高效作业15 1 功、热和内能的改变-【精彩三年】2023-2024学年新教材高中物理选择性必修第三册课程探究与巩固教师用书配套word（人教版）

高效作业15 [1　功、热和内能的改变](见学生用书P101) [A级　新教材落实与巩固] 1．(多选)关于温度和内能，下列说法中正确的是(　C　) A．温度是分子平均动能的标志，物体温度升高，则物体中每一个分子的动能都增大 B．不计分子之间的分子势能，质量和温度相同的氢气和氧气具有相同的内能 C．1 g 100 ℃水的内能小于1 g 100 ℃水蒸气的内能 D．做功和传热对改变物体内能是等效的，也就是说做功和传热的实质是相同的 【解析】 温度是分子平均动能的标志，物体温度升高，分子的平均动能增大，而不是每一个分子的动能都增大，A错误；质量相等的氢气和氧气，温度相同，分子的平均动能相同，而氢气的分子数多，则氢气的内能较大，B错误；水变成水蒸气要吸热，则相同质量、相同温度的水的内能小于水蒸气的内能，C正确；做功和传热对改变物体内能是等效的，但实质不同，做功是其他形式的能和内能的转化，传热是不同物体之间内能的转移，D错误。 2．关于内能，以下说法正确的是(　A　) A．做功和传热在改变物体内能的效果上是等效的 B．只要物体的温度不变，它的内能就不变 C．每个分子的内能等于这个分子的势能和动能的总和 D．焦耳通过大量实验提出了热和能的当量关系 【解析】 做功和传热改变物体内能的实质不同，但效果上是等效的，故A正确；内能是物体中所有分子的热运动动能和分子势能的总和，宏观上取决于物质的量、温度、体积和物态，物体温度不变，若体积变化导致分子势能发生变化，则物体的内能就会变化，故B错误；内能是宏观量，是物体中所有分子的热运动动能和分子势能的总和，故C错误；焦耳通过大量实验提出了热和功的当量关系，故D错误。 3．下述各种改变物体内能的方法，属于做功方式的是(　B　) A． 冷的物体接触热的物体后变热 B．锯木头时，锯条发热 C．热的物体在通风的地方凉得快 D．物体在火炉旁被烤热 【解析】 冷的物体接触热的物体后变热属于传热，故A错误；锯木头时，锯条发热是锯条克服摩擦力做功使内能增加，故B正确；热的物体在通风的地方凉得快是传热，故C错误；物体在火炉旁被烤热属于传热，故D错误。 4．物体由大量分子组成，下列说法正确的是(　A　) A．物体的内能跟物体的温度和体积有关 B．只有外界对物体做功才能增加物体的内能 C．分子间引力总是随着分子间距离的减小而减小 D．分子热运动越剧烈，物体内每个分子的动能越大 【解析】 物体的内能是组成物体的所有分子的热运动动能与分子势能的总和，物体的内能与物体的温度和体积有关，故A正确；物体从外界吸收热量或外界对物体做功都可以使物体的内能增加，故B错误；分子间引力总是随分子间距离的减小而增大，故C错误；温度是分子平均动能的标志，分子热运动越剧烈，物体温度越高，分子平均动能越大，并不是每个分子的动能都大，故D错误。 5．下列关于内能与热量的说法中，正确的是(　D　) 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传向内能小的物体 D．热量的传递方向与两物体的温度有关 【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，故A、B错误；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，故C错误，D正确。 6．