13.2内能详解经典习题(附答案)
13.2 内能1. 内能的概念
由于分⼦在运动,那么它⼀定具有动能.由于分⼦之间存在相互作⽤,那么他们还具有势能,我们定义物体内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.
内能的单位是焦⽿(J),⼀切能量、热量、功的单位都是焦⽿(J)。
对于同⼀种物质,相同温度下,质量越⼤,物体内能越⼤;相同质量时,温度越⾼,内能越⼤。⼀切物体,不论温度⾼低都具有内能。
【注意】物体温度上升时,内能增加;温度下降时,内能减少。但是物体内能增加时温度不⼀定上升(⽐如晶体熔化成液体的过程中,吸热,内能增加,但温度不变。),物体内能减少时温度也不⼀定下降(⽐如液体凝固成晶体时,放热,内能减少,但温度不变。)。2. 改变物体内能的⽅式
改变物体内能只有两种⽅式:热传递和做功。
热传递过程中,能量只能从⾼温物体传递给低温物体。热传递中传递的能量的多少叫做热量,单位也是焦⽿(J)。物体吸收热量时内能增加,放出热量时内能减少。
外界对物体做功,则物体内能增加(例如⽓体被缩,外界对⽓体做功,⽓体内能增加);物体对外界做功,则物体内能减少(例如⽓体膨胀,⽓体对外界做功,⽓体内能减少。)。3. 内能与机械能的关系
1)内能与物体内部分⼦的状态有关,机械能与物体的整体状态有关。2)内能与机械能可以相互独⽴变化。3)内能和机械能可以相互转化。
【例】判断下列各过程哪个物体的内能增加,增加的内能来⾃哪⾥,是⽤哪种⽅式改变的。1)热⽔袋暖⼿;2)打⽓筒打⽓;3)钻⽊取⽕;4)酒精灯烧⽔;5)铁锤敲击铁块;6)⼈在阳光下取暖;7)反复折弯铁丝温度上升。
【例】⽤⼒晃动未开封的啤酒瓶,使啤酒爆炸。在这个过程中,酒瓶内的⽓体内能如果变化?这些⽓体增加的内能是从哪⾥来的?减少的内能去了哪⾥?爆炸前后⽓体的温度怎么样变化?【例题】
【例1】有关物体内能的说法中正确的是()
A.物体中每⼀个分⼦做⽆规则运动所具有的能,叫做内能B.只有对物体做功,物体的内能才能增加
C.对物体做功,可使内能增加D.只要物体吸热,其温度⼀定升⾼,内能⼀定增⼤【例2】在下列现象中,哪⼀个不是由于做功使物体的内能增加的()A.铁丝反复弯折,弯折处变热B.冬天两⼿互相来回搓搓⼿就发热C.流星在⼤⽓层中⾼速下落,发出光和热D.⽤酒精灯给烧杯中的⽔加热【例3】在下列过程中,机械能转化为内能的是()A.热⽔袋放在怀⾥使⾝体变暖B.陨星坠⼊⼤⽓层成为流星C.⽤⽔冷却汽车发动机D.炒菜时,⾹味四处飘逸
【例4】有⼀种鞭炮,不需⽤⽕去点燃,只要⽤⼒将它甩向地⾯,鞭炮就可以爆响,这说明鞭炮与地⾯接触时()A.通过做功的⽅式,使它的内能增加B.鞭炮在刚要接触地⾯时,发⽣了⾃燃
C.地⾯温度⾼,点燃了鞭炮D.鞭炮只要与地⾯接触就会爆响
【例5】在⽔平地⾯上,⼀⽊块以100J的动能开始运动,运动⼀段距离后停下来,动能变为零.试问这100J的动能到哪⾥去了?
