九上期中复习:物体的内能
九上期中复习:物体的内能
这一节是初中热学的分水岭：概念辨析在这里开始翻车，定量计算也从这里起步。把它学成一个"体系"，而不是一堆"说法"。考试从来不为难"没背过的人"，它专挑"背了却分不清"的人。内能这一节，几乎每个选项都埋着一个相近的说法——温度与内能、转化与转移、升高了与升高到。下面按"建体系 → 看例题 → 排地雷"三步走。近三年浙江各地中考与模考中，本节内容的出场方式高度稳定，集中在下面五个层次。命题趋势研判：纯记忆型的"内能是……的总和"正在退出，取而代之的是"判断 + 解释 + 计算"的复合题。真正拉开分差的只有三件事：能不能说清谁高温、谁放热；能不能分清转化与转移；能不能把 Δt 算对。课本的定义只有一句话，但这句话里有三个"必须盯住"的关键词。先把微观图景搭起来： | |
| 内能是整个物体的属性，不能说"一个分子的内能"。单个分子只有动能和势能，没有"内能"这一说。 |
| 是"加起来"的结果，所以分子数目（质量）会直接影响内能大小。这解释了为什么一桶水比一杯水内能大。 |
| 分子运动永不停止，分子间距永不为零，所以内能不可能为零。0℃的冰、-20℃的雪、真空中的冰块，都有内能。 |
单位与量度：内能的单位是焦耳（J），和功、热量完全一致——这不是巧合，而是因为三者本质上是同一枚硬币的不同面。内能无法精确测量，题目只会让你"比较大小"，不会让你"算出某个物体的内能是多少"。这是本节第一个"必争之地"。很多同学只记住"温度越高内能越大"，于是在"温度高的物体内能一定大"这道题上稳定失分。原因是：这句话缺了前提。状态为什么会影响内能？冰熔化成水，温度始终是 0℃，但分子间的排列和距离变了，分子势能增大。所以要持续吸热，内能一直在增加。这也顺带解释了下一个关键结论：内能增大时，温度可以不变。这是全节的核心骨架。判断类选择题几乎全部围绕这张表出题，记不住"实质"两个字，就只能靠猜。 | | |
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| 外界对物体做功 → 内能增加物体对外做功 → 内能减少 | |
| 能量的转化 | 能量的转移 |
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一句话抓住本质：能量换了形式就是做功，能量只是搬家就是热传递。方法一抓关键词看到"加热、烤、晒、捂、冰敷、接触" → 热传递；看到"搓、压、敲、弯折、钻、摩擦、膨胀、喷出" → 做功。方法二看能量流向题目里出现了机械能、电能、化学能等其他形式 → 做功；题目里只有"内能从一个物体到另一个物体" → 热传递。方法三看有无温度差只要有温度差且直接接触，热传递就一定在发生。这能帮你排除"物体温度升高，一定是吸收了热量"这类干扰项。等效性——本节的"隐藏考点"：做功和热传递在改变内能上效果完全相同，只看结果无法判断走的是哪条路。所以"物体温度升高，一定是吸收了热量"这句话必错，它也可能是被做功了（比如搓手、压缩空气）。补一个细节：热传递有三种方式——热传导（金属勺一端受热）、热对流（烧水时水的循环）、热辐射（太阳晒热地面）。选择题若问"属于哪种方式"，按这三个词对应即可。 | | |
| | 活塞压缩气体做功 → 机械能转化为内能 → 空气内能增大 → 温度升高 |
| | 气体膨胀对塞子做功 → 内能转化为机械能 → 内能减小、温度降低 → 水蒸气液化成小水滴 |
| | 迅速下压，机械能转化为内能 → 温度升高到乙醚着火点 → 达到燃烧条件 |
