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人教版（2024）九年级物理 第十三章《内能》教学评一体化设计（全套教案+学案+测评案｜全程学法渗透｜分层教学｜对标中考）
（综合课｜分子动理论与内能｜实验探究与概念建构｜核心素养培育与中考对接）
第一部分 教案
一、基本信息
1.课题： 人教版（2024）九年级物理 第十三章《内能》
2.课时： 7课时（本章共3节，建议7课时）
3.授课年级： 九年级
4.学科： 物理
5.教材内容： 本课为人教版（2024）九年级物理第十三章《内能》，隶属于新课标”物质”核心主题语境，聚焦”分子动理论、内能与能量转化”这一子主题。本章共分三节：第1节”分子热运动”，介绍物质的分子构成、扩散现象、分子间作用力及分子动理论的基本观点；第2节”内能”，建立内能概念，探究改变内能的两种方式——做功和热传递，理解热量的概念；第3节”比热容”，理解比热容的物理意义，掌握热量计算公式Q=cm△t，并能应用于解释生活中的热现象。本章内容从微观分子运动的角度解释宏观热现象，是连接宏观力学与微观物理学的重要桥梁，也是后续学习热机、能量守恒等内容的知识基础。
6.学情分析： 学生为九年级学生，已学习力学、光学等基础物理知识，具备基本的实验操作能力和数据分析能力。在知识基础方面，学生已掌握温度、热量等初步概念，了解物态变化知识，但对分子动理论的微观视角缺乏认知经验；在认知水平方面，九年级学生正处于形象思维向抽象思维过渡的关键期，能够理解简单的物理模型，但对”分子”“内能”等抽象概念的理解需要借助实验现象和类比推理；在思维发展方面，学生能进行简单的逻辑推理，但对”温度、热量、内能”三个概念的区分、“做功与热传递改变内能的本质区别”等难点需要更多引导。学生需要在本章中突破以下方面：（1）微观视角建立：能够从分子动理论角度解释宏观热现象；（2）概念辨析：准确区分温度、热量、内能三个易混淆概念；（3）实验探究：掌握控制变量法、转换法等科学探究方法；（4）公式应用：熟练运用Q=cm△t进行热量计算。
7.学科核心素养目标：
（1）物理观念：掌握分子动理论的基本观点（物质由分子构成、分子永不停息做无规则运动、分子间存在引力和斥力）；理解内能的概念及其影响因素；掌握改变内能的两种方式（做功和热传递）；理解比热容的物理意义及热量计算公式Q=cm△t；能从能量转化和转移的角度解释生活中的热现象。
（2）科学思维：通过扩散现象推理分子运动，培养逻辑推理能力；将分子间作用力类比为弹簧的弹力，培养类比思维；在分析分子间作用力与距离关系时，进行科学分析和想象，提升抽象思维能力；通过对比做功和热传递改变内能，运用对比归纳思维方法。
（3）科学探究：通过探究实验（如观察扩散现象、压缩空气引火实验、比较不同物质吸热能力实验），经历提出问题、猜想假设、设计实验、进行实验、分析数据、得出结论的完整探究过程；掌握控制变量法、转换法等科学探究方法；提高实验操作能力和数据分析能力。
（4）科学态度与责任：实验过程要求尊重事实、如实记录数据，培养严谨的科学态度；了解内能在生活和科技中的应用（如热机、暖气系统等），认识物理知识对社会发展的重要性；关注能源合理利用和环境保护，培养可持续发展意识。
8.教学重难点：
（1）教学重点：分子动理论的基本观点；扩散现象及其影响因素；内能的概念及改变内能的两种方式（做功和热传递）；比热容的定义、物理意义及水的比热容应用；热量计算公式Q=cm△t的应用；比较不同物质吸热能力的实验（控制变量法、转换法）。
（2）教学难点：温度、热量、内能三个概念的区分；分子间作用力随距离变化的规律；利用比热容解释生活中的现象；做功与热传递改变内能的本质区别（能量转化与能量转移）；热量计算公式的综合应用。
9.教学准备： 教材第十三章相关内容、多媒体课件（含分子运动模拟动画、扩散现象实验视频、内燃机工作过程动画）、演示实验器材（扩散现象实验装置、压缩空气引火仪、烧杯、温度计、天平、电加热器、沙子、水、煤油等）、学生实验器材（温度计、烧杯、天平、电加热器、 秒表、沙子、水等）、课堂讨论任务单、实验数据记录表、课堂表现评价量表。
10.教学方法： 实验探究教学法、问题驱动教学法、合作学习法、类比推理法、多媒体辅助教学法、教学评一体化闭环教学法。
11.学法指导： 课前预习本章内容，标注生词和疑难概念；课中运用”观察现象—提出问题—猜想假设—实验验证—得出结论”的科学探究步骤；重点训练”微观建模—宏观解释”的物理思维方法；课后完成分层练习，巩固知识并联系实际生活。
二、教学过程（7课时适配闭环流程）
