3.5.1物体的内能与热量的计算（讲义）-2022-2023学年九年级上册科学（浙教版）

1、浙教版九年级上册第三章第五节物体的内能-内能及热量计算【知识点分析】一 内能.内能的定义：分子的动能和势能的总和。.内能大小的影响因素：（1）分子动能：分子永不停息地做无规那么运动，同一切运动着的物体一样，运动着的 分子也具有动能。【影响分子动能的因素】温度升高分子运动剧烈程度增加一内能增加温度 V温度降低 f 分子运动剧烈程度减弱一内能减少- （2）分子势能：由于分子之间存在相互作用力，因此分子之间也具有势能。【影响分子势能的因素】体积增加一分子势能增加 内能增加体积.体积减少一分子势能减少_ 内能减少（3）分子数目：温度体积相同，物体内的分子数越多，内能就越大3 .改变物体内能大小的方法：

2、改变内能的两种方式做功做功热传递对内对夕卜吸热（夕卜界对物 体做功）（物体对夕卜 界做功）（物体从夕卜 界吸热）放热（物体对夕卜 界放热）内能增加内能增加内能减少内能增加内能减少二.热量的计算1.热量定义：物体在热传递过程中转移能量的多少叫做热量A.加热3min水吸收的热量是加热6min水吸收的热量的一半B.水升高相同的温度，吸收的热量是相同的C.相同的加热时间里，水升高的温度不同D.水升温的过程中比热容不变【答案】A【解析】A.同一煤炉在相同时间内放出的热量相同，从图中可知，加热3min时，水升高的温度为 20左右，从36min时水升高的温度为20c左右，根据。赤cwAf可知，加热3min水

3、吸 热不是加热6min水吸热的一半，故A错误，符合题意；B.根据。殁=。%加可知，在水的质量相同时，水升高相同的温度，吸收的热量是相同的， 故B正确，不符合题意；C.从图中可知，第2min时、水的温度为50,上升到70后温度上升的越来越慢，原 因是水与环境的温度差越大热传递越快，所以水温度上升的速度越来越慢，故C正确，不 符合题意；D.比热容是物质的一种特性，其大小与物质的种类和所处的状态有关，而与物体的温 度、质量无关；所以，水在吸热过程中，水的比热容不变。故D正确，不符合题意。【例16】小徐购买了一个电加热恒温杯垫，在冬天就能喝上温热的牛奶了。小徐关于温 度、热量和内能等的看法正确的选项是

4、（）A.该恒温杯垫的原理是：牛奶的温度与恒温杯垫相同时，不再发生热传递B.把牛奶放在恒温杯垫上，垫的温度越高牛奶所含热量越多C.牛奶的温度不变，内能一定不变D.小徐喝下牛奶，牛奶的温度传递给了他【答案】C【解析】A.电加热恒温杯垫是通过电流的热效应给牛奶加热，使其吸收和散失的热量相同，从而 保持恒温，故A错误；B.热量是过程量，不能说“含有。故B错误；C.牛奶散热的同时，吸收杯垫传递的热量，内能不变，温度不变，故C正确；D.小徐喝下牛奶，牛奶的热量传递给了他，故D错误。【例17如图甲所示，把10牛奶放在初温60的热水中加热，每隔1分钟测量一下水 和牛奶的温度，描绘出它们的温度随时间变化的图像（

5、图乙所示）。以下说法中不正确的C.前十分钟内，水变化的温度小于牛奶变化的温度D.从上述变化过程中可以得出水的比热容比牛奶的比热容大【答案】D【解析】A.装有凉奶的奶瓶放在热水中要吸收热量，温度升高，由图乙可知，F的温度不断升 高，因此表示热奶的温度随时间变化的曲线，曲线E表示水的温度随时间的变化规律， 故A正确，不符合题意；B.图中所示牛奶吸收热量，温度上升，故B正确，不符合题意；C.前十分钟内，水温度从60摄氏度到40摄氏度，牛奶温度从20摄氏度以下到40摄氏 度，水变化的温度小于牛奶变化的温度，故C正确，不符合题意；D.由于水和热奶的质量关系可能不同，因此我们不能仅凭图象判断水的比热容比牛

