13.2 内能（考点解读）（原卷版）

132 内能（考点解读）（原卷版） 1、内能的概念： （1）分子有质量，分子在不停地做着无规则运动，所以分子具有动能；分子间存在着相 互 作用力，所以分子之间还具有势能；在物理学中，把物体内部所有分子热运动的动能与 分 子势能的总和，叫做物体的内能。 （2）单位：内能的单位是焦耳，简称焦，用字母表示。 （3）内能的特点： ①任何物体在任何情况下都具有内能； ②内能具有不可测量性，即不可能准确地知道一个物体具有多少内能； ③内能是可以变化的； ④对单个分子或少量分子谈内能是无意义的； （3）决定物体内能大小的因素 ①物体的内能与温度有关，温度越高，物体内部分子的无规则运动越剧烈，物体的内能就 越大； ②物体的内能与质量有关，在温度一定时，物体的质量越大，分子的数量越多，物体的内 能就越大； ③物体的内能还和状态有关，如：一定质量的固态晶体熔化为同温度的液体时，内能增大。 2、热量定义：在热传递过程中，传递能量的多少叫热量。 物体本身没有热量，不能说某个物体具有多少热量，更不能比较两个物体热量的大小。 3、内能的利用和意义： （1）利用内能来加热——热传递 ①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； ②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 ①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； ②利用内能做功的实质是内能转化为其他形式能的过程。 4、内能和温度的关系 （1）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； 如晶体的熔化和凝固过程，还有液体沸腾过程，内能变化，温度保持不变； （2）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。 5、内能与热量的关系 （1）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）； （2）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 6、热量与温度的关系 （1）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； （2）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。 （3）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。 ※注意热量、温度和内能：“热量不能含、温度不能传、内能不能算”。 7、热传递的概念与方式 （1）热量从高温物体传递到低温物体，或从物体的高温部分传递到低温部分的现象，叫 做热传递。没有做功而使内能改变的物理过程叫做热传递。 （2）热传递的三种方式：热传导、热对流和热辐射。 ①传导——热量通过接触物体由高温部分向低温部分传递； ②对流——通过液体或气体（流体）自身的流动由高温部分向低温部分传递； ③辐射——热量不通过物体媒介，直接由高温物体发射到低温物体的传递。 （3）热传递的实质：热传递实质上传递的是能量，结果是改变了系统的内能。传递能量 的多少用热量来量度。 （4）热传递具有方向性，热量从高温物体传递到低温物体，或从物体的高温部分传递到 低温部分，不会自发的从低温物体传递到高温物体或从物体的低温部分传递到高温部分。 8、物体内能的改变方式：做功和热传递。 （1）做功和热传递在改变物体的内能上是等效的； （2）做功和热传递在本质上是不同的； 做功使物体的内能改变，是其他形式的能量和内能之间的转化（不同形式能量间的转化） 热传递使物体的内能改变，是物体间（或物体不同部分）内能的转移（同种形式能量的转 移）。 