3.1功、热和内能的变化 同步练习-2022-2023学年高二下学期物理人教版2019选择性必修第三册(含解析)

3.1、功、热和内能的变化一、选择题（共16题）1．对于热量、功和物体的内能这三个物理量，下列叙述正确的是（）A．热量、功、内能三者的物理意义相同B．热量和功都可以作为物体内能的量度C．热量、功、内能的单位肯定不相同D．热量和功是由过程决定的，而内能是由物体的状态决定的2．绝热过程中，外界压缩气体做功20J，下列说法中正确的是()A．气体内能一定增加20J B．气体内能增加必定小于20JC．气体内能增加可能小于20J D．气体内能可能不变3．下列事例中，通过热传递改变物体内能的是（

）A．古人钻木取火B．用火炉把水烧开C．将一铁丝反复弯折，铁丝变热D．瓶内的高压气体将瓶塞冲开，瓶内气体的温度降低4．景颇族的祖先发明的点火器如图所示，用牛角做套筒，木质推杆前端粘着艾绒．猛推推杆，艾绒即可点燃，对筒内封闭的气体，在压缩过程中()A．气体温度升高，压强不变B．气体温度升高，压强变大C．气体对外界做正功，其体内能增加D．外界对气体做正功，气体内能减少5．关于分子动理论和物体的内能，下列说法中正确的是（

）A．液体分子的无规则运动称为布朗运动B．温度是物体分子热运动平均动能的标志C．物体从外界吸收热量，其内能一定增加D．改变物体内能的方式有做功和热传递，它们的本质是相同的6．物体由大量分子组成，下列说法正确的是（）A．物体的内能跟物体的温度和体积有关B．只有外界对物体做功才能增加物体的内能C．分子间引力总是随着分子间距离减小而减小D．分子热运动越剧烈，物体内每个分子的动能越大7．如图所示，在演示做功可以改变气体内能的实验中，下列说法中正确的是（）A．要缓缓地压下活塞，防止损坏圆筒B．实验的研究对象是圆筒中的空气C．观察到乙醚着火说明做功使棉花的内能增加了D．应缓慢压下活塞8．关于热传递，下列说法中正确的是（）A．热传递是温度的传递B．物体的内能发生了改变，一定是吸收或放出了热量C．热传递可以在任何情况下进行D．物体间存在着温度差，才能发生热传递9．关于内能，以下说法正确的是（）A．做功和热传递在改变物体内能的效果上是等效的B．只要物体的温度不变，它的内能就不变C．每个分子的内能等于这个分子的势能和动能的总和D．焦耳通过大量实验提出了热和能的当量关系10．下列改变物体内能的物理过程中，属于对物体传热来改变物体内能的有（）A．用锯子锯木料，锯条温度升高 B．擦火柴时，火柴头燃烧起来C．搓搓手就感觉手暖和些 D．阳光照射地面，地面温度升高11．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．做功和热传递都能改变物体的内能12．关于物体内能的以下说法正确的是（

）A．物体内能的多少可以用物体吸热或放热的多少来量度B．内能大的物体热量多C．两物体发生热传递，达到平衡后，它们的内能必定相等D．做功和热传递对于改变物体内能是等效的13．研究气体的性质时，可以设想有一种气体可以不计分子大小和分子间相互作用力，我们把它叫做理想气体。对于一定质量的某种理想气体，下列说法正确的是（）A．气体温度升高，每一个分子的动能都增大 B．气体温度升高，气体分子的平均动能增大C．气体压强是气体分子间的斥力产生的 D．气体对外界做功，气体内能一定减小14．下列说法中正确的是(

)A．气体分子的数目越多，气体的体积越大B．气体的压强是大量气体分子对器壁不断碰撞产生的C．气体膨胀时对外做功，消耗内能，故气体的内能减少D．内能不同的两个物体，它们分子热运动的平均动能可能相等E．晶体和非晶体在一定的条件下可以相互转化15．下列说法正确的是（

）A．压强越大，单位时间内分子撞击单位面积器壁的分子数越多B．布朗运动是由于液体撞击的不平衡引起的C．理想气体被压缩，分子平均动能不一定增大D．油膜法测定油酸分子直径时，用一滴油酸酒精溶液的体积除以油膜的面积就得到油酸分子的直径E．做功和热传递在改变物体内能上可以有相同的效果16．一铜块和一铁块，质量相等，铜块的温度T1，比铁块的温度T2高，当它们接触在一起时，如果不和外界交换能量，则()A．从两者开始接触到热平衡的整个过程中，铜块放出的热量等于铁块吸收的热量B．在两者达到热平衡以前的任意一段时间内，铜块放出的热量不等于铁块吸收的热量C．达到热平衡时，铜块的温度是T＝D．达到热平衡时，两者的温度相等二、填空题17．若对物体做1500J的功，可使物体温度升高5℃；若改用传热的方式，使物体温度同样升高5℃，那么物体应吸收_______J的热量。如果先在绝热过程中对该物体做3000J的功，物体的温度升高10℃，再经过单纯的传热过程物体放出600J的热量，则物体的温度又降低_______℃。18．下列哪一个实验能说明做功能改变内能的是_________，哪一个实验能说明分子在做无规则热运动____________。A．B．C．

