3.1 功、热和内能的改变 分层作业-2025-2026学年高二下学期物理人教版选择性必修第三册

3.1 功、热和内能的改变 分层作业 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ A层 1．在以下事例中，只是通过热传递的方式来改变物体内能的是（　　） A．点燃的爆竹在空中爆炸 B．冬天暖气片为房间供暖 C．汽车的车轮与地面相互摩擦发热 D．两小球碰撞后粘合起来，同时温度升高 2．如图所示的四个实例中，用热传递的方式来改变物体内能的是（　　） A．锯木板时，钢锯条温度升高 B．来回快速拉动皮条，金属管的温度升高 C．酒精灯加热试管中的水，水的温度升高 D．迅速下压活塞，管内气体的温度升高 3．（多选）关于物体的内能，下列说法中正确的是（　　） A．一切物体都具有内能 B．物体的内能增加，温度不一定升高 C．0℃时物体没有内能 D．物体内能增加，一定吸收了热量 4．（多选）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 5．下列事件中，物体的内能怎样改变？（固体和液体的热膨胀很小，可不予考虑） (1)壶里的水被加热而温度升高。 (2)一条烧红的铁棒逐渐冷却下来。 6． 用气筒给自行车轮胎打气时，气筒筒壁的温度会升高。请你对这种现象的原因提出两种解释，并分析哪种原因是主要的。 B层 7．关于内能，有以下四个观点，你认为正确的是（　　） ①热机在做功冲程中内能转化为机械能 ②物体温度越低，内能越小，所以的物体没有内能 ③两物体相互接触时，热量总是从内能大的物体转移到内能小的物体 ④改变物体内能的方法有很多，但本质上只有做功和热传递两种方式 A．①② B．②③ C．①④ D．③④ 8．（多选）PM2.5是指空气中直径等于或小于2.5微米的悬浮颗粒物，其漂浮在空中做无规则运动，很难自然沉降到地面，吸入后会对人体健康造成危害，矿物燃料燃烧的排放是产生PM2.5的主要原因。下列关于PM2.5的说法中正确的是（　　） A．PM2.5的尺寸与空气中氧分子尺寸的数量级相当 B．PM2.5在空气中的运动属于布朗运动 C．温度越低，PM2.5运动越剧烈 D．通过减少煤和石油等燃料的使用能有效降低空气中PM2.5的浓度 9．暖瓶中有0.5kg、25℃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，他约需多长时间可以把水“摇开”？[g取] C层 10．如图是探究电流通过导体时产生热的多少与哪些因素有关的实验装置．两个透明容器中密封着等量的空气，U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化．下列正确的是（    ） A．甲实验是为了研究电流产生的热量与电阻的关系 B．甲实验通电一段时间后，左侧容器内空气吸收的热量更多 C．乙实验是为了研究电流产生的热量与电流的关系 D．乙实验通电一段时间后，右侧U形管中液面的高度差比左侧的小 11．（多选）有关热现象，下列说法中正确的是（   ） A．组成物质的分子之间存在引力和斥力 B．在热传递过程中，吸收热量的物体温度一定同时升高 C．在四冲程内燃机中，做功冲程的作用是将内能转化为机械能 D．温度低于0℃的室外，仍有水蒸气存在 12．举几个实例说明做功可以改变系统的内能，热传递也能改变系统的内能。做功和热传递对改变系统的内能在什么意义下具有等效性？ 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案 题号 1 2 3 4 7 8 10 11 答案 B C AB AD C BD B ACD 1．B 【详解】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．暖气片供暖通过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．C 【详解】A．锯木板时，克服摩擦做功，钢锯条温度升高，属于通过做功改变物体的内能，故A错误； B．来回快速拉动皮条，克服摩擦做功，金属管温度升高，属于通过做功改变物体的内能，故B错误； C．用酒精灯给水加热，水从酒精灯火焰吸收热量，属于通过热传递改变物体的内能，故C正确； D．