12.2 内能(讲义)物理新教材鲁科版(五四学制)九年级上册
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精品
摘要:
本初中物理讲义聚焦“内能”核心知识点,从分子动能、分子势能切入构建内能概念,系统梳理其影响因素(温度、质量、状态),进而阐述改变内能的两种方式(热传递的传导、对流、辐射及做功的实质),最终明晰温度、内能、热量的辩证关系,形成完整知识链。
资料以实验探究为亮点,通过压缩气体引火、水蒸气做功等实验培养科学探究能力,随学随练融入中考真题强化物理观念与科学思维,分层设计基础通关、素养提升练习,助力课中教学实施与课后学生查漏补缺。
内容正文:
第十二章
内能与热机
第2节 内能
课标要点
1. 了解内能和热量。
2. 知道改变内能的两种方式。
学习重难点
重点:知道内能的定义和影响因素;知道改变内能的两种方式。
难点:知道热量的定义;通过实验探究做功改变空气的内能。
知识点 内能
1. 分子动能
运动的物体具有动能,运动的分子也具有 。
温度越高,分子运动越 ,分子动能就越大,温度越低,分子动能就 。
2. 分子势能
弹簧被压缩或拉伸时,各部分间互相排斥或吸引,所以弹簧具有弹性势能。
分子间既相互吸引又相互排斥,所以分子间具有势能,叫作 。分子势能与分子间的距离有关。
3. 内能
(1)定义:构成物体的所有分子,其热运动的 的总和,叫做物体的内能。
(2)单位: 。
(3)对内能的理解:一切物体,不论温度高低,都具有 。
易错提醒
内能是不同于机械能的另一种形式的能:
机械能与整个物体的机械运动情况有关,而内能与物体内部分子的热运动和分子之间的相互作用情况有关。
(4)影响物体内能大小的因素
①温度:同一物体,状态不变时,温度越高,物体的 。温度越低,其内能越小。
②质量:物体的质量越大,分子个数越多,物体的内能就 。
③状态:物体的状态不同,分子间隔不同,分子势能不同,物体的内能就 。
随学随练
1.(2026•玉林期末)从热汤中取出的金属勺子,由烫手变为不烫手的过程中,其内能( )
A.逐渐增大 B.保持不变
C.先增大后减小 D.逐渐减小
2.(2026•广元中考)夜间由于气温降低,汽车轮胎内的气体压强变低。不考虑漏气和体积的变化,与白天相比,夜间轮胎内的气体( )
A.放出热量,内能减小 B.吸收热量,内能增大
C.温度升高,内能减小 D.对外做功,内能增大
知识点 物体内能的改变(重点)
1. 热量
(1)定义:在热传递过程中,传递能量的多少叫 。
热传递:如果把烧热的工件放到冷水中,工件会凉下来,而冷水会变热,这是因为在此过程中发生了热传递。
(2) 单位: 。
(3)对热量的理解:只有在热传递过程中,才能谈论热量。不能说具有或含有多少热量,只能说 等。
2. 热传递可以改变内能:
(1)生活现象:烧水做饭、晒太阳、用空调制热或制冷。
(2)热传递的三种方式:
① :用锅烧饭时,锅把手也会热。
② :用锅烧饭时,锅里的水靠对流传热。
③ :太阳的光和热就是通过热辐射的方式传到地球的。
(3)热传递改变内能的实质:
实质是 的过程。内能从高温物体向低温物体转移。(注意:不是传递温度)
3.做功可以改变内能
(1)如图所示,在一个配有活塞的厚玻璃筒里放一小团硝化棉,把活塞迅速压下去,棉花会 来,是因为活塞压缩气体做功,使空气的内能增大,温度升高,达到硝化棉的燃点。
可见,对物体做功,物体的 。
(2)如图,烧瓶内盛少量水。给瓶内打气,图中瓶内水上方存在着无色透明、无法看到的水蒸气;当塞子跳起来时,可以看到瓶内出现白雾,说明水蒸气液化成了可以看到的小水滴。在这个过程中,气体膨胀对外做功,温度降低,内能减小。可见,物体对外做功,物体的 .
