内容正文:
第2节 内能
目录
【A 夯基础】 1
一、内能 1
二、机械能和内能 3
三、影响内能大小的因素 4
四、温度、热量、内能等概念辨析、填空 6
五、判断改变内能的方式 7
六、做功改变内能的应用 9
七、热传递和做功在改变内能上的联系与区别 11
八、实验题 12
【B 提能力】 13
【C 链中考】 17
一、内能
1.分子因热运动而具有的能量叫 ,由于分子之间的相互作用而具有的势能叫 。构成物体的所有分子,以上两种能量的总和叫做物体的 ,它的单位是 。
【答案】 分子动能 分子势能 内能 焦耳
【详解】[1]组成物质的分子在永不停息地做无规则运动,所以分子具有动能,叫分子动能。
[2]分子之间存在相互作用力,所以分子具有分子势能。
[3][4]构成物质的所有分子的动能与分子势能之和就是物体的内能。内能的单位与功、能量的单位相同,都是焦耳。
2.关于物体的内能,下列说法中正确的是( )
A.物体运动的越快,其内能越大 B.0℃的冰块没有内能
C.物体的内能增加,一定是吸收了热量 D.一切物体都具有内能
【答案】D
【详解】A.内能是物体内部所有分子动能和分子势能的总和,与物体的运动速度无关,故A错误;
BD.一切物体都具有内能,0℃的冰也有内能,故B错误,D正确;
C.物体的内能增加了,可能是外界对物体做了功,也可能是吸收了热量,故C错误。
故选D。
3.下列关于内能的说法,正确的是( )
A.物体的内能增加,一定是吸收了热量 B.物体的温度升高,内能一定增加
C.物体的内能增加,温度一定升高 D.物体的内能与物体的温度无关
【答案】B
【详解】A.物体的内能增加可以通过做功或热传递实现,不一定是吸收热量,故A错误;
B.温度是分子平均动能的标志,温度升高意味着分子热运动加剧,内能一定增加,故B正确;
C.内能增加可能表现为分子势能增大(如冰熔化时吸热内能增加但温度不变),故C错误;
D.内能包括分子动能和势能,温度直接影响分子动能,因此内能与温度有关,故D错误
故选B。
4.0℃的冰 (填“有”或“没有”)内能。0℃的冰吸收热量后熔化成0℃的水,其温度 ,内能 (选填“不变”、“增大”或“减小”)。
【答案】 有 不变 增大
【详解】[1]因为一切物体的分子都在不停地做无规则运动,所以一切物体都具有内能,0℃的物体也具有内能;所以0℃的冰有内能。
[2][3]冰是晶体,0℃的冰吸收热量后熔化成0℃的水,在整个熔化过程中其温度保持不变,但是由于吸收热量,内能增大。
5.100克 0 ℃的冰熔化成0 ℃水的过程中,分子动能 ;内能 (以上两空均选填“变大”、“变小”或“不变”).
【答案】 不变 变大
【详解】[1][2]在100g冰熔化成水的过程中,需要吸收热量,因此其内能会增大.而内能是指物质内部所有分子做无规则运动具有的分子动能和分子势能的总和,由于冰熔化时温度保持不变,温度又是分子平均动能的标志,所以分子动能保持不变,而分子势能是变大的,因此其内能增大.
6.对正做匀速直线运动的物体,其可能等于零的是 ,一定大于零的是 。
A.内能 B.动能 C. 势能 D.机械能
【答案】 C ABD
【详解】[1][2]物体由于运动而具有的能叫做动能,由于被举高而具有的能叫重力势能,由于发生弹性形变而具有的能叫弹性势能,动能和势能统称为机械能;内能是物体内部所有分子具有的分子动能和分子势能的总和,物体在任何温度、任何情况下都具有内能,所以一切物体都有内能。因此正在做匀速直线运动的物体,一定大于零的是内能、动能和机械能;如果物体在水平地面上运动,则物体不具有势能,如果物体在一定高度上做匀速直线运动,则物体具有动能、重力势能和内能;由此可见可能等于零的是势能。
7.一切物体都具有 能。物体的机械能 为0,内能 为0(选填“可以”或“不可以”)。同一物体,温度越高,内能就越 。此外,内能还跟物体的体积、状态有关。例如:质量相同的100水蒸气的内能 100水的内能。0的冰 内能(选填“有”或“没有”)。
【答案】 内 可以 不可以 大 大于 有
【详解】[1][2][3]一切物体都具有内能,0℃的物体也具有内能,有的物体不具有机械能,如静止不动的物体,所以物体的机械能可以为0,内能不可以为0。
[4]同一物体,质量不变,温度越高,内能就越大。
[5]同样温度的水变为同样温度的水蒸气需要吸收热量,所以质量相同100的水蒸气的内能大于100的水的内能。
[6]一切物体都具有内能,0℃的物体也具有内能,所以0的冰有内能。
二、机械能和内能
8.以下与机械能和内能的说法中正确的是( )
A.物体的内能与温度有关,只要温度不变,物体的内能就一定不变
B.物体的内能就是物体的机械能
C.物体的机械能可能为零,内能不可能为零
D.热传递一定是从能量的物体传向能量小的物体
【答案】C
【详解】A.物体的内能与物体的质量、温度以及状态有关,因此当物体的温度不变时,状态发生改变,内能将发生改变,比如冰块熔化时,温度不变,但内能增加,故A错误;