（一）分子热运动（第1-2课时）
1.情境导入·激发探究兴趣（第1课时，5分钟）
教师展示生活中的热现象：烧开水时壶嘴冒”白气”、闻到花香、墨水在水中扩散等视频或图片，引导学生观察并思考：“这些现象背后隐藏着什么共同的秘密？”学生自由发言，分享观察到的热现象。教师进一步追问：“为什么我们能闻到远处的花香？为什么墨水能在热水中更快散开？”引导学生思考分子层面的原因。教师引出本课主题：“今天我们将走进微观世界，揭开物质内部的神秘面纱，学习第十三章《内能》。”
2.实验探究·建构分子动理论（第1课时，25分钟）
（1）物质的构成（5分钟）
教师展示分子模型图片，介绍常见物质由分子、原子构成；分子极其微小，一般用肉眼和光学显微镜看不到；通过类比（如一粒米与地球的对比）帮助学生建立分子大小的概念。学生阅读教材，了解阿伏加德罗常数等背景知识。
图1 分子结构模型（固体、液体、气体）
（2）扩散现象（10分钟）
教师演示扩散现象实验：将红墨水滴入清水中，观察扩散过程；将二氧化氮气体与空气接触，观察气体扩散。引导学生思考：扩散现象表明了什么？教师提问：“温度越高，扩散越快，你能设计实验验证吗？”学生分组讨论实验方案，教师引导完善。学生观察红墨水在热水和冷水中的扩散快慢，记录现象并得出结论：温度越高，分子无规则运动越剧烈。
图2 扩散现象——温度对扩散快慢的影响
（3）分子间作用力（10分钟）
教师通过生活实例引导学生理解分子间作用力：固体很难被压缩（分子间存在斥力）、固体和液体能保持一定体积（分子间存在引力）、两块铅块压紧后能吊起重物（分子引力）。教师用弹簧连接小球的模型类比分子间作用力，帮助学生理解分子间同时存在引力和斥力，距离很小时表现为斥力，稍大时表现为引力，距离很远时作用力十分微弱可忽略。
图3 分子间作用力模型（弹簧—小球类比）
3.归纳总结·形成分子动理论（第1课时，10分钟）
教师引导学生归纳分子动理论的三个基本观点：（1）物质由大量分子、原子构成；（2）分子永不停息做无规则运动；（3）分子间存在引力和斥力。学生完成思维导图，梳理本章知识框架。教师强调分子动理论是本章的理论基础，后续所有热现象的解释都基于此。
4.课堂小结·学法渗透（第1课时，5分钟）
（1）知识小结：物质的分子构成；扩散现象及其意义；分子间作用力；分子动理论三个基本观点。
（2）能力小结：掌握”观察现象—提出问题—实验验证—得出结论”的科学探究方法；培养”微观建模—宏观解释”的物理思维。
（3）素养升华：分子动理论告诉我们，看似平静的物质内部其实充满了活跃的微观运动。理解微观世界是理解宏观现象的关键，这种”由微见著”的科学思维方法将贯穿整个物理学学习。
（二）内能（第3-4课时）
1.复习导入·承上启下（第3课时，5分钟）
教师回顾分子动理论的基本观点，提问：“既然分子在不停地运动，那么运动的分子具有什么能？分子间存在作用力，又具有什么能？”学生思考并回答。教师引出内能概念：“物体内部所有分子热运动的动能与分子势能的总和，就是物体的内能。”
2.概念建构·理解内能（第3课时，15分钟）
（1）内能定义（8分钟）
教师通过类比机械能（动能+势能）帮助学生理解内能：构成物体的所有分子热运动动能与分子势能的总和。教师强调：一切物体在任何情况下都具有内能（因为分子永不停息运动且分子间存在作用力）。学生讨论：0℃的冰有没有内能？为什么？教师引导得出结论：有内能，因为分子仍在运动且存在分子间作用力。
（2）影响内能的因素（7分钟）
教师提问：“物体的内能与哪些因素有关？”学生猜想：温度、质量、状态等。教师引导学生分析：温度越高，分子运动越剧烈，动能越大，内能越大；质量越大，分子数目越多，内能越大；状态变化（如熔化）时分子势能变化，内能也变化。学生举例说明：夏天柏油路面温度高内能大，冬天冷水内能小等。
3.实验探究·改变内能的方式（第3-4课时，20分钟）
（1）热传递改变内能（8分钟）
教师演示：用酒精灯加热烧杯中的水，观察水温升高；将热金属块放入冷水中，观察温度变化。引导学生分析：热传递的实质是能量的转移；条件是有温度差；方向从高温物体传向低温物体。学生举例：晒太阳取暖、热水袋暖手、炒菜时锅传热给菜等。
（2）做功改变内能（12分钟）
教师演示压缩空气引火仪实验：快速压下活塞，观察棉花燃烧。引导学生分析：外界对气体做功，气体内能增加，温度升高。教师进一步提问：“物体对外做功，内能如何变化？”学生分组讨论并列举实例：气体膨胀推动活塞做功（内燃机做功冲程）、开瓶盖时瓶内气体对外做功温度降低等。教师总结：做功的实质是能量的转化（机械能 内能）；热传递的实质是能量的转移。两者在改变内能上是等效的。