(3)实质: 相互转化的过程
随学随练
1.(2026•内蒙古中考)小明一家在呼伦贝尔大草原游玩,傍晚天气变冷,他们采取下列方法取暖,属于做功改变内能的是( )
A.喝杯热水 B.抱热水袋
C.搓手搓脸 D.向手心哈气
2.(2026•建邺区一模)下列事例中,改变内能的方式与另外三个不同的是( )
A.酒精灯对水加热 B.取暖器通电后发热
C.古人钻木取火 D.弹性小球越跳越低
3.(2026•遵义模拟)图中两名儿童的取暖方式是( )
A.两人都是通过做功取暖
B.两人都是通过热传递取暖
C.男孩通过热传递取暖,女孩通过做功取暖
D.男孩通过做功取暖,女孩通过热传递取暖
题型 实验探究:做功改变内能
做功可以改变物体的内能。当只有做功过程时,对物体做功,物体的内能 ;物体对外做功,物体的内能 。
活学活用
1.(2026•武汉期末)如图是验证“做功可以改变物体内能”的实验,关于实验下列说法正确的是( )
A.在实验一中,打气时对气体做功,瓶内气体内能增大,当塞子跳出时,内能转化成机械能
B.在实验一中,当塞子跳出时,看到瓶内有白雾出现,是瓶内空气发生了液化现象
C.在实验二中,硝化棉是通过做功的方式改变内能
D.在实验二中,筒内空气内能增大主要是因为活塞与筒壁摩擦
2.(2026•丹阳市二模)如图,用酒精灯加热试管内的水,是通过 的方式改变水的内能;水吸热一段时间后会 ,产生大量高温水蒸气;水蒸气推动软木塞飞出,其内能转化为木塞的 。
3.(2026•连江县校级期中)为了探究做功对物体内能的影响,小明利用注射器、数字温度传感器等器材进行了如图所示探究。
(1)如图甲,在注射器前端筒壁上钻一个小孔,将温度传感器的探头插入注射器内,用密封胶将小孔密封,读出此时温度传感器的示数。
(2)如图乙,用橡皮帽将注射器的注射口堵住,用力向左推动活塞,传感器的示数逐渐增大,说明活塞压缩筒内气体做功,使气体内能 (选填“增大”“减小”或“不变”)。
(3)快速取下橡皮帽,注射口喷出“白气”,温度传感器的示数 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
题型 温度、内能、热量的关系
温度、热量与内能的关系:
1.物体吸收或放出热量,内能要增加或减少,但温度不一定变化。
例如:晶体熔化(液体沸腾),吸收热量,内能 ,但温度 。晶体凝固,放出热量,内能 ,但温度也 。
2.物体温度变化时,内能也变化,但不一定都吸收或放出热量。
例如:物体温度降低,内能 ,也可能是物体对外界做功。物体温度升高,内能 ,也可能是外界对物体做功。
活学活用
1.(2026•连州市二模)下列关于温度、热量和内能的说法正确的是( )
A.60℃的水一定比30℃的水含有的热量多
B.物体吸收热量,温度可能不变
C.物体的内能增加,一定是吸收了热量
D.物体的内能增加,一定是对物体做了功
2.(2026•当涂县一模)下列关于温度、热量和内能的说法正确的是( )
A.两个物体内能相等一定不会发生热传递
B.物体吸收热量,温度不一定升高
C.温度越高的物体内能一定越大
D.温度越高的物体含有的热量越多
基础通关
1.(2026•樊城区一模)水是生命之源。下列关于水的能量分析正确的是( )
A.0℃的冰没有内能
B.水蒸气膨胀对外做功,自身内能会减少
C.在相同温度下,1kg的水比1kg的冰含有的热量多
D.﹣20℃冰和5℃的水混合后,温度从水传递给冰
2.(2026•杜尔伯特县期末)如图是篆体的“煮”。下列在改变物体内能的方式上与“煮”相同的是( )
A.热水暖手 B.钻木取火 C.搓手取暖 D.擦燃火柴
3.(2026•江津区校级月考)南宋《武林旧事•蒸作从食》载:“月饼、餣子、炙焦、肉油酥、烧饼。”该清单表明,当时月饼为蒸制而成,而非烘焙。下列改变内能的方式与此相同的是( )
A.锤铁升温 B.炉火温茶
C.钻木取火 D.搓手生热
4.(2026•锦江区模拟)2026年春节,小梦和妈妈做了如图所示的各种美食。下列说法正确的是( )
A.图甲中,砂锅煲汤,是通过热传递的方式改变内能的
B.图乙中,玉润饱满的汤圆温度降低时,其内能不变
C.图丙中,红糖糍粑入口时很烫,是因为糍粑含的热量高
D.图丁中,烤肉过程中,温度由炭火传递给肉片
5.(2026•建邺区一模)关于温度、热量和内能,下列说法正确的是( )
A.0℃的物体没有内能
B.物体内能增大,温度不一定升高
C.物体的内能越大,含有的热量越多
D.物体温度升高,一定吸收了热量
6.(2026•鞍山模拟)茶起源于中国,盛行于世界。如图所示,在泡茶的过程中,下列说法正确的是( )
A.烧水时通过热传递改变水的内能
B.泡茶时,热水把温度传递给了茶叶
C.泡茶时茶叶的温度升高,茶叶的内能减小
D.茶水变冷后,其内能变为零
7.(2026•瑶海区校级期末)《哪吒之魔童闹海》全球热映!如图所示是电影中哪吒和敖丙联手冲破天元鼎,水火之力生成蒸汽冲破天元鼎封印,下列说法正确的是( )
A.水变成水蒸气属于汽化现象,需要放热
B.无量仙翁用三昧真火加热天元鼎是通过做功的方式改变天元鼎的内能
C.蒸汽能冲破天元鼎是因为蒸汽含有的热量多
D.蒸汽冲破天元鼎后蒸汽的内能会减小