B.物体的内能与物体的机械能是完全不同的两种能量形式,内能不是机械能,故B错误;
C.内能是物体内部分子具有的能量总和,而分子在永不停息地做无规则运动,因此内能不可能为零;而物体的速度为零、高度为零、没有发生弹性形变时,物体的机械能为零,故C正确;
D.热传递是热量从温度高的物体传向温度低物体,或者从高温部分传往低温部分,故D错误。
故选C。
9.关于静止在水平地面上的足球的能量,下列说法正确的是( )
A.因为足球静止,所以足球的分子动能为零
B.因为足球在水平地面上,所以足球的分子势能为零
C.如果足球运动起来,足球的内能要增加
D.如果足球的温度升高,足球的内能要增加
【答案】D
【详解】A.分子在不停息的做无规则运动,所以分子动能不为零,故A错误;
B.分子之间存在相互作用的引力和斥力,所以分子势能不为零,故B错误;
C.足球运动,动能增大,但温度不一定升高,内能不一定增加,故C错误;
D.因为内能与物体温度有关,温度越高,内能越大,故D正确。
故选D。
10.关于机械能和内能,下列说法中正确的是( )
A.机械能大的物体,其内能一定大 B.物体具有内能,也可以同时具有机械能
C.具有机械能的物体不一定具有内能 D.内能与机械能是同一种形式的能
【答案】B
【详解】A.机械能和内能是两种不同形式的能,他们之间没有必然的联系,机械能大的物体,其内能不一定大,故A错误;
B.一切物体都具有内能,物体具有内能,也可以同时具有机械能,故B正确;
C.一切物体都具有内能,具有机械能的物体一定具有内能,故C错误;
D.机械能和内能是两种不同形式的能,他们之间没有必然的联系,故D错误。
故选B。
三、影响内能大小的因素
11.仔细观察图中甲、乙两杯水。下列说法正确的是( )
A.甲杯中水的内能多
B.乙杯中水的内能多
C.甲杯和乙杯中水的内能一样多
D.无法判断
【答案】B
【详解】由图可知,甲和乙杯中水的质量相同,但乙杯中水的温度高于甲杯,因为在质量相同的情况下,物体的温度越高,物体的内能越大,所以乙杯中水的内能大,故B正确,ACD错误。
故选B。
12.仔细观察图中甲、乙、丙三杯水,其中 杯中水的内能最大,小华小心地在乙杯和丙杯中滴入两滴墨水,他看到 杯中的墨水扩散较快,这个实验表明 .
【答案】 丙 丙 温度越高,分子运动越剧烈
【详解】[1]由图可知,甲和丙杯中水的温度高于乙杯,且丙杯中水的质量大于甲杯,因为物体的质量越大、温度越高,物体的内能越大,所以丙杯中水的内能最大;
[2][3]由于水的温度越高,水分子运动越剧烈,则小华小心地在乙杯和丙杯中滴入两滴墨水,他会看到丙杯中的墨水扩散较快.
13.四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。
14.在室温为20℃的室内,小华准备了图中甲、乙、丙三杯水,其中 杯中水的内能最大(选填“甲”“乙”或“丙”),放置一段时间后三杯水的内能都将 (选填“减小”、“增大”或“不变”)。甲杯中的水温度降到室温水放出的热量为 J。(水的比热容为)
【答案】 丙 减小
【详解】[1]内能大小与温度、质量、状态和体积等因素有关,甲、丙温度相同,丙质量大,丙的内能大于甲,乙、丙质量相同,丙温度高,丙的内能大于乙,故内能最大的是丙。
[2]放置一段时间后三杯水都与外界发生热传递,温度降低,内能都将减小。
[3]甲杯中的水温度降到室温水放出的热量
15.甲、乙、丙三个相同容器内都装有水,三杯水的体积和温度如图所示,则 杯中水的内能是最大的, 杯中水的内能是最小的。三杯水在教室里放置一段时间后,温度均变为15℃,则室温为 ℃。
【答案】 丙 甲 15
【详解】内能的大小与物体的质量、温度、物态等因素有关。
[1][2]由题图可知,甲和乙两杯中水的温度相等,但乙杯中水质量大,故乙杯中水的内能比甲杯中水的内能大;乙和丙杯中水的质量相等,但丙杯中水的温度高,故丙杯中水的内能比乙杯中水的内能大。故丙杯中水的内能最大,甲杯中水的内能最小。
[3] 三杯水在教室里放置一段时间后,水温与室温基本相同,故室温为15℃。
16.三只相同规格的烧杯中装有水,水量及其温度如图所示,则a杯中水的内能 b杯中水的内能,因为 ;三杯水的内能最小的是 (填字母序号)。
【答案】 < a和b杯中水的质量相同,b的温度更高 a
【详解】[1][2]由题可知a、b、c三杯水中,a、b杯内水质量相同,b杯内水温度高,故b杯内水的内能大,所以a杯中水的内能小于b杯中水的内能。
[3]a、c杯内水温度相同,c杯内水质量大,故c杯内水内能大于a杯水的内能,故a杯内水的内能最小。
四、温度、热量、内能等概念辨析、填空
17.在物理学中,“热”有热量、内能、温度等含义,请写出下面几种情形中“热”字的含义:
(1)这盆水很热: .
(2)物体吸热升温: .
(3)摩擦生热: .
【答案】 温度 热量 内能
【详解】(1)水很热表示的是水的温度较高;(2)物体吸热指的是热量;(3)摩擦生热指的是通过做功的方式改变内能的,热指内能.
