第3章 1.功、热和内能的改变-【勤径学升】2024-2025学年高中物理选择性必修第三册同步练测（人教版2019）

五、1.各向异性 2.温度 浓度 自我诊断 1.(1)×(2)√ (3)×(4)√ (5)√ (6)× 2.不浸润 表面张力 【互动探究解疑难】 要点———[问题导引] 提示(1)它们并不是像结构图上所画的那些点一样静 止不动，它们时刻都在不停地振动，结构图中所画的那 些点，是它们振动的平衡位置。 (2)这种说法不正确，同种物质以晶体和非晶体两种不 同的形态出现，也就是说，物质是晶体还是非晶体，并不 是绝对的。例如，天然水晶是晶体，而熔化以后再凝固 的水晶(即石英玻璃)就是非晶体，有些非晶体在一定条 件下也可以转化为晶体。 (3)区分晶体和非晶体的方法是看其有无确定的熔点， 晶体具有确定的熔点，而非晶体没有确定的熔点；区分 单晶体和多晶体的方法是看其是否具有各向异性，单晶 体表现出各向异性，而多晶体表现出各向同性。 [典例剖析] [例1] BD 由题图知，甲、乙具有各向同性，丙具有各 向异性；由题图知，甲、丙有固定的熔点，乙没有固定的 熔点，所以甲是多晶体，乙是非晶体，丙是单晶体。故 选BD。 [针对训练] ACD 组成晶体的物质微粒可以是分子、原子或离子， 这些物质微粒也就是分子动理论所说的“分子”。显然， 组成晶体的物质微粒处在永不停息的无规则的热运动 之中，但同时物质微粒之间还存在相互作用。组成晶体 的物质微粒之所以能构成空间点阵，是由于晶体中物质 微粒之间的相互作用很强，物质微粒的热运动不足以克 服这种相互作用而彼此远离。相同的物质微粒，可构成 不同的空间点阵，如金刚石和石墨，故 A、C、D正确，B 错误。 要点二——[问题导引] 提示(1)表面层内分子间距离大于r?,分子间作用力 表现为引力。 (2)液体的微观结构。 (3)不同。小昆虫、缝衣针能在水面上不下沉是液体表 面张力在起作用。小木块浮在水面上是重力和水的浮 力平衡的结果。 [典例剖析] [例2] BCD 甲图中露珠呈球形，这是液体表面张力 的结果，故 A错误；乙图中液体表面层分子间的距离大 于液体内部分子间的距离，分子力表现为引力，从而产 生表面张力，故B正确；丙图中水黾可以停在水面上，是 由于水的表面张力作用，故C正确；丁图中液体表面张 力方向与液面平行，故D正确。 [例3] CD 液晶的微观结构介于晶体(固体)和液体 之间，虽然液晶分子在特定方向排列比较整齐，具有各 向异性，但液晶分子的排列是不稳定的，选项 A、B错 误；外界条件的微小变化都会引起液晶分子排列的变 化，从而改变液晶的某些性质，温度、压力、外加电压等 因素变化时，液晶的光学性质会发生改变，选项 C、D 正确。 要点三—--[问题导引] 提示 游禽用嘴把油脂涂到羽毛上，使水不能浸润 羽毛。 [典例剖析] [例4] ACD 这是浸润现象，这时固体分子与附着层 液体分子间的引力相当强，造成附着层内分子的分布比 液体内部密，这样就会使附着层分子间表现为排斥力， 使液体跟固体接触的面有扩展的趋势，管中的液面呈凹 形，选项 A、C、D正确。 [例5] AC 因为水能浸润玻璃，所以 A正确，B错 误；水银不浸润玻璃，C正确，D错误。 【随堂巩固促应用】 1.C 根据各向异性和各向同性只能确定是否为单晶体， 无法用来鉴别多晶体和非晶体，A错误；薄片在力学性 质上表现为各向同性，无法确定薄片是多晶体还是非晶 体，B错误；固体球在导电性质上表现为各向异性，则一 定是单晶体，C正确；固体各个方向的导热性相同，无法 确定固体是多晶体还是非晶体，D错误。 2.D 与气体接触的液体，其表面分子间距离大于液体内 部分子间距离，液体表面层的分子间同时存在相互作用 的引力和斥力，但由于分子间的距离 r>r?,分子间的引 力大于分子间的斥力，分子力表现为引力，即存在表面 张力，表面张力使液体表面有收缩的趋势，故 A、B、C错 误，D正确。 