8.(2026•雷州市月考)过春节时,同学们喜欢燃放鞭炮,一定要注意安全!有一种鞭炮,不需用火去点燃,只要稍用力将它甩向地面,鞭炮就可以爆响。鞭炮与地面发生碰撞时,通过 的方式,使它的内能增大,这是 能转化为内能。爆燃后周围很快充满了火药的气味,这是一种 现象。
9.(2026•呼兰区模拟)“热熔紧固”技术在机械制造行业中广泛应用。如图,螺纹钉在金属板材表面上高速旋转,通过 方式增大内能,使其瞬间达到上千摄氏度,板材局部 (填物态变化名称)成液态,螺纹钉完全拧入板材后停止转动,经冷却后,板材就牢牢套住螺纹钉。
10.(2026•江西校级期末)图甲为我国古代的“省油灯”,图乙为其部分剖面示意图。向灯盏夹层内注水,有助于减慢油的蒸发,达到省油的目的。省油灯点燃后,夹层中水的温度会 ,该过程是通过 的方式改变水的内能。
素养提升
11.(2026•兰州校级模拟)LNG运输船在运输液化天然气时,需要将天然气冷却至极低温度使其液化。已知天然气在标准大气压下的沸点约为﹣162℃,关于LNG运输船中的热学知识,下列说法正确的是( )
A.天然气液化过程中要吸收大量热量
B.运输船内的天然气温度保持在﹣162℃,说明此时天然气没有内能
C.液化后的天然气温度升高时,其内能不变
D.运输船对天然气进行冷却时,采用的冷却液温度需低于﹣162℃
12.(2026•顺义区一模)如图所示,瓶里装有少量的水,盖紧瓶盖,使劲拧瓶的下部,使其严重变形,然后略松开瓶盖,瓶盖被弹出,同时观察到瓶口和瓶内有白雾产生。下列分析正确的是( )
A.用力拧瓶的下部时,瓶内气体内能减少,温度降低
B.用力拧瓶的下部时,瓶内气体内能是通过做功的方式改变的
C.瓶盖被弹出的过程中,瓶内气体内能全部转化为瓶盖的动能
D.瓶盖被弹出的过程中,气体内能增加,温度降低,水蒸气汽化
13.(多选)(2025•潍坊模拟)二氧化碳(CO2)爆破是现代工程建设中非常环保的技术。起爆前高压泵将CO2压缩成高压气体,液化后输入爆破筒。爆破时电加热管发热,使筒内的液态CO2迅速汽化,形成的高压气体从泄气孔中喷出,实施爆破,如图所示。下列说法正确的是( )
A.高压泵压缩CO2,气体内能增大,温度升高
B.高压泵压缩CO2,气体内能减小,温度降低
C.高压CO2气体喷出时,内能增大,温度升高
D.高压CO2气体喷出时;内能减小,温度降低
14.(2026•城区一模)“奋斗者”号载人潜水器的壳体使用了新型高强、高韧钛合金。如图所示的图线中表示金属钛熔化时温度随时间变化的图线是 (选填“甲”或“乙”)。在第6min金属钛处于 (选填“固态”、“液态”或“固液共存态”),甲物质在b点时的内能 (选填“>”、“=”或“<”)a点时的内能。
15.(2026•青羊区二模)在玻璃试管里,装上一小半试管的沙子,将温度计插在沙子中(如图)。用力晃动试管几十下,可以观察温度计示数变 ,由此可知,构成沙子的大量分子无规则运动变 了。
16.(2026•莱州市期末)“热”字有多种含义,在物理学中有时表示温度、有时表示热量、有时表示内能。请写出下面几种情形中“热”字的含义:“物体吸热”中“热”是指 ;“水被烧热”中“热”是指 :“摩擦生热”中“热”是指 。
17.(2026•海珠区期末)甲、乙两铁块如图所示,m甲<m乙。它们互相接触时,甲向乙传递热量。则:
(1)接触前,甲、乙两铁块的温度哪个高?答: 。
(2)接触前( )
A.甲的内能较大
B.乙的内能较大
C.两铁块的内能同样大
D.两铁块的内能大小无法比较
(3)当接触在一起的两铁块不再发生热传递时,甲的内能 乙的内能。(选填“大于”“等于”或“小于”)
迁移创新
18.(多选)(2026•海淀区校级期末)当物体中存在温度差时,热量会自发地从温度高的地方向温度低的地方传递。对一段长度为L、横截面积为S的均匀金属棒,当两端的温度差稳定为ΔT 时,Δt时间内从高温端向低温端传递的热量ΔQ满足关系式,其中k为金属的导热系数。如图所示,长度分别为L1、L2,导热系数分别为k1、k2的两个横截面积相等的细棒在D处紧密对接,L1、L2两自由端分别与温度为100℃、0℃的恒定热源良好接触。若L1:L2=1:2,k1:k2=2:1,则在稳定状态下,下列说法正确的是( )
A.D处的温度为50℃
B.单位时间内通过L1的传热量与通过L2的传热量相等
C.若增大L1的长度,D处的温度会降低
D.若提高k2的导热系数,D处的温度会降低
19.(2026•阜宁县期末)如图所示是从机械能、内能和化学能出发,整理的第12章“机械能和内能”的单元知识结构图,图中①②③处依次填写的内容是① ② ③ 。
20.(2026•太原模拟)小明在成长笔记中记录了如下错题,请你帮助他找出错误之处、分析错因并写出正确解答过程。
错题记录:
随着科技的发展,生活中的点火方式越来越便捷多样,但火柴仍是实验室常用的点火工具,用如图所示的方式容易将火柴引燃,操作、现象与原理如下表。
操作
现象
原理
火柴头与擦火皮摩擦
发热产生火星
①滑动摩擦力与压力的关系
②热传递改变物体的内能
反复在擦火皮(含微量易燃物)上划动
温度升高,达到着火点
③温度与内能的关系
易燃物引发火柴头燃烧
④内能的转移
错题改正:
(1)错误之处: 。
(2)错因分析: 。
