第三章 第一节 功、热和内能的改变-【创新教程】2025-2026学年高中物理选择性必修第三册五维课堂课时作业word（人教版）

[基础达标练] 1．下列有关焦耳及焦耳实验的说法正确的是(　　) 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．焦耳实验用到的容器可以用普通玻璃杯代替 C．焦耳实验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 解析：D　[焦耳是英国物理学家，A错误；焦耳实验的要求是绝热系统，普通玻璃杯达不到绝热要求，B错误；实验的研究对象是容器及其中的水组成的系统，C错误；要使同一些水及容器升高相同的温度即内能增加相同，必须做功相同，D正确．] 2．物体的内能增加了20 J，下列说法正确的是(　　) A．一定是外界对物体做了20 J的功 B．一定是物体吸收了20 J的热量 C．一定是物体分子的平均动能增加了20 J D．物体分子的平均动能可能不变 解析：D　[做功和传热都可以改变物体内能，物体内能改变20 J，其方式是不确定的，因此A、B错误；物体内能包括所有分子的平均动能和分子势能，由分子数、分子平均动能、分子势能三者决定，故C错误，D正确．] 3．(多选)对于热量、功和内能三者的理解，下列说法正确的是(　　) A．三者单位相同，物理意义相同 B．热量和功是内能的量度 C．热量和功由过程决定，而内能由物体状态决定 D．系统内能增加了100 J，可能是外界采用绝热方式对系统做功100 J，也可能是外界单纯地对系统传热100 J 解析：CD　[热量、功和内能三者尽管单位相同，但物理意义有本质区别，A选项错误；热量和功由过程决定，内能由物体状态决定，热量和功是内能变化的量度，C选项正确，B选项错误；对一个绝热过程有ΔU＝W＝100 J，对一个单纯传热过程有ΔU＝Q＝100 J，D选项正确．] 4.如图所示，绝热容器中间用隔板隔开，左侧装有气体，右侧为真空．现将隔板抽掉，让左侧气体自由膨胀到右侧直至平衡，在此过程中(　　) A．气体对外界做功，温度降低，内能减少 B．气体对外界做功，温度不变，内能不变 C．气体不做功，温度不变，内能不变 D．气体不做功，温度不变，内能减少 解析：C　[气体向真空膨胀，不做功，此为绝热容器，无传热，Q＝0，所以气体内能不变，故C正确．] 5．下列关于内能与热量的说法正确的是(　　) 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．热量总是自发地从温度高的物体流向温度低的物体 解析：D　[选项A是一种很常见的说法，在日常生活中似乎无须计较，但从物理学的角度来看，确有不妥；热量是过程量，不是状态量，不能像内能那样蕴含在物体中，选项A、B错误．两物体之间热量流向只与它们的温度有关，而与它们的内能无关，选项C错误，D正确．] 6．拥有私家车的人越来越多，说明人们生活水平不断提高．某汽车的发动机汽缸内装有汽油与空气的混合气体，如图所示，要使该混合气体达到其燃点，则(　　) A．迅速向外拉活塞 B．迅速向里推活塞 C．缓慢向里推活塞 D．缓慢向外拉活塞 解析：B　[气体被压缩时外界对气体做功使其内能增大，气体膨胀时气体对外做功内能减少．将装有汽油与空气的混合气体的汽缸中的活塞迅速向里推，该汽缸内混合气体来不及与外界发生热交换，可以看作绝热过程，同时外界通过活塞对该气体做功，使该混合气体的内能增加，温度升高，从而达到汽油燃点，故B正确．] 7.如图所示，注射器内密封一部分气体，若针筒和活塞隔热性能良好，则活塞缓慢向外移动的过程中气体(　　) A．对活塞不做功 B．对活塞做负功 C．温度保持不变 D．压强逐渐减小 解析：D　[活塞缓慢向外移动的过程中，气体的体积增大，对外做功，即气体对活塞做正功，故A、B错误；针筒和活塞隔热性能良好，气体与外界无热交换，同时，气体对活塞做正功，W<0，由ΔU＝W，知ΔU<0，气体的内能减小，温度降低，故C错误；由＝C知，气体的体积增大，温度降低时，压强逐渐减小，故D正确．] 8.用酒精灯给试管中的水加热，如图所示，在软木塞被冲出试管口的过程中，下列说法正确的是(　　) A．水蒸气对软木塞做功，水蒸气的内能增大 B．水蒸气的内能转化为软木塞的机械能 C．能量的转化形式与热机压缩冲程能量转化相同 D．软木塞的机械能守恒 解析：B　[水蒸气对软木塞做功，水蒸气内能减小，温度降低，故A错误；软木塞冲出的过程是水蒸气的内能转化为软木塞机械能的过程，故B正确；软木塞冲出的过程是水蒸气的内能转化为软木塞机械能的过程，而热机压缩冲程是将机械能转化为内能，故C错误；此过程中软木塞的动能和势能都增大，因此机械能增大，故D错误．] 9．