3.D 液晶是介于晶体和液体之间的中间状态，既具有液 体的流动性又具有晶体光学性质的各向异性，A、B错 误。不通电时，即在自然条件下，液晶层中的液晶分子 无规则排列，入射光在液晶层发生了漫反射，穿过玻璃 的光线少，所以像毛玻璃，不透明；通电时，液晶分子迅 速从无规则排列变为有规则排列，入射光在通过液晶层 后按原方向传播，C错误，D正确。 4.BC 水对玻璃是浸润液体，浸润液体在毛细管附着层 内液体的分子密度较大，液体分子间距较小(小于r?)分 子相互作用表现为斥力，液面呈现扩散的趋势，即在毛 细管内上升，而且毛细管越细，浸润液体在毛细管内上 升的高度越大，故 A正确，B错误；水银对玻璃是不浸润 液体，不浸润液体在毛细管内附着层液体的分子密度较 小，液体分子间距较大(大于r。),此时附着层内的分子 相互作用表现为引力，液面呈现收缩的趋势，即液面下 降，故不浸润液体在毛细管内下降，而且毛细管越细，浸 润液体在毛细管内下降的高度越大，故C错误，D正确。 第三章 热力学定律 1.功、热和内能的改变 【自主学习探新知】 一、1.吸热 放热 2.(1)上升(2)热效应 3.状态 做功的方式 二、2.△U=W 三、1.高温 低温 2.(2)△U=Q 自我诊断 1.(1)×(2)√ (3)× (4)√ 2.增大 热传递 【互动探究解疑难】 要点———[问题导引] 提示 小朋友沿滑梯下滑时克服摩擦力做功，内能 增加。 [典例剖析] [例1] C 胶塞冲出容器口，气体膨胀，对外做功。由 于没来得及发生热交换，由W=△U可知内能减少，温 度降低，A、B、D错误，C正确。 [针对训练] 1.BC“绝热容器”说明与外界没有热交换，压缩气体，外 界对气体做功，内能增加，故 A错误，B正确；对理想气 体而言，内能增加温度升高，由气体压强的定义知，其压 强必变大，故C正确，D错误。 要点： [问题导引] 提示(1)说明做功和热传递都能改变物体的内能。 (2)①三种方式都是热量从一个物体传递到另外一个物 体。②热传递是内能在物体间(或一个物体的不同部 分)转移，做功是其他形式的能和内能之间的转化。 [典例剖析] [例2] AD 做功和传热改变物体内能的本质不同， 因为做功的过程是不同形式的能相互转化的过程，而传 热是同种形式的能量(内能)在不同的物体之间或物体 不同的部分之间传递或转移，A正确；物体内能的变化 取决于做功和传热两种途径，单就一个方面的改变不足 以断定其内能的变化情况，B、C错误，D正确。 [针对训练] 2.D 内能是物体内所有分子动能和势能的总和，宏观 上看，其大小取决于物体的温度、体积、物质的量，温 度高只能说明其分子的平均动能大，因为物质的量 不一定相同，所以并不能说明它的分子总动能大，更 不能说明它的内能大，A错误；热量是一个过程量， 说哪个物体具有热量是毫无意义的，且温度高内能 也不一定大，B错误；热传递的目的是传递内能，但是 物体之间发生热传递的条件并不是内能不相等，而 是温度不同，热传递的最终结果也不是内能相等，而 是温度相同，C错误；热量是热传递过程中内能转移 的量度，是一个过程量，D正确。 【随堂巩固促应用】 1.D 绝热情况下，外界对系统做功，系统的内能增加，且 内能的增加量等于外界对它做的功，故D正确。 2.BD 在外界不做功的情况下，内能的改变量等于传递 的热量，内能增加50 J,一定是吸收了50 J的热量，故 A 错误，B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50 J,物体分 子的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错误，D正确。 