第3节 内能（高效培优讲义）物理人教版2024九年级全一册

第3节 内能 【题型导航】 【重难题型讲解】 1 题型1 内能的概念 1 题型2 热传递改变物体的内能 4 题型3 做功改变物体的内能 6 题型4 温度、热量与内能的关系 8 【能力培优练】 11 【链接中考】 16 【重难题型讲解】 题型1 内能的概念 1、分子动能和分子势能 (1)分子动能：分子在永不停息地做着无规则的热运动。物体内大量分子做无规则热运动所具有的能量称为分子动能。物体的温度越高，分子运动得越快，它们的动能越大。 （2）由于分子之间具有一定的距离，也具有一定的作用力，因而分子具有势能，称为分子势能。分子间距发生变化时，物体的体积也会变，所以分子势能与物体的体积有关。 2、内能：物体内部所有分子的分子动能与分子势能的总和，叫做物体的内能；内能的单位是焦耳，简称焦，符号J。 3、对内能的理解：内能是物质分子的热运动能量，是由物质内部状况决定的能量。物质由大量分子、原子组成，储存在系统内部的能量是全部微观粒子各种能量的总和，即微观粒子的动能、势能等的总和。物体内部大量分子的无规则运动跟温度直接相关，物体内部大量做热运动的粒子之间也具有动能和势能，动能和势能的总和叫做内能。 4、影响物体内能大小的因素 （1）温度是影响物体内能最主要的因素，同一个物体，温度越高，它具有的内能就越大，物体的内能还受质量、材料、状态等因素的影响。 （2）物体的内能跟质量有关。在温度一定时，物体的质量越大，也就是分子的数量越多，物体的内能就越大。 （3）物体的内能还和物体的体积有关。在质量一定时，物体的体积越大，分子间的势能越大，物体的内能就越大。 （4）同一物质，状态不同时所具有的内能也不同。 ★特别提醒 任何温度下物体的内能都不可能为0，温度越高，物体的内能越大，不要以为温度为0的时候物体就没有内能了。 【归纳总结】物体内部所有分子的分子动能与分子势能的总和，叫做物体的内能；内能的大小最主要的影响因素是温度，此外内能大小跟物体的质量、材料、状态等因素有关。 5、内能与机械能的区别与联系 内能 机械能 区别 定义 构成物体的所有分子的分子动能和分子势能的总和 物体所具有的动能和势能的总和 影响因素 物体的温度、质量、状态、体积、物质的种类 物体的质量、速度、高度和弹性形变的程度 研究对象 微观世界的大量分子 宏观世界的所有物体 存在条件 永远存在 物体运动时，被举高时，发生弹性形变时 联系 （1） 物体无论是否具有机械能，一定具有内能； （2） 物体的内能和机械能之间可以互相转化 2、内能的利用和意义 （1）利用内能来加热——热传递：内能一个重要应用就是直接用它来加热物体，物体在获得内能以后，温度会升高；实质是利用热传递，将内能从高温物体转移到低温物体； （2）利用内能来做功：在试管内装些水，用软木塞塞住，加热使水沸腾，水蒸气会把软木塞冲出；实质是内能转化为其他形式能的过程。 【归纳总结】 （1）内能是与分子运动相对应的能量，机械能是与整个物体的机械运动相对应的能量。 （2）物体总是具有内能，但不一定总是具有机械能。 【典例1-1】下列关于内能的说法中，正确的是（　　） A．的冰没有内能 B．同一物体的温度越高，内能越大 C．物体的内能增加，温度一定升高 D．热量总是从内能大的物体向内能小的物体传递 【典例1-2】四只相同规格的烧杯中装有水，水量及其温度如图所示，内能最小的是 杯中的水，内能最大的是 杯中的水。 跟踪训练1关于物体的内能，下列说法正确的是（　　） A．零下200℃的冰块具有内能 B．物体的内能增大，物体一定吸收了热量 C．0℃的冰块加热熔化成0℃的水，其内能不变 D．热茶暖手，这是通过做功的方式改变手的内能 跟踪训练2 在物理学中，把物体内所有分子动能与 的总和叫做物体的内能。如图表示不同时刻某物体内部分子运动情况（箭头越长代表分子运动的越快），则 时刻物体温度较高，该物体从A 时刻到 B 时刻 （选填“一定”或“不一定”）是吸收了热量。 跟踪训练3 物理学把“物体内所有分子做无规则运动的动能和分子势能的总和叫做物体的内能”。请你根据这个意思，结合所学知识，就“影响物体内能大小的因素”提出合理猜想，给出推理性结论，说明推理依据。 猜想：物体内能的大小可能与物体的 有关。 推理性结论： 。 推理依据： 。 题型2 热传递改变物体的内能 1、探究热传递改变物体内能 用暖袋暖手 给工件淬火 烧水 现象 现象分析 暖袋温度降低，内能减少；人体温度升高，内能增大；能量从热水袋传递给人 工件温度降低，内能减少；冷水温度升高，内能增大；能量从工件传递给水 烧水时，水的温度升高，内能增加，能量从火焰传递给锅和水 实验结论 温度不同的物体相互接触时，发生热传递，低温物体温度升高，内能增加，高温物体温度降低，内能减少；即能量从高温物体传递给低温物体，所以热传递可以改变物体的内能 2、对热传递的理解 条件 不同物体或同一物体的不同部分之间存在温度差 方向 由高温物体转移到低温物体或由物体的高温部分转移到低温部分 过程 最终状态 温度相同，没有温度差 实质 是能量的转移，能量的形式并未发生变化 3、热传递改变物体的内能 （1）条件：两个物体之间或同一个物体的不同部分存在温度差。 （2）过程：高温物体放出热量，温度降低，内能减少，低温物体吸收热量，温度升高，内能增加。 （3）结果：温度相同。 （4）实质：内能的转移。能量的形式没有改变。 ★特别提醒 热传递使物体内能发生改变的实质是同一种形式的能量（内能）发生了转移；其转移的规则是内能从高温物体转移到低温物体，或从物体的高温部分转移到低温部分。 【归纳总结】热传递是热量从高温物体传递到低温物体，或从物体的高温部分传递到低温部分的现象；热传递可以改变物体的内能，高温物体放出热量，温度降低，内能减少，低温物体吸收热量，温度升高，内能增加。 【典例2-1】如图所示的四个实例中，用热传递的方式来改变物体内能的是（　　） A．锯木板时，钢锯条温度升高 B．来回快速拉动皮条，金属管的温度升高 C．酒精灯加热试管中的水，水的温度升高 D．迅速下压活塞，管内气体的温度升高 【典例2-2】紫苏包子是庆阳地区的特色小吃之一，紫苏包子以其独特的口感和制作工艺而闻名，深受当地人和游客的喜爱。蒸包子时通过 的方式改变包子的内能；吃包子时闻到浓浓的紫苏香气，该现象说明分子在不停地 。 跟踪训练1如图所示实例中，改变物体内能的方式与其他三个不同的是（　　） A．搓手取暖 B．煤炉烧水 C．钻木取火 D．弯折铁丝 跟踪训练2《海内十洲记》记载了一种周穆王时期用上等白玉做成的饮器。夜晚将杯子放在庭院中，早上杯中就能聚满水，水甘而香美，故称之为常满杯。杯中聚满水的原因是出现了 （填物态变化名称）现象。傍晚，从室内将杯子拿到室外后其温度降低，这是通过 的方式改变其内能。 题型3 做功改变物体的内能 1、做功改变物体的内能 做功的两种情况 外界对物体做功 物体对外界做功 探究过程与现象 分析与论证 迅速压下活塞，玻璃筒内的气体被压缩，活塞对筒内气体做功，从而使筒内气体的内能增加，温度升高，当温度达到硝化棉的燃点时，硝化棉开始迅速燃烧 向瓶内打气，压缩瓶内的空气，不断对瓶内空气做功，瓶内空气内能增加，温度升高，随着打入空气的增加，气压越来越大，直至冲开瓶塞，此时，瓶内的空气推动瓶塞做功，内能减少，温度降低，其中水蒸气液化成小水滴，形成白雾 得出结论 （1） 做功可以改变物体的内能； （2） 外界对物体做功，物体温度升高，物体内能增加； （3） 物体对外界做功，物体温度降低，物体内能减少 2、热传递和做功改变物体内能的区别与联系 区别 联系 实质 方式 举例 热传递 能量的转移 高温物体放热，低温物体吸热 生活中烧、烤、烙、炒，生产中的淬火等 做功和热传递都可以改变物体的内能，且效果相同。