的物体分子的无规则运动剧烈,但势能不一定大。不能由温度的高低判定内能的大小,也不能由内能的增减判断温度的高低。例如,晶体在熔化时,不断地从外界吸引热量,物体的内能增加。但物体的温度不变,所吸收的热量用来增加物体内分子的势能。
(5)做功和热传递在改变物体的内能上效果是相同的,所以说它们是等效的。
要点三、热值
我们把某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比,叫做这种燃料的热值。用符号q表示,单位是:J/㎏。 要点诠释: (1)燃料燃烧放出的热量与哪些因素有关:   ①燃料的种类;   ②燃料的质量;   ③燃料是否充分燃烧。 (2)燃料完全燃烧放出热量的计算公式:Q放=mq。其中m为燃料的质量,q为燃料的热值。

【典型例题】
类型一、基础知识
1、(多选)南极是世界上最冷的地方,常年平均气温是-25℃。一天,南极上的小企鹅豆豆和丁丁(见图)之间发生了一次有趣的对话,他们的部分说法如下,其中正确的是 (  )

A.豆豆:呵呵,我们这里太冷了,冰山肯定没有内能了
B.丁丁:再冷,组成冰山的分子也在做热运动呀,所以冰山也有内能
C.丁丁:呵呵,我们嘴里呼出了好多“白汽”,这“白汽”就是传说中的水蒸气吧
D.豆豆:我听人说啊,嘴里呼出的“白汽”是由水蒸气遇冷液化形成的小水珠组成的
【思路点拨】知道一切物体都有内能;了解人们常看到的“白烟”、“白汽”形成的原因,及其对应的的物态变化过程。
【答案】BD
【解析】一切物体都有内能,所以A选项说法错误,不符合题意。B选项说法正确,符合题意。
嘴里呼出的“白汽”是由水蒸气遇冷液化形成的小水珠组成的。“白汽”是液态的,水蒸气是气态的,所以C选项说法错误,不符合题意。D选项说法正确,符合题意。
【总结升华】此题综合考查了内能的概念和物态变化的液化现象,带有童话色彩,能激发同学们学习物理的兴趣。
举一反三:
【变式】 (多选)关于物体的内能,下列说法中正确的是( )
A.物体的运动速度越大,具有的内能越多
B.静止的物体没有动能也没有内能
C.静止的物体没有动能但有内能
D.火红的铁块具有内能,冰冷的冰块也具有内能,一切物体都具有内能
【答案】CD
2、(2019?郑州模拟)关于物体的内能,下列说法正确的是(  )
A.晶体熔化时,吸热、温度不变,内能不变
B.物体内能增加,一定要从外界吸收热量
C.温度为0℃的物体没有内能
D.在相同物态下,同一物体温度降低,它的内能会减少
【思路点拨】(1)内能是物体内部所有分子做无规则热运动的动能和分子势能的总和,物体的温度越高,内能越大;一切物体都有内能;(2)物体吸热或温度升高,内能一定增大;但物体的内能增大,不一定是由物体吸热或温度升高引起的;(3)改变物体内能的方式有做功和热传递两种方式,二者是等效的。
【答案】D
【解析】A、晶体在熔化的过程中吸热,温度不变,但内能增加,故A错误;B、物体内能增加,可能是从外界吸收热量,也可能是外界物体对它做了功,故B错误;C、一切物体的分子都在永不停息地做无规则运动,即一切物体都有内能,故C错误;D、在相同物态下,同一物体温度降低,它的内能会减少,故D正确,故选D。
【总结升华】本题考查的是学生对影响物体内能大小的因素的理解以及内能、温度与热量三者之间的关系的掌握,是中招的热点。
举一反三:
【变式】组成某一物体的分子动能大小与该物体的什么因素有关(  )
A.热量 B.内能 C.温度 D.速度
【答案】C
类型二、燃料的热值
3、焦炭燃烧值是3.0×107J/kg,最少燃烧多少克的焦炭才可获得6×103J的热量。
【答案与解析】
解:                  答:最少需燃烧0.2g的焦炭。
【总结升华】焦炭的燃烧值是3.0×107J/kg,意思是完全燃烧1kg的焦炭,可获得3.0×107J的热量,也就是说燃烧1kg的焦碳最多可获得3.0×107J的热量。因此要得到6×103J的热量最少需焦炭多少,可以将公式Q=qm变形为燃后将数据带入即可。
举一反三:
【变式】有关热值的概念,下列说法中正确的是(  ) A、燃料完全燃烧时,它的热量最大 B、没有燃烧的燃料,热值等于零 C、燃料燃烧时放出的热量越多,热值越大 D、燃料的热值与燃烧情况无关
【答案】D
类型二、知识应用
4、0℃的冰完全熔化成0℃的水,体积变小,比较0℃的冰和0℃的水所具有的内能,下列说法中正确的是(  )
A.它们具有的内能相等
B.0℃的冰具有的内能较大
C.0℃的水具有的内能较大
D.无法确定
【答案】C
【解析】0℃的水和0℃的冰,温度相同,分子动能相同,体积不同,分子势能不同,内能不相等。故A错误。冰熔化成水时要吸热,0℃的水具有较多的内能。故B、D错误,C正确。
【总结升华】分子动能的大小取决于物体的温度,分子势能的大小取决于物体的体积。
5、(2019?济南模拟)下列现象中,通过热传递方式改变物体内能的是(  )

A.弯折的铁丝发热 B.热水器中水的温度升高

C.汽油机的压缩冲程 D.通电的电熨斗中电热丝发热
【思路点拨】知道改变物体内能的两种方式,并会在实际应用中判别。
【答案】B
【解析】A、弯折的铁丝发热,即手对铁丝做功,使得铁丝的内能增加,温度升高,故是通过做功改变内能,故不符合题意;B、热水器中水的温度升高,是通过太阳辐射温度升高的,故是通过热传递改变物体内能,故符合题意;C、汽油机的压缩冲程,活塞对汽缸内的气体做功,使得气体的内能增加,温度升高,故是做功改变内能,故不符合题意;D、通电的电熨斗中电热丝发热,是通过电流做功产生的热,故不符合题意;故选B。
【总结升华】本题是考查了改变物体内能的两种方式,即做功和热传递;判断哪种方式改变了物体的内能,关键是看是能量的转化还是能量的转移,发生能量转化的是做功的方式,发生能量转移的是热传递的方式。
举一反三:
【变式1】物体的温度升高了,那么物体(  ) A.一定吸收了热量      
B.一定是物体对外做功  C.一定是外界对物体做了功 
D.可能是物体吸收了热量,也可能是外界对物体做了功
【答案】D
【变式2】(2019?泉州中考)下列事例中,通过做功的途径改变物体内能的是(  )
A. 把饮料放入冰箱,饮料温度会降低
B. 把酒精涂在手上,手会感觉到冰凉
C. 在太阳光的照射下,路面温度升高
D. 给自行车打气,打气筒壁会发热
【答案】D
【巩固练习】
一、填空题
1、(2019?濉溪县一模)通常所说的“做功可以生热,消耗热也可以做功”中的热,指的是   ;沸水温度降低时,向外放热,这个“热”字表示   。
2、________物体都具有内能,物体的内能与温度有关,温度越高,物体的内能就越________。
3、(2019?盘锦三模)改变物体内能的两种方法是   和   ,它们在改变物体内能上是   ,它们所用的单位相同,都是   。
4、温度________的物体相互接触,低温物体温度升高,高温物体温度降低,这个过程,叫做热传递。在热传递过程中,传递能量的多少叫做________。
5、某瓶煤油的燃烧值是4.6×107焦/千克,如果将瓶中的煤油倒去一半,剩下煤油的燃烧值为 ____________ 。
二、选择题
6、(2019?泰安二模)下列说法正确的是(  )
A.温度为0℃的物体没有内能
B.温度高的物体内能一定多
C.物体的内能增加,它的温度一定升高
D.物体的温度升高,它的内能就增加
7、(2019?广东校级一模)爆米花是将玉米放入铁锅内,边加热边翻动一段时间后,“砰”的一声变成了玉米花.下列说法正确的是(  )
A.玉米粒主要通过翻动铁锅对其做功,使其内能增加
B.玉米粒主要通过与铁锅间的热传递,使其内能增加
C.玉米粒内水分受热膨胀对粒壳做功爆开,内能不变
D.玉米粒内水分受热膨胀对粒壳做功爆开,内能增加
8、物体的温度升高了,那么物体(  )
A.一定吸收了热量      
B.一定是物体对外做功  C.一定是外界对物体做了功 
D.可能是物体吸收了热量,也可能是外界对物体做了功
9、下列事例中用来避免热传递的是(  ) A.汽车发动机的散热片
B.冬天室内的暖气装置 C.电熨斗的金属外壳
D.热水瓶的玻璃瓶胆
10、(多选)甲、乙两块冰的质量相同,温度均为0℃,甲冰块位于地面静止,乙冰块停止在10m高处,这两冰块(  ) A.机械能一样大 B.乙的机械能大
C.内能一样大 D.乙的内能大
11、一块0℃的冰变为0℃的水的过程,它的内能变化情况是(  ) A.变大 B.变小 C.不变 D.不能确定
12、(2019?盘锦二模)下列说法正确的是(  )
A. 直接利用内能来加热物体,实际上是内能的转移
B. 直接利用内能来加热物体,实际上是内能的转化
C. 利用内能来做功,实际上是内能的转移
D. 利用内能来做功,物体的内能会增加
13、下列关于温度、能量和内能的说法中正确的是(  ) A.物体吸收热量,温度不一定升高
B.凡是物体温度升高,就一定吸收了热量,没有其他方法和途径
C.热量总是从内能大的物体传到内能小的物体
D.物体的温度升高,内能不一定增加
14、爆米花是将玉米放人铁锅内,边加热边翻动一段时间后,“砰”的一声变成爆米花。下列说法正确的是 ( )
A.玉米粒主要通过翻动铁锅对其做功,使其内能增加
B.玉米粒主要通过与铁锅间的热传递,使其内能增加
C.玉米粒内水分受热膨胀对粒壳做功爆开,内能不变
D.玉米粒内水分受热膨胀对粒壳做功爆开,内能增加
三、简答题
15、如图所示,将一个薄壁金属筒固定在桌面上,筒里放一些乙醚,用塞子将筒口塞紧。拿一根绳子在筒外绕几圈并迅速来回拉动,将会看到塞子跳离筒口。
(1)拉动绳子克服摩擦做功,是将机械能转化为________能;
(2)请说出该实验中某一现象并简述其原因。
现象:________________________________;
原因:________________________________。
【答案与解析】
一、填空题
1、【答案】内能;热量
【解析】做功可以生热,消耗热也可以做功是改变内能的一种方法即做功可以改变物体的内能.做功可以生热是对物体做功物体温度升高,内能增大;消耗热也可以做功是物体对外做功温度降低,内能减小。沸水温度降低时,向外放热,内能减小,减小的能量转移给其它的物体,其中转移的能量的多少叫做热量。故答案为:内能;热量。
2、【答案】一切 大
3、【答案】做功 热传递 等效的 焦耳
4、【答案】不同 热量
5、【答案】4.6×107焦/千克
二、选择题
6、【答案】D
【解析】A、因为物体在任何情况下都具有内能,温度为0℃的物体仍具有内能,故A错误;B、因为物体在任何情况下都具有内能,高温的物体内能不一定多,因为不能确定物体是否向外做功,故B错误;C、因为晶体在熔化时吸收热量,但温度保持不变,因此晶体物质熔化过程中内能增加,但温度可以不变,故C错误;D、物体温度升高时,说明它的内能增加,故D正确。故选D。
7、【答案】B
【解析】A、玉米爆开前通过热传递增加内能,不是做功改变内能,不符合题意;B、玉米爆开前通过热传递增加内能,符合题意;C、玉米膨胀对外做功,水分内能会减少,不符合题意;D、玉米膨胀对外做功,玉米粒内能会减少,不符合题意,故选B。
8、【答案】D
【解析】物体温度升高了,物体内大量分子无规则运动的速度变快,物体的内能一定增加。改变物体内能的方法有两种,一种是热传递,吸收了热量可以使物体的温度升高,另一种是做功,外界对物体做功,把其它形式的能转化为物体的内能,使物体内能增加,物体温度升高,且这两种方式是等效的。
9、【答案】D
【解析】ABC都是通过热传递散发热量,热水瓶用来保温,所以要想办法减缓热传递。
10、【答案】BC
【解析】甲、乙两冰块都静止在地面上,运动速度为零,则动能为零,两冰块的质量相同,乙冰块高度比甲冰块的大,则乙冰块的重力势能大,所以乙冰块的机械能大,故A错B对;甲、乙两冰块的质量、温度、状态(体积)均相同,则它们的内能相同,故C对D错。
11、【答案】A
【解析】因为在变化过程中冰要吸收热量,所以同质量同温度的水要比冰的内能大。
12、【答案】A
【解析】我们可以利用内能:一是加热物体,将内能转移到被加热物体,实质是能量的转移,故A正确、B错;二是做功,消耗内能,转化为其它形式的能,物体的内能将减小,例如,水蒸气膨胀做功,将内能转化为机械能,水蒸气的内能减小,故C、D都错。故选A。
13、【答案】A
【解析】熔化过程中,物体吸收热量,但温度并不升高;物体的温度升高,表明物体的内能增大;改变物体的内能有两种方法:做功和热传递;热量总是从温度高的物体传到温度低的物体,内能大并不能说明物体的温度高;物体内部所有分子做无规则热运动的动能和分子势能的总和称为内能,当物体温度升高,物体内部分子的无规则运动越剧烈,物体的内能变大。
14、【答案】B
【解析】铁锅的温度高于玉米粒的温度,它把热传递给玉米粒,使玉米粒的内能增大,温度升高;而玉米粒爆开时,则是水分膨胀,对外做了功,自身的内能减小,温度降低。
三、简答题
15、【答案】(1)内 (2)塞子跳离筒口 乙醚蒸汽对外做功,内能转化为机械能
【解析】本实验前者是对物体(金属筒和乙醚)做功,物体的内能增大,温度升高;后者则是高压的乙醚蒸汽对外做功,自身的内能减小,温度降低。