第3章 1.功、热和内能的改变-【优学精讲】2025-2026学年高中物理选择性必修第三册教用课件（人教版）

该高中物理课件围绕“功、热和内能的改变”展开，通过点燃火柴、打气筒变热等情境导入，串联焦耳实验、绝热过程、做功与传热的区别，构建从实验现象到概念规律再到应用的学习支架。 其亮点在于以情境问题驱动科学探究，通过对比表格（如热量与内能、温度、功的比较）培养科学思维，结合柴油机点火、车胎爆胎等实例深化能量观念。学生能在辨析中理解概念，教师可借助系统练习提升教学效率。

1.功、热和内能的改变 1.知道做功和传热是改变物体内能的两种方式。 2.理解做功和传热对改变系统内能是等效的。 3.理解掌握内能、功、热量、温度四个物理量的区别与联系。 学习目标 01 知识点一 焦耳的实验 02 知识点二 功与内能的改变 03 知识点三 热与内能的改变 04 素养培优 目 录 05 随堂演练 06 课时作业 01 PART 知识点一 焦耳的实验 目 录 　情境：如图所示，点燃火柴。 问题：（1）点燃火柴时，火柴头温度升高了，这个过程伴随着什么样的能量转化？是如何实现的？ 提示：生物化学能转变为内能。擦火柴时，克服摩擦力做功，人体的生物 化学能转变为火柴头的内能，火柴头内能增加，温度升高，引发一系列化 学反应使火柴燃烧起来。 （2）通过上述事例能得出什么结论？ 提示：做功的过程就是能量转化的过程，功是能量转化的量度。 物理·选择性必修第三册 目 录 1. 绝热过程：系统不从外界 ，也不向外界 的过程。 2. 代表性实验 （1）重物下落时带动叶片转动，搅拌容器中的水，水由于摩擦而温 度 ⁠。 （2）通过电流的 给液体加热。 吸热　 放热　 上升　 热效应　 3. 实验结论：在热力学系统的绝热过程中，外界对系统做的功仅由过程 的 两个状态决定，不依赖于做功的具体过程和方式。 4. 内能：只依赖于热力学系统 的物理量。 始末　 自身状态　 物理·选择性必修第三册 目 录 【易错辨析】 （1）绝热过程就是内能不发生改变的过程。 （　×　） （2）系统内能增加，一定是系统从外界吸收了热量。 （　×　） （3）外界对系统做功，系统内能可能增加。 （　√　） × × √ 物理·选择性必修第三册 目 录 焦耳的两个代表性实验 两个 实验 实验一 实验二 实验 装置 物理·选择性必修第三册 目 录 两个实验 实验一 实验二 做功方式 通过重物下落带动叶片搅水，靠叶片与水摩擦使水温升高，通过机械功实现能量的转化 通过重物下落使发电机发电，电 流通过电阻丝做功使水温升高， 通过电功实现能量的转化 实验条件 容器及其中的水组成的系统与外界绝热 共性 外界对系统做功数值上相同，系统温度上升数值相同，内能改变相同 物理·选择性必修第三册 目 录 【例1】　（焦耳实验）如图是研究内能改变与功之间关系的两个典型实 验，那么从这两个实验中可得出的结论是（　　） A. 能量守恒定律 B. 机械能守恒定律 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：通过这两个实验可得出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。 物理·选择性必修第三册 目 录 02 PART 知识点二 功与内能的改变 目 录 情境：如图所示，给自行车轮胎打气时气筒会变热。 问题：一同学说：其原因是活塞与气筒壁摩擦产生的结果。此说法是否正确？简述理由。 提示：用打气筒给自行车轮胎打气时，一方面由于活塞运动时与筒壁发生 摩擦，将机械能转化为内能，使筒壁升温。另一方面，活塞压缩筒内空气 做功，机械能转化为内能，使筒内的空气内能增大，温度升高，筒壁吸收 热量，通过传热的方式增加筒壁的内能。 物理·选择性必修第三册 目 录 1. 绝热过程中做功和内能改变的关系：在绝热过程中，当系统状态改变 时，系统内能的变化量等于外界对系统做的功，即ΔU＝ ⁠。 2. 在绝热过程中，外界对系统做功，系统的内能 ；系统对外做 功，系统的内能 ⁠。 【易错辨析】 （1）外界对系统做功，系统的内能一定增加。 （　×　） W　 增加　 减少　 （2）系统内能减少，一定是系统对外界做了功。 （　×　） × × 物理·选择性必修第三册 目 录 1. 