第10讲：功、热和内能的改变【四大题型】-2024-2025学年高二下学期物理精讲与精练高分突破考点专题系列（人教版（2019）选择性必修第三册）

第10讲：功、热和内能的改变 【考点归纳】 · 考点一：热量、功和内能的概念和理解 · 考点二：通过做功改变系统的内能 · 考点三：通过热传递改变系统的内能 · 考点四：功、热和内能的改变综合问题 【知识归纳】 知识点01、焦耳的实验 1．绝热过程：系统不从外界吸热，也不向外界放热的过程． 2．代表性实验 (1)重物下落时带动叶片转动，搅拌容器中的水，水由于摩擦而温度上升． (2)通过电流的热效应给液体加热． 3．实验结论：在热力学系统的绝热过程中，外界对系统做的功仅由过程的始末两个状态决定，不依赖于做功的具体过程和方式． 4．内能：只依赖于热力学系统自身状态的物理量． 知识点02、功与内能的改变 1．功与内能的改变 在热力学系统的绝热过程中，当系统从状态1经过绝热过程达到状态2时，内能的变化量ΔU＝U2－U1，等于外界对系统所做的功W，即ΔU＝W. 2．理解 (1)ΔU＝W的适用条件是绝热过程． (2)在绝热过程中：外界对系统做功，系统的内能增加；系统对外做功，系统的内能减少． 知识点03、热与内能的改变 1．传热 (1)条件：物体的温度不同． (2)传热：热从高温物体传到了低温物体． 2．热和内能 (1)热量：在单纯的传热过程中系统内能变化的量度． (2)热与内能的改变 当系统从状态1经过单纯的传热达到状态2时，内能的变化量ΔU＝U2－U1等于外界向系统传递的热量Q，即ΔU＝Q. (3)传热与做功在改变系统内能上的异同． ①做功和传热都能引起系统内能的改变． ②做功时，内能与其他形式的能发生转化；传热只是不同物体(或一个物体的不同部分)之间内能的转移． 技巧归纳：改变内能的两种方式的比较 比较项目 做功 热传递 内能变化 外界对物体做功，物体的内能增加；物体对外界做功，物体的内能减少 物体吸收热量，内能增加；物体放出热量，内能减少 物理实质 其他形式的能与内能之间的转化 不同物体间或同一物体不同部分之间内能的转移 相互联系 做一定量的功和传递相同量的热量在改变内能的效果上是相同的 【题型归纳】 题型一：热量、功和内能的概念和理解 1．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 【详解】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。 故选D。 2．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 【详解】AB．热量和功可作为物体内能改变的量度，选项A错误，B正确； C．热量、功、内能的单位都是焦耳，选项C正确； D．其中热量和功是过程量，内能是状态量，选项D正确。 此题选择不正确的选项，故选A。 3．关于内能、温度和热量，下列说法正确的是（　　） A．物体的温度升高时，一定吸收热量 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．内能总是从高温物体传递给低温物体，当内能相等时传热停止 【答案】C 【详解】A．物体的温度升高时，可能是外界瑞物体做了功，不一定吸收热量，选项A错误； B．物体沿光滑斜面下滑时，没有摩擦力做功，则物体的内能不会增大，选项B错误； C．物体沿斜面匀速下滑时，有摩擦力做功转化为物体的内能，则物体的内能可能增大，选项C正确； D．热量总是从高温物体传递给低温物体，当温度相等时传热停止，选项D错误。 故选C。 题型二：通过做功改变系统的内能 4．如图所示的实验装置中，把浸有乙醚的一小块棉花放在厚玻璃筒内底部，当很快向下压活塞时，由于被压缩的气体骤然变热，温度升高达到乙醚的燃点，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（　　） A．做功可以增加物体的热量 B．做功可以改变物体的内能 C．做功一定会升高物体的温度 D．做功一定可以使物态发生变化 【答案】B 【详解】当用力压活塞时，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，当达到乙醚着火点时，筒内棉花就会燃烧起来，此实验说明了：外界对物体做功，物体的内能增加。 故选B。 5．把浸有乙醚的一小块棉花放在厚玻璃筒的底部，当快速下压活塞时，由于被压缩的空气骤然变热，温度升高，达到了乙醚的燃点，使浸有乙醚的棉花燃烧起来，此实验的目的是要说明（　　） A．做功可以升高物体的温度 B．