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13.3 内能
一、内能的概念
（一）定义
物体内部所有分子热运动的动能与分子势能的总和，叫做物体的内能。内能是能量的一种形式，用符号\( U \)表示，国际单位是焦耳（J），与机械能的单位相同。
（二）内能的构成
分子动能：分子由于热运动而具有的能量。分子热运动的剧烈程度越高（温度越高），分子动能越大。
分子势能：分子之间由于存在相互作用力而具有的能量，与分子间的距离有关（即与物体的体积有关）。
（三）内能的普遍性
一切物体，不论温度高低，都具有内能。即使是 0℃的冰块，其内部的分子仍在做热运动，分子间也存在相互作用力，因此必然具有内能。
二、影响内能的因素
（一）温度
温度是影响分子动能的主要因素。同一物体，温度升高时，分子热运动加剧，分子动能增大，内能增加；温度降低时，内能减少。
实例：加热水时，水的温度升高，内能增大；水冷却时，温度降低，内能减小。
（二）质量
质量越大，物体内的分子数量越多，分子动能和分子势能的总和越大，内能越大。
实例：一桶 80℃的水比一杯 80℃的水内能大（质量不同，分子数量不同）。
（三）体积与状态
体积变化会影响分子间距离，进而改变分子势能。例如，一定质量的气体被压缩时，分子间距离减小，分子势能变化，内能改变。
状态变化时，分子间结构改变，分子势能变化显著。例如，冰熔化成水时，温度不变但内能增加（分子势能增大）。
（四）物质种类
不同物质的分子结构不同，分子间作用力不同，相同质量、温度的不同物质，内能可能不同。
三、内能与机械能的区别
项目
内能
机械能
定义
物体内部所有分子的动能和势能的总和
物体的动能与势能（重力势能、弹性势能）的总和
决定因素
与分子热运动、分子间作用力有关（温度、质量、体积、状态等）
与物体的机械运动状态、位置、形变有关（速度、高度、弹性形变程度等）
普遍性
一切物体都具有内能
可以为零（如静止在水平地面的物体，机械能可能为零）
研究对象
微观分子
宏观物体
四、改变物体内能的两种方式
（一）热传递
定义：热量从高温物体传到低温物体，或从物体的高温部分传到低温部分的过程。
条件：物体间或物体的不同部分之间存在温度差。热传递的方向是从高温到低温，直至温度相等（热平衡）。
实质：内能的转移。高温物体放出热量，内能减少；低温物体吸收热量，内能增加。
形式：热传导、对流、热辐射（与热量传递的方式一致）。
实例：
用热水袋取暖：热水袋的内能转移到人体，热水袋内能减少，人体内能增加。
冷水和热水混合：热水内能减少，冷水内能增加，最终温度相同。
（二）做功
定义：通过外力对物体做功或物体对外做功，改变物体的内能。
实质：内能与其他形式能（如机械能）的转化。
实例：
对物体做功，物体内能增加：搓手取暖（机械能转化为内能）、压缩空气引火（活塞做功使空气内能增加）。
物体对外做功，内能减少：气体膨胀推动活塞做功（内能转化为机械能，气体温度降低）、轮胎放气时气门芯变凉（气体对外做功，内能减少）。
（三）两种方式的异同
相同点：都能改变物体的内能，且在改变内能的效果上是等效的（增加或减少相同的内能，可通过做功或热传递实现）。
不同点：热传递是内能的转移，能量形式不变；做功是内能与其他形式能的转化，能量形式改变。
五、内能、温度与热量的关系
（一）三者的联系
物体吸收热量时，内能增加，但温度不一定升高（如晶体熔化、液体沸腾时，吸热内能增加但温度不变）。
物体温度升高时，内能一定增加，但不一定是通过吸热（可能是外界对物体做功）。
物体内能增加时，不一定吸热（可能是做功），温度也不一定升高（如晶体熔化）。
（二）典型关系辨析
说法
正误
解析
物体温度越高，内能一定越大
×
内能还与质量、体积等有关，如一杯热水的内能可能小于一桶温水
物体内能增加，温度一定升高
×
晶体熔化时内能增加，但温度不变
物体吸热，温度一定升高
×
液体沸腾时吸热，温度不变
