第3章 第1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（人教版）

世物理 空 物 课时 第三章 间 纠错空间 理作业 第一节 [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 方法总结 必须相同 2.物体的内能增加了20J,下列说法正确 的是 ) A.一定是外界对物体做了20J的功 B.一定是物体吸收了20J的热量 C.一定是物体分子的平均动能增加了 20J D.物体分子的平均动能可能不变 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 ·2 选择性必修第三册 热力学定律 功、热和内能的改变 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 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 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 第三章热力学定律 7.如图所示，注射器 气体 内密封一部分气 橡胶塞 体，若针筒和活塞 针筒 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 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 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 灵敏温度计 、胶塞 针 接打气筒 ·20 课时作业乡 A.温度计示数变大，实验表明气体对外 界做功，内能减少 空 B.温度计示数变大，实验表明外界对气 纠错空间 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 [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 方法总结 B)水银 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 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 年中年非年非卡 热量交换 D.可以确定A状态的内能 05 世物理 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 端缠绕棉花，用水打湿后从一端塞 纠错空间 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 棉花 铁丝推杆 马铃薯小块 旧圆珠笔芯 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 方法总结 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 13.暖瓶中有0.5kg25℃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15cm,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 103J/(kg·℃)，g取10m/s2] 44#++44444444444444 ·20 选择性必修第三册 [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() 十搅拌器 电阻丝 搅拌叶片 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 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300cm2的矮圆筒的内壁涂黑， 外壁用保温材料包裹，内装水0.6kg 让阳光垂直圆筒口照射2min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4.2×10 J/kg·℃) () A.4.2×104J B.4.2×103J C.4.2×102J D.4.2J 06·巴物理 4.BC[浸润液体和不浸润液体在细管中都会产生毛细 现象，故A错误：表面张力使液体表面有收缩的趋势， 它的方向跟液面相切，故B正确：在晶体熔化过程中， 吸收的热量全部用来增加晶体的分子势能，故C正 确；对于气体，分子间距远大于平衡距离，分子力忽略 不计，故分子势能为零，所以气体内能是分子热运动 的平均动能，故D错误. 5.AB[由液体的微观结构知A、B正确；有些液体的密 度大于固体的密度，例如汞的密度就大于铁、铜等固 体的密度，故C错误：金属汞在常温下就是液体，故D 错误.] 6.CD[液晶态可以在特定温度范围内或一定的浓度范 围存在；液晶的光学性质随外加电压的变化而变化， 液晶本身不会发光：它对离子的滲透作用与人体的某 些组织相同；在外加电压下，液晶对不同色光的吸收 程度不同，但液晶本身不会发光.故CD正确.] 7.D[肥皂膜未被刺破时，作用在棉线两侧的表面张力 互相平衡，棉线可以有任意形状.当把肥皂膜的a部 分刺破后，在肥皂膜的b部分的表面张力的作用下， 棉线将被绷紧，因液体表面有收缩到面积最小的趋 势，故D正确.] 8.AB[单晶体具有各向异性，有些晶体沿不同方向上 的光学性质不同，故A正确：温度是分子平均动能的 标志，温度越高分子平均动能越大，故B正确；液体中 的扩散现象是由于液体分子的无规则运动形成的，不 是由于对流形成的，故C错误；液体表面层的分子力 分布比液体内部分子的分布要稀疏，故D错误.] 9,BCD[多晶体也具有各向同性，若物体表现为各向 同性，则该物体可能是多晶体，A错误；液晶一方面像 液体具有流动性，另一方面又像晶体，分子在特定方 向排列比较整齐有序，具有各向异性的特点，B正确； 露珠呈球状，是表面张力作用的结果，C正确；有的物 质能够生成种类不同的几种晶体，因为它们的微粒能 够形成不同的空间结构，D正确.] 10.C[由于铁丝刚好离开液面，此时铁丝和液面间生 成一液膜，此液膜的表面张力使铁丝受到向下的作 用力，所以天平左端下降，故C正确.] ·25 选择性必修第三册 11.BCD[布朗运动是悬浮颗粒的无规则运动，反映了 气体或液体分子的无规则运动，雾霾在大气中的漂 移是气体的流动造成的，A错误：单晶体具有各向异 性，制作晶体管、集成电路只能用单晶体，B正确：液 晶具有液体的流动性，又对光显示各向异性，电场可 改变液晶的光学性质，C正确；在动能一定的情况 下，质量越小，速率越大，地球大气中氢含量少，是由 于外层气体中氢分子平均速率大，更容易大于地球 的第一宇宙速度，更易从地球逃逸，D正确.门 12.BCD[液体对固体是否发生浸润现象，是由液体与 固体两者的性质共同决定的，水银不浸润玻璃，但可 能浸润其他固体，故A错误，B正确.在处于完全失 重状态的人造卫星上，如果液体浸润其器壁，液体和 器壁的附着层就会扩张，沿着器壁流散，故必须盖紧 盖子，故C正确.D选项说明了发生浸润和不浸润现 象的微观原理，故D正确.] 13.C[当玻璃板在底部时，由平衡条件得F弹十F浮十 F支=G可知弹力小于重力： 当玻璃板在水中且没有接触杯底时，由平衡条件得 F弹十F浮=G可知弹力小于重力： 当玻璃杯刚好要离开水面时，设玻璃板与水分子之 间的吸引力为F分，F弹=G十F分， 可知弹力大于重力：当玻璃板在空中时，弹力等于重 力.故A、B、D错，C对.] 14.解析：绕地球做匀速圆周运动的空间实验站中，球壳 和其中的水、水银均处于完全失重状态.水浸润玻 璃，附着层有扩大的趋势：水银不浸润玻璃，附着层 有收缩的趋势.水和水银跟气体（空气或其他气体） 接触的表面层都有收缩（使表面积最小）的趋势. 答案：(1)C(2)B 第三章 热力学定律 第一节功、热和内能的改变 1.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.] 8 参考答案 2.D[做功和传热都可以改变物体内能，物体内能改变 20J,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.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正确，B 错误；对一个绝热过程有△U=W=100J,对一个单纯 传热过程有△U=Q=100J,D正确.] 4.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.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，故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，故C错误，D正确.] 6.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.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△U=W,知△U<0,气体的 内能减小，温度降低，故C错误；由=C知，当气体 的体积增大，温度降低时，压强逐渐减小，故D正确，] 8.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.] ·25 课时作业乡 9.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=△U可知内能减少.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.] 10.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.门 11.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△U=UB一UA =W知，W为恒量，所以B正确.] 12.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.解析：不计所有热散失，即Q=0:设“摇开”水需 tmin,水升温△t,由W=△LU,得 30mg·△h·t=c水m△t, 1=品-42070962 30×10×0.15 min=7× 103 min, 即“摇开”水需7×103min,约为5天. 答案：7×103min(或5天) 14.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C正确，其余选项不是焦 耳实验的结论.故选C.] l5.A[圆筒内的水经过2min照射后，增加的内能为 △U=Q=cm△t,其中c=4.2×103J/(kg·℃) 所以△U=4.2×103×0.6×1J=2.5×103J 每分钟获得的能量为2.5×103J÷2min=1.25× 103 J/min 圆筒面积S=3×10-2m2=3×102cm2 地球每分钟每平方厘米获得的能量为1.25×103÷ (3×102)J/(min·cm2)=4.2J/(min·cm2) 每分钟每平方米获得的能量为4.2×10J/(min·m2), A正确.] 9