3.1　功、热和内能的改变 课后练习-2026-2027学年高二下学期物理人教版选择性必修第三册

**基本信息** 高中物理“功、热和内能的改变”新授课作业，分A、B、C三组分层设计，覆盖基础概念到核心素养，知识从单一辨析到综合应用，强化物理观念与科学思维。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |A组|内能改变方式、基本概念辨析|单选为主，直接考查能量观念| |B组|理想气体状态变化、能量守恒综合|多选为主，科学推理能力训练| |C组|实际情境实验分析|联系生活，科学探究与态度培养|

3.1　功、热和内能的改变 A组 必备知识基础练 1.下列属于内能发生转移的过程是(　　) A.摩擦生热 B.电流做功产生电热 C.安培力做功 D.传热 2.如图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 3.焦耳实验装置的简图如图所示。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.重物下落带动叶片转动,由于叶片向水传递热量而使水的温度升高 B.做功增加了水的热量 C.做功增加了水的内能 D.做功和热量是完全等价的,无区别 4.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水的温度升高,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 5.(多选)A、B两物体接触,但没有发生传热,则(　　) A.两物体所含的热量相等 B.两物体内能相等 C.两物体的温度相等 D.两物体的内能不一定相等 6.压力保温瓶的结构简图如图所示,活塞a与液面之间密封了一定质量的气体。假设该气体为理想气体且与外界没有热交换,则向下压a的过程中,瓶内气体(　　) A.内能增大 B.体积增大 C.压强不变 D.温度不变 B组 关键能力提升练 7.礼花喷射器原理如图所示。通过扭动气阀可释放压缩气罐内气体产生冲击,将纸管里填充的礼花彩条喷向高处,营造气氛。在喷出礼花彩条的过程中,罐内气体(　　) A.温度保持不变 B.内能减少 C.分子热运动加剧 D.通过传热方式改变自身的内能 8.(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.物体分子的平均动能可能不变 9.(多选)如图所示,绝热的汽缸与绝热的活塞A、B密封一定质量的理想气体后水平放置在光滑地面上,不计活塞与汽缸壁的摩擦,现用电热丝给汽缸内的气体加热,在加热过程中,下列说法正确的是(　　) A.汽缸仍保持静止 B.活塞A、B均向左移动 C.密封气体的内能一定增加 D.汽缸中单位时间内作用在活塞A和活塞B上的分子个数相同 10.(多选)如图所示,天然气水合物是水和天然气在高压和低温条件下混合时产生的一种固态物质,外貌极像冰雪或固体酒精,点火即可燃烧,有“可燃冰”“固体瓦斯”之称,开采时只需将固体的天然气水合物升温减压就可释放出大量的甲烷气体。“可燃冰”的形成过程可简化为把甲烷气体压缩到低温的“容器”中,开采时通过升温再把甲烷气体从“容器”中释放出来,不考虑分子势能,下列说法正确的是(　　) A.“可燃冰”在开采时气体对外做功,内能变小 B.“可燃冰”在开采时气体对外做功,又从外界吸热,内能变大 C.“可燃冰”在形成时外界对气体做功,内能变大 D.“可燃冰”在形成时外界对气体做功,气体又向外界放热,内能变小 11.(多选)如图所示,A、B两装置均由一支一端封闭、一端开口且带有玻璃泡的管状容器和水银槽组成,除玻璃泡在管上的位置不同外,其他条件都相同。将两管抽成真空后,开口向下竖直插入水银槽中(插入过程没有空气进入管内),水银柱上升至图示位置停止。假设这一过程中水银与外界没有热交换,则下列说法正确的是(　　) A.A中水银的内能增量大于B中水银的内能增量 B.A中容器内水银的重力势能大于B中容器内水银的重力势能 C.B中水银的内能增量大于A中水银的内能增量 D.A和B中水银体积保持不变,故内能增量相同 C组 核心素养拔高练 12.某学生利用自行车内胎、打气筒、温度传感器以及计算机等装置研究自行车内胎打气、打气结束、突然拔掉气门芯放气与放气后静置一段时间的整个过程中车胎内气体内能的变化情况,车胎内气体温度随时间变化的情况如图所示。从图中可获取的信息是(　　) A.从开始打气到打气结束的过程,由于气体对外做功,内能迅速增大 B.从打气结束到拔掉气门芯前,由于气体对外做功,其内能缓慢减小 C.拔掉气门芯后,气体冲出对外做功,其内能急剧减小 D.放气后静置一段时间,由于再次对气体做功,气体内能增大 参考答案 1.D　解析 摩擦生热属于用做功的方式实现机械能转化为内能,故A错误;电流做功产生电热属于用做功的方式改变内能,故B错误;安培力做功属于用做功的方式改变内能,故C错误;传热属于内能在物体间转移,故D正确。 2.C　解析 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。 3.C　解析 重物下落带动叶片转动,由于叶片对水做功而使水的温度升高,故A错误;做功增加了水的内能,而热量是在单纯的传热过程中系统内能变化的量度,所以做功与热量是不同的,故C正确,B、D错误。 4.B　解析 太阳能热水器是通过传热的方式将水加热的。故选B。 5.CD　解析 处于热平衡的两物体温度一定相等,不发生传热。物体的内能取决于物体的物质的量、温度、体积及物态,温度相等,内能不一定相等。故选C、D。 6.A　解析 向下压a的过程为绝热过程,外界对气体做功,瓶内气体的内能增大,A正确;向下压a的过程中,瓶内气体的体积减小,压强增大,温度升高,B、C、D错误。 7.B　解析 高压气体膨胀对外做功,气体内能转化为礼花的机械能,气体内能减少,温度降低,分子热运动减慢,故A、C错误,B正确;气体对外做功,内能减少,这是通过做功的方式改变自身的内能,故D错误。 8.BD　解析 在外界不做功的情况下,系统内能的改变等于传递的热量,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,这时吸收的50 J热量全部用来增加分子势能,C错误,D正确。 9.AC　解析 对汽缸受力分析,汽缸所受合外力为0,所以汽缸保持静止,故A正确;用电热丝给汽缸内的气体加热后,汽缸内的气体温度升高,内能增大,压强增大,活塞A、B均向外运动,故B错误,C正确;活塞A的面积大于活塞B的面积,单位时间内作用在活塞A和活塞B上的分子个数不同,故D错误。 10.BD　解析 由题意可知,“可燃冰”在开采过程中要对其加热升温,气体温度升高,体积变大,对外做功,同时又从外界吸热,内能变大,故A错误,B正确;“可燃冰”的形成条件是低温高压,所以形成“可燃冰”过程中外界对气体做功,但气体温度降低,向外界放热,内能变小,故C错误,D正确。 11.BC　解析 大气压对水银槽内的水银做相同的功,因为玻璃管内吸进的水银一样多,所以水银槽内的液面下降相同的高度,A中容器(含水银)的重心高于B中容器(含水银)的重心,A中容器内水银的重力势能大于B中容器内水银的重力势能,故A中水银的内能增量小于B中水银的内能增量。故选B、C。 12.C　解析 从开始打气到打气结束的过程,外界对车胎内气体做功,内能增大,故A错误;从打气结束到拔掉气门芯前,由于传热,车胎内气体内能减小,故B错误;拔掉气门芯后车胎内气体冲出对外界做功,气体内能急剧减小,故C正确;放气后静置一段时间,由于传热车胎内气体温度上升,故D错误。 7 学科网（北京）股份有限公司 $