(人教版2019选择性必修第三册)物理同步易混易错3.1功、热和内能高二物理同步易混易错(原卷版+解析)

第三章热力学定律第一节功、热和内能[核心素养·明目标]核心素养学习目标物理观念知道焦耳的两个实验，功与内能改变及热与内能改变的数量关系科学思维掌握焦耳的两个实验的实质，理解功、热和内能改变的关系，会解释相关的现象，分析相关的问题科学探究掌握两个实验的探究过程，利用“做一做”体验功与内能改变的关系，学会观察与操作并与他人合作交流，提高实验技能科学态度与责任理解功、热与内能改变的实质，实事求是，培养积极探究科学的兴趣，激发学习热情[基础知识深层理解提高]知识点一：焦耳的实验1．绝热过程：系统不从外界吸热，也不向外界放热的过程。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，水由于摩擦而温度上升；(2)通过电流的热效应给液体加热。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始末两个状态决定，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自身状态的物理量。知识点二：功与内能的改变1．功与内能的改变：在热力学系统的绝热过程中，当系统从状态1经过绝热过程达到状态2时，内能的变化量ΔU＝U2－U1，等于外界对系统所做的功W，即ΔU＝W。2．理解(1)ΔU＝W的适用条件是绝热过程；(2)在绝热过程中：外界对系统做功，系统的内能增加；系统对外做功，系统的内能减少。知识点三：热与内能的改变1．传热(1)条件：物体的温度不同；(2)传热：热从高温物体传到了低温物体。2．热和内能(1)热量：在单纯的传热过程中系统内能变化的量度；(2)热与内能的改变当系统从状态1经过单纯的传热达到状态2时，内能的变化量ΔU＝U2－U1等于外界向系统传递的热量Q，即ΔU＝Q。(3)传热与做功在改变系统内能上的异同：①做功和传热都能引起系统内能的改变；②做功时，内能与其他形式的能发生转化；传热只是不同物体(或一个物体的不同部分)之间内能的转移。[典型例题、易错易混点剖析]易错易混点1功与内能的改变的理解易错易混点辨析:1．做功与内能变化的关系(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，外界对物体做功，则W>0，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；物体对外界做功，则W<0.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．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，并不意味着做功多．在绝热过程中，只有内能变化越大时，相应地做功才越多．温馨提示：(1)外界对某一系统做功时系统的内能不一定增加，还要看该系统有没有向外放热，以及向外放热的多少．(2)在绝热过程中，做功一定能引起内能的变化．在绝热过程中，系统内能的增加量等于外界对系统所做的功．例题1.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．今对活塞施加一竖直向下的压力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力，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，内能增加解析：选C向下压活塞，活塞对气体做功，气体的内能增加，温度升高，气体的体积减小，可得出气体的压强增大，故选项C正确．例题2.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解析：选D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，在塞子突然跳起时，气体绝热膨胀对外做功，内能减少，温度下降，水蒸气有一部分被液化成小水滴，故选项D正确．易错易混点2热与内能的改变的关系易错易混点辨析：1．在单纯传热的过程中，系统从外界吸收多少热量，系统的内能就增加多少；系统向外界放出多少热量，系统的内能就减少多少．即ΔU＝U2－U1＝Q.2．传热改变物体内能的过程是不同物体之间(或同一物体不同部分之间)内能的转移．3．热传递与物体的内能的多少无关，只与两个物体(或一个物体的两部分)的温度差有关，热量总是从高温物体自发地传递到低温物体．例题3.(多选)下列关于热传递的说法正确的是()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．热量是从内能较多的物体传到内能较少的物体D．