方式1 热传递改变物体内能 （1）热量从高温物体传递到低温物体，或从物体的高温部分传递到低温部分的现象，叫 做热传递；没有做功而使内能改变的物理过程叫做热传递。 （2）热传递使物体内能发生改变的实质是：同一种形式的能量（内能）发生了转移．其 转移的规则是内能从高温物体转移到低温物体，或从物体的高温部分转移到低温部分。 方式2 做功改变物体内能 （1）做功：对物体做功，物体的内能增加；物体对外做功内能减少； （2）做功使物体的内能改变的实质：其他形式的能量（如机械能）与内能之间的相互转 化。 【考点1 内能的概念及其利用和意义】 【典例1-1】（2023•九龙坡区二模）中华文明源远流长，博大精深。古诗词是我国传统文 化瑰宝，有的优美词句还与我们物理知识有着联系。下列词句与对应的热学物理知识叙 述正确的是（ ） ．“清寒小雪前”，雪的温度很低，其内能为零 B．“松风自扫尘”，尘土飞扬说明分子在不停地做无规则运动 ．“疑是地上霜”，霜是由水蒸气凝华形成 D．“露从今夜白”，露是由水汽化形成的 【典例1-2】（2022 秋•东莞市期末）四只相同规格的烧杯中装有水，水量及其温度如图所 示。关于四只烧杯中水的内能的大小，内能最小的是 杯中的水，内能最大的是 杯中的水，无法比较内能大小的是 两杯中的水。 【变式1-1 】（2023• 市北区二模）对下列图片描述错误的是（ ） ．图1 逐渐向外抽空气时，声音越来越小，说明真空不传声 B．图2 表明重力方向垂直向下 ．图3 中水蒸气的内能转化为瓶塞的机械能 D．图4 说明锤头具有惯性 【变式1-2】（2022•嘉定区开学）中国队获北京冬奥会短道速滑混合团体接力金牌。比赛 交接棒过程中，“交棒”运动员用力推“接棒”运动员，“接棒”运动员被推出后，此 推力 （选填“做”或“不做”）功；在冰刀的压力下，冰面稍有融化，这是因为冰的内 能 ，冰化成水后，质量 。（后两空选填“增大”、“减小”或“不变”） 【考点2 温度、热量与内能的关系】 【典例2-1】（2023•市北区二模）泡一杯崂山绿茶，茶香袭人。下列说法错误的是（ ） ．茶香袭人是因为分子在永不停息地做无规则运动 B．茶杯受到的重力与它对桌面的压力是一对平衡力 ．茶叶受到的浮力比重力小时、在水中下沉 D．往凉杯子中倒热水，热水放出热量，内能减小，温度降低 【典例2-2】（2023•望花区三模）当地时间2 月3 日，美国俄亥俄州发生了一场火车脱轨 事故，导致油罐车厢燃烧并向空气中释放了有毒的氯乙烯。附近的居民可以闻到氯乙烯 的味道这是 现象。氯乙烯持续燃烧导致周围气体温度升高内能 （选填“变 大”“变小”或“不变”）。气体受热膨胀密度变 ，向上运动形成“蘑菇云”。 【变式2-1】（2023•任城区校级二模）明末科学家宋应星编写的《天工开物》是一部百科 全书式的科学巨著。书中全面、系统地记录了我国古代农业和手工业的生产技术，在科 学史上具有很高的价值。书中《冶铸》篇记录了铸造铜钟的过程，大致分为“制模一熔 炼一浇铸一脱模—打磨”的过程。下列说法中错误的是（ ） ．整个铸造过程中，金属经历了熔化和凝固的物态变化 B．熔炼过程中，金属温度不断升高，直到全部变为液态 ．浇铸过程中，金属向外放热，内能不断降低 D．打磨过程中，铜钟的质量不断减小 【变式2-2】（2023•普宁市校级二模）北方寒冷的冬季，雨雪过后屋檐下会形成如图所示 的冰锥，它是积雪熔化后的水在下落过程中 （填物态变化名称）形成的，冰锥 在形成过程中温度 （选填“升高”、“降低”或“不变”），冰锥在形成过程中 内能 （选填“减小”、“增大”或“不变”）。 【考点3 热传递的概念与方式】 【典例3-1】（2023•巴中模拟）关于物体的内能，下列说法中正确的是（ ） ．物体的内能增加，一定是从外界吸收了热量 B．0℃的冰熔化成0℃的水内能不变 ．物体温度升高，内能一定增加 D．热量总是从内能大的物体向内能小的物体转移 【典例3-2】（2022 春•虹口区校级期末）实验表明，只要物体之间或同一物体的不同部分 存在 ，就会有热传递现象发生，并且将一直持续到它们的 相同为止。 