某物体的内能发生改变，可能是通过热传递改变的，也可能是通过做功改变的，或者两者都有。若不知道具体过程，则无法确定内能的改变方式 做功 其他形式能与内能之间的相互转化 压缩体积、摩擦生热、锻打物体、弯折物体等 打气筒打气、钻木取火、来回多次弯折铁丝等 体积膨胀等 装开水的暖水瓶内的气体将瓶塞冲开灯 ★特别提醒 （1）做功和热传递在改变物体的内能上是等效的；   （2）做功和热传递在本质上是不同的：做功使物体的内能改变，是其他形式的能量和内能之间的转化（不同形式能量间的转化）；热传递使物体的内能改变，是物体间（或物体不同部分）内能的转移（同种形式能量的转移）。 【归纳总结】做功可以改变物体的内能，当外界对物体做功时，物体的内能增大，当物体对外界做功时， 物体的内能就会减小。 【典例3-1】下列实例中属于做功改变物体内能的是（　　） A．甲图中，炉火烧水 B．乙图中，搓手取暖 C．丙图中，热鸡蛋放在冷水中冷却 D．丁图中，金属汤勺在热汤中变热 【典例3-2】如图所示，盾构机是一种隧道掘进的专用工程机械，是基建的核心装备。刀盘旋转击碎石料的过程中，温度升高，这是通过 （选填“做功”或“热传递”）的方式改变了刀盘的内能。请你任举一例与此改变内能方式相同的实例： 。 跟踪训练1 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（　　） A．热水暖手 B．搓手取暖 C．蒸锅蒸蛋 D．烤火取暖 跟踪训练2 如图甲，是小强学完内能这一节后，制作的“矿泉水瓶气炮”。如图乙，当他用力拧瓶时，通过 方式使瓶内气体的 （填能量形式）增大；如图丙，迅速旋开瓶盖，瓶盖飞出（如图丁），瓶口和瓶内同时出现白雾，说明瓶内气体对外做功时，内能 （填“增大”“减小”或“不变”）。 跟踪训练3 如图所示，探究改变物体内能的实验： (1)烧瓶内盛少量水。给瓶内打气，在瓶塞未跳起前，瓶内气体的内能 （选填“增大”、“减小”或“不变”），这是通过 （选填“热传递”或“做功”）改变了瓶内气体的内能。 (2)继续打气，当瓶塞跳起时，观察到瓶口有“白雾”出现。这是因为瓶内气体对外做功后，内能 （选填“增大”、“减小”或“不变”），温度 （选填“升高”、“降低”或“不变”），瓶内气体中所含的水蒸气放热 成了小水珠。这一过程中，瓶内气体的内能化成了瓶塞的 能。 题型4 温度、热量与内能的关系 1、内能和温度的关系  （1）物体内能的变化，不一定引起温度的变化，这是由于物体内能变化的同时，有可能发生物态变化； 如晶体的熔化和凝固过程，还有液体沸腾过程，内能变化，温度保持不变； （2）温度的高低，标志着物体内部分子运动速度的快慢， 因此，物体的温度升高，其内部分子无规则运动的速度增大，分子的动能增大，因此内能也增大，反之，温度降低，物体内能减小，因此，物体温度的变化，一定会引起内能的变化。  2、内能与热量的关系 （1）物体的内能改变了，物体却不一定吸收或放出了热量，这是因为改变物体的内能有两种方式：做功和热传递，即物体的内能改变了，可能是由于物体吸收（或放出）了热量也可能是对物体做了功（或物体对外做了功）； （2）热量是物体在热传递过程中内能变化的量度，当物体与外界不做功时，物体吸收热量，内能增加，物体放出热量，内能减少，因此物体吸热或放热，一定会引起内能的变化。  3、热量与温度的关系  （1）物体吸收或放出热量，温度不一定变化，这是因为物体在吸热或放热的同时，如果物体本身发生了物态变化（如冰的熔化或水的凝固），这时，物体虽然吸收（或放出）了热量，但温度却保持不变； （2）物体温度改变了，物体不一定要吸收或放出热量，也可能是由于对物体做功（或物体对外做功）使物体的内能变化了，温度改变了。 （3）内能和温度是物体本身就具有的，而热量是伴随着热传递存在的，内能和温度都是状态物理量，而热量则是过程物理量；物体吸收热量，内能一定增加，温度不一定升高；物体温度升高，内能一定增加．三个物理量之间既有密切联系，又有本质区别。 4、温度、热量、内能三者之间的区别于联系 温度 热量 内能 区别 概念 宏观上，表示物体的冷热程度； 微观上，反映物体中分子热运动的剧烈程度 在热传递过程中传递能量的多少 构成物体的所有分子，其热运动的动能与分子势能的总和 表述 用“降低”、“升高”，“降低到”、“升高到”表述 用“放出”或“吸收”表述 用“有”、“具有”、“改变”、“增加”、“减少”的那个表述 单位 摄氏度（℃） 焦耳（J） 焦耳（J） 联系 （1）温度反映了内能的大小，热量反映了内能变化了多少； （2）物吸收热量，内能会增加，温度不一定升高，如晶体熔化；物放出热量，内能会减少，但物体温度不一定降低，如晶体凝固 归纳总结 一个一定 物体温度升高或降低时，其内能一定增加或减少 四个不一定 （1）一个物体的内能增加或降低时，其温度不一定升高或降低，如晶体熔化或凝固过程； （2）一个物体的内能增加或降低时，不一定是吸收或放出了热量，也可能是外界对物体做功或物体对外界做功； （3）一个物体吸收或放出热量时，内能增加或减少，其温度不一定升高或降低，如晶体熔化或凝固过程； （4）一个物体温度升高或降低时，不一定是吸收或放出了热量，也可能是因为做功，如摩擦生热或物体对外界做功 ★特别提醒 内能和温度是物体本身就具有的，而热量是伴随着热传递存在的，内能和温度都是状态物理量，而热量则是过程物理量；物体吸收热量，内能一定增加，温度不一定升高；物体温度升高，内能一定增加；三个物理量之间既有密切联系，又有本质区别。 【归纳总结】热量、温度和内能：“热量不能含、温度不能传、内能不能算”。 【典例4-1】下列关于温度、热量、内能说法正确的是（    ） A．物体的温度升高，一定吸收了热量 B．物体从外界吸收热量，温度不一定升高 C．物体的温度越高，其所含有的热量越多 D．热传递中热量总是从内能多的物体传向内能少的物体 【典例4-2】生活中常提到“热”字，但其含义各不相同，有温度、热量、内能等含义。请写出下面几种情形中“热”字的含义： (1)“物体吸热升温”，其中的“热”是指 ； (2)“壶中的水被烧热了”，其中的“热”是指 ； (3)“摩擦生热”，其中的“热”是指 。 跟踪训练1 关于温度、内能、热量和做功，下列说法正确的是（    ） A．物体的内能增加，一定是从外界吸收了热量 B．物体的温度越高，所含的热量越多 C．内能少的物体也可能将能量传给内能多的物体 D．物体吸收热量时，温度一定升高 跟踪训练2 生活中我们常常提到“热”字，但从物理学角度看，其含义各不相同。例如在①天气炎热；②摩擦生热；③铁锅传热，表示热量的是 ，表示温度的是 ，表示内能的是 。（均填序号） 【能力培优练】 1．下列说法正确的是（　　） A．一块铁烧红时的内能比它冷却时的内能大 B．物体内能增加，一定是吸收了热量 C．-20℃的冰不具有内能 D．小球运动的速度越快，其内能越大 2．小明同学在做“观察水的沸腾”实验中，描绘出的温度随时间变化的图像如图所示，下列说法中正确的是 A．水的沸点应该是100℃，所以水始终没有沸腾 B．水的沸腾温度低于100℃，说明水的比热容大 C．水沸腾前是通过做功的方式来改变水的内能 D．实验时水面上方的气压低于1个标准大气压 3．如图所示，在空气压缩引火仪的玻璃筒底部，放入一小团干燥的棉花，用力将活塞迅速下压，棉花温度升高到着火点而燃烧。燃烧前棉花温度升高是因为以下哪种形式的能量转化成了内能（　　） A．机械能 B．内能 C．电能 D．化学能 4．关于内能、温度和热量三个概念，下列说法正确的是（　　） A．物体吸收热量后，内能一定增加 B．物体吸收热量后，温度一定升高 C．物体的温度越高时，具有的热量就越多 D．发生热传递时，热量一定是从内能大的物体传递给内能小的物体 5．2023年10月31日，神舟十六号返回舱进入大气层，与大气摩擦后形成由高温“火球”进入黑障区。