迅速下压活塞时，活塞压缩筒内气体做功，机械能转化为内能，使筒内气体温度升高，属于通过做功改变物体的内能，故D错误。 故选C。 3．AB 【详解】AC．一切物体都由分子组成，分子间有作用力，分子在做永不停息的无规则运动，所以一切物体的分子都具有分子动能，而物体的内能包括分子动能和分子势能，所以一切物体都具有内能，A正确，C错误； B．物体的内能增加，温度不一定升高，如晶体熔化时吸收热量，内能增加，温度不变，B正确； D．改变物体的内能有两种方式：做功和热传递，物体内能增加，可能是吸收了热量，也可能是外界对物体做了功，D错误。 故选AB。 4．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。 5．(1)增加；(2)减小 【详解】(1)增加。水被加热而温度升高，分子的平均动能增大，体积不变，分子势能不变，所以物体的内能增加。 (2)减小。烧红的铁棒逐渐冷却下来，温度降低，分子的平均动能减小，体积不变，分子势能不变，所以物体的内能减小。 6．见解析 【详解】一种原因是气筒活塞与筒壁的摩擦使温度升高；另一种原因是活塞对筒中的气体做功使温度升高。第二种原因可能是主要的，因为活塞和筒壁之间有润滑油，摩擦并不严重。 7．C 【详解】①热机在做功冲程中，高温高压的燃气推动活塞做功，将内能转化为机械能，故①正确； ②内能是物体内所有分子热运动的动能和分子势能的总和，任何温度的物体都有内能，0℃的物体仍有内能，故②错误； ③热量传递的方向由温度差决定，总是从高温物体传递到低温物体，而非内能大的物体传递到内能小的物体，故③错误； ④改变内能的方式本质只有做功和热传递，其他方法（如摩擦生热）属于做功的范畴，故④正确。 故选C。 8．BD 【详解】A．PM2.5的直径等于或小于2.5微米，而空气中氧分子尺寸的数量级为10-10m，故两者尺寸的数量级不相当，故A错误； B．PM2.5在空气中的运动属于布朗运动，故B正确； C．温度越高，PM2.5运动越剧烈，故C错误； D．通过减少煤和石油等燃料的使用能有效降低空气中PM2.5的浓度，故D正确。 故选BD。 9． 【详解】设“摇开”水需时间t，水升温，由 得 代入数据得 即“摇开”水约需。 10．B 【详解】A、B、装置甲中一个5Ω的电阻与两个5Ω的电阻并联后再串联，根据串联电路的电流特点可知，右端两个电阻的总电流和左端的电阻电流相等，即I右=I左，两个5Ω的电阻并联，根据并联电路的电流特点知I右=I1+I2，两电阻阻值相等，则支路中电流相等，I1=I2，所以右边容器中的通过电阻的电流是左侧通过电流的一半，即是研究电流产生的热量与电流的关系，由Q=I2Rt可知，左边容器中的电阻产生的热量多，温度升得较快；因此通电一段时间后，玻璃管左侧液面高度差更大，故A错误，B正确．C、D、在乙装置中，将容器中的电阻丝串联起来接到电源两端，通过他们的电流I与通电时间t相同，左边容器中的电阻小于右边容器中的电阻，即是探究电流产生的热量与电阻大小的关系；故由Q=I2Rt可知，右边容器中的电阻产生的热量多，温度升得较快，这表明：在相同时间内，电流相同的情况下，电阻越大，电流通过导体时产生的热量越多；故C、D错误．故选B． 【点睛】此题主要考查的是学生对“电流通过导体产生的热量与电阻、电流的关系”实验的理解和掌握，注意控制变量法和转换法的运用是解决该题的关键． 11．ACD 【详解】A．分子与分子之间存在范德华力，范德华力包括引力和斥力，故A项正确； B．物体内能增加，温度不一定上升，比如冰水混合物，受热不会升温，故B项错误； C．往复式活塞内燃机的做功冲程是爆炸气体推动活塞做功，将内能转化为机械能，故C项正确； D．零度以下空气中含水量依旧不为0，依旧有水蒸气存在，故D项正确。 故选ACD。 12．见解析 【详解】做功可以改变物体的内能例子：手掌相互摩擦会发烫 ，钻木取火。 热传递可以改变系统的内能例子：杯子中热水的温度逐渐降低，油在铁锅中被加热。 根据热力学第一定律 式中：W为外界对系统所做的功，Q为系统从外界吸收的热量，从该式可以看出，当外界对物体做的功和系统从外界吸收的热量相等时，两者具有等效性。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $