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

第三章 热力学定律 第1节 功、热和内能的改变 第1关练速度 10min为准，你的时间： 题型1焦耳的实验 1.如图所示是焦耳在研究热与功之间关系的两 个典型实验，那么从焦耳的这两个实验中可 得出的结论是 A.外界对气体做功，气体内能增大 温度计 B.外界对气体做功，气体内能减小 搅拌器 C.气体对外界做功，气体内能增大 D.气体对外界做功，气体内能减小 重物 量热器 题型3热与内能的改变 重物 内箭 绝热壁 4.关于内能和热量，下列说法正确的是() 电阻丝 搅拌叶 A.热水的内能比冷水的内能多 A.热量可由高温物体传给低温物体 B.温度高的物体其热量必定多，内能必定大 B.机械能守恒 C.在热传递过程中，内能大的物体其内能将 C.在各种不同的绝热过程中，系统状态的改 减小，内能小的物体其内能将增大，直到两 变与做功方式无关，仅与做功数量有关 物体的内能相等 D.在各种不同的绝热过程中，系统状态的改变 D.在热传递过程中，热量从高温物体传递到 低温物体，直到两物体的温度相同 不仅与做功方式有关，还与做功数量有关 5.如图为钨锅炼铁的场景.若 题型2功与内能的改变 铁的质量大于钨锅的质量， 2.关于功与内能，下列说法正确的是( 起始时铁的温度比钨锅的 A.物体的内能增大时，一定吸收热量 温度低，当它们接触在一起时，忽略它们和外 B.物体沿斜面下滑时，内能将增大 界交换的能量，下列说法正确的是 C.物体沿斜面匀速下滑时，内能可能增大 A.达到热平衡时，钨锅的温度比铁的低 D.只要外界对物体做功，物体的内能就一定 B.热传递的过程中，铁从钨锅吸收热量 改变 C.达到热平衡时，钨锅内能的增加量小于铁 3.如图为某种椅子与其升降部分的结构示意 内能的减少量 图，M、N两筒间密闭了一定质量的气体，M可 D.达到热平衡时，由于铁的质量大于钨锅的 沿N的内壁上下滑动，设筒内气体不与外界发 质量，钨锅内能的减少量大于铁内能的增 生热交换，在M向下滑动的过程中() 加量 选择性必修第三册学霸038 第2关练准确率 准确率>0%，你做对 题 9.地面附近有一正在上升的空气团，它与外界 的热交换忽略不计.已知大气压强随高度增加 6.关于系统的内能及其变化，下列说法中正确 而降低，则该空气团在上升过程中（不计空气 的是 ( 团内分子间的势能) () A.系统的温度改变时，其内能必定改变 A.体积减小，温度降低 B.系统对外做功，其内能不一定改变：系统向 B.体积减小，温度不变 外传递热量，其内能不一定改变 C.体积增大，温度降低 C.对系统做功，系统内能必定改变：系统向外 D.体积减小，温度升高 传出一定热量，其内能必定改变 10.夏季，天气温差比较大，充足气的车胎经 D.若系统与外界不发生热交换，则系统的内 过正午阳光的暴晒容易爆胎，若车胎内的气 能必定不改变 体可视为理想气体，爆胎前车胎内气体体积 7.如图所示，在紫铜管内滴人乙醚：盖紧管塞， 及质量均不变，爆胎过程时间极短.关于车 用手拉住绳子两端迅速往复拉动，管塞会被 胎内的气体，下列说法正确的是 () 冲开.管塞被冲开前 A.爆胎前随着气温的升高，车胎内气体压强 紫铜管日 管裹 不变 B.爆胎前随着气温的升高，车胎内气体吸收 热量，内能增大 A,外界对管内气体做功，气体的内能减少 C.爆胎前随着气温的升高，车胎内气体分子 B.