热量是热传递过程中物体内能变化的量度解析：选BD热量不是状态量，不能说含有或者具有多少热量，故选项A错误；在热传递的过程中热量总是由温度高的物体传递给温度低的物体，故选项B正确，C错误；热量是热传递过程中物体内能变化的量度，故选项D正确．例题4在以下事例中，通过热传递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．点燃的爆竹在空中爆炸D．汽车的车轮与地面相互摩擦发热解析：选B改变内能的方式有两种：做功和热传递，热传递指内能的转移，而不是其他形式的能转化为内能，两小球碰撞后粘在一起，温度升高，是机械能转化为内能，故A错误；冬天暖气为房间供暖，是通过热传递的方式来改变物体内能的，故B正确；点燃的爆竹在空中爆炸，是化学能转化为内能，故C错误；车轮与地面摩擦生热，是机械能转化为内能，故D错误．易错易混点3：内能和相关概念的辨析易错易混点辨析：1．热量和内能(1)内能是由系统的状态决定的，状态确定，系统的内能也随之确定．要使系统的内能发生变化，可以通过热传递和做功两种方式来完成．(2)热量是热传递过程中的特征物理量，热量只是反映物体在状态变化过程中所转移的能量，是用来衡量物体内能变化的，有过程，才有变化，离开过程，毫无意义．(3)对某一状态而言，只有“内能”，不存在“热量”和“功”．不能说一个系统中含有多少热量．2．热量与温度：热量是系统的内能变化的量度，而温度是系统内大量分子做无规则运动剧烈程度的标志．热传递的前提条件是两个系统之间要有温度差，传递的是热量而不是温度．例题5.关于温度、热量、功和内能，以下说法正确的是()A．同一物体温度高时，含有的热量多B．物体的内能越大，含有的热量就越多，温度也越高C．外界对系统做功W，内能必定增加D．两物体之间发生热传递的条件是存在温度差解析：选D，热量是一个过程量，是物体间进行热传递时内能的转移量，不能说物体含有多少热量，故A、B错；由于做功和热传递都可引起系统内能的变化，只根据做功无法准确判断系统内能的变化，故C错；物体间发生热传递的条件是存在温度差，故D对．例题6.下列说法正确的是()A．热量和功是由过程决定的，而内能是由物体状态决定的B．外界对物体做功，物体的内能一定增大C．物体吸收热量，温度一定升高D．热量总是由内能大的物体流向内能小的物体解析：选A，热量和功是过程量，内能是状态量，故A选项正确；引起物体内能的变化有做功和热传递两种途径，单就一个方面不足以断定其内能的变化，故B选项错误；在晶体熔化和液体沸腾过程中，物体要不断地吸收热量，但物体的温度不变，这时内能的增加主要表现在内部分子势能的增加，故C选项错误；两物体之间热量的流向只与它们的温度有关，与它们内能的大小无关，故D选项错误．【针对训练】单选题1.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．热传递C．既有做功也有热传递D．电流的热效应2．热传递的实质是（）A．内能多的物体把热量传递给内能少的物体 B．热量多的物体把热量传递给热量少的物体C．高温物体把热量传递给低温物体 D．质量大的物体把热量传递给质量小的物体3．关于物体的内能，下列说法中正确的是（）.A．不同物体，温度相等，内能也相等B．要使气体分子的平均动能增大，外界必须向气体传热C．做功和热传递过程都能改变物体的内能，但两种过程的本质不同D．1g0℃的水与1g0℃的冰内能相等4.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.加热和锻打属于热传递,淬火属于做功B.加热属于热传递,锻打和淬火属于做功C.加热和淬火属于热传递,锻打属于做功D.加热和淬火属于做功,锻打属于热传递将装有一定质量氧气的薄铝筒开口向下浸入20℃的水中，如图所示，缓慢推动铝筒，使其下降2m，铝筒内氧气无泄漏，不计气体分子间相互作用，则铝筒在缓慢下降过程中，氧气（）A．从外界吸热 B．对外界做正功C．向外界放热 D．内能减小某汽车后备箱内安装有撑起箱盖的装置，它主要由汽缸和活塞组成。开箱时，密闭于汽缸内的压缩气体膨胀，将箱盖顶起，如图所示。在此过程中，若缸内气体与外界无热交换，忽略气体分子间相互作用，则（）A．缸内气体对外做功，分子的平均动能减小B．缸内气体对外做功，内能增大C．外界对缸内气体做功，分子的平均动能增大D．外界对缸内气体做功，内能减小7.下面例子中通过热传递改变物体内能的是()A.感到手冷时,搓搓手就会觉得暖和些B.擦火柴时,火柴头上的红磷温度升高到红磷的燃点,火柴燃烧起来C.物体在阳光照射下温度升高D.反复弯折一根铁丝,弯折的部分温度升高8．如图所示是焦耳在研究热与功之间关系的两个典型实验，那么从焦耳的这两个实验中可得出的结论是()A．热量可由高温物体传给低温物体B．机械能守恒C．在各种不同的绝热过程中，系统状态的改变与做功的方式无关，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9.如图所示，活塞将汽缸分成甲、乙两气室，汽缸、活塞(连同拉杆)是绝热的，且不漏气．