注意"白雾"这三个字：白雾不是水蒸气（水蒸气无色透明，看不见），而是水蒸气遇冷液化成的小水滴。凡是问"白雾从哪来"，答案永远是"液化"。判断依据是：气体对外做功 → 内能减少 → 温度降低 → 液化。说白了，这节内容一半的失分都在这三个词上。它们的区别只有一句话：温度、内能是"状态量"，热量是"过程量"。三句口诀，背下来就够用：① 温度升高，内能一定增大（同一物体）；② 内能增大，温度未必升高（晶体熔化、水沸腾）；③ 吸热未必升温，升温未必吸热。生活化类比：内能像银行卡余额，是一个"存着的量"；热量像一笔转账，只在发生转账的那一刻才有意义。你可以说"我卡里有 5000 元"，但绝不能说"我含有 500 元转账"。所以——物体含有热量，这句话在物理上等同于"我含有一笔转账"，荒谬。同样烧两壶水，一壶水一壶油，谁先热？这个问题背后就是比热容。它描述的是"这种物质升温有多难"。定义式： c = Q / (m · Δt)单 位： J/(kg·℃)，读作"焦每千克摄氏度"物理意义： 1 kg 某种物质温度升高（或降低）1℃ 时，吸收（或放出）的热量水的数值： 4.2×10³ J/(kg·℃)，是常见物质中最大的它是"特性"，不是"属性"。这个区分决定了你能否选出正确答案：① 控制变量：取质量相同的水和食用油，用相同规格的电加热器，使它们升高相同的温度。② 转换法：用加热时间的长短来反映吸收热量的多少。前提是"相同热源、相同时间放热相同"——这句话几乎每年都在答案里出现。③ 结论表述：升高相同温度，水需要加热更久 → 水吸收的热量更多 → 水的比热容更大。图像题的通杀思路：同一热源加热 → 相同时间内吸收的热量相同 → 温度变化 Δt 越小的，比热容越大。看图时只需要比较"相同横坐标处，两条线谁更平"。越平坦 = 越难升温 = 比热容越大。 | |
| 沿海地区昼夜温差小、内陆温差大；夜间给稻田灌水保温 |
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| 夏天向地面洒水降温 —— 这是汽化吸热，与比热容无关 |
① 吸热：Q吸 = c m (t − t₀)② 放热：Q放 = c m (t₀ − t)③ 热值：Q放 = m q（固、液）或 Q放 = V q（气）④ 效率：η = Q吸 ÷ Q放 × 100%Δt 的三种表述，是本卷最容易白丢分的地方：• "升高了 50℃"或"升高 50℃" → Δt = 50℃（直接是差值）• "升高到 70℃" → Δt = 70 − t₀（要给的是末温）• "降低到 20℃" → Δt = t₀ − 20读题时先把"到"字圈出来。适用条件：Q = cmΔt 只适用于物态不变的升温或降温过程。冰正在熔化时，温度不变但在吸热，这个公式不能用——这是图像题和实验题里的高频陷阱。热值的两个"不"：热值是燃料本身的特性，只与燃料种类有关，与质量大小无关，与是否完全燃烧无关。燃烧不充分，放出的热量变少，但热值不变。燃气灶烧水：η = Q吸 / Q放 = cmΔt ÷ mq汽车发动机：η = W有用 / Q放 = Fs ÷ mq电热水壶：η = Q吸 / W电 = cmΔt ÷ Pt第一步 · 定对象圈出"谁在吸热、谁在放热"，标出各自的初温、末温和状态。有物态变化就在旁边打个标记。第二步 · 定路径是热传递（用 Q = cmΔt）、做功（用 W = Fs），还是两者都有？路径决定用哪个公式。第三步 · 定关系不计热损失：Q吸 = Q放（热平衡方程）；考虑效率：Q吸 = η · Q放；混合问题：冷热物体末温相同，用同一个 t 列方程。中上难度的分水岭：基础题只让你算一次 Q；中上题会让你反推——反推质量、反推比热容、反推热值、反推效率。公式正着写，方程倒着解，这是唯一的办法。 | | |
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| | 压缩 = 机械能→内能（同压缩空气）；做功 = 内能→机械能（同瓶塞跳出） |
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| | 相同时间吸热相同；斜率越小比热容越大；水平段吸热但温度不变 |
