内容正文:
14.1 内能及其改变
一、选择题
1.将一高温物体与一低温物体接触达到相同温度(两物体与外界没有热量交换),则有( )
A.高温物体放出的热量一定大于低温物体吸收的热量
B.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
2.古时候人们常钻木取火,下列情境中改变内能的方式与其相同的是( )
A.吃饭时,金属勺放在热汤中会烫手
B.冬天,搓手可以使手暖和
C.发烧时,冷毛巾敷额头可以降温
D.夏天,喝冷饮使人感到凉爽
3.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图所示,在两物体温度达到相同之前,下列说法正确的是( )
A.甲是冰块 B.乙吸收热量
C.甲内能增加 D.乙内能减少
4.下列四张图中利用热传递来改变物体内能的是( )
A. B.
C. D.
5.关于云南特色小吃“过桥米线”,以下说法正确的是( )
A.热汤表面的油层加快了汤汁的蒸发
B.加入米线后,热汤从米线中吸收热量
C.放入热汤中的肉片很快熟了,是通过做功的方式增加了内能
D.汤的香气扑鼻,说明分子在不停地做无规则运动
二、填空题
6.生活中的“热”含义非常丰富,物理学中,“天气很热”中的“热”是指 高;“两手相互摩擦手会发热”的“热”是指 增加。已知c铝>c铁>c铜,将质量相等的铝、铁、铜三种金属吸收相同的热量后, 的温度升高得最多。
7.寒冷的冬天,我们可以坐在电火箱旁取暖,也可以跳绳使身体发热。前者是通过 的方式改变人体的内能,后者是通过 的方式改变人体的内能。(选填“做功”或“热传递”)
8.压缩空气储能是一项全新的储能技术,它将多余电能利用压缩机把空气压缩到密闭容器中,该过程是通过 方式将能量转化为气体的内能并储存。需要时,使压缩空气膨胀推动机器转动,又将内能转化成 能,这一过程类似于图中的 (选填“甲”、“乙”)冲程。
9.疫情结束复课后,为了保障每位师生的安全,学校每天都要对公共场所喷洒84消毒液来进行消杀。消杀过后,同学们都闻得到消毒液的味道,这是 现象,说明了 。夏季的时候会更加明显,这是因为 越高,分子热运动越剧烈。在治疗高烧病人时,可以采用敷冰袋的方式来退烧,这实际上就是采用 的方法来改变物体内能。
10.用如图所示的方法可以探究做功是否能够改变物体的内能:
(1)如图甲,将手中的铁丝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)如图乙,在厚壁的玻璃筒底部放一小撮干燥的棉织,用力将活塞压下,我们会看到棉絮 了,这表明用力压下活塞时,玻璃筒内的温度 并达到棉絮的 ,所以出现了我们所看到的现象。上述的这两个现象都说明了 是改变物体内能的一种途径。
三、解答题
11.请仔细阅读下文,按要求填空和回答问题。
内能
内能是指物体内部所包含的总能量,包括分子的动能(即分子无规则热运动的动能)、分子的势能(即分子间相互作用能)、分子内的能量、原子内的能量、原子核内的能量等。在热学中,由于在热运动中上述后三项能量不发生变化,所以内能一般指前两项。由于分子的动能跟温度有关,分子的势能跟分子间的距离有关,所以物体的内能跟温度、体积都有关系。
请回答下列问题:
(1)内能是指 所包含的总能量。
(2)慢慢压缩针筒里的气体,气体内能中哪部分发生变化?
答: 。
(3)加热针筒里的气体,气体内能中哪部分发生变化?
答: 。
(4)金属块在受热膨胀时,金属块内能中哪些部分发生变化?