物体温度升高，一定吸收了热量
×
可能是外界对物体做功（如摩擦生热）
物体内能增加，一定吸收了热量
×
可能是外界对物体做功（如压缩气体）
物体吸收热量，内能一定增加
√
热传递过程中，吸热是内能增加的原因（忽略能量损失）
物体对外做功，内能一定减少
√
做功过程中，内能转化为其他形式能，内能减少（忽略能量损失）
六、内能的应用与实例分析
（一）生活中的内能变化
烧开水：燃料燃烧释放的热量通过热传递转移给水，水的内能增加，温度升高至沸腾。
内燃机工作：汽油燃烧产生的内能通过做功转化为机械能，推动活塞运动。
冰箱制冷：通过压缩机做功，将冰箱内的内能转移到外部，使内部温度降低（内能的转移需要消耗电能做功）。
（二）实验探究：做功改变内能
实验：取一个配有活塞的厚玻璃筒，筒内放一小团硝化棉。快速压下活塞，观察到硝化棉燃烧。
原理：活塞对空气做功，空气的内能增加，温度升高，达到硝化棉的着火点而燃烧，说明做功可以改变物体的内能。
七、易错点辨析
“内能大的物体温度一定高”×（内能还与质量、体积等有关，如大冰块内能可能大于小杯水，但温度更低）。
“0℃的物体没有内能”×（一切物体都有内能，0℃的物体分子仍在运动且存在分子力）。
“热量是物体具有的能量”×（热量是热传递过程中内能转移的多少，是过程量，不能说物体 “具有” 热量）。
“对物体做功，物体的温度一定升高”×（如对气体做功的同时气体对外放热，温度可能不变）。
通过对 “内能” 的学习，我们能从微观与宏观结合的角度理解物体的能量状态，明确内能与温度、热量的区别与联系，为后续学习内能的利用（如热机）奠定基础。内能的改变是生活和生产中能量转化与转移的重要形式，贯穿于热学知识的核心内容。
2024人教版版物理九年级全册
授课教师： . 班 级： . 时 间： .
13.3 内能
第十三章 内能
a
i
T
u
j
m
i
a
N
g
1．知道内能的初步概念及内能跟温度的关系。
2．知道做功和热传递都可以改变物体的内能，能列举生产和生活中应用内能的实例。 (重点)
3．温度、内能和热量的区别与联系。(难点)
推动瓶塞的能量来自哪里？
当我们买了一瓶红酒准备庆祝却发现没有开瓶器打不开时，
怎么办？
一、内能
1. 分子具有动能与势能
（1）分子动能
结论：运动的分子也具有动能，叫作分子动能。
分子在做热运动，所以也具有动能
运动的篮球
具有动能
一、内能
（2）分子势能
①被压缩的弹簧各部分互相排斥，被拉伸的弹簧各部分互相吸引；所以具有弹性势能。
压缩的弹簧
拉伸的弹簧
②分子间既相互吸引又相互排斥，所以分子间具有势能，叫作分子势能。
结论：分子间也具有势能，叫作分子势能。
2. 内能
（1）构成物体的所有分子，其热运动的动能与分子势能的总和，叫做物体的内能。
（2）内能的单位是焦（J）。
（3）飞在空中的足球，具有重力势能；足球在空中飞行，还具有动能。空中运动的足球除了整体具有机械能外，同时还具有内能。机械能与整个物体的机械运动情况有关，而内能与物体内部分子的热运动和分子之间的相互作用情况有关，内能是不同于机械能的另一种形式的能。
一、内能
（4）一切物体，不论温度高低，都具有内能。
炙热的铁水具有内能；冰冷的冰块，温度虽然低，其中的水分子仍然在做热运动，所以也具有内能。
北极的冰山
炽热的铁水有内能
一、内能
3. 影响内能大小的因素
（1）内能大小与温度的关系
对一杯水加热时，水的温度越高，水内部分子运动越剧烈，内能越大。反之，温度越低， 内能越小.
水的内能增大
分子动能变大
分子无规则
运动剧烈
温度升高
一、内能
（2）内能大小与质量的关系
想一想：温度相同、质量不同的水，内能相同吗？为什么？
温度相同、质量不同的水，质量越大，水分子数目越多，所以分子动能和势能的总和也会越大，即水的内能也越大。
所以在温度相同、状态相同时，物质的质量越大，内能越大。
一、内能
200g、20℃的水的内能要大于100g、20℃水的内能.