管内气体对外界做功，气体内能减小 在单位时间单位面积上碰撞车胎的次数 C.管内气体的内能不变，压强变大 减少 D.管内气体的内能增加，压强变大 D.爆胎过程中，车胎内气体对外做功，内能 8.在实验室将一容积比较大的烧瓶放入冰箱冷 增大 冻室内，经过几小时后，将烧瓶从冰箱内迅速 第3关练思维宽度 】难度级别：☆女女 取出，并立即用小气球紧紧地套在烧瓶的瓶 口，然后将烧瓶放入装有热水的烧杯中，如图 11.金属筒内装有与外界温度相同的压缩气体， 所示，将烧瓶及气球内的气体看成是理想气 打开筒的开关，筒内高压空气迅速向外溢出， 体.则下列说法错误的是 待筒内外压强相等时，立即关闭开关，在外界 ( 一气球 保持恒温的条件下，经过一段较长的时间后， 一烧杯 再次打开开关，这时出现的现象是( )） 一烧瓶 A.筒内空气流向简外 A.经过一段时间后气球会膨胀起来 B.筒外空气流向筒内 B.气球的体积不会发生变化 C.筒内外无气体交换 C.烧瓶及气球内的气体内能增加 D.筒内外有气体交换，处于动态平衡，简内 D.烧瓶及气球内的气体的压强一定变大 空气质量不变 第三章学霸039和水面下H,处时，B室内的压强分别为P,=PgH+Pa,P2= 解析：(1)气囊中的温度不变，则发生的是等温变化，设气 PgH,+Po由于鱼静止时，浮力等于重力，则鱼的体积不变 囊内的气体在目标位置的压强为P1,由玻意耳定律 由题可知，鱼体积的变化与B室气体体积的变化相等，则 鱼在水下静止时，B室内气体体积不变，由题知开始时鱼 P,=A·1,5北，解得P=子由目标处的内外压强差 静止在H处时，B室内气体体积为V,质量为m,由于鱼鳔 内气体温度不变，若H1≥H,则在H处时，B室内气体需要 可得P1P= 6Po,解得p= 2P%=5.0x10Pa(2)由胡克定 增加，设吸入的气体体积为△V,根据玻意耳定律有 P1(V4△V)=P2V,则此时B室内气体质量m,=P气(V+△V)= 律F=:可知弹簧的压缩量变为原来的等，则活塞受到 pgH,+Po .若H,<H,则在H处时，B室内气体需要减少，设 PgH+Po 弹簧的压力也变为原来的子，即2=6x号：2 释放的气体体积为△V,根据玻意耳定律有P,(V-△V)= 6P%*15P,设 V,则此时B室内气体质量m,=m(A_刚。 此时气囊内气体的压强为P2,对活塞由压强平衡可得 P P2=p.+p= pgH+po 】30P。-由理想气体状态方程可得T一二其 19 pgH+po 10.(1)5.0x10Pa(2)266K 了5，解得T=133 中%=%+0,5%x4=7 13507。=266K 第三章 热力学定律 第1节功、热和内能的改变 明Q=0,忽略气体分子间相互作用，说明内能是所有分子 动能的总和根据热力学第一定律△U=W+Q,可知内能增 第1关（练速度） 加量△U<0,故内能减小，分子平均动能减小，温度降低.所 1.C2.C3.A4.D 以只有A正确. 5.B解析：A.达到热平衡时，钨锅的温度和铁的温度相同， 5.A解析：A.根据热力学第一定律△U=Q+W可知，在汽缸 故A错误：B.热传递的过程中，铁从钨锅吸收热量，故 绝热的情况下Q=0,而当缓慢推压活塞，气体被压缩的过 B正确：CD.达到热平衡时，根据能量守恒可知钨锅内能的 程中，外界对气体做功W>0,因此可得△U>0,即缸内气体 减少量等于铁内能的增加量，故CD错误故选B. 的内能增大，故A正确；B.