图4 压缩空气引火仪实验装置
4.热量概念·区分易混概念（第4课时，10分钟）
教师引入热量概念：“在热传递过程中，传递能量的多少叫做热量。”强调：热量是过程量，只能说”吸收”或”放出”，不能说”含有”热量。教师引导学生区分温度、热量、内能三个概念：温度表示物体冷热程度（状态量）；热量是热传递中转移的能量（过程量）；内能是物体内部所有分子动能和势能的总和（状态量）。学生完成概念辨析表格。
5.课堂小结·素养升华（第4课时，5分钟）
（1）知识小结：内能的概念及影响因素；改变内能的两种方式（做功和热传递）；热量的概念。
（2）能力小结：掌握”类比推理”的物理方法（机械能类比内能）；培养”微观解释宏观”的科学思维。
（3）素养升华：内能的概念让我们认识到，能量不仅存在于宏观的运动和位置中，也存在于微观分子的无规则运动中。理解内能是理解热机、能源利用等工程技术的基础，物理学与我们的生活息息相关。
（三）比热容（第5-6课时）
1.生活情境·提出问题（第5课时，5分钟）
教师展示生活现象：海边白天沙滩烫脚海水凉，夜晚沙滩凉海水暖；内陆地区昼夜温差大，沿海地区昼夜温差小。提问：“为什么同一天内，沙子和水的温度变化不同？”学生猜想：可能与物质的种类有关。教师引出比热容概念：“不同物质吸热能力不同，物理学用’比热容’来描述这种特性。”
2.实验探究·比较吸热能力（第5课时，25分钟）
（1）设计实验（8分钟）
教师引导学生设计实验方案：比较水和沙子的吸热能力。学生讨论：需要控制哪些变量？（质量相同、初温相同、加热源相同）；如何比较吸热能力？（方法一：升高相同温度比较加热时间；方法二：加热相同时间比较温度变化）。教师引导学生选择方法一，完善实验方案。
（2）进行实验（10分钟）
学生分组实验：取质量相同的水和沙子，用相同的热源加热，记录升高相同温度所需的加热时间。教师巡视指导，提醒安全注意事项。学生记录数据并分析：水升高相同温度需要更长的加热时间，说明水吸收的热量更多，水的吸热能力更强。
（3）比热容概念（7分钟）
教师介绍比热容定义：“一定质量的某种物质，温度升高（或降低）时吸收（或放出）的热量与质量和温度变化量乘积之比。”强调：比热容是物质固有属性，与质量、温度变化、吸放热多少无关，只与物质种类和状态有关。水的比热容为4.2×10 J/(kg·℃)，物理意义：1kg水温度升高（或降低）1℃吸收（或放出）的热量为4.2×10 J。
3.公式应用·热量计算（第6课时，20分钟）
（1）热量计算公式（10分钟）
教师推导热量计算公式：Q=cm△t（吸热）和Q=cm△t（放热）。学生练习：计算1kg水从20℃加热到80℃吸收的热量；计算5kg水从80℃冷却到30℃放出的热量。教师强调：△t是温度变化量（末温-初温），不是末温。
（2）应用解释（10分钟）
教师引导学生用比热容解释生活中的现象：为什么用水做冷却剂？为什么暖气用水做传热介质？为什么沿海地区昼夜温差小？学生分组讨论并汇报。教师总结：水的比热容大，相同质量的水和其他物质相比，升高（或降低）相同温度时吸收（或放出）的热量更多，因此适合做冷却剂和传热介质。
4.课堂小结·素养升华（第6课时，5分钟）
（1）知识小结：比热容的概念和物理意义；热量计算公式Q=cm△t；水的比热容应用。
（2）能力小结：掌握”控制变量法”在实验探究中的应用；培养用物理知识解释生活现象的能力。
（3）素养升华：比热容知识帮助我们理解为什么沿海城市气候宜人、为什么汽车发动机需要水冷系统。物理学不仅解释世界，更指导我们利用自然规律改善生活。
（四）综合复习·素养升华（第7课时）
1.知识梳理（15分钟）
教师引导学生梳理本章知识脉络：分子动理论→内能→比热容，形成完整的知识体系。学生完成知识思维导图，教师巡视指导。重点复习：温度、热量、内能的区分；改变内能两种方式的区别；比热容公式的应用。
2.典型例题精讲（15分钟）
教师选取中考典型例题进行精讲：
例题1（概念辨析）：关于温度、热量和内能，下列说法正确的是（ ）
A.物体温度越高，含有的热量越多
B.0℃的冰块内能为零
C.物体吸收热量，温度一定升高
D.热传递过程中，热量从高温物体传向低温物体
例题2（计算题）：质量为2kg的水，温度从20℃升高到80℃，吸收了多少热量？（c水=4.2×10 J/(kg·℃)）
例题3（综合题）：用燃气灶烧水，燃烧0.5kg的煤气，使50kg的水从20℃升高到70℃。已知煤气的热值q=4.2×10 J/kg，求：
（1）0.5kg煤气完全燃烧放出的热量；
（2）水吸收的热量；
（3）燃气灶的热效率。
3.学法总结与评价（10分钟）
