2022年新教材高中物理 第三章 热力学定律 第1节 功、热和内能的改变基础训练（含解析）新人教版选择性必修第三册.docx

1、第1节 功、热和内能的改变课堂检测1.在绝热过程中，外界压缩气体做功20J，下列说法正确的是( )A.气体内能一定增加20JB.气体内能增加量必定小于20JC.气体内能增加量可能小于20JD.气体内能可能不变答案：A解析：做功的过程是能量转化的过程，在绝热过程中，外界对系统做了多少功，系统内能就增加多少。2.（2021江苏运河中学高三月考）在商场一些柜台前常见到一种气压凳（如图），它的高度可以调节且舒适性好。其原理结构简化模型就是一个汽缸活塞模型，内部封闭一定质量的氮气。如果有一个人坐上去，关于内部气体（可以看作理想气体，忽略与外界热交换）的说法正确的是( )A.内能减小B.温度不变C.压强变

2、大D.每个气体分子的速率都变大答案：C解析：人坐上去，则气体被压缩，气体体积减小，压强增大，外界对气体做功，根据U=W可知内能增加，温度升高，分子平均速率变大，但是并非每个气体分子的速率都变大。3.下列关于做功和热传递的说法中正确的是( )A.做功和热传递的实质是相同的B.做功和热传递在改变物体内能上是等效的C.做功和热传递是对同一过程的两种说法D.做功和热传递是不可能同时发生的答案：B解析：做功和热传递在改变物体内能上是等效的，但本质不同，做功是将其他形式的能量转化为内能或将内能转化为其他形式的能量；热传递是将一个物体的内能传递给另一个物体，而且做功和热传递可以同时进行。4.（多选）在外界不

3、做功的情况下，物体的内能增加了50J，下列说法中正确的是( )A.一定是物体放出了50J的热量B.一定是物体吸收了50J的热量C.一定是物体分子动能增加了50JD.物体的分子平均动能可能不变答案：B ; D解析：在外界不做功的情况下，系统内能的改变量等于传递的热量，内能增加，一定是吸收了相等能量的热量，故A项错误，B项正确。物体内能包括所有分子的动能和势能，内能由分子数、分子平均动能、分子势能共同决定，所以内能增加了50J并不一定是分子动能增加了50J。物体的分子平均动能有可能不变，这时吸收的50J热量全部用来增加分子势能，故C项错误，D项正确。素养视角教材拓展热传递的三种方式（1）热传导热沿

4、着物体传递的方式，不同物质传导热的能力各不相同，容易传导热的物体称为热的良导体，所有金属都是热的良导体，不容易传导热的物体称为热的不良导体，如空气、橡胶、绒毛、棉纱、木头、水、油等。（2）热对流靠液体或气体的流动来传递热的方式，热对流是液体和气体所特有的热传递方式。（3）热辐射热从高温物体向周围以电磁波的形式沿直线射出去的方式，热辐射不依赖介质，可在真空中进行，温差越大，表面颜色越深，物体的热辐射能力越强。素养演练1.下列热传递的过程中，与其他三项方式不同的是( )A.放在热汤中的钢勺很快烫手B.用体温计测量体温C.用铁锅炒菜D.太阳光下晾衣服答案：D解析：太阳光下晾衣服是热辐射，而其余三项是

5、热传导。课时评价作业基础达标练1.下列有关焦耳及焦耳实验的说法中正确的有( )A.焦耳是法国物理学家，他的主要贡献是焦耳定律及热功当量B.焦耳实验中用到的容器可以用普通玻璃杯代替C.焦耳实验中的研究对象是容器中的水D.焦耳实验中要使容器及其中的水升高相同的温度，实验中悬挂重物的质量、下落的高度可以不相同，但做功必须相同答案：D解析：焦耳是英国物理学家；实验的研究对象是容器及其中的水组成的绝热系统，普通玻璃杯达不到绝热要求；要使水及容器升高相同的温度即内能增加相同，则做功必须相同。2.以下所述现象中，属于通过热传递改变了物体内能的是( )A.汽油机汽缸内气体被压缩B.放在空气中的一杯热水会冷却C

6、.在转动的砂轮上磨车刀，车刀发热D.电流通过电阻丝答案：B解析：热水放在空气中，通过热传递方式向外传递了热量，使自身的内能减少，温度降低。3.下列关于热量、功和内能的说法中，错误的是( )A.热量、功都可以作为物体内能的量度B.热量、功都可以作为物体内能变化的量度C.热量、功、内能的单位相同D.热量和功是由过程决定的，而内能是由物体状态决定的答案：A解析：热量和功可作为物体内能改变的量度；热量、功、内能的单位都是焦耳；其中热量和功是过程量，内能是状态量。4.（多选）关于系统的内能，下列说法中正确的是( )A.物体内所有分子的动能与分子势能的总和叫物体的内能B.当一个物体的机械能发生变化时，其内

