第一节 物体的内能(导学案)物理沪科版选择性必修第三册
2026-01-23
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2份
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16页
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精品
资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 高中物理沪科版选择性必修 第三册 |
| 年级 | 高二 |
| 章节 | 第一节 物体的内能 |
| 类型 | 学案-导学案 |
| 知识点 | 物体的内能 |
| 使用场景 | 同步教学-新授课 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 上海市 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 526 KB |
| 发布时间 | 2026-01-23 |
| 更新时间 | 2026-01-23 |
| 作者 | 欧阳老师原创 |
| 品牌系列 | 上好课·上好课 |
| 审核时间 | 2025-12-24 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/55602772.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
该高中物理导学案围绕“物体的内能”展开,核心知识点包括分子动能、分子势能及物体内能的概念,改变内能的做功与热传递两种途径,通过知识回顾梳理分子动能与温度、分子势能与距离的关系,结合表格对比做功和热传递的异同,搭建前后知识学习支架,课堂导入以温差发电片实验引导学生思考能量来源,激发探究兴趣。
该资料特色突出,以科学探究为导向设计压缩气体做功等自主活动,培养学生动手与观察能力,融入温差发电等生活实例渗透能量观念,习题结合温泉放热、氧气瓶内能变化等情境,提升科学思维中的科学推理能力,助力学生用物理观念解释自然现象,落实科学态度与责任素养。
内容正文:
第一节 物体的内能
导学案
1.了解物体的内能以及做功和热传递是改变物体内能的两条途径,了解热力学第一定律和热力学第二定律,理解并运用能量守恒定律和能量转化方向性解释自然现象,加深对能量观念的理解。
2.通过人类发现热力学第一定律和能量守恒定律的史实,体会实践、挫折和失败对科学发现的意义以及人类探索真理的艰辛。
3.在运用能量守恒定律和热力学第一定律研究问题的过程中,领悟守恒思想的价值。在能量转化的方向性、热力学第二定律的认识中,体会节约能源、开发新能源的重要意义,培养严谨的科学态度与社会责任等素养。
【知识回顾】
一、物体的内能
1.分子动能:由于分子在做永不停息的无规则运动,所以分子具有_________。
分子平均动能:组成物体的________________的平均值, = m。
________是物体分子热运动平均动能的量度。
2.分子势能:当分子间的_________发生变化时,分子间的相互作用力会引起由分子间相对位置所决定的某种能量的变化。r
r
F
Ep
r0
r0
O
O
(1)分子势能与分子间距离的关系:
· 当r < r0时,分子力表现为_____力;若 r 增大,分子力做_____功,分子势能_____________;
· 当r > r0时、分子力表现为_____力;若 r 增大,分子力做_____功,分子势能___________;
· 当r = r0时,分子力为零,分子势能__________但不为零。
(2)决定因素:分子势能的大小宏观上与物体的_________、________有关,微观上与分子间的__________有关。
(3)对于理想气体,分子间相互作用力忽略不计,分子势能为零。
3.物体的内能U:物体内部所有分子热运动的动能和分子势能的总和,常用字母________表示。内能由物质的量、___________、___________、___________共同决定。
一定质量理想气体的内能仅取决于它的温度。
二、物体内能的变化 ΔU
比较项目
做功
热传递
内能变化
外界对物体做功,物体的内能_________
物体对外界做功,物体的内能_________
物体吸收热量,内能_________
物体放出热量,内能_________
物理实质
其他形式的能与内能之间的_________
不同物体间或同一物体的不同部分之间内能的_________
相互联系
在改变内能的效果上是________(相同/不同)的
1.分子动能:做热运动的分子具有动能,在热现象的研究中,单个分子的动能是无研究意义的,重要的是分子热运动的平均动能.温度是物体分子热运动的平均动能的标志.
2.分子势能:分子间具有由它们的相对位置决定的势能,叫做分子势能.分子势能随着物体的体积变化而变化.分子间的作用表现为引力时,分子势能随着分子间的距离增大而增大.分子间的作用表现为斥力时,分子势能随着分子间距离增大而减小.对实际气体来说,体积增大,分子势能增加;体积缩小,分子势能减小.
3.物体的内能:物体里所有的分子的动能和势能的总和叫做物体的内能.任何物体都有内能,物体的内能跟物体的温度和体积有关.
4.物体的内能和机械能有着本质的区别.物体具有内能的同时可以具有机械能,也可以不具有机械能.
①内能:物体中所有分子的热运动动能与分子势能的总和.
