第三章 1. 功、热和内能的改变-【学霸黑白题】2024-2025学年新教材高中物理选择性必修第三册（人教版2019)

=C,可知c过程理想气体的体积增大，则压强减☑ 代人数据解得，充进该轮胎的空气体积为V=6 8.(1)2cm(2)8.92×104m 选C. 解析：(1)由题意可知缓慢地将汲液器竖直提出液面过程， 5.B解析：根据=C可得p=1,从a到b,气体压强不变， 气体发生等温变化，所以有P,(H-x)S,=P2S, 又因为P1=PaP2+pgh=Po, 温度升高，则体积变大；从b到，气体压强减小，温度降低， 代人数据联立解得x=2cm; 因c点与原点连线的斜率小于b点与原点连线的斜率，c点 (2)当外界气体进入后，以所有气体为研究对象有P,V+ 的体积大于b点体积故选B. 8月解折：A由登日萨克定律得宁宁，其中=4风， ,s,=n(s,)） h 335cm3,T1=(273+27)K=300K,V1=V。+S1=330+ 又因为Ppg·2po, 0.5x(cm),代人解得T=0+19800(K),根据T=+23K 代入数据联立解得V=8.92×104m3】 67*+ 67 9.(1)0.9×10Pa(2)3.6×102m3(3)110kg 可知器小（℃）.故若在聚管上标注等差温度值，则 解析：(1)假设温度降低到T2时，差压阀没有打开，A、B两个 汽缸导热良好，B内气体做等容变化 刻度均匀，故A错误；BC.当x=20cm时，该装置所测的温度 初态P1=P,T,=300K,末态T2=270K, 最高，代人解得=31.5℃，故该装置所测温度不高于 31.5℃，当x=0时，该装置所测的温度最低，代入解得 根据-，代入数据可得pm=0.9x10Pa, t=22.5℃，故该装置所测温度不低于22.5℃，故B正确， 由于P。Pm<△p,假设成立： C错误：D.其他条件不变，缓慢把吸管拉出来一点，由盖-吕 (2)A内气体做等压变化，压强保持不变，初态V1=4.0× 萨克定律可知，油柱离罐口距离不变，故D错误故选B. 7.(1)2.5×103Pa(2)6L 02m,I300K,末态7=270K,根据7-会代人数据 解析：(1)由查理定律可得= 可得V2=3.6×102m3; TT 其中P1=2.7×10Pa,T,=270K,T2=250K, (3)恰好稳定时，A内气体压强为以=，学， 代人数据解得，在哈尔滨时，充气前该轮胎气体压强的大小 B内气体压强Pg=Po, 为2=2.5×103Pa 此时差压阀恰好关闭，所以有pA-P=p, (2)由玻意耳定律p2V+paV=PV。, 代人数据联立解得m=110kg 第三章 热力学定律 第1节功、热和内能的改变 需题应用提优 1.A解析：AB.热量和功可作为物体内能改变的量度 白题基础过关 选项A错误，B正确：C.热量、功、内能的单位都是焦耳， 1.C解析：焦耳通过多次实验，最后得到的结论是，在各种不 选项C正确；D.热量和功是过程量，内能是状态量，选项 同的绝热过程中，系统状态的改变与做功方式无关，仅与做 D正确.此题选择不正确的选项，故选A 功数量有关，故选项C正确，选项D错误，A、B选项不是焦 2.D解析：A手拉住绳子两端迅速往复拉动，则外界对紫铜 耳实验的结论.故选C 管做功，管内气体的内能增加，故A错误：B.管塞被冲开前， 2.C解析：A.物体的内能增大时，可能是外界对物体做了功， 管内气体内能增大，没有对外界做功，故B错误：CD.管内气 不一定吸收热量，A错误：B.物体沿光滑斜面下滑时，没有 体的内能增加，温度升高，体积不变，则压强变大，故D正 摩擦力做功，则物体的内能不会增大，B错误：C.物体沿斜 确，C错误故选D. 面匀速下滑时，有摩擦力做功转化为物体的内能，则物体的 3.B解析：ABC.由于热水的温度较高，将烧瓶放进盛有热水 内能可能增大，C正确：D.