18.关于温度、热量、内能,下列说法正确的是( )
A.物体的温度越高,含有的热量就越多
B.物体的内能增加,温度一定升高
C.一个物体温度升高,一定是吸收了热量
D.两个内能相同的物体相互接触时,也可能发生热传递
【答案】D
【详解】A.热量是热传递过程中发生转移的那部分内能,不能说“含有”,只能说“吸收”或“放出”热量,故A错误;
B.物体的内能增加,温度可能升高,也可能不变,如晶体熔化时吸热,内能增加,温度却不变,故B错误;
C.一个物体温度升高,可能是吸收了热量,也可能是别的物体对它做了功,故C错误;
D.两个内能相同的物体,也有可能温度不同,故它们相互接触时,也可能发生热传递,故D正确。
故选D。
19.关于热传递,正确的说法是( )
A.热量总是从热量多的物体传向热量少的物体
B.通过一定的方式可使热量从高温温物体传给低温物体
C.物体之间不接触就不能进行热传递
D.热传递就是把热能转变成另一种形式的能
【答案】B
【详解】A.热量是过程量,不能说物体热量多或热量少,故A错误;
B.物体之间要进行热传递的条件是存在温度差,只要物体之间存在温度差,热量就可以从高温物体传给低温物体,故B正确;
C.热传递的方式有三种:热传导、热对流、热辐射,热辐射不需要接触就能传递热,故C错误;
D.热传递的本质是内能的传递,并不是内能与其他形式能的转化,故D错误。
故选B。
五、判断改变内能的方式
20.下列实验中哪些物体的内能发生了变化?如果发生了变化,请按其改变的方式进行分类:
A.围坐在火炉边的人感觉暖和
B.一杯热水放了一段时间后变冷了些
C.用铁锤锻打工件,工件变热
D.拉开的弓将箭射出
E.锯条锯木头时,锯条发烫
F.双手摩擦会取暖
G.用力将石块抛出
H.钻木取火
I.铁锅在炉火上被烧红
J.对着冰冷的双手呵气给手取暖
利用“做功”方式改变内能的实例是 (填字母)。
利用“热传递”方式改变内能的实例是 (填字母)。
【答案】 C、E、F、H A、B、I、J
【详解】[1][2]A.围坐在火炉边的人感觉暖和,是能量转移,是热传递改变了物体的内能;
B.一杯热水放了一段时间后变冷了些,是能量转移,是热传递改变了物体的内能;
C.用铁锤锻打工件,工件变热,机械能转为内能,是通过做功改变了物体的内能;
D.拉开的弓将箭射出,是弓的弹性势能转化为箭的动能,没有明显的内能的改变;
E.锯条锯木头时,锯条发烫,机械能转化为内能,涉及能量转化,是通过做功改变了物体的内能;
F.双手摩擦会取暖,机械能转化为内能,涉及能量转化,是通过做功改变了物体的内能;
G.用力将石块抛出,是人对石块做功,增大了石块的动能,没有明显的内能的改变;
H.钻木取火,机械能转化为内能,涉及能量转化,是通过做功改变了物体的内能;
I.铁锅在炉火上被烧红,是能量转移,是热传递改变了物体的内能;
J.对着冰冷的双手呵气给手取暖,是能量转移,是热传递改变了物体的内能;
综上所述,利用“做功”方式改变内能的实例是:C、E、F、H;
利用“热传递”方式改变内能的实例是:A、B、I、J。
21.在下列现象中,属于用热传递方式改变物体内能的是( )
A.钻木能取火 B.锯木头锯子发烫
C.晒太阳可以取暖 D.两手摩擦能发热
【答案】C
【详解】A.钻木能取火是通过做功的方式改变物体内能,克服摩擦力做功,使木头的温度升高达到着火点从而取火。故A不符合题意;
B.锯木头锯子发烫也是通过做功改变物体内能,锯木头时克服木头与锯子之间的摩擦力做功,使锯子的温度升高发烫。故B不符合题意;
C.晒太阳可以取暖是通过热传递的方式改变物体内能,太阳的热量以热辐射的形式传递给人体,使人体温度升高,从而感到温暖。故C符合题意;
D.两手摩擦能发热是通过做功改变物体内能,两手相互摩擦,克服摩擦力做功,使手的温度升高发热。故D不符合题意。
故选C。
22.如图所示,以下现象中通过做功改变物体内能的是( )
A.搓手取暖 B.水被加热
C.勺子烫手 D.曝晒钢瓶
【答案】A
【详解】A.搓手取暖是通过做功改变物体内能,故A正确;
B.水被加热是通过热传递改变物体内能,故B错误;
C.勺子烫手是通过热传递改变物体内能,故C错误;
D.曝晒钢瓶是通过热传递改变物体内能,故D错误。
故选A。
23.下列事例中,由于热传递改变物体内能的是( )
A.弯折铁丝,铁丝会发热
B.夏天双手捂住冰袋感觉凉爽
C.冬天两手相互摩擦感到暖和
D.用锯条锯断木头时,锯条会发热
【答案】B
【详解】A.弯折铁丝,铁丝会发热是通过做功改变物体内能的,故A不符合题意;
B.夏天双手捂住冰袋感觉凉爽是通过热传递改变物体内能的,故B符合题意;
C.在寒冷的冬天里,人们常常通过两手互搓来取暖,这是通过做功的方法来改变内能的,故C不符合题意;
D.用锯条锯断木头时,锯条会发热,这是通过做功的方法来改变内能的,故D不符合题意。
故选B。
24.下面四个实例中,在改变物体内能的方式上与其他三个实例不同的是( )
A.炉火烧煮食物 B.锯木头时锯条发烫
C.滑滑梯时屁股“冒烟” D.冬天搓手取暖
【答案】A
【详解】A.烧煮食物时,食物吸收热量,是热传递改变物体内能;
B.锯木头时锯条发烫,克服摩擦力做功,机械能转化为内能,属于做功改变内能;