6、奶的 大，故D错误，符合题意。【例18】水、酒精、砂石、铁的比热和初温如下表，用相同的酒精灯给等质量的水、 酒精、砂石、铁加热相同的时间（不考虑热量散失），以下说法正确的选项是（）A.末温最高的一定是铁B.升温最快的一定是铁物质水酒精砂石铁比热（焦/千克）4.2x1032.4x1030.92x1030.46x103初温（）40302010C.吸热最多的一定是水D.升温最快的一定是水【答案】B【解析】C.用相同的酒精灯给等质量的水、酒精、砂石、铁加热相同的时间，那么它们吸收的热量 是相同的，故C错误；A.由表可知，铁的比热容最小，根据。m加得可知，可以判断铁升高的温度最 cm大。但铁的初温最低，

7、那么无法确定铁的末温是否最高，故A错误；BD.由于加热时间相同，铁升高的温度最大，那么铁升温最快。故B正确，D错误。【例19质量相等的两金属块A和B长时间放在沸水中，将它们从沸水中取出后，立刻 分别投入甲、乙两杯质量和温度都相同的冷水中。不计热量损失，当甲、乙两杯水的温度 不再升高时，发现甲杯水的温度低于乙杯水的温度。那么以下说法中正确的选项是（）A.金属块A末温比金属块B的末温高B.金属块A放出的热量比金属块B的多C.金属块A在沸水中吸热比金属块B吸热多D.金属块A的比热容比金属块B的比热容小【答案】D【解析】A.到达热平衡后，金属块的末温等于水的末温，因为甲杯水的温度低于乙杯水的温度， 所

8、以金属块A末温比金属块B的末温低，故A错误；B.两金属块使水温升高，甲杯水的温度低于乙杯水的温度，中杯水吸热少、金属块A放 热少，故B错误；C.不知金属块的初温，无法比拟两金属块吸热多少，故C错误；D.两金属块都从沸水中取出、初温相同，对于金属块A来说有cAmA （A）=c次加次QtA-t水加 对于金属块B来说有cBmB （t-tB） =c 水m 水 QtR-t 水疝因为mA=mB那么:得tA-t水初1用-，水初那么有cA (/-/A) cl3 (t-tl3)cAc/3【例20如图是某实验小组画出的1kg冰熔化时温度随时间变化的图像。实验中实验小组 成员严格控制变量，使冰（水）单位时间内吸收相

9、等的热量。水的比热是4.2xl03j/（kg-c）。请根据所学知识并利用图像分析，以下说法正确的选项是（）A.吸收相等的热量冰和水升高温度相同B.由图可知，第1分钟后冰全部熔化为水C. 0-1分钟时间内该冰块吸收的热量为2.1X104JD.通过计算可以得出冰的比热容为2.1xlO3J/（kg-）【答案】D【解析】A.从。Imin内冰吸收的热量与45min内水吸收的热量相等，但是冰升高了 20G,而水 升高了 10,故A错误；B.根据图像可知，冰的熔化过程经历了 3min,故B错误；C.从。Imin内冰吸收的热量与45min内水吸收的热量相等，即(2 = c7K/7iAf = 4.2xl03J/

10、(kg-)xlkgxl0 = 4.2xl04J故C错误;D.冰升高了 20C,那么冰的比热容为故D正确。【例21质量和温度都相同的甲、乙两种物质，用同样的加热器进行加热，它们温度随时 间变化的图像如下图，以下说法正确的选项是（）f温度/七8060时间/min时间/min40R I_y 6 8 10A.甲物质的沸点一定是80,乙物质的沸点一定是4006min甲比乙吸收的热量多8lOmin甲和乙继续吸热，虽然温度各自保持不变，但甲和乙的内能都不断增加D.甲的比热容大于乙的比热容【答案】C【解析】A.由图象可知，甲和乙的未温保持不变，但可能处在熔化过程中，也可能处于沸腾过程 中，此时的温度不一定是沸

