13.3 内能 同步课堂-2025-2026学年人教版物理九年级上学期
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内容正文:
13.3内能
讲解目录
【知识点1】温度、内能、热量的关系 1
【知识点2】做功改变物体的内能 3
【知识点3】内能的利用及意义 3
【知识点4】热传递的方向与条件 5
【题型1】热传递 5
【题型2】内能的概念 8
【题型3】影响内能的因素 12
【题型4】改变内能的两种方式 15
【题型5】物体的导热性 17
【题型6】内能与温度、热量的关系 20
知识讲解
【知识点1】温度、内能、热量的关系
(1)内能和温度的关系
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.物体在发生物态变化时内能变化了,温度有时变化有时却不变化.如晶体的熔化和凝固过程,还有液体沸腾过程,内能虽然发生了变化,但温度却保持不变.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).
而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.
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.
温度、热量与内能的关系是中考的热点,主要考查学生对温度、内能、热量关系的理解和掌握.
例:关于温度、内能和热量,下列说法错误的是( )
A.炙热的铁水一定比冰冷的冰块含有的热量多
B.热量可以从内能小的物体传向内能大的物体
C.物体温度降低时内能减少,温度升高时内能增加
D.冰块温度虽然低,但其分子仍在不停运动
分析:(1)热量是一个过程量,不能说含有多少热量;
(2)发生热传递时,热量总是由高温物体向低温物体传递热量或从一个物体的高温部分传向低温部分;
(3)内能是物体分子无规则运动的动能和分子势能的总和,温度是表示物体冷热程度的物理量;
(4)分子永不停息地在做无规则运动。
解析:解:A、热量是一个过程量,不能说含有多少热量,故A错误;
B、发生热传递时,总是由高温物体向低温物体传递热量或从一个物体的高温部分传向低温部分,内能小的物体温度可能会高于内能大的物体,所以内能小的物体可能会将热量传给内能大的物体,故B正确;
C、物体温度降低时,它的内能一定减少,物体温度升高时,它的内能一定增加,故C正确;
D、水凝结成冰,但分子热运动没有停止,故D正确。
故选:A。
点评:热量、内能、温度是热学里三个最重要,同时也是联系最密切的概念,只有真正理解,才能保证在解题时不会出错。
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.
【知识点2】做功改变物体的内能
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。
考查做功改变物体的内能的概念,以及现象。
例:下列事例中,通过做功的方式改变物体内能的是( )
A.冬天用热水袋暖手
B.两手相互摩擦发热
C.冬天室内用电炉取暖
D.用火炉烧水
分析:知道改变物体内能的方式有两种:做功和热传递,热传递过程是能量的转移过程,而做功过程是能量的转化过程。
解析:解:A、冬天,用热水袋暖手,手的温度升高,是通过热传递改变了物体的内能,故A不符合题意;
B、两手相互摩擦,手的温度升高,是手克服摩擦力做功,属于做功改变物体的内能,故B符合题意;
C、冬天室内用电炉取暖,温度升高,是通过热传递改变了物体的内能,故C不符合题意;
D、用火炉烧水,水的温度升高,是水吸收了热量,属于热传递改变物体的内能,故D不符合题意。
故选:B。
点评:此题是考查对做功和热传递改变物体内能的辨别,是中考热点,属于易错题目。
做功改变物体的内能的实例:
钻木取火;搓手取暖;磨刀;折铁丝;用打气筒打气筒壁变热;水蒸气将壶盖顶起;打开易拉罐盖时,上面出现白雾;电炉丝通电后发热。
【知识点3】内能的利用及意义
(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.我们家里每天都要生火煮饭,我国北方的冬天还要生火取暖,工厂里常常要加热各种零件,所有这些,都是直接利用内能来加热的常见例子.其实质是利用热传递,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.在这个实验中,燃料的化学能转化为内能,传给水和水蒸气,水蒸气把塞子冲出去,内能转化为塞子的机械能.
所以利用内能做功的实质是内能转化为其他形式能的过程.
生活中的哪些现象是内能的利用是中考的主要命题方式.
例:如图所示,在试管内装适量的水,用橡皮塞塞紧管口,加热一段时间后橡皮塞冲出,同时管口附近产生“白气”。以下分析错误的是( )
A.水温上升时,水的内能增加
B.该实验中的能量转化与汽油机的压缩冲程相同
C.管内气体对橡皮塞做功,内能转化为机械能
D.试管口的“白气”是小水滴
分析:(1)物体吸收热量,内能增加;
(2)热机的工作循环有吸气、压缩、做功、排气四个冲程组成,其中压缩冲程机械能转化成内能,做功冲程内能转化成机械能;
(3)做功可以改变物体的内能:对物体做功,物体的内能增加,物体对外做功,物体内能减少;
(4)白气是热的水蒸气遇到冷的空气液化成的小水滴。解析:解:A、水吸收热量,温度上升,水的内能增加,故A正确;
B、试管内水蒸气将软木塞冲出的过程中,利用内能做功,将水蒸气的内能转化为软木塞机械能;汽油机的压缩冲程机械能转化成内能,该实验中能量转化是内能转化为机械能,能量转化形式不同,故B错误;
C、水蒸气膨胀对橡皮塞做功,水蒸气的内能减小,气体的内能转化为橡皮塞的机械能,故C正确;
D、试管口的“白气”是热的水蒸气遇到冷的空气液化成的小水滴,故D正确。
故选:B。
点评:此题结合木塞冲出的实验考查了能量转化关系,此题是考查的知识点较为全面,要结合相关的知识点进行分析解答。
知道内能与其他形式的能可以相互转化,内能的利用就是把内能转化为其他能的应用.
【知识点4】热传递的方向与条件
(1)热传递的条件:存在温度差;
(2)热传递的方向是从高温物体到低温物体,或者从物体的高温部分到低温部分
考查概念以及通过温度大小判断热传递的方向。
例:质量相同、温度均为100℃的铝块和铜块(c铝>c铜),分别投入质量、温度均相同的两杯冷水中,当它们放出相同的热量时,取出两金属块并使它们接触,不考虑热损失,则它们( )
A.不发生热传递
B.热量从铜块传向铝块
C.热量从铝块传向铜块
D.温度从铝块传向铜块
分析:欲知热量传递的方向,必须知道铝块和铜块谁的温度高,热量总是从温度高的物体传向温度低的物体或者从物体的高温部分传向低温部分,那么,只需根据题意比较铝块和铜块谁的温度高了。
解析:解:已知m铝=m铜,它们的初温相同,Q铝=Q铜,c铝>c铜,
由热量公式Q=cmΔt,可得:Δt=,
把已知条件代入可知,比热容大的温度降低的少,则铝的温度降低少,铝块的温度高,所以铝块传递热量向铜块。
故选:C。
点评:此题主要考查了热传递的规律,必须让学生清醒认识到热量总是从温度高的物体传向温度低的物体或者从物体的高温部分传向低温部分。
题型专练
【题型1】热传递
【典型例题】图(A)所示把凉牛奶放在热水中加热,经过一段较长时间,它们的温度随时间变化的图象如图(B)所示,下列说法中正确的是( )
A.水和牛奶最后温度相同
B.水的温度变化比牛奶的大
C.牛奶的温度变化比水慢
D.甲是牛奶温度变化的图象
【答案】A
【解析】热传递的条件是有温度差,热传递的结果温度相同,即水和牛奶最后温度相同.故A正确;由图象可以看出,水下降的温度比牛奶升高的温度要小,即水的温度变化比牛奶的小.故B、C不正确;将凉牛奶放入热水中时,牛奶吸热、温度升高,水放热、温度降低,直至两者的温度相等,因此甲是水的温度变化图象.故D不正确.