如图所示。下列改变内能的方式与“火球”的形成相同的是（　　） A．用柴火把壶中的水烧开 B．反复锤打铁片、铁片变热 C．热鸡蛋放在冷水中冷却 D．炒菜时、铁锅热得烫手 6．过中秋节，除了吃月饼之外，还有不少地方爱吃糍粑。滋粑是由糯米蒸熟后捣烂成型而来，热热的滋粑沾上香甜的炒芝麻面，软糯香甜，老少皆宜。下列与此有关的说法中，错误的是（   ） A．滋粑是由糯米蒸熟后捣烂成型而来，表明力可以改变物体的形状 B．能闻到芝麻面的香味，是由于分子在不停地运动 C．糯米蒸熟后捣烂能粘在一起，说明分子间存在着斥力 D．蒸糯米是通过热传递的方式改变糯米的内能 7．如图所示，在试管内装有少量的水，塞上塞子，用大号注射器向试管内打气，会观察到许多物理现象，下列正确的是（　　） A．向试管内打气时，试管内的气体内能减小 B．塞子跳出时，看到试管内有白雾出现，是汽化现象 C．向试管内打气时，外界对试管内的气体做功 D．塞子跳出时，管内气体对塞子做功，使试管内的气体温度升高 8．明末科学家宋应星编写的《天工开物》是一部百科全书式的科学巨著。书中全面、系统地记录了我国古代农业和手工业的生产技术，在科学史上具有很高的价值。书中《冶铸》篇记录了铸造铜钟的过程，大致分为“制模—熔炼—浇铸—脱模—打磨”的过程。下列说法中正确的是（   ） A．熔炼过程中，金属正在熔化时，内能增大，温度升高 B．熔炼过程中，金属吸收热量，内能不变 C．浇铸过程中，金属向外放热，内能不断减少 D．熔炼过程中，通过做功改变金属的内能 9．下列各图所列举的事例中，属于热传递改变物体内能的是（   ） A．对试管加热，管内水温升高 B．冬天搓手，手会变暖 C．从滑梯滑下，臀部发热 D．迅速压下活塞，筒内气温升高 10．体温计是利用了液体的 性质来工作的，小明使用体温计测量完体温后的示数如图所示，则小明此时的体温为 ℃。沏茶、饮茶成为很多人的一种生活习惯。用热水泡茶时，能闻到茶香，这是 现象；泡茶过程中通过 的方式改变了茶叶的内能。 11．如图所示是一个活塞式打气筒，当用打气筒为自行车打气时发现打气筒的筒体发热，是因为打气时活塞压缩气体 ，使气体内能增加，升温的气体通过 的方式使筒壁温度升高。 12． (1)“钻木取火”时，木头的温度升高，内能增大，这是通过 的方式增大物体的内能。 (2)如图所示，不旋转的铝件在强大压力作用下顶住高速旋转的铜件，通过摩擦的方式使两者接触处温度急剧升高，内能增大，这样铜和铝接触处的分子相互渗透，由于分子间存在 力的作用，从而使两者紧密结合在一起，这就是先进的“旋转焊接”技术。 13．生活中常见的物质是由分子或原子构成，而原子是由 和核外电子构成；中药是中华文化的瑰宝，打开中药包会闻到淡淡的药香味，这是由于分子在 ；如图甲乙丙是反映某物体不同状态时的分子排列，从图丙到图乙的变化过程中，该物体内能将 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。 14．某些药品要求在0℃以下存放，常用保温瓶不能满足需要。为保障药品在0℃以下存放。物理兴趣小组的同学设计了如图所示的保温盒，其中药品应放置于 （选填“A”或“B”）处，另一处空间放置低温物质；关于保温盒填充材料，你选择 （选填“铝合金”或“发泡塑料”）。 15．某同学在探究物体内能改变的方法时做了两个实验： (1)如图所示，在一个配有活塞的厚玻璃筒里放一小团蘸了乙醚的棉花，把活塞迅速压下去，我们会看到棉花燃烧的现象，说明内部气体的温度升高，内能 （填“增加”“减小”或“不变”）； (2)如图所示，广口玻璃瓶内有一些水，水的上方有水蒸气。通过打气筒给瓶内打气，达到一定程度时，瓶塞跳出； ①在这一实验过程中，你应当注意观察的是 ； ②在你认为应当观察的这一项中，你所观察到的现象是 ，这一现象说明了 。 16．为了探究做功与物体内能变化的关系，某小组同学利用气压式喷雾器、数字式温度计、小叶轮等进行实验，如图所示。 【提出问题】做功与物体内能的变化存在怎样的关系？ 【制订计划与设计实验】 图甲先用温度计测出气压式喷雾器内气体的温度。 图乙关闭喷嘴处的阀门，接着用手按压活塞快速打气，并用温度计测出喷雾器内部气体的温度。 图丙打开喷嘴处的阀门，迅速放出壶内一部分气体，并用温度计测出喷雾器内部气体的温度。 (1)【分析与论证】该实验通过 的变化间接反映气体内能的变化； (2)用手按压活塞快速打气，喷雾器内气体温度升高，发生的能量转化是 ； (3)打开喷嘴处的阀门，迅速放出喷雾器内一部分气体时，喷雾器前的小风扇转动，再次发生能量转化。喷雾器内温度降低，喷雾器内气体内能 ； (4)【实验结论】比较甲、乙两图可知：外界对气体做功，气体内能 ； (5)比较 两图可知：气体对外界做功，气体内能 。 17．飞向寰宇再叩苍穹。2024年4月25日，神舟十八号载人飞船成功发射。火箭点火后，向下快速喷出气体，推动火箭加速上升，如图所示。请回答下列问题： (1)火箭点火后，向下快速喷出气体，推动火箭加速上升，这里用到的力学原理是什么； (2)火箭加速上升过程中其头部表面温度将会急剧升高，请你用所学物理知识解释其原因。 【链接中考】 1．（2024·四川泸州·中考真题）姐姐和弟弟在玩成语游戏，一些成语蕴含了生活中的物理知识，下列说法正确的是（　　） A．“震耳欲聋”形容声音响度很大 B．“立竿见影”是光的反射形成的 C．“钻木取火”是利用了热传递的方式来改变木头的内能 D．“刻舟求剑”以运动的船为参照物，水底的剑是静止的 2．（2024·内蒙古通辽·中考真题）“火锅”是通辽人非常喜爱的一种美食。下列与吃火锅有关的说法正确的是（ ） A．冰冻肉卷变软是冰熔化现象 B．锅内冒出“白气”是水的汽化现象 C．汤汁越煮越少是水升华现象 D．煮熟食材是做功改变内能的过程 3．（2024·山东潍坊·中考真题）（多选）如图所示，用汽缸、固定隔板和活塞密闭甲、乙两部分气体，汽缸和活塞均不导热，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（　　） 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 4．（2024·广西·中考真题）关于分子动理论，谚语“有麝自来香，不必迎风扬”表明了分子在不停地做无规则的 ；寒冬，我们常搓手取暖，这是通过 （选填“做功”或“热传递”）的方式增大内能。 5．（2024·山东济南·中考真题）针灸是我国古代劳动人民创造的一种独特的医疗方法。针灸之前，用高温蒸气对“复用针”（可多次使用的针）消毒时，“复用针”的温度会升高，这是通过 的方式改变了针的内能。如图所示，针灸用到的针非常细，这是通过减小受力面积来 ，便于刺入人体穴位。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第3节 内能 【题型导航】 【重难题型讲解】 1 题型1 内能的概念 1 题型2 热传递改变物体的内能 5 题型3 做功改变物体的内能 8 题型4 温度、热量与内能的关系 12 【能力培优练】 15 【链接中考】 25 【重难题型讲解】 题型1 内能的概念 1、分子动能和分子势能 (1)分子动能：分子在永不停息地做着无规则的热运动。物体内大量分子做无规则热运动所具有的能量称为分子动能。物体的温度越高，分子运动得越快，它们的动能越大。 （2）由于分子之间具有一定的距离，也具有一定的作用力，因而分子具有势能，称为分子势能。分子间距发生变化时，物体的体积也会变，所以分子势能与物体的体积有关。 2、内能：物体内部所有分子的分子动能与分子势能的总和，叫做物体的内能；内能的单位是焦耳，简称焦，符号J。 3、对内能的理解：内能是物质分子的热运动能量，是由物质内部状况决定的能量。