C.滑滑梯时屁股“冒烟”,克服摩擦力做功,机械能转化为内能,属于做功改变内能;
D.搓手过程中,克服摩擦力做功,机械能转化为内能,是通过做功的方式改变内能;
所以,在改变物体内能的方式上与其他三个实例不同的是A,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
六、做功改变内能的应用
25.如图所示,在一个配有活塞的厚壁玻璃筒里放一小团硝化棉,用力把活塞迅速下压,棉花就会立即燃烧。根据该实验现象,下列结论正确的是( )
A.棉花燃烧过程是机械能转化为内能
B.活塞下压过程中,气体温度降低
C.气体容易被压缩,是因为气体分子间距离较大
D.活塞下压过程中,内能转化为机械能
【答案】C
【详解】A.棉花燃烧过程是将化学能转化为内能,故A错误;
BD.活塞下压过程中,活塞压缩气体做功,将活塞的机械能转化为气体内能,气体内能增大,气体温度升高,故BD错误;
C.气体相对于固体、液体来说更容易被压缩,是因为气体分子间距离较大,分子间作用力表现为引力,故C正确。
故选C。
26.如图所示,在用塞子密封的瓶子内装有少量的水,用打气筒往瓶内打气,瓶塞跳起来之前,瓶内空气的内能 (选填“增加”或“减少”或“不变”),当瓶塞跳起来时,可以看到瓶内出现 ,形成的原因是瓶内水蒸气 (填物态变化名称)。
【答案】 增加 白雾 液化
【详解】[1]用打气筒往瓶内打气,对瓶内气体做功,故空气的内能增加。
[2]空气的内能增加,温度升高,加快水汽化,增大水蒸气的浓度,瓶内气体对外做功,瓶内气体的内能减小,温度降低,水蒸气液化成小水珠,故在瓶口出现了白雾。
[3] 形成的原因是瓶内水蒸气变为小水珠,故是液化。
27.把一个薄壁金属管固定在桌上,里面放一些乙醚,用塞子塞紧,拿一根绳子在管外绕几圈并迅速地来回拉绳子,将看到如图所示的现象。关于这一过程中能量的转化或者转移有如下关系,请完成填空:
拉动的绳子具有 能,通过做功使金属管的 能增加,金属管通过热传递使乙醚的内能增加,乙醚通过 使金属管的塞子 能增加而弹出。
【答案】 机械 内 做功 机械
【详解】[1][2]绳子在管外绕几圈并迅速地来回拉绳子,则绳子具有机械能,此时绳子对金属管做功,使其内能增加,温度升高,拉动绳子的机械能转化为金属管的内能。
[3][4]因为铁管和乙醚有温度差,所以铁管会把热量传递给乙醚,使乙醚的内能增加,温度升高,最终乙醚气体的内能转化为塞子的机械能,将塞子冲出。
七、热传递和做功在改变内能上的联系与区别
28.火柴可以擦燃,也可以放在火上点燃。前者是用 的方法使火柴燃烧,后者是用 的方法使火柴燃烧,这两种方法改变物体内能的效果是 (选填“等效”或“不等效”)的。
【答案】 做功 热传递 等效
【详解】[1]火柴可以擦燃,将机械能转化为内能,涉及能量的转化,故是做功改变内能,使火柴燃烧。
[2]火柴也可以放在火上点燃,热量从火传递到火柴,仅仅涉及能量的转移,不涉及能量的转化,是热传递的方式改变内能,使火柴燃烧。
[3]做功和热传递都可以增加内能,也可以使内能减小,改变内能的效果是等效的。
29.改变物体内能的方式是 和 ,两者在改变物体内能的效果上是 的,但实质是 的。
【答案】 做功 热传递 等效 不同
【详解】[1][2][3][4]要改变物体内能,有两种方式:做功和热传递。两者在改变物体内能的效果上是等效的,但实质是不同的,做功的实质是能量的转化,热传递的实质是能量的转移。
30.做功和热传递都可以改变物体的内能。通过这两种方式改变物体的内能, (填字母“a、效果和实质都相同”、“b、效果不同,实质相同”或“c、效果相同,实质不同”)。
【答案】c
【详解】做功和热传递都可以改变物体的内能。通过这 两种方式改变物体的内能,效果相同,热传递 是能量的转移,做功的能量的转化,实质不同。
31.改变物体内能的方法有 和 两种。冬天我们感觉手冷时,我们可以将两手相互搓一搓,也可以用热水袋焐一焐。在用后种方法增加手的内能时,能量发生了 (转化/转移)。下列三幅图中能量转化方向不一致的是 (甲/乙/丙)
【答案】 做功 热传递 转移 丙
【详解】[1][2]改变物体内能有两种方式,即做功和热传递。
[3]将两手相互搓一搓是摩擦生热,属于做功改变物体的内能,做功是能量的转化过程;用热水袋焐一焐是通过热传递改变物体内能,热传递的实质是能量的转移。
[4]甲图和乙图中,对物体做功,将机械能转化为内能;丙图中,物体对外做功,将内能转化为机械能,故丙图中能量转化方向与甲、乙两图不同。
八、实验题
32.观察图所示实验,回答以下问题:
实验现象:当活塞迅速下压时,棉花会 .
现象分析:因为活塞对空气 ,使空气的 增加, 升高,达到棉花的着火点,从而使棉花燃烧起来.
实验结论: .
【答案】 燃烧起来 做功 内能 温度 做功可以改变物体的内能
【详解】(1)(2)[1][2][3][4]根据题意知道,向下迅速压活塞时,对空气做功,气体的内能增加,当温度达到棉花的着火点,棉花会燃烧起来;
(3)[5]由实验过程知道,是通过做功的方式改变了棉花的内能,所以可以得出的结论是:做功可以改变物体的内能.
【点睛】本题考查的是做功改变内能,注意分析实例能量间的转化及对现象的观察总结.
