3.1功、热和内能的改变基础巩固（word版含答案）

3.1功、热和内能的改变基础巩固2021—2022学年高中物理人教版（2019）选择性必修第三册
一、选择题（共15题）
1．下列例子中通过热传递改变物体内能的是（　　）
A．用砂轮磨刀具的时候，刀具的温度升高
B．灼热的火炉使周围物体的温度升高
C．手感到冷时，搓搓手就会觉得暖和些
D．擦火柴时，火柴头上的易燃物质燃烧起来
2．下列说法中正确的是（　　）
A．布朗运动就是液体分子的无规则运动
B．当分子间距离增大时，分子的引力和斥力都增大
C．一定质量的0℃的冰融化成0℃的水，其内能没有变化
D．物体的温度越高，分子热运动越剧烈，分子的平均动能越大
3．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
4．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
5．下列关于温度、热量和内能的说法中正确的是（ ）
A．温度是分子动能的标志，动能越大的分子其温度就越高
B．分子的势能跟物体的体积有关
C．温度高的物体比温度低的物体含有的热量多
D．静止的物体没有内能
6．下列说法正确的是（　　）
A．温度低的物体内能一定小
B．温度低的物体分子运动的平均速率小
C．温度升高，分子热运动的平均动能一定增大，但并非所有分子的速率都增大
D．分子距离增大，分子势能一定增大
7．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
8．关于能量，下列叙述中正确的是　　
A．每个分子的内能等于它的势能和动能的总和
B．自然界中每种物质的运动形式都有其相对应的能
C．能量发生转移或转化时，一定伴有做功的过程
D．物体的内能变化时，它的温度一定发生变化
9．对内能的理解，下列说法正确的是（　　）
A．系统的内能是由系统的状态决定的
B．做功可以改变系统的内能，但是单纯地对系统传热不能改变系统的内能
C．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
D．1g100℃水的内能大于1g100℃水蒸气的内能
10．下列说法中正确的是（　　）
A．物体的温度升高，物体所含的热量就增多
B．物体的温度不变，内能一定不变
C．热量和功的单位与内能的单位相同，所以热量和功都作为物体内能的量度
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
11．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20J
C．气体内能增加可能小于20J D．气体内能可能不变
12．下列关于内能与热量的说法中，正确的是（ ）
A．马铃薯所含热量高
B．内能越大的物体热量也越多
C．热量总是从内能大的物体流向内能小的物体
D．热量总是自发地从温度高的物体流向温度低的物体
13．下列现象中，通过做功改变物体内能的是（　　）
A．放入电冰箱中的食物温度降低
B．夏天，在阳光的照射下，柏油路面温度升高
C．给自行车轮胎充气时，气筒变热
D．用火炉烧水，水的温度升高
14．下列关于内能变化的说法中正确的是（ ）
A．电流通过电阻，电阻会发热，其内能增加是通过热传递方式实现
B．一定量气体经加热，其内能一定增加
C．气体膨胀，它的内能一定减少
D．橡皮筋被拉长时，内能增加
15．金属制成的汽缸中放入浸了少许乙醚的脱脂棉，有可能使其达到燃点而燃烧的过程是（　　）
A．迅速向里推活塞 B．迅速向外拉活塞
C．缓慢向里推活塞 D．缓慢向外拉活塞
二、填空题（共4题）
16．火力发电,利用燃烧____等化石燃料产生蒸汽推动蒸汽机发电.