答: 。
12.下面是两个有关热学方面的观点,请用实例说明它们是错误的。
(1)物体吸收热量,温度一定升高。 。
(2)物体温度升高,一定是吸收了热量。 。
14.1 内能及其改变
参考答案与试题解析
一、选择题
1.将一高温物体与一低温物体接触达到相同温度(两物体与外界没有热量交换),则有( )
A.高温物体放出的热量一定大于低温物体吸收的热量
B.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
【分析】热量是指在热传递过程中传递的能量,只有在热传递过程中才能提到热量。
【解答】解:将一高温物体与一低温物体接触达到相同温度,由于不知它们的初始温度,故无法判定温度的高低,故CD错误;则高温物体放出热量,低温物体吸收热量,放出的热量等于吸收的热量,故B正确,A错误。
故选:B。
【点评】区分温度、热量、内能,要从宏观和微观两个角度的表现来认识:宏观的温度的升高是指微观的分子运动更剧烈;宏观的物态变化是指微观的分子间作用力变化;内能是指二者之和。
2.古时候人们常钻木取火,下列情境中改变内能的方式与其相同的是( )
A.吃饭时,金属勺放在热汤中会烫手
B.冬天,搓手可以使手暖和
C.发烧时,冷毛巾敷额头可以降温
D.夏天,喝冷饮使人感到凉爽
【答案】B
【分析】改变物体内能有两种方式:做功和热传递;做功主要有摩擦生热和压缩气体做功,做功实质是能量的转化;热传递是内能从一个物体转移到另一个物体,或者是从一个物体的高温部分传到低温部分,其实质是能的转移。
【解答】解:钻木取火时,克服摩擦做功,属于通过做功改变物体的内能;
A、吃饭时,金属勺放在热汤中会吸收热量,是通过热传递改变内能的,故A错误;
B、冬天搓手时,克服摩擦做功,属于通过做功改变物体的内能,故B正确;
C、发烧时,冷毛巾敷额头可以降温,是因为冷毛巾可以吸收热量,是通过热传递改变内能的,故C错误;
D、喝冷饮使人感到凉爽,冷饮会从人体吸收热量,是通过热传递改变内能的,故D错误。
故选:B。
【点评】做功和热传递是改变物体内能的两种方法,是等效的,但有着本质的区别:做功是能量转化的过程,是其他形式能和内能的转化;热传递是能量的转移过程,是内能从一个物体转移到另一个物体上。
3.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图所示,在两物体温度达到相同之前,下列说法正确的是( )
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
【分析】两个温度不同的物体相互接触时,会发生热传递现象;高温物体放出热量,低温物体吸收热量。
【解答】解:由图可知,物体甲的温度是降低的,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。
故选:B。
【点评】本题考查了改变内能的方法,知道热传递的条件和特点是解题的关键。
4.下列四张图中利用热传递来改变物体内能的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】改变物体内能的方式有两种:一是做功,二是热传递,做功是能量的转化过程,热传递是能量的转移过程。
【解答】解:A、钻木取火是克服摩擦力做功,机械能转化为内能,是通过做功改变物体的内能,故A不合题意;
B、煤炉烧水是通过热传递的方式改变物体的内能,故B符合题意;
C、压缩空气升温是机械能转化为内能,是通过做功改变物体的内能,故C不合题意;
D、搓手时手掌发热,克服摩擦力做功,机械能转化为内能,是通过做功改变物体的内能,故D不合题意。
故选:B。
【点评】做功和热传递都可以改变物体的内能,二者是等效的,但其实质不同,前者是能量的转化,后者是能量的转移。
5.关于云南特色小吃“过桥米线”,以下说法正确的是( )
A.热汤表面的油层加快了汤汁的蒸发
B.加入米线后,热汤从米线中吸收热量
C.放入热汤中的肉片很快熟了,是通过做功的方式增加了内能
D.汤的香气扑鼻,说明分子在不停地做无规则运动
【答案】D
【分析】(1)影响蒸发快慢的因素:液体的温度、液体的表面积、液体表面上空气流动速度,从液体蒸发快慢的影响因素进行分析;
(2)热传递过程中,热量从高温物体传向低温物体。
(3)改变物体内能的方法:做功和热传递。
