九年級物理全冊 13.2 內(nèi)能習(xí)題 （新版）新人教版.doc

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第2節(jié)　內(nèi)能 方式一　【實驗導(dǎo)入】 圖13－2－1 演示實驗：用自行車車胎氣嘴自制瓶塞，演示氣體膨脹對外做功(瓶內(nèi)加入少量酒精，5 mL左右即可，相當(dāng)于常用的一次性注射器的最大吸入量)，或者用多媒體設(shè)備播放該實驗視頻。啟發(fā)學(xué)生猜想可能會發(fā)生什么現(xiàn)象，過程中注意觀察，是否與自己想象的情形相同。 實驗結(jié)束后，教師適時導(dǎo)入新課：如何來解釋這種奇妙的現(xiàn)象呢？學(xué)完本節(jié)的知識后，不難找到答案。板書課題：內(nèi)能。 方式二　【情景導(dǎo)入】 多媒體展示有關(guān)人類對“熱”充滿渴望的圖片(旨在說明人類對“熱”的認知過程)。 圖13－2－2 設(shè)問：熱是一種能量嗎？如果是，那它能做功嗎？ 方式三　【問題導(dǎo)入】 多媒體播放相關(guān)的視頻或圖片(邊放邊問)： 圖13－2－3 導(dǎo)入語：冬天手冷時為什么搓手能取暖？為什么從滑梯上滑下時臀部有灼熱感？鉆木為什么可以取火？ 認真學(xué)習(xí)本節(jié)內(nèi)容，我們自然可以找到答案。 　　　　 1．溫度、熱量、內(nèi)能的區(qū)別 溫度 熱量 內(nèi)能 定義 宏觀：表示物體的冷熱程度。 微觀：反映了物體內(nèi)大量分子無規(guī)則運動的劇烈程度　 在熱傳遞過程中，傳遞能量的多少　 構(gòu)成物體的所有分子，其熱運動的動能與分子勢能的總和(注意是“所有分子”) 表述 只能說“是”“降低”“升高”；不能說“吸收”“放出” 只能說“吸收”“放出”；不能說“具有”“含有” 只能說“有”“具有”“增大”“減小” 性質(zhì) 狀態(tài)量 過程量 狀態(tài)量 辨析 物體溫度升高，內(nèi)能增加，不一定吸熱 物體吸收熱量，內(nèi)能增加，不一定升溫 物體內(nèi)能增加，不一定升溫 物體內(nèi)能增加，不一定吸熱 示例 鉆木取火，摩擦生熱，搓手 晶體熔化，水沸騰 晶體熔化，水沸騰 鉆木取火，摩擦生熱，搓手 2.講解內(nèi)能時可以借用的圖片(詳見光盤內(nèi)容) 對于圖13－2－4中兩只企鵝的對話，你有什么看法？ 圖13－2－4 3．教學(xué)片斷：內(nèi)能改變方式的教學(xué) 提出問題：怎樣才能使一根鐵絲溫度升高、內(nèi)能增加？看看誰的辦法多。 小組討論：用火燒鐵絲；用力彎折；放在太陽下曬；放在熱水中燙；在地上或墻上摩擦…… 歸類總結(jié)：方法有兩種：(1)熱傳遞(①用火燒鐵絲，②放在太陽下曬，③放在熱水中燙)；(2)做功(①用力彎折，②在地上或墻上摩擦)。 [考點小說] 熱學(xué)及能量板塊中考必考，而其中內(nèi)能和內(nèi)能的改變常常與熱機結(jié)合進行綜合考查，是該部分知識的高頻考點，一般以選擇題、填空題的形式呈現(xiàn)。 1．壓縮氣體做功，氣體內(nèi)能增大 [源起教材P9] 演示 圖13.2－5　做功改變物體的內(nèi)能 1．如圖13.2－5甲，在一個配有活塞的厚玻璃筒里放一小團硝化棉，把活塞迅速壓下去，觀察發(fā)生的現(xiàn)象。 2．如圖13.2－5乙，燒瓶(或可樂瓶)內(nèi)盛少量水。給瓶內(nèi)打氣，當(dāng)瓶塞跳出時，觀察瓶內(nèi)的變化。 在上述實驗中，通過什么途徑改變了玻璃筒和燒瓶內(nèi)空氣的內(nèi)能？ 例1　[梅州中考] 如圖13－2－5所示，在一個配有活塞的厚壁玻璃筒里放一小團硝化棉，用力把活塞迅速下壓，棉花就會立即燃燒。根據(jù)該實驗現(xiàn)象，下列結(jié)論正確的是(　　) A．棉花燃燒過程是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 B．活塞下壓過程中，氣體的內(nèi)能減小 C．