如图所示，厚壁容器的一端通过胶塞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(　　) A．温度计示数变大，实验表明气体对外界做功，内能减少 B．温度计示数变大，实验表明外界对气体做功，内能增加 C．温度计示数变小，实验表明气体对外界做功，内能减少 D．温度计示数变小，实验表明外界对气体做功，内能增加 解析：C　[胶塞冲出容器口后，气体膨胀，对外做功．由于没来得及发生热交换，由W＝ΔU可知内能减小．内能等于物体内所有分子动能和势能之和，由于体积增大，势能增大，由此可知分子平均动能减小，所以温度降低，即温度计示数变小．] [能力提升练] 10．如图所示，A、B是两个完全相同的球，分别浸没在水和水银的同一深度处，A、B两球用同一种材料制成，当温度稍微升高时，球的体积会明显变大，如果开始水和水银的温度相同，且两液体温度同时缓慢升高到同一值，两球膨胀后，体积相等，则(　　) A．A球吸收的热量较多 B．B球吸收的热量较多 C．两球吸收的热量一样多 D．无法确定 解析：B　[A、B两球升高同样的温度，体积变化又相同，则二者内能的变化量相同，而B球是处在水银中的，B球膨胀时受到的压力大，对外做功多，因此B球吸收的热量较多．] 11．采用绝热(即不交换热量)的方式使一定质量的气体由状态A变化至状态B，对于不同的绝热方式，下面的说法正确的是(　　) A．对气体所做的功不同 B．对气体所做的功相同 C．对气体不需做功，因为与外界没有热量交换 D．可以确定A状态的内能 解析：B　[对于一定质量的气体，不管采用哪一种绝热方式由状态A变化到状态B，都是绝热过程，在这一过程中，气体在状态A有一确定的内能UA，在状态B有另一确定的内能UB，由绝热过程中ΔU＝UB－UA＝W知，W为恒量，所以B选项正确．] 12．(多选)早些年农村的小孩子常用旧圆珠笔芯做一种玩具，如图所示，铁丝的一端缠绕棉花，用水打湿后从一端塞入笔芯内，将笔芯的另一端用力在马铃薯上触一下拔出来，然后用力推铁丝，马铃薯小块高速飞出，能打出十几米远．下列说法正确的是(　　) A．在推铁丝而马铃薯小块未飞出的过程中，笔芯内密封的气体的温度升高 B．在推铁丝而马铃薯小块未飞出的过程中，气体对外做功 C．马铃薯小块高速飞出的动能来自于气体内能 D．马铃薯小块高速飞出时外界对笔芯内气体做功 解析：AC　[在快速推铁丝而马铃薯小块未飞出的过程中，笔芯内密封的气体经历绝热压缩过程，外界对气体做功，笔芯内密封的气体的内能增加，温度升高，故A正确，B错误；封闭气体经历绝热膨胀过程推出马铃薯，故马铃薯小块高速飞出的动能来自于气体内能，气体对外做了功，C正确，D错误．] 13．暖瓶中有0.5 kg 25 ℃的水，一人想用上下摇晃的方法使冷水变为开水，设每摇晃一次水的落差为15 cm，每分钟摇晃30次，不计所有热散失，他约需多长时间才可以把水“摇开”？[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)，g取10 m/s2] 解析：不计所有热散失，即Q＝0；设“摇开”水需t min，水升温Δt，由W＝ΔU，得 30 mg·Δh·t＝c水mΔt， t＝＝ min＝7×103 min， 即“摇开”水需7×103 min，约为5天． 答案：7×103 min(或5天) [创新应用练] 14．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．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：C　[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.] 15．为测算太阳辐射到地面的辐射能，某校科技实验小组的同学把一个横截面积是300 cm2的矮圆筒的内壁涂黑，外壁用保温材料包裹，内装水0.6 kg.让阳光垂直圆筒口照射2 min后，水的温度升高了1摄氏度．由此估算在阳光直射时地面上每平方米每分钟接受的太阳能(水的比热容为4.2×103 J/kg·℃) A．4.2×104 J　　　　 B．4.2×103 J C．4.2×102 J D．4.2 J 解析：A　[圆筒内的水经过2 min照射后，增加的内能为ΔU＝Q＝cmΔt，其中c＝4.2×103 J/(kg·℃) 所以ΔU＝4.2×103×0.6×1 J＝2.5×103 J 每分钟获得的能量为2.5×103 J÷2 min＝1.25×103 J/min 圆筒面积S＝3×10－2 m2＝3×102 cm2 地球每分每平方厘米获得的能量为1.25×103 ÷(3×102) J/(min·cm2 )＝4.2 J/(min·cm2 ) 每分每平方米获得的能量为4.2×104 J/(min·m2 )，A正确．] 学科网（北京）股份有限公司 $