学生回顾本章学习的科学探究方法：控制变量法、转换法、类比推理法、微观建模法等。学生进行自我评价：本章知识掌握情况、实验操作能力、科学思维发展等。教师总结本章学习方法，布置分层作业。
三、板书设计
第十三章 内能
一、分子热运动
1.物质的构成：物质由分子、原子构成；分子极其微小；分子间有间隙
2.扩散现象：不同物质相互接触时彼此进入对方；表明分子在不停做无规则运动；温度越高扩散越快
3.分子间作用力：同时存在引力和斥力；距离小时表现为斥力，稍大时表现为引力，很远时可忽略
4.分子动理论：①物质由大量分子、原子构成 ②分子永不停息做无规则运动 ③分子间存在引力和斥力
二、内能
1.定义：构成物体的所有分子热运动动能与分子势能的总和；单位：焦耳（J）；一切物体都有内能
2.影响因素：温度、质量、体积、状态、物质种类
3.改变方式：
热传递：实质是能量转移；条件是有温度差；方向从高温→低温
做功：实质是能量转化；外界对物体做功→内能增加；物体对外做功→内能减少
两者在改变内能上等效
热量：热传递过程中传递能量的多少；过程量；只能说”吸收”或”放出”；单位：焦耳（J）
三、比热容
1.定义：一定质量的某种物质，温度升高（或降低）时吸收（或放出）的热量与质量和温度变化量乘积之比
2.符号：c；单位：J/(kg·℃)
3.性质：物质固有属性，与质量、温度变化、吸放热无关；与物质种类和状态有关
4.水的比热容：c水=4.2×10 J/(kg·℃)
5.热量计算：Q吸=cm(t-t )；Q放=cm(t -t)；Q=cm△t
四、教学反思
本课为第十三章《内能》的单元教学设计，严格遵循教学评一体化闭环模式，以”分子动理论→内能→比热容”为主线，实现物理观念与科学素养的双重发展。
教学亮点：分子动理论的微观视角有效激发学生的探究兴趣；扩散现象实验和压缩空气引火实验直观生动，帮助学生建立抽象概念；比热容探究实验采用控制变量法，培养学生科学探究能力；热量计算公式的应用联系生活实际，体现物理学的实用价值；分层作业设计满足不同层次学生的发展需求。
现存短板：部分学生对”温度、热量、内能”三个概念的区分仍存在困难；分子间作用力的微观模型理解需要更多直观演示；热量计算中△t的含义容易混淆，需要更多练习巩固。
后续优化策略：通过更多对比实验和类比推理帮助学生理解抽象概念；通过概念辨析题和错题分析强化易混概念区分；通过生活实例和实验视频增强直观感受；通过分层练习和个别辅导关注学困生。
第二部分 导学案
一、课前预习导学
（一）话题思考
1.热现象知多少
请思考以下问题并写下你的答案：
（1）你能列举生活中哪些现象与”热”有关？至少写出3个例子。
（2）为什么夏天柏油路面温度很高，而海边的沙子却没那么烫？
（3）你知道”内能”这个词吗？你对它有什么初步认识？
2.核心概念预习
请阅读教材第十三章相关内容，思考以下问题：
（1）物质是由什么构成的？分子有多大？
（2）什么是扩散现象？扩散现象说明了什么？
（3）分子之间是否存在作用力？你能举例说明吗？
（4）什么是内能？一切物体都有内能吗？
（5）改变物体内能有几种方式？它们有什么区别？
（6）什么是比热容？水的比热容是多少？有什么应用？
3.词汇预习
请查字典或根据上下文猜测以下物理概念的含义：
分子 ________
原子 ________
扩散 ________
内能 ________
热量 ________
比热容 ________
做功 ________
热传递 ________
（二）预习检测
1.填空题
（1）常见物质是由________、________构成的；分子非常微小，一般用肉眼和________看不到。
（2）不同物质相互接触时彼此进入对方的现象叫做________现象；它表明一切物质的分子都在不停地做________运动。
（3）分子之间同时存在________和________；当分子间距离很小时，表现为________力；当分子间距离稍大时，表现为________力。
（4）物体内部所有分子热运动的________与分子________的总和，叫做物体的内能。
（5）改变物体内能的两种方式分别是________和________；它们在改变内能上是________的。
（6）比热容的单位是________，水的比热容是________。
2.判断题
（1）0℃的物体没有内能。（ ）
（2）温度高的物体一定比温度低的物体内能大。（ ）
（3）物体吸收热量，温度一定升高。（ ）
（4）热传递的实质是能量的转化。（ ）
（5）比热容是物质的一种属性，与物体的质量无关。（ ）
二、课中合作探究
（一）分子热运动探究
1.扩散现象实验探究