②决定因素:温度、体积和物质的量.
③影响因素:物体的内能与物体的位置高低、运动速度大小无关.
④改变物体内能的两种方式:做功和热传递.
思考与讨论:
物体的内能温差发电片
图 12 – 2 温差发电
小电扇
冷水
热水
如图 12 – 2 所示,中间隔开的容器两侧分别盛有热水和冷水。由 P 型半导体和 N 型半导体连接而成的温差发电片与小电扇构成回路,在温差发电片两侧分别固定导热金属支架。将金属支架分别插入两侧的冷水和热水中,电扇就会不停地运转。
自
主
活
动
小电扇为什么能运转呢?使它运转的能量来自哪里?
我们知道,物体是由大量分子组成的,分子在做永不停息的无规则运动。像一切运动着的物体一样,做热运动的分子也具有动能,这就是分子动能,表示为
Ek = mv2
式中 m 为分子的质量,v 为分子热运动的速率,Ek 为分子的动能。
单个分子的运动状态是随机的,但可以从统计的角度了解大量分子热运动的宏观表现。在研究热现象时,我们关心的是组成物体的所有分子动能的平均值,即
= m
式中 是所有分子速率平方的平均值, 叫做分子平均动能。
温度越高分子热运动越剧烈,分子平均动能越大。因此,从分子动理论的观点来看,温度是物体分子热运动平均动能的量度。
做热运动的分子间存在相互作用力,这种作用力仅与分子间的距离有关。当分子间的距离发生变化时,分子间相互作用力会引起由分子间相对位置所决定的某种能量的变化,物理学中把这种能量称为分子势能。图 12 – 3 分子相互作用力和分子势能与分子间距离的关系
(a)
(b)
r
r
F
Ep
r0
r0
O
O
分子间相互作用力与分子间距离的关系如图 12 – 3(a)所示,由图可知,分子间距离 r = r0 时,分子间相互作用力为零。
当 r > r0 时,分子间相互作用力表现为引力,这时增大 r 必须克服分子间引力做功,分子势能 Ep 随分子间距离 r 增大而增大。
反之,当 r < r0 时,分子间相互作用力表现为斥力,这时减小 r 必须克服分子间斥力做功,因此 Ep 随 r 减小而增大。
综上所述,当 r = r0 时,分子势能 Ep 最小。
如果取 r 为无穷大时 Ep 为零,则 Ep 随 r 的变化关系如图 12 – 3(b)所示。
物体的体积变化,意味着分子间距离发生变化,分子势能发生变化。因此,物体的分子势能与物体的体积有关。
分子热运动中,分子势能部分会使分子趋于团聚,而分子动能会使分子趋于飞散。设分子平均动能为 ;分子最小势能的绝对值为 Epmin。则:
① 当 ≫ Epmin 时,物质分子将尽可能地充满能占据的空间,物质呈气态;
② 当 ≪ Epmin 时,物质分子被束缚在尽可能小的空间,物质呈固态;
③ 当 ≈ Epmin 时,物质呈液态。
拓 展 视 野
综上所述,物体是由大量分子组成的,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(internal energy)。内能常用字母 U 来表示。任何物体的分子都在做热运动,所以任何物体都具有内能。图 12 – 2 中的温差发电正是利用了水的内能。自然界中的地热现象表明地球蕴含着大量的内能。
物体内能的变化
大家谈
将一杯水加热至沸腾,从微观角度分析这杯水内能的变化。
在日常生活中,灼热的火炉可以使它周围物体的温度升高,内能增加;容器中的热水使放入其中的冰块熔化,并不断向外散热后逐渐冷却,内能减少。这类使物体内能改变的物理过程叫做热传递。
热传递并不是改变物体内能的唯一途径,双手相互摩擦,手掌会发热,锯木头时锯条和木头的温度会升高……在这些例子中,都包含克服摩擦力做功的过程,克服摩擦力做功也可使物体的内能增加。
18 世纪末至 19 世纪初,科学家通过摩擦生热的实验,把物体内能的变化与机械功联系起来。
图 12 – 4 压缩气体做功,气体内能增加
硝化棉
如图 12 – 4 所示,取少许干燥的硝化棉,用镊子把棉花拉得疏松一些,放入一个厚壁玻璃筒里。将活塞放入玻璃筒的上口,迅速地压下活塞。观察并解释玻璃筒内发生的现象。
自
主
活
动
从上述活动可以看到,通过压缩气体的方式对气体做功也可以改变气体的内能。
四冲程柴油机汽缸内的空气被活塞压缩,气体内能增加,温度升高,通过高压油泵喷入的雾状柴油立即被点燃,汽缸内形成高温高压气体。当高温高压气体膨胀对外做功时,气体内能转化为活塞的机械能,气体内能减少,温度下降。
由此可知,做功也是改变物体内能的重要途径。当外界对物体做功时,物体的内能增 加;当物体对外界做功时,物体的内能减少。
大量事实表明,做功和热传递都可以改变物体的内能。要使一根铁丝温度升高,可以采用加热的方式,也可以用摩擦生热的方式。