11、点，故A错误；B.实验中用同样的加热器进行加热，在相同时间内物质吸收的热量是相同的，那么在0-6min内两物质吸收的热量都是相同的，故B错误；8-10min甲和乙继续吸热，甲和乙的内能都不断增加，故C正确；D.由图可知，在0-6min内，加热时间相同，吸收的热量相同，甲的温度变化快，且两物质的质量相同，根据。可知，甲的比热容小，故D错误。【例22】将冰块放在泡沫箱中可制成简易，冰箱”，把一瓶饮料放入“冰箱”后，冰块和饮料 的温度随时间变化的曲线如下图，在两物体温度到达相同之前，以下说法正确的选项是A.甲是冰块 B.乙吸收热量C.甲内能增加 D.乙内能减少【答案】B【解析】由图可知，物体甲的温度

12、是降低的，即物体甲放出热量，内能减小；物体乙的温度是升高 的，即物体乙吸收热量，内能变大；所以物体甲是饮料，乙是冰块；故B正确，ACD错 误。【例23如下图，甲、乙两球完全相同，分别浸没在水和水银的同一深度内，甲、乙两 球是用同一种特殊材料制作的：当温度稍微升高时，球的体积会变大。如果开始水和水银的温度相同，且两液体温度同时缓缓地升高同一值，那么（）A.甲球吸收的热量较多B.乙球吸收的热量较多C.两球吸收的热量相等D.无法确定【答案】B【解析】根据题意知道，水和水银的初温相同（两球的初温相同），当两液体温度同时缓缓地升高 同一值，二者的末温相同，吸收的热量除了使内能增加相同的量外还要克服液体的

13、压力做 功，所以，乙球吸收的热量较多。【例24铜的比热小丁铁的比热，质量相等的铁块和铜块，在沸水中加热相当长的时间后取出，再让它们放出相等的热量，这时比拟铜块的末温t铜与铁块的末温t铁（）A. 铁B.t铜1:铁D.无法确定【答案】A【解析】由题可知，铁的比热容大于铜的比热容，（3放=111加，质量m相同，放出的热量相同，比 热容大的降低温度小，所以铁块比铜块降低的温度值低。又因为在沸水中加热相当长时间 后取出，即两者的初温相同，所以铁块的末温高，应选A。【例25】将一高温物体与一低温物体接触到达相同温度（两物体与外界没有热量交换）。那么有（）A.高温物体放出的热量一定大于低温物体吸收的热量B.

14、高温物体放出的热量一定等于低温物体吸收的热量C.高温物体降低的温度一定大于低温物体升高的温度D.高温物体降低的温度一定等于低温物体升高的温度【答案】B【解析】将一高温物体与一低温物体接触到达相同温度，由于不知它们的初始温度和质量大小，故 无法判定温度的高低，故CD错误；高温物体放出热量，低温物体吸收热量，由于两物体与外界没有热量交换，放出的热量等 于吸收的热量，故B正确，A错误；故应选B.【例26】水的比热容是4.2x10,J/（kg，/）,太阳能热水器内盛有100千克、温度为20。的水，受阳光照射水温升高到60,针对这种情况，以下说法正确的选项是（）A.这些水吸收了 1.68x1（）7j的热

15、量B.20的水比60的水热量少C.这些20C的水吸收了太阳的温度后变成D. 60的水降到0时水的内能降为0【答案】A【解析】A.水吸收的热量：Q 吸=的 /占4.2 x 1 （）3 J/（kg/） x 100kg x （60 - 20 ）=1.68xl07J故A正确；B.热量是一个过程量，所以不能说20C的水比60c的水热量少，故B错误；C.水吸收热量，而不能说吸收了温度，故c错误；一切物体都具有内能，0的水仍具有内能，故D错误。【例27】用供热稳定的热源给一个晶体均匀加热，用描点法得到其熔化图像如下图，那 么以下说法中不正确的选项是（）0 2810温度七时间minA.该晶体熔化时，仍然以热传

16、递的方式不断吸收热量B.该晶体吸热时，温度可以不变C.该物体在固态时的比热容较液态时的比热容更小D.该物体在固态时的比热容与液态时的比热容之比是1:2【答案】D【解析】AB.晶体熔化过程中，以热传递的方式从外界吸收热量；而且在熔化过程中，温度保持不 变；故AB项正确；AB项不符合题意；CD.在质量不变的前提下，吸收热量之比为1:2,温度升高之比为2:1,由。=0加4,所以 固态与液态物质比热容之比为：% TOC o 1-5 h z 。固_如_ a| 乂根AA液_11_1- - X X C液2夜加固 Q液2 2 4所以该物体在固态时的比热容较液态时的比热容更小，该物体在固态时的比热与液态时的 比