物质由大量分子、原子组成，储存在系统内部的能量是全部微观粒子各种能量的总和，即微观粒子的动能、势能等的总和。物体内部大量分子的无规则运动跟温度直接相关，物体内部大量做热运动的粒子之间也具有动能和势能，动能和势能的总和叫做内能。 4、影响物体内能大小的因素 （1）温度是影响物体内能最主要的因素，同一个物体，温度越高，它具有的内能就越大，物体的内能还受质量、材料、状态等因素的影响。 （2）物体的内能跟质量有关。在温度一定时，物体的质量越大，也就是分子的数量越多，物体的内能就越大。 （3）物体的内能还和物体的体积有关。在质量一定时，物体的体积越大，分子间的势能越大，物体的内能就越大。 （4）同一物质，状态不同时所具有的内能也不同。 ★特别提醒 任何温度下物体的内能都不可能为0，温度越高，物体的内能越大，不要以为温度为0的时候物体就没有内能了。 【归纳总结】物体内部所有分子的分子动能与分子势能的总和，叫做物体的内能；内能的大小最主要的影响因素是温度，此外内能大小跟物体的质量、材料、状态等因素有关。 5、内能与机械能的区别与联系 内能 机械能 区别 定义 构成物体的所有分子的分子动能和分子势能的总和 物体所具有的动能和势能的总和 影响因素 物体的温度、质量、状态、体积、物质的种类 物体的质量、速度、高度和弹性形变的程度 研究对象 微观世界的大量分子 宏观世界的所有物体 存在条件 永远存在 物体运动时，被举高时，发生弹性形变时 联系 （1） 物体无论是否具有机械能，一定具有内能； （2） 物体的内能和机械能之间可以互相转化 2、内能的利用和意义 （1）利用内能来加热——热传递：内能一个重要应用就是直接用它来加热物体，物体在获得内能以后，温度会升高；实质是利用热传递，将内能从高温物体转移到低温物体； （2）利用内能来做功：在试管内装些水，用软木塞塞住，加热使水沸腾，水蒸气会把软木塞冲出；实质是内能转化为其他形式能的过程。 【归纳总结】 （1）内能是与分子运动相对应的能量，机械能是与整个物体的机械运动相对应的能量。 （2）物体总是具有内能，但不一定总是具有机械能。 【典例1-1】下列关于内能的说法中，正确的是（　　） A．的冰没有内能 B．同一物体的温度越高，内能越大 C．物体的内能增加，温度一定升高 D．热量总是从内能大的物体向内能小的物体传递 【答案】B 【详解】A．因为物体的分子永不停息地做无规则的运动，所以任何物体都有内能，的冰仍具有内能，故A错误； B．内能与物体状态、质量、温度等有关，同一物体，温度越高，内能越大，故B正确； C．物体吸收热量，温度不一定升高，如晶体熔化过程中，吸收热量，温度保持不变，故C错误； D．热量可能从内能大的物体向内能小的物体传递，也可能从内能小的物体向内能大的物体传递，还可能是内能相同的两个物体间进行传递，但两物体间一定要有温度差，故D错误。 故选B。 【典例1-2】四只相同规格的烧杯中装有水，水量及其温度如图所示，内能最小的是 杯中的水，内能最大的是 杯中的水。 【答案】 a d 【详解】[1][2]影响内能的因素有：温度和质量(分子数、种类等)，a、b、c、d中a中温度最低，质量也最小，所以内能最小；d中温度最高，质量最大，内能最大。 跟踪训练1关于物体的内能，下列说法正确的是（　　） A．零下200℃的冰块具有内能 B．物体的内能增大，物体一定吸收了热量 C．0℃的冰块加热熔化成0℃的水，其内能不变 D．热茶暖手，这是通过做功的方式改变手的内能 【答案】A 【详解】A．一切物体都有内能，零下200℃的冰块具有内能，故A正确； B．物体内能增加，可能是从外界吸收了热量，也可能是有物体对它做了功，故B错误； C．把0℃的冰块加热熔化成0℃的水，其状态改变，内能增大，故C错误； D．热茶暖手，这是通过热传递的方式改变手的内能，故D错误。 故选A。 跟踪训练2 在物理学中，把物体内所有分子动能与 的总和叫做物体的内能。如图表示不同时刻某物体内部分子运动情况（箭头越长代表分子运动的越快），则 时刻物体温度较高，该物体从A 时刻到 B 时刻 （选填“一定”或“不一定”）是吸收了热量。 【答案】 势能 B 不一定 【详解】[1]在物理学中，把物体内所有分子动能与势能的总和叫做物体的内能，一切物体都有内能。 [2]如图表示不同时刻某物体内部分子运动情况，箭头越长代表分子运动的越快，B时刻箭头长，表示B时刻物体内部分子运动的快，物体温度越高，分子运动越剧烈，则B时刻物体温度较高。 [3]做功和热传递都能改变物体的内能，物体B时刻温度高，内能大，该物体从A 时刻到 B 时刻不一定是吸收了热量，也可能是外界对物体做了功。 跟踪训练3 物理学把“物体内所有分子做无规则运动的动能和分子势能的总和叫做物体的内能”。请你根据这个意思，结合所学知识，就“影响物体内能大小的因素”提出合理猜想，给出推理性结论，说明推理依据。 猜想：物体内能的大小可能与物体的 有关。 推理性结论： 。 推理依据： 。 【答案】 质量 温度相同时，质量越大，内能越大 质量影响分子的个数，相同条件下，质量大，分子个数多，分子动能和势能的总和就越大，即内能大 【详解】[1]物体内所有分子做无规则运动的动能和分子势能的总和叫做物体的内能，质量影响分子的个数，所以可以猜想：物体内能的大小可能与物体的质量有关。 [2]例如温度相同的10kg的水比1kg的水含有的分子个数多，具有的内能大，推理性结论：温度相同时，质量越大，内能越大。 [3]推理依据：质量影响分子的个数，相同条件下，质量大，分子个数多，分子动能和势能的总和就越大，即内能大。 题型2 热传递改变物体的内能 1、探究热传递改变物体内能 用暖袋暖手 给工件淬火 烧水 现象 现象分析 暖袋温度降低，内能减少；人体温度升高，内能增大；能量从热水袋传递给人 工件温度降低，内能减少；冷水温度升高，内能增大；能量从工件传递给水 烧水时，水的温度升高，内能增加，能量从火焰传递给锅和水 实验结论 温度不同的物体相互接触时，发生热传递，低温物体温度升高，内能增加，高温物体温度降低，内能减少；即能量从高温物体传递给低温物体，所以热传递可以改变物体的内能 2、对热传递的理解 条件 不同物体或同一物体的不同部分之间存在温度差 方向 由高温物体转移到低温物体或由物体的高温部分转移到低温部分 过程 最终状态 温度相同，没有温度差 实质 是能量的转移，能量的形式并未发生变化 3、热传递改变物体的内能 （1）条件：两个物体之间或同一个物体的不同部分存在温度差。 （2）过程：高温物体放出热量，温度降低，内能减少，低温物体吸收热量，温度升高，内能增加。 （3）结果：温度相同。 （4）实质：内能的转移。能量的形式没有改变。 ★特别提醒 热传递使物体内能发生改变的实质是同一种形式的能量（内能）发生了转移；其转移的规则是内能从高温物体转移到低温物体，或从物体的高温部分转移到低温部分。 【归纳总结】热传递是热量从高温物体传递到低温物体，或从物体的高温部分传递到低温部分的现象；热传递可以改变物体的内能，高温物体放出热量，温度降低，内能减少，低温物体吸收热量，温度升高，内能增加。 【典例2-1】如图所示的四个实例中，用热传递的方式来改变物体内能的是（　　） A．锯木板时，钢锯条温度升高 B．来回快速拉动皮条，金属管的温度升高 C．酒精灯加热试管中的水，水的温度升高 D．迅速下压活塞，管内气体的温度升高 【答案】C 【详解】A．锯木板时，克服摩擦做功，钢锯条温度升高，属于通过做功改变物体的内能，故A不符合题意； B．来回快速拉动皮条，克服摩擦做功，金属管温度升高，属于通过做功改变物体的内能，故B不符合题意； C．用酒精灯给水加热，水从酒精灯火焰吸收热量，属于通过热传递改变物体的内能，故C符合题意； D．迅速下压活塞时，活塞压缩筒内气体做功，机械能转化为内能，使筒内气体温度升高，属于通过做功改变物体的内能，故D不符合题意。 