6. 如图所示,用充气的气球模拟“喷气火箭”,把封口的夹子松开,球内气体向后喷出,气球向前运动. 此过程中
(

A.气球的弹性势能增大
B.喷出的气体内能减小
C.喷出的气体热运动加剧
D.喷出的气体向外界传递热量
(
B
)A.气球的弹性势能增大
B.喷出的气体内能减小
C.喷出的气体热运动加剧
D.喷出的气体向外界传递热量
答案
6. B 解析:把气球封口的夹子松开,球内气体向后喷出,气球的弹性形变程度变小,则气球的弹性势能减小,A错误;喷出的气体对外做功,故其内能减小,B正确;喷出的气体内能减小,温度降低,热运动减缓,C错误;喷出的气体温度降低,低于外界温度,会从外界吸收热量,D错误.
解析
【分析】
我们可以结合对应的物理规律逐个分析选项:首先明确整个过程的状态变化:充气的气球原本有明显的弹性形变,松开夹子后气体向外喷出,气球逐渐瘪缩。首先判断A选项,弹性势能的大小和弹性形变程度直接相关,观察气球形变的变化就能判断弹性势能的变化;接着分析喷出的气体,它向外运动推动气球,属于对外做功,根据做功改变内能的规律,对外做功的物体自身内能会减小,由此判断B选项的对错;再根据内能和温度的对应关系,内能减小温度会降低,而分子热运动的剧烈程度由温度决定,就能判断C选项;最后结合热传递的条件,温度低的物体会从高温的外界吸热,就能判断D选项,排除所有错误选项后得到正确答案。
【解析】
我们逐个对选项进行推导分析:
1. 分析选项A:松开封口夹子后,球内气体不断向外喷出,气球的弹性形变程度逐渐减小,而弹性势能随弹性形变程度减小而减小,因此气球的弹性势能是减小的,A错误。
2. 分析选项B:喷出的气体向外运动的过程中对气球施加推力,也就是气体自身对外做功,根据做功改变内能的规律,物体对外做功,自身内能会减小,因此喷出的气体内能减小,B正确。
3. 分析选项C:分子热运动的剧烈程度和物体温度正相关,喷出的气体内能减小,温度随之降低,因此分子热运动是减缓的,并非加剧,C错误。
4. 分析选项D:喷出的气体温度降低后,温度低于外界环境温度,根据热传递的规律,气体会从外界吸收热量,而不是向外界传递热量,D错误。
综上,本题选B。
【答案】
B
【知识点】
弹性势能,做功改变内能,热传递
【点评】
本题以趣味的“喷气火箭”小实验为载体,综合考察了机械能和热学的多个基础知识点,属于基础概念应用题,解题时只需要结合对应的物理规律逐个推导选项,避免主观臆断就可以顺利选出正确答案,能够帮助学生巩固内能相关的基础概念。
【难度系数】
0.8
我们可以结合对应的物理规律逐个分析选项:首先明确整个过程的状态变化:充气的气球原本有明显的弹性形变,松开夹子后气体向外喷出,气球逐渐瘪缩。首先判断A选项,弹性势能的大小和弹性形变程度直接相关,观察气球形变的变化就能判断弹性势能的变化;接着分析喷出的气体,它向外运动推动气球,属于对外做功,根据做功改变内能的规律,对外做功的物体自身内能会减小,由此判断B选项的对错;再根据内能和温度的对应关系,内能减小温度会降低,而分子热运动的剧烈程度由温度决定,就能判断C选项;最后结合热传递的条件,温度低的物体会从高温的外界吸热,就能判断D选项,排除所有错误选项后得到正确答案。
【解析】
我们逐个对选项进行推导分析:
1. 分析选项A:松开封口夹子后,球内气体不断向外喷出,气球的弹性形变程度逐渐减小,而弹性势能随弹性形变程度减小而减小,因此气球的弹性势能是减小的,A错误。