关于热量、功和内能三个物理量，下列说法中正确的是(　A　) A．热量和功与过程有关，而内能与状态有关 B．热量、功和内能的物理意义相同 C．热量和功都可以作为内能的量度 D．内能大的物体具有的热量多 【解析】 热量和功是过程量，与过程有关，而内能是状态量，与状态有关，选项A正确；热量、功和内能是三个不同的物理量，它们的物理意义不同，热量反映了物体内能变化量的多少，功是能量转化的量度，内能是物体内所有分子的热运动动能和势能的总和，功和热量都可以作为物体内能变化的量度，故B错误；做功与传热是改变内能的两种方式，都可以作为内能变化的量度，而不是内能的量度，故C错误；热量是过程量，不是状态量，不能说内能大的物体具有的热量多，故D错误。 7．焦耳研究热与功之间关系的两个典型实验如图所示，那么从焦耳的这两个实验中可得出的结论是(　C　) A．热量可由高温物体传给低温物体 B．机械能守恒 C．在各种不同的绝热过程中，系统状态的改变与做功方式无关，仅与做功数量有关 D. 在各种不同的绝热过程中，系统状态的改变不仅与做功方式有关，还与做功数量有关 【解析】 焦耳通过多次实验，最后得到的结论是，在各种不同的绝热过程中，系统状态的改变与做功方式无关，仅与做功数量有关，故选项C正确，其余选项不是焦耳实验的结论。故选C。 8．礼花喷射器原理如图所示。通过扭动气阀可释放压缩气罐内气体，产生的冲击力将纸管里填充的礼花彩条喷向高处，营造气氛。在喷出礼花彩条的过程中，罐内气体(　B　) A．温度保持不变 B．内能减少 C．分子热运动加剧 D．通过传热的方式改变自身的内能 【解析】 高压气体膨胀对外做功，部分气体内能转化为礼花的机械能，气体内能减少，温度降低，分子热运动变慢，故A、C错误，B正确；气体对外做功，内能减少，这是通过做功的方式改变自身的内能，故D错误。 9．如图所示，把浸有乙醚的一小块棉花放在厚玻璃筒内底部，当迅速向下压活塞时，由于被压缩的气体骤然变热，温度升高达到乙醚的着火点，使浸有乙醚的棉花燃烧起来。此实验的目的是要说明对物体做功(　B　) A．可以增加物体的热量 B．可以改变物体的内能 C．一定会使物体的温度升高 D．一定可以使物态发生变化 【解析】 当用力迅速压活塞时，活塞压缩玻璃筒内的空气，对空气做功，空气的内能增加，温度升高，当达到乙醚的着火点时，筒内浸有乙醚的棉花就会燃烧起来。此实验说明：外界对物体做功，物体的内能增加。 [B级　素养养成与评价] 10．下面的事例中，通过传热改变物体内能的是(　B　) A．擦火柴，使火柴开始燃烧 B．阳光照在湖面上，使湖水升温 C．电流通过导体，导体会发热 D．搓搓手，手会感觉暖和些 【解析】 擦火柴、电流通过导体、搓搓手，都是通过做功来改变物体的内能，故A、C、D错误；阳光照在湖面上，通过传热使湖水温度升高、内能增大，故B正确。 11．如图所示，在大口的玻璃瓶内装一些水，水的上方有水蒸气。用一与打气筒相连的活塞密闭瓶口，并给瓶内打气，当打到某一状态时，瓶塞会跳起来。当瓶塞跳起时，我们会看到瓶内出现了“白雾”。关于“白雾”的形成，下列说法正确的是(　D　) A．这些“白雾”是瓶塞跳起后外界的水蒸气在瓶口遇冷形成的小水珠 B．这是打气筒向瓶内打进去的水蒸气 C．这是瓶内的水向外膨胀形成的水雾 D．瓶内空气推动瓶塞做功，空气的内能减小，温度降低，使水蒸气液化形成小水滴 【解析】 在瓶塞突然跳起时，瓶内气体膨胀对外做功，内能减少，温度下降，水蒸气有一部分液化成小水滴，形成“白雾”，故D正确，A、B、C错误。 12．下图为利用钨锅炼铁的场景。