（3）内能大小与状态（体积）的关系
一块0 ℃的冰熔化成0 ℃的水时内能是否改变
因为0℃的冰熔化成0℃的水时，要吸收热量，体积变小，分子间的距离变小，作用力变大，所以水的内能变大。
可见物体的内能跟物体的状态（体积）有关.
总结：物体的内能跟物体的温度、质量、状态等都有关.
一、内能
4. 内能与机械能的区别
内能 机械能
概念
影响 因素
研究 对象
存在 条件
物体内部所有分子动能
与分子势能的总和
物体所具有的动能
和势能的总和
物体的温度、体积、
质量、状态等
物体的质量、速度、
高度或形变程度
微观世界的大量分子
宏观世界的所有物体
永远存在
运动或在高处或
发生弹性形变
一、内能
【例题1】（多选）四只相同的烧杯中装有水，水量及温度如图所示。关于四只烧杯中水的内能的大小，下列判断正确的是（　　）
A．a烧杯中水的内能大于b烧杯中水的内能
B．c烧杯中水的内能大于d烧杯中水的内能
C．c烧杯中水的内能大于a烧杯中水的内能
D．d烧杯中水的内能大于c烧杯中水的内能
A．由图知，a与b质量相同，b的温度高，所以b的内能大，故A错误；
BD．由图知，c与d质量相同，d的温度高，所以d的内能大，故B错误，D正确；
C．由图知，c与a的温度相同，c的质量大，所以c的内能大，故C正确。
故选CD。
CD
一、内能
1. 热量
想一想：在寒冷的冬天，为什么人们喜欢抱热水袋？你从热水袋中得到了什么？
这是因为发生了热传递，热水把内能传递给人，人们获得了内能，而热水减少了内能。
（1）在热传递过程中，传递能量的多少叫热量，单位是焦。
（2）发生热传递的一些实例：
二、物体内能的改变
对手呵气
烧水
棉被晒得暖呼
二、物体内能的改变
2. 热传递改变物体的内能
（1）发生热传递时，低温物体吸收热量，内能增加；高温物体放出热量，内能减少。物体吸收或放出的热量越多，它的内能改变越大。
（2）热传递的过程：实质是内能转移的过程。内能从高温物体向低温物体转移。（注意：不是传递温度）
二、物体内能的改变
3. 做功改变物体的内能
想一想：除了热传递外，还有什么途径可以改变物体的内能？
（1）实例分析：人从滑梯下滑时屁股有点发烫。
说明摩擦可以产生热，这部分内能是哪里来的呢？很明显这部分内能并不是热传递得到的。原来，人下滑时要克服摩擦力做功，把一部分机械能转化为了内能。
可见，做功也可以改变物体的内能。
二、物体内能的改变
（2）演示实验
①如图所示，在一个配有活塞的厚玻璃筒里放一小团硝化棉，把活塞迅速压下去，观察发生的现象。
棉花会燃烧起来，是因为活塞压缩气体做功，使空气的内能增大，温度升高，达到硝化棉的燃点。
可见，对物体做功，物体的内能增大。
空气压缩引火仪
二、物体内能的改变
②如图，烧瓶（或可乐瓶）内盛少量水。给瓶内打气，当瓶塞跳出时，观察瓶内的变化。在上述实验中，通过什么途径改变了玻璃筒和烧瓶内空气的内能？
图中瓶内水上方存在着无色透明、无法看到的水蒸气；当塞子跳起来时，可以看到瓶内出现白雾，说明水蒸气液化成了可以看到的小水滴。在这个过程中，气体膨胀对外做功，温度降低，内能减小。
可见，物体对外做功，物体的内能减小.
二、物体内能的改变
（3）对比“压缩气体做功 ”与“水蒸气膨胀做功”两个实验
外界对物体做功
物体的内能增大
温度升高
空气内能
增大
压缩空气
物体对外做功
物体内能减小
水蒸气
温度降低
水蒸气
做功
给瓶内
打气
结论：外界对物体做功，物体的内能增加，温度升高；物体对外界做功，物体的内能减少，温度降低.