2. 分析选项B:喷出的气体向外运动的过程中对气球施加推力,也就是气体自身对外做功,根据做功改变内能的规律,物体对外做功,自身内能会减小,因此喷出的气体内能减小,B正确。
3. 分析选项C:分子热运动的剧烈程度和物体温度正相关,喷出的气体内能减小,温度随之降低,因此分子热运动是减缓的,并非加剧,C错误。
4. 分析选项D:喷出的气体温度降低后,温度低于外界环境温度,根据热传递的规律,气体会从外界吸收热量,而不是向外界传递热量,D错误。
综上,本题选B。
【答案】
B
【知识点】
弹性势能,做功改变内能,热传递
【点评】
本题以趣味的“喷气火箭”小实验为载体,综合考察了机械能和热学的多个基础知识点,属于基础概念应用题,解题时只需要结合对应的物理规律逐个推导选项,避免主观臆断就可以顺利选出正确答案,能够帮助学生巩固内能相关的基础概念。
【难度系数】
0.8
7. 若一台单缸四冲程汽油机的飞轮转速是 800 r/min,一次做功冲程中燃气推动活塞做功1 500 J,则这台汽油机的功率为(
A.10 kW
B.15 kW
C.20 kW
D.1 200 kW
A
)A.10 kW
B.15 kW
C.20 kW
D.1 200 kW
答案
7. A 解析:汽油机飞轮转速为800 r/min,即每分钟飞轮转动800圈,完成400个工作循环,对外做功400次;一次做功冲程中燃气推动活塞做功1 500 J,则1 min内做的功$W=1 500 J×400=6×10^5 J,$这台汽油机的功率$P=W/t=6×10^5 J /60 s=1×10^4 W=10 kW. A$正确.
解析
【分析】
这道题的核心是结合四冲程汽油机的工作规律计算功率,解题思路如下:1. 先回忆四冲程汽油机的工作特点:每完成1个完整的工作循环,飞轮转动2圈,只有做功冲程对外做功1次,也就是飞轮转2圈对应1次对外做功。2. 根据给出的飞轮转速,算出1分钟内汽油机对外做功的总次数。3. 用单次做功的数值乘以总做功次数,得到1分钟内汽油机做的总功。4. 最后根据功率的定义式P=W/t,代入总功和对应时间算出功率,匹配选项即可,要注意不要把飞轮总圈数直接当成做功次数,避免计算错误。
【解析】
解:
1. 明确工作对应关系:四冲程汽油机每完成1个工作循环,飞轮转动2圈,对外做功1次。
2. 计算1分钟内对外做功的次数:
已知飞轮转速为800 r/min,即每分钟飞轮转动800圈,因此1分钟内对外做功的次数:
$n=\frac{800}{2}=400次$
3. 计算1分钟内汽油机做的总功:
已知一次做功冲程燃气做功$W_0=1500\ \mathrm{J}$,因此1min内总功:
$W=nW_0=400×1500\ \mathrm{J}=6×10^5\ \mathrm{J}$
4. 计算汽油机的功率:
时间$t=1\ \mathrm{min}=60\ \mathrm{s}$,根据功率公式$P=\frac{W}{t}$,代入数据得:
$P=\frac{6×10^5\ \mathrm{J}}{60\ \mathrm{s}}=1×10^4\ \mathrm{W}=10\ \mathrm{kW}$
因此答案选A。
【答案】
A
【知识点】
四冲程热机工作规律,功率计算
【点评】
本题属于热机板块的常规计算题,易错点是混淆飞轮转动圈数和对外做功次数的对应关系,误将飞轮总转数直接当作做功次数计算,只要牢记四冲程内燃机飞轮转2圈对外做功1次的核心规律,再结合功率定义式代入计算即可得到正确结果。