实验目的：探究温度对扩散快慢的影响。
实验器材：两个相同烧杯、冷水、热水、红墨水、滴管。
实验步骤： （1）在两个烧杯中分别倒入等量的冷水和热水； （2）用滴管分别在两个烧杯中滴入一滴红墨水； （3）观察并记录两杯水中红墨水扩散的快慢。
实验现象：________
实验结论：________
2.分子间作用力探究
（1）固体很难被压缩，说明分子间存在________力。
（2）两块铅块压紧后能吊起重物，说明分子间存在________力。
（3）用弹簧连接小球来类比分子间作用力，当小球被拉开时弹簧的拉力类比________力；当小球被挤压时弹簧的弹力类比________力。
图5 分子间作用力与分子间距的关系
（二）内能探究
1.内能概念理解
（1）一切物体在任何情况下都有内能吗？为什么？
（2）物体的内能与哪些因素有关？请举例说明。
（3）0℃的冰融化成0℃的水，内能如何变化？为什么？
2.改变内能的方式对比
比较项目 热传递 做功
实质
条件
方向
能量变化
实例
3.热量概念辨析
（1）热量的定义：________
（2）热量的单位：________
（3）热量是________量（状态/过程），只能说”________“或”________“，不能说”含有”。
（4）请辨析：下列说法是否正确？为什么？
① 物体温度越高，含有的热量越多。（ ）
② 物体吸收热量，温度一定升高。（ ）
③ 0℃的冰块没有热量。（ ）
（三）比热容探究
1.比较不同物质吸热能力实验
实验目的：比较水和沙子的吸热能力。
实验方法：控制变量法（控制质量相同、初温相同、加热源相同）。
实验数据记录表：
物质 质量/g 初温/℃ 末温/℃ 加热时间/min
水
沙子
实验结论：________
2.比热容概念理解
（1）比热容的定义：________
（2）比热容的符号：________ 单位：________
（3）比热容是物质的________属性，与物体的________、________、________无关，只与物质的________和________有关。
（4）水的比热容c水=4.2×10 J/(kg·℃)，物理意义：________
3.热量计算
（1）热量计算公式：Q吸=________；Q放=________
（2）计算：质量为2kg的水，温度从20℃升高到80℃，吸收了多少热量？（c水=4.2×10 J/(kg·℃)）
解：________
（3）计算：质量为5kg的水，温度从80℃降低到30℃，放出了多少热量？
解：________
（四）概念辨析与综合
1.温度、热量、内能辨析表
图6 温度、热量、内能概念辨析
比较项目 温度 热量 内能
定义
单位
量纲
举例说明
2.综合应用
（1）为什么沿海地区昼夜温差比内陆地区小？
（2）为什么汽车发动机用水做冷却剂？
（3）为什么暖气系统用水做传热介质？
三、课后拓展任务
1.物理探究
调查家中或学校中哪些地方用到了比热容的知识（如热水器、暖气系统、汽车冷却系统等），记录并分析其原理。
2.生活观察
观察并记录一天中不同时段海边或公园的温度变化，尝试用比热容知识解释温差现象。
3.知识拓展
查阅资料，了解”热值”的概念，思考热值与比热容的区别。
导学案参考答案
一、课前预习导学
1.话题思考：
（1）学生根据自身生活经验作答，如烧水、做饭、天气变化等。
（2）因为沙子的比热容比水小，相同日照下沙子升温更快。
（3）学生根据自身预习情况作答。
2.核心概念预习：
（1）物质由分子、原子构成；分子非常微小，直径约为10 m数量级。
（2）扩散现象是不同物质相互接触时彼此进入对方的现象；说明分子在不停地做无规则运动。
（3）分子之间同时存在引力和斥力。如固体很难被压缩（斥力）、两块铅块压紧后能吊起重物（引力）等。
（4）物体内部所有分子热运动的动能与分子势能的总和叫做内能；一切物体在任何情况下都有内能。
（5）改变物体内能有两种方式：做功和热传递；做功是能量的转化，热传递是能量的转移。
（6）比热容的单位是J/(kg·℃)；水的比热容是4.2×10 J/(kg·℃)。
3.词汇预习：
分子：构成物质的微小颗粒；原子：化学变化中的最小粒子；扩散：不同物质相互接触时彼此进入对方的现象；内能：物体内部所有分子热运动的动能与分子势能的总和；热量：热传递过程中传递能量的多少；比热容：单位质量的某种物质温度升高1℃吸收的热量；做功：力作用在物体上使物体移动距离的过程；热传递：热量从高温物体传向低温物体的过程。
预习检测：
1.填空题：（1）分子、原子 （2）扩散、无规则 （3）引力、斥力、斥、引 （4）动能、势能 （5）做功、热传递、等效 （6）J/(kg·℃)、4.2×10 J/(kg·℃)
