九年級(jí)物理全冊(cè) 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(shí)驗(yàn)導(dǎo)入】 圖13－2－1 演示實(shí)驗(yàn)：用自行車(chē)車(chē)胎氣嘴自制瓶塞，演示氣體膨脹對(duì)外做功(瓶?jī)?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(shí)驗(yàn)視頻。啟發(fā)學(xué)生猜想可能會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象，過(guò)程中注意觀察，是否與自己想象的情形相同。 實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，教師適時(shí)導(dǎo)入新課：如何來(lái)解釋這種奇妙的現(xiàn)象呢？學(xué)完本節(jié)的知識(shí)后，不難找到答案。板書(shū)課題：內(nèi)能。 方式二　【情景導(dǎo)入】 多媒體展示有關(guān)人類(lèi)對(duì)“熱”充滿渴望的圖片(旨在說(shuō)明人類(lèi)對(duì)“熱”的認(rèn)知過(guò)程)。 圖13－2－2 設(shè)問(wèn)：熱是一種能量嗎？如果是，那它能做功嗎？ 方式三　【問(wèn)題導(dǎo)入】 多媒體播放相關(guān)的視頻或圖片(邊放邊問(wèn))： 圖13－2－3 導(dǎo)入語(yǔ)：冬天手冷時(shí)為什么搓手能取暖？為什么從滑梯上滑下時(shí)臀部有灼熱感？鉆木為什么可以取火？ 認(rèn)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(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的劇烈程度　 在熱傳遞過(guò)程中，傳遞能量的多少　 構(gòu)成物體的所有分子，其熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能與分子勢(shì)能的總和(注意是“所有分子”) 表述 只能說(shuō)“是”“降低”“升高”；不能說(shuō)“吸收”“放出” 只能說(shuō)“吸收”“放出”；不能說(shuō)“具有”“含有” 只能說(shuō)“有”“具有”“增大”“減小” 性質(zhì) 狀態(tài)量 過(guò)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(shí)可以借用的圖片(詳見(jiàn)光盤(pán)內(nèi)容) 對(duì)于圖13－2－4中兩只企鵝的對(duì)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(wèn)題：怎樣才能使一根鐵絲溫度升高、內(nèi)能增加？看看誰(shuí)的辦法多。 小組討論：用火燒鐵絲；用力彎折；放在太陽(yáng)下曬；放在熱水中燙；在地上或墻上摩擦…… 歸類(lèi)總結(jié)：方法有兩種：(1)熱傳遞(①用火燒鐵絲，②放在太陽(yáng)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(diǎn)小說(shuō)] 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(jī)結(jié)合進(jìn)行綜合考查，是該部分知識(shí)的高頻考點(diǎn)，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(gè)配有活塞的厚玻璃筒里放一小團(tuán)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(lè)瓶)內(nèi)盛少量水。給瓶?jī)?nèi)打氣，當(dāng)瓶塞跳出時(shí)，觀察瓶?jī)?nèi)的變化。 在上述實(shí)驗(yàn)中，通過(guò)什么途徑改變了玻璃筒和燒瓶?jī)?nèi)空氣的內(nèi)能？ 例1　[梅州中考] 如圖13－2－5所示，在一個(gè)配有活塞的厚壁玻璃筒里放一小團(tuán)硝化棉，用力把活塞迅速下壓，棉花就會(huì)立即燃燒。根據(jù)該實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，下列結(jié)論正確的是(　　) A．棉花燃燒過(guò)程是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 B．活塞下壓過(guò)程中，氣體的內(nèi)能減小 C．氣體容易被壓縮，是因?yàn)闅怏w分子間距離較小 D．活塞下壓過(guò)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(duì)外做功，本身內(nèi)能減小 [源起教材P9] 圖13.2－5乙，瓶?jī)?nèi)水上方存在著無(wú)色透明、無(wú)法看到的水蒸氣；當(dāng)塞子跳起來(lái)時(shí)，可以看到瓶?jī)?nèi)出現(xiàn)白霧，說(shuō)明水蒸氣液化成了可以看到的小水滴。在這個(gè)過(guò)程中，氣體膨脹對(duì)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(shí)驗(yàn)，試管口木塞沖出過(guò)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(shuō)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(duì)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(zhǎng)時(shí)間，我們的體溫也不會(huì)有多大變化。身體放熱或吸熱時(shí)，體溫為什么不降低或升高呢？ 