【举一反三1】下列四个实例中改变内能的方式与其它三个不同的是( )
A.甲图:用天然气烧水
B.乙图:钻木取火
C.丙图:冬天搓手取暖
D.丁图:小朋友溜滑梯臀部发热
【答案】A
【解析】用天然气烧水,水吸收热量、温度升高,是通过热传递改变内能;
钻木取火时,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;
冬天搓手取暖,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;
小朋友溜滑梯臀部发热,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;
A是通过热传递的方式改变内能的,BCD都是通过做功的方式改变内能的,故A符合题意。
【举一反三2】冰熔化为水的过程中,下列说法正确的是( )
A.内能不变
B.内能增大
C.冰放出了热量
D.一定是热传递改变了内能
【答案】B
【解析】冰熔化成水的过程中,质量不变,温度保持不变,需要吸收热量,内能增大,故B正确,A、C错误;冰的内能增加,可能是外界对冰做功,也可能是热传递,故D错误。
【举一反三3】“拔丝地瓜”是很多人喜欢的菜品。能闻到刚出锅的“拔丝地瓜”香气浓郁,这是 现象;夹起一块地瓜就会拉出很长的丝,是因为分子间存在 ;地瓜由生到熟,主要是通过 的方式改变内能。
【答案】扩散 引力 热传递
【解析】分子在不停地做无规则运动,即扩散现象,温度越高,分子运动越剧烈,所以刚出锅的“拔丝地瓜”的香味闻起来更加浓郁一些。
地瓜能拉出很长的丝,是因为分子间有相互作用的引力,所以能拉出很长的丝也不会断。
地瓜由生到熟,主要是通过热传递的方式改变内能。
【举一反三4】小明发现他家的电冰箱里的食物容易变干和相互“窜味”,他觉得很奇怪,请你从物理角度分析,食物“窜味”属于 现象,电冰箱里的食物主要是通过____________方式减小内能的。夏天容易闻到变质食物的馊味儿,冬天不易闻到这种味儿是因为这种现象与 有关。
【答案】扩散 热传递 温度
【解析】所谓的“窜味”,是这种食物中有另一种食物的味道。因为一切物质的分子总在不停地做无规则的运动,所以组成这种食物的部分分子会运动到了另一种食物中而造成食物“窜味”,这是一种扩散现象;
电冰箱里的食物放出热量,内能减小,温度降低,是通过热传递方式减小内能的;
因为分子在永不停息地做无规则运动,且温度越高,分子运动越快,所以在夏天温度高分子运动快,容易闻到变质食物的馊味儿,冬天不易闻到这种味儿。
【举一反三5】广西恭城油茶至今已有一千多年历史。小明向父母展示在学校学到的油茶制作过程,用油炒制老叶红至焦香,再放生姜和水熬煮而成。将煮好的油茶用碗盛出,端起时觉得碗很烫手,热气腾腾的油茶闻起来很香,冷了的油香味没那么香,请用所学的物理知识解释碗烫手和热油茶闻起来更香的原因。
【答案】见解析
【解析】碗的温度高于手的温度,碗和手之间发生热传递,手吸收热量,内能增加,温度升高,所以觉得碗烫手;闻到香味说明分子不停地做无规则运动,这是扩散现象,温度越高,分子无规则运动越剧烈,热油茶闻起来更香。
【题型2】内能的概念
【典型例题】下列关于内能的说法中正确的是( )
A.0℃以下的物体没有内能
B.内能与物体的温度有关
C.静止的物体没有内能
D.内能和机械能不能相互转化
【答案】B
【解析】因为一切物体都具有内能,所以0℃以下的物体具有内能,静止的物体也具有内能,故A、C错误;
内能的大小跟物体的质量、温度、状态有关,故B正确;
内能和机械能可以相互转化,比如摩擦生热,就是将机械能转化为内能,故D错误。
【举一反三1】物体的内能是指( )
A.物体内部分子做无规则运动所具有的能
B.物体动能和势能的总和
C.一个分子的动能和势能的总和
D.物体内所有分子做无规则运动的动能和分子势能的总和
【答案】D
【解析】由内能的概念可知,内能是指物体内所有分子做无规则运动的动能和分子势能的总和.
【举一反三2】下列有关物体内能的说法中,正确的是 ( )
A.静止的物体没有内能
B.物体的运动速度越大,内能越小
C.内能是物体具有动能和势能的总和
D.内能是构成物体的所有分子做无规则运动的动能和分子势能的总和
【答案】D
【解析】一切物体都有内能,静止的物体具有内能;物体内能的大小与物体的运动速度无关;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。选D。
【举一反三3】把两滴墨水分别同时滴入盛有冷水和热水的两个玻璃杯中,实验过程及现象如图所示,分析可知物体的温度越高,分子的无规则运动越________。若将冷水倒掉一些,对比原来这杯冷水,杯中剩余冷水的内能________。
【答案】剧烈 减小
【解析】由于热水的温度高,所以墨水在热水中扩散得快。这表明分子的无规则运动与温度有关,且温度越高,分子的无规则运动越剧烈。若将冷水倒掉一些,对比原来这杯冷水,水的质量减小,温度不变、状态不变,杯中剩余冷水的内能减小。
【举一反三4】比较如图所示的三杯水的内能大小, 杯中水的内能最大,理由是 。冰山 (选填“具有”或“不具有”)内能。
【答案】丙 质量越大,温度越高,内能越大,因此丙杯中水的内能最大 具有
【解析】甲和乙杯中水的温度相同,都是40℃,乙杯中水的质量大于甲杯水的质量,所以乙杯水的内能大于甲杯水的内能;
由于乙杯和丙杯中水的质量相同,丙杯中水的温度是90℃大于丙杯水的温度,所以丙杯的内能大于乙杯的内能;
由于质量越大,温度越高,内能越大,因此丙杯中水的内能最大。
一切物体在任何状态、任何温度下都具有内能,所以北极的冰山也具有内能。
【举一反三5】(2024·曲靖阶段练习)阅读材料,回答下列问题。
热辐射是一种电磁辐射,其波长范围广泛,从红外线到可见光再到紫外线都有。太阳向地球传递热量、地球表面向太空散发热量的方式都是热辐射。
温室效应是一种地球大气层中某些气体对太阳辐射的选择性吸收和再辐射(热辐射)的现象,使地球表面温度升高。温室效应的原理是:太阳辐射中的短波辐射(可见光、紫外线等)可以较容易地穿透大气层到达地表,而地表吸收后再辐射为长波辐射(红外线)时,部分长波辐射会被大气中的温室气体(如水蒸气、二氧化碳等)吸收并再辐射回地面,使得地表温度升高。
温室效应是自然界中的一个重要现象,它使地球上的生物得以生存。然而,由于人类活动导致大气中温室气体的增加,如燃烧化石燃料、森林砍伐等,加剧了温室效应的程度,造成了全球变暖的问题。
全球变暖会引起气候变化、海平面上升等一系列问题,对生态环境和人类社会产生重大影响。因此,减少温室气体的排放,降低全球变暖对地球的影响,是当今社会亟需解决的问题之一。
(1)太阳主要是通过 的方式将能量输送到地面的。