【例6】⼀个铜块和⼀个铁块相互接触后,它们之间发⽣热传递,在这⼀过程中铜块保持不变的量是()A.内能B.热量C.温度D.⽐热容【例7】在图所⽰的现象中,属于⽤热传递的⽅式改变物体内能的是
【例8】下列过程中,将内能转化为机械能的是()A.汽油机的压缩冲程B.⽔蒸⽓顶起⽔壶盖的过程C.⼩孩沿滑梯下滑的过程D.流星在⼤⽓层中穿⾏的过程
【例9】多留意⾝边的事物,你会发现⽣活中很多现象都可以⽤物理知识加以解释.下列情形中,通过做功⽅法改变物体内能的是()A.夏天很多同学喜欢把凉的湿⽑⼱搭在⾝上解暑B.正午时分,在太阳的炙烤下,户外的运动器械通常很烫C.⼈们在寒风中等车时,常⽤⼒跺脚、双⼿互搓D.酷暑时,喝带冰的饮料感觉特别凉爽、舒服
【例10】⽤活塞式打⽓筒给⾃⾏车胎打⽓的过程中,⽓筒的筒壁通常会发热.筒壁发热的原因是__ 做功和_____________做功.请设计实验证明究竟哪个是主要的发热原因.
【例11】“神⾈七号”载⼈飞船完成各项任务后,在返回的过程中,这⼀段时间飞船将“烧成”⼀个⼤⽕球,如图所⽰,⽽飞船内的宇航员和设备则安然⽆恙,下列说法正确的是()
A.飞船“燃烧”是由于⾼速运动的飞船与⼤⽓层摩擦内能转化为机械能B.飞船“燃烧”是由于⾼速运动的飞船与⼤⽓层摩擦机械能转化为内能C.飞船“燃烧”是航天员为了消除太空细菌采取的⾼温消毒措施
D.飞船外壳上的烧蚀层先熔化后汽化,从⽽放出了⼤量的热保护了飞船【例12】根据图中提供的信息回答下列问题.
(1)问题:塞⼦冲出试管后为什么继续向前运动?回答:;
(2)问题:塞⼦被推出的过程中,能量是如何转化的?
回答:;
(3)提出⼀个与物态变化有关的问题并回答.问题:?回答:.
【例13】如图所⽰,把⼀个薄壁⾦属管牢固地固定在桌上,⾥⾯放⼀些⼄醚,⽤塞⼦塞紧,使⼀根绳⼦在管外绕⼏圈并迅速来回拉动,⼀会⼉看到瓶塞被冲开,管⼝出现雾状“⽓体”,⽤能量转化的观点来解释上述现象.4. 综合练习
1、下列关于内能的说法正确的是()A.0℃的⽔内能为零
B.机械能为零的物体,内能为零C.温度⾼的物体,内能就⼀定⼤D.物体的温度升⾼,该物体的内能就增⼤2、关于物体的内能,下列说法中正确的是()A.物体运动的越快,物体的内能越⼤B.物体举得越⾼,物体的内能越⼤C.温度为-40℃的冰块没有内能
D. ⽕箭点⽕升空过程中将燃料燃烧时放出的内能转化为机械能
3、两个物体相互接触,但物体间没有发⽣热传递现象,这是因为两物体()A.温度相同B.内能相同C.热量相同D.没有做功4、关于温度、热量和内能,下列说法正确的是()
A.物体的温度越⾼,所含热量越多B.温度⾼的物体,内能不⼀定⼤C.0℃的冰块,内能⼀定为0 D.任何两物体间都会发⽣热传递5、关于物体内能的⼏种说法中,下列说法正确的是( )A.⽔有内能,冰没有内能
B.⽔蒸⽓具有的内能⼀定⽐⽔具有的内能⼤C.⼀杯⽔的温度越⾼,它具有的内能越⼤D.⼀杯⽔放在⾼处⽐放在低处时具有的内能多
6、利⽤做功的⽅法或者________的⽅法,可以使物体的内能发⽣变化。7、下列说法中正确的是()
A.物体内能减少,⼀定是对外做了功B.物体温度升⾼,⼀定是吸收了热量C.物体的位置越⾼,速度越⼤,机械能和内能就越⼤D.冰熔化成⽔时,内能增加8、下列过程中,属于通过热传递改变物体内能的是()A. 钻⽊取⽕B.锯⽊头时,锯⽚发热
C.卫星进⼈⼤⽓层时外壳发热D.热⽔中放⼈冰块,⽔温下降9、下列现象中,通过热传递改变物体内能的是()
A、两⼿相互摩擦,⼿发热;B、⽤⽕炉烧⽔,⽔的温度升⾼;C、⽤锯锯⽊头,锯条发热;
