1. 功、热和内能的改变（培优考点练）物理人教版选择性必修第三册

函学科网·上好课 www zxxk.com 上好每一堂课 5.液体 1 2 3 5 6 7 8 9 10 B D O C D C A 日 BC AC 11 12 AD BD 13.不做功 放热 T'4 T 6 14.()1.5, (2)3.75p'o 150A-A 2L=L,p=号 is 16.(1)5 (2)30J 1/1 1.功、热和内能的改变 目录 题型分组练 1 题型01 功、热和内能的改变 1 创新拓展练 5 新题速递 7 题型分组练 题型01 功、热和内能的改变 1．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 【答案】B 【详解】A．水蒸气对软木塞做功，水蒸气内能减小，温度降低，故A错误； B．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； C．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； D．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。 故选B。 2．物体的内能增加了，下列说法正确的是（　　） A．一定是外界对物体做了的功 B．一定是物体吸收了的热量 C．一定是物体分子的平均动能增加了 D．物体分子的平均动能可能不变 【答案】D 【详解】AB．做功和热传递都可以改变物体内能，物体的内能增加了，其方式是不确定的，故AB错误； CD．物体内能是所有分子的动能与分子势能的总和，物体的内能增加了，不一定是分子平均动能增加了，可能分子平均动能不变，仅势能增加，故C错误，D正确。 故选D。 3．（2026·重庆·一模）关于香槟瓶被打开的瞬间瓶口附近突然出现一团“白雾”的现象，下列说法正确的是（   ） A．这是瓶内香槟的扩散现象 B．瓶内气体温度升高，蒸发加剧形成的蒸汽 C．瓶内气体对外做功，内能减小，水蒸气凝结为小水珠 D．瓶内气体对外做功等于从周围环境吸收的热量 【答案】C 【详解】A．“白雾”是水蒸气凝结形成的小液滴，为液化现象，并非分子扩散现象（扩散指物质自发从高浓度向低浓度迁移），故A错误； B．瓶内气体在膨胀过程中对外做功，温度降低，而非升高，故蒸发加剧的说法不符合事实，故B错误； C．瓶内高压气体迅速膨胀对外做功，内能减小，温度降低，导致瓶口附近水蒸气凝结成小水珠，形成“白雾”，故C正确； D．此过程为快速膨胀，近似绝热（Q ≈ 0），根据热力学第一定律ΔU = Q－W，内能减小（ΔU < 0），对外做功（W > 0），故W ≠ Q，故D错误。 故选C。 4．如图所示是古人锻造铁器的过程，关于改变物体内能的方式，下列说法正确的是（　　） A．加热和锻打属于传热，淬火属于做功 B．加热属于传热，锻打和淬火属于做功 C．加热和淬火属于传热，锻打属于做功 D．加热和淬火属于做功，锻打属于传热 【答案】C 【详解】用铁锤锻打铁器，铁器会发热，属于做功改变物体内能；用火对铁器加热，铁器从火中吸收热量，把铁器放在水中淬火，铁器向水中放热，所以加热和淬火属于传热改变物体内能。 故选C。 5．下列说法正确的是（　　） A．由图甲可知，状态①的温度比状态②的温度低 B．由图乙可知，气体由状态A变化到B的过程中，气体分子平均动能一直不变 C．由图丙可知，当分子间的距离时，分子间的作用力随分子间距离的增大先减小后增大 D．由图丁可知，在r由r1变到r2的过程中分子力做正功 【答案】D 【详解】A．