以E甲、E乙分别表示甲、乙两气室中气体的内能，则在将拉杆缓慢向左拉的过程中()A．E甲不变，E乙减小 B．E甲不变，E乙增大C．E甲增大，E乙不变 D．E甲增大，E乙减小如图为某种椅子与其升降部分的结构示意图．M、N两筒间密闭了一定质量的气体，M可沿N的内壁上下滑动，设筒内气体不与外界发生热交换，在M向下滑动的过程中()A．外界对气体做功，气体内能增大B．外界对气体做功，气体内能减小C．气体对外界做功，气体内能增大D．气体对外界做功，气体内能减小11．如图所示的实验装置中，把浸有乙醚的一小块棉花放在厚玻璃筒内底部，当很快向下压活塞时，由于被压缩的气体骤然变热，温度升高达到乙醚的燃点，使浸有乙醚的棉花燃烧起来，此实验的目的是要说明对物体（）A．做功可以增加物体的热量 B．做功可以改变物体的内能C．做功一定会升高物体的温度 D．做功一定可以使物态发生变化12.关于温度和内能的理解，下列说法中正确的是().A．温度是分子平均动能的标志，物体温度升高，则物体每一个分子的动能都增大B．不计分子之间的分子势能，质量和温度相同的氢气和氧气具有相同的内能C．1g100℃水的内能小于1g100℃水蒸气的内能D．做功和热传递对改变物体内能是等效的，也就是说做功和热传递的实质是相同的13．关于物体的内能和热量，下列说法正确的是()A．热水的内能比冷水的内能多B．温度高的物体其热量必定多，内能必定大C．在热传递过程中，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D．内能相等的两个物体相互接触时，也可能发生热传递14．在研究气体性质时，若分子间距离足够大，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．外界对气体做功，气体内能一定增大D．气体对外界放热，气体内能一定减小15.如图所示，气缸和活塞与外界均无热交换，中间有一个固定的导热性良好的隔板（固定），封闭着两部分气体和，活塞处于静止平衡状态。现通过电热丝对气体加热一段时间，后来活塞达到新的平衡，不计气体分子势能，不计活塞与气缸壁间的摩擦，大气压强保持不变，则下列判断正确的是（）A．气体吸热，但对外做功，内能不变B．气体吸热，对外做功，内能不变C．气体和气体内每个分子的动能都增大D．气体分子单位时间内对器壁单位面积碰撞次数减少多选题如图为焦耳实验装置示意图，用绝热性能良好的材料制作容器，重物下落时带动叶片转动，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．该装置可测定做功和内能变化的关系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，无区别对于热量、功和内能三个量，下列说法正确的是()A．热量、功和内能三个量的物理意义是等同的B．热量和功二者可作为物体内能大小的量度C．热量、功和内能的国际单位都相同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关于物体的内能，下列说法正确的是()A．夏天从室内冰箱里取一杯水去晒太阳，过一段时间水的温度升高，这是通过热传递的方式改变物体的内能B．热传递可以改变物体的内能C．做功可以改变物体的内能D．一块0℃的冰熔化成0℃的水，内能减小用手不断地在同一地方反复弯折细铁丝，铁丝被折断时，断口很烫手，这说明()A．铁丝不从外界吸收热量，温度也能升高B．对物体做功，也能使物体内能增加C．做功和热传递是等效的D．机械功可以转化成热量，铁丝吸收了热量，温度升高夏季，长春市的天气温差比较大，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关于气体的内能，下列说法正确的是()A．质量和温度都相同的气体，内能一定相同B．气体温度不变，整体运动速度越大，其内能越大C．气体被压缩时，内能可能不变D．一定量的某种理想气体的内能只与温度有关E．一定量的某种理想气体在等压膨胀过程中，内能一定增加22．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23．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管内水银的重力势能大于B管的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24．汽车消耗的主要燃料是柴油和汽油．柴油机是靠压缩汽缸内的空气点火的；而汽油机做功冲程开始时，汽缸中的汽油﹣空气混合气是靠火花塞点燃的．但是汽车蓄电池的电压只有12V，不能在火花塞中产生火花，因此，要使用如图所示的点火装置，此装置的核心是一个变压器，该变压器初级线圈通过开关连到蓄电池上，次级线圈接到火花塞的两端，开关由机械控制，做功冲程开始时，开关由闭合变为断开，从而在次级线圈中产生10000V以上的电压，这样就能在火花塞中产生火花了．