33.小明利用如下实验探究做功是否能够改变物体的内能。
(1)将铁丝在同一位置快速地弯折十余次,用手指触摸被弯折的部位,会感觉到弯折部位的 升高,表明铁丝的内能 ;
(2)如图所示,在厚壁玻璃筒的底部放一小撮干燥的棉絮,用力将活塞压下,我们会看到:棉絮燃烧了,这表明用力压下活塞时,玻璃筒内的温度 并达到棉絮的 ,所以出现了我们看到的现象;
(3)上述的这两个现象都说明了 是改变物体内能的一种方式。
【答案】 温度 变大 升高 着火点 做功
【详解】(1)[1][2]将铁丝同一位置快速地弯折十余次,手对铁丝做了功,铁丝的内能增大,温度升高。
(2)[3][4]用力将活塞压下,活塞对空气做功,空气的内能增大,温度升高,达到了棉絮的着火点,棉絮就会燃烧。
(3)[5]对铁丝做功可以改变铁丝的内能,对空气做功可以改变空气的内能,所以上述的这两个现象都说明了做功是改变物体内能的一种途径。
一、单选题
1.关于利用做功和热传递来改变物体内能,下列说法中正确的是( )
A.物体对外做功,物体的内能增加
B.物体放出热量,若温度降低,内能一定减少
C.利用做功来改变物体内能的过程是同一形式能的相互转移
D.利用热传递来改变物体内能的过程是不同形式能的互相转化
【答案】B
【详解】A.外界对物体做功,物体内能增加,物体对外界做功,内能减小,故A错误;
B.内能的大小和温度、质量、状态等因素有关;物体放出热量,若温度降低,内能一定减少,故B正确;
C.做功的方法来改变物体的内能,实质上是能量的转化过程,即内能和其它形式的能的相互转化,所以利用做功来改变物体内能的过程是不同形式能的相互转化,故C错误;
D.热传递改变物体内能的本质是物体间内能的转移,所以利用热传递来改变物体内能的过程是同一形式能的互相转移,故D错误。
故选B。
2.关于内能,有以下四个观点,你认为正确的是( )
①物体放出热量,温度一定降低,内能一定减小
②改变物体内能的方法有很多,但本质上只有做功和热传递两种方式
③两物体相互接触时,热量总是从内能大的物体转移到内能小的物体
④气体膨胀对外做功,自身内能会减少
A.只有①③ B.只有②③ C.只有①④ D.只有②④
【答案】D
【详解】①物体放出热量,温度不一定降低,例如晶体凝固过程,放出热量,但温度保持不变,故①错误;
②改变物体内能的方法有很多,但本质上只有做功和热传递两种方式,它们在改变内能能达到相同的效果,故②正确;
③发生热传递的条件是:有温度差,所以内能可自动地从高温物体转移到低温物体,故③错误;
④气体膨胀对外做功,内能转化为机械能,自身内能会减少,故④正确。
故D正确,ABC错误。
故选D。
3.小张和小李就课本中的这幅图进行了思考和讨论,小张决定通过手捂增大试管内沙子的内能,小李决定通过晃动的方式增大沙子的内能,以下分析正确的是( )
A.小张所用的方法,将温度从手传递到了沙子
B.当小张的手和沙子所含内能相同时,热传递就会停止
C.从能量转化过程来看,小李的方法和钻木取火是相同的
D.小张和小李的方法对改变沙子的内能是不等效的
【答案】C
【详解】A.温度不能传递,小张所用的方法,将热量从手传递到了沙子,故A错误;
B.热传递的前提是温度差,当小张的手和沙子温度相同时,热传递就会停止,故B错误;
C.从能量转化过程来看,小李的方法和钻木取火是相同的,都是机械能转化为内能,故C正确;
D.小张和小李的方法对改变沙子的内能是等效的,热传递和做功都可以改变物体的内能,故D错误。
故选C。
4.利用如图所示的方法可以探究做功改变物体的内能。下列说法正确的是( )
A.图甲中,棉花燃烧起来,主要是因为活塞与筒壁摩擦做功,使棉花的内能增大
B.图甲中,棉花燃烧起来,主要是因为活塞压缩棉花做功,使棉花的温度升高
C.图乙中,瓶塞跳出前,瓶内气体内能减小,温度降低
D.图乙中,瓶塞跳出时,气体膨胀对外做功,内能减小
【答案】D
【详解】AB.如图甲装置,把活塞迅速下压,可以观察到棉花立即燃烧起来,这是因为活塞压缩气体做功,使空气的内能增大,温度升高,达到了硝化棉的燃点。故AB错误;
CD.如图乙装置,用气筒向装有少量水的烧瓶里打气,瓶内气压增大,瓶内气体内能增大,温度升高,当气体把瓶塞从瓶口推出时,瓶内气体对瓶塞做功,使气体自身的内能减少,故C错误,D正确。
故选D。
5.某物质由液态变为固态的过程中,其温度随时间变化的图像如图所示。若该物质的质量一直保持不变,则下列说法中正确的是( )
A.该物质在t1时刻的内能比在t2时刻的内能大
B.该物质在t2、t3时刻的内能相等
C.该物质在t3时刻含有的热量比在t4时刻含有的热量大
D.该物质在t4时刻的内能为零
【答案】A
【详解】A.由图可知,该物质凝固过程中,不断放出热量,内能减小,在t1时刻的内能比在t2时刻的内能大,故A正确;
B.t2时刻物体的温度与t3时刻的温度相同,但是从t2时刻到t3时刻,物体要放出热量,内能减小,在t2时刻的内能比在t3时刻的内能大,故B错误;
C.热量是过程量,不能说含有多少热量,故C错误;
D.一切物体都有内能,该物质在t4时刻的内能不为零,故D错误。
故选A。
二、填空题
6.我们知道,热传递和做功都能改变物体的内能,并且是等效的。用热传递来改变物体的内能,实际上是能量 的过程,用做功方法来改变物体的内能,实际上是能量 的过程。
【答案】 转移 转化
【详解】[1][2]改变物体内能的方式有做功和热传递,两种方法在改变物体的内能上是等效的。但用热传递的方法来改变物体的内能,实质上是能量转移的过程;用做功的方法来改变物体的内能,实质上是能量转化的过程。
7.如图所示是“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”)的方式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”)的缘故;
