登录
10. 某物体与一弹簧连接，运动过程中，某时刻物体具有的动能为 $a\mathrm{J}$，分子总动能为 $b\mathrm{J}$，重力势能为 $c\mathrm{J}$，内能为 $d\mathrm{J}$，弹簧的弹性势能为 $e\mathrm{J}.$ 则此时物体的机械能是
$(a+c)$
$\mathrm{J}$，物体具有的分子总势能是$(d-b)$
$\mathrm{J}.$答案
10.$(a+c)$ $(d-b)$
解析
【分析】
我们可以分两步梳理解题思路：第一步先明确机械能的定义和归属，机械能是宏观层面的能量，物体自身的机械能只包含它的宏观动能和自身的重力势能，弹簧的弹性势能属于弹簧本身，不属于该物体的机械能，直接将物体的动能和重力势能相加就能得到物体的机械能。第二步回忆内能的定义，内能是物体内部所有分子无规则运动的总动能和分子间相互作用的总势能之和，已知总内能和分子总动能，用总内能减去分子总动能就可以算出分子总势能。
【解析】
1. 计算物体的机械能：
物体的宏观动能为$a\mathrm{J}$，重力势能为$c\mathrm{J}$，弹簧的弹性势能是弹簧所具有的能量，不属于物体的机械能范畴，因此物体的机械能为：
$E_{\mathrm{机}} = E_{\mathrm{动}} + E_{\mathrm{重力势能}} = a\mathrm{J} + c\mathrm{J} = (a+c)\mathrm{J}$。
2. 计算物体的分子总势能：
内能的构成是物体内所有分子的总动能与分子总势能之和，即$E_{\mathrm{内}} = E_{\mathrm{分子总动能}} + E_{\mathrm{分子总势能}}$，已知内能为$d\mathrm{J}$，分子总动能为$b\mathrm{J}$，因此分子总势能为：
$E_{\mathrm{分子总势能}} = E_{\mathrm{内}} - E_{\mathrm{分子总动能}} = d\mathrm{J} - b\mathrm{J} = (d-b)\mathrm{J}$。
【答案】
$(a+c)$；$(d-b)$
【知识点】
机械能的组成，内能的组成
【点评】
本题核心是区分宏观机械能和微观内能的概念，易错点是误将弹簧的弹性势能计入物体的机械能，要明确弹性势能的归属是发生弹性形变的弹簧，并非连接的物体本身，避免两类不同范畴的能量混淆。
【难度系数】
0.7
我们可以分两步梳理解题思路：第一步先明确机械能的定义和归属，机械能是宏观层面的能量，物体自身的机械能只包含它的宏观动能和自身的重力势能，弹簧的弹性势能属于弹簧本身，不属于该物体的机械能，直接将物体的动能和重力势能相加就能得到物体的机械能。第二步回忆内能的定义，内能是物体内部所有分子无规则运动的总动能和分子间相互作用的总势能之和，已知总内能和分子总动能，用总内能减去分子总动能就可以算出分子总势能。
【解析】
1. 计算物体的机械能：
物体的宏观动能为$a\mathrm{J}$，重力势能为$c\mathrm{J}$，弹簧的弹性势能是弹簧所具有的能量，不属于物体的机械能范畴，因此物体的机械能为：
$E_{\mathrm{机}} = E_{\mathrm{动}} + E_{\mathrm{重力势能}} = a\mathrm{J} + c\mathrm{J} = (a+c)\mathrm{J}$。
2. 计算物体的分子总势能：
内能的构成是物体内所有分子的总动能与分子总势能之和，即$E_{\mathrm{内}} = E_{\mathrm{分子总动能}} + E_{\mathrm{分子总势能}}$，已知内能为$d\mathrm{J}$，分子总动能为$b\mathrm{J}$，因此分子总势能为：
$E_{\mathrm{分子总势能}} = E_{\mathrm{内}} - E_{\mathrm{分子总动能}} = d\mathrm{J} - b\mathrm{J} = (d-b)\mathrm{J}$。
【答案】
$(a+c)$；$(d-b)$
【知识点】
机械能的组成，内能的组成
【点评】