下列说法正确的是（）A．柴油机的压缩点火过程是通过做功使空气的内能增大的B．汽油机点火装置的开关若始终闭合，次级线圈的两端也会有高压C．接该变压器的初级线圈的电源必须是交流电源，否则就不能在次级产生高压D．汽油机的点火装置中变压器的次级线圈匝数必须远大于初级线圈的匝数三、非选择题25.(1)某同学做了一个小实验：先把空的烧瓶放入冰箱冷冻，一小时后取出烧瓶，并迅速把一个气球紧密地套在瓶颈上，然后将烧瓶放进盛满热水的烧杯里，气球逐渐膨胀起来，如图所示．这是因为烧瓶里的气体吸收了水的____________，温度____________，体积________．(2)若只对一定质量的理想气体做1500J的功，可使其温度升高5K．若改成只用热传递的方式，使气体温度同样升高5K，那么气体吸收________J的热量．如果对该气体做了2000J的功，使其温度升高了5K，表明在该过程中，气体还________(选填“吸收”或“放出”)________J的热量．26．一定质量的理想气体经历如图所示的A→B、B→C、C→A三个变化过程，则C→A过程中气体分子平均动能________（选填“增大”或“减小”），A→B过程中________（选填“外界对气体”或“气体对外界”）做功，B→C（图中为双曲线）过程中气体的内能_______（选填“增大”“减小”或“不变”）。27.如图所示，一个质量为20kg的绝热汽缸竖直放置，绝热活塞的质量为5kg，面积为0.1m2，处于静止状态时被封闭气体的高度为50cm，现在活塞上方加一15kg的物体，待稳定后，被封闭气体的高度变为40cm.求在这一过程中气体的内能增加了多少？(p0＝1.01×105Pa，g取10m/s2)28．气体温度计结构如图所示．玻璃测温泡A内充有理想气体,通过细玻璃管B和水银压强计相连．开始时A处于冰水混合物中,左管C中水银面在O点处,右管D中水银面高出O点h1=14cm,后将A放入待测恒温槽中,上下移动D,使C中水银面仍在O点处,测得D中水银面高出O点h2=44cm。(已知外界大气压为标准大气压,标准大气压相当于76cm高水银柱产生的压强)(1)求恒温槽的温度_______；(2)此过程A内气体内能____(选填“增大”或“减小”),气体不对外做功,气体将____(选填“吸热”或“放热”)。第三章热力学定律第一节功、热和内能[核心素养·明目标]核心素养学习目标物理观念知道焦耳的两个实验，功与内能改变及热与内能改变的数量关系科学思维掌握焦耳的两个实验的实质，理解功、热和内能改变的关系，会解释相关的现象，分析相关的问题科学探究掌握两个实验的探究过程，利用“做一做”体验功与内能改变的关系，学会观察与操作并与他人合作交流，提高实验技能科学态度与责任理解功、热与内能改变的实质，实事求是，培养积极探究科学的兴趣，激发学习热情[基础知识深层理解提高]知识点一：焦耳的实验1．绝热过程：系统不从外界吸热，也不向外界放热的过程。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，水由于摩擦而温度上升；(2)通过电流的热效应给液体加热。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始末两个状态决定，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自身状态的物理量。知识点二：功与内能的改变1．功与内能的改变：在热力学系统的绝热过程中，当系统从状态1经过绝热过程达到状态2时，内能的变化量ΔU＝U2－U1，等于外界对系统所做的功W，即ΔU＝W。2．理解(1)ΔU＝W的适用条件是绝热过程；(2)在绝热过程中：外界对系统做功，系统的内能增加；系统对外做功，系统的内能减少。知识点三：热与内能的改变1．传热(1)条件：物体的温度不同；(2)传热：热从高温物体传到了低温物体。2．热和内能(1)热量：在单纯的传热过程中系统内能变化的量度；(2)热与内能的改变当系统从状态1经过单纯的传热达到状态2时，内能的变化量ΔU＝U2－U1等于外界向系统传递的热量Q，即ΔU＝Q。(3)传热与做功在改变系统内能上的异同：①做功和传热都能引起系统内能的改变；②做功时，内能与其他形式的能发生转化；传热只是不同物体(或一个物体的不同部分)之间内能的转移。[典型例题、易错易混点剖析]易错易混点1功与内能的改变的理解易错易混点辨析:1．做功与内能变化的关系(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，外界对物体做功，则W>0，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；物体对外界做功，则W<0.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．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，并不意味着做功多．在绝热过程中，只有内能变化越大时，相应地做功才越多．温馨提示：(1)外界对某一系统做功时系统的内能不一定增加，还要看该系统有没有向外放热，以及向外放热的多少．(2)在绝热过程中，做功一定能引起内能的变化．在绝热过程中，系统内能的增加量等于外界对系统所做的功．例题1.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．今对活塞施加一竖直向下的压力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力，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，内能增加解析：选C向下压活塞，活塞对气体做功，气体的内能增加，温度升高，气体的体积减小，可得出气体的压强增大，故选项C正确．例题2.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解析：选D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，在塞子突然跳起时，气体绝热膨胀对外做功，内能减少，温度下降，水蒸气有一部分被液化成小水滴，故选项D正确．易错易混点2热与内能的改变的关系易错易混点辨析：1．在单纯传热的过程中，系统从外界吸收多少热量，系统的内能就增加多少；系统向外界放出多少热量，系统的内能就减少多少．即ΔU＝U2－U1＝Q.2．传热改变物体内能的过程是不同物体之间(或同一物体不同部分之间)内能的转移．3．热传递与物体的内能的多少无关，只与两个物体(或一个物体的两部分)的温度差有关，热量总是从高温物体自发地传递到低温物体．例题3.(多选)下列关于热传递的说法正确的是()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．热量是从内能较多的物体传到内能较少的物体D．热量是热传递过程中物体内能变化的量度解析：选BD热量不是状态量，不能说含有或者具有多少热量，故选项A错误；在热传递的过程中热量总是由温度高的物体传递给温度低的物体，故选项B正确，C错误；热量是热传递过程中物体内能变化的量度，故选项D正确．例题4在以下事例中，通过热传递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．点燃的爆竹在空中爆炸D．汽车的车轮与地面相互摩擦发热解析：选B改变内能的方式有两种：做功和热传递，热传递指内能的转移，而不是其他形式的能转化为内能，两小球碰撞后粘在一起，温度升高，是机械能转化为内能，故A错误；冬天暖气为房间供暖，是通过热传递的方式来改变物体内能的，故B正确；点燃的爆竹在空中爆炸，是化学能转化为内能，故C错误；车轮与地面摩擦生热，是机械能转化为内能，故D错误．易错易混点3：内能和相关概念的辨析易错易混点辨析：1．热量和内能(1)内能是由系统的状态决定的，状态确定，系统的内能也随之确定．要使系统的内能发生变化，可以通过热传递和做功两种方式来完成．(2)热量是热传递过程中的特征物理量，热量只是反映物体在状态变化过程中所转移的能量，是用来衡量物体内能变化的，有过程，才有变化，离开过程，毫无意义．(3)对某一状态而言，只有“内能”，不存在“热量”和“功”．不能说一个系统中含有多少热量．2．热量与温度：热量是系统的内能变化的量度，而温度是系统内大量分子做无规则运动剧烈程度的标志．热传递的前提条件是两个系统之间要有温度差，传递的是热量而不是温度．例题5.关于温度、热量、功和内能，以下说法正确的是()A．同一物体温度高时，含有的热量多B．物体的内能越大，含有的热量就越多，温度也越高C．外界对系统做功W，内能必定增加D．两物体之间发生热传递的条件是存在温度差解析：选D，热量是一个过程量，是物体间进行热传递时内能的转移量，不能说物体含有多少热量，故A、B错；由于做功和热传递都可引起系统内能的变化，只根据做功无法准确判断系统内能的变化，故C错；物体间发生热传递的条件是存在温度差，故D对．例题6.下列说法正确的是()A．热量和功是由过程决定的，而内能是由物体状态决定的B．外界对物体做功，物体的内能一定增大C．物体吸收热量，温度一定升高D．热量总是由内能大的物体流向内能小的物体解析：选A，热量和功是过程量，内能是状态量，故A选项正确；引起物体内能的变化有做功和热传递两种途径，单就一个方面不足以断定其内能的变化，故B选项错误；在晶体熔化和液体沸腾过程中，物体要不断地吸收热量，但物体的温度不变，这时内能的增加主要表现在内部分子势能的增加，故C选项错误；两物体之间热量的流向只与它们的温度有关，与它们内能的大小无关，故D选项错误．【针对训练】单选题1.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．热传递C．既有做功也有热传递D．电流的热效应解析;选B，太阳能热水器是通过热传递的方式将水加热，故选项B正确．2．热传递的实质是（）A．内能多的物体把热量传递给内能少的物体 B．热量多的物体把热量传递给热量少的物体C．高温物体把热量传递给低温物体 D．质量大的物体把热量传递给质量小的物体解析：选C,热传递的实质是高温物体把热量传递给低温物体，故C正确，ABD错误；故选C。3．关于物体的内能，下列说法中正确的是（）.A．不同物体，温度相等，内能也相等B．要使气体分子的平均动能增大，外界必须向气体传热C．做功和热传递过程都能改变物体的内能，但两种过程的本质不同D．1g0℃的水与1g0℃的冰内能相等解析：选C,A．温度相等，只是说明分子的平均动能相等，而不同的物体，分子数一般是不同的，因而所有分子热运动的动能也就不会相同，所有分子的势能一般也不会相同，故由物体内所有分子热运动的动能和分子势能的总和决定的内能也就不会相同，选项A错误。B．气体分子的平均动能增大的宏观标志是物体的温度升高。想要达到此目的，可以是由外界向气体传热，也可以是外界对物体做功，选项B错误。C．做功过程是内能与其他形式的能量相互转化的过程，而热传递过程则是物体之间内能转移的过程，两者确实有着本质上的不同，选项C正确。D．1g0℃的水与1g0℃的冰，温度相同说明它们的分子平均动能是相等的，而且它们的分子数也相等，故它们的分子动能总和相等。但在冰熔化为水的过程中需要从外界吸收热量，这些能量将转化成分子势能。由此可知，1g0℃的水所具有的分子总势能要大于1g0℃的冰所具有的分子总势能。所以，1g0℃的水所具有的内能要大于1g0℃的冰所具有的内能，选项D错误。故选C。4.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.加热和锻打属于热传递,淬火属于做功B.加热属于热传递,锻打和淬火属于做功C.加热和淬火属于热传递,锻打属于做功D.加热和淬火属于做功,锻打属于热传递解析：选C,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热传递改变物体内能,故选项C正确。将装有一定质量氧气的薄铝筒开口向下浸入20℃的水中，如图所示，缓慢推动铝筒，使其下降2m，铝筒内氧气无泄漏，不计气体分子间相互作用，则铝筒在缓慢下降过程中，氧气（）A．从外界吸热 B．对外界做正功C．向外界放热 D．内能减小解析：选C,由于不计气体分子间相互作用，所以气体是理想气体，则氧气的内能只与温度有关，而外界温度不变，所以氧气的温度不变，所以氧气的内能不变；铝筒下降时，筒内液面处水的压强增大，则铝筒内氧气压强增大，由玻意耳定律可知pV=C则氧气体积减小，外界对氧气做正功，W为正，由ΔU=Q+W可知Q为负，即氧气向外界放热。C正确，ABD错误。故选C。某汽车后备箱内安装有撑起箱盖的装置，它主要由汽缸和活塞组成。开箱时，密闭于汽缸内的压缩气体膨胀，将箱盖顶起，如图所示。在此过程中，若缸内气体与外界无热交换，忽略气体分子间相互作用，则（）A．缸内气体对外做功，分子的平均动能减小B．缸内气体对外做功，内能增大C．外界对缸内气体做功，分子的平均动能增大D．外界对缸内气体做功，内能减小解析：选A，缸内气体体积变大，对外做功，缸内气体与外界无热交换，可知气体的内能减小，温度降低，则分子的平均动能减小。故选A。7.下面例子中通过热传递改变物体内能的是()A.感到手冷时,搓搓手就会觉得暖和些B.擦火柴时,火柴头上的红磷温度升高到红磷的燃点,火柴燃烧起来C.物体在阳光照射下温度升高D.反复弯折一根铁丝,弯折的部分温度升高解析：选C，A、B、D均是通过做功改变物体的内能,C项是通过热传递的方式来改变物体内能,故C项正确。8．如图所示是焦耳在研究热与功之间关系的两个典型实验，那么从焦耳的这两个实验中可得出的结论是()A．热量可由高温物体传给低温物体B．机械能守恒C．在各种不同的绝热过程中，系统状态的改变与做功的方式无关，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：选C焦耳通过多次实验，最后得到的结论是，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，其余选项均不是焦耳实验的结论．9.如图所示，活塞将汽缸分成甲、乙两气室，汽缸、活塞(连同拉杆)是绝热的，且不漏气．以E甲、E乙分别表示甲、乙两气室中气体的内能，则在将拉杆缓慢向左拉的过程中()A．E甲不变，E乙减小 B．E甲不变，E乙增大C．E甲增大，E乙不变 D．E甲增大，E乙减小解析：选D由题意可知甲、乙两气室气体都经历绝热过程，内能的改变取决于做功的情况．对甲室内的气体，在拉杆缓慢向左拉的过程中，活塞左移，压缩气体，外界对甲室内的气体做功，其内能应增大；对乙室内的气体，活塞左移，气体膨胀，乙室内的气体对外界做功，内能应减小．D正确如图为某种椅子与其升降部分的结构示意图．M、N两筒间密闭了一定质量的气体，M可沿N的内壁上下滑动，设筒内气体不与外界发生热交换，在M向下滑动的过程中()A．外界对气体做功，气体内能增大B．外界对气体做功，气体内能减小C．气体对外界做功，气体内能增大D．气体对外界做功，气体内能减小解析：选A，筒内气体不与外界发生热交换，当M向下滑动时，筒内气体体积变小，外界对气体做功，使气体的内能增大，故A正确．11．如图所示的实验装置中，把浸有乙醚的一小块棉花放在厚玻璃筒内底部，当很快向下压活塞时，由于被压缩的气体骤然变热，温度升高达到乙醚的燃点，使浸有乙醚的棉花燃烧起来，此实验的目的是要说明对物体（）A．做功可以增加物体的热量 B．做功可以改变物体的内能C．做功一定会升高物体的温度 D．做功一定可以使物态发生变化解析：选B,当用力压活塞时，活塞压缩玻璃筒内的空气，对空气做功，空气的内能增加，温度升高，当达到乙醚着火点时，筒内棉花就会燃烧起来，此实验说明了：外界对物体做功，物体的内能增加。故选B。12.关于温度和内能的理解，下列说法中正确的是().A．温度是分子平均动能的标志，物体温度升高，则物体每一个分子的动能都增大B．不计分子之间的分子势能，质量和温度相同的氢气和氧气具有相同的内能C．1g100℃水的内能小于1g100℃水蒸气的内能D．做功和热传递对改变物体内能是等效的，也就是说做功和热传递的实质是相同的解析：选C，温度是分子平均动能的标志，物体温度升高分子的平均动能增加，则不是每一个分子的动能都增大，A错误；质量相等的氢气和氧气，温度相同，分子的平均动能相同，而氢气的分子数多，则氢气的内能较大，B错误；水变成水蒸气要吸热，则同质量水的内能小于水蒸气的内能，C正确；做功和热传递对改变物体内能是等效的，但实质不同，做功是其他能和内能的转化，热传递是内能的转移，D错误；13．关于物体的内能和热量，下列说法正确的是()A．热水的内能比冷水的内能多B．温度高的物体其热量必定多，内能必定大C．在热传递过程中，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D．内能相等的两个物体相互接触时，也可能发生热传递解析：选D物体的内能由温度、体积、物质的量及物态决定，不是只由温度决定，A、B错误；在热传递过程中，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，也可以在内能相等的两物体之间进行热传递，C错误，D正确．14．在研究气体性质时，若分子间距离足够大，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．外界对气体做功，气体内能一定增大D．气体对外界放热，气体内能一定减小解析：选B，A．气体温度升高，绝大多数气体分子的动能都增大，但个别分子的动能也可能减小，A错误；B．温度是分子平均动能的标志，因此温度升高，气体分子的平均动能一定增大，B正确；C．物体内能的变化与做功和热传递两个因素有关。外界对气体做功，同时物体有可能向外界放出热量，内能有可能不变甚至减小，C错误；D．物体内能的变化与做功和热传递两个因素有关。气体对外界放热，同时也有可能外界对气体做功，气体的内能不一定减小，D错误。故选B。15.如图所示，气缸和活塞与外界均无热交换，中间有一个固定的导热性良好的隔板（固定），封闭着两部分气体和，活塞处于静止平衡状态。现通过电热丝对气体加热一段时间，后来活塞达到新的平衡，不计气体分子势能，不计活塞与气缸壁间的摩擦，大气压强保持不变，则下列判断正确的是（）A．气体吸热，但对外做功，内能不变B．气体吸热，对外做功，内能不变C．气体和气体内每个分子的动能都增大D．气体分子单位时间内对器壁单位面积碰撞次数减少解析：选DA．对A气体加热时，A气体的温度升高，体积不变，不对外做功，由于理想气体的内能由温度决定，则气体A吸热，内能增加，所以A错误；B．气体B做等压变化，体积增大，温度升高，则气体B吸热，对外做功，内能增大，所以B错误；C．气体A和气体B内分子的平均动能增大，但每个分子的动能不一定增大，所以C错误；D．由于气体B的体积增大，压强不变，温度升高，则气体B分子单位时间内对器壁单位面积碰撞总次数减少，所以D正确；故选D。多选题如图为焦耳实验装置示意图，用绝热性能良好的材料制作容器，重物下落时带动叶片转动，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．该装置可测定做功和内能变化的关系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，无区别解析：选AC该实验测定做功和内能变化的关系，故选项A正确；该实验是绝热过程，没有热传递，水内能的改变是由于做功，故选项C正确；做功表示能量的转化，而热量表示热传递中内能的转移，二者有区别，故选项B、D错误．