(3)正确解答: 。
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第十二章
内能与热机
第2节 内能
课标要点
1. 了解内能和热量。
2. 知道改变内能的两种方式。
学习重难点
重点:知道内能的定义和影响因素;知道改变内能的两种方式。
难点:知道热量的定义;通过实验探究做功改变空气的内能。
知识点 内能
1. 分子动能
运动的物体具有动能,运动的分子也具有动能。
温度越高,分子运动越剧烈,分子动能就越大,温度越低,分子动能就越小。
2. 分子势能
弹簧被压缩或拉伸时,各部分间互相排斥或吸引,所以弹簧具有弹性势能。
分子间既相互吸引又相互排斥,所以分子间具有势能,叫作分子势能。分子势能与分子间的距离有关。
3. 内能
(1)定义:构成物体的所有分子,其热运动的动能与分子势能的总和,叫做物体的内能。
(2)单位:焦耳(J)。
(3)对内能的理解:一切物体,不论温度高低,都具有内能。
易错提醒
内能是不同于机械能的另一种形式的能:
机械能与整个物体的机械运动情况有关,而内能与物体内部分子的热运动和分子之间的相互作用情况有关。
(4)影响物体内能大小的因素
①温度:同一物体,状态不变时,温度越高,物体的内能越大。温度越低,其内能越小。
②质量:物体的质量越大,分子个数越多,物体的内能就越大。
③状态:物体的状态不同,分子间隔不同,分子势能不同,物体的内能就不同。
随学随练
1.(2026•玉林期末)从热汤中取出的金属勺子,由烫手变为不烫手的过程中,其内能( )
A.逐渐增大 B.保持不变
C.先增大后减小 D.逐渐减小
【答案】D
【详解】解:
ABD.从热汤中取出的金属勺子由烫手到不烫手,是温度降低的过程。物体的内能与温度有关,对于同一个物体,温度降低,其内能会减小,故ABC错误,D正确;
故选:D。
2.(2026•广元中考)夜间由于气温降低,汽车轮胎内的气体压强变低。不考虑漏气和体积的变化,与白天相比,夜间轮胎内的气体( )
A.放出热量,内能减小 B.吸收热量,内能增大
C.温度升高,内能减小 D.对外做功,内能增大
【答案】A
【详解】解:题目指出“夜间由于气温降低”,说明气体的温度降低。对于理想气体,其内能仅由温度决定。温度降低,分子的平均动能减小,因此气体的内能减小;
指出“不考虑体积的变化”。说明气体不做功,外界也不对气体做功;
由于体积不变,气体不做功,根据能量守恒,减少的内能只能以放出热量的形式传递给外界。故A 符合题意,BCD不符合题意。
故选:A。
知识点 物体内能的改变(重点)
1. 热量
(1)定义:在热传递过程中,传递能量的多少叫热量。
热传递:如果把烧热的工件放到冷水中,工件会凉下来,而冷水会变热,这是因为在此过程中发生了热传递。
(2) 单位:焦耳(J)。
(3)对热量的理解:只有在热传递过程中,才能谈论热量。不能说具有或含有多少热量,只能说“吸收热量”“放出热量”等。
2. 热传递可以改变内能:
(1)生活现象:烧水做饭、晒太阳、用空调制热或制冷。
(2)热传递的三种方式:
①热传导:用锅烧饭时,锅把手也会热。
②对流:用锅烧饭时,锅里的水靠对流传热。
③热辐射:太阳的光和热就是通过热辐射的方式传到地球的。
(3)热传递改变内能的实质:
实质是内能转移的过程。内能从高温物体向低温物体转移。(注意:不是传递温度)
3.做功可以改变内能
(1)如图所示,在一个配有活塞的厚玻璃筒里放一小团硝化棉,把活塞迅速压下去,棉花会燃烧起来,是因为活塞压缩气体做功,使空气的内能增大,温度升高,达到硝化棉的燃点。
可见,对物体做功,物体的内能增大。
(2)如图,烧瓶内盛少量水。给瓶内打气,图中瓶内水上方存在着无色透明、无法看到的水蒸气;当塞子跳起来时,可以看到瓶内出现白雾,说明水蒸气液化成了可以看到的小水滴。在这个过程中,气体膨胀对外做功,温度降低,内能减小。可见,物体对外做功,物体的内能减小.
(3)实质:内能与其他形式的能相互转化的过程
随学随练
1.(2026•内蒙古中考)小明一家在呼伦贝尔大草原游玩,傍晚天气变冷,他们采取下列方法取暖,属于做功改变内能的是( )
A.喝杯热水 B.抱热水袋
C.搓手搓脸 D.向手心哈气
【答案】C
【详解】解:ABD、喝杯热水、抱热水袋、向手心哈气,都是热量从高温物体转移到低温物体,属于热传递改变物体的内能,故ABD不符合题意;
C、搓手搓脸时,克服摩擦做功,将机械能转化为内能,手和脸的温度升高,内能增加,属于做功改变物体的内能,故C符合题意。
故选:C。
2.(2026•建邺区一模)下列事例中,改变内能的方式与另外三个不同的是( )
A.酒精灯对水加热 B.取暖器通电后发热
C.古人钻木取火 D.弹性小球越跳越低
【答案】A
【详解】解:A、用酒精灯给水加热,属于热传递改变物体的内能;
B、取暖器通电后发热,电流做功,将电能转化为内能;
C、钻木取火是通过克服摩擦将机械能转化为内能的过程,属于做功改变物体的内能;
D、小球在弹跳过程中,由于存在空气阻力,小球的机械能有一部分要克服空气阻力做功,即要转化为内能,属于做功改变物体的内能;
可见只有A选项与其它选项的方式不同。
故选:A。
3.(2026•遵义模拟)图中两名儿童的取暖方式是( )