本题核心是区分宏观机械能和微观内能的概念，易错点是误将弹簧的弹性势能计入物体的机械能，要明确弹性势能的归属是发生弹性形变的弹簧，并非连接的物体本身，避免两类不同范畴的能量混淆。
【难度系数】
0.7
11. 如图所示是某物质由液态变为固态过程中温度随时间变化的图像，由图可知：$t_4$ 时刻物体的内能
不等于
（填“等于”或“不等于”）零，$t_1$ 时刻物体的分子总动能大于
$t_2$ 时刻物体的分子总动能，$t_2$ 时刻物体的内能大于
$t_3$ 时刻物体的内能。（后两空均填“大于”“小于”或“等于”）答案
11.不等于 大于 大于
解析
【分析】
我们可以分三步来思考这道题：第一，首先明确内能的基本性质，一切物体的分子都在永不停息做无规则热运动，所以任何状态下物体的内能都不可能为零，直接判断第一空的结果；第二，分子的总动能和温度直接相关，在分子总数不变的前提下，温度越高，分子平均动能越大，总动能就越大，对比t₁和t₂时刻的温度高低，就能判断两者分子总动能的大小关系；第三，该图像是晶体的凝固图像，凝固过程温度不变但会持续向外放出热量，内能会不断减小，对比t₂和t₃的先后顺序，就能判断两个时刻内能的大小关系。
【解析】
1. 因为组成物体的分子始终在永不停息地做无规则热运动，所以任何温度下物体都具有内能，即使t₄时刻温度降到零，内能也不可能为零，因此t₄时刻物体的内能不等于零。
2. 温度是分子平均动能的标志，t₁时刻物体的温度明显高于t₂时刻的温度，在物质分子总数不变的情况下，温度越高分子总动能越大，因此t₁时刻物体的分子总动能大于t₂时刻物体的分子总动能。
3. 该物质属于晶体，t₂到t₃处于晶体凝固的恒温阶段，这个过程中物质持续向外放出热量，内能不断减小，因此t₂时刻物体的内能大于t₃时刻物体的内能。
【答案】
不等于；大于；大于
【知识点】
内能的概念，分子动能与温度，晶体凝固特点
【点评】
本题的易错点有两个：一是容易误认为温度为零时物体内能为零，忽略了分子永不停息的热运动属性；二是误以为晶体凝固过程温度不变，内能也不变，忽略了凝固过程持续放热、分子势能减小，总内能会降低的特点。
【难度系数】
0.6
我们可以分三步来思考这道题：第一，首先明确内能的基本性质，一切物体的分子都在永不停息做无规则热运动，所以任何状态下物体的内能都不可能为零，直接判断第一空的结果；第二，分子的总动能和温度直接相关，在分子总数不变的前提下，温度越高，分子平均动能越大，总动能就越大，对比t₁和t₂时刻的温度高低，就能判断两者分子总动能的大小关系；第三，该图像是晶体的凝固图像，凝固过程温度不变但会持续向外放出热量，内能会不断减小，对比t₂和t₃的先后顺序，就能判断两个时刻内能的大小关系。
【解析】
1. 因为组成物体的分子始终在永不停息地做无规则热运动，所以任何温度下物体都具有内能，即使t₄时刻温度降到零，内能也不可能为零，因此t₄时刻物体的内能不等于零。
2. 温度是分子平均动能的标志，t₁时刻物体的温度明显高于t₂时刻的温度，在物质分子总数不变的情况下，温度越高分子总动能越大，因此t₁时刻物体的分子总动能大于t₂时刻物体的分子总动能。
3. 该物质属于晶体，t₂到t₃处于晶体凝固的恒温阶段，这个过程中物质持续向外放出热量，内能不断减小，因此t₂时刻物体的内能大于t₃时刻物体的内能。
【答案】
不等于；大于；大于
【知识点】
内能的概念，分子动能与温度，晶体凝固特点
【点评】
本题的易错点有两个：一是容易误认为温度为零时物体内能为零，忽略了分子永不停息的热运动属性；二是误以为晶体凝固过程温度不变，内能也不变，忽略了凝固过程持续放热、分子势能减小，总内能会降低的特点。
【难度系数】
0.6
12. 某同学将装有热奶的奶瓶放入水中冷却，如图甲所示. 根据测得的数据，该同学作出热奶和水的温度随时间变化的图像，如图乙所示. 根据图像回答下列问题：
(1)温度随时间变化缓慢的曲线是图乙中的
(2)表示热奶的温度随时间变化的曲线是图乙中的
(3)水的初温是
A. 先快后慢
B. 先慢后快
C. 均匀降低
(4)热奶和水会发生热传递，是因为它们具有不同的
(1)温度随时间变化缓慢的曲线是图乙中的