若铁的质量大于钨锅的质量，起始时铁的温度比钨锅的温度低，当它们接触在一起时，忽略它们和外界交换的能量，下列说法正确的是(　B　) A．达到热平衡时，钨锅的温度比铁的温度低 B．传热的过程中，铁块从钨锅吸收热量 C．达到热平衡时，钨锅内能的减少量小于铁内能的增加量 D．达到热平衡时，由于铁的质量大于钨锅的质量，钨锅内能的减少量大于铁内能的增加量 【解析】 达到热平衡时，钨锅的温度和铁的温度相同，故A错误；传热的过程中，铁块从钨锅吸收热量，故B正确；达到热平衡时，根据能量守恒可知钨锅内能的减少量等于铁内能的增加量，故C、D错误。 13．(多选)体积相同的玻璃瓶A、B分别装满温度为60 ℃的热水和0 ℃的冷水(如图所示)，下列说法正确的是(　AC　) 　　 A． 由于温度是分子平均动能的标志，所以A瓶中水分子的平均动能比B瓶中水分子的平均动能大 B．由于温度越高，布朗运动越显著，所以A瓶中水分子的布朗运动比B瓶中水分子的布朗运动更显著 C．若把A、B两个玻璃瓶靠在一起，则A、B瓶内水的内能都将发生改变，这种改变内能的方式叫传热 D．由于A、B两瓶水的体积相等，所以A、B两瓶中水分子间的平均距离相等 【解析】 温度是分子平均动能的标志，A瓶中水的温度高，故A瓶中水分子的平均动能大，故A正确；布朗运动是悬浮在液体中固体小颗粒的无规则运动，不是水分子的运动，两瓶中不存在布朗运动，故B错误；若把A、B两个玻璃瓶靠在一起，则A、B瓶内水的内能都将发生改变，热量会由A传递到B，这种改变内能的方式叫传热，故C正确；相同体积、不同温度时水分子间的平均距离不同，故D错误。 14．如图所示，夏天，我们常常将饮料和冰块放在一起制作“冰镇饮料”。这是因为饮料和冰块的温度不同，两者之间发生了__传热__，冰块的内能__增大__，饮料的内能__减小__(以上两空均填“增大”“减小”或“不变”)。 【解析】 夏天，我们常常将饮料和冰块放在一起制作“冰镇饮料”。这是因为饮料和冰块的温度不同，两者之间发生热传递，冰块吸收热量、内能增大，饮料放出热量、内能减少、温度下降，但总能量不变，因此该过程是通过传热改变冰块和饮料的内能的。 15．一定质量的理想气体经历下图所示的A→B、B→C、C→A三个变化过程，BC是双曲线的一部分，则C→A过程中气体分子平均动能__减小__(填“增大”或“减小”)，A→B过程中__气体对外界__(填“外界对气体”或“气体对外界”)做功，B→C过程中气体的内能__不变__(填“增大”“减小”或“不变”)。 【解析】 由题图可知，在C→A过程中，气体压强减小，体积不变，根据理想气体状态方程＝C可知，气体温度降低，则气体分子平均动能减小；在A→B过程中，气体体积增大，则在A→B过程中气体对外界做功；在B→C过程中，p、V乘积不变，根据理想气体状态方程＝C可知，B→C过程为等温变化过程，所以B→C过程中理想气体的内能不变。 16．如图所示，用隔板将一密闭绝热汽缸分成两部分，隔板左侧充有理想气体，隔板右侧与绝热活塞之间是真空。假设整个系统不会漏气，现将隔板抽开，气体会自发扩散至整个汽缸，该过程气体的内能__不变__(填“增大”“减小”或“不变”)；待气体状态达到稳定后，缓慢推压活塞至原隔板处，该过程中，气体温度__升高__(填“升高”“降低”或“不变”)。 【解析】 抽开隔板时，气体体积变大，但是右方是真空，气体不对外做功，绝热汽缸又没有发生热传递，则气体的内能不变；气体被压缩的过程中，外界对气体做功，绝热汽缸没有发生热传递，气体内能增大，气体分子的平均动能变大，则温度升高。 学科网（北京）股份有限公司 $$