做功可以改变物体的内能 C．做功一定可以增加物体的内能 D．做功可以增加物体的热量 【答案】B 【详解】AB．当用力压活塞时，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，当达到乙醚着火点时，筒内棉花就会燃烧起来．此实验说明了：外界对物体做功，物体的内能增加，故A错误，B正确； CD．改变物体的内能有做功和热传递，做功不一定增加物体的内能，还需考虑热传递；做功改变物体的内能，宏观表现为物体温度的变化，并非增加热量，故CD错误。 故选B。 6．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．放进冰箱冷冻室的水变成冰块 【答案】B 【详解】A．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； B．用打气筒打气，筒壁变热，是通过做功改变内能，B正确； C．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； D．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。 故选B。 题型三：通过热传递改变系统的内能 7．做功和热传递都可以改变物体的内能，有下列物理过程： ①汽缸内雾化柴油的压缩点燃    ②太阳灶煮饭    ③擦火柴    ④钻木取火    ⑤进入大气层的人造卫星被烧毁 下列判断正确的是（    ） A．属于热传递的只有①②⑤ B．属于热传递的只有② C．属于做功过程的只有③④ D．属于做功过程的只有③④⑤ 【答案】B 【详解】热传递是指热量从高温物体传到低温物体的过程，所以属于热传递的只有②；做功是指通过外力做功或物体对外做功来改变内能，所以属于做功过程的有①③④⑤。 故选B。 8．如图所示，玻璃瓶A、B中装有质量相等、温度分别为60℃的热水和0℃的冷水，下列说法不正确的是（　　） A．因质量相等，故A瓶中水的内能比B瓶中水的内能大 B．A瓶中水分子间的平均距离比B瓶中水分子间的平均距离小 C．若把A、B两只玻璃瓶并靠在一起，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热传递 D．若把A、B两只玻璃瓶并靠在一起，它们的状态都会发生变化，直到二者温度相同时，两系统便达到了热平衡，达到热平衡的两个系统都处于平衡态 【答案】B 【详解】A．温度是分子的平均动能的标志，因质量相等，故A瓶中水的分子平均动能大，A的内能比B瓶中水的内能大。故A正确，与题意不符； B．质量相等的60℃的热水和0℃的冷水相比，60℃的热水体积比较大，所以A瓶中水分子间的平均距离比B瓶中水分子间的平均距离大。故B错误，与题意相符； C．若把A、B两只玻璃瓶并靠在一起，热量会自发从高温向低温传递，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热传递。故C正确，与题意不符； D．若把A、B两只玻璃瓶并靠在一起，热量会自发从高温向低温传递，它们的状态都会发生变化，直到二者温度相同时，两系统便达到了热平衡，达到热平衡的两个系统都处于平衡态。故D正确，与题意不符。 本题选不正确的故选B。 9．孔明灯俗称许愿灯，祈天灯，古代多用于军事通讯，而现代人多用于祈福。在灯底部的支架上绑上一块沾有煤油的粗布，点燃后灯内的热空气膨胀，放手后，整个灯冉冉升空，当底部的煤油烧完后又会自动下降。关于孔明灯，下列说法正确的是（　　）    A．点燃后，孔明灯所受浮力增大从而升空 B．点燃后，灯内气体的温度升高，内能增大 C．点燃后升空过程中，灯内气体分子间的平均撞击力增大 D．点燃后升空过程中，灯内气体的压强不变 【答案】C 【详解】A．孔明灯是利用热空气上升的原理制成的，点燃后，灯内空气受热体积膨胀，因而空气的密度变小，比同体积的冷空气轻，而浮力不变，从而升空，A错误； B．点燃后，灯内气体的温度升高，灯内空气受热后体积膨胀，灯内气体质量减少，减少量不能确定，因此内能的变化不能确定，B错误； C．点燃后升空过程中，由于灯内气体的温度升高，气体分子的平均动能增大，分子间的平均撞击力增大，C正确； D．点燃后升空过程中，在灯底部冷空气向上的压力大于灯内热空气向下的压力，因此灯内气体的压强减小，D错误。 故选C。 题型四：功、热和内能的改变综合问题 10．在研究气体性质时，若分子间距离足够大，可以不计分子大小和分子间相互作用力，我们把它叫做理想气体。对于一定质量的某种理想气体，下列说法正确的是（   ） A．