17、热之比是1:4。故C项正确、C项不符合题意；D项错误；D项符合题意；【例28】将一杯热水倒入容器内的冷水中，冷水温度升高10,又向容器内倒入同样一杯 热水，冷水温度又升高6C,假设再向容器内倒入同样一杯热水，那么冷水温度将再升高(不 计热损失)()A. 4.5B. 4C. 3.5D. 3【答案】B【解析】那么-得：6 xemo= 10 xcm-那么-得：6 xemo= 10 xcm-热传递过程中高温物体放出热量，低温物体吸收热量，直到最后温度相同。知道热水的质 量和温度变化、冷水的质量和温度变化，利用热平衡方程Q.Q放列出两个等式，可解得 容器里的水与一杯水的质量关系及热水与冷水间的温度差；那

18、么假设一次性将全部热水倒 入，那么可求得冷水升高的总温度，即可求得再加1杯水时容器内的水升高的温度。设热水 和冷水的温度差为t, 质量为mo的一小杯热水倒入盛有质量为m的冷水的保温容器中， 使得冷水温度升高了 10,；QiqQ放，从而可知，emo (t-10)=cmxl0, 又向 保温容器中倒入一小杯同质量为mo同温度的热水，水温又上升了 6, QqzkQ放，从 而可知,emo (t-10-6)=c (m+mo) x6,6xcm-6xcm（）,整理得：12 xcm（）=4 xcm,解得：m=3m（）；代入式可得，t=40c ； 假设我们将全部热水一次性注入，那么由热平衡方程可知：3moc （4

19、0-a t）=mcA t, m=3mo；联立两式解得：t=20；那么注入后3杯水后，水温还会上升：20-10- 6=4o 应选 B。.比热容的定义：单位质量的某种物质，温度升高1所吸收的热量叫做这种物质的比 热容，比热容用符号C表示，单位为焦/(千克. ),读作焦每千克摄氏度。.热量的计算公式：Q=cmAt ,其中C表示比热容，m表示质量，M 表示温 度变化量.燃料的热值：(1)定义：单位质量或体积的某种燃料完全燃烧时放出的热量，叫做这种燃料的热值。(2)单位：焦/千克，或者焦/立方米.燃料完全燃烧放出热量的计算公式(一般是总功)：Q放=mq三.温度，内能和热量的关系比拟【考点回顾】温度热量内

20、能概念不同宏观上：表示物体的冷热程 度微观上：反映物体中大量分 子在热传递过程中，传 递热量的无规那么运动的 剧烈程度多少物体内所有分子无规那么运动的 动能与势能的总和量的性质状态量过程量状态量表述“降低”或“升高”“放出”或“吸收”“有” “具有” “改变” “增 加”“减少”单位摄氏度()焦耳(J)焦耳(J)联系温度的变化，可以改变一个物体的内能，传递热量的多少可以量度物体内能改变的多少。 物体吸收或放出热量，它的内能将发生改变，但它的温度不一定改变。如冰融化时要吸收 热量，内能增加，但温度却保持在0不变。同样，物体放出热量时，温度也不一定降低.理解内能及影响因素.掌握热量的计算.分清内能

21、，热量和温度的关系【例题分析】【例1】以下关于温度、内能和热量的描述中，正确的选项是()A.物体吸收热量时，温度一定升高B.做功和热传递都能改变物体的内能C.物体的内能越大，其含有的热量就越多D.热量总是从内能大的物体向内能小的物体传递【答案】B【解析】A.物体吸收热量时，温度不一定升高，例如：水沸腾时吸热，但温度保持不变，故A错 误。B.做功和热传递都能改变物体的内能，故B正确。C.热量是过程量，只能描述为“吸收热量”或“放出热量”，故C错误。D.热量总是从温度高的物体向温度低的物体传递，故D错误。【例2】利用如下图装置，探究“做功改变物体内能工广口瓶内装有一些水，用瓶塞将 瓶口塞紧，瓶塞通

