6. (2025·苏州吴江模拟)如图所示,用活塞式打气筒为自行车轮胎打气的过程中,会发现气筒的上部筒壁只是略有发热,而气筒的下部筒壁,特别是底部附近筒壁的温度较高,甚至烫手。
(1)对于筒壁发热现象,有两个方面的原因:①,②。
(2)但这两个使筒壁发热的原因中有一个是主要原因,根据上述筒壁发热现象的描述,你猜想(填“①”或“②”)是主要原因。你猜想的依据是。

(1) ①克服摩擦做功使筒壁的内能增加、温度升高 ②压缩气体做功使气体的内能增加,通过热传递使筒壁温度升高
(2) ② 若是克服摩擦做功,则筒壁各部分温度比较接近;而压缩气体做功时,则是筒壁的下部分温度较高

【分析】
我们从改变物体内能的相关规律入手思考：首先打气过程中活塞持续往复运动，活塞和筒壁之间会产生摩擦，摩擦过程中机械能会转化为内能，这是第一个可能的发热原因。其次打气的核心动作是下压活塞，对筒内的空气进行压缩，对气体做功也会让气体内能升高，高温气体再通过热传递把热量传给筒壁，这是第二个发热原因。接下来要判断哪个是主要原因，我们可以结合题目给出的温度分布特点反向推导：如果摩擦是主因，活塞全程在筒内上下移动，和整个筒壁的摩擦程度相近，筒壁上下温度应该相差不大，和题目描述的“下部明显更热”的现象不符，由此就能判断压缩气体做功是主因。
【解析】
(1) 打气过程中存在两个使筒壁内能增加、温度升高的原因：
① 活塞运动过程中不断和筒壁摩擦，克服摩擦力做功，将机械能转化为筒壁的内能，使筒壁内能增加、温度升高；
② 向下推动活塞打气时，活塞对气筒内下部的空气做功，将机械能转化为空气的内能，空气内能大幅增加温度升高，之后高温空气通过热传递将热量传递给附近的下部筒壁，使筒壁温度升高。
(2) 根据题目描述的“上部筒壁只是略有发热，而气筒的下部筒壁，特别是底部附近筒壁的温度较高，甚至烫手”的现象，可以猜想②是主要原因。猜想的依据是：如果克服摩擦做功是主要发热原因，活塞在整个筒体内往复运动，和筒壁各部分的摩擦程度相近，筒壁各部分的温度应该比较接近，不会出现下部远热于上部的情况；而压缩气体做功时，被压缩的高温气体集中在气筒的下部，热量集中在筒壁下半部分，就会出现下部筒壁温度远高于上部的现象，和实际观察到的现象一致。
【答案】
(1) ①克服摩擦做功使筒壁的内能增加、温度升高 ②压缩气体做功使气体的内能增加，通过热传递使筒壁温度升高
(2) ② 若是克服摩擦做功，则筒壁各部分温度比较接近；而压缩气体做功时，则是筒壁的下部分温度较高
【知识点】
做功改变内能，热传递
【点评】
本题结合生活中打气筒发热的真实场景命题，跳出了直接考察概念的常规考法，要求学生结合温度分布的实际现象推理区分两个不同的发热原因，纠正了很多学生误以为打气筒发热完全来自摩擦的常见误区，锻炼了学生基于物理证据进行合理猜想、用物理规律解释生活现象的能力。
【难度系数】
0.6

7. 如图所示是探究做功改变内能的实验装置。玻璃瓶内装入少量的水，用塞子把瓶口塞紧，并用打气筒往瓶内打气，瓶内压强增大到一定程度时，瓶塞会从瓶口跳起来。
(1) 实验中应该注意观察的是。
A. 打气的过程
B. 打气的过程中瓶内的情况
C. 瓶塞跳起的瞬间，瓶内发生的变化
D. 瓶塞跳起的高度
(2) 玻璃瓶内装入少量水的目的是。
(3) 在你认为应该观察的一项中，你所观察到的现象是；这一现象所能说明的问题是。

(1) C (2) 能产生大量水蒸气,当气体对瓶塞做功时,观察水蒸气的液化现象
(3) 瓶内出现白雾 气体对外做功,内能减小,温度降低 提示:瓶内装入少量水,用打气筒往瓶内打气,瓶内气体温度升高,瓶内水汽化,产生大量的水蒸气,水蒸气对瓶塞做功,内能减小,温度降低,发生液化现象。