7、能不一定发生变化C.外界对系统做了多少功W，系统的内能就增加多少，即U=WD.系统从外界吸收了多少热量Q，系统的内能就增加多少，即U=Q答案：A ; B解析：在分子动理论中，我们把物体内所有分子的动能和分子势能的总和叫物体的内能，A项正确；物体的内能与机械能是两个不同的概念，两者没有什么关系，B项正确；只有当系统与外界绝热时，外界对系统做的功才等于系统内能的增加量，同理只有在单纯的热传递过程中，系统吸收（或放出）的热量才等于系统内能的增加量（或减少量），C、D两项错误。5.一定质量的理想气体经历一缓慢的绝热膨胀过程。设气体分子间的势能可忽略，则在此过程中( )A.外界对气体做功，气体分子的平均

8、动能增大B.外界对气体做功，气体分子的平均动能减小C.气体对外界做功，气体分子的平均动能增大D.气体对外界做功，气体分子的平均动能减小答案：D解析：绝热膨胀过程气体体积增大，气体对外界做功，气体内能减少。由于气体分子间的势能忽略不计，故气体分子的平均动能减小。6.下列关于内能与热量的说法中，正确的是( )A.马铃薯所含热量高B.内能越大的物体热量也越多C.热量总是从内能大的物体流向内能小的物体D.热量传递方向与两物体的温度有关答案：D解析：热量是过程量，不是状态量，不能像内能那样蕴含在物体中，此外，两物体之间热量的传递方向只与它们的温度有关，与它们的内能无关。7.某汽车后备箱内安装有撑起箱盖的

9、装置，它主要由汽缸和活塞组成。开箱时，密闭于汽缸内的压缩气体膨胀，将箱盖顶起，如图所示。在此过程中，若缸内气体与外界无热交换，忽略气体分子间相互作用，则缸内气体( )A.对外做正功，分子的平均动能减小B.对外做正功，内能增大C.对外做负功，分子的平均动能增大D.对外做负功，内能减小答案：A解析：绝热过程中，气体膨胀，对外做功；内能减小，温度降低，分子的平均动能减小。8.如图所示的容器中，A、B中各有一个可自由移动的活塞，活塞下面是水，上面是大气，大气压恒定，A、B的底部由带阀门K的管道相连，整个装置与外界绝热。打开阀门前，A中水面比B中水面高，打开阀门后，A中的水逐渐向B中流，最后达到同一高度

10、，在这个过程中( )A.大气压力对水做功，水的内能增加B.水克服大气压力做功，水的内能减少C.大气压力对水不做功，水的内能不变D.大气压力对水不做功，水的内能增加答案：D解析：打开阀门K稳定后，A、B中的水面相平，相当于图中画斜线部分的水从A移到B。这部分水的重力势能减少了，即重力对水做了功，同时大气压力对A中的水做正功，为p0SAhA，对B中的水做负功，为p0SBhB，因为两部分水的体积相等，所以大气压力对水做的总功为零。由于容器绝热，系统与外界之间没有热交换，而重力对系统做正功，故水的内能增加。9.金属筒内装有与外界温度相同的压缩空气，打开筒的开关，筒内高压空气迅速向外逸出，待筒内外压强相

11、等时，立即关闭开关。在外界保持恒温的条件下，经过一段较长时间后，再次打开开关，这时出现的现象是( )A.筒外空气流向筒内B.筒内空气流向筒外C.筒内外有空气变换，处于动态平衡，筒内空气质量不变D.筒内外无空气交换答案：B解析：因高压空气急剧外逸时，气体没有时间充分与外界发生热交换，可近似看成绝热膨胀过程。气体对外做功，内能减小，所以关闭开关时，筒内气体温度比外界低，再经过较长时间后，筒内外气体温度相同。对筒内剩余气体分析，属于等容升温过程，其压强要变大，大于外界气压，所以再打开开关时，筒内气体要流向筒外，B项正确。素养提升练10.指出下面例子中通过热传递改变物体内能的是( )A.感到手冷时，搓

12、搓手就会觉得暖和些B.擦火柴时，火柴头上的红磷温度升高到红磷的燃点，火柴燃烧起来C.物体在阳光照射下温度升高D.反复弯折一根铁丝，弯折的部分温度升高答案：C解析：物体在阳光照射下温度升高是通过热传递的方式来改变物体内能，其他均是通过做功改变物体的内能。11.（多选）早些年农村的小孩子常用旧圆珠笔芯做一种玩具，铁丝的一端缠绕棉花，用水打湿后从一端塞入笔芯内，将笔芯的另一端用力在马铃薯上触一下拔出来，然后用力快速推铁丝，马铃薯小块高速飞出，能打出十几米远。下列说法正确的是( )A.在推铁丝而马铃薯小块未飞出的过程中，笔芯内密封的气体的温度升高B.在推铁丝而马铃薯小块未飞出的过程中，气体对外做功C.