由分子热运动的速率的分布特点可知，分子热运动的速率分布呈现“中间多两头少”的规律，且随温度的升高，大部分的分子热运动速率增大，故由图可知状态①的温度高，故A错误； B．由理想气体状态方程结合图乙可知，气体在状态A和状态B时，气体的温度相同，结合气体的等温线可知，该过程气体的温度先升高，后降低，故气体分子平均动能先增大后减小，故B错误； C．由分子力随分子间距的变化关系图象可知，当分子间的距离时，随分子间距离的增大，分子间的作用力先增大后减小，故C错误； D．由图丁可知，在分子间距为时，分子间距离为平衡位置的距离。在r由变到的过程中，分子力为斥力，随分子间距的增大，分子力做正功，故D正确。 故选D。 6．（2025·北京·高中学业水平适应性评估）蓄热砖式电暖器工作时先通电加热内部蓄热砖，蓄热砖达到设定高温后断电，在不通电情况下蓄热砖仍能长时间对外放热。则蓄热砖式电暖器（　　） A．通电加热过程电暖器将内能转化为电能 B．蓄热砖不通电对外放热过程其内能保持不变 C．蓄热砖放热时通过热传递改变周围物体的内能 D．减少蓄热砖质量，使其升高相同温度时所需热量会更多 【答案】C 【详解】A．通电加热过程电暖器将电能转化为内能，故A错误； B．蓄热砖不通电对外放热过程其内能减小，故B错误； C．蓄热砖放热时通过热传递改变周围物体的内能，使周围物体的内能增加，故C正确； D．减少蓄热砖质量，使其升高相同温度时所需热量会更少，故D错误。 故选C。 7．关于物体的内能，下列说法正确的是（　　） A．热水的内能不一定比冷水的大 B．当温度等于0℃时，分子动能为零 C．绝热密闭容器突然减速停止，容器里的气体内能不会发生改变 D．温度相等的水和冰，它们的内能一定相等 【答案】A 【详解】A．内能由温度、质量、体积共同决定，若热水质量远小于冷水，则总内能可能更小，故A正确； B．温度是分子平均动能的标志，0℃时分子动能不为零（绝对零度时分子动能才趋近于零），故B错误； C．绝热容器减速时，气体因惯性碰撞容器壁，机械能转化为内能（做功改变内能），内能增加，故C错误； D．水和冰的分子势能不同，且内能还与质量有关，温度相同但内能不一定相等，故D错误。 故选A。 8．（24-25高二下·徐州二中·期中）下列对于内能的实例的判断，正确的是（　　） A．0℃的冰块熔化成0℃的水，内能不变 B．手机连续使用较长时间后发烫，内能增大 C．被举高的杠铃由于高度增大，内能也增大 D．自由下落的小球速度越来越大，内能随之增大 【答案】B 【详解】A．0℃的冰块熔化成0℃的水，温度不变，但吸收热量，内能增大，故A错误； B．手机连续使用较长时间后发烫，温度升高，内能增大，故B正确； CD．内能与物体宏观的机械能无关，故CD错误。 故选B。 创新拓展练 9．某同学做了如下实验：先把空烧瓶放入冰箱冷冻，取出后迅速用一个气球紧套在烧瓶颈上，再将烧瓶放进盛满热水的烧杯里，气球膨胀起来，如图所示，与烧瓶放进热水前相比，放进热水后密闭气体的（　　） A．内能减小 B．分子平均动能增大 C．分子对烧瓶底的平均作用力变大 D．体积是所有气体分子的体积之和 【答案】BC 【详解】A．由于热水的温度较高，将烧瓶放进盛满热水的烧杯里，烧瓶和气球内气体吸收热量，温度升高，内能增大，故A错误； B．由于温度升高，所以分子的平均动能增大，故B正确； C．由于外界压强不变，气球膨胀，内部气体对气球膜的压力增大，内部气体压强增大，分子对烧瓶底的平均作用力增大，故C正确； D．气体分子体积很小，对应的气体体积大于所有分子体积之和，故D错误。 故选BC。 10．将一端封闭的玻璃管迅速插入水银槽中某一深度，玻璃管内气体可看作理想气体，外界大气压和温度均保持不变。下列说法中正确的是（　　） A．插入过程中玻璃管中单位体积中气体分子的个数增加 B．