D．19．如图所示，夏天，我们常常将饮料和冰块放在一起，制作“冰镇饮料”。这是因为饮料和冰块的温度不同，两者之间发生了______，冰块的内能______，饮料的内能______（以上两空选填“增大”、“减小”或“不变”）。三、综合题20．气体在绝热膨胀时它的温度会怎样变化？气体在绝热压缩时它的温度会怎样变化？为什么会发生这样的变化？请分别举一个绝热膨胀和绝热压缩时温度变化的实例。21．下图表示的是三种热传递方式，分别是哪三种方式？指出它们的区别和联系。参考答案：1．D【详解】A．热量、功和内能是三个不同的物理量，它们的物理意义不同，故A错误；B．功与热量都是能量转化的量度，都可以作为物体内能变化的量度，但不是物体内能的量度，故B错误；C．热量、功和内能的单位相同，都是焦耳，故C错误；D．功和热量由过程决定，内能由物体的状态决定，故D正确；故选D。2．A【详解】在绝热过程中，气体与外界之间没有热交换，所以Q=0；外界压缩气体做功20J，则W=20J，根据热力学第一定律△U=W+Q=20+0=20J则气体内能一定增加20J，所以只有选项A是正确的。故选A。3．B【详解】A．古人钻木取火，是通过做功改变内能，选项A错误；B．用火炉把水烧开，是通过热传递改变内能，选项B正确；C．将一铁丝反复弯折，铁丝变热，是通过做功改变内能，选项C错误；D．瓶内的高压气体将瓶塞冲开，瓶内气体的温度降低，是通过做功改变内能，选项D错误；故选B。4．B【详解】在压缩过程中，外界对气体做正功，气体内能增大，温度升高，压强变大，选项B正确．5．B【详解】A．布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒受到液体分子无规则的撞击而产生的无规则运动，反映了液体分子无规则运动，A错误；B．温度是物体分子热运动平均动能的标志，B正确；C．改变内能的方式有做功和热传递，所以从外界吸收能量，没有说明是否还对外做功，内能不一定增加，C错误；D．两种方式在改变内能的效果上是相同的，但本质不同，做功是通过能量间的转化来实现内能的变化，热传递是通过能量的转移实现内能变化，D错误。故选B。6．A【详解】A．组成物体的所有分子的动能与势能之和是物体的内能，物体内能与物体的温度和体积有关，故A正确；B．物体从外界吸收热量或外界对物体做功都可以使物体的内能增加，故B错误；C．分子间引力总随分子间距离的减小而增大，故C错误；D．温度是分子平均动能的标志，分子热运动越剧烈，物体温度越高，分子平均动能越大，并不是每个分子动能都大，故D错误。故选A。7．B【详解】ACD．为减小热传递的影响，应迅速下压活塞，快速下压活塞时，活塞对筒内的空气做功，将机械能转化为筒内空气的内能，使空气温度升高，说明做功可以改变物体的内能；筒内空气又将热量传递给棉花，当棉花温度达到着火点时，棉花将燃烧起来，所以棉花内能增加是通过热传递方式实现的，故ACD错误；B．演示做功可以改变气体内能，是外力对空气做功，空气的内能增加；实验的研究对象是圆筒中的空气，故B正确。故选B。8．D【详解】A．热传递的实质是能量的传递，故A错误；B．物体的内能发生了改变，可能是由于发生了热传递，也可能是由于做功导致的，故B错误；C．热传递必须在有温度差的情况下进行，故C错误；D．物体间存在着温度差，才能发生热传递，故D正确。故选D。9．A【详解】A．做功和热传递在改变物体内能的实质不同，但效果上是等效的，故A正确；B．内能是物体内所有分子的动能和分子势能的总和，宏观上取决于温度和体积，物体温度不变，但体积变化导致分子势能发生变化，那么物体的内能就要变化，故B错误；C．内能是一个宏观量，是物体内所有分子的动能和分子势能的总和，故C错误；D．焦耳通过大量实验提出了热和功的当量关系，故D错误。故选A。10．D【详解】A．用锯子锯木料，锯条温度升高，属于做功使物体内能增加，选项A错误；B．擦火柴时，火柴头燃烧起来，属于做功使物体内能增加，选项B错误；C．搓搓手就感觉手暖和些，属于做功使物体内能增加，选项C错误；D．阳光照射地面，地面温度升高，属于热传递使物体内能增加，选项D正确；故选D。11．D【详解】试题分析：做功和热传递是改变物体内能的两种方式，故D正确；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；12．D【详解】A．物体的内能的变化可以用物体吸热或放热的多少来量度，故A错误；B．热量是热传递的能量多少的量度，不是内能的量度，故B错误。C．物体发生热传递，达到平衡后，温度相等，而不是内能相等，故C错误。D．做功和热传递对于改变物体内能是等效的，故D正确。故选D。13．B【详解】AB．气体温度升高，气体分子的平均动能增大，但也有少数气体分子的动能减小，A错误，B正确；C．气体压强是气体分子持续撞击产生的，C错误；D．根据热力学第一定律当气体对外界做功时，同时气体从外界吸收热量，内能不一定减小，D错误。故选B。14．BDE【详解】气体内部分子间有空隙，气体分子的数目多，气体的体积不一定大，A错误；气体的压强是大量气体分子对器壁不断碰撞产生的持续的压力，B正确；气体的内能的变化取决于做功和热传递两个方面，C错误；温度是分子平均动能的标志，内能不同的两个物体，如果温度相同，它们分子热运动的平均动能就相等，D正确；晶体和非晶体在一定的条件下可以相互转化，E正确．故选BDE．15．BCE【详解】A.微观上，气体压强的大小取决于单位时间内大量分子撞击单位面积器壁的分子数和分子平均动能，压强越大，可以是分子平均动能增大而单位时间内分子撞击单位面积器壁的分子数不变或者减少，故A错误；B.布朗运动是由于液体分子对液体中固体微粒撞击的不平衡引起，故B正确；C.理想气体的分子势能忽略不计，则其内能等于所有分子的动能，理想气体被压缩，即外界对气体做功，若气体同时放出了热量，根据热力学第一定律知，其内能不一定增加，所以分子平均动能不一定增大，故C正确；D.油膜法测定油酸分子直径时，用一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积除以油膜的面积得到油酸分子的直径，故D错误；E.做功和热传递都能改变物体的内能，做功和热传递在改变物体内能上可以有相同的效果，故E正确。故选BCE．16．AD【详解】AB．系统不与外界交换能量，热量由温度较高的铜块传给铁块，且铜块放出的热量等于铁块吸收的热量，A正确，B错误；CD．两个系统达到热平衡时温度相同，所以当温度相等时热传递停止，达到热平衡时的温度应用求解，而不是两者温度的平均值，C错误，D正确．故选AD。17．