【难度系数】
0.6
这道题的核心是结合四冲程汽油机的工作规律计算功率,解题思路如下:1. 先回忆四冲程汽油机的工作特点:每完成1个完整的工作循环,飞轮转动2圈,只有做功冲程对外做功1次,也就是飞轮转2圈对应1次对外做功。2. 根据给出的飞轮转速,算出1分钟内汽油机对外做功的总次数。3. 用单次做功的数值乘以总做功次数,得到1分钟内汽油机做的总功。4. 最后根据功率的定义式P=W/t,代入总功和对应时间算出功率,匹配选项即可,要注意不要把飞轮总圈数直接当成做功次数,避免计算错误。
【解析】
解:
1. 明确工作对应关系:四冲程汽油机每完成1个工作循环,飞轮转动2圈,对外做功1次。
2. 计算1分钟内对外做功的次数:
已知飞轮转速为800 r/min,即每分钟飞轮转动800圈,因此1分钟内对外做功的次数:
$n=\frac{800}{2}=400次$
3. 计算1分钟内汽油机做的总功:
已知一次做功冲程燃气做功$W_0=1500\ \mathrm{J}$,因此1min内总功:
$W=nW_0=400×1500\ \mathrm{J}=6×10^5\ \mathrm{J}$
4. 计算汽油机的功率:
时间$t=1\ \mathrm{min}=60\ \mathrm{s}$,根据功率公式$P=\frac{W}{t}$,代入数据得:
$P=\frac{6×10^5\ \mathrm{J}}{60\ \mathrm{s}}=1×10^4\ \mathrm{W}=10\ \mathrm{kW}$
因此答案选A。
【答案】
A
【知识点】
四冲程热机工作规律,功率计算
【点评】
本题属于热机板块的常规计算题,易错点是混淆飞轮转动圈数和对外做功次数的对应关系,误将飞轮总转数直接当作做功次数计算,只要牢记四冲程内燃机飞轮转2圈对外做功1次的核心规律,再结合功率定义式代入计算即可得到正确结果。
【难度系数】
0.6
8. 如图所示是汽油机工作时的四个冲程,下列说法正确的是 (

A.活塞在汽缸内往复运动一次,该汽油机对外做功一次
B.图甲是压缩冲程,是将内能转化为机械能,图丁是做功冲程,是将机械能转化为内能
C.该汽油机正确的工作顺序是乙→甲→丁→丙
D.汽油机的吸气冲程中,汽缸吸进的物质只有汽油
C
)A.活塞在汽缸内往复运动一次,该汽油机对外做功一次
B.图甲是压缩冲程,是将内能转化为机械能,图丁是做功冲程,是将机械能转化为内能
C.该汽油机正确的工作顺序是乙→甲→丁→丙
D.汽油机的吸气冲程中,汽缸吸进的物质只有汽油
答案
8. C 解析:题图甲中汽油机的两个气门都关闭,活塞向上运动,为压缩冲程,将机械能转化为内能;题图乙中汽油机的进气门打开,活塞向下运动,为吸气冲程,此时汽缸吸进的物质是汽油和空气的混合气体;题图丙中汽油机的排气门打开,活塞向上运动,为排气冲程;题图丁中汽油机的两个气门都关闭,活塞向下运动,为做功冲程,将内能转化为机械能;在汽油机的一个工作循环中,活塞往复运动两次,对外做功一次,该汽油机正确的工作顺序是乙→甲→丁→丙. C正确.
解析
【分析】
拿到这道题,我们的解题思路可以分两步走:第一步先准确判断四个图分别对应的汽油机冲程,判断的方法是“两看”:一看两个气门的开闭状态,二看活塞的运动方向,先把甲乙丙丁四个冲程逐一识别出来;第二步再结合汽油机工作循环的特点、能量转化规律,逐个排查四个选项的对错,最终选出正确答案。