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一道实验探究型（考解释），一道综合计算型（考运算）。这两类基本覆盖了本节中上难度的全部出题面。小科用两个实验探究"改变物体内能的方式"。实验甲：在厚壁玻璃筒内放一小团浸有少量乙醚的棉花，迅速向下压活塞，棉花燃烧起来。实验乙：在烧瓶内装入少量水，滴入几滴酒精，用气筒向瓶内打气，当瓶塞跳出时，瓶口出现白雾。（1）实验甲中，筒内空气的内能增大是通过______方式实现的，其实质是______能转化为内能。（2）实验甲中棉花燃烧说明筒内温度已升高到乙醚的着火点。小科据此认为"筒内空气一定吸收了热量"，这个判断是否正确？请说明理由。（3）实验乙中，瓶塞跳出过程的能量转化与汽油机的______冲程相同；瓶口出现的白雾是______（填物态变化名称），其形成原因是______。（4）若将烧瓶中的水换成等质量的干燥细沙，重复实验乙，瓶塞跳出后几乎观察不到白雾。请解释原因。（1）看动作："迅速下压"——是压缩，不是加热 → 做功。做功的实质是能量转化，机械能→内能。（2）本题真正的考点是等效性。温度升高只是"结果"，而结果不能反推"路径"。（3）塞子被"顶出去"，是内能推动物体运动 → 内能→机械能 → 对应做功冲程。白雾一定是液化。（4）白雾的来源是"瓶内的水蒸气"。换成干沙，瓶内几乎没有水蒸气 → 无物可液化。注意不要答成"沙子比热容小"，那不是本题的因果链。（1）做功；机械（2）不正确。做功和热传递在改变物体内能上是等效的。筒内空气温度升高，是活塞压缩空气做功、机械能转化为内能的结果，并非一定要从外界吸收热量；仅凭温度升高无法判断内能是通过哪种方式改变的。（3）做功；液化；瓶内气体膨胀对瓶塞做功，内能减小、温度降低，瓶内的水蒸气遇冷液化成小水滴，形成白雾。（4）干燥细沙中几乎不含水蒸气，瓶内气体对外做功、温度降低后，没有水蒸气可以液化，因此观察不到白雾。【点评】这道题四个空，分别踩中本节四个核心：方式判断、等效性、能量转化方向、物态变化归因。第（2）问是整道题的"分水岭"——能答出"等效"二字的同学，说明真正理解了本节；只答"因为做功了"的同学，逻辑上还差一层。第（4）问的陷阱在于"想太多"：很多同学会去扯比热容，但题目问的是"为什么没有白雾"，答案必须落在有没有水蒸气上。小科家用燃气灶将质量为 2 kg、初温为 20℃ 的水加热到 70℃，此过程消耗天然气 0.02 m³。已知水的比热容 c水 = 4.2×10³ J/(kg·℃)，天然气的热值 q = 4.0×10⁷ J/m³。（1）水吸收的热量是多少？（2）天然气完全燃烧放出的热量是多少？（3）该燃气灶烧水的效率是多少？（4）若改用标有"220V 1500W"的电热水壶，把同样多的水从 20℃ 加热到 70℃，其加热效率为 80%。忽略热量散失的差异，需要加热多长时间？（5）由计算可知电热水壶的加热效率高于燃气灶，能否据此认为"用电烧水一定更省钱"？请说明理由。（1）"加热到70℃"，Δt 要用末温减初温：70 − 20 = 50℃。这是本题第一个坑。（2）天然气是气体燃料，用 Q放 = Vq，不要错用 mq。（3）效率 = 有效利用的能量 ÷ 总能量 = Q吸 ÷ Q放。（4）电能并没有全部被水吸收，只有 80% 转化为水的内能，所以先求总电功，再除以功率。（5）本题考的是"效率 ≠ 成本"，属于科学态度与责任的考查，答对关键在分清两个不同的量。（1）Q吸 = c m (t − t₀)= 4.2×10³ J/(kg·℃) × 2 kg × (70℃ − 20℃)= 4.2×10³ × 2 × 50 J =4.2×10⁵ J（2）Q放 = V q = 0.02 m³ × 4.0×10⁷ J/m³ =8.0×10⁵ J（3）η = Q吸 ÷ Q放 × 100% = 4.2×10⁵ J ÷ 8.0×10⁵ J × 100% =52.5%（4）水吸收的热量仍为 4.2×10⁵ J。由 η = Q吸 ÷ W 得：W = Q吸 ÷ η = 4.2×10⁵ J ÷ 80% = 5.25×10⁵ J由 W = Pt 得：t = W ÷ P = 5.25×10⁵ J ÷ 1500 W =350 s（5）不能。效率反映的是"能量被有效利用的比例"，而是否省钱还取决于电价与燃气价格的比值。燃气灶效率虽低，但单位能量成本可能更低。效率高不等于费用低，两者不能混为一谈。【点评】这道题的五个设问是一条完整的思维链：算吸热 → 算放热 → 算效率 → 反推电功 → 评价结论。第（1）问考"到"字，第（2）问考气体热值用 Vq，第（4）问考"效率是分母上的修正"，第（5）问考科学表达的分寸感。