A.两人都是通过做功取暖
B.两人都是通过热传递取暖
C.男孩通过热传递取暖,女孩通过做功取暖
D.男孩通过做功取暖,女孩通过热传递取暖
【答案】D
【详解】解:改变物体内能有两种方式:做功和热传递。搓手是摩擦生热属于做功;哈气取暖是通过热传递改变物体内能,故D正确。
故选:D。
题型 实验探究:做功改变内能
做功可以改变物体的内能。当只有做功过程时,对物体做功,物体的内能增加;物体对外做功,物体的内能减少。
活学活用
1.(2026•武汉期末)如图是验证“做功可以改变物体内能”的实验,关于实验下列说法正确的是( )
A.在实验一中,打气时对气体做功,瓶内气体内能增大,当塞子跳出时,内能转化成机械能
B.在实验一中,当塞子跳出时,看到瓶内有白雾出现,是瓶内空气发生了液化现象
C.在实验二中,硝化棉是通过做功的方式改变内能
D.在实验二中,筒内空气内能增大主要是因为活塞与筒壁摩擦
【答案】A
【详解】解:A、在实验一中,给瓶内打气,外界对瓶内气体做功,瓶内气体内能增大,当气压把瓶塞从瓶口推出时,瓶内气体对瓶塞做功,瓶内气体的内能转化为瓶塞的机械能,故A正确;
B、在实验一中,当塞子跳出时,瓶内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,水蒸气遇冷液化形成了小水滴,形成了白雾,故B错误;
C、在实验二中,迅速下压活塞时,对筒内空气做功,则空气的内能增加、温度升高;筒内空气将热量传递给硝化棉,使硝化棉的温度达到燃点而被引燃,所以硝化棉是通过热传递的方式被引燃的,故C错误;
D、在实验二中,在下压活塞的过程中,对筒内气体做功,将活塞的机械能转化为空气的内能,故D错误。
故选:A。
2.(2026•丹阳市二模)如图,用酒精灯加热试管内的水,是通过 的方式改变水的内能;水吸热一段时间后会 ,产生大量高温水蒸气;水蒸气推动软木塞飞出,其内能转化为木塞的 。
【答案】热传递;沸腾;机械能。
【详解】解:酒精灯加热水的过程中,水吸收热量,内能增加,是通过热传递的方式改变水的内能。
水持续吸热达到沸点后,会发生沸腾,沸腾是剧烈的汽化现象,会产生大量的高温水蒸气。
水蒸气推动软木塞飞出时,水蒸气对木塞做功,将自身的内能转化为木塞的机械能。
故答案为:热传递;沸腾;机械能。
3.(2026•连江县校级期中)为了探究做功对物体内能的影响,小明利用注射器、数字温度传感器等器材进行了如图所示探究。
(1)如图甲,在注射器前端筒壁上钻一个小孔,将温度传感器的探头插入注射器内,用密封胶将小孔密封,读出此时温度传感器的示数。
(2)如图乙,用橡皮帽将注射器的注射口堵住,用力向左推动活塞,传感器的示数逐渐增大,说明活塞压缩筒内气体做功,使气体内能 (选填“增大”“减小”或“不变”)。
(3)快速取下橡皮帽,注射口喷出“白气”,温度传感器的示数 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】(2)增大;(3)变小。
【详解】解:(2)用橡皮帽将注射器的注射口堵住,用力向左推动活塞,传感器的示数逐渐增大,说明活塞压缩筒内气体做功,使气体内能增大;
(3)快速取下橡皮帽,注射器内气体的对外做功,内能减小,温度降低,故温度传感器的示数变小。
故答案为:(2)增大;(3)变小。
题型 温度、内能、热量的关系
温度、热量与内能的关系:
1.物体吸收或放出热量,内能要增加或减少,但温度不一定变化。
例如:晶体熔化(液体沸腾),吸收热量,内能增大,但温度不变。晶体凝固,放出热量,内能减小,但温度也不发生变化。
2.物体温度变化时,内能也变化,但不一定都吸收或放出热量。
例如:物体温度降低,内能减小,也可能是物体对外界做功。物体温度升高,内能增大,也可能是外界对物体做功。
活学活用
1.(2026•连州市二模)下列关于温度、热量和内能的说法正确的是( )
A.60℃的水一定比30℃的水含有的热量多
B.物体吸收热量,温度可能不变
C.物体的内能增加,一定是吸收了热量
D.物体的内能增加,一定是对物体做了功
【答案】B
【详解】解:
A、热量是过程量,不能说含有热量,故A错误;
B、物体吸收热量,温度可能不变,比如,晶体在熔化过程中,吸收热量,但温度不变,故B正确;
CD、物体的内能增加,可能是从外界吸收热量,也可能是外界对物体做功,故CD错误。
故选:B。
2.(2026•当涂县一模)下列关于温度、热量和内能的说法正确的是( )
A.两个物体内能相等一定不会发生热传递
B.物体吸收热量,温度不一定升高
C.温度越高的物体内能一定越大
D.温度越高的物体含有的热量越多
【答案】B
【详解】解:A、两个物体内能相同,温度不一定相同,可能会发生热传递,故A错误;
B、物体吸收了热量,物体的温度可能升高,也可能不变,比如:晶体在熔化过程中不断吸热,温度不变,故B正确;
C,内能大小和物体的温度、质量、状态等有关,只知道温度高低不能判断内能的大小,故C错误;
D、热量是过程量,不能说含有热量,故D错误。
故选:B。
基础通关
1.(2026•樊城区一模)水是生命之源。下列关于水的能量分析正确的是( )
A.0℃的冰没有内能
B.水蒸气膨胀对外做功,自身内能会减少
