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10. 研究改变物体内能的方式时，小明做了两个实验。
（1）如图甲所示，在一个配有活塞的厚玻璃筒里放一小团蘸了乙醚的棉花，把活塞迅速压下去，会看到棉花燃烧，这说明玻璃筒内气体的增大，升高。
（2）如图乙所示，烧瓶内有一些水，水的上方有水蒸气。通过打气筒给瓶内打气，打气若干次后，瓶塞跳出。瓶塞跳出过程中的能量转化情况是能转化为能。
（3）上面两个实验说明，可以通过的方式改变物体的内能。
（1）如图甲所示，在一个配有活塞的厚玻璃筒里放一小团蘸了乙醚的棉花，把活塞迅速压下去，会看到棉花燃烧，这说明玻璃筒内气体的增大，升高。
（2）如图乙所示，烧瓶内有一些水，水的上方有水蒸气。通过打气筒给瓶内打气，打气若干次后，瓶塞跳出。瓶塞跳出过程中的能量转化情况是能转化为能。
（3）上面两个实验说明，可以通过的方式改变物体的内能。
答案
(1)内能；温度
(2)内；机械
(3)做功
(2)内；机械
(3)做功
解析
【分析】
要解决这道题，需结合两个实验的过程分析内能变化和能量转化：首先看甲实验，压活塞是外界对气体做功，会改变气体的内能；再看乙实验，瓶塞跳出是气体对外做功，涉及内能与机械能的转化；最后总结两个实验共同的改变内能的方式。
【解析】
（1）图甲中，迅速压活塞时，活塞对筒内气体做功，机械能转化为气体的内能，使筒内气体的内能增大，温度升高，当温度达到乙醚的着火点时，棉花燃烧，因此此处填内能、温度。
（2）图乙中，瓶内气压足够大时，瓶内的水蒸气推动瓶塞跳出，水蒸气对瓶塞做功，自身的内能减少，转化为瓶塞的机械能，因此能量转化是内能转化为机械能。
（3）甲实验是外界对物体做功，乙实验是物体对外界做功，两个实验都说明可以通过做功的方式改变物体的内能。
【答案】
(1)内能；温度
(2)内；机械
(3)做功
【知识点】
做功改变内能、内能与机械能转化、改变内能的方式
【点评】
本题通过两个典型实验考查做功改变物体内能的核心知识点，属于基础题，需要学生理解做功过程中内能的变化规律，掌握改变内能的两种方式之一的做功，是对基础概念的直接应用。
【难度系数】
0.3
要解决这道题，需结合两个实验的过程分析内能变化和能量转化：首先看甲实验，压活塞是外界对气体做功，会改变气体的内能；再看乙实验，瓶塞跳出是气体对外做功，涉及内能与机械能的转化；最后总结两个实验共同的改变内能的方式。
【解析】
（1）图甲中，迅速压活塞时，活塞对筒内气体做功，机械能转化为气体的内能，使筒内气体的内能增大，温度升高，当温度达到乙醚的着火点时，棉花燃烧，因此此处填内能、温度。
（2）图乙中，瓶内气压足够大时，瓶内的水蒸气推动瓶塞跳出，水蒸气对瓶塞做功，自身的内能减少，转化为瓶塞的机械能，因此能量转化是内能转化为机械能。
（3）甲实验是外界对物体做功，乙实验是物体对外界做功，两个实验都说明可以通过做功的方式改变物体的内能。
【答案】
(1)内能；温度
(2)内；机械
(3)做功
【知识点】
做功改变内能、内能与机械能转化、改变内能的方式
【点评】
本题通过两个典型实验考查做功改变物体内能的核心知识点，属于基础题，需要学生理解做功过程中内能的变化规律，掌握改变内能的两种方式之一的做功，是对基础概念的直接应用。
【难度系数】
0.3
11. 某物体由液态变为固态的过程中温度随时间的变化情况如图所示，下列说法正确的是（）。
A.$t_4$时刻，物体的内能为0
B.$t_2$、$t_3$时刻，物体的内能相等
C.$t_2$时刻，物体的内能比$t_3$时刻的小
D.$t_1$时刻，物体的分子动能比$t_2$时刻的大
A.$t_4$时刻，物体的内能为0
B.$t_2$、$t_3$时刻，物体的内能相等
C.$t_2$时刻，物体的内能比$t_3$时刻的小
D.$t_1$时刻，物体的分子动能比$t_2$时刻的大
答案
D
解析
【分析】本题是晶体凝固的温度-时间图像题，解题思路：先明确图像各段的物理意义——该图像为液态晶体的凝固图像，0~t₂是液态降温阶段，t₂~t₃是晶体凝固阶段（温度不变、持续放热），t₃~t₄是固态降温阶段；再结合内能、分子动能的相关知识逐一分析选项：①任何物体在任何温度下都具有内能；②晶体凝固时放热，内能减小；③分子动能与温度有关，温度越高，分子平均动能越大。
【解析】
1. 选项A：内能是物体内所有分子动能和分子势能的总和，分子永不停息做无规则运动，因此任何物体都有内能，t₄时刻物体温度为0，但内能不为0，A错误。
2. 选项B、C：t₂~t₃是晶体凝固过程，此过程物体持续放热，内能减小，故t₂时刻的内能大于t₃时刻的内能，B、C错误。
3. 选项D：分子动能与温度有关，温度越高，分子平均动能越大。由图像可知，t₁时刻温度高于t₂时刻温度，因此t₁时刻物体的分子动能比t₂时刻的大，D正确。