22、过导管与打气筒相连，用打气筒给瓶中打气。实验中，你应该注意观察 的是（）/f3A.打气的过程B.打气过程中瓶内水的情况C.瓶塞跳起的高度D.瓶塞跳起的瞬间，瓶内发生的变化【答案】D【解析】实验是研究物体对外做功时物体内能的变化情况（即瓶内空气的内能变化情况），所以实 验时需要观察瓶塞跳起的瞬间瓶内出现的现象，故ABC错误，D正确。【例3】如下图，用相同的加热装置对a、b、c三种物质加热，它们的温度随时间变化的图像，其中a、c质量相同。以下对图像的分析正确的选项是（）温度（七）A. -段时间内物质a的温度不变，所以内能不变B.如果a、b是同种物质，b的质量大于a的质量C.温度从升高到T2时，物质

23、a和物质b吸收的热量相等D.物质b的比热容大于物质c的比热容【答案】B【解析】A.根据图像可知，时间内物质a的温度不变，但是由于不断吸热，所以内能增大， 故A错误；B. a、b为同种物质，那么比热容相等；当加热时间都为力时，二者吸收的热量相同，止匕时 升高的温度b小于a。根据。=52/可知，升高的温度与物体质量成反比，即b的质量大 于a,故B正确；C.根据图像可知，从从Ti升高到T2时，a用的时间小于b的时间，即物质a吸收的热量 小于b,故C错误；D.根据图像可知，同样升高到Ti, b用的时间比c小，即b吸收的热量小于c,但由于不 知道be的质量大小，不能判断be的比热容大小，故D错误。【例4

24、】车辆由于紧急刹车，刹车片迅速夹紧刹车盘（不考虑刹车片磨损），靠刹车片与 刹车盘的剧烈摩擦最终使车辆停止运动，这个过程导致刹车片和刹车盘温度升高。那么以下 说法正确的选项是（ ）A.车辆停止后，无速度，那么刹车片内能为零B.车辆在减速过程中，内能转化成机械能C.刹车片和刹车盘温度升高，可知刹车片内能增大 D.由于质量没改变，那么刹车片内 能不发生变化【答案】c【解析】A.车辆停止后，无速度，它的机械能变成零，但是刹车片内能肯定不为零，故A错误。B.车辆在减速过程中，机械能减小，那么机械能转化为内能，故B错误。C.刹车片和刹车盘温度升高，可知刹车片内能增大，故C正确。D.质量没改变，但是刹车片的

25、温度升高，那么刹车片内能增大了，故D错误。【例5】做功和热传递均能改变物体的内能，以下方法中，通过做功来增加双手内能的是A.对手哈气B.来回搓手 C.捧电暖宝 D.放入热水【答案】B【解析】A.对手哈气时，手吸收热量，温度升高，属于热传递改变物体的内能，故A不符合题 忌；B.来回搓手时，手的机械能转化为内能，属于做功改变物体的内能，故B符合题意；C.电暖宝暖手时，手从电暖宝上吸收热量，属于热传递改变物体的内能，故C不符合题后、；D.手放入热水时，热水的内能转移到手上，属于热传递改变物体的内能，故D不符合题忌、O【例6】以下说法正确的选项是（）A.没有吸热过程和放热过程，说热量是毫无意义的B.物

26、质的比热与物体吸收的热量、物体的质量及物体温度的变化有关C.两个物体升高相同的温度，吸收的热量也一定相同D.热量总是从热量多的物体传递给热量少的物体【答案】A【解析】A.热量是指在热传递的过程中，内能改变的多少，即热量是过程量，故A正确；B.物质的比热容是物体的一种特性，与物体吸收的热量、物体的质量及物体温度的变化 无关，故B错误；C.由。=。加4,物体吸收的热量与物体的比热容、质量、温度变化量都有关系，故C错 误；D.热总是从高温的物体传递给低温的物体，或从物体的高温局部传向低温局部，故D错 误。【例7】下面关于温度、热量、内能和热值的说法正确的选项是（）A.物体吸收了热量，温度一定会升高B