C.在相同温度下,1kg的水比1kg的冰含有的热量多
D.﹣20℃冰和5℃的水混合后,温度从水传递给冰
【答案】B
【详解】解:A、一切物体在任何温度下都有内能,故A错误;
B、若物体对外做功且无热传递,则内能减少。水蒸气膨胀对外做功,其内能会减少,故B正确;
C、“热量”是过程量,不能说“含有热量”,故C错误;
D、温度是状态量,不能说“传递温度”,﹣20℃冰和5℃的水混合后,内能从高温物体传到低温物体,故D错误。
故选:B。
2.(2026•杜尔伯特县期末)如图是篆体的“煮”。下列在改变物体内能的方式上与“煮”相同的是( )
A.热水暖手 B.钻木取火 C.搓手取暖 D.擦燃火柴
【答案】A
【详解】解:“煮”是通过热传递的方式改变内能。热水暖手是通过热传递的方式改变内能;而钻木取火、搓手取暖和擦燃火柴属于通过做功改变物体的内能。所以改变物体内能的方式上与“煮”相同的是热水暖手。
故选:A。
3.(2026•江津区校级月考)南宋《武林旧事•蒸作从食》载:“月饼、餣子、炙焦、肉油酥、烧饼。”该清单表明,当时月饼为蒸制而成,而非烘焙。下列改变内能的方式与此相同的是( )
A.锤铁升温 B.炉火温茶
C.钻木取火 D.搓手生热
【答案】B
【详解】解:“蒸”月饼时,月饼吸收热量,内能增加,是通过热传递的方式改变物体内能。
A.锤铁升温,机械能转化为内能,通过做功的方式改变物体的内能,故A不符合题意;
B.炉火温茶,茶吸收热量,内能增加,通过热传递的方式改变物体的内能,故B符合题意。
C.钻木取火,是克服摩擦做功,机械能转化为内能,通过做功的方式改变物体的内能,故C不符合题意
D.搓手生热,是克服摩擦做功,机械能转化为内能,通过做功的方式改变物体的内能,故D不符合题意。
故选:B。
4.(2026•锦江区模拟)2026年春节,小梦和妈妈做了如图所示的各种美食。下列说法正确的是( )
A.图甲中,砂锅煲汤,是通过热传递的方式改变内能的
B.图乙中,玉润饱满的汤圆温度降低时,其内能不变
C.图丙中,红糖糍粑入口时很烫,是因为糍粑含的热量高
D.图丁中,烤肉过程中,温度由炭火传递给肉片
【答案】A
【详解】解:A、砂锅煲汤时,火焰的热量通过热传递(热传导、热对流)的方式传递给砂锅和汤,使汤的内能增加,温度升高,这是典型的热传递改变内能的方式,故A选项正确。
B、物体的内能与温度有关,汤圆温度降低时,分子热运动的剧烈程度减弱,内能会减小,而不是不变,故B选项错误。
C、热量是一个过程量,只能说“吸收”或“放出”热量,不能说物体“含有”热量。红糖糍粑很烫,是因为它的温度高,具有较高的内能,而不是“含的热量高”,故C选项错误。
D、烤肉过程中,是炭火的热量传递给肉片,而不是温度。温度是物体的冷热程度,是一个状态量,不能被传递,故D选项错误。
故选:A。
5.(2026•建邺区一模)关于温度、热量和内能,下列说法正确的是( )
A.0℃的物体没有内能
B.物体内能增大,温度不一定升高
C.物体的内能越大,含有的热量越多
D.物体温度升高,一定吸收了热量
【答案】B
【详解】解:A.一切物体都有内能,所以0℃的物体有内能,故A错误;
B.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,故B正确;
C.热量是过程量,不能说“含有热量”,故C错误;
D.物体温度升高可能是吸收了热量,也可能是外界对物体做功,故D错误。
故选:B。
6.(2026•鞍山模拟)茶起源于中国,盛行于世界。如图所示,在泡茶的过程中,下列说法正确的是( )
A.烧水时通过热传递改变水的内能
B.泡茶时,热水把温度传递给了茶叶
C.泡茶时茶叶的温度升高,茶叶的内能减小
D.茶水变冷后,其内能变为零
【答案】A
【详解】解:A.烧水时,水吸收热量,内能增加,通过热传递的方式改变水的内能,故A正确,符合题意;
B.泡茶时,温度不能传递,热水把热量传递给了茶叶,故B错误,不符合题意;
C.泡茶时,茶叶吸收了热量,温度升高,茶叶的内能增大,故C错误,不符合题意;
D.茶水变冷后,其温度降低,内能变小,但是不为零,故D错误,不符合题意。
故选:A。
7.(2026•瑶海区校级期末)《哪吒之魔童闹海》全球热映!如图所示是电影中哪吒和敖丙联手冲破天元鼎,水火之力生成蒸汽冲破天元鼎封印,下列说法正确的是( )
A.水变成水蒸气属于汽化现象,需要放热
B.无量仙翁用三昧真火加热天元鼎是通过做功的方式改变天元鼎的内能
C.蒸汽能冲破天元鼎是因为蒸汽含有的热量多
D.蒸汽冲破天元鼎后蒸汽的内能会减小
【答案】D
【详解】解:A.水变成水蒸气属于汽化现象,需要吸热,故A错误;
B.无量仙翁用三昧真火加热天元鼎,是通过热传递的方式改变天元鼎的内能,故B错误;
C.热量是过程量,只能说吸收或放出热量,不能说含有热量,故C错误;
D.蒸汽冲破天元鼎的过程内能转化为机械能,内能减小,故D正确。
故选:D。
8.(2026•雷州市月考)过春节时,同学们喜欢燃放鞭炮,一定要注意安全!有一种鞭炮,不需用火去点燃,只要稍用力将它甩向地面,鞭炮就可以爆响。鞭炮与地面发生碰撞时,通过 的方式,使它的内能增大,这是 能转化为内能。爆燃后周围很快充满了火药的气味,这是一种 现象。