(2)地球上的海水吸收来自太阳的热量,内能 ,海水蒸发加快,这个过程为海水的 (填物态变化)过程。
(3)除文中提到的方法外,请写出一条减缓全球气候变暖的方法 。
【答案】(1)热辐射
(2) 增加 汽化
(3)植树造林(合理即可)
【解析】(1)根据材料可知,太阳向地球传递热量、地球表面向太空散发热量的方式都是热辐射。
(2)地球上的海水吸收来自太阳的热量,内能增加,海水蒸发加快,由液态变为气态,这个过程为海水的汽化过程。
(3)除文中提到的方法外,减缓全球气候变暖的方法还有植树造林等。
【举一反三6】(2024·曲靖阶段练习)阅读材料,回答问题。
燃气热水器是一种使用方便快捷,不受天气影响的家用热水设备。下图为燃气热水器的结构和工作原理示意图。燃气热水器工作时,用电子点火器点火,燃气在燃烧器内燃烧,产生1700℃的高温烟气。同时风机转动,使高温烟气上升到达热交换器(回环形的金属管),冷水从A处流入管内,被管外的高温燃气加热,变成热水从B处源源不断流出,温度降低后的烟气从排烟管排出。
(1)燃气燃烧时把 能转化为 能;
(2)在热交换器中冷水变热,是通过 的方式改变了水的内能;
(3)燃气热水器工作过程中,热水吸收的热量和天然气完全燃烧放出的热量的比值称为效率,下列措施中不能提高燃气热水器效率的是( )
A.使燃料充分燃烧 B.减少燃烧产生能量的损失
C.尽量降低散热 D.换用热值更高的燃气
【答案】(1) 化学 内
(2)热传递
(3)D
【解析】(1)燃气燃烧发生化学反应,将化学能转化为内能。
(2)在热交换器中冷水变热,冷水吸收热量,内能增加,是通过热传递的方式改变了水的内能。
(3)使燃料充分燃烧,燃料放出的热量多,损失的能量一定,则可有效利用的能量多,故A不符合题意;减少燃烧产生能量的损失、尽量降低散热都是减小能量的损失,可以提高燃气热水器效率,故B、C不符合题意;
D.用热值大的燃料,燃烧相同燃料可以放出更多的热量,但有效利用的能量还是得不到改善,无法提高燃气热水器效率,故D符合题意。
【题型3】影响内能的因素
【典型例题】关于内能,下列说法正确的是( )
A.内能是物体内部分子热运动的动能总和
B.做功和热传递都可以改变物体的内能
C.高温物体的内能一定比低温物体的内能大
D.热机是将机械能转化为内能的机械
【答案】B
【解析】物体内部所有分子热运动的动能和分子势能的总和叫做物体的内能,故A错误;
改变物体的内能有两种方式:做功和热传递,它们在改变物体内能上是等效的,故B正确;
物体的内能跟物体的质量、温度等因素都有关系,所以质量不同,不能根据温度来比较内能大小,故C错误;
热机是通过燃料燃烧获得内能并将内能转化为机械能的装置,故D错误。
【举一反三1】如图所示,炽热的岩浆从覆盖着皑皑白雪的火由上喷涌而出,下列说法错误的是( )
A.炽热的岩浆温度高,分子热运动剧烈
B.皑皑白雪温度低,分子热运动缓慢
C.皑皑白雪和炽热的岩浆都具有内能
D.皑皑白雪比炽热的岩浆内能小
【答案】D
【解析】分子运动速度与温度有关,炽热的岩浆温度高,分子热运动剧烈,皑皑白雪温度低,分子热运动缓慢,故AB正确;
皑皑白雪和炽热的岩浆的分子都在不停地做无规则运动,所以都具有内能,故C正确;
内能大小不仅与物体温度有关,物体的质量、材料、状态等都能影响其内能,所以皑皑白雪不一定比炽热的岩浆内能小,故D错误。
【举一反三2】如图所示,炽热的岩浆从覆盖着皑皑白雪的火山上喷涌而出,下列说法错误的是( )
A.皑皑白雪和炽热的岩浆都具有内能
B.炽热的岩浆比皑皑白雪内能大
C.白雪温度低,分子热运动缓慢
D.岩浆温度高,分子热运动剧烈
【答案】B
【解析】一切物体都具有内能,皑皑白雪和炽热的岩浆都具有内能,故A正确,不符合题意;
内能与质量、温度都有关系,岩浆温度高,内能不一定大,故B错误,符合题意;
分子热运动的剧烈程度与温度有关,温度越高,分子热运动越剧烈,岩浆温度高,分子热运动剧烈,白雪温度低,分子热运动缓慢,故C、D正确,不符合题意。
【举一反三3】关于温度、热量、内能,以下说法正确的是( )
A.0℃的冰没有内能
B.物体的温度越高,所含的热量越多
C.冰熔化时虽然温度保持不变,但它的内能增加
D.只要物体的温度不变,物体的内能就一定不变
【答案】C
【解析】任何物体都有内能,所以0℃的冰也有内能,故A错误;物体的温度越高,分子运动越剧烈,而热量热传递中内能变化的量度,不能说物体含有多少热量,故B错误;冰熔化时虽然温度保持不变,但吸收了热量,所以内能是增加的,故C正确;晶体熔化时,温度不变,但吸收了热量,内能是增加的,故D错误。
【举一反三4】中华美食文化博大精深。如图所示是汉中四大小吃,下列有关说法正确的是( )
A.汉中面皮放凉后香味变淡,是因为分子热运动快慢与温度有关
B.刚出锅的菜豆腐烫嘴,是因为菜豆腐含有的热量较多
C.冬季,放置0℃的浆水面没有内能
D.用炭火烘烤核桃馍时,核桃馍的温度升高,内能不变
【答案】A
【解析】汉中面皮放凉后香味变淡,是因为分子热运动快慢与温度有关,故A正确;
刚出锅的菜豆腐烫嘴,是因为菜豆腐的温度高,故B错误;
冬季,放置0℃的浆水面也有内能,因为一个物体在任何情况下都具有内能,故C错误;
用炭火烘烤核桃馍时,核桃馍的温度升高,内能增加,故D错误;
【举一反三5】劳动课上,小明用电烙铁在葫芦上烙画。电烙铁的温度升高,内能 ,葫芦被烙焦时,会闻到焦煳味儿,这是 现象。
【答案】增大 扩散
【解析】电烙铁的温度升高,质量不变,内能增大;葫芦被烙焦时,会闻到焦煳味儿,说明分子在不停地做无规则的运动,这是扩散现象。
【举一反三6】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
【解析】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。
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。
【举一反三7】物理学把“物体内所有分子动能和分子间相互作用的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(参照示例):
示例:①物体内能的大小可能与物体的温度有关.推理性结论;一个物体的温度越高,内能越大.推理依据:温度越高,分子运动越快,分子动能越大
②物体内能的大小还可能与物体的________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 质量大的物体内分子数量多
【解析】因为物体的内能和质量、温度、状态有关.物体内能的大小可能与物体的质量有关.根据控制变量法分析可得的推理性结论是:温度相同时,质量越大,内能越大.推理性依据是:质量影响分子的个数,相同条件下,质量大,分子个数多,内能大.