规范书写三要求：写公式、代数据（带单位）、出结果（带单位）。只写数字不写公式，过程分直接归零——这一点在中考阅卷里没有商量余地。以下八条，是按"九年级学生的实际出错频率"排序的，不是按课本顺序。前四条属于概念型错误，后四条属于表述与计算型错误。0℃ 的冰没有内能；温度越低，内能越小，低到一定程度内能就为零。正确理解：一切物体，不论温度高低、是否运动，都具有内能，内能不可能为零。因为分子永不停息地做无规则运动，动能不为零；分子间始终存在相互作用，势能也不为零。破解：记住两个"绝对"——分子运动绝对不停，内能绝对不为零。看到"没有内能""内能为零"直接划掉。正确理解：内能由温度、质量、状态、种类共同决定。一杯 90℃ 的水，内能远小于一池 30℃ 的水。只有同一物体（同质量、同状态）才满足"温度越高内能越大"。破解：题干里出现"温度高"时，先找有没有"同一物体"四个字。没有，就不能下结论。物体内能增大，温度一定升高；物体吸热，温度一定升高。正确理解：两个反例就够：晶体熔化（吸热、内能增大、温度不变）、液体沸腾（吸热、内能增大、温度不变）。因为吸收的热量用于增大分子势能或克服分子引力，而不是提高分子平均动能。破解：把"熔化、凝固、沸腾、蒸发"四个词当作警报器，一出现就想到"温度可以不变，但内能在变"。物体温度升高，一定是吸收了热量；物体内能减少，一定是对外做了功。正确理解：做功和热传递在改变内能上效果等效，从结果反推不出途径。温度升高可能来自吸热，也可能来自被做功（搓手、压缩空气）；内能减少可能来自放热，也可能来自对外做功。破解：看见"一定"两个字就警觉。凡是把"结果"和"途径"强行绑定的说法，基本都是错的。物体含有热量；温度越高，含有的热量越多；热量是物体的一种状态。正确理解：热量是过程量，只在热传递过程中才有意义，只能说"吸收了多少热量"或"放出了多少热量"，绝不能说"含有""具有"。热量多少还与物体的质量、比热容、温度变化量有关，不是只由温度决定。破解：用"转账"类比。余额（内能）可以"有"，转账（热量）只能"发生"。凡是"含热量""热量多"的表述，一律错。正确理解：热传递传递的是内能（以热量的形式），不是温度；发生条件是存在温度差，不是内能差。传递方向由高温到低温，结果是温度相同，而不是内能相同。破解：三个"不"——传的是内能不是温度、条件是温差不是内能差、结果是同温不是同内能。物体的质量越大、吸收的热量越多，比热容就越大；比热容与温度有关。正确理解：比热容是物质的特性，只与种类和状态有关，与质量、体积、温度、吸放热多少都无关。同一杯水，倒掉一半，比热容不变；从 20℃ 加热到 80℃，比热容也不变。但冰和水比热容不同——状态变了，比热容就变。破解：判断依据只有一条——这东西还是不是同一种状态下的同一种物质？是，就不变；不是，就可能变。燃料燃烧得越充分、质量越大，热值就越大；不完全燃烧时热值变小。正确理解：热值是燃料的特性，只与燃料种类有关。燃烧不充分，只是放出的热量变少（实际值小于理论值），热值本身不变。质量变化、是否完全燃烧，都不影响热值。破解：热值是"这种燃料的标价"，烧多烧少都不会改变标价，只会改变你实际买到多少能量。① "升高到" ≠ "升高了""从 20℃ 升高到 70℃" → Δt = 70 − 20 = 50℃"从 20℃ 升高了 70℃" → Δt = 70℃② 气体热值用 Vq，液体固体用 mq天然气、煤气、液化石油气（气态）→ Q = Vq，热值单位 J/m³汽油、柴油、酒精、木柴（固液态）→ Q = mq，热值单位 J/kg单位看错，数量级直接差三四倍。① 一切物体都有内能，温度升内能必升（同一物体）。② 改内能两条路：换形式靠做功，只搬家靠热传递。③ 热量是过程量，能吸能放，不能含有。这一节看似零碎，其实只有一条主线：能量在物体内部怎么存、怎么变、怎么算。存的是内能，变的是做功和热传递，算的是 Q = cmΔt。把这条主线抓住，剩下的都是它的注脚。浙教版初中科学 · 九上第二章考点梳理 ｜ 例题精讲 ｜ 易错清障
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