【分析】
首先明确本实验的核心目的是探究气体对外做功时内能的变化规律，我们需要将不易直接观测的内能变化转化为可见的实验现象来分析。第一问要明确实验的核心观察阶段：打气过程是外界对气体做功的准备阶段，我们要探究的是气体对外做功的过程，也就是瓶塞跳起的瞬间，此时内能变化会产生对应的直观现象，因此重点观察该瞬间瓶内的变化。第二问思考加水的作用：水容易汽化产生大量水蒸气，后续内能降低时水蒸气会液化形成可见的白雾，让实验现象更明显。第三问结合液化的条件，就能推导出对应的现象和对应的内能变化结论。
【解析】
(1) 本实验的探究核心是瓶内气体对外做功时的内能变化，打气过程是外界对瓶内气体做功的操作阶段，瓶塞跳起瞬间是瓶内气体对外做功的过程，此时内能变化会伴随明显的可视化现象，因此需要重点观察瓶塞跳起的瞬间瓶内发生的变化，故选C。
(2) 玻璃瓶内装入少量水，水会发生汽化，在瓶内产生大量的水蒸气，当后续气体推动瓶塞对外做功时，内能减小温度降低，水蒸气就会发生液化，产生可见的白雾，方便我们通过液化现象直观判断内能的变化。
(3) 瓶塞跳起的瞬间，瓶内气体对外做功，自身内能减小、温度降低，原本瓶内的高温水蒸气遇冷液化形成细小的小水滴，因此可以观察到瓶内出现白雾，该现象直接说明气体对外做功时，内能减小，温度降低。
【答案】
(1) C
(2) 能产生大量水蒸气,当气体对瓶塞做功时,观察水蒸气的液化现象
(3) 瓶内出现白雾；气体对外做功,内能减小,温度降低
【知识点】
做功改变内能；液化现象；汽化现象
【点评】
本题是初中物理热学的经典演示实验，重点考察实验设计逻辑和转换法的应用，将不可直接观测的内能变化转化为可见的白雾液化现象，引导学生明确实验的核心观察目标，理解做功和内能改变的对应关系，属于热学部分的基础核心考点。
【难度系数】
0.8

8.（2025·镇江丹徒模拟）如图所示，用汽缸、固定隔板和活塞密闭甲、乙两部分气体，汽缸和活塞均不导热，隔板导热良好。迅速将活塞向左推至图中虚线位置并固定，静置一段时间。下列说法不正确的是（）

A.甲内能改变的方式只有热传递
B.乙内能改变的方式既有做功又有热传递
C.与推动活塞前相比，甲、乙内能均变大
D.与推动活塞前相比，甲内能不变、乙内能变大

D 提示:迅速将活塞向左推至虚线位置时,外力对气体乙做功,气体乙的内能增加,温度升高。甲的体积不变,气体乙不对气体甲做功,气体乙将热量传递给气体甲,使得气体甲的内能增加,温度升高,最终甲、乙达到热平衡,温度均升高,内能均变大。

【分析】
首先梳理题干给出的约束条件：1. 汽缸、活塞均不导热，说明甲乙组成的整体和外界环境没有热交换；2. 隔板是固定且导热良好的，说明甲气体的体积始终被汽缸左端和固定隔板限制，无法发生变化，外界不可能对甲做功，甲也不会对外界做功。接下来分步推导：第一步，迅速向左推活塞的过程，活塞直接对乙气体做功，由于活塞和汽缸都不导热，该过程乙无法向外界散热，乙的内能会因此增加、温度升高。第二步，静置过程中，温度更高的乙会通过导热隔板向甲传递热量，甲仅通过吸收热量提升内能，最终甲乙达到热平衡，温度均高于初始温度。最后逐一判断选项，选出描述错误的答案即可。
【解析】
我们逐个对选项进行分析：
1. 选项A：甲的体积始终固定，不存在做功改变内能的条件，甲的内能只能通过乙通过导热隔板向其传热的热传递方式改变，该说法正确，不符合题意。
2. 选项B：推动活塞的过程中，外力对乙气体做功，使乙的内能增加；之后乙温度高于甲，乙会通过导热隔板向甲传递热量，因此乙的内能改变过程既有外界对它做功，也存在向外热传递，该说法正确，不符合题意。
3. 选项C、D：整个系统和外界无热交换，外界对乙做了功，甲乙整体的总内能增加，最终甲乙热平衡后温度都高于初始状态，因此甲乙的内能均比推动活塞前变大，C说法正确，D选项描述“甲内能不变”是错误的，符合题意。
题目要求选出不正确的说法，因此答案为D。
【答案】
D
【知识点】
内能的改变方式，热力学第一定律，热传递
【点评】
本题的易错点是容易忽略压缩乙气体后乙温度升高，会通过导热隔板向甲传递热量，误判甲的内能不变。解题核心是先明确甲体积固定、无做功过程，再结合乙被压缩做功升温的特点，就能推导出甲乙最终内能均增大的结论。
【难度系数】
0.6

9. “嫦娥五号”返回器用类似“打水漂”的方式着陆地球，其着陆过程的部分轨迹的简化示意图如图所示。下列说法正确的是（）

A.A 到 B(大气层内)返回器的动能增大
B.B 到 C(大气层外)返回器的机械能减小
C.C 到 D(大气层内)返回器动能的增加量小于重力势能的减小量
D.A 到 D 的全过程中返回器机械能守恒

C 提示:AB段,返回器的重力势能增大,动能减小,动能转化为重力势能和内能。BC段没有受到空气阻力,机械能守恒。CD段,返回器的重力势能减小,动能增大,同时克服摩擦做功,重力势能转化为动能和内能,故动能增加量小于重力势能减小量。A到D的全过程中,由于克服空气阻力做功,机械能减小。