3.D 热量是物体间进行传热时内能的转移，不能说物体 含有多少热量，故 A错误；物体的内能越大，温度不一 定越高，故 B错误；由于做功和传热都可引起物体内能 的变化，只根据做功无法准确判断物体内能的变化，故 C错误；物体间发生传热的条件是存在温度差，故 D 正确。 2.热力学第一定律 【自主学习探新知】 一、热传递 等价的 二、1.热量 所做的功 2.Q+W 自我诊断 1.(1)×(2)×(3)√ (4)× 2.AB 当气体绝热时，有Q=0,而膨胀时，有W<0,由热 力学第一定律△U=Q+W,可得△U<0,即气体的内能 减小，故 A正确；气体在真空中膨胀时因没有对外做功 的对象，有W=0,而绝热过程Q=0,由△U=Q+W,可 知△U=0,则气体的内能不变，故 B正确；气体吸收热 量时 Q>0,但不清楚做功情况，则无法判断内能的变化 情况，故C错误；外界对气体做功，W>0,而不知道热传 递的情况，则不清楚内能的变化情况，故D错误。 【互动探究解疑难】 要点——[问题导引] 提示(1)由题图可知，气体的变化为等压膨胀，一定是 气体对外做功。 (2)由日常经验可知，理想气体在等压膨胀过程中需要 从外界吸收热量，由盖-吕萨克定律可知，理想气体在等 压膨胀过程中温度升高，内能一定增加。 [典例剖析] [例] [解析] (1)气体从外界吸热，故 Q=4.2× 10?J, 气体对外做功，故W=-6×10?J, 由热力学第一定律有 △U=W+Q=(-6×10?J)+ (4.2×10?J)=-1.8×10?J。 △U为负，说明气体的内能减少了。所以，气体内能减 少了1.8×10?J。 (2)因为气体对外做功，所以气体的体积膨胀，分子间的 距离增大了，分子力做负功，气体分子势能增加。 (3)因为气体内能减少，同时气体分子势能增加，说明气 体分子的平均动能一定减少。 [答案](1)减少 1.8×10?J(2)增加 (3)减少 [针对训练] C 根据热力学第一定律 △U=W+Q,物体内能的变化 与外界对物体做功(或物体对外界做功)、物体从外界吸 热(或向外界放热)这两种情况有关，物体吸收热量，但 有可能同时对外界做功，所以内能有可能不变甚至减 小，故 A错误；同理，物体对外界做功的同时有可能吸 热，所以内能不一定减小，故B错误；若物体吸收的热量 与对外做功相等，则内能不变，故C正确；因放热和对外 做功都会使物体内能减小，所以内能减小，故D错误。 【随堂巩固促应用】 1.ABD 当物体吸收的热量多于物体对外做的功时，物体的 内能就增加，A正确；当物体吸收的热量少于物体对外做 的功时，物体的内能就减少，B正确；外界对物体做功，同时 物体吸热，则物体的内能必增加，C错误；当物体放出的热 量少于外界对物体做的功时，物体的内能增加，D正确。 2.B 外界对气体做功 8.0×10?J,记为W=8.0×10?J, 气体内能减少 1.2×10?J,记为△U=-1.2×10?J,根 据热力学第一定律得，Q=△U-W=-1.2×10?J一 8.0×10?J=—2.0×10°J,即它向外传递的热量为2.0× 10?J,B正确。 3.BC 由V-T 图像知，从 A到B的过程中，气体被等温 压缩，外界对气体做正功，气体的内能不变，由热力学第 一定律知，气体放出热量，故 A错误，B正确；从 B到C 的过程中气体做等压变化，温度降低，气体内能减少，故 C正确，D错误。 3.能量守恒定律 4.热力学第二定律 【自主学习探新知】 一、1.转化 转移 保持不变 2.(1)相互转化(2)能量守恒定律 三、1.不可逆的 2.低温 高温 方向性 四、1.完全变成功 自我诊断 1.