气体温度升高，每一个分子的动能都增大 B．气体温度升高，气体分子的平均动能增大 C．外界对气体做功，气体内能一定增大 D．气体对外界放热，气体内能一定减小 【答案】B 【详解】A．气体温度升高，绝大多数气体分子的动能都增大，但个别分子的动能也可能减小，A错误； B．温度是分子平均动能的标志，因此温度升高，气体分子的平均动能一定增大，B正确； C．物体内能的变化与做功和热传递两个因素有关。外界对气体做功，同时物体有可能向外界放出热量，内能有可能不变甚至减小，C错误； D．物体内能的变化与做功和热传递两个因素有关。气体对外界放热，同时也有可能外界对气体做功，气体的内能不一定减小，D错误。 故选B。 11．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 【详解】A．焦耳是英国物理学家，故A错误； BC．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，故BC错误； D．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，故D正确。 故选D。 12．礼花喷射器原理如图。通过扭动气阀可释放压缩气罐内气体产生冲击，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（　　） A．温度保持不变 B．内能减少 C．分子热运动加剧 D．通过热传递方式改变自身的内能 【答案】B 【详解】ABC．高压气体膨胀对外做功，气体内能转化为礼花的机械能，气体内能减少，温度降低，分子热运动减慢，故AC错误，B正确； D．气体对外做功，内能减少，这是过做功的方式改变自身的内能，故D错误。 故选B。 【双基达标】 一、单选题 1．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 【详解】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，搓手取暖、擦火柴以及反复弯折铁丝均是通过做功改变物体的内能。 故选C。 2．把浸有乙醚的一小块棉花放在厚玻璃筒内底部，当很快向下压活塞时，使浸有乙醚的棉花燃烧起来，此次做功直接增加的是谁的内能（　　） A．内部气体 B．活塞 C．乙醚 D．棉花 【答案】A 【详解】当用力压活塞时，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，当达到乙醚着火点时，筒内棉花就会燃烧起来。 故选A。 3．下列关于做功和传热的说法中，正确的是（　　） A．做功和传热都能引起系统内能的改变 B．只要外界对物体做功，物体的内能就一定改变 C．传热的条件是物体间存在内能差 D．做功和传热改变物体内能的实质是一样的 【答案】A 【详解】AD．做功和传热都能引起系统内能的改变，效果相同，但它们的实质不同，做功是其他形式的能和内能之间的转化，而传热是不同物体或一个物体的不同部分间内能的转移，A正确，D错误； B．因为热量交换情况未知，所以外界对物体做功，物体的内能不一定改变，B错误； C．传热的条件是物体间存在温度差，而不是存在内能差，C错误。 故选A。 4．下列现象中，通过传热的方法来改变物体内能的是（　　） A．打开电灯开关，灯丝的温度升高，内能增加 B．太阳能热水器在阳光照射下，水的温度逐渐升高 C．用磨刀石磨刀时，刀片的温度升高，内能增加 D．打击铁钉，铁钉的温度升高，内能增加 【答案】B 【详解】A．打开电灯开关，灯丝的温度升高，是通过电流做功的方法来改变物体内能的，A错误； B．太阳能热水器中水的内能增加是以传热方式进行的，B正确； C．用磨刀石磨刀时，刀片温度升高，是通过摩擦力做功的方法来改变物体内能的，C错误； D．打击铁钉，铁钉温度升高，是通过做功的方法来改变物体内能的，D错误。 故选B。 5．下面说法中正确的有（　　） A．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 B．1g100℃水的内能等于1g100℃水蒸气的内能 C．内能少的物体不可以自发地将一部分内能转移给内能多的物体 D．物体温度是其内部分子热运动平均动能的标志 【答案】D 【详解】A．温度相同则说明分子平均动能相同，但相同质量的氢气和氧气的分子数不同，因此质量和温度相同氢气和氧气的内能不同，故A错误； B．水变成相同温度的水蒸气需要吸收热量内能增加，因此1g100℃水的内能小于1g100℃水蒸气的内能，故B错误； C．