(3)我们发现,用这种方式改变物体的内能时,能量是在 能和 能之间相互转化的。
【答案】 增大 做功 减小 降低 内 机械
【详解】(1)[1][2]用打气筒往瓶里打气时,外界对瓶内气体做功,使瓶内气体内能增大、温度升高。
(2)[3][4]瓶内气压增大,当气压把瓶塞从瓶口推出时,瓶内气体对瓶塞做功,内能转化为瓶塞的机械能,使气体自身的内能减小,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。
(3)[5][6]通过该实验可知,通过做功的方式改变内能时,能量在内能和机械能之间进行转化。
8.小南根据“宏观世界中物体由于运动而具有的能量叫做动能”的知识,类比得出:微观世界中组成物体的分子具有分子动能。
①请写出小南类比得出分子具有分子动能的依据是: ;
②类比宏观世界中物体的动能有大小,微观世界中的分子动能也有大小;
(a)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越快), 图的分子动能较大(选填“A”或“B”);
(b)如果要衡量某一物体中所有分子动能的大小,可以用宏观世界中的物理量 来反映。
【答案】 分子具有质量且分子在运动 B 温度
【详解】①[1]物体由于运动而具有的能量叫动能,大小与物体质量和速度有关,类似的,分子也具有一定的质量且分子在不停地运动,所以分子也具有动能。
②[2]在质量相同时,分子速度越大,分子动能越大。由图可知,图B中分子速度大于图A中分子速度,所以图B中分子动能较大。
[3]由图可知,A图中温度较低,分子运动的慢,动能较小;B图中温度较高,分子运动的快,动能较大,所以在质量不变时,可以用温度衡量某一物体中所有分子动能的大小。
9.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。实验中,他们先关闭喷嘴处的阀门,接着手压活塞快速打气,然后打开喷嘴处的阀门,迅速放出壶内一部分气体,并用温度计测出喷雾器内部的气体温度(物体温度升高内能增大),研究过程如图(a)、(b)和(c)所示。请仔细观察图中的操作和测量结果。然后归纳得出初步结论。
(1)比较(a)和(b)两图可知: ;
(2)比较(b)和(c)两图可知: 。
【答案】 外界对气体做功,气体内能增加 气体对外界做功,气体内能减少
【详解】(1)[1]比较(a)和(b)两图可知,手压活塞快速打气,外界对喷雾器内部气体做了功,同时也观察到了(a)图的温度是12.5℃,(b)图的温度是20.5℃,(b)图的温度高于(a)图的,因物体温度升高内能增大,则(b)图的气体内能高于(a)图的,气体内能增加了,可知道外界对气体做功,气体内能增加。
(2)[2]比较(b)和(c)两图可知,打开喷嘴处的阀门,迅速放出壶内一部分气体,小叶轮转动起来,喷雾器内部气体对外做了功,(c)图中的温度是3.5℃,(b)图的温度是20.5℃,(c)图的温度低于(b)图的,因物体温度升高内能增大,温度降低内能减小,则(c)图的气体内能低于(b)图的,气体内能减小了,可知道气体对外界做功,气体内能减少。
1.(2025·上海·中考真题)“滚滚长江东逝水,浪花淘尽英雄”,说明江水有 能,0℃的水 (选填“具有”、“不具有”)内能,“遥知不是雪,为有暗香来”,说明分子在做 运动。
【答案】 机械 具有 无规则
【详解】[1]江水由于运动而具有动能,由于存在一定的高度而具有重力势能,动能和势能统称为机械能,所以江水有机械能。
[2]内能是物体内部所有分子热运动的动能和分子间势能的总和。即使在0℃,水分子仍在做热运动,因此具有内能。绝对零度(-273.15℃)时内能才趋近于零,但0℃远高于此温度。
[3]香气飘散,使人远处就能感知到。这体现了气体分子的扩散现象,原因是分子在不停地做无规则运动(也称为分子热运动)。
2.(2023·上海·中考真题)天舟货运飞船在靠近空间站时,相对于空间站是 的,货运飞船在飞行过程中温度上升,是 改变了飞船的内能。
【答案】 运动 做功
【详解】[1]天舟货运飞船在靠近空间站时,相对于空间站,他们的位置发生了变化,则飞船相对于空间站是运动的。
[2]货运飞船在飞行过程中与大气摩擦,温度上升,是通过做功改变了飞船的内能。
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第2节 内能
目录
【A 夯基础】 1
一、内能 1
二、机械能和内能 2
三、影响内能大小的因素 2
四、温度、热量、内能等概念辨析、填空 3
五、判断改变内能的方式 4
六、做功改变内能的应用 5
七、热传递和做功在改变内能上的联系与区别 6
八、实验题 7
【B 提能力】 7
【C 链中考】 10
一、内能
1.分子因热运动而具有的能量叫 ,由于分子之间的相互作用而具有的势能叫 。构成物体的所有分子,以上两种能量的总和叫做物体的 ,它的单位是 。
2.关于物体的内能,下列说法中正确的是( )
A.物体运动的越快,其内能越大 B.0℃的冰块没有内能
C.物体的内能增加,一定是吸收了热量 D.一切物体都具有内能
3.下列关于内能的说法,正确的是( )
A.物体的内能增加,一定是吸收了热量 B.物体的温度升高,内能一定增加
C.物体的内能增加,温度一定升高 D.物体的内能与物体的温度无关
4.0℃的冰 (填“有”或“没有”)内能。0℃的冰吸收热量后熔化成0℃的水,其温度 ,内能 (选填“不变”、“增大”或“减小”)。
5.100克 0 ℃的冰熔化成0 ℃水的过程中,分子动能 ;内能 (以上两空均选填“变大”、“变小”或“不变”).
