图1所示为初中物理教学常用的一个演示实验。在一个配有活塞的厚玻璃筒里放一小团硝化棉，再将活塞迅速下压。该实验希望学生观察的现象及用以说明的是（）。网A. 硝化棉变色，筒内气体温度降低B. 硝化棉体积减小，热胀冷缩C. 硝化棉燃烧，筒内气体内能减小D. 硝化棉燃烧，筒内气体内能增大

本题考查做功改变物体内能的实验现象及原理。关键点在于理解压缩气体时机械能转化为内能，导致温度升高。当活塞迅速下压，筒内气体体积减小，压强增大，温度急剧上升，使硝化棉达到燃点而燃烧。此现象说明气体的内能增大，对应选项需同时包含燃烧现象和内能变化。

实验现象与原理分析

1. 活塞下压过程：
   当活塞迅速下压时，筒内气体的体积被压缩，气体分子间距减小，分子间碰撞更加频繁，导致气体温度升高。
2. 硝化棉燃烧条件：
   硝化棉的燃点较低，当气体温度升高至其燃点时，硝化棉会迅速燃烧，产生光和热。
3. 内能变化本质：
   活塞对气体做功，机械能转化为气体的内能，导致气体温度升高、内能增大。燃烧现象是内能增大的直接体现。

选项辨析

• A：错误。硝化棉燃烧而非变色，且温度降低与现象矛盾。
• B：错误。实验中气体被压缩导致温度升高，而非冷缩。
• C：错误。燃烧需内能增加，而非减小。
• D：正确。燃烧现象表明温度升高，内能增大，符合实验原理。