(4)不同物质组成的物体相互接触时彼此进入对方的现象是扩散,扩散表明分子不停地做无规则运动。
【解答】解:A、热汤表面的油层减小了液体的蒸发面积,减缓了液体表面上空气流动速度,所以热汤表面的油层减缓了汤汁的蒸发,故A错误;
B、加入米线后,米线的温度比汤汁的温度低,所以米线从汤汁中吸收热量,故B错误;
C、放入热汤中的肉片比汤汁温度低,肉片从汤汁中吸收热量,这是通过热传递的方法改变物体的内能,故C错误;
D、汤的分子扩散到空气中,说明分子不停地做无规则运动,故D正确。
故选:D。
【点评】本题通过过桥米线考查了蒸发快慢的影响因素、热传递、改变物体内能的方法、扩散等,体现了生活处处皆物理。
二、填空题
6.生活中的“热”含义非常丰富,物理学中,“天气很热”中的“热”是指 温度 高;“两手相互摩擦手会发热”的“热”是指 内能 增加。已知c铝>c铁>c铜,将质量相等的铝、铁、铜三种金属吸收相同的热量后, 铜 的温度升高得最多。
【答案】见试题解答内容
【分析】(1)物体的冷热程度用温度描述;
(2)摩擦生热的本质是机械能转化成内能;
(3)由吸热公式Q吸=cmΔt可知,质量相同的不同物质,吸收相同的热量,比热容大的温度升高的少,比热容小的温度升高的多。
【解答】解:
温度是反映冷热程度的物理量,所以“天气很热”中的“热”是指温度很高;
内能是指物体内部所有分子由于热运动而具有的动能和分子之间势能的总和,做功和热传递是改变内能的两种方式,所以“摩擦发热”中的“热”指通过做功的方式使内能增加;
质量相等的铝、铁、铜三种金属,因为c铝>c铁>c铜,吸收相同的热量后,由Q吸=cmΔt可知,Δt铝<Δt铁<Δt铜,即:铜的温度升高得最多。
故答案为:温度;内能;铜。
【点评】本题考查的是学生对生活中的“热”的含义的理解、改变内能的方法以及对吸热公式、放热公式的掌握和运用,是一道基础题。
7.寒冷的冬天,我们可以坐在电火箱旁取暖,也可以跳绳使身体发热。前者是通过 热传递 的方式改变人体的内能,后者是通过 做功 的方式改变人体的内能。(选填“做功”或“热传递”)
【答案】热传递;做功。
【分析】改变物体内能的方式有两种:做功和热传递。做功是能量的转化,热传递是能量的转移。
【解答】解:冬天坐在电火箱内取暖,是通过热传递的方式增加了身体的内能;
跳绳使身体发热,是通过做功的方式增加了身体的内能。
故答案为:热传递;做功。
【点评】解决此类问题要结合改变物体内能的方式分析解答,注意它们实质的不同,难度不大。
8.压缩空气储能是一项全新的储能技术,它将多余电能利用压缩机把空气压缩到密闭容器中,该过程是通过 做功 方式将能量转化为气体的内能并储存。需要时,使压缩空气膨胀推动机器转动,又将内能转化成 机械 能,这一过程类似于图中的 乙 (选填“甲”、“乙”)冲程。
【答案】见试题解答内容
【分析】做功改变物体内能。做功主要有摩擦生热和压缩气体做功,物体内能会增加;
空气动力发动机汽车是利用内能来工作的机器;压缩空气做功,内能转化为机械能。
【解答】解:
将多余电能利用压缩机把空气压缩到密闭容器中,压缩气体做功,气体的内能增加,这是通过做功的方式改变物体的内能;
需要时,使压缩空气膨胀推动机器转动,内能转化为车的机械能,这一过程类似于四冲程汽油机的做功冲程;由图可知,甲中两个气门关闭,活塞上行,为压缩冲程,乙中两个气门关闭,活塞下行,为做功冲程。
故答案为:做功;机械;乙。
【点评】本题考查了做功改变物体内能的方式,还要记住能量的相互转化。
9.疫情结束复课后,为了保障每位师生的安全,学校每天都要对公共场所喷洒84消毒液来进行消杀。消杀过后,同学们都闻得到消毒液的味道,这是 扩散 现象,说明了 分子在不停地做无规则运动 。夏季的时候会更加明显,这是因为 温度 越高,分子热运动越剧烈。在治疗高烧病人时,可以采用敷冰袋的方式来退烧,这实际上就是采用 热传递 的方法来改变物体内能。
【答案】扩散;分子在不停地做无规则运动;温度;热传递。
【分析】(1)不同物体互相接触时,分子彼此进入对方的现象叫扩散,扩散现象说明一切物质的分子都在不停地做无规则运动;温度越高,分子热运动越剧烈;
(2)改变物体内能的方式有两种,其一是做功可以改变物体的内能,该过程是能量的转化;其二是热传递也可以改变物体的内能,该过程是能量的转移。
【解答】解:消毒杀菌过后,同学们都闻得到消毒液的味道,是消毒液分子发生的扩散现象,说明分子在不停息地做无规则运动;夏季的时候会更加明显,由于温度越高,分子热运动越剧烈;