内能少的物体温度可能高，内能多的物体温度可能低，因此内能少的物体也可以自发地将一部分内能转移给内能多的物体，故C错误； D．温度是物体内部分子热运动平均动能的标志，温度越高，分子平均动能越大，故D正确。 故选D。 6．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（　　） A．达到热平衡时，钨锅的温度比铁的低 B．热传递的过程中，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 【答案】B 【详解】A．达到热平衡时，钨锅的温度和铁的温度相同，故A错误； B．热传递的过程中，铁块从钨锅吸收热量，故B正确； CD．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CD错误。 故选B。 7．如图所示是焦耳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．系统状态的改变只能通过传热来实现 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 【答案】C 【详解】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C。 8．对于热量、功和内能三个物理量，下列各种说法中正确的是（　　） 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 【答案】A 【详解】A．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； B．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的变化量多少，功是能量转化的量度，内能是物体内所有分子动能和势能之和，做功和热量都可以改变物体内能变化的量度，故B错误； C．做功与热传递是改变内能的两种方式，都可以内能变化的量度，而不是内能的量度。故C错误。 D．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。 故选A。 9．有关热学的说法，正确的是（　　） A．热量一定是从内能大的物体传递到内能小的物体 B．气体温度升高，分子的平均动能一定增大 C．随着科技的进步，物体的温度可以降低到 D．要使气体的分子平均动能增大，外界必须向气体传热 【答案】B 【详解】A．发生热传递的条件是两物体有温度差，高温物体的内能转移到低温物体，使高温物体降温，低温物体升温，直到两者温度相同，热传递才停止。与两物体比热、体积、内能的大小均无关，故A错误； B．温度是分子平均动能的标志，当气体温度升高，分子的平均动能一定增大。故B正确； C．是一切低温的极限，不能达到，故C错误； D．温度是分子的平均动能的标志，要使气体的分子平均动能增大，必需提高气体体的温度，可以是气体从外界吸收热量，也可以是外界对气体做功。故D错误。 故选B。 10．关于物体的内能和热量，下列说法正确的是（　　） A．热水的内能比冷水的内能多 B．温度高的物体其热量必定多，内能必定大 C．在热传递过程中，内能大的物体其内能将减小，内能小的物体其内能将增大，直到两物体的内能相等 D．内能相等的两个物体相互接触时，也可能发生热传递 【答案】D 【详解】AB．物体的内能由温度、体积、物质的量及物态决定，不是只由温度决定，故AB错误； CD．在热传递过程中，热量由高温物体传给低温物体，而与物体的内能大小无关，所以完全有可能是内能大的物体内能继续增大，内能小的物体内能继续减小，也可以在内能相等的两物体之间进行热传递，故C错误，D正确。 故选D。 11．将一杯热水倒入容器内的冷水中，冷水温度升高10℃，又向容器内倒入同样一杯热水，冷水温度又升高6℃，若再向容器内倒入同样一杯热水，则冷水温度将再升高（不计热损失）（　　） A．2℃ B．3℃ C．4℃ D．5℃ 【答案】C 【详解】设热水和冷水的温差为，一杯热水的质量为，容器内冷水的质量为，将一杯热水倒入容器内的冷水中，可知 即 又向容器内倒入同样一杯热水，则 即 联立解得 ， 假设我们将3小杯热水一次性倒入冷水中，则 解得 则冷水温度将再升高 故ABD错误，C正确。 故选C。 二、多选题 12．下列说法正确的是（   ） A．做功和热传递在改变物体内能上是等效的 B．每一个分子都有势能和动能，分子动能与分子势能之和就是分子内能 C．只有热传递才可以改变物体的内能 D．一定质量的理想气体的内能只与温度有关，温度越高，内能越大 【答案】AD 【详解】A．