【解析】
我们先逐一识别四个冲程:
1. 图乙:进气门打开,排气门关闭,活塞向下运动,属于吸气冲程,该冲程中汽缸吸入汽油和空气的混合气体。
2. 图甲:两个气门全部关闭,活塞向上运动,属于压缩冲程,该冲程将活塞的机械能转化为汽缸内气体的内能。
3. 图丁:两个气门全部关闭,火花塞点火,活塞向下运动,属于做功冲程,该冲程将燃气的内能转化为活塞的机械能,对外输出动力。
4. 图丙:排气门打开,进气门关闭,活塞向上运动,属于排气冲程,将汽缸内的废气排出。
接下来逐个分析选项:
选项A:汽油机的一个完整工作循环中,活塞往复运动2次,仅在做功冲程对外做功1次,并非活塞往复运动一次就对外做功,A错误。
选项B:图甲是压缩冲程,能量转化为机械能→内能;图丁是做功冲程,能量转化为内能→机械能,选项描述完全颠倒,B错误。
选项C:汽油机正常工作的顺序为吸气冲程→压缩冲程→做功冲程→排气冲程,对应图的顺序就是乙→甲→丁→丙,C正确。
选项D:汽油机的吸气冲程中,吸入汽缸的是汽油和空气的混合物,并非只有汽油,D错误。
综上,本题选C。
【答案】
C
【知识点】
内燃机冲程判断,热机能量转化,汽油机工作循环
【点评】
本题是汽油机相关知识点的基础考题,核心考察对四冲程汽油机工作过程的识记与理解,易错点集中在压缩、做功冲程的能量转化方向,以及吸气冲程的进气成分、工作循环中活塞运动次数的对应关系,只要掌握“看气门、看活塞”的冲程判断方法,就能快速理清逻辑选出正确答案。
【难度系数】
0.7
拿到这道题,我们的解题思路可以分两步走:第一步先准确判断四个图分别对应的汽油机冲程,判断的方法是“两看”:一看两个气门的开闭状态,二看活塞的运动方向,先把甲乙丙丁四个冲程逐一识别出来;第二步再结合汽油机工作循环的特点、能量转化规律,逐个排查四个选项的对错,最终选出正确答案。
【解析】
我们先逐一识别四个冲程:
1. 图乙:进气门打开,排气门关闭,活塞向下运动,属于吸气冲程,该冲程中汽缸吸入汽油和空气的混合气体。
2. 图甲:两个气门全部关闭,活塞向上运动,属于压缩冲程,该冲程将活塞的机械能转化为汽缸内气体的内能。
3. 图丁:两个气门全部关闭,火花塞点火,活塞向下运动,属于做功冲程,该冲程将燃气的内能转化为活塞的机械能,对外输出动力。
4. 图丙:排气门打开,进气门关闭,活塞向上运动,属于排气冲程,将汽缸内的废气排出。
接下来逐个分析选项:
选项A:汽油机的一个完整工作循环中,活塞往复运动2次,仅在做功冲程对外做功1次,并非活塞往复运动一次就对外做功,A错误。
选项B:图甲是压缩冲程,能量转化为机械能→内能;图丁是做功冲程,能量转化为内能→机械能,选项描述完全颠倒,B错误。
选项C:汽油机正常工作的顺序为吸气冲程→压缩冲程→做功冲程→排气冲程,对应图的顺序就是乙→甲→丁→丙,C正确。
选项D:汽油机的吸气冲程中,吸入汽缸的是汽油和空气的混合物,并非只有汽油,D错误。
综上,本题选C。
【答案】
C
【知识点】
内燃机冲程判断,热机能量转化,汽油机工作循环
【点评】
本题是汽油机相关知识点的基础考题,核心考察对四冲程汽油机工作过程的识记与理解,易错点集中在压缩、做功冲程的能量转化方向,以及吸气冲程的进气成分、工作循环中活塞运动次数的对应关系,只要掌握“看气门、看活塞”的冲程判断方法,就能快速理清逻辑选出正确答案。