原來(lái)，在人和一些動(dòng)物的下丘腦中(位于大腦皮層下面)，有一個(gè)負(fù)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(jué)信號(hào)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(shí)，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(guò)低，新陳代謝產(chǎn)生的熱量將補(bǔ)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(shí)就會(huì)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(dòng)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(guò)日子。 當(dāng)外界溫度較高時(shí)，人和動(dòng)物就要向外界加快散熱以保持體溫。例如，人在熱水浴時(shí)，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(shí)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(dòng)物沒(méi)有汗腺，向外散發(fā)熱量就有些困難了，狗就是這種動(dòng)物之一。夏天狗總是張著嘴、伸著舌頭，它就是靠伸長(zhǎng)的舌頭蒸發(fā)水分來(lái)散發(fā)熱量的。 應(yīng)用物理學(xué)概念和規(guī)律來(lái)研究生命運(yùn)動(dòng)，已經(jīng)形成一門(mén)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(huì)減少紅外線輻射到太空外，地球的氣候因此需要轉(zhuǎn)變來(lái)使吸取和釋放輻射的量達(dá)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?yàn)檫@樣可以將過(guò)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(huì)引發(fā)其他的變動(dòng)。 ②地球上的病蟲(chóng)害增加：溫室效應(yīng)可使史前致命病毒威脅人類(lèi)，美國(guó)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(wàn)年的史前致命病毒可能會(huì)重見(jiàn)天日，導(dǎo)致全球陷入疫癥恐慌，人類(lèi)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(guò)程會(huì)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?yàn)槎趸歼@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(gè)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(tái)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(gè)全球性的環(huán)境問(wèn)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(guó)政府的高度重視。氣候變冷和構(gòu)造活動(dòng)變?nèi)跏巧衬闹饕?，人?lèi)活動(dòng)加速了沙漠化的進(jìn)程。中國(guó)科學(xué)家對(duì)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(guó)把地球內(nèi)部所有的能源都開(kāi)采出來(lái)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(shí)不光是野生動(dòng)物呼吸不到氧氣，甚至連人類(lèi)也是無(wú)法生存的。 詳見(jiàn)光盤(pán)內(nèi)容 1. 在學(xué)習(xí)了內(nèi)能的知識(shí)后，幾位同學(xué)對(duì)于內(nèi)能的知識(shí)提出了下列說(shuō)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(yùn)動(dòng)速度大的物體內(nèi)能大 C．曉玲：物體的內(nèi)能與溫度無(wú)關(guān) D．曉平：物體對(duì)外做功其內(nèi)能一定增大 2. 溫度、熱量和內(nèi)能三個(gè)物理量遇到了一起，下列關(guān)于它們的說(shuō)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(diǎn)火爆炸裝置，當(dāng)撳動(dòng)電火花發(fā)生器的按鈕時(shí)，我們可以看到上面的盒蓋將_________，同時(shí)聽(tīng)到“砰”的一聲響．在此過(guò)程中，燃?xì)獾腳________能減少，轉(zhuǎn)化為_(kāi)________的_________能． 4. 通過(guò)課本中的實(shí)驗(yàn)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(shuō)：對(duì)物體做功，物體的內(nèi)能會(huì)增加．那么“物體對(duì)外做功，物體的內(nèi)能會(huì)減少嗎”？嚴(yán)小明同學(xué)對(duì)這個(gè)猜想設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)：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(kāi)，并冒“白氣“，這充分說(shuō)明了水蒸氣_________，水蒸氣內(nèi)能_________，溫度_________．