【答案】D
【知识点】晶体凝固、内能、分子动能
【点评】本题结合晶体凝固图像考查内能、分子动能的知识，关键是理解晶体凝固的特点，以及内能、分子动能的影响因素，需准确区分温度、内能、分子动能的关系，避免概念混淆。
【难度系数】0.5
【解析】
1. 选项A：内能是物体内所有分子动能和分子势能的总和，分子永不停息做无规则运动，因此任何物体都有内能，t₄时刻物体温度为0，但内能不为0，A错误。
2. 选项B、C：t₂~t₃是晶体凝固过程，此过程物体持续放热，内能减小，故t₂时刻的内能大于t₃时刻的内能，B、C错误。
3. 选项D：分子动能与温度有关，温度越高，分子平均动能越大。由图像可知，t₁时刻温度高于t₂时刻温度，因此t₁时刻物体的分子动能比t₂时刻的大，D正确。
【答案】D
【知识点】晶体凝固、内能、分子动能
【点评】本题结合晶体凝固图像考查内能、分子动能的知识，关键是理解晶体凝固的特点，以及内能、分子动能的影响因素，需准确区分温度、内能、分子动能的关系，避免概念混淆。
【难度系数】0.5
12. 如图所示，在用活塞式打气筒为自行车轮胎打气的过程中，会发现筒壁的上部略微发热，而筒壁的下部和底部附近的温度较高，甚至烫手。对于筒壁发热的主要原因，有下面两个猜想。
猜想①：打气时活塞压缩空气做功使气体的内能增加，升温的气体通过热传递使筒壁的温度升高；
猜想②：打气过程中活塞与筒壁之间不断地摩擦，由于摩擦生热，导致筒壁的内能增加、温度升高。
（1）请你判断：猜想（选填“①”或“②”）是合理的。
（2）我判断的依据是。
猜想①：打气时活塞压缩空气做功使气体的内能增加，升温的气体通过热传递使筒壁的温度升高；
猜想②：打气过程中活塞与筒壁之间不断地摩擦，由于摩擦生热，导致筒壁的内能增加、温度升高。
（1）请你判断：猜想（选填“①”或“②”）是合理的。
（2）我判断的依据是。
答案
(1)①
(2)打气时筒壁下部和底部温度较高，上部略微发热，温度分布不均匀；压缩空气做功主要发生在筒的下部，使该处气体内能增加、温度升高，通过热传递使筒壁下部和底部温度更高，而摩擦生热会使筒壁均匀发热，与实际温度分布不符。
(2)打气时筒壁下部和底部温度较高，上部略微发热，温度分布不均匀；压缩空气做功主要发生在筒的下部，使该处气体内能增加、温度升高，通过热传递使筒壁下部和底部温度更高，而摩擦生热会使筒壁均匀发热，与实际温度分布不符。
解析
【分析】首先观察题目给出的现象：打气时筒壁下部和底部温度较高，上部略微发热，温度分布不均匀。接着分析两个猜想的特点：猜想②是摩擦生热，活塞与筒壁摩擦会使整个筒壁温度均匀升高，与实际温度分布不符；猜想①是压缩空气做功，压缩空气的过程主要发生在筒的下部，使下部气体内能增加、温度升高，再通过热传递让筒壁下部温度更高，上部温度略低，符合实际现象，因此猜想①合理。
【解析】（1）根据实际温度分布，筒壁下部温度高、上部略热，结合两个猜想的合理性判断：猜想①合理。（2）判断依据：实际现象中筒壁温度分布不均匀，下部和底部温度高，上部略热。若为摩擦生热，活塞与筒壁摩擦会使整个筒壁均匀发热，与实际不符；而压缩空气做功主要发生在筒的下部，使该处气体内能增加、温度升高，通过热传递使筒壁下部和底部温度更高，符合实际温度分布，因此猜想①正确。
【答案】(1)①；(2)打气时筒壁下部和底部温度较高，上部略微发热，温度分布不均匀；摩擦生热会使筒壁均匀发热，而压缩空气做功主要发生在筒的下部，使该处气体内能增加、温度升高，通过热传递使筒壁下部和底部温度更高，与实际温度分布相符。
【知识点】做功改变内能，热传递
【点评】本题结合生活实例，考查内能改变的两种方式，要求学生结合实际现象分析猜想的合理性，体现了物理知识与生活的联系，培养学生的分析能力。
【难度系数】0.5
【解析】（1）根据实际温度分布，筒壁下部温度高、上部略热，结合两个猜想的合理性判断：猜想①合理。（2）判断依据：实际现象中筒壁温度分布不均匀，下部和底部温度高，上部略热。若为摩擦生热，活塞与筒壁摩擦会使整个筒壁均匀发热，与实际不符；而压缩空气做功主要发生在筒的下部，使该处气体内能增加、温度升高，通过热传递使筒壁下部和底部温度更高，符合实际温度分布，因此猜想①正确。
【答案】(1)①；(2)打气时筒壁下部和底部温度较高，上部略微发热，温度分布不均匀；摩擦生热会使筒壁均匀发热，而压缩空气做功主要发生在筒的下部，使该处气体内能增加、温度升高，通过热传递使筒壁下部和底部温度更高，与实际温度分布相符。
【知识点】做功改变内能，热传递
【点评】本题结合生活实例，考查内能改变的两种方式，要求学生结合实际现象分析猜想的合理性，体现了物理知识与生活的联系，培养学生的分析能力。
【难度系数】0.5