做功与内能的变化的关系 （1）做功改变物体内能的过程是其他形式的能（如机械能）与内能相互 转化的过程。 （2）在绝热过程中，外界对物体做多少功，就有多少其他形式的能转化 为内能，物体的内能就增加多少；物体对外界做多少功，就有多少内能转 化为其他形式的能，物体的内能就减少多少。用公式表示为ΔU＝U2－U1 ＝W。 物理·选择性必修第三册 目 录 2. 功与内能的区别 （1）功是过程量，内能是状态量。 （2）物体的内能大，并不意味着外界对它做功多。只有在绝热过程中， 内能变化越大时，相应的做功才越多。 物理·选择性必修第三册 目 录 【例2】　（功和内能的改变）（2024·宁波市效实中学高二期中）如图甲 所示，内壁光滑的绝热汽缸内用绝热活塞封闭了一定质量的理想气体，初 始时汽缸开口向上放置，活塞处于静止状态。现将汽缸倒立挂起，稳定后 如图乙所示，该过程中缸内气体（　　） A. 内能增加，外界对气体做正功 B. 内能减小，所有分子热运动速率都减小 C. 温度降低，速率大的分子数占总分子数比例减少 D. 温度升高，速率大的分子数占总分子数比例增加 √ 物理·选择性必修第三册 目 录 解析：将汽缸倒立挂起，气体的压强减小，气体膨胀对外做功，即W＜0， 汽缸、活塞都是绝热的，内能变化量等于外界对系统做的功，即ΔU＝W， 可知内能减小，故A错误；气体内能减小，缸内理想气体的温度降低，分 子热运动的平均速率减小，并不是所有分子热运动的速率都减小，温度降 低，速率大的分子数占总分子数的比例减小，故B、D错误，C正确。 物理·选择性必修第三册 目 录 方法技巧 绝热过程的分析方法 （1）绝热情况下，若外界对系统做正功，系统内能增加，ΔU为正值；若 系统对外界做正功，系统内能减少，ΔU为负值。此过程做功的多少为内能 转化的量度。 （2）内能和其他形式的能一样也是状态量，气体的初、末状态确定了， 初、末状态的内能也相应确定，内能的变化量ΔU确定。功是能量变化的量 度，若ΔU＝W，则该过程是绝热过程。 物理·选择性必修第三册 目 录 1. 下面例子中，通过做功来改变物体内能的是（　　） A. 阳光照射衣服，衣服的温度升高 B. 用打气筒打气，筒壁变热 C. 将高温金属块放在水中，水的温度升高 D. 放进冰箱冷冻室的水变成冰块 解析：阳光照射衣服，衣服的温度升高，是通过传热改变内能，A错误；用打气筒打气，筒壁变热，是通过做功改变内能，B正确；将高温金属块放在水中，水的温度升高，是通过传热改变内能，C错误；放进冰箱冷冻室的水变成冰块，是通过传热改变内能，D错误。 √ 物理·选择性必修第三册 目 录 2. 一定质量的理想气体经历一绝热膨胀过程，设气体分子间的势能可忽 略，则在此过程中（　　） A. 外界对气体做功，气体分子的平均动能增大 B. 外界对气体做功，气体分子的平均动能减小 C. 气体对外界做功，气体分子的平均动能增大 D. 气体对外界做功，气体分子的平均动能减小 解析：绝热膨胀过程是指气体膨胀过程未发生传热，膨胀过程气体体积增大，气体对外界做功，气体内能减少，由于理想气体分子间的势能可忽略，因此气体分子的总动能减小，所以气体分子的平均动能减小，故选项D正确，A、B、C错误。 √ 物理·选择性必修第三册 目 录 03 PART 知识点三 热与内能的改变 目 录 情境：如图所示，将灼热的小铁块放入一盆水中，铁块温度降低，水的温 度升高。 问题：（1）铁块的温度降低，内能减少，水的温度升高，内能增加，这 个过程是通过什么方式来实现的？ 提示：将灼热的小铁块放入一盆水中，铁块的温度降低，内能减少，水的 温度升高，内能增加，这个过程是通过传热来实现的。由此可见，传热可 以改变物体的内能。 物理·选择性必修第三册 目 录 （2）做功是不是改变物体内能的唯一方式？ 提示：做功可以改变物体的内能，但做功并不是改变物体内能的唯一方 式，传热也可以改变物体的内能。 物理·选择性必修第三册 目 录 1. 传热：两个温度不同的物体相互接触时，温度高的物体要降温，温度低 的物体要升温， 从高温物体传到了低温物体。 2. 热与内能 （1）热量：它是在单纯的传热过程中系统 的量度。 热　 （2）表达式：ΔU＝ ⁠。 内能变化　 Q　 3. 