【变式3-1】（2023 春•无为市月考）学习了热学知识后，小聪同学做了如下总结，其中正 确的是（ ） ．物体内能增加，其温度一定升高 B．发生热传递的两物体之间一定存在温度差 ．“摩擦生热”中的“热”是指“热量” D．温度高的物体含有的热量多 【变式3-2】（2022 秋•大渡口区校级月考）初温、质量都相等的甲、乙金属块，已知甲的 比热容大于乙的比热容，甲、乙在放出相同的热量后， 降低的温度更多，若此时将 它们相互接触，热量将 （选填“从甲传递给乙”、“从乙传递给甲”或 “不传递”）。 【考点4 物体内能的改变方式】 【典例4-1】（2023•忻州模拟）端午节吃粽子是我国的传统习俗。小明在端午节与妈妈一 起包粽子、煮粽子、吃粽子，体会到劳动的快乐。关于该过程中所涉及的物理知识，下 列分析正确的是（ ） ．包粽子时，感到粽叶较凉，是由于粽叶含有的热量少 B．煮粽子时，粽子的内能增大是通过做功的方式实现的 ．煮粽子时，粽香四溢，说明分子在不停地做无规则运动 D．剥粽子时，粽叶与糯米粘在一起，说明分子间存在斥力 【典例4-2】（2023•泗水县二模）如图是课本中学习热学知识的两个情景，其中甲实验搓 手取暖中改变物体内能的途径是 ；乙实验中活塞压缩空气，空气的内能 （选填“增大”、“减小”或“不变”）。 【变式4-1】（2023•兴隆台区一模）下列现象的描述，正确的是（ ） ．甲图：可用来反映晶体熔化的过程 B．乙图：汽车刹车后，刹车片的温度升高，这是通过热传递的方式改变物体的内能 ．丙图：试管中的冰熔化成水，需要使用酒精灯加热，说明冰熔化时温度升高 D．丁图：“花香扑鼻”与分子的热运动有关 【变式4-2】（2023•新乡二模）河南名吃壮馍如图所示，是由五花肉切碎加适量的粉皮做 馅，用面饼包裹起来做成的，用平底锅煎熟，切开香气扑鼻，吃起来味道鲜美。很远就 能闻到香味是因为分子 ；壮馍由生到熟是通过 方式增大内 能的。 一、选择题。 1．（2023•张店区一模）如图所示，甲、乙分别是酒精在一个标准大气压下熔化和沸腾时 温度随时间变化的图象，下列说法正确的是（ ） ．固态酒精是非晶体 B．在﹣97℃时，酒精处于固态 ．酒精在沸腾过程中吸热，内能增加，温度保持不变 D．﹣120℃的酒精没有内能 2．（2023•高新区模拟）如图所示，小明用酒精灯给试管中水加热至沸腾，一段时间后， 橡皮塞会被水蒸气“顶”出去，下列有关说法错误的是（ ） ．沸腾前，试管内的水吸热，温度升高，内能增加 B．实验前，小明向灯内添加酒精时闻到酒精味，这是扩散现象 ．橡皮塞被水蒸气“顶”出去的过程与内燃机的压缩冲程原理相同 D．沸腾后，试管口看到的白雾主要是水沸腾后产生的水蒸气液化而成的小水珠 3．（2023•济阳区二模）周末，晨晨在家烧水给爷爷泡茶喝。看着透明电热水壶中水由凉 水到烧开，他观察到一些现象，并对这些现象进行了解释。下列正确的是（ ） ．水在沸腾前需要加热，达到沸点后无需加热也能沸腾 B．水在沸腾时里面的气泡越往上越大，此时水温保持不变 ．水沸腾前内能越来越大，所含热量也越来越多 D．水的沸点是100℃ 4．（2023•西安模拟）2020 年珠峰高程测量登山队克服重重困难成功登顶，实现我国专业 测绘人员首次登珠测高，关于登山过程中涉及的物理知识，下列解释错误的是（ ） ．脚穿带冰爪的登山靴，可以增大摩擦，利于攀登 B．身着厚厚的羽绒服，可以减少热量散失，保持体温 ．登山过程中不能大声叫喊，避免声音传递能量引发雪崩 D．登山靴的冰爪底部非常锋利，可以增大压力，利于插入冰雪中 5．（2023•安徽模拟）如图是战国时期就出现的现代冰箱雏形——青铜冰鉴。在冰鉴的两 侧放入冰块，中间放入水果，过一会就能吃上冰镇水果了。酷暑时，在屋内多放几个冰 鉴还能有效地降温避暑。关于青铜冰鉴，下列说法正确的是（ ） ．因为冰块的温度低于0℃，所以不具有内能 B．冰块熔化过程中温度不变，内能不变 ．青铜冰鉴降温利用了熔化吸热 D．