第3章 第1节 功、热和内能的改变-【学霸黑白题】2025-2026学年高中物理选择性必修第三册（人教版 江苏专用）

第三章 热力学定律 第1节功、热和内能的改变 子错题本 白题 基础过关 限时：15min 题型1焦耳的实验 1.*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 ( 。温度计 A.外界对气体做功，气体内能增大 (A 搅拌器 B.外界对气体做功，气体内能减小 C.气体对外界做功，气体内能增大 重物 量热器 重物 内筒 D.气体对外界做功，气体内能减小 绝热壁 题型3热与内能的改变 水 电阻丝 搅拌叶月 4.*下列关于内能与热量的说法中，正确的是 A.热量可由高温物体传给低温物体 ( A.热水的内能比冷水的内能多 B.机械能守恒 B.内能越大的物体热量也越多 C.在各种不同的绝热过程中，系统状态的改 C.热量总是从内能大的物体流向内能小的 变与做功方式无关，仅与做功数量有关 物体 D.在各种不同的绝热过程中，系统状态的 D.热量传递方向与两物体的温度有关 改变不仅与做功方式有关，还与做功数 5.*如图为利用钨锅炼铁的场景.若铁的质量 量有关 大于钨锅的质量，起始时铁的温度比钨锅的 题型2功与内能的改变 温度低，当它们接触在一起时，忽略它们和外 2.*关于功与内能，下列说法正确的是 界交换的能量，下列说法正确的是() ( A.物体的内能增大时，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 6 D.只要外界对物体做功，物体的内能就一定 A.达到热平衡时，钨锅的温度比铁的低 改变 B.热传递的过程中，铁从钨锅吸收热量 3.*如图为某种椅子与其升降部分的结构示 C.达到热平衡时，钨锅内能的增加量小于铁 意图，M、N两简间密闭了一定质量的气体，M 内能的减少量 可沿N的内壁上下滑动，设筒内气体不与外 D.达到热平衡时，由于铁的质量大于钨锅的 界发生热交换，在M向下滑动的过程中 质量，钨锅内能的减少量大于铁内能的增 加量 第三章黑白题41 黑题 应用提优 限时：20min 1.*(2025·北京十一学校三模)在以下事例 加而降低，则该空气团在上升过程中（不计空 中，只是通过热传递的方式来改变物体内能 气团内分子间的势能)》 的是 A.体积减小，温度降低 A.点燃的爆竹在空中爆炸 B.体积减小，温度不变 B.冬天暖气片为房间供暖 C.体积增大，温度降低 C.汽车的车轮与地面相互摩擦发热 D.体积增大，温度升高 D.两小球碰撞后粘合起来，同时温度升高 5.*如图所示，绝热汽缸中间用固定栓将可无 2.*如图所示，在紫铜管内滴入乙醚，盖紧管 摩擦移动的绝热隔板固定，隔板质量不计，左、 右两室分别充有一定量的氢气和氧气（均视为 塞，用手拉住绳子两端迅速往复拉动，管塞会 理想气体)，初始时，两室气体的温度相等，氢 被冲开.管塞被冲开前 气的压强大于氧气的压强，松开固定栓直至系 紫铜管 统重新达到平衡，下列说法正确的是 固定栓绝热汽缸 绝热隔板 A.外界对管内气体做功，气体的内能减少 A.初始时氢分子的平均动能大于氧分子的平 B.管内气体对外界做功，气体内能减少 均动能 C.管内气体的内能不变，压强变大 B.系统重新达到平衡时，氢气的内能比初始 D.管内气体的内能增加，压强变大 时的小 3.*新素材在实验室将一容积比较大的烧瓶 C.系统重新达到平衡时，两者温度相同，等于 放入冰箱冷冻室内，经过几小时后，将烧瓶从 初始值 冰箱内迅速取出，并立即用小气球紧紧地套 D.松开固定栓直至系统重新达到平衡的过程 在烧瓶的瓶口，然后将烧瓶放入装有热水的 中有热量从氧气传递到氢气 烧杯中，如图所示将烧瓶及气球内的气体看 压轴挑战 成是理想气体，则下列说法错误的是( 6.整金属筒内装有与外界温度相同的压缩空 气球 气，打开简的开关，筒内高压空气迅速向外逸 烧杯 出，待筒内、外压强相等时，立即关闭开关，在 一烧瓶 外界保持恒温的条件下，经过一段较长的时 间后，再次打开开关，这时出现的现象是 A.经过一段时间后气球会膨胀起来 B.气球的体积不会发生变化 A.筒内空气流向筒外 C.烧瓶及气球内的气体内能增加 B.筒外空气流向筒内 D.烧瓶及气球内的气体的压强一定变大 C.筒内、外无气体交换 4.*地面附近有一正在上升的空气团，它与外 D.筒内、外有气体交换，处于动态平衡，筒内 界的热交换忽略不计.已知大气压强随高度增 空气质量不变 选择性必修第三册黑白题4231.5℃，当x=0时，该装置所测的温度最低，代入解得 tm≈22.5℃，故该装置所测温度不低于22.5℃，故B正确， C错误：D.