氣體容易被壓縮，是因為氣體分子間距離較小 D．活塞下壓過程是熱傳遞改變物體的內(nèi)能 [答案] A 圖13－2－5 2．氣體膨脹對外做功，本身內(nèi)能減小 [源起教材P9] 圖13.2－5乙，瓶內(nèi)水上方存在著無色透明、無法看到的水蒸氣；當(dāng)塞子跳起來時，可以看到瓶內(nèi)出現(xiàn)白霧，說明水蒸氣液化成了可以看到的小水滴。在這個過程中，氣體膨脹對外做功，溫度降低，內(nèi)能減小。 例2　[泰安中考] 如圖13－2－6所示實驗，試管口木塞沖出過程(　　) A．試管口出現(xiàn)的白霧是水蒸氣 B．試管口出現(xiàn)白霧說明水蒸氣內(nèi)能增加 C．能量轉(zhuǎn)化情況與鉆木取火能量轉(zhuǎn)化相同 D．水蒸氣對木塞做功，水蒸氣的內(nèi)能減少 圖13－2－6 [答案] D 材料一——熱量與生命 你是否發(fā)現(xiàn)，即使我們喝下大量冰鎮(zhèn)飲料或在熱水浴池中泡上很長時間，我們的體溫也不會有多大變化。身體放熱或吸熱時，體溫為什么不降低或升高呢？ 原來，在人和一些動物的下丘腦中(位于大腦皮層下面)，有一個負責(zé)保持體溫不變的“調(diào)節(jié)器”。當(dāng)喝下冰鎮(zhèn)飲料后，胃壁溫度降低，胃部神經(jīng)將涼的感覺信號傳給了下丘腦，它立即發(fā)出指令加快血液循環(huán)，把大量熱量帶到胃壁，保持了胃的正常溫度。當(dāng)外界溫度降低時，下丘腦立即發(fā)出指令，加快新陳代謝多產(chǎn)生熱量，還發(fā)出指令使毛孔收縮，減少散熱，以保持正常體溫。 然而，下丘腦的調(diào)節(jié)功能是有限度的。若外界溫度過低，新陳代謝產(chǎn)生的熱量將補償不了由于身體表面蒸發(fā)、傳導(dǎo)和呼吸引起的熱量損失，于是體溫下降，嚴(yán)重時就會造成死亡。因此，人在冬天要穿上棉衣御寒；生活在寒冷環(huán)境中的動物都有厚厚的毛皮，一只北極熊，不必加快新陳代謝的速度，就能在－50 ℃的環(huán)境中舒舒服服地過日子。 當(dāng)外界溫度較高時，人和動物就要向外界加快散熱以保持體溫。例如，人在熱水浴時，下丘腦發(fā)出指令加快皮膚的血液循環(huán)，大量出汗散熱，同時加快呼吸，使熱量隨氣體和水分一同排出，從而有效地防止了人體溫度的上升。有的動物沒有汗腺，向外散發(fā)熱量就有些困難了，狗就是這種動物之一。夏天狗總是張著嘴、伸著舌頭，它就是靠伸長的舌頭蒸發(fā)水分來散發(fā)熱量的。 應(yīng)用物理學(xué)概念和規(guī)律來研究生命運動，已經(jīng)形成一門新的交叉學(xué)科——生物物理學(xué)。 材料二——溫室效應(yīng)的危害 ①全球變暖：溫室氣體濃度的增加會減少紅外線輻射到太空外，地球的氣候因此需要轉(zhuǎn)變來使吸取和釋放輻射的量達到新的平衡。這轉(zhuǎn)變包括“全球性”的地球表面及大氣低層變暖，因為這樣可以將過剩的輻射排放出外。雖然如此，地球表面溫度的少許上升也可能會引發(fā)其他的變動。 ②地球上的病蟲害增加：溫室效應(yīng)可使史前致命病毒威脅人類，美國科學(xué)家發(fā)出警告，由于全球氣溫上升令北極冰層熔化，被冰封十幾萬年的史前致命病毒可能會重見天日，導(dǎo)致全球陷入疫癥恐慌，人類生命受到嚴(yán)重威脅。 圖13－2－7 ③海平面上升：假若“全球變暖”正在發(fā)生，有兩種過程會導(dǎo)致海平面升高。第一種是海水受熱膨脹令海平面上升。第二種是冰川和格陵蘭及南極洲上的冰塊熔化使海洋水分增加。預(yù)期由1900年至2100年地球的平均海平面上升幅度介于0.09 m和0.88 m之間。 ④氣候反常：氣候反常、極端天氣多是全球性溫室效應(yīng)后果之一，是因為二氧化碳這種溫室氣體濃度增加，使熱量不能散發(fā)到外太空，使地球變成一個保溫瓶，而且還是不斷加溫的保溫瓶。全球溫度升高，使得南北極冰川大量熔化，海平面上升，導(dǎo)致海嘯、臺風(fēng)、夏天非常熱、冬天非常冷，以致氣候反常，極端天氣多。 ⑤土地沙漠化：土地沙漠化是一個全球性的環(huán)境問題。