因为热量交换情况未知，外界对 的烧杯里，烧瓶及气球内气体吸收了热水的热量，温度升高， 物体做功时，物体的内能不一定改变，D错误故选C 内能增大，体积增大，故AC正确，B错误：D.初始时烧瓶及 3.A解析：简内气体不与外界发生热交换，当气体体积变小 气球内气体的压强等于大气压，吸收热量后，烧瓶及气球内 时，则外界对气体做功，气体的内能增大A正确 气体的压强大于大气压，气球膨胀，故D正确.本题选错误 4.D解析：A.质量不确定，无法判断；BCD.热量是过程量，不 的，故选B. 是状态量，不能像内能那样蕴含在物体中，此外，两物体之间 4.C解析：空气团与外界的热交换忽略不计，大气压强随高 热量的传递方向与它们的温度有关，与它们的内能无关故 度增加逐渐减小，空气团体积逐新增大，对外界做功，所以内 选D. 能逐渐诚小，则温度逐渐降低，故选项C正确，选项 5.B解析：A.达到热平衡时，钨锅的温度和铁的温度相同， ABD错误 故A错误；B.热传递的过程中，铁从钨锅吸收热量，故B正 5.B解析：A.温度是分子平均动能的标志，温度相同，分子的 确：CD.达到热平衡时，根据能量守恒可知钨锅内能的减少 平均动能相同，与分子质量无关，两部分气体温度相同，初始 量等于铁内能的增加量，故CD错误故选B. 时两部分气体分子的平均动能相同，故A错误：BC.松开固 选择性必修第三册·RJ黑白题14 定栓，氢气对氧气做功，内能诚少，氧气内能增加，故B正确，： 子平均动能不变，故B错误：理想气体内能由温度和质量决 C错误，D.因是绝热汽缸和绝热隔板，因此没有热量传递， 定，气体温度不变，充气过程中，储气室内气体质量增大，气 D错误故选B. 体内能增加，故C错误：喷液过程中，气体膨胀，气体对外做 压轴挑战 功，即W<0,但气体内能不变，即△U=0,根据热力学第一定 6.A解析：第一次打开阀门，被压缩的气体“迅速”喷出，筒内 律：△U=Q+W,可知Q>0,则气体一定从外界吸收热量，故 空气体积膨胀对外做功，则筒内空气内能诚小，即关闭阀门 D正确.故选D. 时筒内空气温度必然低于外界温度，而压强等于外界大气 :7.C解析：AB.不管状态1还是状态2，稳定后，小桶均保持静 压：“过一段时间”经过热交换，简内空气的温度升高，由于 止，根据平衡条件可得T=mg,对活塞，根据平衡条件可得 体积未变，所以筒内空气压强将增大，即大于大气压，因此 再次打开阀门，将会有空气逸出.故选A PS=Tn,则状态1,2，气体压强均为p=学，故AB错 第2~3节热力学第一定律能量守恒定律 误：CD.由状态1到状态2，外界对气体做功为W=-pAV= 白随基避过关 -(。)3L,根据热力学第一定律，由状态1到状态2，气 1.C解析：做功和热传递都能改变内能：物体内能的增量等 体内能变化为△U=Q+W=Q-(pS-mg)L,故C正确，D错误 于外界对物体做的功和物体吸收热量的和，即：△U=Q+W 故选C. A物体放出热量，若外界对物体做的功大于放出的热量，内 8.D解析：A.a→b过程是等压过程，由图可知，气体体积变 能可能增加，故A错误：B.物体对外做功，如同时从外界吸 大，气体对外界做功，根据盖-吕萨克定律可知，气体的温度 收的热量大于做功的数值，则内能增加，故B错误；C.物体 升高，则气体内能增大，可知，气体从外界吸收的热量一部分 吸收热量Q,同时对外做功W,若二者相等，则内能可能不 用于对外做功，另一部分用于增加内能，故A错误；B.b+ 变：若Q>W,则内能增加：若W>Q,则内能减少，故C正确； 过程是等温过程，气体内能不变，气体体积减小，外界对气体 D.物体放出热量，Q<0,同时对外做功，W<0,则△U<0,故内 做功.故B错误：C.结合AB分析可知，a→bc过程，气体温 能一定减少，故D错误故选C. 度先升高后不变，则气体分子平均速率先变大后不变，故 2.C解析：AB.一气泡从湖底上升到湖面的过程中温度保持 C错误：D.a+b+c+a过程，气体的内能不变，由图可知，气 不变，则气体内能不变，故AB错误；CD.