做功和传热在改变系统内能上的区别：做功和传热都能引起系统内能的 改变。做功时，内能与其他形式的能发生 ，而传热只是不同物体 （或一个物体的不同部分）之间内能的 ⁠。 转化　 转移　 物理·选择性必修第三册 目 录 【易错辨析】 （1）做功和传热都能改变系统的内能。 （　√　） （2）做功和传热在改变系统的内能上是等效的。 （　√　） √ √ 物理·选择性必修第三册 目 录 1. 传热 （1）定义：热量从高温物体传递到低温物体，或从物体的高温部分传递 到低温部分，叫作传热。 （2）实质：传热实质上传递的是能量，结果是改变了系统的内能。传递 能量的多少用热量来量度。 （3）条件：只要存在温度差，传热过程就会进行，与原来物体内能的多 少无关。 物理·选择性必修第三册 目 录 2. 传递的热量与内能改变的关系 （1）在单纯传热中，系统从外界吸收多少热量，系统的内能就增加多 少，即Q吸＝ΔU。 （2）在单纯传热中，系统向外界放出多少热量，系统的内能就减少多 少，即Q放＝－ΔU。 物理·选择性必修第三册 目 录 【例3】　（热与内能的改变）〔多选〕在外界不做功的情况下，物体的 内能增加了50 J，下列说法正确的是（　　） A. 一定是物体放出了50 J的热量 B. 一定是物体吸收了50 J的热量 C. 一定是物体分子动能增加了50 J D. 物体的分子平均动能可能不变 √ √ 物理·选择性必修第三册 目 录 解析：在外界不做功的情况下，系统内能的改变量等于传递的热量，内能 增加，一定是吸收了相等能量的热量，故A错误，B正确；物体内能包括所 有分子的动能和势能，内能由分子数、分子平均动能、分子势能共同决 定，所以内能增加了50 J并不一定是分子动能增加了50 J，物体分子的平均 动能有可能不变，吸收的50 J热量可能全部用来增加分子势能，故C错误， D正确。 物理·选择性必修第三册 目 录 方法技巧 （1）热量的概念只有在涉及能量的传递时才有意义，因此不能说物体具 有多少热量，只能说物体吸收或放出了多少热量。 （2）在系统与外界只发生传热时，系统吸收多少热量，系统内能就增加 多少；系统放出多少热量，系统内能就减少多少。 物理·选择性必修第三册 目 录 1. 〔多选〕下列关于传热的说法正确的是（　　） A. 热量是从含热量较多的物体传到含热量较少的物体 B. 热量是从温度较高的物体传到温度较低的物体 C. 热量是从内能较大的物体传到内能较小的物体 D. 热量是热传递过程中物体内能变化的量度 解析：热量不是状态量，不能说含有或者具有多少热量，A错误；在传热的过程中热量总是由温度高的物体传到温度低的物体，B正确，C错误；热量是传热过程中物体内能变化的量度，D正确。 √ √ 物理·选择性必修第三册 目 录 2. 如图所示，太阳能热水器是一种能够将太阳的光能转化为内能的装置。 这种装置可以使装置内的水温度升高，这种改变水的内能的方式是（　　） A. 做功 B. 传热 C. 既有做功也有传热 D. 电流的热效应 解析：太阳能热水器是通过吸收太阳能，通过传热的方式将水加热，故选B。 √ 物理·选择性必修第三册 目 录 04 PART 素养培优 目 录 热量和内能、热量和温度、热量和功——几组热学概念的比较 一、热量和内能 比较 热量（Q） 内能（U） 定义 传热过程中转移的能量。 物体内所有分子动能和势能的 总和 性质 过程量（与过程相关） 状态量（与状态相关） 单位 焦耳（J） 焦耳（J） 关系 热量传递会导致内能变化（ΔU＝ Q±W） 内能变化可通过热量传递或做 功实现 误区 不能说“物体含有热量” 可以说“物体具有内能” 物理·选择性必修第三册 目 录 【典例1】　一个物体吸收 200 J 热量，该过程外界对系统不做功，系统对 外界也不做功，系统的内能是增加还是减少？变化量是多少？ 答案：内能增加；增加200 J。 解析：因该过程无做功情况，物体吸收200 J的热量，内能增加，ΔU＝Q＝ 200 J。 物理·选择性必修第三册 目 录 二、热量和温度 比较 热量（Q） 温度（T） 定义 能量转移的量度 分子热运动剧烈程度的标志（平均 动能） 单位 焦耳（J） 开尔文（K）或摄氏度（℃） 关系 热量传递可能导致温度变化，但非必然 温度差是热量传递的条件 误区 “高温物体热量多”错误，热量是过程量 “温度高内能一定大”错误（需考 虑质量） 物理·选择性必修第三册 目 录 【典例2】　将0 ℃的冰融化为0 ℃的水，温度未变，但需吸收热量，这说 明了什么？ 