故选C。 【典例2-2】紫苏包子是庆阳地区的特色小吃之一，紫苏包子以其独特的口感和制作工艺而闻名，深受当地人和游客的喜爱。蒸包子时通过 的方式改变包子的内能；吃包子时闻到浓浓的紫苏香气，该现象说明分子在不停地 。 【答案】 热传递 做无规则运动 【详解】[1]蒸包子过程中，包子吸收热量，内能增大，通过热传递的方式改变物体的内能。 [2]闻到浓浓的紫苏香气为扩散现象，说明构成物质的分子不停地做无规则运动。 跟踪训练1如图所示实例中，改变物体内能的方式与其他三个不同的是（　　） A．搓手取暖 B．煤炉烧水 C．钻木取火 D．弯折铁丝 【答案】B 【详解】改变物体内能的方式有做功和热传递。搓手取暖、钻木取火、反复弯折铁丝都属于做功改变内能，只有煤炉烧水属于热传递改变内能，因此B与ACD改变物体内能的方式不同，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 跟踪训练2《海内十洲记》记载了一种周穆王时期用上等白玉做成的饮器。夜晚将杯子放在庭院中，早上杯中就能聚满水，水甘而香美，故称之为常满杯。杯中聚满水的原因是出现了 （填物态变化名称）现象。傍晚，从室内将杯子拿到室外后其温度降低，这是通过 的方式改变其内能。 【答案】 液化 热传递 【详解】[1]物质从气态变成液态叫液化，杯中聚满水是因为水蒸气发生了液化现象。 [2]做功和热传递可以改变物体内能，傍晚从室内拿到室外的杯子由于环境温度低，热量从杯子传递给空气，这是通过热传递改变物体内能的。 题型3 做功改变物体的内能 1、做功改变物体的内能 做功的两种情况 外界对物体做功 物体对外界做功 探究过程与现象 分析与论证 迅速压下活塞，玻璃筒内的气体被压缩，活塞对筒内气体做功，从而使筒内气体的内能增加，温度升高，当温度达到硝化棉的燃点时，硝化棉开始迅速燃烧 向瓶内打气，压缩瓶内的空气，不断对瓶内空气做功，瓶内空气内能增加，温度升高，随着打入空气的增加，气压越来越大，直至冲开瓶塞，此时，瓶内的空气推动瓶塞做功，内能减少，温度降低，其中水蒸气液化成小水滴，形成白雾 得出结论 （1） 做功可以改变物体的内能； （2） 外界对物体做功，物体温度升高，物体内能增加； （3） 物体对外界做功，物体温度降低，物体内能减少 2、热传递和做功改变物体内能的区别与联系 区别 联系 实质 方式 举例 热传递 能量的转移 高温物体放热，低温物体吸热 生活中烧、烤、烙、炒，生产中的淬火等 做功和热传递都可以改变物体的内能，且效果相同。某物体的内能发生改变，可能是通过热传递改变的，也可能是通过做功改变的，或者两者都有。若不知道具体过程，则无法确定内能的改变方式 做功 其他形式能与内能之间的相互转化 压缩体积、摩擦生热、锻打物体、弯折物体等 打气筒打气、钻木取火、来回多次弯折铁丝等 体积膨胀等 装开水的暖水瓶内的气体将瓶塞冲开灯 ★特别提醒 （1）做功和热传递在改变物体的内能上是等效的；   （2）做功和热传递在本质上是不同的：做功使物体的内能改变，是其他形式的能量和内能之间的转化（不同形式能量间的转化）；热传递使物体的内能改变，是物体间（或物体不同部分）内能的转移（同种形式能量的转移）。 【归纳总结】做功可以改变物体的内能，当外界对物体做功时，物体的内能增大，当物体对外界做功时， 物体的内能就会减小。 【典例3-1】下列实例中属于做功改变物体内能的是（　　） A．甲图中，炉火烧水 B．乙图中，搓手取暖 C．丙图中，热鸡蛋放在冷水中冷却 D．丁图中，金属汤勺在热汤中变热 【答案】B 【详解】A．甲图中，炉火烧水，是通过热传递的方式，火焰的内能传递给了水，使水的内能增加，温度升高，故A不符合题意； B．乙图中，搓手取暖，是克服摩擦力做功，将机械能转化为内能，使手的内能增加，温度升高，属于做功改变物体内能，故B符合题意； C．丙图中，热鸡蛋放在冷水中冷却，是热鸡蛋的内能传递给冷水，通过热传递的方式改变了鸡蛋的内能，故C不符合题意； D．丁图中，金属汤勺在热汤中变热，是热汤的内能传递给汤勺，通过热传递的方式使汤勺内能增加，故D不符合题意。 故选B。 【典例3-2】如图所示，盾构机是一种隧道掘进的专用工程机械，是基建的核心装备。刀盘旋转击碎石料的过程中，温度升高，这是通过 （选填“做功”或“热传递”）的方式改变了刀盘的内能。请你任举一例与此改变内能方式相同的实例： 。 【答案】 做功 钻木取火（冬天搓手取暖、摩擦生热、弯折铁丝变热等，合理即可） 【详解】[1]盾构机的刀盘旋转击碎石料过程中，刀盘的温度升高，内能增大，将机械能转化为内能，是通过做功方式改变了刀盘的内能的。 [2]钻木取火、冬天搓手取暖、摩擦生热、弯折铁丝变热等，都是将机械能转化为内能，都是通过做功方式改变了物体的内能的。 跟踪训练1 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（　　） A．热水暖手 B．搓手取暖 C．蒸锅蒸蛋 D．烤火取暖 【答案】B 【详解】刮痧是通过克服摩擦力做功改变物体的内能的。 A．热水暖手是通过热传递改变物体的内能，属于能量的转移，故A不符合题意； B．搓手取暖是通过克服摩擦力做功改变物体的内能的，故B符合题意； C．蒸锅蒸蛋是通过热传递使内能增加的，属于能量的转移，故C不符合题意； D．烤火取暖是通过热传递使内能增加的，属于能量的转移，故D不符合题意； 故选B。 跟踪训练2 如图甲，是小强学完内能这一节后，制作的“矿泉水瓶气炮”。如图乙，当他用力拧瓶时，通过 方式使瓶内气体的 （填能量形式）增大；如图丙，迅速旋开瓶盖，瓶盖飞出（如图丁），瓶口和瓶内同时出现白雾，说明瓶内气体对外做功时，内能 （填“增大”“减小”或“不变”）。 【答案】 做功 内能 减小 【详解】[1][2]用力拧瓶子，压缩瓶内气体做功，将机械能转化为内能，使瓶内气体的内能增大。 [3]瓶口和瓶内出现“白气”是因为气体膨胀对外做功，瓶内气体内能减小，温度降低，水蒸气遇冷液化形成的小水珠。 跟踪训练3 如图所示，探究改变物体内能的实验： (1)烧瓶内盛少量水。给瓶内打气，在瓶塞未跳起前，瓶内气体的内能 （选填“增大”、“减小”或“不变”），这是通过 （选填“热传递”或“做功”）改变了瓶内气体的内能。 (2)继续打气，当瓶塞跳起时，观察到瓶口有“白雾”出现。这是因为瓶内气体对外做功后，内能 （选填“增大”、“减小”或“不变”），温度 （选填“升高”、“降低”或“不变”），瓶内气体中所含的水蒸气放热 成了小水珠。这一过程中，瓶内气体的内能化成了瓶塞的 能。 【答案】(1) 增大 做功 (2) 减小 降低 液化 机械 【详解】（1）[1][2]瓶子里装有一些水，用力打气，在瓶塞未跳起前，压缩瓶内的气体做功，瓶内气体的内能增大，这是通过做功的方式改变物体内能的。 （2）[1][2][3][4][5]继续打气，瓶内气压增大，当气体把瓶塞从瓶口推出时，瓶内气体对瓶塞做功，气体的内能转化为瓶塞的机械能，使气体自身的内能减少，温度降低，受温度降低的影响，瓶口周围的水蒸气液化成小水滴，这些小水滴就是看到的白气，液化会放出热量。 题型4 温度、热量与内能的关系 1、内能和温度的关系  （1）物体内能的变化，不一定引起温度的变化，这是由于物体内能变化的同时，有可能发生物态变化； 如晶体的熔化和凝固过程，还有液体沸腾过程，内能变化，温度保持不变； （2）温度的高低，标志着物体内部分子运动速度的快慢， 因此，物体的温度升高，其内部分子无规则运动的速度增大，分子的动能增大，因此内能也增大，反之，温度降低，物体内能减小，因此，物体温度的变化，一定会引起内能的变化。  