6.对正做匀速直线运动的物体,其可能等于零的是 ,一定大于零的是 。
A.内能 B.动能 C. 势能 D.机械能
7.一切物体都具有 能。物体的机械能 为0,内能 为0(选填“可以”或“不可以”)。同一物体,温度越高,内能就越 。此外,内能还跟物体的体积、状态有关。例如:质量相同的100水蒸气的内能 100水的内能。0的冰 内能(选填“有”或“没有”)。
二、机械能和内能
8.以下与机械能和内能的说法中正确的是( )
A.物体的内能与温度有关,只要温度不变,物体的内能就一定不变
B.物体的内能就是物体的机械能
C.物体的机械能可能为零,内能不可能为零
D.热传递一定是从能量的物体传向能量小的物体
9.关于静止在水平地面上的足球的能量,下列说法正确的是( )
A.因为足球静止,所以足球的分子动能为零
B.因为足球在水平地面上,所以足球的分子势能为零
C.如果足球运动起来,足球的内能要增加
D.如果足球的温度升高,足球的内能要增加
10.关于机械能和内能,下列说法中正确的是( )
A.机械能大的物体,其内能一定大 B.物体具有内能,也可以同时具有机械能
C.具有机械能的物体不一定具有内能 D.内能与机械能是同一种形式的能
三、影响内能大小的因素
11.仔细观察图中甲、乙两杯水。下列说法正确的是( )
A.甲杯中水的内能多
B.乙杯中水的内能多
C.甲杯和乙杯中水的内能一样多
D.无法判断
12.仔细观察图中甲、乙、丙三杯水,其中 杯中水的内能最大,小华小心地在乙杯和丙杯中滴入两滴墨水,他看到 杯中的墨水扩散较快,这个实验表明 .
13.四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。
14.在室温为20℃的室内,小华准备了图中甲、乙、丙三杯水,其中 杯中水的内能最大(选填“甲”“乙”或“丙”),放置一段时间后三杯水的内能都将 (选填“减小”、“增大”或“不变”)。甲杯中的水温度降到室温水放出的热量为 J。(水的比热容为)
15.甲、乙、丙三个相同容器内都装有水,三杯水的体积和温度如图所示,则 杯中水的内能是最大的, 杯中水的内能是最小的。三杯水在教室里放置一段时间后,温度均变为15℃,则室温为 ℃。
16.三只相同规格的烧杯中装有水,水量及其温度如图所示,则a杯中水的内能 b杯中水的内能,因为 ;三杯水的内能最小的是 (填字母序号)。
四、温度、热量、内能等概念辨析、填空
17.在物理学中,“热”有热量、内能、温度等含义,请写出下面几种情形中“热”字的含义:
(1)这盆水很热: .
(2)物体吸热升温: .
(3)摩擦生热: .
18.关于温度、热量、内能,下列说法正确的是( )
A.物体的温度越高,含有的热量就越多
B.物体的内能增加,温度一定升高
C.一个物体温度升高,一定是吸收了热量
D.两个内能相同的物体相互接触时,也可能发生热传递
19.关于热传递,正确的说法是( )
A.热量总是从热量多的物体传向热量少的物体
B.通过一定的方式可使热量从高温温物体传给低温物体
C.物体之间不接触就不能进行热传递
D.热传递就是把热能转变成另一种形式的能
五、判断改变内能的方式
20.下列实验中哪些物体的内能发生了变化?如果发生了变化,请按其改变的方式进行分类:
A.围坐在火炉边的人感觉暖和
B.一杯热水放了一段时间后变冷了些
C.用铁锤锻打工件,工件变热
D.拉开的弓将箭射出
E.锯条锯木头时,锯条发烫
F.双手摩擦会取暖
G.用力将石块抛出
H.钻木取火
I.铁锅在炉火上被烧红
J.对着冰冷的双手呵气给手取暖
利用“做功”方式改变内能的实例是 (填字母)。
利用“热传递”方式改变内能的实例是 (填字母)。
21.在下列现象中,属于用热传递方式改变物体内能的是( )
A.钻木能取火 B.锯木头锯子发烫
C.晒太阳可以取暖 D.两手摩擦能发热
22.如图所示,以下现象中通过做功改变物体内能的是( )
A.搓手取暖 B.水被加热
C.勺子烫手 D.曝晒钢瓶
23.下列事例中,由于热传递改变物体内能的是( )
A.弯折铁丝,铁丝会发热
B.夏天双手捂住冰袋感觉凉爽
C.冬天两手相互摩擦感到暖和
D.用锯条锯断木头时,锯条会发热
24.下面四个实例中,在改变物体内能的方式上与其他三个实例不同的是( )
A.炉火烧煮食物 B.锯木头时锯条发烫
C.滑滑梯时屁股“冒烟” D.冬天搓手取暖
六、做功改变内能的应用
25.如图所示,在一个配有活塞的厚壁玻璃筒里放一小团硝化棉,用力把活塞迅速下压,棉花就会立即燃烧。根据该实验现象,下列结论正确的是( )
A.棉花燃烧过程是机械能转化为内能
B.活塞下压过程中,气体温度降低
C.气体容易被压缩,是因为气体分子间距离较大
D.活塞下压过程中,内能转化为机械能
26.如图所示,在用塞子密封的瓶子内装有少量的水,用打气筒往瓶内打气,瓶塞跳起来之前,瓶内空气的内能 (选填“增加”或“减少”或“不变”),当瓶塞跳起来时,可以看到瓶内出现 ,形成的原因是瓶内水蒸气 (填物态变化名称)。
27.把一个薄壁金属管固定在桌上,里面放一些乙醚,用塞子塞紧,拿一根绳子在管外绕几圈并迅速地来回拉绳子,将看到如图所示的现象。关于这一过程中能量的转化或者转移有如下关系,请完成填空:
拉动的绳子具有 能,通过做功使金属管的 能增加,金属管通过热传递使乙醚的内能增加,乙醚通过 使金属管的塞子 能增加而弹出。
七、热传递和做功在改变内能上的联系与区别
28.火柴可以擦燃,也可以放在火上点燃。前者是用 的方法使火柴燃烧,后者是用 的方法使火柴燃烧,这两种方法改变物体内能的效果是 (选填“等效”或“不等效”)的。
29.改变物体内能的方式是 和 ,两者在改变物体内能的效果上是 的,但实质是 的。
30.做功和热传递都可以改变物体的内能。通过这两种方式改变物体的内能, (填字母“a、效果和实质都相同”、“b、效果不同,实质相同”或“c、效果相同,实质不同”)。
31.改变物体内能的方法有 和 两种。冬天我们感觉手冷时,我们可以将两手相互搓一搓,也可以用热水袋焐一焐。在用后种方法增加手的内能时,能量发生了 (转化/转移)。下列三幅图中能量转化方向不一致的是 (甲/乙/丙)
八、实验题
32.观察图所示实验,回答以下问题:
实验现象:当活塞迅速下压时,棉花会 .