沙漠化使生物界的生存空間不斷縮小，已引起科學(xué)界和各國政府的高度重視。氣候變冷和構(gòu)造活動變?nèi)跏巧衬闹饕?，人類活動加速了沙漠化的進程。中國科學(xué)家對羅布泊的科學(xué)考察提供了不可辯駁的證據(jù)。 ⑥缺氧：溫室氣體的摩爾質(zhì)量都大于氧氣，當(dāng)世界各國把地球內(nèi)部所有的能源都開采出來使用，然后地球上最終的環(huán)境狀態(tài)就和在10億年前的情況差不多了，屆時不光是野生動物呼吸不到氧氣，甚至連人類也是無法生存的。 詳見光盤內(nèi)容 1. 在學(xué)習(xí)了內(nèi)能的知識后，幾位同學(xué)對于內(nèi)能的知識提出了下列說法，正確的是（　?。? A．曉華：熾熱的鐵水具有內(nèi)能，冰冷的鐵塊也具有內(nèi)能 B．曉峰：運動速度大的物體內(nèi)能大 C．曉玲：物體的內(nèi)能與溫度無關(guān) D．曉平：物體對外做功其內(nèi)能一定增大 2. 溫度、熱量和內(nèi)能三個物理量遇到了一起，下列關(guān)于它們的說法正確的是（　　） A．溫度高的物體含有的熱量比溫度低的物體多 B．熱量總是從內(nèi)能大的物體向內(nèi)能小的物體傳遞 C．內(nèi)能少的物體也可能將能量傳給內(nèi)能多的物體 D．物體的內(nèi)能與溫度有關(guān)，只要溫度不變，物體的內(nèi)能就一定不變 3. 如圖所示是模擬點火爆炸裝置，當(dāng)撳動電火花發(fā)生器的按鈕時，我們可以看到上面的盒蓋將_________，同時聽到“砰”的一聲響．在此過程中，燃氣的_________能減少，轉(zhuǎn)化為_________的_________能． 4. 通過課本中的實驗探究，同學(xué)們知道了做功可以改變物體的內(nèi)能，具體地說：對物體做功，物體的內(nèi)能會增加．那么“物體對外做功，物體的內(nèi)能會減少嗎”？嚴(yán)小明同學(xué)對這個猜想設(shè)計了如圖所示的實驗：用酒精燈加熱試管中的水，使水沸騰，他看到了水蒸氣將木塞沖開，并冒“白氣“，這充分說明了水蒸氣_________，水蒸氣內(nèi)能_________，溫度_________．在這個過程中_________能轉(zhuǎn)化為_________能．實驗說明：_________，從而驗證了小明的猜想是_________（選填“正確”或“錯誤”）的． 5. 位于蕪湖市的“神山鑄劍”遺址極富傳奇色彩，相傳春秋時干將在此設(shè)爐造劍，三年成劍，鋒利無比．干將造劍主要是利用了金屬具有良好的_________（選填“彈性”、“硬度”或“延展性”），可鍛打成劍．當(dāng)年的“淬劍池”如今仍位于山顛，淬劍是指將熾熱的金屬劍迅速與冷水接觸，以增加其硬度．淬劍過程中，金屬劍的內(nèi)能_________（選填“增大”或“減小”），這主要是通過_________方式改變了金屬劍的內(nèi)能． 6. 某物理實踐小組的同學(xué)為了研究不同顏色的物體的吸熱本領(lǐng)，他們把質(zhì)量、溫度都相同的水分別倒入兩個相同的玻璃瓶中，用白紙和黑紙分別將瓶子包起來后放在太陽光下照射，每隔3min測一次瓶中水的溫度，收集的數(shù)據(jù)如下： 日照時間/min 0 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 白紙瓶水溫/℃ 23 24 25 25 26 27 27 28 29 29 30 黑紙瓶水溫/℃ 23 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 在這一過程中，水的內(nèi)能_________（選填“增加”或“減少”），內(nèi)能變化的方式是_________．對上述數(shù)據(jù)分析，得到的結(jié)論是_________． 【趣味鏈接】 內(nèi)能是指物體內(nèi)部所包含的總能量，包括分子的動能（即分子無規(guī)則熱運動動能）和分子的勢能（即分子間相互作用能）、分子內(nèi)的能量、原子內(nèi)的能量、原子核內(nèi)的能量等．