2.判断题：（1）×（2）×（3）×（4）×（5）√
二、课中合作探究
（一）分子热运动探究
1.扩散现象实验：现象——热水中红墨水扩散更快；结论——温度越高，分子无规则运动越剧烈，扩散越快。
2.分子间作用力：（1）斥 （2）引 （3）引、斥
（二）内能探究
1.（1）是的，因为分子永不停息做无规则运动且分子间存在作用力，所以一切物体在任何情况下都有内能。
（2）与温度、质量、状态等因素有关。如同样质量的水，温度高的内能大；同样温度的水和油，质量大的内能大。
（3）内能增加。因为冰融化需要吸收热量，虽然温度不变，但分子势能增加，所以内能增加。
2.对比表：
比较项目 热传递 做功
实质 能量的转移 能量的转化
条件 有温度差 有力作用且有位移
方向 高温→低温 外界对物体做功/物体对外做功
能量变化 内能从高温物体转移到低温物体 机械能与内能相互转化
实例 热水袋暖手 压缩空气引火
3.（1）热传递过程中传递能量的多少 （2）焦耳（J） （3）过程、吸收、放出 （4）①× ②× ③×（热量是过程量，不能说”含有”）
（三）比热容探究
1.实验结论：水的吸热能力比沙子强（升高相同温度，水需要更长的加热时间）。
2.（1）一定质量的某种物质，温度升高（或降低）时吸收（或放出）的热量与质量和温度变化量乘积之比 （2）c、J/(kg·℃) （3）固有、质量、温度变化、吸放热多少、种类、状态 （4）1kg水温度升高（或降低）1℃吸收（或放出）的热量为4.2×10 J
3.（1）cm(t-t )、cm(t -t) （2）Q吸=4.2×10 ×2×(80-20)=5.04×10 J （3）Q放=4.2×10 ×5×(80-30)=1.05×10 J
（四）概念辨析与综合
1.辨析表：
比较项目 温度 热量 内能
定义 表示物体冷热程度的物理量 热传递中转移的能量 物体内所有分子动能和势能的总和
单位 摄氏度（℃）或开尔文（K） 焦耳（J） 焦耳（J）
量纲 状态量 过程量 状态量
举例 水温80℃ 水吸收5×10 J热量 水具有内能
2.（1）水的比热容大，白天吸收相同热量时升温慢，夜晚放出相同热量时降温也慢，所以沿海地区昼夜温差小。
（2）水的比热容大，相同质量的水和其他物质相比，升高相同温度时吸收的热量更多，能有效带走发动机产生的热量。
（3）水的比热容大，相同质量的水和其他物质相比，降低相同温度时放出的热量更多，能更有效地为房间供暖。
三、课后拓展任务：学生根据自身实际情况作答。
第三部分 测评案
一、基础巩固（30分）
（一）选择题（每题3分，共18分）
1.下列现象中，能用”分子在不停地做无规则运动”解释的是（ ）
A. 春天柳絮飞扬 B. 夏天荷花飘香 C. 秋天落叶纷飞 D. 冬天雪花飘飘
2.关于扩散现象，下列说法正确的是（ ）
A. 扩散现象只在气体和液体中发生 B. 扩散现象说明分子间存在引力 C. 温度越高，扩散越快 D. 扩散现象说明分子间存在斥力
3.关于内能，下列说法正确的是（ ）
A. 0℃的物体没有内能 B. 物体温度越高，内能越大 C. 物体吸收热量，内能一定增加 D. 一切物体在任何情况下都有内能
4.下列实例中，通过做功改变物体内能的是（ ）
A. 用热水袋暖手 B. 用酒精灯加热水 C. 压缩空气引火 D. 晒太阳感到暖和
5.关于比热容，下列说法正确的是（ ）
A. 比热容与物体吸收的热量成正比 B. 比热容与物体的质量成反比 C. 比热容是物质的一种属性 D. 水的比热容比沙子小
6.质量为2kg的水，温度从20℃升高到70℃，吸收的热量为（c水=4.2×10 J/(kg·℃)）（ ）
A. 4.2×10 J B. 5.04×10 J C. 8.4×10 J D. 2.1×10 J
（二）填空题（每空2分，共12分）
7.物质是由________构成的；分子间存在________和________。
8.改变物体内能的两种方式分别是________和________，它们在改变内能上是________的。
9.水的比热容是4.2×10 J/(kg·℃)，它的物理意义是________。
10.热量计算公式为Q=________，其中c表示________，单位是________。
二、实验探究题（20分）
11.（10分）小明在”比较不同物质吸热能力”的实验中，使用了如图所示的实验装置（两个相同的烧杯中分别装入质量相同的水和食用油，用相同的电加热器加热）。
图7 比较不同物质吸热能力实验装置
（1）实验中需要控制的变量有：水和食用油的________相同、________相同、________相同。