答案：见解析。 解析：温度不变时，物体仍可通过吸收热量改变内能。 物理·选择性必修第三册 目 录 三、热量和功 比较 热量（Q） 功（W） 定义 因温度差传递的能量 其他形式能（机械能、电能等）与内能间 转化的方式和量度 性质 过程量 过程量 单位 焦耳（J） 焦耳（J） 符号规则 系统吸热：Q＞0；放热：Q＜0 系统对外做功：W＜0；外界对系统做功： W＞0 共同点 均为能量转移方式，单位均为焦耳（J） 物理·选择性必修第三册 目 录 【典例3】　某气体被压缩，外界对气体做功 100 J，气体放出热量 30 J， 求内能变化。　 答案：内能增加70 J。 解析：外界对气体做功，使物体内能增加，气体放出热量，使物体内能减 少，则ΔU＝（－30 J）＋（＋100 J）＝70 J，即内能增加70 J。 物理·选择性必修第三册 目 录 05 PART 随堂演练 目 录 1. （传热）关于传热，下列说法正确的是（　　） A. 传热是高温物体的温度传给低温物体 B. 不接触的物体之间不会发生传热 C. 比热容相同的物体之间不会发生传热 D. 温度相同的物体之间不会发生传热 解析：传热的实质是内能从高温物体转移到低温物体，传递的不是温度，A错误；不接触的物体之间可以通过热辐射的方式进行传热，B错误；热量总是从温度高的物体传递给温度低的物体，和物体的比热容没有关系，C错误；热传递的条件是两物体的温度不同，温度相同的物体之间不存在温度差，不会发生传热，D正确。 √ 物理·选择性必修第三册 目 录 2. （功与内能的改变）下列实例说明做功改变系统内能的是（　　） 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 解析：　选项B中双手摩擦做功，使手的内能增加，感到暖和， A、C、 D都是通过传热来改变系统的内能，选项B正确，A、C、D错误。 √ 物理·选择性必修第三册 目 录 3. （功与内能的改变）金属制成的汽缸中装有柴油和空气的混合物，有可 能使柴油达到燃点的过程是（　　） A. 迅速向里推活塞 B. 迅速向外拉活塞 C. 缓慢向里推活塞 D. 缓慢向外拉活塞 解析：改变物体内能的方式之一是对物体做功，而缓慢对活塞做功，则混合物的温度升高后很快就又向外放热，不可能达到燃点，只有迅速向里推活塞，则可以压缩气体能使气体温度升高，从而达到燃点，实际上柴油机就是用这个原理实现点火的。故B、C、D错误，A正确。 √ 物理·选择性必修第三册 目 录 4. （功、热与内能的改变）关于物体的内能，下列说法正确的是（　　） A. 温度高的物体一定比温度低的物体内能大 B. 内能与物体的温度有关，所以0 ℃的物体内能为零 C. 物体的温度升高，则组成物体的每个分子的动能都增大 D. 做功和传热都能改变物体的内能 解析：内能的大小与温度有关，但也与物体含有分子个数的多少有关，故A错误；0 ℃的物体内分子仍做无规则的热运动，内能不为零，B错误；物体的温度升高，分子的平均动能增大，并不意味着每个分子的动能均增大，C错误；做功和传热是改变物体内能的两种方式，故D正确。 √ 物理·选择性必修第三册 目 录 5. （功、热与内能的改变）〔多选〕下述关于物体内能的说法正确的是 （　　） A. 物体的内能仅与温度有关 B. 任何物体都具有内能 C. 做功不可以改变物体的内能 D. 传热可以改变物体的内能 解析：内能与物体的温度、质量、状态等有关，故A错误；任何物体都具有内能，B正确；做功和传热都可以改变物体的内能，故C错误，D正确。 √ √ 物理·选择性必修第三册 目 录 课堂小结 物理·选择性必修第三册 目 录 06 PART 课时作业 目 录 知识点一　焦耳的实验 1. 〔多选〕如图为焦耳实验装置图，用绝热性能良好的材料将容器包好， 重物下落带动叶片搅拌容器里的水，引起水温升高，关于这个实验，下列 说法正确的是（　　） A. 这个装置可测定热量与做功的关系 B. 做功增加了水的热量 C. 做功增加了水的内能 D. 