第3章 1 功、热和内能的改变-【成才之路·练案】2025-2026学年高中物理选择性必修第三册同步新课程学习指导(人教版)

练案[13] 第三章1.功、 基础巩固练 知识点一功与内能的改变 1.下列说明做功改变了系统的内能的是（) A.热水袋取暖 B.用双手摩擦给手取暖 C.把手放在火炉旁取暖 D.用嘴对手呵气给手取暖 2.如图所示，活塞将汽缸分成甲、乙两气室，汽 缸、活塞（连同拉杆）是绝热的，且不漏气，以 E甲、E乙分别表示甲、乙两气室中气体的内能， 则在将拉杆缓慢向外拉的过程中 A.E甲不变，E乙减小B.E甲不变，E乙增大 C.E甲增大，Ez不变D.E甲增大，E乙减小 3.(多选)某汽车后备箱内安装有撑起箱盖的装 置，它主要由汽缸和活塞组成。开箱时，密闭 于汽缸内的压缩气体膨胀，将箱盖顶起，如图 所示。在此过程中，若缸内气体与外界无热量 交换，忽略气体分子间的相互作用，则缸内气 体 () 箱盖 气体 汽缸 活塞 A.对外做正功，分子的平均动能减小 B.对外做正功，内能增大 C.对外做负功，分子的平均动能增大 D.对外做正功，内能减小 知识点二热与内能的改变 4.下列实例中通过传热改变物体内能的是 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 16 热和内能的改变 5.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大 B.温度高的物体的热量必定多，内能必定大 C.在传热过程中，内能大的物体的内能将减 小，内能小的物体的内能将增大，直到两物 体的内能相等 D.热量是传热过程中内能变化的量度 综合提升练 6.（多选)对于热量、功和物体的内能这三个物 理量，下列叙述正确的是 () A.热量、功、内能三者的物理意义相同 B.热量和功都可以作为物体内能的量度 C.系统内能增加了100J,可能是外界采用绝 热方式对系统做功100J,也可能是外界单 纯地对系统传热100J D.热量和功是由过程决定的，而内能是由物 体的状态决定的 7.（多选)如图所示，绝热汽缸中间用固定栓将 可无摩擦移动的导热隔板固定，隔板质量不 计，左右两室分别充有一定量的氢气和氧气 (视为理想气体)。初始时，两室气体的温度 相等，氢气的压强大于氧气的压强，松开固定 栓直至系统重新达到平衡，下列说法正确的是 固定栓 绝热汽缸 氢气 氧气 导热隔板 A.初始时氢气分子的平均动能大于氧气分子 的平均动能 B.系统重新达到平衡时，氢气的内能比初始 时的小 C.松开固定栓直至系统重新达到平衡的过程 中，有热量从氧气传递到氢气 D.松开固定栓直至系统重新达到平衡的过程 中，氧气的内能先增大后减小 8.（2025·徐州高二检测)古代人们发明的点火 器如图所示，用牛角做套筒，木制推杆前端粘 着艾绒，猛推推杆，艾绒即可点燃。对筒内封 闭的气体，在此压缩过程中 A.气体温度升高，压强不变 B.气体温度升高，压强变大 C.气体对外界做正功，气体的内能增加 D.外界对气体做正功，气体的内能减少 9.（多选)(2025·西南昌二中月考)如图所示， 带有活塞的汽缸中封闭着一定质量的气体（不 考虑分子势能)。将一个热敏电阻（电阻值随 温度升高而减小)置于汽缸中，热敏电阻与汽 缸外的欧姆表连接，汽缸和活塞均具有良好的 绝热性能。下列说法正确的是 () 热敏电阻 举 A.若拉动活塞使汽缸内气体体积增大，需施 加一定的拉力，说明气体分子间有引力 B.若推动活塞使汽缸内气体体积减小，则欧 姆表示数将变小 C.若发现欧姆表示数变大，则汽缸内气体内 能一定增大 D.若发现欧姆表示数变大，则汽缸内气体内 能一定减小 10.如图所示的容器中，A、B中各有一个可自由 移动的活塞，活塞下面是水，上面是大气，大 气压恒定，A、B的底部由带阀门K的管道相 连，整个装置与外界绝热。打开阀门前，A中 水面比B中水面高，打开阀门后，A中的水逐 渐向B中流，最后达到同一高度，在这个过程 中 A.大气压力对水做功，水的内能增加 B.水克服大气压力做功，水的内能减少 168 C.大气压力对水不做功，水的内能不变 D.大气压力对水不做功，水的内能增加 1.(2025·河北邯郸市高二期中)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，内能增大 D.热量总是从高温物体传递给低温物体，当 内能相等时传热停止 2.如图所示，一个质量为20kg的绝热汽缸竖 直放置，绝热活塞的质量为5kg,面积为 0.1m,处于静止状态时被封闭气体的高度 为50cm,现在活塞上方加一质量为15kg的 物体，待稳定后，被封闭气体的高度变为 40cm。求在这一过程中气体的内能增加了 多少？(（大气压强po=1.01×10Pa,g取 10m/s2) immmnT止在水面，说明其受到水面的支持力等于重力，表面张力是水 平的，D错误。