其他条件不变，缓慢把吸管拉出来一点，由盖-吕 萨克定律可知，油柱离罐口距离不变，故D错误.故选B. 8.AC解析：AB.由题干可知初始状态时左右气体的压强相 同，假设在升温的过程中P不发生移动，则由等容过程号= 是4=号47，可得左侧气体压强增知最多，则P向右移 动，A正确，B错误；CD.保持T1、T2不变且M、N同时缓慢向 中间移动相同的距离时=G,D品 ,同理93S2 CiT V,V21 、得=若P不移动，则a、4· .CiT c0<c,,故42 C2T2 AVP1P2,则P向右移动，C正确，D错误故选AC 9.B解析：根据题意，设往桶内压入压强为Po、体积为V的空 气后，桶内气体压强增大到P,根据玻意耳定律有PSH+ poV=pSH,泵水器恰能出水满足p=Po+Pg(H+l),联立解 得=PH(H+),故选B. Po 第三章 第1节功、热和内能的改变 白题 基础过关 1.C解析：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，选项D错误，A、B选项不是焦 耳实验的结论.故选C. 2.C解析：A.物体的内能增大时，可能是外界对物体做了功， 不一定吸收热量，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，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，C正确：D.因为热量交换情况未知，外界对 物体做功时，物体的内能不一定改变，D错误.故选C 3.A解析：筒内气体不与外界发生热交换，当气体体积减小 时，外界对气体做功，则气体的内能增大，A正确. 4.D解析：A.质量不确定，无法判断；BCD.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 热量的传递方向与它们的温度有关，与它们的内能无关故 选D. 5.B解析：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，铁从钨锅吸收热量，故B正 选择性必修第三册 10.(1)(L。-4) (2)9.5m·82 Lph 解析：(1)设液柱的横截面积为S,竖直放置时空气柱的压 强p1=Pot+Pgh, 水平放置时空气柱的压强P2=po, 由等温过程可得p4S=p,山，S,解得g=P-L L ph （2由等容过号会代入数系可得g=95 11.(1)2cm(2)8.92×104m3 解析：(1)由题意可知缓慢地将汲液器竖直提出液面过程， 气体发生等温变化，所以有P1(H-x)S1=P2HS1, 又因为P1=P0,P2t+Pgh=P0, 代入数据联立解得x=2cm (2)当外界气体进人后，以所有气体为研究对象有P。V+ m,=n,(s,+s), 又因为·空， 代人数据联立解得V=8.92×10-4m3 热力学定律 确：CD.达到热平衡时，根据能量守恒定律可知钨锅内能的 减少量等于铁内能的增加量，故CD错误故选B. 黑题 应用提优 1.B解析：A.爆竹爆炸是化学能转化为内能和机械能，属于 做功改变内能，故A错误；B.暖气片供暖是将热量从高温物 体传递到低温物体，仅通过热传递改变内能，故B正确； C.车轮摩擦发热是机械能转化为内能，属于做功改变内能， 故C错误；D.小球碰撞粘合升温是机械能转化为内能，属于 做功改变内能，故D错误故选B. 2.D解析：AB.手拉住绳子两端迅速往复拉动，则外界对紫铜 管做功，管内气体的内能增加，管塞被冲开前，管内气体体积 不变，没有对外界做功，故AB错误：CD.管内气体的内能增 加，温度升高，体积不变，则压强变大，故D正确，C错误故 选D. 3.B解析：C.由于热水的温度较高，将烧瓶放进盛有热水的 烧杯里，烧瓶及气球内气体吸收了热水的热量，温度升高，内 能增大，故C正确；ABD.初始时烧瓶及气球内气体的压强等 于大气压，吸收热量后，烧瓶及气球内气体的压强大于大气 压，气球膨胀，故AD正确，B错误本题选错误的，故选B. 4.C解析：空气团与外界的热交换忽略不计，大气压强随高度 增加而逐渐降低，则上升过程中空气团体积逐渐增大，对外界 黑白题18 做功，所以内能逐渐减小，则温度逐渐降低，故选项C正确， 选项ABD错误 5.B解析：A.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，两部分气体温度相同，初始 时两部分气体分子的平均动能相同，故A错误：BCD.因是绝 热汽缸和绝热隔板，因此没有热量传递，松开固定栓，氢气对 氧气做功，内能减少，氧气内能增加，故B正确，CD错误故 选B. 