D、⽤砂轮磨菜⼑,菜⼑的温度升⾼。
10、在下列做功过程中,加有着重号的物体,内能逐渐减⼩的是()A. 砂轮磨⼑具时,砂轮的温度越来越⾼B. 暖⽔瓶中的热空⽓将瓶塞冲出
C. 在压缩冲程中,⽓缸内的⽓体温度升⾼D. 电炉通电后,电阻丝逐渐变红
11、下列⽣活情景中,通过做功来改变物体内能的是()A.⾦属汤勺放在热汤中,温度升⾼B.冬季⼈们常⽤热⽔袋取暖C.⾷品放在冰箱中,温度降低D.铁丝被反复弯折,弯折处发热12、(10湛江)属于通过做功途径改变物体内能的是()A.在⽕炉上烧⽔,⽔温升⾼B.感冒发烧,⽤冷⽑⼱敷额头
C.⽤⽓筒给轮胎打⽓,⽓筒壁发热D.炎热的夏天,柏油路⾯温度升⾼13、列事例中,属于做功改变物体内能的是()
A.冬天晒太阳感觉暖和B.冬天两⼿互相摩擦,⼿感觉暖和C.冬天围着⽕炉烤⽕感觉暖和D.冬天在暖⽓房⾥感觉暖和14、如图所⽰的做法中,属于⽤做功的⽅法改变物体内能的是()
15、如图是中国⼥⼦冰壶队在2010年 2⽉21⽇温哥华冬奥会⽐赛的精彩瞬间.⽐赛时两名队员在冰壶前⽅“刷冰”,通过_______的⽅式改变冰的内能,使表⾯的冰_______成薄薄的⼀层⽔(填物态变化名称),这样就能够减⼩冰壶与冰⾯之间的_______。16、⼩李同学在草场上练习爬竿.当他从竿的顶端滑下时,握竿的⼿感到很烫,⼿的内能_______(选
填“减少”或“增加”),这是通过________ 的⽅法使⼿的内能发⽣改变的。
17、做功和热传递在改变物体内能上是等效的。多次弯折⼀根铁丝,弯折处会发烫,是⽤____的⽅法改变铁丝内能的;把烧红的铁块放到冷⽔中,冷⽔变热,是⽤_______的⽅法改变⽔的内能的。18、观察图所⽰实验,回答以下问题:
(1)实验现象:当活塞迅速下压时,棉花会_______。
(2)现象分析:因为活塞对空⽓_______,使空⽓的_______增加,_______升⾼,达到棉花的着⽕点,从⽽使棉花燃烧起来。
(3)实验结论:__________________________________________________________。
19、如图10-1所⽰,在厚玻璃瓶内装⼊少量的⽔,然后再向密闭的瓶内打,当塞⼦跳起来时,瓶内会出现雾,这是因为瓶内的空⽓推动瓶塞_______时,内能_______,温度降低,使⽔蒸⽓液化成⼩⽔珠。
20、冬天,⼈们往⼿上哈⽓取暖,是利⽤_______使⼿的内能增加的;⽽两⼿互相摩擦取暖是利⽤_______使⼿的内能增加的。21、下⾯四句话中的“热”字各表⽰什么物理量,(填“温度”“内能”或“热量”)
①天⽓真热_______;②摩擦⽣热_______;③物体放热_______ ;④⼀碗热汤_______。【参】例题1、C2、D3、B4、A
5、动能转化为内能。6、D7、B8、B
9、C 10、活塞对筒壁摩擦做功活塞压缩⽓体做功⽤压缩和不压缩⽓体两种⽅式各打10⽓,速度相同,⽐较筒壁的温度差。
11、B 12、(1)活塞具有惯性(2)内能转化为机械能(3)试管⼝为什么出现⽩雾?因为⽔蒸汽做功后内能减少,温度降低,遇冷液化成⼩⽔滴。13、拉绳⼦做功,机械能变成内能;⽓体膨胀对外做功,内能变成机械能;⽓体内能减少,温度降低,遇冷液化成⼩液滴。综合练习
1.D 2 D 3 A 4 B 5 C 6 热传递7 D 8D 9B 10B 11D 12C 13B 14A 15.做功,熔化,摩擦16.增加,做功17.做功,热传递18. 燃烧做功内能温度做功可以改变物体的内能19.做功减⼩20.热传递做功21.温度内能热量温度