17．运用所学的物理知识，试完成下列问题：
(1)指出下列实例中，各是通过什么方式（物理过程）来改变物体的内能？
①煤炉把水烧开______；
②自行车急刹车时轮胎发热______；
③冰块将食品温度降低______；
④压缩气体放气后温度降低______；
⑤太阳光把衣服晒暖和______。
(2)擦火柴，火柴就燃烧；把火柴放在太阳光下，通过凸透镜聚光使火柴燃烧。这两种方式有什么不同？效果为什么是相同的______？
18．组成物体的分子在做永不停息的热运动，温度升高时，分子热运动的平均动能________（选填“增大”、“不变”或“减小”）。改变物体内能有做功和_________两种方式。
19．改变物体内能的两种方式分别是___________，影响分子平均动能的因素是___________。
三、综合题（共4题）
20．雨滴从高的屋檐自由落下，落在地上，假定损失的机械能变为内能，且有一半被雨滴吸收，求雨滴的温度升高多少？
21．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。
22．在焦耳的许多实验中，有两个最具有代表性：一个实验是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；另一个实验是通过电流的热效应给液体加热．焦耳的这两个实验说明了什么问题？
23．如图，在有机玻璃筒底放少量的硝化棉（燃点较低），迅速压下活塞，观察硝化棉的变化．
①你能看到什么现象？实验现象说明了什么？
②图中用力按压活塞时为什么一定要迅速？
参考答案
1．B
【详解】
A．用砂轮磨刀具的时候，刀具的温度升高，是通过做功的方式改变物体内能，故A不符合题意；
B．灼热的火炉使周围物体的温度升高，是通过热传递的方式改变物体内能，故B符合题意；
C．手感到冷时，搓搓手就会觉得暖和些，是通过做功的方式改变物体内能，故C不符合题意；
D．擦火柴时，火柴头上的易燃物质燃烧起来，是通过做功的方式改变物体内能，故D不符合题意。
故选B。
2．D
【详解】
A．布朗运动是液体中悬浮微粒的无规则运动，反映的是液体分子的无规则运动，A错误；
B．当分子间距离增大时，分子间的引力和斥力均减小，B错误；
C．0℃的并融化为0℃的水要吸热，内能增加，C错误；
D．温度是分子平均动能的标志，物体的温度越高，分子热运动越剧烈，分子的平均动能越大，D正确。
故选D。
3．B
【详解】
太阳能热水器是通过吸收太阳能，通过热传递的方式将水加热；
故选B。
4．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。
5．B
【详解】
温度是分子动能的标志，是大量的分子运动的统计规律，对单个的分子没有意义．故A错误；分子的势能跟物体的体积有关，故B正确；物体的内能与物体的物质的量、温度、体积以及物态有关，温度高的物体不一定比温度低的物体含有的内能多，更不能说是热量多，故C错误；物体的内能与物体的物质的量、温度、体积以及物态有关，与物体是否静止无关，静止是物体的宏观的运动状态，故D错误．所以B正确，ACD错误．
6．C
【详解】
A．温度低的物体分子平均动能小，但如果物质的量大，则内能也可能大，故A不符合题意；
B．温度是分子平均动能的标志，温度低的物体若分子的质量小，平均速率不一定小，故B不符合题意；
C．温度是分子平均动能的标志，是大量分子运动的统计规律。温度升高，分子热运动的平均动能一定增大，但并非所有分子的速率都增大，故C符合题意；
D．分子距离增大，分子势能可能增大，也可能减小，故D不符合题意。
故选C。
7．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。
8．B
【分析】
势能和动能是统计概念，对单个分子讲没有意义，自然界中每种物质的运动形式都有其相对应的能，能量发生转移或转化时，不一定伴有做功的过程，物体的内能不光受温度的影响，还与物体所处的状态有关．
【详解】
势能和动能是统计概念，对单个分子讲没有意义，A错误；自然界中每种物质的运动形式都有其相对应的能，比如：运动有机械能，分子热运动由内能，B正确；能量发生转移或转化时，不一定伴有做功的过程，比如热传递，C错误；物体的内能不光受温度的影响，还与物体所处的状态有关，比如零摄氏度的冰吸热变为零摄氏度的水，内能增加，温度不变，D错误；故选B.
9．A
【详解】
A．系统的内能是一个只依赖于系统自身状态的物理量，所以是由系统的状态决定的，故A正确；
B．做功和热传递都可以改变系统的内能，故B错误；
C．质量和温度相同的氢气和氧气的平均动能相同，但它们的物质的量不同，内能不同，故C错误；
D．在1g100℃的水变成100℃水蒸气的过程中，分子间距离变大，要克服分子间的引力做功，分子势能增大，所以1g100℃水的内能小于1g100℃水蒸气的内能，故D错误。
故选A。
10．D
【详解】
A．热量是一个过程量，不能说物体含有多少热量，故A错误；
B．物体的温度不变，内能不一定不变，例如0℃的冰变为0℃的水内能增加，B错误；
C．功与热量都是能量转化的量度，热量和功都可以作为物体内能变化的量度，而不是内能的量度，C错误；
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，D正确。
故选D。
11．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。
12．D
【详解】
A．从物理角度讲，马铃薯所含热量高，有点不妥，热量是过程量，不是状态量，不能像内能那样蕴含在物体中，A错误；
B．热量不是状态量，物体的内能与热量间，在数量上没有必然联系，B错误；
C．两物体之间热量的流向只与它们的温度有关，与它们的内能无关，C错误；
D．热量总是自动从温度高的物体流向温度低的物体，D正确。
故选D。
13．C
【解析】
【详解】
ABD．放入电冰箱中的食物温度降低，夏天在阳光的照射下柏油路面温度升高，用火炉烧水水的温度升高，这三种方法都是通过热传递改变物体的内能，是能量的转移过程，故ABD都不符合题意．
C．给自行车轮胎充气时气筒变热，是压缩气体通过对气体做功改变物体内能，Ｃ符合题意；
故选C．
14．D
【详解】
A．流通过电阻，电阻发热，它的内能增加是通过“电流做功”方式实现的，A错误；
B．在对气体加热的同时，如果气体体积变大，对外做功，根据热力学第一定律，其内能的变化情况不能确定，B错误；
C．由热力学第一定律可知
U = Q + W
所以仅仅气体膨胀对外做功，它的内能不一定减小，C错误；
D．拉伸橡皮筋时，外界对橡皮筋做了功，由于橡皮筋温度几乎不变不需要考虑传热，则橡皮筋的内能应该增加，D正确。
故选D。
15．A
【详解】
浸了乙醚的脱脂棉较容易燃烧，但在常温或稍高于常温的情况下也不会自燃，因此，想使其达到燃点而燃烧必须使其温度升高足够高，即使其内能有足够的增加。若向外拉活塞，无论是缓慢拉还是迅速拉，都会因为气体膨胀对外做功而导致汽缸内气体内能减少（温度降低）；当缓慢向里推活塞时，尽管外界对缸内气体做功而使气体温度升高，但由于气体同时要向外散热，此过程气体温度升高不多，也不能达到乙醚燃点；而当迅速向里推活塞时，外界对气体做功的功率很大，由于气体来不及向外散热，因此，气温急剧上升，这样就可以使缸内气体温度达到乙醚燃点而使之燃烧，故A正确，BCD错误。
故选A。
16．天然气、石油和煤
【详解】
火力发电,利用燃烧天然气、石油和煤等化石燃料产生蒸汽推动蒸汽机发电.
17．热传递 做功 热传递 做功 热传递 见解析
【详解】
(1)①[1]煤炉把水烧开,是通过热传递来改变物体的内能；
②[2]自行车急刹车时轮胎发热,是通过做功来改变物体的内能；
③[3]冰块将食品温度降低,是通过热传递来改变物体的内能；
④[4]压缩气体放气后温度降低,是通过做功来改变物体的内能；
⑤[5]太阳光把衣服晒暖和,是通过热传递来改变物体的内能。
(2)[6]因为改变物体内能的方式（物理过程）只有两种，即做功和热传递。如果属于其他形式的能与内能之间的转化的过程，那么就是做功过程；如果属于物体间内能的转移过程，那么就是热传递过程。
擦火柴，火柴就燃烧，是通过做功方式使火柴燃烧；通过凸透镜聚光使火柴燃烧是通过热传递方式使火柴燃烧。因为做功和热传递都能使物体的内能改变，所以效果是相同的。
18．增大 热传递
【详解】
[1][2]温度是分子热运动平均动能的标志，温度升高时，分子热运动的平均动能增大；改变物体内能有做功和热传递两种方式。
19．做功和热传递 温度
【详解】
[1]改变物体内能的两种方式分别是做功和热传递。
[2]影响分子平均动能的因素是温度。物体温度升高，分子的平均动能增大。
20．。
【解析】
【详解】
雨滴损失的机械能
转化成的内能
雨滴的温度升高
。
21．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。
22．见解析
【详解】
绝热过程中，外界对系统做的功仅由过程的始末状态决定，与做功的具体过程和方式无关．
23．①见解析；②见解析
【详解】
①可以看到硝化棉燃烧．实验现象说明压缩空气做功，使空气内能增大，达到硝化棉的燃点后引起硝化棉燃烧．
②迅速按下活塞是为了减少热传递，尽量创造一个绝热条件．