【答案】做功;机械;扩散。
【详解】解:鞭炮与地面发生碰撞时,对鞭炮做功,在此过程中,机械能转化为内能,鞭炮的内能增大,因此鞭炮与地面发生碰撞时,通过做功的方式,使它的内能增大,这是机械能转化为内能。
爆炸后能闻到火药的气味,这是由于分子在永不停息地做无规则运动,是扩散现象。
故答案为:做功;机械;扩散。
9.(2026•呼兰区模拟)“热熔紧固”技术在机械制造行业中广泛应用。如图,螺纹钉在金属板材表面上高速旋转,通过 方式增大内能,使其瞬间达到上千摄氏度,板材局部 (填物态变化名称)成液态,螺纹钉完全拧入板材后停止转动,经冷却后,板材就牢牢套住螺纹钉。
【答案】做功;熔化
【详解】解:螺纹钉在金属板材表面上高速旋转,螺纹钉与金属板材相互摩擦,把机械能转化为内能,这是通过做功的方式增加内能;使板材瞬间达到上千摄氏度,板材局部熔化成液态。
故答案为:做功;熔化。
10.(2026•江西校级期末)图甲为我国古代的“省油灯”,图乙为其部分剖面示意图。向灯盏夹层内注水,有助于减慢油的蒸发,达到省油的目的。省油灯点燃后,夹层中水的温度会 ,该过程是通过 的方式改变水的内能。
【答案】升高;热传递。
【详解】解:灯油燃烧时放出热量,通过热传递的方式将热量传递给水,使水的内能增加,温度升高。
故答案为:升高;热传递。
素养提升
11.(2026•兰州校级模拟)LNG运输船在运输液化天然气时,需要将天然气冷却至极低温度使其液化。已知天然气在标准大气压下的沸点约为﹣162℃,关于LNG运输船中的热学知识,下列说法正确的是( )
A.天然气液化过程中要吸收大量热量
B.运输船内的天然气温度保持在﹣162℃,说明此时天然气没有内能
C.液化后的天然气温度升高时,其内能不变
D.运输船对天然气进行冷却时,采用的冷却液温度需低于﹣162℃
【答案】D
【详解】解:A.物体由气态变为液态叫做液化,液化放热,所以天然气液化过程中要放出大量热量,故A错误;
B.运输船内的天然气温度保持在﹣162℃,此时天然气具有内能,一切物体都具有内能,故B错误;
C.液化后的天然气温度升高时,其内能增大,故C错误;
D.天然气在标准大气压下的沸点约为﹣162℃,所以为避免液态天然气沸腾,运输船对天然气进行冷却时,采用的冷却液温度需低于﹣162℃,故D正确。
故选:D。
12.(2026•顺义区一模)如图所示,瓶里装有少量的水,盖紧瓶盖,使劲拧瓶的下部,使其严重变形,然后略松开瓶盖,瓶盖被弹出,同时观察到瓶口和瓶内有白雾产生。下列分析正确的是( )
A.用力拧瓶的下部时,瓶内气体内能减少,温度降低
B.用力拧瓶的下部时,瓶内气体内能是通过做功的方式改变的
C.瓶盖被弹出的过程中,瓶内气体内能全部转化为瓶盖的动能
D.瓶盖被弹出的过程中,气体内能增加,温度降低,水蒸气汽化
【答案】B
【详解】解:AB、用力拧瓶的下部时,瓶子的体积变小,此时压缩瓶内气体做功,机械能转化为内能,瓶内气体内能增大,温度升高,瓶内气体内能是通过热传递的方式改变的,故A错误,B正确;
C、瓶盖被弹出的过程中,瓶内气体内能一部分会转化为瓶盖的动能,还有一部分能量会散失,故C错误;
D、瓶盖被弹出的过程中,瓶内气体对外做功,气体内能转化为瓶盖的机械能,气体内能减小,温度降低,水蒸气遇冷液化形成了小水滴,故D错误。
故选:B。
13.(多选)(2025•潍坊模拟)二氧化碳(CO2)爆破是现代工程建设中非常环保的技术。起爆前高压泵将CO2压缩成高压气体,液化后输入爆破筒。爆破时电加热管发热,使筒内的液态CO2迅速汽化,形成的高压气体从泄气孔中喷出,实施爆破,如图所示。下列说法正确的是( )
A.高压泵压缩CO2,气体内能增大,温度升高
B.高压泵压缩CO2,气体内能减小,温度降低
C.高压CO2气体喷出时,内能增大,温度升高
D.高压CO2气体喷出时;内能减小,温度降低
【答案】AD
【详解】解:AB、起爆前高压泵将CO2压缩成高压气体,高压泵对CO2做功,气体内能增大,温度升高,故A正确,B错误;
CD、高压CO2气体喷出时,高压CO2气体对外做功,气体内能减小,温度降低,故C错误,D正确。
故选:AD。
14.(2026•城区一模)“奋斗者”号载人潜水器的壳体使用了新型高强、高韧钛合金。如图所示的图线中表示金属钛熔化时温度随时间变化的图线是 (选填“甲”或“乙”)。在第6min金属钛处于 (选填“固态”、“液态”或“固液共存态”),甲物质在b点时的内能 (选填“>”、“=”或“<”)a点时的内能。
【答案】甲;固液共存态;>。
【详解】解:金属钛有固定的熔点,属于晶体,因此,属于金属钛熔化图线的是甲;
晶体熔化过程中不断吸收热量温度不变,图中第6min金属钛处于熔化过程中,处于固液共存态;
物质在熔化过程中继续吸收热量,内能增大,所以,甲物质在b点时的内能大于a点时的内能。
故答案为:甲;固液共存态;>。
15.(2026•青羊区二模)在玻璃试管里,装上一小半试管的沙子,将温度计插在沙子中(如图)。用力晃动试管几十下,可以观察温度计示数变 ,由此可知,构成沙子的大量分子无规则运动变 了。
【答案】大;快。