【题型4】改变内能的两种方式
【典型例题】下列生活情景中,通过热传递改变物体内能的是( )
A.锯木头时,锯条变热
B.反复弯折铁丝,弯折处变热
C.用冰袋降温
D.跑步使身体变得暖和
【答案】C
【解析】用锯片锯木头,是克服摩擦力做功,利用做功的方式改变物体内能,故A不符合题意;
铁丝反复弯折,使铁丝的内能增加,属于做功改变物体的内能,故B不符合题意;
用冰袋降温,使人的内能减小,属于热传递改变物体的内能,故C符合题意;
跑步使身体变得暖和,属于做功使人的内能增大,故D不符合题意。
【举一反三1】高空的冰晶在下落过程中变成了雨滴,这说明( )
A.它的内能减小了
B.它的内能增加了
C.它的内能没有发生变化
D.以上三种说法都不正确
【答案】B
【解析】冰晶在下落过程与空气摩擦做功,空气对冰晶做功内能增加,温度升高,冰晶由于吸收热量会发生熔化现象.
【举一反三2】下列有关内能的说法,正确的是( )
A.内能可以通过做功的方式转化为机械能
B.内能的改变必须通过做功才能实现
C.同一物体的机械能增加,其内能也一定增加
D.热传递的方向一定是从内能多的物体传到内能少的物体
【答案】A
【解析】内能可以通过做功转变为机械能,机械能也可以通过做功转化为内能,故A正确;
物体的内能改变不一定是对物体做功,因为做功和热传递在改变物体内能上是等效的。故B错误;
物体的内能与温度有关,同一物体的机械能增加,其内能不一定增加,故C错误;
热传递的条件是物体之间有温度差,即热传递一定是从温度高的物体传到温度低的物体,故D错误。
【举一反三3】夏季,在高速公路服务区内,交警会强制一些重型汽车在降温池里停留一会,这是因为汽车在高速行驶过程中,通过________的方式增加轮胎的内能,使轮胎的温度________(选填“升高”或“降低”);轮胎停在水中,通过__________的方式减少内能,降低温度,以确保行车安全。
【答案】做功 升高 热传递
【举一反三4】对物体做功,物体的内能会________;物体对外做功,物体的内能会________.内能的单位是________.
【答案】增加 减少 焦耳(J)
【解析】当外界对物体做功时,物体的内能增加;当物体对外做功时,它的内能减少;内能的单位是焦耳(J).
【举一反三5】如图所示,用酒精灯加热弯曲的铜棒,发现杯内水的温度会升高,即水的内能会________,这一实验表明用________的方法可以使物体的内能发生改变.
【答案】增大 热传递
【解析】酒精灯对铜棒进行加热时,两者之间发生热传递,铜棒的温度升高,而铜棒的另一端连接着水,由于温度差也会和水之间发生热传递,使得水温升高,内能增大.
【题型5】物体的导热性
【典型例题】在冬天,用手拿铁块比拿木块感觉更凉一些,这是因为( )
A.金属铁块温度比木块低
B.铁块密度比木块大
C.铁块是热的良导体,木块是热的不良导体
D.铁块的硬度比木块大
【答案】C
【解析】铁的导热能力比木头的强,当手拿铁块时,手上的热很容易被传递出去,使手的温度降低,所以在寒冷的冬天,用手拿铁块和木块时,感到铁块比木块凉一些.
【举一反三1】关于材料和技术的应用,下列说法中不正确的是( )
A.岩棉保温板利用了岩棉导热性好的特点
B.制作集成电路芯片所使用的晶圆属于半导体材料
C.用密度小、强度高的铝合金材料制作飞机蒙皮
D.汽车轮胎利用了橡胶材料弹性好的特点
【答案】A
【解析】岩棉保温板利用了岩棉隔热性好的特点,故A错误,符合题意;
导电性能介于导体和绝缘体之间的是半导体,制作集成电路芯片所使用的晶圆是由半导体材料制成的,故B正确,不符合题意;
飞机采用的材料应该具有的性能是密度小、强度大,可以制成飞机蒙皮,故C正确,不符合题意;
用橡胶做汽车轮胎,主要是因为橡胶常温下有高的弹性,减小汽车的振动与颠簸,故D正确,不符合题意。
【举一反三2】“嫦娥三号”已成功实施着陆.“嫦娥三号”的发动机与周围的电子元件间可以形成一道热屏障,即使燃烧室和喷管温度高于1200 ℃,外面温度也不超过100 ℃.这主要是利用了材料良好的________;“玉兔”月球车驱动机构壳体等部件采用的是一种镁合金材料,这种材料较轻,主要应用了镁合金________小的特点.
【答案】隔热性 密度
【解析】由题知“嫦娥三号”的发动机与周围的电子元件间可以形成一道热屏障,即使燃烧室和喷管温度高于1200 ℃,外面温度也不超过100 ℃,这就说明这种材料不善于传热,具有良好的隔热性;镁合金材料,这种材料较轻,主要应用了镁合金密度小的特点.
【举一反三3】夏天,用塑料泡沫箱装运海鲜,可达到减少装载质量和保鲜的目的。其中分别利用了塑料泡沫密度较小和 (选填“隔热”“导热”或“绝缘”)效果较好的特性;利用石墨烯可以加快用电器在工作时的散热,这说明它的导热性 (选填“强”或“弱”)。
【答案】隔热 强
【解析】为了达到保鲜的目的,夏天应隔热,塑料泡沫正好具有较好的隔热性;
石墨烯是人类目前研制出的最薄、最坚硬的纳米材料,利用石墨稀可以加快用电器在工作时的散热,这说明它的导热性强。
【举一反三4】如图是对A、B两种品牌保温杯的保温效果进行测试所获得的图象信息.利用该信息和你具有的科学知识回答以下问题:
(1)从该实验中你能得出的结论是________.
A.A品牌的保温效果更好
B.B品牌的保温效果更好
C.A和B两种品牌的保温效果相同
D.保温杯在水温较低时能自动加热
(2)保温杯周围环境的气温是________ ℃
(3)测试过程热水降温的快慢是不同的,热水与周围空气的温差越大,降温越________.