①压缩气体做功
②水蒸气
膨胀做功
（4）生活及自然界中利用做功改变内能的现象
②从滑梯下滑时屁股有点发烫
①冬天人们
搓手感到暖和
做功改变内能
③汽车急刹车时，轮胎克服地面间的摩擦做功，内能增加，温度升高，轮胎表面被烧焦。
④流星穿越大气层时，克服空气阻力做功，内能增加，温度太高，达到流星燃点，流星燃烧。
二、物体内能的改变
演示实验——《做功改变内能的演示实验》
二、物体内能的改变
4. 总结：改变物体内能的两种方法
改变物体内能的实质是机械能与内能能量的转化
改变物体内能的实质是能量的转移
结果是
等效的
二、物体内能的改变
【例题2】如图的实验或事例都揭示了一定的物理知识，关于它们的说法正确的是（　　）
A．甲图中，使小孩臀部发热是通过热传递的方式来实现的
B．乙图中，人搓手发热说明物体对外做功，内能增大
C．丙图钻木取火过程是机械能转化为内能
D．丁图中水蒸气将塞子冲出的过程中，水蒸气通过做功的方式使自己内能增大
C
解析见下页
二、物体内能的改变
A．坐滑梯时，臀部与滑梯相互摩擦做功，机械能转化为内能，是通过做功的方式改变物体的内能；故A错误；
B．人搓手时相互摩擦，克服摩擦对手做功，手的内能变大，故B错误；
C．钻木取火过程是克服摩擦做功的过程，机械能转化为内能，故C正确；
D．图中试管内的水蒸气推动了塞子冲出时，水蒸气对塞子做功，水蒸气的内能减少，温度降低，故D错误。 故选C.
二、物体内能的改变
【例题3】如图所示，在烧瓶内盛少量水。给瓶内打气，当瓶塞跳起来时，可以看到瓶内出现了______，说明水蒸气________（填物态变化名称）成了可以看到的小水滴。在这个过程中，气体膨胀对外 ______ ，温度 ______ 内能______。
白雾
液化
做功
降低
减少
给瓶内打气，瓶内气体内能增大，温度升高，气体膨胀，使瓶塞跳起来，同时高温的水蒸气遇冷液化为小水滴，就是我们看到瓶内出现了白雾，说明水蒸气发生了液化。
在上述过程中，气体膨胀对瓶塞，使得瓶内气体温度降低，内能减少。
二、物体内能的改变
1. 温度、热量与内能
（1）温度
温度表示物体的冷热程度。 是一个状态量，一个物体在某一时刻对应一定的温度。描述温度时，一般说“物体的温度高或低、是多少、降低或升高了多少“等。例如：夏天天气热，这个“热”表示温度.
（2）内能
内能是物体内部所有分子做无规则运动的动能和分子势能的总和。是一个状态量，所有物体都有内能。描述物体的内能一般说“物体具有内能、改变了内能、传递了内能等”。例如：“摩擦生热”，表示克服摩擦力做功，把机械能转化为内能，所以这个“热”表示内能.
三、温度、热量与内能
（3）热量
热量表示热传递过程中传递内能的多少。热量是一个过程量，只有发生热传递时，才能用热量来量度内能的变化量（物体吸收或放出的能量的多少）。
不发生热传递，讲热量就没有意义。描述热量时，只能说物体“吸收、放出”热量，不能讲“物体具有热量”。
三、温度、热量与内能
2. 温度与热量
（1）物体吸收或放出热量，温度不一定变化。
例如晶体熔化时，吸收热量，温度不变。晶体凝固时，放出热量，温度也不发生变化。
（2）物体温度变化时，不一定要吸收或放出热量。
物体温度降低，可能是物体对外界做功。物体温度升高，可能是外界对物体做功。
三、温度、热量与内能
3. 温度与内能
（1）物体温度变化时，内能一定变化。物体温度降低，内能一定减少；物体温度升高，内能一定增加。
三、温度、热量与内能
（2）物体内能变化时，温度不一定变化。晶体熔化时，吸收热量，内能增加，温度不变。晶体凝固时，放出热量，内能减少，温度不变。
例如冰在熔化过程中，吸收热量，内能增加，但是温度不变.