【详解】解:用力晃动试管十余下,发现温度计示数变大了,沙子的温度升高,是因为晃动试管时,试管内的沙子互相摩擦做功,将机械能转化为内能,使沙子的内能增大,分子运动的快慢跟温度有关,温度越高,分子运动越剧烈。
故答案为:大;快。
16.(2026•莱州市期末)“热”字有多种含义,在物理学中有时表示温度、有时表示热量、有时表示内能。请写出下面几种情形中“热”字的含义:“物体吸热”中“热”是指 ;“水被烧热”中“热”是指 :“摩擦生热”中“热”是指 。
【答案】热量;温度;内能。
【详解】解:“物体吸热”中“热”是指热量;“水被烧热”中“热”是指温度升高;“摩擦生热”中的“热”是指的是内能。
故答案为:热量;温度;内能。
17.(2026•海珠区期末)甲、乙两铁块如图所示,m甲<m乙。它们互相接触时,甲向乙传递热量。则:
(1)接触前,甲、乙两铁块的温度哪个高?答: 。
(2)接触前( )
A.甲的内能较大
B.乙的内能较大
C.两铁块的内能同样大
D.两铁块的内能大小无法比较
(3)当接触在一起的两铁块不再发生热传递时,甲的内能 乙的内能。(选填“大于”“等于”或“小于”)
【答案】(1)甲;(2)D;(3)小于。
【详解】解:(1)热传递的方向是从高温物体传向低温物体,题目中说甲向乙传递热量,说明接触前甲的温度更高。(2)内能的大小与物体的质量、温度、状态都有关系。已知甲的质量小于乙的质量(m甲<m乙),甲的温度高于乙的温度,但我们不知道两者的温度差具体有多大,也无法确定质量和温度对内能的综合影响结果,所以无法比较两铁块的内能大小,选D。(3)当两铁块不再发生热传递时,它们的温度相同。此时内能的大小取决于质量,因为m甲<m乙,且两者都是铁块(状态、物质种类相同),温度也相同,所以质量大的铁块内能更大,即甲的内能小于乙的内能。
故答案为:(1)甲;(2)D;(3)小于。
迁移创新
18.(多选)(2026•海淀区校级期末)当物体中存在温度差时,热量会自发地从温度高的地方向温度低的地方传递。对一段长度为L、横截面积为S的均匀金属棒,当两端的温度差稳定为ΔT 时,Δt时间内从高温端向低温端传递的热量ΔQ满足关系式,其中k为金属的导热系数。如图所示,长度分别为L1、L2,导热系数分别为k1、k2的两个横截面积相等的细棒在D处紧密对接,L1、L2两自由端分别与温度为100℃、0℃的恒定热源良好接触。若L1:L2=1:2,k1:k2=2:1,则在稳定状态下,下列说法正确的是( )
A.D处的温度为50℃
B.单位时间内通过L1的传热量与通过L2的传热量相等
C.若增大L1的长度,D处的温度会降低
D.若提高k2的导热系数,D处的温度会降低
【答案】BCD
【详解】解:A.设稳定状态下D处的温度为T。对于长度为L1的细棒,Δt时间内传递的热量(其中T1=100℃)
对于长度为L2的细棒,Δt时间内传递的热量(其中T2=0℃)
稳定状态下,热平衡,ΔQ1=ΔQ2
即
化简可得
已知L1:L2=1:2
k1:k2=2:1
设L1=x,L2=2x,k1=2y,k2=y,代入中,得到
解得T=80℃,故A错误;
B.在稳定状态下,没有热量的积累,单位时间内通过L1的热量与通过L2的热量相等,故B正确;
C.由
变形可得k1L2(T1﹣T)=k2L1(T﹣T2)
则
若增大L1的长度,k1L2T1+k2L1T2,k2L1T2这一项增大,k1L2+k2L1也增大,T会降低,故C正确;
D.由,若提高k2的导热系数,分子不变,分母k1L2+k2L1增大,T会降低,故D正确。
故选:BCD。
19.(2026•阜宁县期末)如图所示是从机械能、内能和化学能出发,整理的第12章“机械能和内能”的单元知识结构图,图中①②③处依次填写的内容是① ② ③ 。
【答案】热机;势能;做功。
【详解】解:热机是内能的一种应用,热机是将内能转化为机械能,改变内能的方式有做功和热传递。机械能包括动能和势能。
故答案为:热机;势能;做功。
20.(2026•太原模拟)小明在成长笔记中记录了如下错题,请你帮助他找出错误之处、分析错因并写出正确解答过程。
错题记录:
随着科技的发展,生活中的点火方式越来越便捷多样,但火柴仍是实验室常用的点火工具,用如图所示的方式容易将火柴引燃,操作、现象与原理如下表。
操作
现象
原理
火柴头与擦火皮摩擦
发热产生火星
①滑动摩擦力与压力的关系
②热传递改变物体的内能
反复在擦火皮(含微量易燃物)上划动
温度升高,达到着火点
③温度与内能的关系
易燃物引发火柴头燃烧
④内能的转移
错题改正:
(1)错误之处: 。
(2)错因分析: 。
(3)正确解答: 。
【答案】(1)②热传递改变物体的内能;
(2)对做功和热传递改变内能的本质分不清;
(3)做功改变物体的内能。
【详解】解:(1)(2)(3)火柴头与擦火皮摩擦,通过克服摩擦做功的方式改变内能。擦然火柴时,用的力越大,受到的摩擦力越大,克服摩擦做功越多,火柴越容易点燃。之所以出错,是因为对做功和热传递改变内能的本质分不清,热传递过程是能量的转移过程,做功过程是能量的转化过程。
故答案为:(1)②热传递改变物体的内能;
(2)对做功和热传递改变内能的本质分不清;
(3)做功改变物体的内能。
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