【分析】
我们可以按照逐个选项对应过程分析的思路来解题：首先明确不同区域的特点：大气层内返回器会受到空气阻力，运动时需要克服阻力做功，部分机械能会转化为内能；大气层外没有空气阻力，只有重力做功，机械能守恒。再结合动能、重力势能的影响因素，判断每个过程中能量的转化方向，进而验证选项描述是否正确：先看A到B的大气层内过程，高度升高，结合阻力做功判断动能变化；再看B到C的大气层外过程，判断机械能是否守恒；接着分析C到D过程的能量转化，对比动能增量和重力势能减量的大小；最后判断全程的机械能是否守恒，最终选出正确答案。
【解析】
我们对每个选项逐一分析：
1. 选项A：A到B过程返回器处于大气层内，运动过程中高度升高，重力势能增大，同时需要克服空气阻力做功，动能会同时转化为重力势能和内能，因此返回器的动能是减小的，A错误。
2. 选项B：B到C过程返回器处于大气层外，不存在空气阻力，只有地球引力（重力）对返回器做功，返回器的机械能保持守恒，B错误。
3. 选项C：C到D过程返回器处于大气层内，运动过程中高度降低，重力势能减小，该过程中重力势能一部分转化为返回器的动能，还有一部分用于克服空气摩擦做功转化为内能，因此返回器动能的增加量小于重力势能的减小量，C正确。
4. 选项D：A到D的全过程中，返回器多次在大气层内运动，持续克服空气阻力做功，机械能不断转化为内能，返回器的总机械能持续减小，不满足机械能守恒的条件，D错误。
【答案】
C
【知识点】
机械能守恒条件，动能势能转化，能量守恒
【点评】
本题结合我国嫦娥五号返回器的特殊着陆方式的真实情境命题，将航天科技和机械能相关知识点结合，易错点是容易忽略大气层内空气阻力的耗散作用，混淆大气层内外的机械能变化规律，解题时需要明确不同阶段的受力差异，理清能量的全部转化路径，才能准确判断各能量变化量的大小关系。
【难度系数】
0.6

10. (2025·苏州姑苏期中)小明用饮料瓶制作水火箭,先在瓶里装适量水,然后将带有阀门的金属管插入瓶塞,旋紧瓶塞后用打气筒往瓶里打足气(如图),打开阀门后,水从尾部的金属管向下喷出,水火箭向上飞向空中。下列分析正确的是（）


A.往水火箭里打气相当于内燃机的做功冲程
B.上升过程中,水火箭瓶内气体的内能减小
C.水从水火箭中喷出相当于内燃机的压缩冲程
D.该水火箭上升时,效率可达到100%

B 提示:往瓶里打气,对气体做功,机械能转化为内能,相当于内燃机的压缩冲程。上升过程中,瓶内气体对外做功,内能减小。水从瓶里喷出,是瓶内气体对外做功,相当于内燃机的做功冲程。热机的效率可提高,但存在摩擦,要做额外功,效率不会达到100%。

【分析】
我们可以结合做功改变内能的规律、内燃机冲程的能量转化特点、热机效率的相关知识，逐个对选项进行判断：首先明确，外界对气体做功时机械能转化为内能，对应内燃机的压缩冲程；气体对外做功时内能转化为机械能，对应内燃机的做功冲程；同时任何热机工作时都存在额外能量损耗，效率不可能达到100%。先判断A选项：往瓶内打气是外界对气体做功，对应压缩冲程，A错误；再判断B选项：上升过程瓶内气体推动水喷出对外做功，内能减小，符合规律；接着判断C选项：水喷出是气体对外做功，对应做功冲程，C错误；最后判断D选项：存在能量损耗，效率不可能100%，D错误，最终选出正确答案。
【解析】
逐一分析各选项：
A. 向水火箭内打气时，外界对瓶内气体做功，将机械能转化为内能，该过程的能量转化与内燃机的压缩冲程相同，并非做功冲程，A错误。
B. 水火箭上升过程中，瓶内高压气体推动水向外喷出，气体对外做功，内能转化为火箭和水的机械能，因此瓶内气体的内能减小，B正确。
C. 水从水火箭中喷出时，瓶内气体对外做功，将内能转化为机械能，该过程的能量转化与内燃机的做功冲程相同，并非压缩冲程，C错误。
D. 水火箭上升过程中，需要克服空气摩擦做功，同时存在部分热量散失，有额外的能量损耗，因此其效率不可能达到100%，D错误。
【答案】
B
【知识点】
做功改变物体内能，内燃机的冲程，热机效率
【点评】
本题结合水火箭的生活化创新实验场景，综合考察了热学的多个基础核心知识点，解题的关键是区分“打气”和“喷水”两个过程的能量转化方向，避免混淆两个过程对应的内燃机冲程，同时要牢记热机效率的基本特点，不存在效率为100%的热机。
【难度系数】
0.7