故选C。 7.A对于露珠，液体表面层分子分布比液体内部稀疏，则分子 引力大于分子斥力，分子间相互作用力表现为引力，即表面层 的分子之间互相吸引，A正确。 练案[13] 基础巩固练 1.B双手通过摩擦做功，使手的内能增加，A、C、D都是通过传 热来改变系统的内能，故B正确。 2.D对甲气室内的气体，在拉杆缓慢向外拉的过程中，活塞左 移，压缩气体，外界对甲气室内的气体做功，其内能增大；对乙 气室内的气体，活塞左移，气体膨胀，气体对外界做功，内能减 小，故D正确。 3.AD气体膨胀，气体对外做正功，又因为气体与外界无热量 交换，可知气体内能减小，B错误，D正确：因忽路气体分子间 的相互作用，没有分子势能，所以分子平均动能减小，A正确， C错误。 4.CA、B、D三项均是通过做功改变物体的内能的，C项是通过 传热的方式来改变物体内能的，故C项正确。 5.D物体的内能由温度、体积及物质的量等决定，不是只由温 度决定，热量是一个过程量，不能说物体含有热量多少，故A、 B错误；在传热过程中，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的内 能继续增大，内能小的物体的内能继续减小，直至二者温度相 等，故C错误：热量是传热过程中内能变化的量度，故D正确。 综合提升练 6.CD热量、功和内能是三个不同的物理量，它们的物理意义 不同，故A错误；功与热量是物体内能变化的量度，不是物体 内能的量度，故B错误：对一个绝热过程△U=W=100J,对 个单纯传热过程△U=Q=100J,故C正确：功和热量由过程 决定，内能由物体的状态决定，故D正确。 7.CD温度是分子平均动能的标志，温度相同，分子的平均动 能相同，与分子质量无关。初始时，两部分气体温度相同，故 分子的平均动能相同，A错误；从松开固定栓至系统重新达到 平衡的过程中，先是氢气对氧气做功，氢气内能减少、温度降 低，氧气内能增加、温度升高，由于存在温度差，故会发生热传 递，最后两者温度相同，氧气内能又减小，整个过程为绝热过 程，汽缸内气体内能不变，等于初始值，所以两种气体的内能 与初始时相同，B错误，C、D正确。 8.B对封闭气体，猛推推杆压缩的过程中，时间极短，传热不 计，故该过程中外界对气体做正功，使其内能增加。因气体的 内能是所有分子动能与分子势能之和，而气体的分子间距很 大，分子力可以忽略，故分子势能不计，所以分子的平均动能 增加，温度升高，再由理想气体状态方程兴=C可知，气体的 压强变大，B正确。 —22 9.BD需要拉力是由于活塞上下存在气压差，不能说明分子间 有引力，故A错误；若推动活塞使汽缸内气体体积减小，则活 塞对气体做正功，由于汽缸绝热，气体内能增大，温度升高，热 敏电阻阻值减小，所以欧姆表示数将变小，故B正确；发现欧 姆表示数变大，则热敏电阻阻值变大，说明气体的温度降低， 则气体内能减小，故C错误，D正确。 10.D打开阀门K稳定后A、B中的水面相平，相当于图中画斜 线部分的水从A移到B。 这部分水的重力势能减少了，即重力对水做了功，同时大气 压力对A中的水做正功，为PoSxhA,对B中的水做负功，为 PoSg,因为两部分水的体积相等，所以大气压力对水做的 总功为零。由于容器绝热，系统与外界之间没有热交换，而 重力对系统做正功，故水的内能增加，D正确。 11.C物体的温度升高时，可能是外界对物体做了功，不一定吸 收热量，选项A错误：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；物体沿斜面匀速下 滑时，有摩擦力做功将机械能转化为物体的内能，则物体的 内能增大，选项C正确；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。 12.1030J由于汽缸及活塞均绝热，故外界对气体所做的功全 部转化为气体的内能， 即△U=W外=(m活塞+m物体)gAh+P,S△h =(5+15)×10×0.1J+1.01×105×0.1×0.1J =1030J。 练案[14] 基础巩固练 1.A水变成同温度的水蒸气，体积膨胀对外界做功，分子间距 增大，分子势能增加，又因为温度不变，所以分子的平均动能 不变，所以水的内能增加，再根据热力学第一定律△U=Q+ W,知Q>0,即从外界吸热，综上可知A正确。 2.A因为该气体从某一状态开始，经过一系列变化后又回到开 始的状态，所以内能没有变化，即△U=0。根据热力学第一定 律可知W1-W2+Q1-Q2=△U=0,即Q1-Q2=W2-W1。故 选A。 3.A由热力学第一定律可得△U=W+Q=500J+(-100J)= 400J,即缸内气体内能增加400J,气体温度升高，故选项A正 确，B、C、D错误。 4.B根据题意，由热力学第一定律可得Q=△U-W=69J-90 J=-21J,即汽缸内的空气向外界散热21J。故选B。 29