做功过程中,其他形式的能(如机械能)转化为内能;热传递过程中,物体间或物体 各部分间的内能相互转移。
一、单选题
1.下列叙述中正确的说法是( )
A.每个分子的内能等于它的势能和动能的总和
B.物体的内能变化时,它的温度可以不变
C.同种物质,温度较高时的内能肯定比温度较低时的内能大
D.纯电阻电路中电流的电能也不可能全部变成内能
2.关于固体、液体、气体和物态变化,下列说法中正确的是( )
A.晶体一定具有各向异性的特征
B.毛细现象就是浸润液体在细管中的上升和不浸润液体在细管中的下降
C.的铁和的铜,它们的分子平均速率相同
D.一定质量的某种理想气体状态改变时,内能一定改变
3.关于物体的内能,下列说法正确的是( )
A.水的内能比冰的内能大
B.物体所处的位置越高,分子势能越大
C.一定质量的0 ℃的水结成0 ℃冰,内能一定减少
D.相同质量的两个同种物体,运动物体的内能一定大于静止物体的内能
4.物体的内能包括( )
A.分子势能 B.重力势能 C.核能 D.化学能
5.一定质量0℃的冰,熔解成0℃水的过程中
A.分子的总动能变大 B.分子的总动能变小
C.分子间的势能变大 D.分子间的势能变小
6.对一定质量的理想气体,下列说法正确的是( )
A.气体的体积是所有气体分子的体积之和
B.气体温度升高,气体每一个分子的热运动速度都增大
C.气体对容器的压强是由大量气体分子对容器不断碰撞而产生的
D.当气体膨胀时,气体分子势能减小,因而气体的内能一定减少
7.1g的水结成冰,则一定不变的是( )
A.分子质量 B.分子体积 C.分子平均动能 D.分子势能
二、填空题
8.内能是物体内部具有的能量,它包括物体内所有分子的 ,它与物体的 、状态都有关系。
9.长沙市宁乡的灰汤温泉是我国三大著名的高温复合温泉之一,温泉出水处温度高达92℃。假设温泉每天开采热水量为2×104 kg,而水温要降低到52℃才能使用,那么这些热水在使用前要放出 J的热量,其内能减少 J。水的比热容c=4.2×103 J/(kg·℃)。
10.疫情期间,医院将氧气瓶由寒冷的室外搬到温暖的室内并放置一段时间。不计氧气瓶体积的变化,与室外相比,该瓶内氧气的内能 (选填“变大”、“变小”或“不变”),氧气分子在单位时间内对瓶壁单位面积的撞击次数 (选填“增多”、“减少”或“不变”)。
本节课学习中,你有哪些收获,还有哪些问题?
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第一节 物体的内能
导学案
1.了解物体的内能以及做功和热传递是改变物体内能的两条途径,了解热力学第一定律和热力学第二定律,理解并运用能量守恒定律和能量转化方向性解释自然现象,加深对能量观念的理解。
2.通过人类发现热力学第一定律和能量守恒定律的史实,体会实践、挫折和失败对科学发现的意义以及人类探索真理的艰辛。
3.在运用能量守恒定律和热力学第一定律研究问题的过程中,领悟守恒思想的价值。在能量转化的方向性、热力学第二定律的认识中,体会节约能源、开发新能源的重要意义,培养严谨的科学态度与社会责任等素养。
【知识回顾】
一、物体的内能
1.分子动能:由于分子在做永不停息的无规则运动,所以分子具有动能
分子平均动能:组成物体的所有分子动能的平均值, = m。
温度是物体分子热运动平均动能的量度。
2.分子势能:当分子间的分子动能,温度距离发生变化时,分子间的相互作用力会引起由分子间相对位置所决定的某种能量的变化。r
r
F
Ep
r0
r0
O
O
(1)分子势能与分子间距离的关系:
· 当r < r0时,分子力表现为斥力力;若 r 增大,分子力做正功,分子势能减少;
· 当r > r0时、分子力表现为引力力;若 r 增大,分子力做负功,分子势能增加
当r = r0时,分子力为零,分子势能最小但不为零。
(2)决定因素:分子势能的大小宏观上与物体的体积、状态有关,微观上与分子间的距离
有关。
(3)对于理想气体,分子间相互作用力忽略不计,分子势能为零。
3.物体的内能U:物体内部所有分子热运动的动能和分子势能的总和,常用字母U表示。内能由物质的量、,温度,体积、状态共同决定。
一定质量理想气体的内能仅取决于它的温度。
二、物体内能的变化 ΔU
比较项目
做功
热传递
内能变化
外界对物体做功,物体的内能增加
物体对外界做功,物体的内能减少,
物体吸收热量,内能增加
物体放出热量,内能减少
物理实质
其他形式的能与内能之间的转化
不同物体间或同一物体的不同部分之间内能的转移
相互联系
在改变内能的效果上是相同(相同/不同)的
【自主预习】
1.分子动能:做热运动的分子具有动能,在热现象的研究中,单个分子的动能是无研究意义的,重要的是分子热运动的平均动能.温度是物体分子热运动的平均动能的标志.
2.分子势能:分子间具有由它们的相对位置决定的势能,叫做分子势能.分子势能随着物体的体积变化而变化.分子间的作用表现为引力时,分子势能随着分子间的距离增大而增大.分子间的作用表现为斥力时,分子势能随着分子间距离增大而减小.对实际气体来说,体积增大,分子势能增加;体积缩小,分子势能减小.
3.物体的内能:物体里所有的分子的动能和势能的总和叫做物体的内能.任何物体都有内能,物体的内能跟物体的温度和体积有关.
4.物体的内能和机械能有着本质的区别.物体具有内能的同时可以具有机械能,也可以不具有机械能.
①内能:物体中所有分子的热运动动能与分子势能的总和.
②决定因素:温度、体积和物质的量.
③影响因素:物体的内能与物体的位置高低、运动速度大小无关.
④改变物体内能的两种方式:做功和热传递.
思考与讨论:
物体的内能温差发电片
图 12 – 2 温差发电
小电扇
冷水
热水
如图 12 – 2 所示,中间隔开的容器两侧分别盛有热水和冷水。由 P 型半导体和 N 型半导体连接而成的温差发电片与小电扇构成回路,在温差发电片两侧分别固定导热金属支架。将金属支架分别插入两侧的冷水和热水中,电扇就会不停地运转。
自
主
活
动
小电扇为什么能运转呢?使它运转的能量来自哪里?
我们知道,物体是由大量分子组成的,分子在做永不停息的无规则运动。像一切运动着的物体一样,做热运动的分子也具有动能,这就是分子动能,表示为
Ek = mv2
式中 m 为分子的质量,v 为分子热运动的速率,Ek 为分子的动能。
单个分子的运动状态是随机的,但可以从统计的角度了解大量分子热运动的宏观表现。在研究热现象时,我们关心的是组成物体的所有分子动能的平均值,即
= m
式中 是所有分子速率平方的平均值, 叫做分子平均动能。
温度越高分子热运动越剧烈,分子平均动能越大。因此,从分子动理论的观点来看,温度是物体分子热运动平均动能的量度。
做热运动的分子间存在相互作用力,这种作用力仅与分子间的距离有关。当分子间的距离发生变化时,分子间相互作用力会引起由分子间相对位置所决定的某种能量的变化,物理学中把这种能量称为分子势能。图 12 – 3 分子相互作用力和分子势能与分子间距离的关系
(a)
(b)
r
r
F
Ep
r0
r0
O
O
分子间相互作用力与分子间距离的关系如图 12 – 3(a)所示,由图可知,分子间距离 r = r0 时,分子间相互作用力为零。
当 r > r0 时,分子间相互作用力表现为引力,这时增大 r 必须克服分子间引力做功,分子势能 Ep 随分子间距离 r 增大而增大。
反之,当 r < r0 时,分子间相互作用力表现为斥力,这时减小 r 必须克服分子间斥力做功,因此 Ep 随 r 减小而增大。
综上所述,当 r = r0 时,分子势能 Ep 最小。
如果取 r 为无穷大时 Ep 为零,则 Ep 随 r 的变化关系如图 12 – 3(b)所示。
物体的体积变化,意味着分子间距离发生变化,分子势能发生变化。因此,物体的分子势能与物体的体积有关。
分子热运动中,分子势能部分会使分子趋于团聚,而分子动能会使分子趋于飞散。设分子平均动能为 ;分子最小势能的绝对值为 Epmin。则:
① 当 ≫ Epmin 时,物质分子将尽可能地充满能占据的空间,物质呈气态;
② 当 ≪ Epmin 时,物质分子被束缚在尽可能小的空间,物质呈固态;
③ 当 ≈ Epmin 时,物质呈液态。
拓 展 视 野
综上所述,物体是由大量分子组成的,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(internal energy)。内能常用字母 U 来表示。任何物体的分子都在做热运动,所以任何物体都具有内能。图 12 – 2 中的温差发电正是利用了水的内能。自然界中的地热现象表明地球蕴含着大量的内能。
物体内能的变化
大家谈
将一杯水加热至沸腾,从微观角度分析这杯水内能的变化。
在日常生活中,灼热的火炉可以使它周围物体的温度升高,内能增加;容器中的热水使放入其中的冰块熔化,并不断向外散热后逐渐冷却,内能减少。这类使物体内能改变的物理过程叫做热传递。
热传递并不是改变物体内能的唯一途径,双手相互摩擦,手掌会发热,锯木头时锯条和木头的温度会升高……在这些例子中,都包含克服摩擦力做功的过程,克服摩擦力做功也可使物体的内能增加。
18 世纪末至 19 世纪初,科学家通过摩擦生热的实验,把物体内能的变化与机械功联系起来。
图 12 – 4 压缩气体做功,气体内能增加
硝化棉
如图 12 – 4 所示,取少许干燥的硝化棉,用镊子把棉花拉得疏松一些,放入一个厚壁玻璃筒里。将活塞放入玻璃筒的上口,迅速地压下活塞。观察并解释玻璃筒内发生的现象。
自
主
活
动
从上述活动可以看到,通过压缩气体的方式对气体做功也可以改变气体的内能。
四冲程柴油机汽缸内的空气被活塞压缩,气体内能增加,温度升高,通过高压油泵喷入的雾状柴油立即被点燃,汽缸内形成高温高压气体。当高温高压气体膨胀对外做功时,气体内能转化为活塞的机械能,气体内能减少,温度下降。
由此可知,做功也是改变物体内能的重要途径。当外界对物体做功时,物体的内能增 加;当物体对外界做功时,物体的内能减少。
大量事实表明,做功和热传递都可以改变物体的内能。要使一根铁丝温度升高,可以采用加热的方式,也可以用摩擦生热的方式。
做功过程中,其他形式的能(如机械能)转化为内能;热传递过程中,物体间或物体 各部分间的内能相互转移。
一、单选题
1.下列叙述中正确的说法是( )
A.每个分子的内能等于它的势能和动能的总和
B.物体的内能变化时,它的温度可以不变
C.同种物质,温度较高时的内能肯定比温度较低时的内能大
D.纯电阻电路中电流的电能也不可能全部变成内能
【答案】B
【详解】A.内能是统计概念,对单个分子讲没有意义,故A错误;
B.物体的内能变化时,其温度可以不变,比如同质量的冰熔化成同质量同温度的水时,内能增大,而温度不变,故B正确;
C.物体的内能不光受温度的影响,还与物体所处的状态有关,比如零摄氏度的冰吸热变为零摄氏度的水,内能增加,温度不变,故C错误;
D.由电流热效应中的焦耳定律可知,电流的能可以全部转化为内能,故D错误;
故选B。
2.关于固体、液体、气体和物态变化,下列说法中正确的是( )
A.晶体一定具有各向异性的特征
B.毛细现象就是浸润液体在细管中的上升和不浸润液体在细管中的下降
C.的铁和的铜,它们的分子平均速率相同
D.一定质量的某种理想气体状态改变时,内能一定改变
【答案】B
【详解】A.多晶体具有各向同性的特征,故A错误;
B.毛细现象就是浸润液体在细管中的上升和不浸润液体在细管中的下降,故B正确;
C.温度是平均动能的标志,温度相同的铁和铜,分子平均动能相同,但分子质量不同,则平均速率不同,故C错误;
D.一定质量的某种理想气体的内能由温度决定,状态改变时,温度不一定变化,如:压强增大而体积减小,故D错误。
故选B。
3.关于物体的内能,下列说法正确的是( )
A.水的内能比冰的内能大
B.物体所处的位置越高,分子势能越大
C.一定质量的0 ℃的水结成0 ℃冰,内能一定减少
D.相同质量的两个同种物体,运动物体的内能一定大于静止物体的内能
【答案】C
【详解】A.物体的内能由温度、体积和分子数目共同决定,由于水与冰的分子数目关系不确定,可知水与冰的内能大小关系也不能够确定,故A错误;
B.物体所处的位置越高,重力势能越大,分子势能是物体内能的一部分,与物体的高度大小无关,故B错误;
C.一定质量的0 ℃的水结成0 ℃冰,必需向外释放能量,可知内能一定减少,故C正确;
D.物体的内能由温度、体积和分子数目共同决定,与物体的运动状态无关,可知相同质量的两个同种物体,运动物体的内能与静止物体的内能大小关系不确定,故D错误。
故选C。
4.物体的内能包括( )
A.分子势能 B.重力势能 C.核能 D.化学能
【答案】A
【详解】物体的内能为物体里所有的分子动能和势能的总和。
故选A。
5.一定质量0℃的冰,熔解成0℃水的过程中
A.分子的总动能变大 B.分子的总动能变小
C.分子间的势能变大 D.分子间的势能变小
【答案】C
【详解】一定质量0℃的冰,熔解成0℃水的过程中温度不变,则分子平均动能不变,分子总动能不变,由于吸收热量,内能增加,则分子间的势能变大。
故选C。
6.对一定质量的理想气体,下列说法正确的是( )
A.气体的体积是所有气体分子的体积之和
B.气体温度升高,气体每一个分子的热运动速度都增大
C.气体对容器的压强是由大量气体分子对容器不断碰撞而产生的
D.当气体膨胀时,气体分子势能减小,因而气体的内能一定减少
【答案】C
【详解】A.气体的体积是所有气体分子运动占据的空间的体积之和,A错误;
B.气体温度升高,气体分子热运动的平均速率变大,但是单个气体分子的运动具有随机性、偶然性,速率不一定增大,B错误;
C.气体对容器的压强是由大量气体分子对容器不断碰撞而产生的,C正确;
D.理想气体不考虑分子势能,只需考虑分子平均动能,该选项不清楚温度变化情况,故无法判断内能如何变化,D错误。
故选C。
7.1g的水结成冰,则一定不变的是( )
A.分子质量 B.分子体积 C.分子平均动能 D.分子势能
【答案】A
【详解】A.质量是物体本身的一种属性,与物体的状态无关,故A正确;
B.由于冰的密度比水的密度小,1g的水结成冰体积会增大,故B错误;
C.温度是分子平均动能的标志,1g的水结成冰,由于水的温度不低于0℃,因此当冰的温度低于0℃时,分子平均动能减小,故C错误;
D.若是质量为1g的0℃的水凝固成0℃的冰,会放出热量,内能减少,内能包括分子动能和分子势能,由于温度不变,分子平均动能不变,因此放出的能量是由分子势能减小而释放的,故D错误。
故选A。
二、填空题
8.内能是物体内部具有的能量,它包括物体内所有分子的 ,它与物体的 、状态都有关系。
【答案】 动能和势能 温度和体积
【详解】[1]内能是物体内所有分子的分子动能和分子势能之和;
[2]物体的内能与物体的温度、体积、状态都有关。
9.长沙市宁乡的灰汤温泉是我国三大著名的高温复合温泉之一,温泉出水处温度高达92℃。假设温泉每天开采热水量为2×104 kg,而水温要降低到52℃才能使用,那么这些热水在使用前要放出 J的热量,其内能减少 J。水的比热容c=4.2×103 J/(kg·℃)。
【答案】
【详解】[1][2]由题意可知,水的质量为m=2×104 kg,由比热容公式可得热水需要放出的热量为
Q放=cm△t=4.2×103 J/(kg·℃)×2×104 kg×(92℃−52℃)=3.36×109 J
由题意可得,内能减少量与热水放出的热量相同。
10.疫情期间,医院将氧气瓶由寒冷的室外搬到温暖的室内并放置一段时间。不计氧气瓶体积的变化,与室外相比,该瓶内氧气的内能 (选填“变大”、“变小”或“不变”),氧气分子在单位时间内对瓶壁单位面积的撞击次数 (选填“增多”、“减少”或“不变”)。
【答案】 变大 增多
【详解】[1]由于氧气体积不变,所以分子势能不变,而氧气温度升高,所以分子平均动能增大,则氧气的内能变大。
[2]氧气的分子数密度不变,而分子平均速率增大,所以氧气分子在单位时间内对瓶壁单位面积的撞击次数增多。
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