2、内能与热量的关系 （1）物体的内能改变了，物体却不一定吸收或放出了热量，这是因为改变物体的内能有两种方式：做功和热传递，即物体的内能改变了，可能是由于物体吸收（或放出）了热量也可能是对物体做了功（或物体对外做了功）； （2）热量是物体在热传递过程中内能变化的量度，当物体与外界不做功时，物体吸收热量，内能增加，物体放出热量，内能减少，因此物体吸热或放热，一定会引起内能的变化。  3、热量与温度的关系  （1）物体吸收或放出热量，温度不一定变化，这是因为物体在吸热或放热的同时，如果物体本身发生了物态变化（如冰的熔化或水的凝固），这时，物体虽然吸收（或放出）了热量，但温度却保持不变； （2）物体温度改变了，物体不一定要吸收或放出热量，也可能是由于对物体做功（或物体对外做功）使物体的内能变化了，温度改变了。 （3）内能和温度是物体本身就具有的，而热量是伴随着热传递存在的，内能和温度都是状态物理量，而热量则是过程物理量；物体吸收热量，内能一定增加，温度不一定升高；物体温度升高，内能一定增加．三个物理量之间既有密切联系，又有本质区别。 4、温度、热量、内能三者之间的区别于联系 温度 热量 内能 区别 概念 宏观上，表示物体的冷热程度； 微观上，反映物体中分子热运动的剧烈程度 在热传递过程中传递能量的多少 构成物体的所有分子，其热运动的动能与分子势能的总和 表述 用“降低”、“升高”，“降低到”、“升高到”表述 用“放出”或“吸收”表述 用“有”、“具有”、“改变”、“增加”、“减少”的那个表述 单位 摄氏度（℃） 焦耳（J） 焦耳（J） 联系 （1）温度反映了内能的大小，热量反映了内能变化了多少； （2）物吸收热量，内能会增加，温度不一定升高，如晶体熔化；物放出热量，内能会减少，但物体温度不一定降低，如晶体凝固 归纳总结 一个一定 物体温度升高或降低时，其内能一定增加或减少 四个不一定 （1）一个物体的内能增加或降低时，其温度不一定升高或降低，如晶体熔化或凝固过程； （2）一个物体的内能增加或降低时，不一定是吸收或放出了热量，也可能是外界对物体做功或物体对外界做功； （3）一个物体吸收或放出热量时，内能增加或减少，其温度不一定升高或降低，如晶体熔化或凝固过程； （4）一个物体温度升高或降低时，不一定是吸收或放出了热量，也可能是因为做功，如摩擦生热或物体对外界做功 ★特别提醒 内能和温度是物体本身就具有的，而热量是伴随着热传递存在的，内能和温度都是状态物理量，而热量则是过程物理量；物体吸收热量，内能一定增加，温度不一定升高；物体温度升高，内能一定增加；三个物理量之间既有密切联系，又有本质区别。 【归纳总结】热量、温度和内能：“热量不能含、温度不能传、内能不能算”。 【典例4-1】下列关于温度、热量、内能说法正确的是（    ） A．物体的温度升高，一定吸收了热量 B．物体从外界吸收热量，温度不一定升高 C．物体的温度越高，其所含有的热量越多 D．热传递中热量总是从内能多的物体传向内能少的物体 【答案】B 【详解】A．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，故A错误； B．物体吸收热量，温度可能不变，如晶体熔化时，吸热温度不变，故B正确； C．热量是一个过程量，不能说物体含有热量的多少，故C错误； D．发生热传递的条件是存在温度差，发生热传递时，热量总是从温度高的物体传递给温度低的物体，内能与温度、质量和状态有关，内能多的物体温度不一定高，热传递中热量不一定从内能多的物体传向内能少的物体，故D错误。 故选B。 【典例4-2】生活中常提到“热”字，但其含义各不相同，有温度、热量、内能等含义。请写出下面几种情形中“热”字的含义： (1)“物体吸热升温”，其中的“热”是指 ； (2)“壶中的水被烧热了”，其中的“热”是指 ； (3)“摩擦生热”，其中的“热”是指 。 【答案】(1)热量 (2)温度 (3)内能 【详解】（1）“物体吸热升温”，指的是物体吸收热量，温度升高，所以，“热”是指热量。 （2）温度指物体的冷热程度，“壶中的水被烧热了”，其中的“烧热”是指壶中的水温度高，“热”是指温度。 （3）内能是指物体内部所有分子做无规则运动所具有的动能和分子势能的总和，“摩擦生热”，说明做功改变物体的内能，其中的“热”是指内能。 跟踪训练1 关于温度、内能、热量和做功，下列说法正确的是（    ） A．物体的内能增加，一定是从外界吸收了热量 B．物体的温度越高，所含的热量越多 C．内能少的物体也可能将能量传给内能多的物体 D．物体吸收热量时，温度一定升高 【答案】C 【详解】A．物体内能增加，不一定从外界吸收了热量，也可能是外界对物体做了功，故A错误； B．热量是一个过程量，在描述热量时只能说“吸收”或“放出”不能说“含有”或“具有”，故B错误； C．发生热传递的条件是存在温度差，热量从高温物体传向低温物体，内能的大小与物体的质量、温度和状态有关，内能少的物体温度可能高，内能少的物体也可能将能量传给内能多的物体，故C正确； D．物体吸收热量，内能一定增加，但温度不一定升高，如晶体熔化时，吸热热量，内能增加，但温度不变，故D错误。 故选C。 跟踪训练2 生活中我们常常提到“热”字，但从物理学角度看，其含义各不相同。例如在①天气炎热；②摩擦生热；③铁锅传热，表示热量的是 ，表示温度的是 ，表示内能的是 。（均填序号） 【答案】 ③ ① ② 【详解】[1][2][3]①天气炎热是反映天气的冷热程度，所以这个“热”指温度。 ②摩擦生热是通过克服摩擦做功，使物体的内能增加，所以这里的“热”指内能。 ③铁锅传热是指铁锅放出热量，故指热量。 【能力培优练】 1．下列说法正确的是（　　） A．一块铁烧红时的内能比它冷却时的内能大 B．物体内能增加，一定是吸收了热量 C．-20℃的冰不具有内能 D．小球运动的速度越快，其内能越大 【答案】A 【详解】A．内能大小与物体的质量、温度、状态等有关。一块铁质量一定，烧红时温度高，内能大，冷却时温度低，内能小，故一块铁烧红时的内能比它冷却时的内能大，故A正确； B．改变物体内能的方式有两种：做功和热传递；物体内能增加可能是吸收了热量，也可能是外界对物体做功，故B错误； C．一切物体在任何温度下都具有内能，﹣20℃的冰具有内能，故C错误； D．内能大小与物体的质量、温度、状态等有关，内能的大小与物体宏观的运动速度大小无关，故D错误。 故选A。 2．小明同学在做“观察水的沸腾”实验中，描绘出的温度随时间变化的图像如图所示，下列说法中正确的是（　　） A．水的沸点应该是100℃，所以水始终没有沸腾 B．水的沸腾温度低于100℃，说明水的比热容大 C．水沸腾前是通过做功的方式来改变水的内能 D．实验时水面上方的气压低于1个标准大气压 【答案】D 【详解】A．观察水的温度随时间变化的图像，当温度达到97℃后温度不再升高，说明此时水已经沸腾， 故A错误； BD．沸腾的温度低于100℃不是因为水的比热容大，而是因为当时的大气压小于标准大气压而导致沸点降低，故B错误，故D正确； C．水沸腾前温度升高内能增大，是通过热传递来实现的而不是做功，故C错误。 故选D。 3．如图所示，在空气压缩引火仪的玻璃筒底部，放入一小团干燥的棉花，用力将活塞迅速下压，棉花温度升高到着火点而燃烧。燃烧前棉花温度升高是因为以下哪种形式的能量转化成了内能（　　） A．机械能 B．内能 C．电能 D．化学能 【答案】A 【详解】迅速向下压活塞，活塞会压缩空气做功，机械能转化为内能，使空气的内能增加，温度升高，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 4．关于内能、温度和热量三个概念，下列说法正确的是（　　） A．物体吸收热量后，内能一定增加 B．物体吸收热量后，温度一定升高 C．物体的温度越高时，具有的热量就越多 D．发生热传递时，热量一定是从内能大的物体传递给内能小的物体 【答案】A 【详解】A．物体吸收热量后，内能一定增加，这是通过热传递改变物体内能，故A正确； B．