B
(填“A”或“B”).(2)表示热奶的温度随时间变化的曲线是图乙中的
A
(填“A”或“B”).(3)水的初温是
20
$°\mathrm{C}$，热奶的末温是40
$°\mathrm{C}$，参考这位同学实验的图像，你认为将沸水放在房间里，温度自然降低的规律是A
(填字母).A. 先快后慢
B. 先慢后快
C. 均匀降低
(4)热奶和水会发生热传递，是因为它们具有不同的
温度
.答案
12.(1)B (2)A (3)20 40 A (4)温度
解析
【分析】
我们结合热传递的基本规律逐步思考：发生热传递时，高温物体放热降温，低温物体吸热升温，最终二者温度相同达到热平衡。首先对比两条曲线的变化速率，相同时间内A的温度变化幅度更大，B的变化幅度更小，就能判断变化更慢的曲线；热奶初始温度远高于冷水，放热降温，因此初始温度高、整体下降的曲线对应热奶；从图像t=0的位置可以直接读取水的初温，两条曲线重合后的温度就是热奶的末温，观察降温曲线的斜率变化就能总结自然降温的规律；最后回忆热传递的发生条件即可完成最后一问。
【解析】
(1) 观察图乙，相同时间内A曲线的温度变化量远大于B曲线，因此温度随时间变化更缓慢的是B。
(2) 热奶温度高于水，放入水中后持续放热、温度不断降低，因此初始温度高、整体呈下降趋势的A曲线是热奶的温度变化曲线。
(3) 初始时刻t=0，代表水的B曲线对应温度为20℃，即水的初温是20℃；最终两条曲线稳定重合在40℃，说明热奶的末温是40℃；从A曲线的变化趋势可以看出，物体与环境温差大时降温速度快，温差小时降温速度慢，因此沸水在房间里自然降温的规律是先快后慢，选A。
(4) 热传递的发生条件是物体之间存在温度差，热奶和水具有不同的温度，因此会发生热传递。
【答案】
(1)B (2)A (3)20；40；A (4)温度
【知识点】
热传递条件，温度图像分析，热平衡
【点评】
本题结合生活中热奶冷却的常见场景，考察热传递的基础知识点，整体难度不高，解题核心是明确热传递过程中高温、低温物体的温度变化特点，能从图像中提取初温、末温等有效信息，易错点是混淆两条曲线对应的研究对象，结合初始温度高低即可快速区分。
【难度系数】
0.8
我们结合热传递的基本规律逐步思考：发生热传递时，高温物体放热降温，低温物体吸热升温，最终二者温度相同达到热平衡。首先对比两条曲线的变化速率，相同时间内A的温度变化幅度更大，B的变化幅度更小，就能判断变化更慢的曲线；热奶初始温度远高于冷水，放热降温，因此初始温度高、整体下降的曲线对应热奶；从图像t=0的位置可以直接读取水的初温，两条曲线重合后的温度就是热奶的末温，观察降温曲线的斜率变化就能总结自然降温的规律；最后回忆热传递的发生条件即可完成最后一问。
【解析】
(1) 观察图乙，相同时间内A曲线的温度变化量远大于B曲线，因此温度随时间变化更缓慢的是B。
(2) 热奶温度高于水，放入水中后持续放热、温度不断降低，因此初始温度高、整体呈下降趋势的A曲线是热奶的温度变化曲线。
(3) 初始时刻t=0，代表水的B曲线对应温度为20℃，即水的初温是20℃；最终两条曲线稳定重合在40℃，说明热奶的末温是40℃；从A曲线的变化趋势可以看出，物体与环境温差大时降温速度快，温差小时降温速度慢，因此沸水在房间里自然降温的规律是先快后慢，选A。
(4) 热传递的发生条件是物体之间存在温度差，热奶和水具有不同的温度，因此会发生热传递。
【答案】
(1)B (2)A (3)20；40；A (4)温度
【知识点】
热传递条件，温度图像分析，热平衡
【点评】
本题结合生活中热奶冷却的常见场景，考察热传递的基础知识点，整体难度不高，解题核心是明确热传递过程中高温、低温物体的温度变化特点，能从图像中提取初温、末温等有效信息，易错点是混淆两条曲线对应的研究对象，结合初始温度高低即可快速区分。
【难度系数】
0.8
13. 两个正方体形状的金属如图所示，甲、乙接触后，甲传递热量给乙，则 （
A.甲物体的分子动能比乙物体的分子动能大
B.甲物体的分子势能比乙物体的分子势能大
C.当甲、乙的内能相等时，热传递停止
D.甲物体分子热运动比乙物体分子热运动更剧烈