功和热量是完全等价的，无区别 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 √ √ 物理·选择性必修第三册 目 录 解析：该实验可测定做功和热量的关系，A正确；该实验是绝热过程，没有传热，内能的改变是由于做功引起的，C正确；做功表示能量的转化，而热量表示传热中内能的转移，二者有区别，B、D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 物理·选择性必修第三册 目 录 知识点二　功与内能的改变 2. 〔多选〕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. 古代人们钻木取火 D. 汽车的车轮与地面相互摩擦发热 √ √ √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 物理·选择性必修第三册 目 录 解析：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；冬天暖气为房间供暖，是通过传热的方式来改变物体的内能，故B错误；钻木取火是通过摩擦力做功，改变内能，故C正确；车轮与地面摩擦生热，是机械能转化为内能，属于做功改变物体的内能，故D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 物理·选择性必修第三册 目 录 3. 如图所示，一定质量的理想气体密封在绝热（即与外界不发生热交换） 容器中，容器内装有一可以活动的绝热活塞。今对活塞施以一竖直向下的 压力F，使活塞缓慢向下移动一段距离后，气体的体积减小。若忽略活塞 与容器壁间的摩擦，则被密封的气体（　　） A. 温度升高，压强增大，内能减少 B. 温度降低，压强增大，内能减少 C. 温度升高，压强增大，内能增加 D. 温度降低，压强减小，内能增加 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 物理·选择性必修第三册 目 录 解析：　由容器及活塞绝热，知Q＝0，压力F通过活塞对容器内的理想 气体做正功，理想气体内能增大，温度升高，再根据＝C，知体积V减 小，压强p增大，故C正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 物理·选择性必修第三册 目 录 4. 地面附近有一正在上升的空气团，它与外界的热交换忽略不计。已知大 气压强随高度的增加而降低，则该空气团在上升过程中（不计空气团内分 子间的势能）（　　） A. 体积减小，温度降低 B. 体积减小，温度不变 C. 体积增大，温度降低 D. 体积减小，温度升高 解析：空气团上升过程中由于空气团外部的压强减小，则空气团体积膨胀，气体对外做功，气体与外界无热交换，根据ΔU＝W可知，空气团的内能减小，由于理想气体内能只与温度有关，因此空气团温度降低，C正确。 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 物理·选择性必修第三册 目 录 5. 如图所示，在大口的玻璃瓶内装一些水，水的上方有水蒸气。然后用一 与打气筒相连的活塞密闭瓶口，并给瓶内打气，当打到某一状态时，瓶塞 会跳起来。当瓶塞跳起时，我们会看到瓶内出现了“白雾”。对于“白 雾”的形成，下列说法正确的是（　　） A. 这些“白雾”是当瓶塞跳起后外界的水蒸气在瓶口遇冷 形成的小水珠 B. 这是打气筒向瓶内打进去的水蒸气 C. 这是瓶内的水向外膨胀形成的水雾 D. 瓶内空气推动瓶塞做功，空气的内能减小，温度降低， 使水蒸气液化形成小水滴 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 物理·选择性必修第三册 目 录 解析：　当用打气筒向瓶内打气时，外界对系统做功，使系统的内能增 加，温度升高，压强增大，使瓶塞从瓶口中喷出。形成“白雾”的原因 是，在瓶塞突然跳起时，气体绝热膨胀对外做功，内能减少，温度降低， 瓶内的水蒸气有一部分被液化成小水滴，故选项D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 物理·选择性必修第三册 目 录 知识点三　热与内能的改变 6. 