对于热量、功和内能三个量，下列说法正确的是()A．热量、功和内能三个量的物理意义是等同的B．热量和功二者可作为物体内能大小的量度C．热量、功和内能的国际单位都相同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解析：选CD热量、功和内能的国际单位都是焦耳，但热量、功和内能三个量的物理意义是不同的，热量和功是过程量，内能是状态量，热量和功二者可作为物体内能变化的量度而不是内能大小的量度．故A、B错误，C、D正确．关于物体的内能，下列说法正确的是()A．夏天从室内冰箱里取一杯水去晒太阳，过一段时间水的温度升高，这是通过热传递的方式改变物体的内能B．热传递可以改变物体的内能C．做功可以改变物体的内能D．一块0℃的冰熔化成0℃的水，内能减小解析：选ABC晒太阳使温度较低的水升温，是通过热传递的方式改变物体的内能，故选项A正确；物体吸收热量，内能增大，放出热量，内能减小，所以热传递可以改变物体的内能，故选项B正确；物体对外做功，物体的内能减小，外界对物体做功，物体的内能增大，所以做功可以改变物体的内能，故选项C正确；冰熔化成水，吸收热量，内能增大，故选项D错误．用手不断地在同一地方反复弯折细铁丝，铁丝被折断时，断口很烫手，这说明()A．铁丝不从外界吸收热量，温度也能升高B．对物体做功，也能使物体内能增加C．做功和热传递是等效的D．机械功可以转化成热量，铁丝吸收了热量，温度升高解析：选AB反复弯折细铁丝的过程就是一个外力对铁丝做功的过程，这将使铁丝的内能增加，内能增加的宏观表现就是铁丝的温度升高．这里并没有涉及热传递的过程，故A、B正确，C错误．做功转化的是能，在这里转化的是内能，而不是一个作为过程量的热量，故D错误．夏季，长春市的天气温差比较大，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解析：选ABD爆胎前气体体积不变，温度升高时，压强增大，内能增大，A、B正确；爆胎过程时间极短，气体来不及与外界热交换，其体积膨胀对外做功，则气体内能减小，温度降低，气体分子平均动能减小，故C正确，D错误．关于气体的内能，下列说法正确的是()A．质量和温度都相同的气体，内能一定相同B．气体温度不变，整体运动速度越大，其内能越大C．气体被压缩时，内能可能不变D．一定量的某种理想气体的内能只与温度有关E．一定量的某种理想气体在等压膨胀过程中，内能一定增加解析：选CDE,质量与温度都相同的不同理想气体，分子的平均动能相同，但气体的摩尔质量不同，因此分子个数不同，气体的内能不同，A错误；气体的温度不变，气体分子的平均动能不变，内能不变，整体运动速度增大，内能也不会改变，B错误；气体被压缩时，如果同时放热，放出的热量等于外界对气体做的功，则气体内能不变，C正确；一定量的某理想气体，气体分子的分子势能为零，内能等于所有分子的动能之和，分子数一定，总动能只与温度有关，D正确；一定量的某种理想气体，由理想气体状态方程可知，在等压膨胀过程中，气体压强不变，体积增大，温度升高，内能增加，E正确．22．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上的分子个数相同解析：选ACA．对汽缸整体分析，外部各个方向上受到大气的压力平衡，所以汽缸保持静止，故A正确；BC．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，压强变大，活塞A、B均向外运动，故B错误，C正确；D．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。故选AC。23．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管内水银的重力势能大于B管的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，故内能增量相同解析：选BC,两种情况下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，外界大气压力对水银做功，使水银进入试管内，大气压力对水银做的功一部分增加了管内水银的重力势能，另一部分增加了水银的内能；由于A管中的水银重心高，故A管中水银的重力势能增量大，则A管中水银内能的增量小，即B中水银的内能增量大于A中水银的内能增量。故选BC。24．汽车消耗的主要燃料是柴油和汽油．柴油机是靠压缩汽缸内的空气点火的；而汽油机做功冲程开始时，汽缸中的汽油﹣空气混合气是靠火花塞点燃的．但是汽车蓄电池的电压只有12V，不能在火花塞中产生火花，因此，要使用如图所示的点火装置，此装置的核心是一个变压器，该变压器初级线圈通过开关连到蓄电池上，次级线圈接到火花