采用敷冰袋的方式来退烧,热量从人体转移到冰袋,该过程是通过热传递的方法来改变物体内能。
故答案为:扩散;分子在不停地做无规则运动;温度;热传递。
【点评】本题考查扩散现象以及改变内能的方法,属于基础性题目。
10.用如图所示的方法可以探究做功是否能够改变物体的内能:
(1)如图甲,将手中的铁丝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 温度 升高,表明铁丝的内能 增大 。
(2)如图乙,在厚壁的玻璃筒底部放一小撮干燥的棉织,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 升高 并达到棉絮的 着火点 ,所以出现了我们所看到的现象。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。
【答案】温度;增大;燃烧;升高;着火点;做功。
【分析】改变物体内能的方式有热传递和做功两种。做功改变物体内能的实质是能量的转化,具体来说是内能和机械能的相互转化。
【解答】解:(1)将手中的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)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,达到了棉花的着火点,棉花就会燃烧;
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。
故答案为:温度;增大;燃烧;升高;着火点;做功。
【点评】此题是通过实验来验证做功改变物体内能的方法,难度不大。
三、解答题
11.请仔细阅读下文,按要求填空和回答问题。
内能
内能是指物体内部所包含的总能量,包括分子的动能(即分子无规则热运动的动能)、分子的势能(即分子间相互作用能)、分子内的能量、原子内的能量、原子核内的能量等。在热学中,由于在热运动中上述后三项能量不发生变化,所以内能一般指前两项。由于分子的动能跟温度有关,分子的势能跟分子间的距离有关,所以物体的内能跟温度、体积都有关系。
请回答下列问题:
(1)内能是指 物体内部 所包含的总能量。
(2)慢慢压缩针筒里的气体,气体内能中哪部分发生变化?
答: 分子势能 。
(3)加热针筒里的气体,气体内能中哪部分发生变化?
答: 分子动能 。
(4)金属块在受热膨胀时,金属块内能中哪些部分发生变化?
答: 分子动能和分子势能 。
【答案】见试题解答内容
【分析】仔细阅读题目,问题中的答案都在所给文字信息里面可以找到。
【解答】解:(1)内能是指物体内部所包含的总能量。
故答案为:物体内部
(2)慢慢压缩针筒里的气体,气体的体积会发生变化,分子间的距离会减小,分子的势能跟分子间的距离有关,因此分子势能会发生变化。
故答案为:分子势能
(3)加热针筒里的气体,气体的温度会升高,由于分子的动能跟温度有关,因此分子动能会发生变化。
故答案为:分子动能
(4)金属块在受热膨胀时,金属块的温度和体积都发生变化,因此分子势能和分子动能都会随着发生变化。
故答案为:分子动能和分子势能
【点评】此题属于创新题型中的信息给予题,是中考的必考题型,主要考查学生理解能力和分析能力,只要认真阅读、仔细分析,答案就在题目当中,难度不大。
12.下面是两个有关热学方面的观点,请用实例说明它们是错误的。
(1)物体吸收热量,温度一定升高。 冰在熔化过程中,物体吸收热量,温度不变 。
(2)物体温度升高,一定是吸收了热量。 压缩空气做功,使空气温度升高 。
【答案】见试题解答内容
【分析】(1)晶体在熔化过程中,虽然吸热,但温度保持不变;
(2)做功和热传递都能使物体的温度升高,改变物体的内能;
【解答】解:(1)晶体熔化过程中,物体吸收热量,温度不变;故(1)错误;
(2)物体的内能增大,可能是从外界吸收了热量,也可能是由于外界物体对它做了功;如压缩空气做功,使空气温度升高,故(2)错误。
故答案为:(1)冰在熔化过程中,物体吸收热量,温度不变;
(2)压缩空气做功,使空气温度升高。
【点评】本题考查吸热温度不一定升高,以及改变物体内能的方式,是基础题。
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