在這個(gè)過(guò)程中_________能轉(zhuǎn)化為_(kāi)________能．實(shí)驗(yàn)說(shuō)明：_________，從而驗(yàn)證了小明的猜想是_________（選填“正確”或“錯(cuò)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(shí)干將在此設(shè)爐造劍，三年成劍，鋒利無(wú)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(guò)程中，金屬劍的內(nèi)能_________（選填“增大”或“減小”），這主要是通過(guò)_________方式改變了金屬劍的內(nèi)能． 6. 某物理實(shí)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(gè)相同的玻璃瓶中，用白紙和黑紙分別將瓶子包起來(lái)后放在太陽(yáng)光下照射，每隔3min測(cè)一次瓶中水的溫度，收集的數(shù)據(jù)如下： 日照時(shí)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(guò)程中，水的內(nèi)能_________（選填“增加”或“減少”），內(nèi)能變化的方式是_________．對(duì)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(dòng)能（即分子無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)動(dòng)能）和分子的勢(shì)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(yùn)動(dòng)中上述后三項(xiàng)能量不發(fā)生變化，所以?xún)?nèi)能一般指前兩項(xiàng)．由于分子的動(dòng)能跟溫度有關(guān)，分子的勢(shì)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(shí)，金屬塊內(nèi)能中哪些部分發(fā)生變化？ 1.A 解析：因?yàn)槿魏挝矬w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(shuō)法正確，符合題意；內(nèi)能與物體內(nèi)部分子的熱運(yùn)動(dòng)和分子間的相互作用情況有關(guān)，而與整個(gè)物體的速度無(wú)關(guān)，故B說(shuō)法錯(cuò)誤；物體的內(nèi)能與溫度有關(guān)，C說(shuō)法錯(cuò)誤；物體對(duì)外做功，內(nèi)能減小，D說(shuō)法錯(cuò)誤．故選A． 2.C 解析：熱量不是狀態(tài)量，不能說(shuō)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(diǎn)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(shí)，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(jī)械 解析：當(dāng)撳動(dòng)電火花發(fā)生器的按鈕時(shí)，酒精會(huì)燃燒，酒精燃燒后產(chǎn)生的高溫高壓的燃?xì)怏w積膨脹，對(duì)外做功，燃?xì)獾膬?nèi)能減少，內(nèi)能轉(zhuǎn)化為盒蓋的機(jī)械能，使盒蓋飛出去． 4.對(duì)木塞做功 減小 降低 內(nèi) 機(jī)械 物體對(duì)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(duì)物體做功，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，內(nèi)能增加；物體對(duì)外做功，內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，內(nèi)能減?。运魵鈱?duì)木塞做功，水蒸氣內(nèi)能減小，溫度降低，內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能．實(shí)驗(yàn)說(shuō)明：物體對(duì)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(qiáng) 解析：（1）由記錄的數(shù)據(jù)可見(jiàn)，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(yáng)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(jiàn)，黑紙瓶水溫升高的快，說(shuō)明黑色比白色吸熱本領(lǐng)強(qiáng)． 7.思維點(diǎn)睛：慢慢壓縮針筒里的氣體，分子勢(shì)能會(huì)發(fā)生變化．加熱針筒里的氣體，分子動(dòng)能會(huì)發(fā)生變化．金屬塊在受熱膨脹時(shí)，金屬塊內(nèi)分子勢(shì)能和分子動(dòng)能都會(huì)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(huì)發(fā)生變化，分子間的距離會(huì)減小，分子的勢(shì)能跟分子間的距離有關(guān)，因此分子勢(shì)能會(huì)發(fā)生變化．加熱針筒里的氣體，氣體的溫度會(huì)升高，由于分子的動(dòng)能跟溫度有關(guān)，因此分子動(dòng)能會(huì)發(fā)生變化．金屬塊在受熱膨脹時(shí)，金屬塊的溫度和體積都發(fā)生變化，因此分子勢(shì)能和分子動(dòng)能都會(huì)隨著發(fā)生變化．