插入过程中玻璃管中每个气体分子热运动的动能都增加 C．插入过程中玻璃管内气体的内能增大 D．插入后的一段时间内气体从外界吸收热量 【答案】AC 【详解】A．将玻璃管迅速插入水银槽的过程中，气体体积减小，外界对玻璃管内的气体做功，而玻璃管来不及放热，所以玻璃管内封闭气体内能增加，气体温度升高，此后一段时间玻璃管内气体向外散热，封闭气体最终与外界大气温度相同，因为封闭气体的体积减小，所以单位体积内气体分子的个数增加，故A正确； BC．插入过程中封闭气体的内能增大，温度升高，封闭气体的内能增大，封闭气体的平均动能增大，但不一定每个气体分子热运动的动能都增大，故B错误，C正确； D．插入结束后的一段时间内封闭气体的温度降低，内能减小，即 同时气体体积略微减小，外界继续对封闭气体做正功，即 根据热力学第一定律 可知封闭气体向外散热，故D错误。 故选AC。 11．下列说法正确的是（   ） A．做功和热传递在改变物体内能上是等效的 B．每一个分子都有势能和动能，分子动能与分子势能之和就是分子内能 C．只有热传递才可以改变物体的内能 D．一定质量的理想气体的内能只与温度有关，温度越高，内能越大 【答案】AD 【详解】A．做功和热传递在改变物体内能上是等效的，故A正确； B．分子势能存在于分子之间，单个的分子不存在分子势能，组成物质的所有分子动能与分子势能之和是物体的内能，故B错误； C．做功与热传递都可以改变物体的内能，故C错误； D．一定质量的理想气体的内能只与温度有关，温度越高，内能越大，故D正确。 故选AD。 12．如图所示，水平面上有一个导热汽缸，用一定质量的活塞密封一定质量的理想气体，不计活塞与气缸的摩擦，当环境温度缓慢升高时，下列说法正确的是（　　） A．气缸内的气体压强增大 B．理想气体对外做功 C．理想气体的内能减小 D．气缸壁上单位面积单位时间撞击的分子数减少 【答案】BD 【详解】A．环境温度缓慢升高且不计活塞与气缸的摩擦，对活塞受力分析可知，气体压强不变，故A错误； B．压强不变，温度升高，体积增加，气体对外做功，故B正确； C．一定质量的理想气体的内能只跟温度有关，温度升高，内能增加，故C错误； D．温度升高，气体分子的平均动能增加，每个分子撞击器壁的平均力增大，而压强不变，根据压强的微观解释可知单位面积单位时间撞击器壁的分子数减少，故D正确。 故选BD。 新题速递 13．一定质量的理想气体，从初始状态经状态、、再回到状态，其体积与温度的关系如图所示。图中、和为已知量，从状态到，外界对气体______（填“做正功”、“做负功”或“不做功”）；从状态到的过程中，气体______（填“吸热”或“放热”）；气体在状态时的体积______。 【答案】 不做功 放热 【详解】[1]从状态A到B，气体体积不变，外界对气体不做功； [2]从B到C的过程中，温度不变，则气体的内能不变，体积减小，外界对气体做正功，根据热力学第一定律可知气体放热； [3]从状态D到A，气体经历的是等压过程，根据 解得 14．（25-26高三上·湖北黄冈·期末）一定质量的理想气体的体积V与热力学温度T的关系如图所示。气体从状态A经过状态B、C，最终回到状态A。其中，的延长线通过原点，线段与V轴平行，线段与T轴平行。已知气体在状态A时的压强为，温度为；在状态B时的体积为；在状态C时的压强为。求： (1)气体在状态C时的体积和状态B时的温度； (2)气体从状态A到状态B过程中气体对外界所做的功。 【答案】(1)， (2) 【详解】（1）由理想气体状态方程，有 在图像中，过程为等压过程，过程为等温过程，过程为等容过程，则， 由波义耳定律有     由盖吕萨克定律有     解得， （2）过程为等压过程且气体体积增大，则气体对外界做功 解得 15．