现象分析:因为活塞对空气 ,使空气的 增加, 升高,达到棉花的着火点,从而使棉花燃烧起来.
实验结论: .
33.小明利用如下实验探究做功是否能够改变物体的内能。
(1)将铁丝在同一位置快速地弯折十余次,用手指触摸被弯折的部位,会感觉到弯折部位的 升高,表明铁丝的内能 ;
(2)如图所示,在厚壁玻璃筒的底部放一小撮干燥的棉絮,用力将活塞压下,我们会看到:棉絮燃烧了,这表明用力压下活塞时,玻璃筒内的温度 并达到棉絮的 ,所以出现了我们看到的现象;
(3)上述的这两个现象都说明了 是改变物体内能的一种方式。
一、单选题
1.关于利用做功和热传递来改变物体内能,下列说法中正确的是( )
A.物体对外做功,物体的内能增加
B.物体放出热量,若温度降低,内能一定减少
C.利用做功来改变物体内能的过程是同一形式能的相互转移
D.利用热传递来改变物体内能的过程是不同形式能的互相转化
2.关于内能,有以下四个观点,你认为正确的是( )
①物体放出热量,温度一定降低,内能一定减小
②改变物体内能的方法有很多,但本质上只有做功和热传递两种方式
③两物体相互接触时,热量总是从内能大的物体转移到内能小的物体
④气体膨胀对外做功,自身内能会减少
A.只有①③ B.只有②③ C.只有①④ D.只有②④
3.小张和小李就课本中的这幅图进行了思考和讨论,小张决定通过手捂增大试管内沙子的内能,小李决定通过晃动的方式增大沙子的内能,以下分析正确的是( )
A.小张所用的方法,将温度从手传递到了沙子
B.当小张的手和沙子所含内能相同时,热传递就会停止
C.从能量转化过程来看,小李的方法和钻木取火是相同的
D.小张和小李的方法对改变沙子的内能是不等效的
4.利用如图所示的方法可以探究做功改变物体的内能。下列说法正确的是( )
A.图甲中,棉花燃烧起来,主要是因为活塞与筒壁摩擦做功,使棉花的内能增大
B.图甲中,棉花燃烧起来,主要是因为活塞压缩棉花做功,使棉花的温度升高
C.图乙中,瓶塞跳出前,瓶内气体内能减小,温度降低
D.图乙中,瓶塞跳出时,气体膨胀对外做功,内能减小
5.某物质由液态变为固态的过程中,其温度随时间变化的图像如图所示。若该物质的质量一直保持不变,则下列说法中正确的是( )
A.该物质在t1时刻的内能比在t2时刻的内能大
B.该物质在t2、t3时刻的内能相等
C.该物质在t3时刻含有的热量比在t4时刻含有的热量大
D.该物质在t4时刻的内能为零
二、填空题
6.我们知道,热传递和做功都能改变物体的内能,并且是等效的。用热传递来改变物体的内能,实际上是能量 的过程,用做功方法来改变物体的内能,实际上是能量 的过程。
7.如图所示是“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”)的方式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”)的缘故;
(3)我们发现,用这种方式改变物体的内能时,能量是在 能和 能之间相互转化的。
8.小南根据“宏观世界中物体由于运动而具有的能量叫做动能”的知识,类比得出:微观世界中组成物体的分子具有分子动能。
①请写出小南类比得出分子具有分子动能的依据是: ;
②类比宏观世界中物体的动能有大小,微观世界中的分子动能也有大小;
(a)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越快), 图的分子动能较大(选填“A”或“B”);
(b)如果要衡量某一物体中所有分子动能的大小,可以用宏观世界中的物理量 来反映。
9.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。实验中,他们先关闭喷嘴处的阀门,接着手压活塞快速打气,然后打开喷嘴处的阀门,迅速放出壶内一部分气体,并用温度计测出喷雾器内部的气体温度(物体温度升高内能增大),研究过程如图(a)、(b)和(c)所示。请仔细观察图中的操作和测量结果。然后归纳得出初步结论。
(1)比较(a)和(b)两图可知: ;
(2)比较(b)和(c)两图可知: 。
1.(2025·上海·中考真题)“滚滚长江东逝水,浪花淘尽英雄”,说明江水有 能,0℃的水 (选填“具有”、“不具有”)内能,“遥知不是雪,为有暗香来”,说明分子在做 运动。
2.(2023·上海·中考真题)天舟货运飞船在靠近空间站时,相对于空间站是 的,货运飞船在飞行过程中温度上升,是 改变了飞船的内能。
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