D
）A.甲物体的分子动能比乙物体的分子动能大
B.甲物体的分子势能比乙物体的分子势能大
C.当甲、乙的内能相等时，热传递停止
D.甲物体分子热运动比乙物体分子热运动更剧烈
答案
13.D
解析
【分析】
首先从题干“甲接触后传递热量给乙”的条件入手，回忆热传递的基本规律：自发的热传递只能从高温物体向低温物体发生，由此可以直接推出甲的温度高于乙的温度。接下来结合温度的微观意义、分子动理论的相关知识，逐个对四个选项进行判断，排除错误选项得到正确答案。解题时要注意区分“分子平均动能”和单个分子动能的区别，同时明确热传递停止的判定条件，不要和内能的概念混淆。
【解析】
解：由题意，甲、乙接触后甲向乙传递热量，根据热传递的条件可知，甲的温度高于乙的温度，即$T_甲 ＞ T_乙$。
选项A：温度是分子平均动能的标志，甲温度更高，仅说明甲的分子平均动能大于乙的分子平均动能，并非甲所有分子的动能都比乙的分子动能大，无法直接得出“甲物体的分子动能比乙物体的分子动能大”的结论，A错误。
选项B：分子势能的大小与分子间距、物体的体积、物质种类、质量等多个因素有关，本题中没有给出甲乙的物质种类、质量等条件，无法比较二者分子势能的大小，B错误。
选项C：热传递停止的条件是两个物体的温度相等，并非内能相等，即使两物体内能不同，只要温度相同，就不会发生自发的热传递，C错误。
选项D：分子热运动的剧烈程度由温度决定，温度越高，分子热运动越剧烈，由于$T_甲 ＞ T_乙$，因此甲物体分子热运动比乙物体分子热运动更剧烈，D正确。
【答案】D
【知识点】热传递规律，温度微观意义，分子动理论
【点评】本题是热学基础概念辨析题，易错点在于混淆“分子平均动能”和总分子动能/单个分子动能，同时容易错误认为热传递终止的条件是内能相等，解题时牢牢抓住“温度是热传递的唯一判定依据，温度是分子平均动能的标志”这两个核心知识点，就能快速排除错误选项。
【难度系数】0.6
首先从题干“甲接触后传递热量给乙”的条件入手，回忆热传递的基本规律：自发的热传递只能从高温物体向低温物体发生，由此可以直接推出甲的温度高于乙的温度。接下来结合温度的微观意义、分子动理论的相关知识，逐个对四个选项进行判断，排除错误选项得到正确答案。解题时要注意区分“分子平均动能”和单个分子动能的区别，同时明确热传递停止的判定条件，不要和内能的概念混淆。
【解析】
解：由题意，甲、乙接触后甲向乙传递热量，根据热传递的条件可知，甲的温度高于乙的温度，即$T_甲 ＞ T_乙$。
选项A：温度是分子平均动能的标志，甲温度更高，仅说明甲的分子平均动能大于乙的分子平均动能，并非甲所有分子的动能都比乙的分子动能大，无法直接得出“甲物体的分子动能比乙物体的分子动能大”的结论，A错误。
选项B：分子势能的大小与分子间距、物体的体积、物质种类、质量等多个因素有关，本题中没有给出甲乙的物质种类、质量等条件，无法比较二者分子势能的大小，B错误。
选项C：热传递停止的条件是两个物体的温度相等，并非内能相等，即使两物体内能不同，只要温度相同，就不会发生自发的热传递，C错误。
选项D：分子热运动的剧烈程度由温度决定，温度越高，分子热运动越剧烈，由于$T_甲 ＞ T_乙$，因此甲物体分子热运动比乙物体分子热运动更剧烈，D正确。
【答案】D
【知识点】热传递规律，温度微观意义，分子动理论
【点评】本题是热学基础概念辨析题，易错点在于混淆“分子平均动能”和总分子动能/单个分子动能，同时容易错误认为热传递终止的条件是内能相等，解题时牢牢抓住“温度是热传递的唯一判定依据，温度是分子平均动能的标志”这两个核心知识点，就能快速排除错误选项。
【难度系数】0.6
14. 质量相同的 $0°\mathrm{C}$ 的水和 $0°\mathrm{C}$ 的冰比较：
(1)它们的内能哪个大？内能大的原因是什么？
(2)多出的这部分能量是以什么形式存在的？
(1)它们的内能哪个大？内能大的原因是什么？
(2)多出的这部分能量是以什么形式存在的？
答案
14.(1)0℃的水内能大. 因为0℃的冰变为0℃的水是熔化现象,熔化要吸热,所以0℃的水内能大.