由于隔板右侧为真空，当抽去 第2关（练准确率） 隔板，气体自发扩散，并不对外做功，而汽缸绝热，根据热 6.B7.D8.B9.C 力学第一定律可知W=0,Q=0,由此可知△U=0,即气体自 10.B解析：AB.爆胎前随着气温的升高，车胎体积不变.则 发扩散过程中缸内气体内能不变，故B错误：C.对于一定 压强变大，车胎内气体吸收热量，内能增大，故A错误， 量的理想气体而言，内能不变则温度不变，分子的平均速 B正确：C.爆胎前随着气温的升高，气体分子平均动能变 率不变，气体自发扩散过程中，内能不变，则气体分子的平 大，分子平均速率变大：车胎体积不变，气体分子数密度 均速率不变，故C错误：D.根据热力学第一定律可知，该 不变，气体压强变大，车胎内气体分子在单位时间单位面 气体被压缩过程中，外界对气体做功，汽缸绝热，气体内能 积上碰撞车胎的次数增加，C错误：D,爆胎过程中，车胎 增加，温度升高，因此可知气体分子的平均速率增大，但并 内气体体积变大，气体对外做功，来不及与外界进行热交 不是所有分子的速率都增大，故D错误故选A 换.则内能减小，D错误故选B 6.B解析：BC.被淹没的玻璃瓶在下降过程中，瓶内气体温 第3关（练思维宽度） 度不变，压强变大，可知气体体积减小，外界对气体做正 11.A解析：第一次打开开关，被压缩的气体“迅速”喷出， 功：由于气体温度不变，气体分子平均动能不变，气体内能 筒内空气体积膨胀对外做功，则简内空气内能减小，即关 不变，根据热力学第一定律可知，气体向外界放热，故B正 闭开关时筒内空气温度必然低于外界温度，而压强等于 确，C错误：A.分子间斥力只在分子间距离小于分子平衡 外界大气压：“过一段时间”经过热交换，筒内空气的温度 距离时才会明显增加，距离稍大则分子间引力大于斥力， 升高，由于体积未变，所以简内空气压强将增大，即大于 气体分子间距远大于分子平衡距离，瓶内气体分子斥力不 大气压，因此再次打开开关，将会有空气逸出故选A 会增大，故A错误；D.气体分子平均动能不变，气体体积 第2~3节热力学第一定律 能量守恒定律 诚小，则气体分子的数密度变大，则单位时间与瓶壁碰撞 的分子数增多，故D错误故选B. 第1关（练速度） 7.D解析：气体分子运动剧烈程度仅由温度决定，充气过程 1.C 中，储气室内气体质量增大，气体分子数增多，但温度不 2.C解析：AB.一气泡从湖底上升到湖面的过程中温度保 变，所以气体分子运动刚烈程度不变，故A错误；温度是分 持不变，则气体内能不变，故AB错误：CD.根据热力学第 子平均动能的标志，由于温度不变，充气过程中，储气室内 一定律得：△U=W+Q.则Q=△U-W=0-(-0.6)J=0.6J,即 气体分子平均动能不变，故B错误；理想气体内能由温度 气泡内气体从外界吸收了0.6J的热量，故C正确，D错误 和质量决定，气体温度不变，充气过程中，储气室内气体质 3.B解析：由热力学第一定律得△U=W+Q,Q=△U-W= 量增大，气体内能增加，故C错误：喷液过程中，气体膨胀， -1.3×10J-7.0×10J=-2.0×105J,故气体对外放出热 气体对外做功，即W<0,但气体内能不变，即△U=0,根据 量2.0×10J.故选项B正确。 热力学第一定律：△U=Q+W,可知Q>0,则气体一定从外界 4.A解析：密闭于汽缸内的压缩气体膨胀对外做正功，即外 吸收热量，故D正确故选D. 界对气体做负功，因而W<0,缸内气体与外界无热交换说8.B解析：A.在1→2过程，体积不变，压强增大，根据查理 参考答案学露11