压轴挑战 6.A解析：第一次打开开关，被压缩的空气“迅速”喷出，筒内 空气体积膨胀对外做功，则筒内空气内能减小，即关闭开关 时筒内空气温度必然低于外界温度，而压强等于外界大气 压：“过一段较长的时间”经过热交换，筒内空气的温度升 高，由于体积未变，所以筒内空气压强将增大，即大于大气 压，因此再次打开开关，将会有空气逸出.故选A. 第2节热力学第一定律 白题 基础过关 1.C解析：做功和热传递都能改变内能：物体内能的增量等 于外界对物体做的功和物体吸收热量的和，即△U=Q+W. A.物体放出热量，若外界对物体做的功大于放出的热量，内 能可能增加，故A错误：B.物体对外做功，若同时从外界吸 收的热量大于做功的数值，则内能增加，故B错误；C.物体 吸收热量Q,同时对外做功W,若二者相等，则内能可能不 变；若Q>W,则内能增加；若W>Q,则内能减少，故C正确； D.物体放出热量，Q<0,同时对外做功，W<0,则△U<0,故内 能一定减少，故D错误.故选C. 2.C解析：AB.一气泡从湖底上升到湖面的过程中温度保持 不变，则气体内能不变，故AB错误：CD.根据热力学第一定 律△U=W+Q,则Q=△U-W=0-(-0.6)J=0.6J,即气泡内气 体从外界吸收了0.6J的热量，故C正确，D错误 3.D解析：A.对活塞受力分析，根据平衡条件可知，气体的压 强不变，故A错误；B.根据热力学第一定律△U=W+Q,其中 Q=360J,W=-100J,解得△U=260J,所以，气体的内能增 加260J,故B错误；CD.气体若恢复初始状态，则内能需减 小260J,此过程体积减小，外界对气体做功，根据热力学第 一定律，所以气体放出的热量一定大于260J,故C错误， D正确.故选D. 4.A解析：AC.气柱袋受到快速挤压时，体积减小，外界对气 体做功，又和外界没有热交换，根据热力学第一定律△U= W+Q得知气体的内能增大，故A正确，C错误；B.气体的体 积变小，内能增大，温度升高，根据理想气体的状态方程V C可知，气体的压强必定增大，故B错误：D.气体的温度升 参考答案与解析 高，则分子热运动的平均动能增大，故D错误故选A. 5.D解析：A.气体分子运动剧烈程度仅由温度决定，充气过 程中，储气室内气体质量增大，气体分子数增多，但温度不 变，所以气体分子运动剧烈程度不变，故A错误：B.温度是分 子平均动能的标志，由于温度不变，充气过程中，储气室内气 体分子平均动能不变，故B错误；C.理想气体内能由温度和 质量决定，气体温度不变，充气过程中，储气室内气体质量增 大，气体内能增加，故C错误；D.喷液过程中，气体膨胀，气体 对外做功，即W<0,但气体内能不变，即△U=0,根据热力学 第一定律△U=Q+W,可知Q>0,则气体一定从外界吸收热 量，故D正确.故选D. 6.C解析：A.由B到C等温变化，A到B等压膨胀，体积增 大，温度升高，故A错误；B.由B到C等温变化，有pVc= PBVa,解得pc=3×I03Pa,故B错误；C.由B到C过程等温变 化，内能不变，外界对气体做功，气体会放热，故C正确：D.A 到B过程等压膨胀，温度升高，内能增大，气体对外界做的 功W=p·△V=200J,根据热力学第一定律，气体吸收的热量 大于200J,故D错误.故选C. 7.C解析：AB.不管状态1还是状态2，稳定后，小桶均保持静 止，根据平衡条件可得T=mg,对活塞，根据平衡条件可得 PoS=T+pS,则状态1、2，气体压强均为p=p,-"mg,故AB错 误：CD.由状态1到状态2，外界对气体做功为W=-p·△V= -(,学）小SL,根据热力学第一定律，由状态1到状态2，气 体内能变化为△U=Q+W=Q-(PoS-mg)L,故C正确，D错误. 故选C 8.D解析：A根据理想气体状态方程有货-C,由于A状态压 强与体积乘积小于C状态压强与体积乘积，则A状态温度 小于C状态温度，则从A状态到C状态，气体内能增大，由 于体积增大，气体对外界做功，根据热力学第一定律可知，气 体吸收热量，故A错误：B.由于B状态压强与体积乘积大于 C状态压强与体积乘积，则B状态温度大于C状态温度，可 知，从B状态到C状态，气体分子的平均动能减小，故B错 误；C.p-V图像与横轴所围几何图形的面积表示功，根据图 示可知，B→C过程气体对外做功小于C→D过程外界对气 体做功，故C错误；D.气体在整个过程中内能不变，气体对 外界做功等于ABCD的面积，根据热力学第一定律可知，气 体在整个过程中从外界吸收的总热量数值上等于ABCD的 面积，故D正确.故选D. 9.D解析：A.从α→b气体温度升高，分子的平均动能增大， 故A错误；B.从da气体做等容变化，由查理定律得= 黑白题19