(1)√ (2)√ (3)× (4)√ (5)× (6)√ 9 第三章 热力学定律 1.功、热和内能的改变 学习目标 1.知道焦耳的两个实验的原理，区别热量和内能。 2.知道做功和热传递是改变内能的两种方式，能正确区分两者的不同。 3.通过实验探究类比、分析，理解内能与功、热量的关系 自主学习探新知 课前预习双基落实 一、焦耳的实验 2.热量和内能 1.绝热过程：系统不从外界 ,也不向 (1)关系描述：热量是在单纯的传热过程中 外界 系统内能变化的量度。 2.代表性实验 (2)公式表达： (1)重物下落时带动叶片转动，搅拌容器中 《自我诊断 的水，引起水温 1.判断下列说法的正误（正确的画“√”，错误 (2)通过电流的 给水加热。 的画“×”) 3.实验结论：要使系统状态通过绝热过程发生 (1)系统只从外界吸热，而不向外界放热的 变化，做功的数量只由过程始末两个 过程就是绝热过程。 ( 决定，而与 无关。 (2)在绝热过程中，外界对系统做多少功，内 二、功和内能的改变 能就能增加多少。 () 1,内能：依赖于一个热力学系统自身状态的物 (3)功和内能都是能量转化的量度。() 理量，是热力学系统的一种能量。 (4)做功和热传递都可改变物体的内能，从 2.绝热过程中做功与内能变化的关系： 效果上是等效的。 () 2.组成物体的分子在做永不停息的热运动，温 三、热与内能的改变 度升高时，分子热运动的平均动能 1.传热：热量总是从 物体向 (选填“增大”“不变”或“减小”)。改变物体 物体传递。 内能有做功和 两种方式。 47 高中物理·选择性必修第三册（人教版） 互动探究解疑难 要点归纳重难突破 要点一 做功与内能变化的关系 2问题导引 口典例剖析 幼儿园里一般都有滑梯，小朋友沿滑梯 [例1]如图所示，厚壁容器的一端通过胶塞 下滑时屁股通常会感到发热，这是为什么？ 插进一支灵敏温度计和一根气针，另一端有 个用卡子卡住的可移动胶塞。用打气筒慢 慢向容器内打气，使容器内的压强增大到一 定程度，这时读出温度计示数。打开卡子， 胶塞冲出容器口后 灵敏温度计 A,温度计示数变大，实验表明气体对外界 做功，内能减少 口探究升华 B.温度计示数变大，实验表明外界对气体 1.做功与内能变化的关系 做功，内能增加 (1)做功改变物体内能的过程是其他形式的 C.温度计示数变小，实验表明气体对外界 能（如机械能）与内能相互转化的过程。 做功，内能减少 (2)在绝热过程中，外界对物体做多少功，就 有多少其他形式的能转化为内能，物体的内 D.温度计示数变小，实验表明外界对气体 能就增加多少。 做功，内能增加 2.功与内能的区别 。针对训练 (1)功是过程量，内能是状态量。 1.(多选)如图所示，绝热容器内被活塞封闭一 (2)在绝热过程中，做功一定能引起内能的 定质量的气体，现压缩气体使其体积减 变化。 小，则 ( (3)物体的内能大，并不意味着做功多。但 在绝热过程中，内能变化越大时，相应地做 功才越多。 F 川特别提醒川 (1)外界对某一系统做功时系统的内能不一定增 A.气体对外界做功，内能增加 加，还要看该系统有没有向外放热，以及向外放热的 B.外界对气体做功，内能增加 多少。 (2)在绝热过程中，系统内能的增加量等于外界 C.温度升高，压强变大 对系统所做的功。 D.温度升高，压强变小 48 第三章热力学定律 要点二功、内能、热量和温度的区别与联系 口问题导引 (3)对某一状态而言，只有“内能”，根本不存 (1)用铁锤反复敲击铁棒，铁棒的温度会升 在“热量”和“功”。不能说一个系统中含有 高，把铁棒放在炭火上烧，铁棒的温度也会 多少热量。 升高，这说明了什么问题？ 3.热量与温度 (2)如图所示是热传递的三种方式—传 热量是系统的内能变化的量度，而温度是系 导、对流和辐射。 