3.1功 热和内能的改变（重点练）-高二物理同步课堂（人教版选择性必修第三册）

3.1功 热和内能的改变 精练考点 考点一 功、热和内能的改变 1 考点一 功、热和内能的改变 1．下列说法正确的是（　　） A．“变化的电场产生磁场，变化的磁场产生电场”的理论是由麦克斯韦最先提出的 B．在电磁场理论的基础上，麦克斯韦最先通过实验证实了电磁波的存在 C．焦耳通过大量实验研究得出做功与热传递对改变系统的内能是等效的 D．美国物理学家梅曼率先在实验室制造出了激光 【答案】ACD 【详解】A．麦克斯韦最先提出电磁场理论，包括“变化的电场产生磁场，变化的磁场产生电场”，故A正确； B．在电磁场理论的基础上，赫兹最先通过实验证实了电磁波的存在，故B错误； C．焦耳通过大量实验研究得出做功与热传递对改变系统的内能是等效的，故C正确； D．美国物理学家梅曼率先在实验室制造出了激光，故D正确。 故选ACD。 2．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，灯内外相通，灯内气体的压强与外界相同，但随着高度的升高，外界气体压强会变小，D错误。 故选C。 3．夏季天气温差比较大，充足的车胎经过正午阳光的曝晒易爆胎。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，可看作绝热过程。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，对外做功，内能不变 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，车胎内气体体积增大，压强减小，温度升高 【答案】AC 【详解】AB．爆胎前随着气温的升高，车胎内气体吸收热量，温度升高，内能增大，压强增大；爆胎前气体体积不变，没有对外做功，故A正确、B错误； CD．爆胎过程中，车胎内气体体积增大，气体对外做功，内能减小，同时温度降低，压强减小，故C正确、D错误。 故选AC。 4．关于系统的内能及其变化，下列说法中正确的是（   ） A．系统的温度改变时，其内能必定改变 B．系统对外做功，其内能不一定改变；系统向外传递热量，其内能不一定改变 C．对系统做功，系统内能必定改变；系统向外传出一定热量，其内能必定改变 D．若系统与外界不发生热交换，则系统的内能必定不改变 【答案】B 【详解】A．一定质量的物体，其内能由温度和体积共同决定，物体的温度改变时，其内能不一定改变，故A错误； BC．物体对外做功的同时如果从外界吸收热量或者同时有别的物体还对它做功，那么物体的内能就不一定改变；向物体传递热量的时候，如果物体同时放热或者有别的物体对它做功，那么物体的内能也不一定改变，故C错误、B正确； D．不发生热传递的话，也可以是对外界做功或者外界对物体做功，一样可以改变物体的内能，故D错误。 故选B。 5．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。 6．如图所示，体积相同的玻璃瓶分别装满温度为60℃的热水和0℃的冷水，两瓶水通过__________方式改变内能。已知水的相对分子质量是，若瓶中水的质量为，水的密度为，阿伏加德罗常数，则瓶中水分子个数约为__________个（保留两位有效数字） 【答案】 热传递 【详解】[1]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。 [2]根据题意，由公式可得，瓶中水的体积为 一个水分子的体积为 瓶中水分子个数约为 联立代入数据解得 个 7．关于分子动理论和内能，下列说法中正确的是（　　） A．温度降低时，每个分子动能都会减小 B．花粉颗粒在水中的无规则运动是一种机械运动 C．只有热传递才可改变物体的内能 D．物体的动能和重力势能也是其内能的一部分 【答案】B 【详解】A．温度降低时，分子的平均动能降低，不是每个分子的动能都会减小，故A错误； B．花粉颗粒在水中的无规则运动是由于花粉颗粒受到水分子撞击受力不平衡引起的，是一种机械运动，故B正确； C．改变内能的方式有做功和热传递，故C错误； D．物体的动能和重力势能是物体的机械能，不是内能，故D错误。 故选B。 8．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。 9．关于温度、内能和热量的说法中，正确的是（　　） A．物体吸收热量时内能增加，温度一定升高 B．在汽油机的压缩冲程中，机械能转化为内能 C．用锯条锯木板，锯条从木板吸收了热量，锯条的温度升高 D．人们不敢大口喝热气腾腾的汤，是因为汤含有的热量较多 【答案】B 【详解】A．晶体熔化过程中，吸热内能增加但温度不变，故A错误； B．汽油机在压缩冲程中把机械能转化为内能，使汽油和空气混合物的内能增加，温度升高，故B正确； C．用锯条锯木板，摩擦生热，机械能转化成内能，锯条的温度升高，是通过做功的方式增加了锯条和木板的内能，故C错误； D．热量是过程量，只能说吸收或放出多少热量，不能说含有多少热量，故D错误。 故选B。 10．体积相同的玻璃瓶A、B分别装满温度为60℃的热水和0℃的冷水（如图所示），下列说法正确的是（　　） A．由于温度是分子平均动能的标志，所以A瓶中水分子的平均动能比B瓶中水分子的平均动能大 B．由于温度越高，布朗运动越显著，所以A瓶中水分子的布朗运动比B瓶中水分子的布朗运动更显著 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．由于A、B两瓶水的体积相等，所以A、B两瓶中水分子的平均距离相等 【答案】AC 【详解】A．温度是分子平均动能的标志，A瓶中水的温度高，故A瓶中水分子的平均动能大，故A正确； B．布朗运动是悬浮在液体中固体颗粒的无规则运动，不是水分子的运动，两瓶中不存在布朗运动，故B错误； 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，热量会由A传递到B，这种改变内能的方式叫热传递，故C正确； D．相同体积不同温度时水分子的平均距离不同，故D错误。 故选AC。 11．分子力实际是分子间存在的引力和斥力共同作用体现的结果，如图所示，横轴r表示两分子间的距离，纵轴F表示两分子间引力、斥力的大小，图中ab、cd两条曲线分别表示两分子间引力、斥力的大小随分子间距离的变化关系，e为两曲线的交点。下列说法正确的是（    ） A．当r=r0时，分子势能最大 B．若两分子间的距离增大，则分子间的斥力比引力减小得更快 C．若r=r0，则分子间没有引力和斥力 D．分子间距离从r0开始增大时，分子势能一定增大 【答案】BD 【详解】A．由图可知，r=r0是平衡位置，分子势能最小，故Ａ错误； B．当两分子间的距离增大时，分子间的斥力比引力减小得快，故B正确； C．当r=r0时，分子间引力和分子间斥力大小相等，其合力为零，故C错误； D．当分子间距离从r0开始增大时，分子力表现为引力，分子力做负功，分子势能增大，故D正确。 故选BD。 12．热与内能的改变 （1）传热 ①条件：物体的___________不同。 ②传热：热从___________物体传到了___________物体。 （2）热和内能 ①热量：在单纯的传热过程中系统___________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___________的改变。 ②做功时，内能与其他形式的能发生___________；传热只是不同物体(或一个物体的不同部分)之间内能的___________ 【答案】 温度 高温 低温 内能 内能 转化 转移 【详解】[1]传热的条件是不同物体之间存在温度差。 [2][3]热量会自发的从温度高的物体传到低温物体。 [4]在单纯的传热过程中，外界做功为0，热量即为内能变化的量度。 [5][6][7]做功和传热都能引起系统内能的变化，做功是内能和其他形式的能量发生转变，传热是内能在不同物体之间发生转移。 13．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。 14．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。 15．在以下事例中，通过做功的方式来改变物体内能的是（　　） A．两小球碰撞后粘合起来，同时温度升高 B．冬天暖气为房间供暖 C．点燃的爆竹在空中爆炸 D．汽车的车轮与地面相互摩擦发热 【答案】ACD 【详解】A．改变内能的方式有两种：做功和热传递。做功的实质是能量的转化过程，做功的过程中能量的形式发生改变；热传递是内能的转移，能量的形式不发生变化。两小球碰撞后粘在一起，温度升高，是机械能转化为内能，是利用做功的方式改变物体的内能，故A正确； B．冬天暖气为房间供暖，是通过热传递的方式来改变物体内能的，故B错误； C．点燃的爆竹在空中爆炸，是化学能转化为了内能，能量的形式发生了变化，属做功改变物体的内能，故C正确； D．车轮与地面摩擦生热，是机械能转化为内能，属做功改变物体的内能，故D正确。 故选ACD。 16．下列情况中通过热传递改变物体内能的是（　　） A．在火炉上烧开一壶水 B．柴油机的压缩冲程 C．用锯子锯木头，锯子会发热 D．用砂轮磨刀，刀具会变热 【答案】A 【详解】A．在火炉上烧开一壶水，火的内能传递给水，属于热传递改变物体的内能。故A正确； B．柴油机的压缩冲程，是做功改变汽缸内气体的内能，故B错误； C．锯木头时锯条发烫，摩擦生热，属于做功改变物体内能，故C错误； D．用砂轮磨刀，刀具会变热，属于摩擦生热，将机械能转化为内能，是通过做功的方法使铁丝的内能增加的。故D错误。 故选A。 17．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。 18．下列各事例中是通过热传递改变物体内能的是（   ） A．车床上车刀切削工件后发热 B．用肥皂水淋车刀后车刀降温 C．擦火柴时火柴头温度升高 D．搓搓手就会觉得手发热 【答案】B 【详解】车床上车刀切削工件后发热、擦火柴时火柴头温度升高、搓搓手就会觉得手发热都是通过做功改变内能的，而用肥皂水淋车刀后车刀降温是通过热传递改变物体内能。 故选B。 19．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。 20．两个物体之间发生了热传递，则一定是（　　） A．内能大的物体向内能小的物体传递热量 B．比热容大的物体向比热容小的物体传递热量 C．含热量多的物体向含热量少的物体传递热量 D．一个物体的分子平均动能大于另一个物体的分子平均动能 【答案】D 【详解】两个物体之间发生了热传递，则两个物体间一定有温度差，即一个温度高一个温度低，而温度是物体分子平均动能的标志，故一定是一个物体的分子平均动能大于另一个物体的分子平均动能。 故选D。 第 1 页 共 5 页 学科网（北京）股份有限公司 $ 3.1功 热和内能的改变 精练考点 考点一 功、热和内能的改变 1 考点一 功、热和内能的改变 1．下列说法正确的是（　　） A．“变化的电场产生磁场，变化的磁场产生电场”的理论是由麦克斯韦最先提出的 B．在电磁场理论的基础上，麦克斯韦最先通过实验证实了电磁波的存在 C．焦耳通过大量实验研究得出做功与热传递对改变系统的内能是等效的 D．美国物理学家梅曼率先在实验室制造出了激光 2．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 3．夏季天气温差比较大，充足的车胎经过正午阳光的曝晒易爆胎。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，可看作绝热过程。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，对外做功，内能不变 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，车胎内气体体积增大，压强减小，温度升高 4．关于系统的内能及其变化，下列说法中正确的是（   ） A．系统的温度改变时，其内能必定改变 B．系统对外做功，其内能不一定改变；系统向外传递热量，其内能不一定改变 C．对系统做功，系统内能必定改变；系统向外传出一定热量，其内能必定改变 D．若系统与外界不发生热交换，则系统的内能必定不改变 5．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 6．如图所示，体积相同的玻璃瓶分别装满温度为60℃的热水和0℃的冷水，两瓶水通过__________方式改变内能。已知水的相对分子质量是，若瓶中水的质量为，水的密度为，阿伏加德罗常数，则瓶中水分子个数约为__________个（保留两位有效数字） 7．关于分子动理论和内能，下列说法中正确的是（　　） A．温度降低时，每个分子动能都会减小 B．花粉颗粒在水中的无规则运动是一种机械运动 C．只有热传递才可改变物体的内能 D．物体的动能和重力势能也是其内能的一部分 8．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 9．关于温度、内能和热量的说法中，正确的是（　　） A．物体吸收热量时内能增加，温度一定升高 B．在汽油机的压缩冲程中，机械能转化为内能 C．用锯条锯木板，锯条从木板吸收了热量，锯条的温度升高 D．人们不敢大口喝热气腾腾的汤，是因为汤含有的热量较多 10．体积相同的玻璃瓶A、B分别装满温度为60℃的热水和0℃的冷水（如图所示），下列说法正确的是（　　） A．由于温度是分子平均动能的标志，所以A瓶中水分子的平均动能比B瓶中水分子的平均动能大 B．由于温度越高，布朗运动越显著，所以A瓶中水分子的布朗运动比B瓶中水分子的布朗运动更显著 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．由于A、B两瓶水的体积相等，所以A、B两瓶中水分子的平均距离相等 11．分子力实际是分子间存在的引力和斥力共同作用体现的结果，如图所示，横轴r表示两分子间的距离，纵轴F表示两分子间引力、斥力的大小，图中ab、cd两条曲线分别表示两分子间引力、斥力的大小随分子间距离的变化关系，e为两曲线的交点。下列说法正确的是（    ） A．当r=r0时，分子势能最大 B．若两分子间的距离增大，则分子间的斥力比引力减小得更快 C．若r=r0，则分子间没有引力和斥力 D．分子间距离从r0开始增大时，分子势能一定增大 12．热与内能的改变 （1）传热 ①条件：物体的___________不同。 ②传热：热从___________物体传到了___________物体。 （2）热和内能 ①热量：在单纯的传热过程中系统___________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___________的改变。 ②做功时，内能与其他形式的能发生___________；传热只是不同物体(或一个物体的不同部分)之间内能的___________ 13．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 14．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 15．在以下事例中，通过做功的方式来改变物体内能的是（　　） A．两小球碰撞后粘合起来，同时温度升高 B．冬天暖气为房间供暖 C．点燃的爆竹在空中爆炸 D．汽车的车轮与地面相互摩擦发热 16．下列情况中通过热传递改变物体内能的是（　　） A．在火炉上烧开一壶水 B．柴油机的压缩冲程 C．用锯子锯木头，锯子会发热 D．用砂轮磨刀，刀具会变热 17．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 18．下列各事例中是通过热传递改变物体内能的是（   ） A．车床上车刀切削工件后发热 B．用肥皂水淋车刀后车刀降温 C．擦火柴时火柴头温度升高 D．搓搓手就会觉得手发热 19．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 20．两个物体之间发生了热传递，则一定是（　　） A．内能大的物体向内能小的物体传递热量 B．比热容大的物体向比热容小的物体传递热量 C．含热量多的物体向含热量少的物体传递热量 D．一个物体的分子平均动能大于另一个物体的分子平均动能 第 1 页 共 5 页 学科网（北京）股份有限公司 $