【答案】(1)A (2)20 (3)快
【解析】(1)由图象可知,在相同时间内,品牌A作保温材料时,水降温慢,因此A材料保温效果好;(2)由图象可知,当温度降到20 ℃时,温度不在变化,所以室温为20 ℃;(3)热水与周围空气的温差越大,降温越快;
【举一反三5】为了比较空气和水的导热性好坏,小明进行了如下探究:在甲、乙两个相同的玻璃瓶中都装入热水、一个放在温度与室温相同的水中,另一个放在空气中,为尽量减少其他因素影响、他把两个瓶都用木块垫起来,如图所示,他每隔一定的时间记录一次甲乙温度计的示数,得到的数据如表:
(1)实验中是通过观察 来比较水和空气导热性好坏的;
(2)应控制甲、乙两瓶中水的质量和 相同;由实验数据可以得出结论: 的导热性更好;
(3)结合以上探究,小明联想到生活中有许多实际应用与此相关,如经过白天在太阳下晒过的棉被蓬松多孔,晚上盖起来觉得暖和,其原因是 。
【答案】(1)相同时间内温度计示数变化 (2)初温 水 (3)晒过的棉被中有大量的空气,空气的导热性能差,利于保温
【解析】(1)根据转换法可知,实验中是通过观察相同时间内温度计示数的变化量来比较水和空气导热性好坏的。
(2)根据控制变量法,实验中应控制甲、乙两瓶中水的质量和初温相同。
由实验数据可知,甲中温度计的变化量更大,说明甲中热水温度降低的更快,所以水的导热性更好。
(3)空气的导热性比较差,那么就说明保温性能较好,棉被盖在身上,棉里面有很多的空气,那么就可以有效的防止人体的热量向外散失,起到保温的作用。
【题型6】内能与温度、热量的关系
【典型例题】关于内能、温度和热量,下列表述正确的是( )
A.物体温度越高含有的热量越多
B.一切物体在任何情况下都具有内能
C.热量只能从内能大的物体转移到内能小的物体
D.物体的温度越高、比热容越大,所放出的热量越多
【答案】B
【解析】物体温度越高,内能越大,但不能说含有的热量越多,因为热量是过程量,只能说吸收和放出,故A错误;
所有的物体都具有内能,故B正确;
热传递的条件是:物体之间存在着温度差,热量总是从温度高的物体传递给温度低的物体或者从温度高的部分传给温度低的部分,故C错误;
比热容越大、温度越高,质量不确定,放出的热量多少不能确定,故D错误。
【举一反三1】关于温度、热量、内能的关系,下列说法中正确的是( )
A.温度高的物体一定比温度低的物体内能大
B.温度高的物体一定比温度低的物体热量多
C.物体的温度升高,它的分子热运动一定加剧
D.物体的温度升高,一定是从外界吸收了热量
【答案】C
【解析】内能与物体的质量、状态和温度有关,因此仅凭温度高低不能判断物体内能的大小,故A错误;
热量属于过程量,不能说物体含有热量,故B错误;
由分子热运动的规律可知,物体温度越高,分子热运动越剧烈,故C正确;
物体温度升高,可能是吸收了热量,也可能是外界对物体做了功,故D错误。
【举一反三2】关于温度、内能和热量,下列说法正确的是( )
A.物体的温度越高,它含有的热量越多
B.温度高的物体一定比温度低的物体内能大
C.物体吸收热量,内能增大,且温度一定升高
D.热传递过程中,放出热量的物体的内能可能小于吸收热量的物体的内能
【答案】D
【解析】同一物体的温度越高,内能越多,但热量是个过程量,不能说含有的热量越多,故A错误;
内能的大小跟质量、温度等因素都有关系,温度高的物体内能不一定大,故B错误;
物体吸收热量,内能增大,温度不一定升高,如晶体熔化时吸收热量,内能增大,但温度不变,故C错误;
热传递的条件是有温度差,内能小的物体也有可能温度高,因此,放出热量的物体的内能可能小于吸收热量的物体的内能,故D正确。
【举一反三3】关于温度、内能、热量和能量,下列说法正确的是( )
A.物体吸收热量,温度一定升高
B.热传递过程中,放出热量的物体的内能一定大于吸收热量的物体的内能
C.物体温度升高,它的内能一定增大
D.物体的内能增大,其温度一定升高
【答案】C
【解析】物体吸收热量内能增大,但温度不一定升高,譬如:晶体在熔化时,吸收热量,温度保持不变;水在沸腾时,吸收热量,温度保持不变,故A、D错误;
热传递时,热量由高温物体向低温物体传递,而高温物体内能不一定大,低温物体内能不一定小,故B错误;
物体吸收热量或外界对物体做功,其温度升高,则内能一定增大,故C正确。
【举一反三4】关于温度、热量、内能,下列说法正确的是( )
A.温度高的物体,内能一定大
B.对物体做功,物体的内能一定增大
C.物体的温度越高,所含的热量越多
D.晶体在熔化过程中,继续吸热,温度不变,内能增大
【答案】D
【解析】物体的内能不仅与温度有关,还与物体的多少有关,所以A说法错误.对物体做功,也可能是使物体发生机械运动或形状发生改变,内能不一定增大,所以B说法错误.对热量的说法错误,不能说“含有热量”,所以C说法错误.晶体熔化时,要继续吸热,但温度不变,所以D说法正确.
【举一反三5】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“①天气炎热、②摩擦生热、③铁锅传热”中,表示热量的是 ,表示温度的是 ,表示内能的是 。(填序号)
【答案】③ ① ②
【解析】天气炎热是反映天气的冷热程度,所以这个“热”指温度。
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;
铁锅传热是指铁锅放出热量,故指热量;
【举一反三6】“热”字有着多种含义,有时表示温度,有时表示热量,有时还表示内能。请说明下列例子中“热”所表示的含义。
(1)物体吸热,温度升高: ;
(2)燃料燃烧,产生热: ;
(3)今天的天气真热: 。
【答案】(1)热量 (2)内能 (3)温度
【解析】(1)物体吸热,温度升高物体吸热是指吸收热量;
(3)燃料燃烧,产生热:燃烧产生热是指将化学能转化为内能。
(3)天气很热,是指温度高;
【举一反三7】如图所示,这是我国古代劳动人民发明的省油灯的示意图。它下层盛水,能减慢上层油的消耗。点燃灯芯后,水在升温的过程中 (选填“吸收”或“放出”)热量,内能 (选填“增大”“减小”或“不变”)。
【答案】吸收 增大
【解析】点燃灯芯后,水在升温的过程中吸收热量,内能增大。
【举一反三8】生活中的“热”含义非常丰富,物理学中,“天气很热”中的“热”是指 ;“摩擦生热”的“热”是指 ,“热传递”中的“热”是指 。
【答案】温度 内能 热量
【解析】天气很热,是指温度高,故“热”指温度。
摩擦生热,是指通过摩擦使物体的内能增加,在这一过程中,机械能转化为内能,故“热”指内能。
热传递,是指传递热量,故“热”指热量
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13.3内能
讲解目录
【知识点1】温度、内能、热量的关系 1
【知识点2】做功改变物体的内能 3
【知识点3】内能的利用及意义 3
【知识点4】热传递的方向与条件 5
【题型1】热传递 5
【题型2】内能的概念 7
【题型3】影响内能的因素 9
【题型4】改变内能的两种方式 11
【题型5】物体的导热性 12
【题型6】内能与温度、热量的关系 14
知识讲解
【知识点1】温度、内能、热量的关系
(1)内能和温度的关系
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.物体在发生物态变化时内能变化了,温度有时变化有时却不变化.如晶体的熔化和凝固过程,还有液体沸腾过程,内能虽然发生了变化,但温度却保持不变.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).