1500

2【详解】做功和传热在改变物体内能方面是等效的，因此如用传热的方式，也使物体温度升高5℃，物体应吸收1500J的热量。如在绝热过程中对物体做功3000J，温度升高10℃，则物体温度升高1℃需要外界做功或吸收热量300J，因此物体在单纯的传热过程中放出600J的热量，物体的温度降低2℃。18．

C

A【详解】图C中压缩活塞引燃硝化棉，说明做功能改变内能，故选C；观察布朗运动，能说明分子在做无规则热运动，故选A。19．

热传递

增大

减小【详解】夏天，我们常常将饮料和冰块放在一起，制作“冰镇饮料”。这是因为饮料和冰块的温度不同，两者之间发生热传递，冰块吸收热量、内能增大，饮料的放出热量、内能减少、温度下降，但总能量不变，因此该过程是通过热传递改变冰块和饮料的内能。20．温度降低；温度升高；见解析【详解】根据功与内能的改变关系，在没有热交换，或时间极短系统来不及跟外界进行热交换的情况下，气体对外界做功（即绝热膨胀），气体的内能减少，温度降低；外界对气体做功（即绝热压缩），气体的内能增加，温度升高。绝热膨胀实例：用打气筒向用橡胶塞塞住的瓶内打气，当橡胶塞跳出时，瓶内的气体迅速膨胀，系统对外做功，因此，气体的内能迅速减少，瓶内气体温度迅速下降，瓶内水蒸气液化，出现白雾。绝热压缩实例：引火仪实验中，当迅速下压活塞时，引火仪筒内的气体可看作绝热压缩，外界对气体做功，气体内能增加，温度升高，当温度达到易燃物的燃点时，易燃物就被点燃了。21．见解析【解析】三种热传递方式分别是：传导、对流和辐射；三种传导方式的相同点：都是将热量从高温物体传向低温物体；三种传导方式的不同点：热