关于传热，下列说法正确的是（　　） A. 传热的实质是温度的传递 B. 物体间存在温度差，才能发生传热 C. 传热可以在任何情况下进行 D. 物体内能发生改变，一定是吸收或放出了热量 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 物理·选择性必修第三册 目 录 解析：　传热的实质是物体间能量的转移，故A错误；传热的条件是物体 间存在温度差，高温物体放出热量，低温物体吸收热量，若两物体温度相 同，它们之间便不会发生传热，故B正确，C错误；物体吸收或放出热量， 内能会发生变化，但内能变化不一定是传热引起的，也可能是做功引起 的，故D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 物理·选择性必修第三册 目 录 7. （2024·浙江高二统考周测）关于内能和热量，下列说法正确的是 （　　） A. 一定质量的理想气体吸收热量，温度一定升高 B. 一定质量的理想气体，在体积不变时，吸收的热量等于内能的增加量 C. 物体运动得越快，物体的内能越大 D. 温度越高的物体，所含的热量越多 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 物理·选择性必修第三册 目 录 解析：理想气体吸收了热量，内能不一定增加，所以温度不一定升高，A错误；体积不变时，外界对气体不做功，ΔU＝Q，故B正确；物体运动得越快，物体的动能就越大，内能的大小与物体的运动快慢没有关系，故C错误；热量是传热过程中传递能量的多少，不能用含有多少热量表示，故D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 物理·选择性必修第三册 目 录 8. 下列说法正确的是（　　） A. 理想气体等温膨胀时，分子平均动能不变，势能增加，因此内能增加 B. 在传热过程中，内能大的物体其内能将减小，内能小的物体其内能将增 大，直到两物体的内能相等 C. 热量是做功过程中物体内能变化的量度 D. 做功和传热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 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 物理·选择性必修第三册 目 录 解析：　理想气体等温膨胀时，分子平均动能不变，分子势能为0，因此 内能不变，故A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内能继续增大， 内能小的物体内能继续减小，故B错误；热量是在单纯的传热过程中物体 内能变化的量度，C错误；做功和传热都能改变物体的内能，做功是能量 转化的过程，传热是能量转移的过程，两过程的本质不同，但改变物体内 能的效果相同，D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 物理·选择性必修第三册 目 录 9. 金属筒内装有与外界温度相同的压缩空气，打开筒的开关，筒内高压空 气迅速向外逸出，待筒内外压强相等时，立即关闭开关。在外界保持恒温 的条件下，经过一段较长时间后，再次打开开关，这时出现的现象是 （　　） A. 筒外空气流向筒内 B. 筒内空气流向筒外 C. 筒内外有空气变换，处于动态平衡，筒内空气质量不变 D. 筒内外无空气变换 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 物理·选择性必修第三册 目 录 解析：　当高压空气急剧外逸时，筒内气体没有时间充分与外界发生热 交换，可近似看成绝热膨胀过程。筒内气体对外做功，内能减小，所以关 闭开关时，筒内气体温度比外界低，再经过较长时间后，筒内外气体温度 相同。对筒内剩余气体分析，容积不变温度升高压强要变大，大于外界气 压，所以再次打开开关时，筒内气体要流向筒外，故B正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 物理·选择性必修第三册 目 录 10. 