根据热力学第一定 体状态变化为逆时针，外界对气体做功，由热力学第一定律 律得：△U=W+Q.则Q=△U-W=0-(-0.6)J=0.6J,即气泡内 可得，整个过程气体放热，即气体从外界吸收的热量小于放 气体从外界吸收了0.6J的热量，故C正确，D错误 出的热量，故D正确.故选D. 3.D解析：A.对活塞受力分析，根据平衡条件可知，气体的压 9.C解析：第一类永动机指不消耗任何能量但可以不断输出 强不变，故A错误；B.根据热力学第一定律△U=W+Q,其中 动力的发动机，例如通过燃烧氢气发电，再用部分电产生氢 Q=360J,W=-100J,解得△U=260J,所以，气体的内能增 气，剩余部分输出.它违反了能量守恒定律故C正确。 加260J,故B错误；CD.气体若恢复初始状态，则内能需藏 10.AC解析：AB.子弹射人木块时，子弹对木块做功，所以是 小260J,此过程体积减小，外界对气体做功，根据热力学第 靠做功改变木块的内能，故B错误，A正确；CD.根据能量 一定律，所以气体放出的热量一定大于260J,故C错误， 守恒定律知，子弹损失的机械能一部分转化为木块的动能， D正确.故选D. 还有一部分转化为子弹和木块的内能，故D错误，C正确 4.A解析：密闭于汽缸内的压缩气体膨张对外做正功，即外 故选AC 界对气体做负功，因而W<0,缸内气体与外界无热交换说明 11.D解析：以活塞为研究对象，设气体压强为P1,活塞质量 Q=0,忽略气体分子间相互作用，说明内能是所有分子动能 为m,横截面积为S,末态时压强为P2,初态F>mg+P1S,由 的总和根据热力学第一定律△U=W+Q,可知内能增加量 题意可得末态位置必须高于初位置，否则不能平衡，则 △U<0,故内能碱小，分子平均动能减小，温度降低.所以只 △U=W(绝热).W为正，△U必为正，温度升高，内能增加，活 有A正确. 塞重力势能增加，末态时，由力的平衡条件知F=mg+PS, 5.B解析：BC.被淹没的玻璃瓶在下降过程中，瓶内气体温度 仍然具有一部分弹性势能，故D正确，ABC错误 不变，压强变大，可知气体体积减小，外界对气体做正功：由 于气体温度不变，气体分子平均动能不变，气体内能不变，根 题应用提优 据热力学第一定律可知，气体向外界放热，故B正确，C错 1.A解析：不计分子势能，气体的内能只有分子动能，只由温 误；A.分子间斥力只在分子间距离小于分子平衡距离时才 度决定，所以气体内能不变，在缓缓放水的过程中，若车胎不 会明显增加，距离稍大则分子间引力大于斥力，气体分子间 漏气，气体膨胀对外做功，所以气体要从外界吸热，A正确。 距远大于分子平衡距离，瓶内气体分子斥力不会增大， 2.D解析：AB.初始状态选液柱最低点作为研究对象，受力分 故A错误；D.气体分子平均动能不变，气体体积减小，则气 析可知满足如下平衡方程p气+pgh=P。,将玻璃管缓慢旋转直 体分子的数密度变大，则单位时间与瓶壁碰撞的分子数增 至水平后气体压强与大气压强平衡，即满足气=P。,对比两 多，故D错误故选B. 式可知将玻璃管缓慢旋转直至水平后气体压强增大，由理想 6.D解析：气体分子运动剧烈程度仅由温度决定，充气过程 中，储气室内气体质量增大，气体分子数增多，但温度不变， 气体状态方程，在旋转过程中封闲气体的里度 所以气体分子运动剧烈程度不变，故A错误：温度是分子平 不变，外界大气压不变，则气体体积变小，故AB错误： 均动能的标志，由于温度不变，充气过程中，储气室内气体分： CD.由AB选项可知在旋转过程中封闭气体的温度不变，所 参考答案与解析黑白题15第三章 热力学定律 第1节功、热和内能的改变 白题基础过关 跟时：6min 题型1焦耳的实验 A.外界对气体做功，气体内能增大 1,如图所示是焦耳在研究热与功之间关系的两 B.外界对气体做功，气体内能减小 个典型实验，那么从焦耳的这两个实验中可 C.气体对外界做功，气体内能增大 得出的结论是 ( 湿度计 D.气体对外界做功，气体内能减小 搅球器 题型3热与内能的改变 4.下列关于内能与热量的说法中，正确的是 重物 热器 重物 内萄 ( ) 绝热壁 A.热水的内能比冷水的内能多 水 电阻丝 搅袢叶片 B.内能越大的物体热量也越多 A.热量可由高温物体传给低温物体 B.机械能守恒 C.热量总是从内能大的物体流向内能小的 C.在各种不同的绝热过程中，系统状态的改 物体 变与做功方式无关，仅与做功数量有关 D.热量传递方向与两物体的温度有关 D.在各种不同的绝热过程中，系统状态的改变 5.如图为利用钨锅炼铁的场景.若铁的质量大于 不仅与做功方式有关，还与做功数量有关 题型2功与内能的改变 钨锅的质量，起始时铁的温度比钨锅的温度 2.关于功与内能，下列说法正确的是 ( 低，当它们接触在一起时，忽略它们和外界交 A.物体的内能增大时，一定吸收热量 换的能量，下列说法正确的是 B.物体沿斜面下滑时，内能将增大 C.物体沿斜面匀速下滑时，内能可能增大 D.只要外界对物体做功，物体的内能就一定 改变 3.如图为某种椅子与其升降部分的结构示意图， A.达到热平衡时，钨锅的温度比铁的低 M、N两筒间密闭了一定质量的气体，M可 B.热传递的过程中，铁从钨锅吸收热量 沿N的内壁上下滑动，设筒内气体不与外界 发生热交换，在M向下滑动的过程中( C.达到热平衡时，钨锅内能的增加量小于铁 内能的减少量 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 选择性必修第三册：RJ黑白题38 黑题应用提优 限时：l0min 1.下列关于热量、功和内能的说法中，错误的是 A.体积减小，温度降低 B.体积减小，温度不变 A.热量、功都可以作为物体内能的量度 C.体积增大，温度降低 B.热量、功都可以作为物体内能变化的量度 D.体积减小，温度升高 C.热量、功、内能的单位相同 5.如图所示，绝热汽缸中间用固定栓将可无摩擦 D.热量和功是由过程决定的，而内能是由物 移动的绝热隔板固定，隔板质量不计，左、右两 体状态决定的 室分别充有一定量的氢气和氧气（均视为理 2.如图所示，在紫铜管内滴入乙醚，盖紧管塞，用 想气体)，初始时，两室气体的温度相等，氢气 手拉住绳子两端迅速往复拉动，管塞会被冲 的压强大于氧气的压强，松开固定栓直至系统 开.管塞被冲开前 重新达到平衡，下列说法正确的是 ) 固定栓绝热汽缸 绝热篇板 A.初始时氢分子的平均动能大于氧分子的平 A.外界对管内气体做功，气体的内能减少 均动能 B.管内气体对外界做功，气体内能减少 B.系统重新达到平衡时，氢气的内能比初始 C.管内气体的内能不变，压强变大 时的小 D.管内气体的内能增加，压强变大 C.系统重新达到平衡时，两者温度相同，等于 3.在实验室将一容积比较大的烧瓶放入冰箱冷 初始值 冻室内，经过几小时后，将烧瓶从冰箱内迅速 D.松开固定栓直至系统重新达到平衡的过程 取出，并立即用小气球紧紧地套在烧瓶的瓶 中有热量从氧气传递到氢气 口，然后将烧瓶放人装有热水的烧杯中，如图 压轴挑战 所示，将烧瓶及气球内的气体看成是理想气 体则下列说法错误的是 ( 6.金属简内装有与外界温度相同的压缩气体， 一气球 打开筒的开关，筒内高压空气迅速向外溢出， 一烧杯 待筒内外压强相等时，立即关闭开关，在外界 一烧瓶 保持恒温的条件下，经过一段较长的时间后， A.经过一段时间后气球会膨胀起来 再次打开开关，这时出现的现象是 B.气球的体积不会发生变化 A.简内空气流向筒外 C.烧瓶及气球内的气体内能增加 B.筒外空气流向筒内 D.烧瓶及气球内的气体的压强一定变大 C.筒内外无气体交换 4.地面附近有一正在上升的空气团，它与外界的 D.筒内外有气体交换，处于动态平衡，筒内 热交换忽略不计.已知大气压强随高度增加而 空气质量不变 降低，则该空气团在上升过程中（不计空气团 内分子间的势能) ( 进阶突破拔高练P0明 第三章黑白题39