【难度系数】
0.7
9. (2025·大兴安岭)关于温度、热量和内能,下列说法正确的是 (
A.温度为$0\ {° C}$以下的物体不具有内能
B.温度高的物体含有的热量一定多
C.物体的内能增大,可能是吸收了热量
D.温度总是从高温物体传向低温物体
C
)A.温度为$0\ {° C}$以下的物体不具有内能
B.温度高的物体含有的热量一定多
C.物体的内能增大,可能是吸收了热量
D.温度总是从高温物体传向低温物体
答案
9. C 解析:一切物体在任何情况下都有内能,则温度为0 ℃以下的物体具有内能,A错误;热量是过程量,不能说含有热量,B错误;物体的内能增大,可能是吸收了热量,也可能是外界对其做了功,C正确;热量总是从高温物体传向低温物体,D错误.
解析
【分析】
这是一道热学核心概念辨析题,我们可以结合对应知识点逐个排查选项:首先回忆内能的基本性质判断A选项正误;再明确热量属于过程量的特点,排查B选项的表述是否合规;接着回忆改变内能的两种等效方式,判断内能增大的可能原因;最后理清热传递的传递对象,排除最后一个错误选项,就能选出正确答案。
【解析】
我们逐一分析每个选项:
1. 针对A选项:一切物体在任何情况下都具有内能,哪怕温度处于0℃以下,物体内部的分子也在永不停息地做无规则热运动,同时存在分子势能,因此必然具有内能,A说法错误。
2. 针对B选项:热量是热传递过程中传递能量的多少,属于过程量,只能描述为“吸收热量”“放出热量”,不能用“含有”“具有”这类描述状态量的词汇修饰,B说法错误。
3. 针对C选项:改变物体内能的方式有两种,分别是热传递和做功,因此物体内能增大,既可能是吸收了热量,也可能是外界对它做了功,C说法正确。
4. 针对D选项:热传递过程中转移的是热量,并非温度,因此是热量从高温物体传向低温物体,不存在温度的传递,D说法错误。
【答案】
C
【知识点】
内能的概念,热量的辨析,改变内能的方式
【点评】
本题属于热学基础易错题,常见陷阱集中在过程量和状态量的表述区分,不少同学容易误选B或D,只要牢记“热量不能表述为含有”“热传递传递的是热量而非温度”这类表述规则,同时明确改变内能的两种等效途径,就能避开误区顺利解题。
【难度系数】
0.7
这是一道热学核心概念辨析题,我们可以结合对应知识点逐个排查选项:首先回忆内能的基本性质判断A选项正误;再明确热量属于过程量的特点,排查B选项的表述是否合规;接着回忆改变内能的两种等效方式,判断内能增大的可能原因;最后理清热传递的传递对象,排除最后一个错误选项,就能选出正确答案。
【解析】
我们逐一分析每个选项:
1. 针对A选项:一切物体在任何情况下都具有内能,哪怕温度处于0℃以下,物体内部的分子也在永不停息地做无规则热运动,同时存在分子势能,因此必然具有内能,A说法错误。
2. 针对B选项:热量是热传递过程中传递能量的多少,属于过程量,只能描述为“吸收热量”“放出热量”,不能用“含有”“具有”这类描述状态量的词汇修饰,B说法错误。
3. 针对C选项:改变物体内能的方式有两种,分别是热传递和做功,因此物体内能增大,既可能是吸收了热量,也可能是外界对它做了功,C说法正确。
4. 针对D选项:热传递过程中转移的是热量,并非温度,因此是热量从高温物体传向低温物体,不存在温度的传递,D说法错误。
【答案】
C
【知识点】
内能的概念,热量的辨析,改变内能的方式
【点评】
本题属于热学基础易错题,常见陷阱集中在过程量和状态量的表述区分,不少同学容易误选B或D,只要牢记“热量不能表述为含有”“热传递传递的是热量而非温度”这类表述规则,同时明确改变内能的两种等效途径,就能避开误区顺利解题。
【难度系数】
0.7
10. 生活中所说的“热”有温度、热量和内能等含义. 下列现象中的“热”,指热量的是
A. 今天天气很热
B. 物体吸热,温度升高
C. 摩擦生热
D. 水太热不能喝
E. 水汽化时要吸热
F. 开水和冷水之间发生了热传递
B、E、F
,指温度的是A、D
,指内能的是C
.(选填字母)A. 今天天气很热
B. 物体吸热,温度升高
C. 摩擦生热
D. 水太热不能喝
E. 水汽化时要吸热
F. 开水和冷水之间发生了热传递
答案
10. B、E、F A、D C 解析:今天天气很热,这里的“热”是指温度高;物体吸热,温度升高,这里的“热”是指热量;摩擦生热是将机械能转化为内能,这里的“热”是指内能;水太热不能喝,这里的“热”是指温度高;水汽化时要吸热,这里的“热”是指热量;开水和冷水之间发生了热传递,这里的“热”是指热量.故上述现象中的“热”指“热量”的是B、E、F,指“温度”的是A、D,指“内能”的是C.