做功和热传递在改变物体内能上是等效的，故A正确； B．分子势能存在于分子之间，单个的分子不存在分子势能，组成物质的所有分子动能与分子势能之和是物体的内能，故B错误； C．做功与热传递都可以改变物体的内能，故C错误； D．一定质量的理想气体的内能只与温度有关，温度越高，内能越大，故D正确。 故选AD。 13．关于物体的内能，下列说法正确的是（　　） A．物体所有分子的动能与分子势能的总和叫物体的内能 B．一个物体，当它的机械能发生变化时，其内能也一定发生变化 C．一个物体内能的多少，与它的机械能的多少无关 D．摩擦生热使机械能转化为内能 【答案】ACD 【详解】A．内能是指物体内部所有分子做无规则运动所具有的动能和分子势能的总和，故A正确； BC．内能与机械能是不同概念，内能与机械能没有直接关系，一个物体内能的多少，与它的机械能的多少无关；一个物体，当它的机械能发生变化时，其内能不一定发生变化，故B错误，C正确； D．摩擦生热时，要克服摩擦做功，将机械能转化为内能，故D正确。 故选ACD。 14．下列有关物体的内能、温度、热量的说法中，正确的是（　　） A．只要两物体的质量、温度和体积相等，两物体内能一定相等 B．只要温度升高，每个分子的动能就都增加 C．热量是热传递过程中物体内能变化的量度 D．做功和热传递都能改变物体的内能，两过程的本质不同，但改变物体内能的效果相同 【答案】CD 【详解】A．物体的内能由物体中的分子数、温度和体积共同决定，两物体的质量相等，而分子数不一定相同， A错误； B．温度升高，分子的平均动能增加，每个分子的动能不一定都增加，故选项B错误； C．热量是热传递过程中物体内能变化的量度，C正确； D．做功和热传递都能改变物体的内能，做功是能量转化的过程，热传递是能量转移的过程，两过程的本质不同，但改变物体内能的效果相同，D正确。 故选CD。 15．关于物体的内能，下列说法正确的是（　　） A．夏天从室内冰箱里取一杯水去晒太阳，过一段时间水的温度升高，这是通过热传递的方式改变物体的内能 B．热传递可以改变物体的内能 C．做功可以改变物体的内能 D．一块0 ℃的冰熔化成0 ℃的水，内能减小 【答案】ABC 【详解】A．晒太阳使温度较低的水升温，是通过热传递的方式改变物体的内能，故A正确； B．物体吸收热量，内能增大，放出热量，内能减小，所以热传递可以改变物体的内能，故B正确； C．物体对外做功，物体的内能减小，外界对物体做功，物体的内能增大，所以做功可以改变物体的内能，故C正确； D．冰熔化成水，吸收热量，内能增大，故D错误。 故选ABC。 16．夏季，长春市的天气温差比较大，充足气的车胎经过正午阳光的暴晒容易爆胎。若车胎内的气体可视为理想气体，爆胎前车胎内气体体积及质量均不变，爆胎过程时间极短。关于车胎内的气体，下列说法正确的是（　　） A．爆胎前随着气温的升高，车胎内气体压强增大 B．爆胎前随着气温的升高，车胎内气体吸收热量，内能增大 C．爆胎过程中，车胎内气体对外做功，内能减小 D．爆胎过程中，车胎内气体分子平均动能不变 【答案】ABC 【详解】AB．爆胎前气体体积不变，温度升高时，车胎内气体吸收热量，压强增大，内能增大，故AB正确； CD．爆胎过程时间极短，气体来不及与外界热交换，其体积膨胀对外做功，则气体内能减小，温度降低，气体分子平均动能减小，故C正确，D错误。 故选ABC。 17．如图为焦耳实验装置示意图，用绝热性能良好的材料制作容器，重物下落时带动叶片转动，搅拌容器里的水，引起水温升高，关于这个实验，下列说法正确的是（　　） A．该装置可测定做功和内能变化的关系 B．做功增加了水的热量 C．做功增加了水的内能 D．功和热量是完全等价的，无区别 【答案】AC 【详解】A．该实验测定做功和内能变化的关系，故A正确； C．该实验是绝热过程，没有热传递，水内能的改变是由于做功，故C正确； BD．做功表示能量的转化，而热量表示热传递中内能的转移，二者有区别，故选项BD错误。 故选AC。 18．下列有关热现象和内能的说法中正确的是（　　） A．把物体缓慢举高，其机械能增加，内能不变 B．盛有气体的容器做加速运动时，容器中气体的内能必定会随之增大 C．电流通过电阻后电阻发热，它的内能增加是通过“做功”方式实现的 D．分子间引力和斥力相等时，分子势能最小 【答案】ACD 【详解】A．把物体缓慢举高，重力势能增加，由于速度不变，动能不变，故机械能增加，在举高的过程中，由于物体的温度、质量和体积没有变化，故内能不变，故A正确； B．气体的内能与物体的宏观速度大小无关，则容器中气体的内能不变，故B错误； C．电流通过电阻后电阻发热，内能的增加是通过电流“做功”的方式实现的，故C正确； D．分子间引力和斥力相等时，分子力的合力为零，分子势能最小，故D正确。 故选ACD。 19．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（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管的 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】BC 【详解】两种情况下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，外界大气压力对水银做功，使水银进入试管内，大气压力对水银做的功一部分增加了管内水银的重力势能，另一部分增加了水银的内能；由于A管中的水银重心高，故A管中水银的重力势能增量大，则A管中水银内能的增量小，即B中水银的内能增量大于A中水银的内能增量。 故选BC。 20．下列说法中正确的是（    ） A．做功和传热是改变物体内能的两种本质不同的物理过程，做功是其他形式的能和内能之间的转化，传热是物体内能的转移 B．外界对物体做功，物体的内能一定增大 C．物体向外界放热，物体的内能一定增大 D．物体内能发生了改变，可能是做功引起的，也可能是传热引起的，还可能是两者共同引起的 【答案】AD 【详解】A．做功和传热改变物体内能的本质不同，因为做功的过程一定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； BCD．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，BC错误，D正确。 故选AD。 2 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第10讲：功、热和内能的改变 【考点归纳】 · 考点一：热量、功和内能的概念和理解 · 考点二：通过做功改变系统的内能 · 考点三：通过热传递改变系统的内能 · 考点四：功、热和内能的改变综合问题 【知识归纳】 知识点01、焦耳的实验 1．绝热过程：系统不从外界吸热，也不向外界放热的过程． 2．代表性实验 (1)重物下落时带动叶片转动，搅拌容器中的水，水由于摩擦而温度上升． (2)通过电流的热效应给液体加热． 3．实验结论：在热力学系统的绝热过程中，外界对系统做的功仅由过程的始末两个状态决定，不依赖于做功的具体过程和方式． 4．内能：只依赖于热力学系统自身状态的物理量． 知识点02、功与内能的改变 1．功与内能的改变 在热力学系统的绝热过程中，当系统从状态1经过绝热过程达到状态2时，内能的变化量ΔU＝U2－U1，等于外界对系统所做的功W，即ΔU＝W. 2．理解 (1)ΔU＝W的适用条件是绝热过程． (2)在绝热过程中：外界对系统做功，系统的内能增加；系统对外做功，系统的内能减少． 知识点03、热与内能的改变 1．传热 (1)条件：物体的温度不同． (2)传热：热从高温物体传到了低温物体． 2．热和内能 (1)热量：在单纯的传热过程中系统内能变化的量度． (2)热与内能的改变 当系统从状态1经过单纯的传热达到状态2时，内能的变化量ΔU＝U2－U1等于外界向系统传递的热量Q，即ΔU＝Q. (3)传热与做功在改变系统内能上的异同． ①做功和传热都能引起系统内能的改变． ②做功时，内能与其他形式的能发生转化；传热只是不同物体(或一个物体的不同部分)之间内能的转移． 技巧归纳：改变内能的两种方式的比较 比较项目 做功 热传递 内能变化 外界对物体做功，物体的内能增加；物体对外界做功，物体的内能减少 物体吸收热量，内能增加；物体放出热量，内能减少 物理实质 其他形式的能与内能之间的转化 不同物体间或同一物体不同部分之间内能的转移 相互联系 做一定量的功和传递相同量的热量在改变内能的效果上是相同的 【题型归纳】 题型一：热量、功和内能的概念和理解 1．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 2．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 3．关于内能、温度和热量，下列说法正确的是（　　） A．物体的温度升高时，一定吸收热量 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．内能总是从高温物体传递给低温物体，当内能相等时传热停止 题型二：通过做功改变系统的内能 4．如图所示的实验装置中，把浸有乙醚的一小块棉花放在厚玻璃筒内底部，当很快向下压活塞时，由于被压缩的气体骤然变热，温度升高达到乙醚的燃点，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（　　） A．做功可以增加物体的热量 B．做功可以改变物体的内能 C．做功一定会升高物体的温度 D．做功一定可以使物态发生变化 5．把浸有乙醚的一小块棉花放在厚玻璃筒的底部，当快速下压活塞时，由于被压缩的空气骤然变热，温度升高，达到了乙醚的燃点，使浸有乙醚的棉花燃烧起来，此实验的目的是要说明（　　） A．做功可以升高物体的温度 B．做功可以改变物体的内能 C．做功一定可以增加物体的内能 D．做功可以增加物体的热量 6．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．放进冰箱冷冻室的水变成冰块 题型三：通过热传递改变系统的内能 7．做功和热传递都可以改变物体的内能，有下列物理过程： ①汽缸内雾化柴油的压缩点燃    ②太阳灶煮饭    ③擦火柴    ④钻木取火    ⑤进入大气层的人造卫星被烧毁 下列判断正确的是（    ） A．属于热传递的只有①②⑤ B．属于热传递的只有② C．属于做功过程的只有③④ D．属于做功过程的只有③④⑤ 8．如图所示，玻璃瓶A、B中装有质量相等、温度分别为60℃的热水和0℃的冷水，下列说法不正确的是（　　） A．因质量相等，故A瓶中水的内能比B瓶中水的内能大 B．A瓶中水分子间的平均距离比B瓶中水分子间的平均距离小 C．若把A、B两只玻璃瓶并靠在一起，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热传递 D．若把A、B两只玻璃瓶并靠在一起，它们的状态都会发生变化，直到二者温度相同时，两系统便达到了热平衡，达到热平衡的两个系统都处于平衡态 9．孔明灯俗称许愿灯，祈天灯，古代多用于军事通讯，而现代人多用于祈福。在灯底部的支架上绑上一块沾有煤油的粗布，点燃后灯内的热空气膨胀，放手后，整个灯冉冉升空，当底部的煤油烧完后又会自动下降。关于孔明灯，下列说法正确的是（　　）    A．点燃后，孔明灯所受浮力增大从而升空 B．点燃后，灯内气体的温度升高，内能增大 C．点燃后升空过程中，灯内气体分子间的平均撞击力增大 D．点燃后升空过程中，灯内气体的压强不变 题型四：功、热和内能的改变综合问题 10．在研究气体性质时，若分子间距离足够大，可以不计分子大小和分子间相互作用力，我们把它叫做理想气体。对于一定质量的某种理想气体，下列说法正确的是（   ） A．气体温度升高，每一个分子的动能都增大 B．气体温度升高，气体分子的平均动能增大 C．外界对气体做功，气体内能一定增大 D．气体对外界放热，气体内能一定减小 11．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 12．礼花喷射器原理如图。通过扭动气阀可释放压缩气罐内气体产生冲击，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（　　） A．温度保持不变 B．内能减少 C．分子热运动加剧 D．通过热传递方式改变自身的内能 【双基达标】 一、单选题 1．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 2．把浸有乙醚的一小块棉花放在厚玻璃筒内底部，当很快向下压活塞时，使浸有乙醚的棉花燃烧起来，此次做功直接增加的是谁的内能（　　） A．内部气体 B．活塞 C．乙醚 D．棉花 3．下列关于做功和传热的说法中，正确的是（　　） A．做功和传热都能引起系统内能的改变 B．只要外界对物体做功，物体的内能就一定改变 C．传热的条件是物体间存在内能差 D．做功和传热改变物体内能的实质是一样的 4．下列现象中，通过传热的方法来改变物体内能的是（　　） A．打开电灯开关，灯丝的温度升高，内能增加 B．太阳能热水器在阳光照射下，水的温度逐渐升高 C．用磨刀石磨刀时，刀片的温度升高，内能增加 D．打击铁钉，铁钉的温度升高，内能增加 5．下面说法中正确的有（　　） A．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 B．1g100℃水的内能等于1g100℃水蒸气的内能 C．内能少的物体不可以自发地将一部分内能转移给内能多的物体 D．物体温度是其内部分子热运动平均动能的标志 6．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（　　） A．达到热平衡时，钨锅的温度比铁的低 B．