物体吸收热量，内能一定增加，但温度不一定升高，如晶体冰在熔化过程中，吸收热量，温度保持不变，故B错误； C．热量是过程量，不能说具有热量，故C错误； D．发生热传递时，热量是从温度高的物体传递给温度低的物体，温度高的物体内能不一定大，故D错误。 故选A。 5．2023年10月31日，神舟十六号返回舱进入大气层，与大气摩擦后形成由高温“火球”进入黑障区。如图所示。下列改变内能的方式与“火球”的形成相同的是（　　） A．用柴火把壶中的水烧开 B．反复锤打铁片、铁片变热 C．热鸡蛋放在冷水中冷却 D．炒菜时、铁锅热得烫手 【答案】B 【详解】“火球”的形成，是由于返回舱克服与大气的摩擦力做功，这是做功改变内能；用柴火把壶中的水烧开，这是通过热传递改变内能；反复锤打铁片，铁片变热，这是通过做功改变内能；热鸡蛋放在冷水中冷却，这是通过热传递改变内能；炒菜时，铁锅热得烫手，这是通过热传递改变内能；综上所述，与“火球”的形成相同的是反复锤打铁片；故ACD不符合题意，B符合题意。 故选B。 6．过中秋节，除了吃月饼之外，还有不少地方爱吃糍粑。滋粑是由糯米蒸熟后捣烂成型而来，热热的滋粑沾上香甜的炒芝麻面，软糯香甜，老少皆宜。下列与此有关的说法中，错误的是（   ） A．滋粑是由糯米蒸熟后捣烂成型而来，表明力可以改变物体的形状 B．能闻到芝麻面的香味，是由于分子在不停地运动 C．糯米蒸熟后捣烂能粘在一起，说明分子间存在着斥力 D．蒸糯米是通过热传递的方式改变糯米的内能 【答案】C 【详解】A．滋粑是由糯米蒸熟后捣烂成型而来，滋粑受到力的作用形状发生了改变，表明力可以改变物体的形状，故A正确，不符合题意； B．能闻到芝麻面的香味，这是扩散现象，是由于分子在不停地做无规则热运动造成的，故B正确，不符合题意； C．糯米蒸熟后捣烂能粘在一起，说明分子间存在着相互作用的引力，故C错误，符合题意； D．蒸糯米时，糯米从外界吸收热量，是通过热传递的方式改变糯米的内能，故D正确，不符合题意。 故选C。 7．如图所示，在试管内装有少量的水，塞上塞子，用大号注射器向试管内打气，会观察到许多物理现象，下列正确的是（　　） A．向试管内打气时，试管内的气体内能减小 B．塞子跳出时，看到试管内有白雾出现，是汽化现象 C．向试管内打气时，外界对试管内的气体做功 D．塞子跳出时，管内气体对塞子做功，使试管内的气体温度升高 【答案】C 【详解】AC．向瓶内打气，压缩气体做功，即外界对试管内的气体做功，使瓶内气体内能增大，故A错误、C正确； B．塞子跳出时，瓶中出现白雾，是水蒸气遇冷液化形成的，故B错误； D．瓶塞跳出时，瓶内气体对外做功，内能转化为瓶塞的机械能，瓶内气体内能减小，温度降低，故D错误。 故选C。 8．明末科学家宋应星编写的《天工开物》是一部百科全书式的科学巨著。书中全面、系统地记录了我国古代农业和手工业的生产技术，在科学史上具有很高的价值。书中《冶铸》篇记录了铸造铜钟的过程，大致分为“制模—熔炼—浇铸—脱模—打磨”的过程。下列说法中正确的是（   ） A．熔炼过程中，金属正在熔化时，内能增大，温度升高 B．熔炼过程中，金属吸收热量，内能不变 C．浇铸过程中，金属向外放热，内能不断减少 D．熔炼过程中，通过做功改变金属的内能 【答案】C 【详解】A．晶体熔化时吸热温度不变，内能增大，金属属于晶体，熔炼过程中，金属正在熔化时，内能增大，温度不变，故A错误； B．熔炼过程中，金属吸热，内能增大，故B错误； C．浇铸过程中，铜液由液态变成固态，发生凝固现象，对外放热，内能不断减小，故C正确； D．熔炼过程中，金属吸收热量，内能增大，通过热传递的方式改变了金属的内能，故D错误。 故选C。 9．下列各图所列举的事例中，属于热传递改变物体内能的是（   ） A．对试管加热，管内水温升高 B．冬天搓手，手会变暖 C．从滑梯滑下，臀部发热 D．迅速压下活塞，筒内气温升高 【答案】A 【详解】A．对试管加热，管内水从酒精灯火焰上吸收热量水温升高，是通过热传递的方式改变水的内能，故A符合题意； B．冬天搓手，手会变暖，是克服摩擦做功机械能转化为内能的，是通过做功的方式改变物体内能，故B不符合题意； C．从滑梯滑下，臀部与滑梯摩擦，机械能转化为内能，臀部发热，摩擦生热这是利用做功来改变物体内能的，故C不符合题意； D．迅速压下活塞时，对筒内气体做功，机械能转化为内能，筒内气温升高，因此是通过做功改变物体的内能，故D不符合题意。 故选A。 10．体温计是利用了液体的 性质来工作的，小明使用体温计测量完体温后的示数如图所示，则小明此时的体温为 ℃。沏茶、饮茶成为很多人的一种生活习惯。用热水泡茶时，能闻到茶香，这是 现象；泡茶过程中通过 的方式改变了茶叶的内能。 【答案】 热胀冷缩 37.8 扩散 热传递 【详解】[1][2]体温计的工作原理是液体的热胀冷缩；从体温计35～36℃之间看出有10个小格，则每个小格代表0.1℃，也就是分度值为0.1℃；液面正好在37.8℃上，所以小明同学的体温为37.8℃。 [3]用热水泡茶时，能闻到茶香，是由于茶叶分子在不停地做无规则运动发生了扩散现象。 [4]泡茶过程中，茶叶从水吸收热量，使茶叶的内能增加，是通过热传递的方式改变了茶叶的内能。 11．如图所示是一个活塞式打气筒，当用打气筒为自行车打气时发现打气筒的筒体发热，是因为打气时活塞压缩气体 ，使气体内能增加，升温的气体通过 的方式使筒壁温度升高。 【答案】 做功 热传递 【详解】[1][2]当用打气筒为自行车打气时发现打气筒的筒体发热，是因为打气时活塞压缩气体做功，使气体内能增加，温度升高，升温的气体把热量传递给筒壁，使筒壁温度升高。 12． (1)“钻木取火”时，木头的温度升高，内能增大，这是通过 的方式增大物体的内能。 (2)如图所示，不旋转的铝件在强大压力作用下顶住高速旋转的铜件，通过摩擦的方式使两者接触处温度急剧升高，内能增大，这样铜和铝接触处的分子相互渗透，由于分子间存在 力的作用，从而使两者紧密结合在一起，这就是先进的“旋转焊接”技术。 【答案】(1)做功 (2)引 【详解】（1）“钻木取火”时，克服摩擦做功，机械能转化为内能，木头的温度升高，内能增大，这是通过做功的方式增大物体的内能。 （2）分子间存在相互作用的引力和斥力，铜和铝接触处的分子相互渗透，由于分子间存在相互作用的引力的作用，从而使两者紧密结合在一起，不会分开。 13．生活中常见的物质是由分子或原子构成，而原子是由 和核外电子构成；中药是中华文化的瑰宝，打开中药包会闻到淡淡的药香味，这是由于分子在 ；如图甲乙丙是反映某物体不同状态时的分子排列，从图丙到图乙的变化过程中，该物体内能将 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。 【答案】 原子核 不停地做无规则运动 变小 【详解】[1]卢瑟福提出了原子的核式结构模型，物质是由分子或原子构成，而原子是由原子核和核外电子构成。 [2]打开中药包会闻到淡淡的药香味，这是扩散现象，说明分子在不停地做无规则运动。 [3]根据分子间距可知甲是固体分子，乙是液体分子，丙是气体分子。从图丙到图乙的变化过程中，该物体液化，液化放热，该物体内能将变小。 14．某些药品要求在0℃以下存放，常用保温瓶不能满足需要。为保障药品在0℃以下存放。物理兴趣小组的同学设计了如图所示的保温盒，其中药品应放置于 （选填“A”或“B”）处，另一处空间放置低温物质；关于保温盒填充材料，你选择 （选填“铝合金”或“发泡塑料”）。 【答案】 B 发泡塑料 【详解】[1]药品放置位置∶温度低的气体密度大，会下沉。所以将低温物质放置在A处，其周围的冷空气会下沉，使B处的药品处于低温环境，有利于药品在0℃以下存放。 [2]保温盒填充材料：这种药品要求在低温环境下存放，运输过程中应尽可能减少从外界吸收热量，这就要求包装盒具有导热性能差的特点。