4. 热量与内能
（1）物体吸热或放热，一定会引起内能的变化。物体吸收热量，内能增加。物体放出热量，内能减少。
（2）物体内能改变，不一定是由于物体吸收或放出热量。物体内能增加，可能是外界对物体做功。物体内能减少，可能是物体对外界做功。
三、温度、热量与内能
搓手做功，可以使手的内能增大
对手呵气，可以使手的内能增大
【例题4】关于温度、热量、内能，下列说法正确的是（　）
A．温度高的物体比温度低的物体内能大
B．一杯水的内能比一桶水的内能小
C．物体吸收热量，温度升高，内能增加
D．水放出热量凝固成冰过程中，温度不变，内能减小
A．影响内能大小的因素除了温度以外，还有物体的质量、体积和状态。只凭温度高低，无法比较内能的大小，A错误；
B．一杯水和一桶水，质量不等，温度未知，无法比较内能大小，B错误；
C．晶体熔化时吸收热量，内能增加，温度不变，故C错误；
D．水凝固成冰的过程中，放出热量，内能减小，温度不变，故D正确。
所以选D.
D
三、温度、热量与内能
1. 水是人类宝贵的资源，下列关于水的理解正确的是( )
B
A. 的水没有内能
B. 质量均为的的水比 的冰内能大
C. 的水结成 的冰时，内能增加
D. 的水比 的水所含的热量多
返回
2. 南极洲是世界上最冷的地方，
常年平均气温是 。一天，南极洲上的小
企鹅豆豆和丁丁（如图）之间发生了一次有趣
B
A. 豆豆：呵呵，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. 豆豆：呵呵，冰天雪地的，冰山的内能一定比我们的小
D. 丁丁：冰山熔化成水，其质量不变，内能也不会变化
的对话，它们的部分对话如下，其中说法正确的是( )
返回
3. ［2025·无锡梁溪区期中］
四只相同规格的烧杯中均装有
水，水量及其温度如图所示。
C
A. 烧杯中水的内能大于 烧杯中水的内能
B. 烧杯中水的内能大于 烧杯中水的内能
C. 烧杯中水的内能大于 烧杯中水的内能
D. 烧杯中水的内能大于 烧杯中水的内能
关于四只烧杯中水的内能的大小，下列判断正确的是( )
【点拨】 和 烧杯中水的质量
相同，温度不同，温度高的
烧杯内水的内能大，故A错
误；和烧杯中水的质量相同，温度不同，温度高的 烧杯
内水的内能大，故B错误；和 烧杯中水的温度相同，质量
不同，质量大的烧杯内水的内能大，所以 烧杯中水的内能
大于烧杯中水的内能，故C正确；和 烧杯中水的质量不同，
温度不同， 烧杯中水的温度较
高， 烧杯中水的质量较大，所
以烧杯中水的内能不一定大于
烧杯中水的内能，故D错误。故
选C。
返回
4. 如图所示，用塞子塞紧
瓶口，再用打气筒向瓶内打气，当瓶内
气压足够大时，塞子从瓶口冲出。下列
关于瓶内气体的说法，正确的是( )
D
A. 向瓶内打气，外界对气体做功，气体内能减少
B. 向瓶内打气，气体对外界做功，气体内能增加
C. 塞子从瓶口冲出，外界对气体做功，气体内能不变
D. 塞子从瓶口冲出，气体对外界做功，气体内能减少
【点拨】 向瓶内打气时，外界对瓶内气体做功，瓶内气体的
内能增加，压强增大，增大到一定程度，塞子从瓶口冲出，
此时瓶内气体对塞子做功（即对外界做功），气体的内能转
化为塞子的机械能，气体的内能减少，故D正确。
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5. ［2025·肇庆期末］我们常吃的月饼是在烤箱里“烤”的，
根据南宋《武林旧事》记载，最早的月饼是在笼屉里“蒸”的。
下列情境中，改变物体内能的方式与“蒸”“烤”相同的是
( )
D
A. 弯折铁丝 B. 钻木取火
C. 压缩空气 D. 暖水袋暖手
【点拨】 “蒸”“烤”是通过热传递改变内能。弯折铁丝、钻木
取火、压缩空气都是通过做功的方式改变内能；暖水袋暖手，
暖水袋内的水对手传递热量，手的温度升高，内能增大，是
通过热传递改变内能，故D正确。故选D。