热传递的过程中，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 7．如图所示是焦耳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．系统状态的改变只能通过传热来实现 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 8．对于热量、功和内能三个物理量，下列各种说法中正确的是（　　） 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 9．有关热学的说法，正确的是（　　） A．热量一定是从内能大的物体传递到内能小的物体 B．气体温度升高，分子的平均动能一定增大 C．随着科技的进步，物体的温度可以降低到 D．要使气体的分子平均动能增大，外界必须向气体传热 10．关于物体的内能和热量，下列说法正确的是（　　） A．热水的内能比冷水的内能多 B．温度高的物体其热量必定多，内能必定大 C．在热传递过程中，内能大的物体其内能将减小，内能小的物体其内能将增大，直到两物体的内能相等 D．内能相等的两个物体相互接触时，也可能发生热传递 11．将一杯热水倒入容器内的冷水中，冷水温度升高10℃，又向容器内倒入同样一杯热水，冷水温度又升高6℃，若再向容器内倒入同样一杯热水，则冷水温度将再升高（不计热损失）（　　） A．2℃ B．3℃ C．4℃ D．5℃ 二、多选题 12．下列说法正确的是（   ） A．做功和热传递在改变物体内能上是等效的 B．每一个分子都有势能和动能，分子动能与分子势能之和就是分子内能 C．只有热传递才可以改变物体的内能 D．一定质量的理想气体的内能只与温度有关，温度越高，内能越大 13．关于物体的内能，下列说法正确的是（　　） A．物体所有分子的动能与分子势能的总和叫物体的内能 B．一个物体，当它的机械能发生变化时，其内能也一定发生变化 C．一个物体内能的多少，与它的机械能的多少无关 D．摩擦生热使机械能转化为内能 14．下列有关物体的内能、温度、热量的说法中，正确的是（　　） A．只要两物体的质量、温度和体积相等，两物体内能一定相等 B．只要温度升高，每个分子的动能就都增加 C．热量是热传递过程中物体内能变化的量度 D．做功和热传递都能改变物体的内能，两过程的本质不同，但改变物体内能的效果相同 15．关于物体的内能，下列说法正确的是（　　） A．夏天从室内冰箱里取一杯水去晒太阳，过一段时间水的温度升高，这是通过热传递的方式改变物体的内能 B．热传递可以改变物体的内能 C．做功可以改变物体的内能 D．一块0 ℃的冰熔化成0 ℃的水，内能减小 16．夏季，长春市的天气温差比较大，充足气的车胎经过正午阳光的暴晒容易爆胎。若车胎内的气体可视为理想气体，爆胎前车胎内气体体积及质量均不变，爆胎过程时间极短。关于车胎内的气体，下列说法正确的是（　　） A．爆胎前随着气温的升高，车胎内气体压强增大 B．爆胎前随着气温的升高，车胎内气体吸收热量，内能增大 C．爆胎过程中，车胎内气体对外做功，内能减小 D．爆胎过程中，车胎内气体分子平均动能不变 17．如图为焦耳实验装置示意图，用绝热性能良好的材料制作容器，重物下落时带动叶片转动，搅拌容器里的水，引起水温升高，关于这个实验，下列说法正确的是（　　） A．该装置可测定做功和内能变化的关系 B．做功增加了水的热量 C．做功增加了水的内能 D．功和热量是完全等价的，无区别 18．下列有关热现象和内能的说法中正确的是（　　） A．把物体缓慢举高，其机械能增加，内能不变 B．盛有气体的容器做加速运动时，容器中气体的内能必定会随之增大 C．电流通过电阻后电阻发热，它的内能增加是通过“做功”方式实现的 D．分子间引力和斥力相等时，分子势能最小 19．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（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管的 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 20．下列说法中正确的是（    ） A．做功和传热是改变物体内能的两种本质不同的物理过程，做功是其他形式的能和内能之间的转化，传热是物体内能的转移 B．外界对物体做功，物体的内能一定增大 C．物体向外界放热，物体的内能一定增大 D．物体内能发生了改变，可能是做功引起的，也可能是传热引起的，还可能是两者共同引起的 2 学科网（北京）股份有限公司 $$