而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.
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.
温度、热量与内能的关系是中考的热点,主要考查学生对温度、内能、热量关系的理解和掌握.
例:关于温度、内能和热量,下列说法错误的是( )
A.炙热的铁水一定比冰冷的冰块含有的热量多
B.热量可以从内能小的物体传向内能大的物体
C.物体温度降低时内能减少,温度升高时内能增加
D.冰块温度虽然低,但其分子仍在不停运动
分析:(1)热量是一个过程量,不能说含有多少热量;
(2)发生热传递时,热量总是由高温物体向低温物体传递热量或从一个物体的高温部分传向低温部分;
(3)内能是物体分子无规则运动的动能和分子势能的总和,温度是表示物体冷热程度的物理量;
(4)分子永不停息地在做无规则运动。
解析:解:A、热量是一个过程量,不能说含有多少热量,故A错误;
B、发生热传递时,总是由高温物体向低温物体传递热量或从一个物体的高温部分传向低温部分,内能小的物体温度可能会高于内能大的物体,所以内能小的物体可能会将热量传给内能大的物体,故B正确;
C、物体温度降低时,它的内能一定减少,物体温度升高时,它的内能一定增加,故C正确;
D、水凝结成冰,但分子热运动没有停止,故D正确。
故选:A。
点评:热量、内能、温度是热学里三个最重要,同时也是联系最密切的概念,只有真正理解,才能保证在解题时不会出错。
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.
【知识点2】做功改变物体的内能
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。
考查做功改变物体的内能的概念,以及现象。
例:下列事例中,通过做功的方式改变物体内能的是( )
A.冬天用热水袋暖手
B.两手相互摩擦发热
C.冬天室内用电炉取暖
D.用火炉烧水
分析:知道改变物体内能的方式有两种:做功和热传递,热传递过程是能量的转移过程,而做功过程是能量的转化过程。
解析:解:A、冬天,用热水袋暖手,手的温度升高,是通过热传递改变了物体的内能,故A不符合题意;
B、两手相互摩擦,手的温度升高,是手克服摩擦力做功,属于做功改变物体的内能,故B符合题意;
C、冬天室内用电炉取暖,温度升高,是通过热传递改变了物体的内能,故C不符合题意;
D、用火炉烧水,水的温度升高,是水吸收了热量,属于热传递改变物体的内能,故D不符合题意。
故选:B。
点评:此题是考查对做功和热传递改变物体内能的辨别,是中考热点,属于易错题目。
做功改变物体的内能的实例:
钻木取火;搓手取暖;磨刀;折铁丝;用打气筒打气筒壁变热;水蒸气将壶盖顶起;打开易拉罐盖时,上面出现白雾;电炉丝通电后发热。
【知识点3】内能的利用及意义
(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.我们家里每天都要生火煮饭,我国北方的冬天还要生火取暖,工厂里常常要加热各种零件,所有这些,都是直接利用内能来加热的常见例子.其实质是利用热传递,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.在这个实验中,燃料的化学能转化为内能,传给水和水蒸气,水蒸气把塞子冲出去,内能转化为塞子的机械能.
所以利用内能做功的实质是内能转化为其他形式能的过程.
生活中的哪些现象是内能的利用是中考的主要命题方式.
例:如图所示,在试管内装适量的水,用橡皮塞塞紧管口,加热一段时间后橡皮塞冲出,同时管口附近产生“白气”。以下分析错误的是( )
A.水温上升时,水的内能增加
B.该实验中的能量转化与汽油机的压缩冲程相同
C.管内气体对橡皮塞做功,内能转化为机械能
D.试管口的“白气”是小水滴
分析:(1)物体吸收热量,内能增加;
(2)热机的工作循环有吸气、压缩、做功、排气四个冲程组成,其中压缩冲程机械能转化成内能,做功冲程内能转化成机械能;
(3)做功可以改变物体的内能:对物体做功,物体的内能增加,物体对外做功,物体内能减少;
(4)白气是热的水蒸气遇到冷的空气液化成的小水滴。解析:解:A、水吸收热量,温度上升,水的内能增加,故A正确;
B、试管内水蒸气将软木塞冲出的过程中,利用内能做功,将水蒸气的内能转化为软木塞机械能;汽油机的压缩冲程机械能转化成内能,该实验中能量转化是内能转化为机械能,能量转化形式不同,故B错误;
C、水蒸气膨胀对橡皮塞做功,水蒸气的内能减小,气体的内能转化为橡皮塞的机械能,故C正确;
D、试管口的“白气”是热的水蒸气遇到冷的空气液化成的小水滴,故D正确。
故选:B。
点评:此题结合木塞冲出的实验考查了能量转化关系,此题是考查的知识点较为全面,要结合相关的知识点进行分析解答。
知道内能与其他形式的能可以相互转化,内能的利用就是把内能转化为其他能的应用.