如图所示，一足够长的气缸竖直放置，用横截面积为S的活塞在缸内封闭一定质量的理想气体，初状态时活塞与缸底间的距离为，气缸内气体的压强为。现缓慢往活塞上放沙子，使活塞与缸底间的距离为时，压强为（未知量）。压缩过程中，汽缸内气体的温度恒为，不计气缸与活塞间摩擦。求： (1)压强； (2)在不移走沙子的情况下，加热缸内气体的温度至，活塞与缸底间的距离为多少？加热过程中外界对缸内气体做了多少功？ 【答案】(1) (2)， 【详解】（1）由题知，在压缩过程中气体做等温变化，根据玻意耳定律有 解得 （2）由题知，在不移走沙子的情况下气体做等压变化，根据盖吕萨克定律有 其中， 联立解得 加热过程中外界对缸内气体做功 其中 联立解得 16．如图所示，是某老师制作的简易“喷气枪”，其主体是一个质量为50g，容积为0.5L的饮料瓶，安装在手持式打气筒上，通过打气筒的转换头直接向瓶内充气，打气筒每次能将体积50mL、压强为p0的外界空气压入瓶内，当瓶内气体压强达到1.5p0时，饮料瓶可发射出去。已知大气压强为，整个装置气密性良好，忽略饮料瓶内、外空气温度的变化，气体可视为理想气体。 (1)为了使饮料瓶能够发射，求需要打气的次数。 (2)若饮料瓶发射过程共喷出0.25L气体，平均气压为1.2p0，求饮料瓶发射过程中对喷出的气体做的功。 【答案】(1)5 (2)30J 【详解】（1）设至少需要打气n次，根据玻意耳定律可得 解得 （2）发射过程中气体对饮料瓶做的功为 解得 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 1.功、热和内能的改变 目录 题型分组练 1 题型01 功、热和内能的改变 1 创新拓展练 3 新题速递 4 题型分组练 题型01 功、热和内能的改变 1．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 2．物体的内能增加了，下列说法正确的是（　　） A．一定是外界对物体做了的功 B．一定是物体吸收了的热量 C．一定是物体分子的平均动能增加了 D．物体分子的平均动能可能不变 3．（2026·重庆·一模）关于香槟瓶被打开的瞬间瓶口附近突然出现一团“白雾”的现象，下列说法正确的是（   ） A．这是瓶内香槟的扩散现象 B．瓶内气体温度升高，蒸发加剧形成的蒸汽 C．瓶内气体对外做功，内能减小，水蒸气凝结为小水珠 D．瓶内气体对外做功等于从周围环境吸收的热量 4．如图所示是古人锻造铁器的过程，关于改变物体内能的方式，下列说法正确的是（　　） A．加热和锻打属于传热，淬火属于做功 B．加热属于传热，锻打和淬火属于做功 C．加热和淬火属于传热，锻打属于做功 D．加热和淬火属于做功，锻打属于传热 5．下列说法正确的是（　　） A．由图甲可知，状态①的温度比状态②的温度低 B．由图乙可知，气体由状态A变化到B的过程中，气体分子平均动能一直不变 C．由图丙可知，当分子间的距离时，分子间的作用力随分子间距离的增大先减小后增大 D．由图丁可知，在r由r1变到r2的过程中分子力做正功 6．（2025·北京·高中学业水平适应性评估）蓄热砖式电暖器工作时先通电加热内部蓄热砖，蓄热砖达到设定高温后断电，在不通电情况下蓄热砖仍能长时间对外放热。则蓄热砖式电暖器（　　） A．通电加热过程电暖器将内能转化为电能 B．蓄热砖不通电对外放热过程其内能保持不变 C．蓄热砖放热时通过热传递改变周围物体的内能 D．减少蓄热砖质量，使其升高相同温度时所需热量会更多 7．关于物体的内能，下列说法正确的是（　　） A．热水的内能不一定比冷水的大 B．当温度等于0℃时，分子动能为零 C．