27、.物体温度升高，内能一定会增加C.质量相同的两个物体，温度升高多的物体，吸收的热量一定多D.热值大的物质，燃烧时放出的热量更多【答案】B【解析】A.物体吸收了热量，内能增大，但温度不一定升高，例如：晶体熔化时，吸收热量，温 度不变，故A错误；B.物体的内能与温度有关，物体的温度升高，内能会增加，故B正确；C.由吸热公式Q=cmAf可知，吸收热量的多少由比热容、质量、变化的温度共同决定的, 质量相同的两个物体，温度升高多的物体，吸收的热量不一定多，故C错误；D.燃料燃烧放出热量的多少不仅与燃料的热值大小有关，还与燃料的质量以及燃烧程度 有关，热值大的物质，燃烧时放出的热量不一定更多，故D错误。【

28、例8】在演示压缩气体做功实验（如图甲所示）时，为帮助学生理解气体内能是在不断 增大的，老师设计了改进实验（如图乙所示）。那么在向内推动活塞的过程中，会看到温度 显示器显示的温度（ ）A.减小B.不变C.升高D.先减小后升高【答案】C【解析】在向内推动活塞的过程中，活塞对气体做功，内能增加，温度升高，看到温度显示器显示 的温度升高。【例9】2021年9月，神舟十二号返回舱成功着陆。返回舱返航穿越大气层时外壁的内能 会增大（如图），其主要原因是（）A.大气对返回舱做功C.大气向返回舱热传递【答案】A【解析】B.返回舱对大气做功D.返回舱向大气热传递AB.外界对物体做功，物体内能增大，物体对外界做功

29、，内能减小，返回舱返航穿越大气 层时，克服空气阻力做功，机械能转化为内能，大气对返回舱做功，返回舱外部内能增 大，故A符合题意，B不符合题意；CD.返回舱返航穿越大气层时外壁的内能会增大，通过做功的方式增大内能的，不是通过 热传递的方式增大内能的，故CD不符合题意。【例10】关于热量、温度、内能之间的关系，以下说法正确的选项是（）A. 一个物体温度升高，其内能不一定增加B.晶体在熔化过程中，吸收热量温度保持不变，但内能增加C.温度高的物体含有的热量可能比温度低的物体含有的热量多D.温度高的物体具有的内能一定比温度低的物体具有的内能多【答案】B【解析】A. 一个物体温度升高，其内能一定增加，故A

30、错误。B.晶体在熔化过程中，吸收热量温度保持不变，但内能增加，故B正确。C.热量是过程量，不能说含有，只能说“吸收”或“放出”，故C错误。D.温度高的物体具有的内能不一定比温度低的物体具有的内能多，例如IglOOC的水的 内能不一定比lt0水的内能大，故D错误。【例11如图是中国女子冰壶队在冰壶世锦赛比赛的瞬间。比赛时两位队员在冰壶前方 “刷冰”，使冰熔化成水。“刷冰”改变内能的方式是（）A.克服重力做功B.克服摩擦力做功C.手将热传递给水D.推杆将热量传递给冰【答案】B【解析】“刷冰”过程中，克服摩擦做功，冰的内能增大，温度升高，到达熔点熔化，故B符合题后、o【例12】“频闪摄影”是研究物体

31、运动时常用的一种实验方法，如图中显示甲乙两球下落时 的频闪照片；丙图所示是海洋世界里的海豚正在顽皮的吐泡泡，气泡在上升过程中越来越大；丁图用打气筒向广口瓶中打气，过一会儿看到瓶塞跳起。那么以下说法不正确的选项是( )( )甲 乙丙丁A.甲乙两球下落时都是重力势能转化为动能B.甲球下落过程中动能在逐渐增大C.丙图中气泡上升时气泡内的气体内能转化为机械能D. 丁图中瓶塞跳起时，瓶内气体一局部内能转化为瓶塞的机械能【答案】A【解析】A.根据频闪摄影拍摄时间间隔相等，甲图球间隔越来越大，所以速度越来越大，重力势能 转化为动能；乙图球的间隔不变，可知该球座匀速运动，动能不变，故A错误。B.甲图中小球下落过程中速度越