【知识点4】热传递的方向与条件
(1)热传递的条件:存在温度差;
(2)热传递的方向是从高温物体到低温物体,或者从物体的高温部分到低温部分
考查概念以及通过温度大小判断热传递的方向。
例:质量相同、温度均为100℃的铝块和铜块(c铝>c铜),分别投入质量、温度均相同的两杯冷水中,当它们放出相同的热量时,取出两金属块并使它们接触,不考虑热损失,则它们( )
A.不发生热传递
B.热量从铜块传向铝块
C.热量从铝块传向铜块
D.温度从铝块传向铜块
分析:欲知热量传递的方向,必须知道铝块和铜块谁的温度高,热量总是从温度高的物体传向温度低的物体或者从物体的高温部分传向低温部分,那么,只需根据题意比较铝块和铜块谁的温度高了。
解析:解:已知m铝=m铜,它们的初温相同,Q铝=Q铜,c铝>c铜,
由热量公式Q=cmΔt,可得:Δt=,
把已知条件代入可知,比热容大的温度降低的少,则铝的温度降低少,铝块的温度高,所以铝块传递热量向铜块。
故选:C。
点评:此题主要考查了热传递的规律,必须让学生清醒认识到热量总是从温度高的物体传向温度低的物体或者从物体的高温部分传向低温部分。
题型专练
【题型1】热传递
【典型例题】图(A)所示把凉牛奶放在热水中加热,经过一段较长时间,它们的温度随时间变化的图象如图(B)所示,下列说法中正确的是( )
A.水和牛奶最后温度相同
B.水的温度变化比牛奶的大
C.牛奶的温度变化比水慢
D.甲是牛奶温度变化的图象
【举一反三1】下列四个实例中改变内能的方式与其它三个不同的是( )
A.甲图:用天然气烧水
B.乙图:钻木取火
C.丙图:冬天搓手取暖
D.丁图:小朋友溜滑梯臀部发热
【举一反三2】冰熔化为水的过程中,下列说法正确的是( )
A.内能不变
B.内能增大
C.冰放出了热量
D.一定是热传递改变了内能
【举一反三3】“拔丝地瓜”是很多人喜欢的菜品。能闻到刚出锅的“拔丝地瓜”香气浓郁,这是 现象;夹起一块地瓜就会拉出很长的丝,是因为分子间存在 ;地瓜由生到熟,主要是通过 的方式改变内能。
【举一反三4】小明发现他家的电冰箱里的食物容易变干和相互“窜味”,他觉得很奇怪,请你从物理角度分析,食物“窜味”属于 现象,电冰箱里的食物主要是通过____________方式减小内能的。夏天容易闻到变质食物的馊味儿,冬天不易闻到这种味儿是因为这种现象与 有关。
【举一反三5】广西恭城油茶至今已有一千多年历史。小明向父母展示在学校学到的油茶制作过程,用油炒制老叶红至焦香,再放生姜和水熬煮而成。将煮好的油茶用碗盛出,端起时觉得碗很烫手,热气腾腾的油茶闻起来很香,冷了的油香味没那么香,请用所学的物理知识解释碗烫手和热油茶闻起来更香的原因。
【题型2】内能的概念
【典型例题】下列关于内能的说法中正确的是( )
A.0℃以下的物体没有内能
B.内能与物体的温度有关
C.静止的物体没有内能
D.内能和机械能不能相互转化
【举一反三1】物体的内能是指( )
A.物体内部分子做无规则运动所具有的能
B.物体动能和势能的总和
C.一个分子的动能和势能的总和
D.物体内所有分子做无规则运动的动能和分子势能的总和
【举一反三2】下列有关物体内能的说法中,正确的是 ( )
A.静止的物体没有内能
B.物体的运动速度越大,内能越小
C.内能是物体具有动能和势能的总和
D.内能是构成物体的所有分子做无规则运动的动能和分子势能的总和
【举一反三3】把两滴墨水分别同时滴入盛有冷水和热水的两个玻璃杯中,实验过程及现象如图所示,分析可知物体的温度越高,分子的无规则运动越________。若将冷水倒掉一些,对比原来这杯冷水,杯中剩余冷水的内能________。
【举一反三4】比较如图所示的三杯水的内能大小, 杯中水的内能最大,理由是 。冰山 (选填“具有”或“不具有”)内能。
【举一反三5】(2024·曲靖阶段练习)阅读材料,回答下列问题。
热辐射是一种电磁辐射,其波长范围广泛,从红外线到可见光再到紫外线都有。太阳向地球传递热量、地球表面向太空散发热量的方式都是热辐射。
温室效应是一种地球大气层中某些气体对太阳辐射的选择性吸收和再辐射(热辐射)的现象,使地球表面温度升高。温室效应的原理是:太阳辐射中的短波辐射(可见光、紫外线等)可以较容易地穿透大气层到达地表,而地表吸收后再辐射为长波辐射(红外线)时,部分长波辐射会被大气中的温室气体(如水蒸气、二氧化碳等)吸收并再辐射回地面,使得地表温度升高。
温室效应是自然界中的一个重要现象,它使地球上的生物得以生存。然而,由于人类活动导致大气中温室气体的增加,如燃烧化石燃料、森林砍伐等,加剧了温室效应的程度,造成了全球变暖的问题。
全球变暖会引起气候变化、海平面上升等一系列问题,对生态环境和人类社会产生重大影响。因此,减少温室气体的排放,降低全球变暖对地球的影响,是当今社会亟需解决的问题之一。
(1)太阳主要是通过 的方式将能量输送到地面的。
(2)地球上的海水吸收来自太阳的热量,内能 ,海水蒸发加快,这个过程为海水的 (填物态变化)过程。
(3)除文中提到的方法外,请写出一条减缓全球气候变暖的方法 。
【举一反三6】(2024·曲靖阶段练习)阅读材料,回答问题。
燃气热水器是一种使用方便快捷,不受天气影响的家用热水设备。下图为燃气热水器的结构和工作原理示意图。燃气热水器工作时,用电子点火器点火,燃气在燃烧器内燃烧,产生1700℃的高温烟气。同时风机转动,使高温烟气上升到达热交换器(回环形的金属管),冷水从A处流入管内,被管外的高温燃气加热,变成热水从B处源源不断流出,温度降低后的烟气从排烟管排出。
(1)燃气燃烧时把 能转化为 能;
(2)在热交换器中冷水变热,是通过 的方式改变了水的内能;
(3)燃气热水器工作过程中,热水吸收的热量和天然气完全燃烧放出的热量的比值称为效率,下列措施中不能提高燃气热水器效率的是( )
A.使燃料充分燃烧 B.减少燃烧产生能量的损失
C.尽量降低散热 D.换用热值更高的燃气
【题型3】影响内能的因素
【典型例题】关于内能,下列说法正确的是( )
A.内能是物体内部分子热运动的动能总和
B.做功和热传递都可以改变物体的内能
C.高温物体的内能一定比低温物体的内能大
D.热机是将机械能转化为内能的机械
【举一反三1】如图所示,炽热的岩浆从覆盖着皑皑白雪的火由上喷涌而出,下列说法错误的是( )
A.炽热的岩浆温度高,分子热运动剧烈
B.皑皑白雪温度低,分子热运动缓慢
C.皑皑白雪和炽热的岩浆都具有内能
D.皑皑白雪比炽热的岩浆内能小
【举一反三2】如图所示,炽热的岩浆从覆盖着皑皑白雪的火山上喷涌而出,下列说法错误的是( )
A.皑皑白雪和炽热的岩浆都具有内能
B.炽热的岩浆比皑皑白雪内能大
C.白雪温度低,分子热运动缓慢
D.岩浆温度高,分子热运动剧烈
【举一反三3】关于温度、热量、内能,以下说法正确的是( )
A.0℃的冰没有内能
B.物体的温度越高,所含的热量越多
C.冰熔化时虽然温度保持不变,但它的内能增加
D.只要物体的温度不变,物体的内能就一定不变
【举一反三4】中华美食文化博大精深。如图所示是汉中四大小吃,下列有关说法正确的是( )
A.汉中面皮放凉后香味变淡,是因为分子热运动快慢与温度有关
B.刚出锅的菜豆腐烫嘴,是因为菜豆腐含有的热量较多
C.冬季,放置0℃的浆水面没有内能
D.用炭火烘烤核桃馍时,核桃馍的温度升高,内能不变
【举一反三5】劳动课上,小明用电烙铁在葫芦上烙画。电烙铁的温度升高,内能 ,葫芦被烙焦时,会闻到焦煳味儿,这是 现象。
【举一反三6】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)。
【举一反三7】物理学把“物体内所有分子动能和分子间相互作用的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(参照示例):
示例:①物体内能的大小可能与物体的温度有关.推理性结论;一个物体的温度越高,内能越大.推理依据:温度越高,分子运动越快,分子动能越大
②物体内能的大小还可能与物体的________有关.推理性结论:________.