统内大量分子做无规则运动剧烈程度的标 被加热的汤 从锅上异 志。热传递的前提条件是两个系统之间要 热汤外流 有温度差，传递的是热量而不是温度。 冷汤下沉 4.热量与功 77777777 火菇从下加热汤锅 热量和功都是系统内能变化的量度，都是过 ①这三种方式在传递能量时有什么共同点？ 程量，一定量的热量与一定量的功相当，热 ②热传递和做功都可以改变物体的内能，这 量可以通过系统转化为功，功也可以通过系 两种方式在改变物体内能时本质上又有什 统转化为热量，但它们之间有着本质的 么不同？ 区别。 5.改变内能的两种方式的比较 比较项目 做功 热传递 外界对物体做功， 物体吸收热量，内能 物体的内能增加： 内能变化 增加：物体放出热 物体对外界做功， 量，内能减少 物体的内能减少 口探究升华 1.内能与温度 不同物体间或同一 其他形式的能与 物理实质 物体不同部分之间 从宏观上看，温度表示的是物体的冷热程 内能之间的转化 内能的转移 度；从微观上看，温度反映了分子热运动的 剧烈程度，是分子平均动能的标志。物体的 做一定量的功或传递一定量的热量在改 相互联系 变内能的效果上是相同的 温度升高，其内能一定增加。但向物体传递 热量，物体的内能却不一定增加（可能同时 口典例剖析 对外做功)。 [例2]（多选）下列说法中正确的是( 2.热量和内能 A.做功和传热是改变物体内能的两种本质 (1)内能是由系统的状态决定的，状态确定， 不同的物理过程，做功是其他形式的能 系统的内能也随之确定。要使系统的内能 和内能之间的转化，传热是物体内能的 发生变化，可以通过热传递和做功两种方式 转移 来完成。 B.外界对物体做功，物体的内能一定增大 (2)热量是热传递过程中的特征物理量，只 C.物体向外界放热，物体的内能一定增大 是反映物体在状态变化过程中所转移的能 D.物体内能发生了改变，可能是做功引起 量，是用来衡量物体内能变化的，有过程，才 的，也可能是传热引起的，还可能是两者 有变化，离开过程，毫无意义。 共同引起的 49 ●高中物理·选择性必修第三册（人教版） 针对训练 C.在热传递过程中，内能大的物体其内能 2.关于物体的内能和热量，下列说法中正确 将减少，内能小的物体其内能将增加，直 的是 () 到两物体的内能相等 A,热水的内能比冷水的内能多 D.热量是热传递过程中内能转移多少的 B.温度高的物体其热量必定多，内能必 量度 定大 随堂巩固促应用 验证反馈迁移运用 1,(功与内能变化的关系)对于一个热力学系 A.一定是物体放出了50J的热量 统，下列关于做功改变系统内能方式的说法 B.一定是物体吸收了50J的热量 正确的是 () C.一定是物体分子动能增加了50J A.如果系统对外界做功，则系统内能一定 D.物体分子的平均动能可能不变 增加 3.(热量、功和内能)关于温度、热量、功和内 B.如果外界对系统做功，则系统内能一定 能，以下说法正确的是 增加 A.同一物体温度高时，含有的热量多 C.如果系统的温度不变，则系统内能一定 B.物体的内能越大，含有的热量就越多，温 不变 度也越高 D.绝热情况下，系统内能的增量等于外界 C.外界对系统做功W,系统内能必定增加 对它做的功 D.发生传热的条件是两物体之间存在温 2.(热传递和内能变化的关系)（多选）在外界 度差 不做功的情况下，物体的内能增加了50J, 提示请完成《素能提升训练》训练八 下列说法中正确的是 ( 2.热力学第一定律 学习目标 1.了解热力学第一定律。 2.能运用热力学第一定律解释自然界中能量的转化、转移问题 自主学习探新知 渫前预习双基落实 一、改变内能的两种方式 二、热力学第一定律 做功与 ,两者在改变系统内能方 1内容：一个热力学系统的内能变化量等于外 面是 界向它传递的 与外界对它 的和。 50