解析
【分析】
这道题的核心是区分不同语境下“热”对应的三类热学物理概念,解题思路非常清晰:第一步先明确三个物理量的典型特征:①温度是描述物体冷热程度的物理量,语境通常直接描述物体的冷热状态;②热量是热传递过程中传递的能量多少,属于过程量,典型搭配是“吸热”“放热”“热传递”;③内能是物体自身具有的内部能量,通常出现在能量转化的相关语境中。第二步逐个对6个选项的“热”进行匹配归类,就能得到正确结果。
【解析】
我们逐个分析每个选项中“热”的具体含义:
1. 选项A:“今天天气很热”是直接描述空气的冷热程度,这里的“热”指温度高;
2. 选项B:“物体吸热,温度升高”,描述的是热传递过程中物体吸收能量,这里的“热”指热量;
3. 选项C:“摩擦生热”是通过做功将机械能转化为物体的内部能量,这里的“热”指内能;
4. 选项D:“水太热不能喝”是描述水的冷热程度过高,这里的“热”指温度高;
5. 选项E:“水汽化时要吸热”,描述的是汽化过程中水需要吸收热传递的能量,这里的“热”指热量;
6. 选项F:“开水和冷水之间发生了热传递”,热传递的本质就是传递热量,这里的“热”指热量。
最终完成归类:指热量的是B、E、F,指温度的是A、D,指内能的是C。
【答案】B、E、F;A、D;C
【知识点】温度、热量、内能辨析
【点评】本题属于热学入门的基础概念辨析题,解题关键是抓住不同物理量的语境特征,区分状态量、过程量的表述习惯,避免把描述冷热状态的温度、传递过程的热量、物体自身的内能三者混淆,是热学部分非常典型的易考基础题型。
【难度系数】
0.8
这道题的核心是区分不同语境下“热”对应的三类热学物理概念,解题思路非常清晰:第一步先明确三个物理量的典型特征:①温度是描述物体冷热程度的物理量,语境通常直接描述物体的冷热状态;②热量是热传递过程中传递的能量多少,属于过程量,典型搭配是“吸热”“放热”“热传递”;③内能是物体自身具有的内部能量,通常出现在能量转化的相关语境中。第二步逐个对6个选项的“热”进行匹配归类,就能得到正确结果。
【解析】
我们逐个分析每个选项中“热”的具体含义:
1. 选项A:“今天天气很热”是直接描述空气的冷热程度,这里的“热”指温度高;
2. 选项B:“物体吸热,温度升高”,描述的是热传递过程中物体吸收能量,这里的“热”指热量;
3. 选项C:“摩擦生热”是通过做功将机械能转化为物体的内部能量,这里的“热”指内能;
4. 选项D:“水太热不能喝”是描述水的冷热程度过高,这里的“热”指温度高;
5. 选项E:“水汽化时要吸热”,描述的是汽化过程中水需要吸收热传递的能量,这里的“热”指热量;
6. 选项F:“开水和冷水之间发生了热传递”,热传递的本质就是传递热量,这里的“热”指热量。
最终完成归类:指热量的是B、E、F,指温度的是A、D,指内能的是C。
【答案】B、E、F;A、D;C
【知识点】温度、热量、内能辨析
【点评】本题属于热学入门的基础概念辨析题,解题关键是抓住不同物理量的语境特征,区分状态量、过程量的表述习惯,避免把描述冷热状态的温度、传递过程的热量、物体自身的内能三者混淆,是热学部分非常典型的易考基础题型。
【难度系数】
0.8
11. 如图所示为活塞式打气筒,打气筒活塞和筒壁之间通常都要加适量润滑油.用活塞式打气筒为自行车轮胎打气的过程中,会发现打气筒的上方筒壁只是略微发热,而打气筒下方的筒壁,特别是筒壁底部附近的温度较高,甚至烫手.

(1)导致筒壁发热有两种解释:①打气时活塞压缩气体做功,使气体的内能
(2)根据上述筒壁发热现象的描述,解释
(1)导致筒壁发热有两种解释:①打气时活塞压缩气体做功,使气体的内能
增大
,升温的气体通过热传递
的方式使筒壁温度升高
;②打气时活塞与筒壁之间不断地克服摩擦做功
,使筒壁的内能增加,温度
升高.(2)根据上述筒壁发热现象的描述,解释
①
(选填“①”或“②”)比较合理.答案
11. (1)增大 热传递 升高 克服摩擦做功 温度 (2)① 解析:(1)①活塞压缩气体做功,气体内能增大,温度升高,升温的气体通过热传递的方式使筒壁温度升高.②打气时活塞与筒壁之间不断地克服摩擦做功,将机械能转化为内能,使筒壁的内能增加,温度升高.(2)由于打气筒活塞和筒壁之间通常都要加适量润滑油,摩擦力较小,克服摩擦力做的功也比较少,故打气时活塞压缩气体做的功较多,气体内能增大,温度升高,被压缩的下方气体通过热传递使筒壁温度升高,且气筒下方筒壁温度更高,故解释①比较合理.