（2）实验中通过比较________来反映物质吸收热量的多少（选填”加热时间”或”温度变化”）。
（3）实验数据记录如下表：
物质 质量/g 初温/℃ 末温/℃ 加热时间/min
水 200 20 40 8
食用油 200 20 40 4
根据实验数据，可以得出的结论是：________。
（4）本实验采用的科学研究方法是________法。
（5）若水的比热容为4.2×10 J/(kg·℃)，则食用油的比热容约为________J/(kg·℃)。
12.（10分）小华在探究”改变物体内能的方式”时做了如下实验：
（1）如图甲所示，用酒精灯加热试管中的水，一段时间后软木塞被冲出。在此过程中，水的内能通过________方式改变；软木塞被冲出时，水蒸气的内能________（选填”增加”或”减少”），这是通过________方式改变内能的。
图8 甲：酒精灯加热试管中的水，软木塞被冲出
（2）如图乙所示，迅速压下活塞，观察到棉花燃烧。在此过程中，活塞对空气________，空气的内能________，温度________。
图9 乙：迅速压下活塞，棉花燃烧
（3）综合甲、乙两图实验，可以得出结论：________和________都可以改变物体的内能，它们在改变内能上是________的。
三、计算题（20分）
13.（8分）用燃气灶烧水，燃烧0.5kg的煤气，使50kg的水从20℃升高到70℃。已知煤气的热值q=4.2×10 J/kg，水的比热容c水=4.2×10 J/(kg·℃)。求：
（1）0.5kg煤气完全燃烧放出的热量；
（2）水吸收的热量；
（3）燃气灶的热效率。
14.（12分）某物理兴趣小组用两个相同的电加热器分别给质量相同的水和某种液体加热，每隔1min记录一次温度，数据如下表所示。
图10 比热容实验——温度随加热时间变化关系
加热时间/min 0 1 2 3 4
水的温度/℃ 20 24 28 32 36
液体的温度/℃ 20 28 36 44 52
（1）实验中选用相同电加热器的目的是________。
（2）求该液体的比热容。（水的比热容c水=4.2×10 J/(kg·℃)）
（3）若该液体质量为1kg，加热4min吸收了多少热量？
四、分层任务（30分）
A层任务（基础·全员完成，10分）
15.用简练的语言回答以下问题：
（1）什么是扩散现象？扩散现象说明了什么？（4分）
（2）改变物体内能有哪两种方式？它们有什么区别？（4分）
（3）水的比热容是多少？有什么实际应用？（2分）
B层任务（发展·鼓励大部分学生完成，15分）
16.综合应用题：
（1）请从分子动理论的角度解释：为什么温度越高，扩散现象越明显？（5分）
（2）某太阳能热水器中装有100kg、20℃的水，经阳光照射后温度升高到70℃。求： ①水吸收的热量； ②若这些热量由燃烧天然气提供（天然气热值q=3.5×10 J/m ），且天然气完全燃烧放出的热量有60%被水吸收，需要燃烧多少立方米天然气？（c水=4.2×10 J/(kg·℃)）（10分）
17.探究与实践：
（1）设计一个实验方案，比较水和食用油的比热容大小。要求写出：实验器材、实验步骤、数据记录表格、结论分析。（8分）
（2）查阅资料，了解”热值”的概念，比较天然气、煤气、酒精的热值大小，并分析哪种燃料更经济环保。（4分）
（3）结合本章所学知识，写一段不少于100字的短文，题目为”内能与我们的生活”，要求至少用到3个本章核心概念。（3分）
测评案答案与评分细则
一、基础巩固（30分）
1.选择题（18分，每题3分）：1.B 2.C 3.D 4.C 5.C 6.B
2.填空题（12分，每空2分）：7.分子（原子）、引力、斥力 8.做功、热传递、等效 9.1kg水温度升高（或降低）1℃吸收（或放出）的热量为4.2×10 J 10.cm△t、比热容、J/(kg·℃)
二、实验探究题（20分）
11.（10分）（1）质量、初温、加热源（各1分）（2）加热时间（2分）（3）水的吸热能力比食用油强（2分）（4）控制变量（2分）（5）2.1×10 （2分）
12.（10分）（1）热传递、减少、做功（各1分）（2）做功、增加、升高（各1分）（3）做功、热传递、等效（各1分）
三、计算题（20分）
13.（8分）（1）Q放=2.1×10 J（2分）（2）Q吸=1.05×10 J（3分）（3）η=50%（3分）
14.（12分）
参考答案：
（1）使水和液体在相同时间内吸收相同的热量
（2）由表格可知，加热4min时，水升温△t水=36-20=16℃，液体升温△t液=52-20=32℃
因为Q吸=cm△t，且相同加热器相同时间提供热量相同，即Q水=Q液
所以c水m△t水=c液m△t液
c液=c水×△t水/△t液=4.2×10 ×16/32=2.1×10 J/(kg·℃)
（3）Q吸=c液m△t=2.1×10 ×1×32=6.72×10 J
四、分层任务（30分）
A层（10分）：
15.参考答案：
（1）扩散现象是不同物质相互接触时彼此进入对方的现象。说明分子在不停地做无规则运动，且分子间存在间隙。
（2）改变物体内能有做功和热传递两种方式。做功的实质是能量的转化（机械能与内能相互转化），热传递的实质是能量的转移（内能从高温物体传向低温物体）。
（3）水的比热容是4.2×10 J/(kg·℃)。应用：用水做冷却剂、暖气系统用水做传热介质、沿海地区昼夜温差小等。
评分标准：
（1）扩散现象解释2分，说明2分；（2）两种方式2分，区别2分；（3）比热容值1分，应用1分。
B层（15分）：
16.参考答案：
（1）温度越高，分子无规则运动越剧烈，分子运动速度越大，扩散速度越快，所以扩散现象越明显。
（2）①Q吸=cm(t-t )=4.2×10 ×100×(70-20)=2.1×10 J
②Q放×60%=Q吸，所以Q放=Q吸/60%=2.1×10 /0.6=3.5×10 J
V=Q放/q=3.5×10 /3.5×10 =1m
C层任务（拓展·学有余力者选做，15分）
评分标准：
（1）分子运动解释5分；（2）①Q吸计算5分，②天然气计算5分。
C层（15分）：
17.参考答案：
（1）实验方案： 器材：两个相同烧杯、天平、温度计、电加热器、 秒表、水、食用油。 步骤：①用天平称取质量相同的水和食用油，分别倒入两个烧杯；②用温度计测量初温并记录；③用相同电加热器同时加热，每隔1min记录温度；④比较升高相同温度所需的加热时间。 结论：升高相同温度，水需要更长的加热时间，说明水的比热容比食用油大。
（2）天然气热值约3.5×10 J/m ，煤气热值约4.2×10 J/kg，酒精热值约3.0×10 J/kg。天然气燃烧产物主要为CO 和H O，污染较小，较为环保；从能量密度看，天然气热值较高，较为经济。
（3）示例：内能与我们日常生活息息相关。冬天我们用热水袋暖手，是通过热传递的方式改变手的内能；炒菜时锅传热给菜，也是热传递改变内能的实例；而用打气筒给自行车打气时，筒壁发热则是通过做功改变内能。水的比热容大，所以沿海地区昼夜温差小，这也与内能知识密切相关。
评分标准：
（1）实验方案设计8分（器材2分、步骤3分、表格2分、结论1分）；（2）热值比较4分；（3）短文3分（概念使用≥3个得满分）。
五、学习计划制定（附加，作为过程性评价依据）
请完成以下学习计划，并交由老师审阅。
我的第十三章《内能》学习计划
（1）我在本章学习中掌握得最好的方面：
（2）我需要加强的方面：
（3）我的后续学习计划（每天/每周的物理练习安排）：
（4）我希望老师提供的帮助：
设计总评
本设计严格遵循教学评一体化原则，以人教版（2024）九年级物理第十三章《内能》为载体，通过”分子热运动→内能→比热容”的知识主线，实现物理观念与科学素养的双重发展。全程贯穿学法渗透（控制变量法、转换法、类比推理法、微观建模法等科学探究方法），对标中考对热学知识的考查要求。
教案部分以实验探究为主线，通过扩散现象实验、压缩空气引火实验、比较不同物质吸热能力实验等，让学生在动手操作中建构物理概念，培养科学探究能力。导学案设计注重课前预习引导、课中合作探究和课后拓展延伸，为学生提供完整的学习支架。测评案涵盖基础巩固、实验探究、计算题和分层任务四种题型，全面检测学生在概念理解、实验探究、计算应用和综合实践四个维度的能力发展水平。
分层教学设计体现了因材施教理念：A层任务面向全体学生，确保基础知识和基本技能达标；B层任务面向大部分学生，注重知识的综合应用；C层任务面向学有余力的学生，培养探究能力和创新思维。三种层次的任务设计满足不同学生的发展需求，让每个学生都能在原有基础上获得进步。
本章教学特别注重物理知识与生活实际的联系，通过海边温差、汽车冷却、暖气系统等生活实例，让学生感受物理学的实用价值，培养”从生活走向物理，从物理走向社会”的科学观念。同时，通过能源利用、环境保护等话题的渗透，培养学生的社会责任感和可持续发展意识。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
21世纪教育网(www.21cnjy.com)

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