绝热密闭容器突然减速停止，容器里的气体内能不会发生改变 D．温度相等的水和冰，它们的内能一定相等 8．（24-25高二下·徐州二中·期中）下列对于内能的实例的判断，正确的是（　　） A．0℃的冰块熔化成0℃的水，内能不变 B．手机连续使用较长时间后发烫，内能增大 C．被举高的杠铃由于高度增大，内能也增大 D．自由下落的小球速度越来越大，内能随之增大 创新拓展练 9．某同学做了如下实验：先把空烧瓶放入冰箱冷冻，取出后迅速用一个气球紧套在烧瓶颈上，再将烧瓶放进盛满热水的烧杯里，气球膨胀起来，如图所示，与烧瓶放进热水前相比，放进热水后密闭气体的（　　） A．内能减小 B．分子平均动能增大 C．分子对烧瓶底的平均作用力变大 D．体积是所有气体分子的体积之和 10．将一端封闭的玻璃管迅速插入水银槽中某一深度，玻璃管内气体可看作理想气体，外界大气压和温度均保持不变。下列说法中正确的是（　　） A．插入过程中玻璃管中单位体积中气体分子的个数增加 B．插入过程中玻璃管中每个气体分子热运动的动能都增加 C．插入过程中玻璃管内气体的内能增大 D．插入后的一段时间内气体从外界吸收热量 11．下列说法正确的是（   ） A．做功和热传递在改变物体内能上是等效的 B．每一个分子都有势能和动能，分子动能与分子势能之和就是分子内能 C．只有热传递才可以改变物体的内能 D．一定质量的理想气体的内能只与温度有关，温度越高，内能越大 12．如图所示，水平面上有一个导热汽缸，用一定质量的活塞密封一定质量的理想气体，不计活塞与气缸的摩擦，当环境温度缓慢升高时，下列说法正确的是（　　） A．气缸内的气体压强增大 B．理想气体对外做功 C．理想气体的内能减小 D．气缸壁上单位面积单位时间撞击的分子数减少 新题速递 13．一定质量的理想气体，从初始状态经状态、、再回到状态，其体积与温度的关系如图所示。图中、和为已知量，从状态到，外界对气体______（填“做正功”、“做负功”或“不做功”）；从状态到的过程中，气体______（填“吸热”或“放热”）；气体在状态时的体积______。 14．（25-26高三上·湖北黄冈·期末）一定质量的理想气体的体积V与热力学温度T的关系如图所示。气体从状态A经过状态B、C，最终回到状态A。其中，的延长线通过原点，线段与V轴平行，线段与T轴平行。已知气体在状态A时的压强为，温度为；在状态B时的体积为；在状态C时的压强为。求： (1)气体在状态C时的体积和状态B时的温度； (2)气体从状态A到状态B过程中气体对外界所做的功。 15．如图所示，一足够长的气缸竖直放置，用横截面积为S的活塞在缸内封闭一定质量的理想气体，初状态时活塞与缸底间的距离为，气缸内气体的压强为。现缓慢往活塞上放沙子，使活塞与缸底间的距离为时，压强为（未知量）。压缩过程中，汽缸内气体的温度恒为，不计气缸与活塞间摩擦。求： (1)压强； (2)在不移走沙子的情况下，加热缸内气体的温度至，活塞与缸底间的距离为多少？加热过程中外界对缸内气体做了多少功？ 16．如图所示，是某老师制作的简易“喷气枪”，其主体是一个质量为50g，容积为0.5L的饮料瓶，安装在手持式打气筒上，通过打气筒的转换头直接向瓶内充气，打气筒每次能将体积50mL、压强为p0的外界空气压入瓶内，当瓶内气体压强达到1.5p0时，饮料瓶可发射出去。已知大气压强为，整个装置气密性良好，忽略饮料瓶内、外空气温度的变化，气体可视为理想气体。 (1)为了使饮料瓶能够发射，求需要打气的次数。 (2)若饮料瓶发射过程共喷出0.25L气体，平均气压为1.2p0，求饮料瓶发射过程中对喷出的气体做的功。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $