2021-2022学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第三册-3.1功、热和内能的改变 练习 (Word版含答案)

3.1功、热和内能的改变 精选练习1（解析版）
一、选择题
1．下列说法正确的是（ ）
A．悬浮在空气中的PM2.5颗粒的运动是分子热运动
B．一定质量的晶体在熔化过程中，其内能保持不变，分子势能增大
C．由于液体表面层分子间平均距离大于液体内部分子间平均距离，液体表面存在张力
D．在温度不变的条件下，增大饱和汽的体积，最终会减少饱和汽的压强
2．两个温度不同的物体相互接触，达到热平衡后，它们具有相同的物理量是(　　)
A．质量 B．密度 C．温度 D．重力
3．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
4．下列有关热现象和内能的说法中正确的是（　　）
A．把物体缓慢举高，其机械能增加，内能增加
B．电流通过电阻后电阻发热，它的内能增加是通过“做功”方式实现的
C．盛有气体的容器做加速运动时，容器中气体的内能必定会随之增大
D．分子间引力和斥力相等时，分子势能最大
5．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
6．如图所示，容器、各有一个可以自由移动的轻活塞，活塞下面是水，上面是大气，大气压强恒定。、的底部由带有阀门的管道相连，整个装置与外界绝热。起初，中水面比中的高，打开阀门，使中的水逐渐流向中，最后达到平衡。在这个过程中，下列说法正确的是（ ）
A．大气压力对水做功，水的内能减小
B．水克服大气压力做功，水的内能减小
C．大气压力对水不做功，水的内能不变
D．大气压力对水不做功，水的内能增加
7．下列说法正确的是（ ）
A．悬浮在空气中的PM2.5颗粒的运动是分子热运动
B．一定质量的晶体在熔化过程中，其内能保持不变，分子势能增大
C．由于液体表面层分子间平均距离大于液体内部分子间平均距离，液体表面存在张力
D．在温度不变的条件下，增大饱和汽的体积，最终会减少饱和汽的压强
8．下列关于热传递的说法中，正确的是（ ）
A．热量是从含热量较多的物体传给含热量较少的物体
B．热量是从温度较高的物体传给温度较低的物体
C．热量是从内能较多的物体传给内能较少的物体
D．热量是从比热容大的物体传给比热容小的物体
9．地面附近有一正在上升的空气团，它与外界的热交换忽略不计。已知大气压强随高度增加而降低，则该空气团在上升过程中（不计空气团内分子间的势能）（ ）
A．体积减小，温度降低 B．体积减小，温度不变
C．体积增大，温度降低 D．体积减小，温度升高
10．下列说法中正确的是（　　）
A．物体吸收热量，其内能一定增加
B．布朗运动是液体分子的无规则运动
C．当温度为0℃时，物体的分子平均动能为零
D．物体分子间同时存在着相互作用的引力和斥力
11．下列过程通过热传递方式导致改变物体内能的是（ ）.
A．冬天搓手 B．古人钻木取火
C．用火炉把水烧开 D．用打气筒打气，车胎内气体温度升高
12．一定质量的理想气体，温度从升高到，在这个过程中，以下说法中正确的是（ ）
A．如果气体体积膨胀对外界做功，则分子热运动的平均动能会减小
B．如果气体体积保持不变，则分子热运动的平均动能会保持不变
C．只有当外界对气体做功时，分子热运动的平均动能才会增加
D．不管气体体积如何变化，分子热运动的平均动能总会增加
13．车轮的轮胎在正常情况下是充满气体的，但在维修车轮时有时要将轮胎内的气体放掉。若迅速拔掉轮胎的气门芯，如图所示，轮胎里面的气体会在一瞬间释放出来，此时用手立即去触摸充气嘴处，会感觉到充气嘴的温度降低，这种现象在夏天比较明显。将轮胎内的气体视为理想气体。喷气时间极短，视轮胎为绝热材料，下列说法正确的是
A．轮胎内气体在喷出过程中其内能迅速减小
B．轮胎内部气体压强迅速减小
C．轮胎内的气体迅速向外喷出是由于分子做扩散运动引起的
D．气体喷完后瞬间充气嘴有较凉的感觉，是由轮胎内气体迅速膨胀对外做功而温度下降导致的
14．关于物体的内能、分子势能和分子动能的说法中，不正确的是（　　）
A．对于两个分子组成的系统，分子间的分子力最小时，分子势能也最小
B．100℃的沸水的内能比0℃的冰水混合物的内能大
C．做自由落体运动的物体，分子的平均动能越来越大
D．外界对物体做功，不一定能改变物体的内能
E.当一定质量的理想气体温度升高时，它的内能可以保持不变
15．下列说法正确的是（ ）
A．温度由摄氏温度t升至2t，对应的热力学温度便由T升至2T
B．相同温度下液体中悬浮的花粉小颗粒越小，布朗运动越剧烈
C．做功和热传递是改变物体内能的两种方式
D．分子间距离越大，分子势能越大，分子间距离越小，分子势能也越小
E.晶体具有固定的熔点，物理性质可表现为各向同性
二、解答题
16．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。
参考答案
1．C
【详解】
A．PM2.5是指空气中直径小于等于2.5微米的固体颗粒物，因此它的运动不属于分子热运动，选项A错误；
B．一定质量的晶体在熔化过程中，温度不变，分子的平均动能不变，但溶化过程要吸热，所以内能增大，选项B错误；
C．由于液体表面层分子间平均距离大于液体内部分子间平均距离，分子力体现为引力，液体表面存在张力，选项C正确；
D．饱和汽压只与温度有关，选项D错误。
故选C。
2．C
【解析】
两个不同温度的物体相互接触的时候会发生热传递，而在热传递过程中是内能从高温物体传递到了低温物体，热平衡后温度相同，C正确．
3．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。
4．B
【详解】
AC．内能是分子无规则运动能量总和的统计平均值，分子无规则运动的能量包括分子的动能、分子间相互作用势能以及分子内部运动的能量，物体的内能不包括这个物体整体运动时的动能和它在重力场中的势能，故AC错误；
B．电流通过电阻后电阻发热，是因为导体内电场对自由电子做功所致，故B正确；
D．分子间引力和斥力相等时，分子势能最小，故 D错误；
故选B。
5．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。
6．D
【详解】
AB．平衡前，容器中的活塞向下移动，设中活塞横截面积为，移动距离为，大气压力推动中活塞向下移动时对水做的功
平衡前，容器中的活塞向上移动，设中活塞横截面积为，移动距离为，大气压力通过活塞对水做负功
由于水的总体积不变，则有
即容器中大气压力对水做的功与容器中水克服大气压力做的功相等。在整个过程中，大气压力对水做的功是上述两个功（正功、负功）的代数和，即
选项AB错误。
CD．大气压力对水不做功，同时整个装置与外界绝热，没有热交换。但是水从容器流向容器的过程中，水的重心下降，水的重力做正功，水的重力势能减小，根据能量守恒定律，减少的水的势能转化为水的内能，水的内能增加，选项C错误，D正确。
故选D。
7．C
【详解】
A．PM2.5是指空气中直径小于等于2.5微米的固体颗粒物，因此它的运动不属于分子热运动，选项A错误；
B．一定质量的晶体在熔化过程中，温度不变，分子的平均动能不变，但溶化过程要吸热，所以内能增大，选项B错误；
C．由于液体表面层分子间平均距离大于液体内部分子间平均距离，分子力体现为引力，液体表面存在张力，选项C正确；
D．饱和汽压只与温度有关，选项D错误。
故选C。
8．B
【详解】
热量总是从温度高的物体传递到温度低的物体，故A错误，B正确；热量总是从温度高的物体传递到温度低的物体，与内能多少没有关系，故C错误；热量总是从温度高的物体传递给温度低的物体，和物体的比热容没有关系，故D错误．故选B．
【点睛】
热量总是从温度高的物体传递到温度低的物体，热量是过程量，就是说，热量只存在于热传递或热交换过程中，只能说吸收或放出热量，热量传递等．
9．C
【详解】
空气团与外界的热交换忽略不计，大气压强随高度上升逐渐减小，空气团体积逐渐增大，对外界做功，所以内能逐渐减小，则温度逐渐降低，故选项C正确，选项ABD错误。
故选C。
10．D
【详解】
A．做功和热传递都可以改变物体的内能，若只要物体吸收热量的同时对外做功，物体的内能不一定增加，选项A错误；
B．布朗运动是固体颗粒的运动，反映了液体分子的无规则运动，选项B错误；
C．分子永不停息地做无规则运动，当温度为0℃时，物体的分子平均动能也不为零，选项C错误；
D．物体分子间同时存在着相互作用的引力和斥力，选项D正确。
故选D。
11．C
【详解】
ABD属于做功改变物体内能， C属于热传递。故ABD错误，C正确。
故选C。
12．D
【详解】
温度是分子热运动平均动能的标志，理想气体的温度从T1升高到T2，则分子热运动的平均动能一定增加，与气体体积如何变化无关；
故选D。
13．ABD
【详解】
A．胎为绝热材料Q=0，向外喷射气体，气体体积增大，对外做功，W＜0，根据热力学第一定律△U=W+Q，△U＜0，所以，轮胎内气体在喷出过程中其内能迅速减小，故A正确；
BD．联想气体的内能只有分子动能，轮胎放气时，胎内气体迅速膨胀对外做功，内能减小时，分子的平均动能减小，由于温度是分子平均动能的标志，所以温度会下降。根据理想气体状态方程，体积变大，温度下降，压强会迅速减小，故BD正确；
C．轮胎内的气体迅速向外喷出是由于轮胎内外压强差引起的，不是分子扩散的原因，故C错误。
故选ABD。
14．BCE
【详解】
A．对于两个分子组成的系统，分子间的分子力最小时，两分子距离为r0，若增大距离，则分子力表现为引力，分子力做负功分子势能增加，若减小距离，则分子间表现为斥力，分子力做负功分子势能增加。故此时分子势能最小。故A正确，与题意不符；
B．内能大小的决定因素有温度、体积和组成物质的分子数。选项中只谈到了温度一个因素。故B错误，与题意相符；
C．分子的平均动能与宏观量温度相对应，与其运动状态无关。故C错误，与题意相符；
D．根据热力学第一定律，改变物体内能，有两种方式，做功和热传递，选项中只给了做功一个信息。故D正确，与题意不符；
E．温度与分子的平均动能相对应，当一定质量的理想气体温度升高时，它的内能肯定会变故E错误，与题意相符。
故选BCE。
15．BCE
【详解】
A．温度由摄氏温度t升至2t，对应的热力学温度便由T升至T′，其中T'=2t+273，不一定等于2T，故A错误；
B．相同温度下液体中悬浮的花粉小颗粒越小，受力越不易平衡，布朗运动越剧烈，故B正确；
C．根据热力学第一定律可知，做功和热传递是改变内能的两种方式，故C正确；
D．若分子力表现为斥力时，分子间距离越大，分子力做正功，分子势能越小；分子间距离越小，分子力做负功，分子势能越大。若分子力表现为引力时，分子间距离越大，分子力做负功，分子势能越大；分子间距离越小，分子力做正功，分子势能越小，故D错误；
E．根据晶体的特性可知，晶体具有固定的熔点，多晶体的物理性质表现为各向同性，故E正确。
故选BCE。
16．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。