(2)内能包括分子动能和分子势能,温度不变,所以分子动能是不变的,分子间的距离和相互作用力发生变化,所以分子势能发生变化.多出的这部分能量就是以分子势能的形式存在的.
(2)内能包括分子动能和分子势能,温度不变,所以分子动能是不变的,分子间的距离和相互作用力发生变化,所以分子势能发生变化.多出的这部分能量就是以分子势能的形式存在的.
解析
【分析】
解题时首先从内能的组成入手思考：第一步，明确温度是分子平均动能的标志，0℃的水和0℃的冰温度相同，质量相等意味着分子总数相同，因此二者的总分子动能是相等的；第二步，回忆物态变化规律，0℃的冰转化为0℃的水属于熔化过程，熔化需要吸收热量，根据能量守恒，吸收的热量会使物体内能增加，由此就能判断二者内能的大小关系；第三步，由于总分子动能没有变化，多出的内能自然就来自分子势能的增加，就能得出第二问的结论。
【解析】
(1) 已知水和冰质量相等、温度均为0℃：温度是分子平均动能的标志，因此二者分子的平均动能相同，总分子数相同，总分子动能相等。0℃的冰变为0℃的水是熔化过程，熔化需要从外界吸收热量，吸收的热量会转化为内能，因此0℃的水的内能更大。
(2) 内能是物体内所有分子的分子动能与分子势能的总和，该熔化过程中温度始终保持0℃不变，分子总动能没有发生变化，吸收的热量用于改变分子间的距离和相互作用状态，使分子势能增大，因此多出的这部分能量是以分子势能的形式存在的。
【答案】
(1)0℃的水内能大。 因为0℃的冰变为0℃的水是熔化现象,熔化要吸热,所以0℃的水内能大。
(2)多出的这部分能量是以分子势能的形式存在的。
【知识点】
内能的概念，熔化吸热，分子势能
【点评】
本题属于热学的基础概念辨析题，容易出现的误区是误认为温度相同的物体内能一定相等，题目引导学生理解内能同时由分子动能和分子势能共同决定，物态变化过程中即使温度不变，分子势能的变化也会带来内能的改变，能有效纠正学生对内能影响因素的片面认知。
【难度系数】
0.7
解题时首先从内能的组成入手思考：第一步，明确温度是分子平均动能的标志，0℃的水和0℃的冰温度相同，质量相等意味着分子总数相同，因此二者的总分子动能是相等的；第二步，回忆物态变化规律，0℃的冰转化为0℃的水属于熔化过程，熔化需要吸收热量，根据能量守恒，吸收的热量会使物体内能增加，由此就能判断二者内能的大小关系；第三步，由于总分子动能没有变化，多出的内能自然就来自分子势能的增加，就能得出第二问的结论。
【解析】
(1) 已知水和冰质量相等、温度均为0℃：温度是分子平均动能的标志，因此二者分子的平均动能相同，总分子数相同，总分子动能相等。0℃的冰变为0℃的水是熔化过程，熔化需要从外界吸收热量，吸收的热量会转化为内能，因此0℃的水的内能更大。
(2) 内能是物体内所有分子的分子动能与分子势能的总和，该熔化过程中温度始终保持0℃不变，分子总动能没有发生变化，吸收的热量用于改变分子间的距离和相互作用状态，使分子势能增大，因此多出的这部分能量是以分子势能的形式存在的。
【答案】
(1)0℃的水内能大。 因为0℃的冰变为0℃的水是熔化现象,熔化要吸热,所以0℃的水内能大。
(2)多出的这部分能量是以分子势能的形式存在的。
【知识点】
内能的概念，熔化吸热，分子势能
【点评】
本题属于热学的基础概念辨析题，容易出现的误区是误认为温度相同的物体内能一定相等，题目引导学生理解内能同时由分子动能和分子势能共同决定，物态变化过程中即使温度不变，分子势能的变化也会带来内能的改变，能有效纠正学生对内能影响因素的片面认知。
【难度系数】
0.7