推理依据: _____________________________________________________________
【题型4】改变内能的两种方式
【典型例题】下列生活情景中,通过热传递改变物体内能的是( )
A.锯木头时,锯条变热
B.反复弯折铁丝,弯折处变热
C.用冰袋降温
D.跑步使身体变得暖和
【举一反三1】高空的冰晶在下落过程中变成了雨滴,这说明( )
A.它的内能减小了
B.它的内能增加了
C.它的内能没有发生变化
D.以上三种说法都不正确
【举一反三2】下列有关内能的说法,正确的是( )
A.内能可以通过做功的方式转化为机械能
B.内能的改变必须通过做功才能实现
C.同一物体的机械能增加,其内能也一定增加
D.热传递的方向一定是从内能多的物体传到内能少的物体
【举一反三3】夏季,在高速公路服务区内,交警会强制一些重型汽车在降温池里停留一会,这是因为汽车在高速行驶过程中,通过________的方式增加轮胎的内能,使轮胎的温度________(选填“升高”或“降低”);轮胎停在水中,通过__________的方式减少内能,降低温度,以确保行车安全。
【举一反三4】对物体做功,物体的内能会________;物体对外做功,物体的内能会________.内能的单位是________.
【举一反三5】如图所示,用酒精灯加热弯曲的铜棒,发现杯内水的温度会升高,即水的内能会________,这一实验表明用________的方法可以使物体的内能发生改变.
【题型5】物体的导热性
【典型例题】在冬天,用手拿铁块比拿木块感觉更凉一些,这是因为( )
A.金属铁块温度比木块低
B.铁块密度比木块大
C.铁块是热的良导体,木块是热的不良导体
D.铁块的硬度比木块大
【举一反三1】关于材料和技术的应用,下列说法中不正确的是( )
A.岩棉保温板利用了岩棉导热性好的特点
B.制作集成电路芯片所使用的晶圆属于半导体材料
C.用密度小、强度高的铝合金材料制作飞机蒙皮
D.汽车轮胎利用了橡胶材料弹性好的特点
【举一反三2】“嫦娥三号”已成功实施着陆.“嫦娥三号”的发动机与周围的电子元件间可以形成一道热屏障,即使燃烧室和喷管温度高于1200 ℃,外面温度也不超过100 ℃.这主要是利用了材料良好的________;“玉兔”月球车驱动机构壳体等部件采用的是一种镁合金材料,这种材料较轻,主要应用了镁合金________小的特点.
【举一反三3】夏天,用塑料泡沫箱装运海鲜,可达到减少装载质量和保鲜的目的。其中分别利用了塑料泡沫密度较小和 (选填“隔热”“导热”或“绝缘”)效果较好的特性;利用石墨烯可以加快用电器在工作时的散热,这说明它的导热性 (选填“强”或“弱”)。
【举一反三4】如图是对A、B两种品牌保温杯的保温效果进行测试所获得的图象信息.利用该信息和你具有的科学知识回答以下问题:
(1)从该实验中你能得出的结论是________.
A.A品牌的保温效果更好
B.B品牌的保温效果更好
C.A和B两种品牌的保温效果相同
D.保温杯在水温较低时能自动加热
(2)保温杯周围环境的气温是________ ℃
(3)测试过程热水降温的快慢是不同的,热水与周围空气的温差越大,降温越________.
【举一反三5】为了比较空气和水的导热性好坏,小明进行了如下探究:在甲、乙两个相同的玻璃瓶中都装入热水、一个放在温度与室温相同的水中,另一个放在空气中,为尽量减少其他因素影响、他把两个瓶都用木块垫起来,如图所示,他每隔一定的时间记录一次甲乙温度计的示数,得到的数据如表:
(1)实验中是通过观察 来比较水和空气导热性好坏的;
(2)应控制甲、乙两瓶中水的质量和 相同;由实验数据可以得出结论: 的导热性更好;
(3)结合以上探究,小明联想到生活中有许多实际应用与此相关,如经过白天在太阳下晒过的棉被蓬松多孔,晚上盖起来觉得暖和,其原因是 。
【题型6】内能与温度、热量的关系
【典型例题】关于内能、温度和热量,下列表述正确的是( )
A.物体温度越高含有的热量越多
B.一切物体在任何情况下都具有内能
C.热量只能从内能大的物体转移到内能小的物体
D.物体的温度越高、比热容越大,所放出的热量越多
【举一反三1】关于温度、热量、内能的关系,下列说法中正确的是( )
A.温度高的物体一定比温度低的物体内能大
B.温度高的物体一定比温度低的物体热量多
C.物体的温度升高,它的分子热运动一定加剧
D.物体的温度升高,一定是从外界吸收了热量
【举一反三2】关于温度、内能和热量,下列说法正确的是( )
A.物体的温度越高,它含有的热量越多
B.温度高的物体一定比温度低的物体内能大
C.物体吸收热量,内能增大,且温度一定升高
D.热传递过程中,放出热量的物体的内能可能小于吸收热量的物体的内能
【举一反三3】关于温度、内能、热量和能量,下列说法正确的是( )
A.物体吸收热量,温度一定升高
B.热传递过程中,放出热量的物体的内能一定大于吸收热量的物体的内能
C.物体温度升高,它的内能一定增大
D.物体的内能增大,其温度一定升高
【举一反三4】关于温度、热量、内能,下列说法正确的是( )
A.温度高的物体,内能一定大
B.对物体做功,物体的内能一定增大
C.物体的温度越高,所含的热量越多
D.晶体在熔化过程中,继续吸热,温度不变,内能增大
【举一反三5】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“①天气炎热、②摩擦生热、③铁锅传热”中,表示热量的是 ,表示温度的是 ,表示内能的是 。(填序号)
【举一反三6】“热”字有着多种含义,有时表示温度,有时表示热量,有时还表示内能。请说明下列例子中“热”所表示的含义。
(1)物体吸热,温度升高: ;
(2)燃料燃烧,产生热: ;
(3)今天的天气真热: 。
【举一反三7】如图所示,这是我国古代劳动人民发明的省油灯的示意图。它下层盛水,能减慢上层油的消耗。点燃灯芯后,水在升温的过程中 (选填“吸收”或“放出”)热量,内能 (选填“增大”“减小”或“不变”)。
【举一反三8】生活中的“热”含义非常丰富,物理学中,“天气很热”中的“热”是指 ;“摩擦生热”的“热”是指 ,“热传递”中的“热”是指 。
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