解析
【分析】
这道题围绕打气筒发热的现象,考察改变内能的两种方式的辨析,解题时首先回忆相关规律:对物体做功可以将机械能转化为内能,使物体内能增大、温度升高;存在温度差的物体之间会通过热传递转移热量。首先分析第一种发热逻辑:活塞压缩筒内气体,是对气体做功,气体内能会增大、温度升高,高温气体会向温度更低的筒壁传热,通过热传递让筒壁温度升高。再分析第二种发热逻辑:活塞往复运动时和筒壁摩擦,克服摩擦力做功,也会让筒壁内能增加、温度升高。接下来结合题目给出的两个关键条件:一是打气筒上方仅微热、下方底部温度明显更高,二是活塞和筒壁间加了润滑油,润滑油的作用是减小摩擦,如果摩擦是发热主因,活塞运动经过的上下段筒壁发热程度应该相近,和现象矛盾,因此可以判断第一种解释更合理。
【解析】
(1) ①打气时活塞压缩筒内的气体,对气体做功,机械能转化为气体的内能,使气体的内能增大;升温后的气体温度高于筒壁温度,会通过热传递的方式将热量传递给筒壁,使筒壁温度升高。
②打气过程中活塞上下往复运动,活塞与筒壁之间不断地克服摩擦做功,将机械能转化为筒壁的内能,使筒壁的内能增加,温度升高。
(2) 由于打气筒活塞和筒壁之间添加了润滑油,大幅减小了摩擦力,摩擦生热的总热量很少;同时如果是摩擦生热,活塞运动经过的上下段筒壁发热程度应该相近,和题目中“下方筒壁、筒壁底部温度远高于上方”的现象不符,因此压缩气体做功使气体升温,高温的下部气体通过热传递让下部筒壁温度更高,解释①更合理。
【答案】
(1) 增大;热传递;升高;克服摩擦做功;温度 (2) ①
【知识点】
做功改变内能;热传递改变内能
【点评】
本题结合生活中打气筒发热的真实场景,引导学生区分两种改变内能方式的不同效果,易错点是很多同学会凭固有印象误以为摩擦是打气筒发热的主要原因,题目给出的上下筒壁温差、添加润滑油的提示是解题的关键,要学会结合实际现象反推物理过程,避免脱离条件的主观判断。
【难度系数】
0.7
这道题围绕打气筒发热的现象,考察改变内能的两种方式的辨析,解题时首先回忆相关规律:对物体做功可以将机械能转化为内能,使物体内能增大、温度升高;存在温度差的物体之间会通过热传递转移热量。首先分析第一种发热逻辑:活塞压缩筒内气体,是对气体做功,气体内能会增大、温度升高,高温气体会向温度更低的筒壁传热,通过热传递让筒壁温度升高。再分析第二种发热逻辑:活塞往复运动时和筒壁摩擦,克服摩擦力做功,也会让筒壁内能增加、温度升高。接下来结合题目给出的两个关键条件:一是打气筒上方仅微热、下方底部温度明显更高,二是活塞和筒壁间加了润滑油,润滑油的作用是减小摩擦,如果摩擦是发热主因,活塞运动经过的上下段筒壁发热程度应该相近,和现象矛盾,因此可以判断第一种解释更合理。
【解析】
(1) ①打气时活塞压缩筒内的气体,对气体做功,机械能转化为气体的内能,使气体的内能增大;升温后的气体温度高于筒壁温度,会通过热传递的方式将热量传递给筒壁,使筒壁温度升高。
②打气过程中活塞上下往复运动,活塞与筒壁之间不断地克服摩擦做功,将机械能转化为筒壁的内能,使筒壁的内能增加,温度升高。
(2) 由于打气筒活塞和筒壁之间添加了润滑油,大幅减小了摩擦力,摩擦生热的总热量很少;同时如果是摩擦生热,活塞运动经过的上下段筒壁发热程度应该相近,和题目中“下方筒壁、筒壁底部温度远高于上方”的现象不符,因此压缩气体做功使气体升温,高温的下部气体通过热传递让下部筒壁温度更高,解释①更合理。
【答案】
(1) 增大;热传递;升高;克服摩擦做功;温度 (2) ①
【知识点】
做功改变内能;热传递改变内能
【点评】
本题结合生活中打气筒发热的真实场景,引导学生区分两种改变内能方式的不同效果,易错点是很多同学会凭固有印象误以为摩擦是打气筒发热的主要原因,题目给出的上下筒壁温差、添加润滑油的提示是解题的关键,要学会结合实际现象反推物理过程,避免脱离条件的主观判断。
【难度系数】
0.7
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