冰镇水果是通过做功的方式减小水果内能 6．（2023•如东县一模）水枪是孩子们喜爱的玩具，如图所示是常见的气压式水枪储水罐。 从储水罐充气口充入空气，达到一定压强后，关闭充气口，扣动扳机将阀门M 打开， 水即从枪口喷出。在水不断喷出的过程中（ ） ．罐内的气压保持不变 B．罐内空气的密度不断变小 ．罐内空气的内能保持不变 D．水喷出的速度不断增大 7．（2023•庐阳区校级二模）如图所示，在烧瓶内盛少量水，给瓶内打气，当瓶塞跳起时， 可以看到瓶内出现白雾，下列解释正确的是（ ） ．烧瓶内的气体对瓶塞做功，气体温度升高，瓶底的水汽化，形成白雾 B．通过打气筒压缩瓶内气体做功，气体的体积减小，水蒸气液化，形成白雾 ．烧瓶内的气体对瓶塞做功，气体内能减小、温度降低，水蒸气液化，形成白雾 D．通过打气筒压缩瓶内气体做功，气体内能增大，瓶底的水汽化，形成白雾 8．（2023•槐荫区二模）（多选）“赏中华诗词，寻文化基因，品生活之美”，《中国诗 词大会》深受观众的青睐。关于诗词中涉及到的物理知识，下列说法正确的是（ ） ．“当年走马锦城西，曾为梅花醉似泥。”骑马观景，马相对于人是静止的 B．“锦城丝管日纷纷，半入江风半入云。”乐声入云，声音能在空气中传播 ．“浓淡芳春满蜀乡，半随风雨断莺肠。”闻到花香，是分子在不停地运动 D．“窗含西岭千秋雪，门泊东吴万里船。”雪的形成，必须要吸收大量的热 9．（2023•济南二模）（多选）“赏中华诗词、寻文化基因、品生活之美”，《中国诗词 大会》深受观众的青睐。关于诗句中涉及到的物理知识，下列说法正确的是（ ） ．“北国风光，干里冰封，万里雪飘”中“雪”是水蒸气凝固而形成的 B．“风樯动，龟蛇静，起宏图”中“风樯动”是力改变了物体运动状态 ．“花气袭人知骤暖，鹊声穿树喜新晴”是因温度越高分子运动越剧烈 D．“香炉初上日，爆水喷成虹”中的“成虹”是由于光发生折射形成的 二、填空题。 10．（2022 秋•长沙期末）如图所示，在试管里装入一些水，用软木塞塞住试管口，将试 管放在酒精灯上加热使水沸腾，水蒸气会把软木塞冲开，在这一过程中，水蒸气膨胀对 软木塞做功，水蒸气的一部分 能转化为软木塞的 能，利用这一原理，可以 制成热机。 11．（2022•常州一模）如图所示的实验装置中，加热玻璃试管使水沸腾，玻璃管口冒出的 “白气”是 （物态变化名）产生的，该装置的能量转化方式与四冲程汽油机的 冲程相同，气体膨胀对外做功时， 能转化为 能。 12．（2023•正阳县三模）生活中的“热”字表示“热量、内能或温度”不同的含义；如 “热胀冷缩”中的“热”表示 ；“热机”中的“热”表示 。 13．（2023•烈山区一模）已知铜块的比热容小于铝块的比热容，则相同质量、初温的铜块 和铝块在放出相同热量后再相互接触，热传递的方向是 （选填“不发生 热传递”、“从铜块传递给铝块”或“从铝块传递给铜块”）。 14．（2023•海州区校级一模）热闹的夜市里充满烤肉串的香气是由于分子在 ，烤串是通过 方式改变内能的，冰箱中取出的啤酒一会瓶子上布 满水珠这是 （填物态变化名称）现象。 15．（2023•南山区二模）简单机械及机械功的知识与人体很多活动联系紧密。 （1）人通过曲臂使手臂转动来拿起重物，此时手臂相当于简单机械中的 。 （选填“省力杠杆”或“费力杠杆”） （2）冬天通过双手相互摩擦而使手发热，这是通过 的方式使物体的内能增加； （3）初中生安静思考问题时，心脏推动血液流动的功率约为15，则你在考试的100 分 钟内，心脏做功约为 。 三、解答题。 16．甲、乙两个相同的透明玻璃水杯中盛有质量相等、温度不同的纯净水，其中一杯是 80℃的热水，另一杯是5℃的冷水，它们都静静地放置在水平桌面上．同时向两个水杯 中滴入一滴碳素墨水，过几分钟后观察到如图所示的现象。 （1）在甲、乙两个水杯中，盛有热水的是 ；判断的依据是 。 （2）若空气的温度是25℃，则 杯水的内能会增加，其改变内能的方式是 。 17．用物体内能改变的方式说明“炙手可热”和“钻木取火”的含义。