发泡塑料的导热性能远低于铝合金，能有效减缓热传递，更好地保持盒内低温，因此选择发泡塑料作为保温盒填充材料。 15．某同学在探究物体内能改变的方法时做了两个实验： (1)如图所示，在一个配有活塞的厚玻璃筒里放一小团蘸了乙醚的棉花，把活塞迅速压下去，我们会看到棉花燃烧的现象，说明内部气体的温度升高，内能 （填“增加”“减小”或“不变”）； (2)如图所示，广口玻璃瓶内有一些水，水的上方有水蒸气。通过打气筒给瓶内打气，达到一定程度时，瓶塞跳出； ①在这一实验过程中，你应当注意观察的是 ； ②在你认为应当观察的这一项中，你所观察到的现象是 ，这一现象说明了 。 【答案】(1)增加 (2) 瓶塞跳起的瞬间瓶内出现的现象 瓶口出现“白雾”的现象 物体对外做功，内能减少，温度降低 【详解】（1）当用力压活塞时，活塞压缩玻璃筒内的空气体积，对气体做功，使空气的内能增加，温度升高。 （2）[1]通过打气筒给瓶内打气，达到一定程度时，瓶塞跳出，你应当注意观察的是瓶塞跳起的瞬间瓶内出现的现象。 [2][3]当瓶塞跳起时，同时还能看到瓶口出现“白雾”的现象，说明水蒸气对塞子做功，内能减少，温度降低，液化变为小水珠。 16．为了探究做功与物体内能变化的关系，某小组同学利用气压式喷雾器、数字式温度计、小叶轮等进行实验，如图所示。 【提出问题】做功与物体内能的变化存在怎样的关系？ 【制订计划与设计实验】 图甲先用温度计测出气压式喷雾器内气体的温度。 图乙关闭喷嘴处的阀门，接着用手按压活塞快速打气，并用温度计测出喷雾器内部气体的温度。 图丙打开喷嘴处的阀门，迅速放出壶内一部分气体，并用温度计测出喷雾器内部气体的温度。 (1)【分析与论证】该实验通过 的变化间接反映气体内能的变化； (2)用手按压活塞快速打气，喷雾器内气体温度升高，发生的能量转化是 ； (3)打开喷嘴处的阀门，迅速放出喷雾器内一部分气体时，喷雾器前的小风扇转动，再次发生能量转化。喷雾器内温度降低，喷雾器内气体内能 ； (4)【实验结论】比较甲、乙两图可知：外界对气体做功，气体内能 ； (5)比较 两图可知：气体对外界做功，气体内能 。 【答案】(1)温度计示数 (2)机械能转化为内能 (3)减小 (4)增大 (5) 甲、丙 减小 【详解】（1）在该实验中，由于气体的内能不易直接测量，因此通过温度计示数的变化来间接反映气体内能的变化。当气体内能增大时，其温度会升高，温度计示数也会相应增大；反之，当气体内能减小时，其温度会降低，温度计示数也会相应减小。 （2）用手按压活塞快速打气时，活塞对喷雾器内的气体做功，将机械能转化为气体的内能，因此喷雾器内气体的温度升高。 （3）打开喷嘴处的阀门，迅速放出喷雾器内一部分气体时，由于气体对外做功（即气体推动喷雾器前的小风扇转动），其内能会减小，温度也会相应降低。 （4）比较甲、乙两图可知，甲图中喷雾器内气体的初始温度较低，乙图中用手按压活塞快速打气后，喷雾器内气体的温度升高。这说明外界对气体做功（即活塞对气体做功），气体内能增大。 （5）比较甲、丙两图可知，甲图中喷雾器内气体的初始温度较高，丙图中打开喷嘴处的阀门迅速放出喷雾器内一部分气体后（即气体对外界做功），喷雾器内气体的温度降低。这说明气体对外界做功时，其内能会减小。 17．飞向寰宇再叩苍穹。2024年4月25日，神舟十八号载人飞船成功发射。火箭点火后，向下快速喷出气体，推动火箭加速上升，如图所示。请回答下列问题： (1)火箭点火后，向下快速喷出气体，推动火箭加速上升，这里用到的力学原理是什么； (2)火箭加速上升过程中其头部表面温度将会急剧升高，请你用所学物理知识解释其原因。 【答案】(1)力的作用是相互的 (2)火箭上升过程中与空气摩擦，一部分机械能转化为内能，使火箭头部表面温度急剧升高 【详解】（1）火箭点火后向下喷出气体的过程中，会对气体施加一个向下的力，而由力的作用的相互性可知，气体同时也会对火箭施加一个向上的作用力，从而推动火箭加速上升。 （2）火箭上升过程中速度非常快，与空气产生剧烈摩擦，克服摩擦做功，一部分机械能转化为内能，使火箭头部表面内能增大，温度升高。 【链接中考】 1．（2024·四川泸州·中考真题）姐姐和弟弟在玩成语游戏，一些成语蕴含了生活中的物理知识，下列说法正确的是（　　） A．“震耳欲聋”形容声音响度很大 B．“立竿见影”是光的反射形成的 C．“钻木取火”是利用了热传递的方式来改变木头的内能 D．“刻舟求剑”以运动的船为参照物，水底的剑是静止的 【答案】A 【详解】A．“震耳欲聋”形容声音的强度很大，即声音的响度很大，故A正确； B．“立竿见影”是由于光的直线传播形成的，故B错误； C．“钻木取火”时钻头克服摩擦做功，将机械能转化为内能，是利用了做功的方式来改变木头的内能，故C错误； D．“刻舟求剑”以运动的船为参照物，水底的剑位置发生了变化，是运动的，故D错误。 故选A。 2．（2024·内蒙古通辽·中考真题）“火锅”是通辽人非常喜爱的一种美食。下列与吃火锅有关的说法正确的是（　　） A．冰冻肉卷变软是冰熔化现象 B．锅内冒出“白气”是水的汽化现象 C．汤汁越煮越少是水升华现象 D．煮熟食材是做功改变内能的过程 【答案】A 【详解】A．冰冻肉卷变软是固态的冰变成液态的水，是熔化现象，故A正确； B．锅内冒出“白气”是锅内冒出的水蒸气遇冷液化成小水滴，是液化现象，故B错误； C．汤汁越煮越少是液态的水变成水蒸气，是汽化现象，故C错误； D．煮熟食材是汤放出热量，食材吸收热量，所以是通过热传递改变内能的过程，故D错误。 故选A。 3．（2024·山东潍坊·中考真题）（多选）如图所示，用汽缸、固定隔板和活塞密闭甲、乙两部分气体，汽缸和活塞均不导热，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（　　） 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 【答案】AD 【详解】AB．迅速将活塞向左推至图中虚线位置时，施加外力通过做功的方式增加了乙部分气体的内能，乙部分气体的温度会升高；由于隔板导热良好，因此热量会由乙内通过隔板传递到甲内，最终甲乙两部分气体的温度相等。由此可知乙部分气体的温度升高，气体的质量不变，因此乙部分气体的内能变大；甲部分气体的质量不变，温度升高，因此甲部分气体的内能也变大。故A正确，B错误； CD．推动活塞时通过做功的方式增加了乙气体的内能，活塞推到虚线处后，热量由乙通过隔板传递到甲时，是通过热传递的方式改变内能的，故C错误，D正确。 故选AD。 4．（2024·广西·中考真题）关于分子动理论，谚语“有麝自来香，不必迎风扬”表明了分子在不停地做无规则的 ；寒冬，我们常搓手取暖，这是通过 （选填“做功”或“热传递”）的方式增大内能。 【答案】 运动 做功 【详解】[1]谚语“有麝自来香，不必迎风扬”，这是扩散现象，说明分子在不停地做无规则运动。 [2]我们常搓手取暖，克服摩擦做功，机械能转化为内能，通过做功的方式改变物体的内能。 5．（2024·山东济南·中考真题）针灸是我国古代劳动人民创造的一种独特的医疗方法。针灸之前，用高温蒸气对“复用针”（可多次使用的针）消毒时，“复用针”的温度会升高，这是通过 的方式改变了针的内能。如图所示，针灸用到的针非常细，这是通过减小受力面积来 ，便于刺入人体穴位。 【答案】 热传递 增大压强 【详解】[1]用高温蒸气对“复用针”消毒时，“复用针”吸收蒸汽的热量温度会升高，这是通过热传递的方式改变针的内能。 [2]针灸用到的针非常细，这是在压力一定时，通过减小受力面积来增大压强，便于刺入人体穴位。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$