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6. ［2024·黑龙江，多选］关于温度、内能、热量、功的说
法正确的是( )
BD
A. 物体温度升高，一定吸收了热量
B. 物体温度升高，内能一定增加
C. 物体内能增加，一定是外界对它做了功
D. 物体吸收热量，温度可能不变
【点拨】 物体温度升高，不一定吸收了热量，也可能是外界
对它做了功，A错误；物体温度升高，内能一定增加，B正确；
物体内能增加，可能是外界对它做了功，也可能是吸收了热
量，C错误；物体吸收热量，温度可能不变，如晶体熔化时
吸热，温度不变，D正确。
返回
7.如图，一只瓶子内装一些铁屑。我们既可以通过
振荡，也可以通过加热，使铁屑温度升高，内能
增大。从改变物体内能的方法来看，前者是通过
做功
热传递
不能
做功和热传递在改变物体内能上是等效的
______的方法，后者是通过________的方法来增大铁屑的内
能。假如你没有看到内能改变的过程，仅凭铁屑温度的改变，
______（填“能”或“不能”）确定采用了什么方法改变了铁屑
的内能，原因是______________________________________。
返回
（第8题）
8. 刮痧是我国一种传统
的中医疗法，历史悠久。如图所示，当刮痧
板在身体上刮动时，身体会感觉到热。下列
实例与刮痧在改变物体内能的方式上相同的
是( )
B
A. 冰镇饮料 B. 搓手取暖
C. 蒸锅蒸蛋 D. 烤火取暖
【点拨】 刮痧是通过克服摩擦力做功改变物体的内能。搓手
取暖是通过克服摩擦力做功改变物体的内能，故B符合题意。
故选B。
（第8题）
返回
（第9题）
9. ［2024·潍坊，多选］如图所示，用气缸、
固定隔板和活塞密闭甲、乙两部分气体，气
缸和活塞均不导热，隔板导热良好。迅速将
活塞向左推至图中虚线位置并固定，静置一
段时间。下列说法正确的是 ( )
AD
A. 与推动活塞前相比，甲、乙内能均变大
B. 与推动活塞前相比，甲内能不变、乙内能变大
C. 乙内能改变的方式只有做功
D. 乙内能改变的方式既有做功又有热传递
（第9题）
【点拨】 迅速将活塞向左推至图中
虚线位置并固定，外力对气体乙做
功，气体乙的内能增加，温度升高；
气体甲的体积不变，气体乙不对气
体甲做功；气体乙将热量传递给气
体甲，使得气体甲的内能增加，温度升高，最终甲、乙气体
达到热平衡状态，故 正确。
返回
（第10题）
10. 在“探究固体熔化过程的规律”
实验中，小明每隔 记录一次物
质的温度及状态，绘制成如图所示
的温度随时间变化的图像，下列分
析正确的是( )
A
A. 时刻度物质的分子势能比 时刻大
B. 时刻相比 时刻物质的每个分子的运动都加快了
C. 段物质的温度保持不变，内能不变
D. 的物质既没有内能，也没有热量
①物体内部所有分子热运动的动能与分子势能的总和，
叫物体的内能；单位是焦（J）.
②一个物体温度升高时，它的内能就增加；
一个物体温度降低时，它的内能就减少.
③影响内能大小的因素：物体温度、质量、状态.
内 能
热传递和做功改变物体的内能是等效的.
热传递
实质：内能的转移.
内能改变的量度：热量.
做 功
实质：内能与其它能的转化.
内能改变的量度：功的多少.
改变内能的
两种方法
内 能
温 度 热 量 内 能
定义
表达
单位
温度、热量与内能的区别
四、课堂总结（2）
宏观上：表示物体
的冷热程度
微观上：反映分子
热运动剧烈程度
在热传递过程中，吸收或放出热的多少，是能量的变化量
物体内所有分子无规则运动的动能和分子势能的总和
只能说“是多少”
或“达到多少”
只能说“放出”
或“吸收”
只能说“有”
内能总不为0
摄氏度（℃）
焦耳（J）
焦耳（J）
必做作业：从教材习题中选取；
选做作业：完成练习册本课时的习题.
谢谢观看！

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