13、马铃薯小块高速飞出的动能来自气体内能D.马铃薯小块高速飞出时外界对笔芯内气体做功答案：A ; C解析：在快速推铁丝而马铃薯小块未飞出的过程中，笔芯内密封的气体经历绝热压缩的过程，外界对气体做功，内能增加，故笔芯内密封的气体的温度升高，故A项正确；在推铁丝而马铃薯小块未飞出的过程中，气体被压缩，是外界对气体做功，故B项错误；封闭气体经历绝热膨胀过程，推出马铃薯，故马铃薯小块高速飞出的动能来自气体内能，这里的气体类似弹簧，故C项正确，D项错误。12.下面例子中，通过做功来改变物体内能的是( )A.阳光照射衣服，衣服的温度升高B.用打气筒打气，筒壁变热C.将高温金属块放在水中，水的温度升高D.放进冰

14、箱冷冻室的水变成冰块答案：B解析：阳光照射衣服，衣服的温度升高，是通过热传递改变内能，A错误；用打气筒打气，筒壁变热，是通过做功改变内能，B正确；将高温金属块放在水中，水的温度升高，是通过热传递改变内能，C错误；放进冰箱冷冻室的水变成冰块，是通过热传递改变内能，D错误。13.如图所示，带有活塞的汽缸中封闭着一定质量的气体（不考虑分子势能）。将一个热敏电阻（电阻值随温度升高而减小）置于汽缸中，热敏电阻与汽缸外的欧姆表连接，汽缸和活塞均具有良好的绝热性能。下列说法正确的是( )A.若拉动活塞使汽缸内气体体积增大，需施加一定的拉力，说明气体分子间有引力B.若拉动活塞使汽缸内气体体积增大，则欧姆表读数

15、将变小C.若发现欧姆表读数变大，则汽缸内气体内能一定增大D.若发现欧姆表读数变大，则汽缸内气体内能一定减小答案：D解析：气体分子间的距离已经超过分子间作用力所研究的范围，所以不能说明分子间有引力，故A项错误；若拉动活塞使汽缸内气体体积增大，气体对外做功，内能减小，温度降低，热敏电阻阻值增大，则欧姆表示数将变大，故B项错误；发现欧姆表读数变大时，热敏电阻阻值变大，说明温度降低，则气体内能减小，故C项错误，D项正确。14.（多选）如图所示，A、B两装置均由一支一端封闭、一端开口且带有玻璃泡的管状容器和水银槽组成，除玻璃泡在管上的位置不同外，其他条件都相同。将两管抽成真空后，开口向下竖直插入水银槽中

16、（插入过程没有空气进入管内），水银柱上升至图示位置停止。假设这一过程水银与外界没有热交换，则下列说法正确的是( )A.A中水银的内能增量大于B中水银的内能增量B.A管内水银的重力势能大于B管内水银的重力势能C.B中水银的内能增量大于A中水银的内能增量D.A和B中水银体积保持不变，故内能增量相同答案：B ; C解析：大气压对水银槽内的水银做相同的功，因为玻璃管内吸进的水银一样多，所以水银槽内的液面下降相同的高度，A管水银重心高于B管内水银的重心，故A管内水银重力势能大于B管内水银的重力势能，故A管内水银的内能增量小于B管内水银的内能增量，B、C两项正确。创新拓展练15.（）如图所示，固定容器及可动活塞P都是绝热的，中间有一导热的固定隔板B，B的两边分别盛有气体甲和乙，现将活塞P缓慢地向B移动一段距离，已知气体的温度随其内能的增加而升高，则在移动P的过程中( )A.外力对乙做功，甲的内能不变B.外力对乙做功，乙的内能不变C.乙传递热量给甲，乙的内能增加D.乙的内能增加，甲的内能不变答案：C解析：因为容器与活塞P是绝热的，与外界没有传热，隔板B是固定的，所以向左移动P过程中，乙体积减小，外界对乙做正功，系统乙的内能增加。根据题意，乙的温度上升，比甲温度高，所以发生热传递，乙传递热量给甲，甲的内能也增加。C项正确。