〔多选〕如图所示，一绝热容器被隔板K隔开成a、b两部分。已知a内 有一定质量的稀薄气体，b内为真空。抽开隔板K后，a内气体进入b，最终 达到平衡状态，不计分子势能。在此过程中下列说法正确的是（　　） A. 气体对外界做功，内能减少 B. 气体不做功，内能不变 C. 气体压强变小，温度不变 D. 单位时间内撞击容器壁的分子数减少 √ √ √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 物理·选择性必修第三册 目 录 解析：稀薄气体向b部分扩散没有对外界做功，W＝0，故选项A错误；绝热容器内的稀薄气体与外界不发生传热也没做功，所以气体内能不变，故选项B正确；气体的内能不变，则温度不变，气体体积增大，压强减小，故选项C正确；温度不变，分子的平均动能不变，压强减小，说明单位时间内和容器壁碰撞的分子数目减少，故选项D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 物理·选择性必修第三册 目 录 11. 〔多选〕如图所示，带有活塞的汽缸中密封着一定质量的理想气体 （不考虑气体分子势能），汽缸和活塞均具有良好的绝热性能。将一个热 敏电阻（随温度升高，电阻变小）置于汽缸中，热敏电阻与汽缸外的欧姆 表连接，汽缸固定不动，缸内活塞可自由移动且不漏气，活塞下挂一沙 桶，沙桶装满沙子时活塞恰好静止。现将沙桶底部钻一小洞，细沙缓缓漏 出。则下列说法正确的是（　　） A. 外界对气体做功，气体的内能增大 B. 气体对外界做功，气体的内能减小 C. 气体的压强增大，体积减小 D. 欧姆表的偏转角逐渐增大 √ √ √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 物理·选择性必修第三册 目 录 解析：在细沙缓慢漏出的过程中，对活塞，有pS＋mg＝p0S，m逐渐减小，沙桶对活塞向下的拉力逐渐减小，活塞在大气压的作用下向上运动，外界对气体做功，气体的内能增大，温度升高，体积减小，压强增大，由于热敏电阻的阻值随温度的升高而减小，则欧姆表示数减小，偏转角逐渐增大，故A、C、D正确，B错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 物理·选择性必修第三册 目 录 12. 如图所示，一个质量为20 kg的绝热汽缸竖直放置，绝热活塞的质量为 5 kg，面积为0.1 m2，处于静止状态时被封闭气体的高度为50 cm，现在活 塞上方加一质量为15 kg的物体，待稳定后，被封闭气体的高度变为40 cm。则在这一过程中气体的内能增加了多少？（p0＝1.01×105 Pa，g取10 m/s2） 答案：1 030 J 解析：汽缸及活塞均绝热，外界对气体所做的功全部转化为气体的内能，即 ΔU＝W外＝（m活塞＋m物体）gΔh＋p0SΔh 代入数据，解得ΔU＝1 030 J。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 物理·选择性必修第三册 目 录 13. 〔多选〕夏季，充足气的车胎经过正午阳光的暴晒容易爆胎。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。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，内能增大 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，车胎内气体分子平均动能不变 √ √ √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 物理·选择性必修第三册 目 录 解析：爆胎前车胎内气体体积不变，温度升高，压强增大，内能增大，车胎内气体吸收热量，故A、B正确；爆胎过程时间极短，车胎内气体来不及与外界热交换，其体积膨胀对外做功，则车胎内气体内能减小，温度降低，车胎内气体分子平均动能减小，故C正确，D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 物理·选择性必修第三册 目 录 $