在熱學(xué)中，由于在熱運動中上述后三項能量不發(fā)生變化，所以內(nèi)能一般指前兩項．由于分子的動能跟溫度有關(guān)，分子的勢能跟分子間的距離有關(guān)，所以物體的內(nèi)能跟溫度、體積都有關(guān)系． 【拓寬延伸】 慢慢壓縮針筒里的氣體，加熱針筒里的氣體，氣體內(nèi)能中哪部分發(fā)生變化？金屬塊在受熱膨脹時，金屬塊內(nèi)能中哪些部分發(fā)生變化？ 1.A 解析：因為任何物體任何溫度都有內(nèi)能，故熾熱的鐵水具有內(nèi)能，冰冷的鐵塊也具有內(nèi)能，故A說法正確，符合題意；內(nèi)能與物體內(nèi)部分子的熱運動和分子間的相互作用情況有關(guān)，而與整個物體的速度無關(guān)，故B說法錯誤；物體的內(nèi)能與溫度有關(guān)，C說法錯誤；物體對外做功，內(nèi)能減小，D說法錯誤．故選A． 2.C 解析：熱量不是狀態(tài)量，不能說含有或者具有熱量．故A不正確．熱傳遞發(fā)生的條件是：有溫度差；熱傳遞的特點是：高溫物體放出熱量，低溫物體吸收熱量，熱量從高溫物體傳給低溫物體，但內(nèi)能小的物體溫度可能比內(nèi)能大的物體高，因此熱量也可能由內(nèi)能小的物體傳給內(nèi)能大的物體．故B不正確．內(nèi)能少的物體也可能將能量傳給內(nèi)能多的物體，能量是從高溫物體轉(zhuǎn)移到低溫物體．故C正確。物體的內(nèi)能與溫度有關(guān)，同時，內(nèi)能的大小還與質(zhì)量和體積有關(guān)．故D不正確．故選C． 3.飛出去 內(nèi) 盒蓋 機械 解析：當(dāng)撳動電火花發(fā)生器的按鈕時，酒精會燃燒，酒精燃燒后產(chǎn)生的高溫高壓的燃氣體積膨脹，對外做功，燃氣的內(nèi)能減少，內(nèi)能轉(zhuǎn)化為盒蓋的機械能，使盒蓋飛出去． 4.對木塞做功 減小 降低 內(nèi) 機械 物體對外做功，內(nèi)能減小 正確 解析：做功和熱傳遞是改變物體內(nèi)能的兩種方式．對物體做功，機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，內(nèi)能增加；物體對外做功，內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能，內(nèi)能減?。运魵鈱δ救龉?，水蒸氣內(nèi)能減小，溫度降低，內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能．實驗說明：物體對外做功，物體的內(nèi)能減少．小明的猜想是正確的． 5. 延展性 減小 熱傳遞 解析：（1）干將造劍主要是利用了金屬具有良好的延展性．（2）熾熱的金屬劍迅速與冷水接觸，金屬劍和冷水之間存在溫度差，兩者之間發(fā)生熱傳遞，金屬劍放出熱量，溫度降低，冷水吸收熱量，溫度升高．金屬劍的溫度降低，內(nèi)能減?。? 6. 增加 熱傳遞 黑色物體比白色物體吸熱本領(lǐng)強 解析：（1）由記錄的數(shù)據(jù)可見，水的溫度在升高，因此水的內(nèi)能增加；（2）水的溫度升高是由太陽光照射引起的，因此是熱傳遞導(dǎo)致了水的內(nèi)能增加；（3）由數(shù)據(jù)可見，黑紙瓶水溫升高的快，說明黑色比白色吸熱本領(lǐng)強． 7.思維點睛：慢慢壓縮針筒里的氣體，分子勢能會發(fā)生變化．加熱針筒里的氣體，分子動能會發(fā)生變化．金屬塊在受熱膨脹時，金屬塊內(nèi)分子勢能和分子動能都會隨著發(fā)生變化． 解析：慢慢壓縮針筒里的氣體，氣體的體積會發(fā)生變化，分子間的距離會減小，分子的勢能跟分子間的距離有關(guān)，因此分子勢能會發(fā)生變化．加熱針筒里的氣體，氣體的溫度會升高，由于分子的動能跟溫度有關(guān)，因此分子動能會發(fā)生變化．金屬塊在受熱膨脹時，金屬塊的溫度和體積都發(fā)生變化，因此分子勢能和分子動能都會隨著發(fā)生變化．