人教版（2019）选择性必修第三册《3.1 功、热和内能的改变》2022年同步练习卷（1）

人教版（2019）选择性必修第三册《3.1 功、热和内能的改变》2022年同步练习卷（1）
一 、单选题（本大题共9小题，共54分）
1.（6分）膨化食品包装袋内通常会封闭少量空气，包装袋不漏气，且该部分气体可视为理想气体，下列各类说法中正确的是
A. 用手轻捂包装袋，一段时间后，袋内气体膨胀且内能可能不变
B. 将包装袋放入冷藏室，一段时间后，所有分子动能减小且内能减小
C. 用筷子缓慢拍打包装袋，袋内气压变大且从外界吸热
D. 用筷子快速拍打包装袋，单位体积的内部气体分子数变多，内能增大
2.（6分）[福州一中高二月考]一定质量的理想气体，从某一状态开始经过一系列改变后又回到初始状态，用表示外界对气体做的功，表示气体对外界做的功，表示气体吸收的热量，表示气体放出的热量，则整个过程一定有（ ）
A. B.
C. D.
3.（6分）一颗小钢珠从水面上方由静止释放，落入水中，溅起的小水珠跳得比钢珠释放时的位置还高，如图所示，对这种现象下列说法中正确的是
A. 小水珠溅起的高度超过钢珠下落时的高度，违背了能量守恒定律
B. 小钢珠下落时具有的重力势能小于溅起的水珠在最高点的重力势能
C. 小钢珠下落时具有的重力势能等于溅起的水珠在最高点的重力势能
D. 小钢珠下落时具有的重力势能大于溅起的水珠在最高点的重力势能
4.（6分）一定质量的理想气体置于体积一定的容器中，在温度为 和 时，各速率区间的分子数占总分子数的百分比随气体分子速率的变化分别如图所示。下列说法正确的是
A. 图中实线对应于气体的内能较大
B. 图中两条曲线下面积不相等
C. 图中曲线给出了任意速率区间的气体分子数目
D. 理想气体温度为时，单位时间单位面积上气体分子对器壁撞击的次数多
5.（6分）做功和热传递是等效的，确切含义是（ ）
A. 他们能使物体改变相同的温度
B. 他们能使物体增加相同的热量
C. 做的功和传递的热量相同时，能使物体改变相同的内能
D. 他们的本质是相同的
6.（6分）关于热现象下列说法正确的是
A. 两分子间距离增大，分子势能一定增大
B. 气体对容器的压强是大量气体分子不断撞击的结果
C. 物体从外界吸热，其内能一定增大
D. 悬浮在液体中的固体颗粒越大，周围液体分子撞击的机会越多，布朗运动越明显
7.（6分）如图所示，厚壁容器的一端通过胶塞插进一支灵敏温度计和一根气针，另一端有个用卡子卡住的可移动胶塞。用打气筒慢慢向容器内打气，使容器内的压强增大到一定程度，这时读出温度计示数。打开卡子，胶塞冲出容器口后
A. 温度计示数变大，实验表明气体对外界做功，内能减少
B. 温度计示数变大，实验表明外界对气体做功，内能增加
C. 温度计示数变小，实验表明气体对外界做功，内能减少
D. 温度计示数变小，实验表明外界对气体做功，内能增加
8.（6分）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传向内能小的物体
D. 热量总是从温度高的物体传向温度低的物体
9.（6分）下列关于做功和传热的说法中正确的是
A. 做功和传热在改变物体内能上是等效的
B. 只要外界对物体做功，物体的内能就一定改变
C. 传热的条件是物体间存在内能差
D. 做功和传热改变物体内能的实质是一样的
二 、多选题（本大题共3小题，共18分）
10.（6分）下列说法中正确的是（ ）
A. 物体的内能只与物体的温度有关
B. 一定质量的气体在体积增大的同时，升高温度、放出热量是不可能的
C. 布朗运动是液体分子的无规则运动，是悬浮微粒无规则运动的反映
D. 在一定温度下，饱和汽的分子数密度是一定的，饱和汽的压强也是一定的
E. 农民在干旱天气里锄松土壤是为了破坏土壤中的毛细管
11.（6分）如图所示，绝热气缸中间用固定栓将可无摩擦移动的导热隔板固定，隔板质量不计，左右两室分别充有一定量的氢气和氧气视为理想气体初始时，两室气体的温度相等，氢气的压强大于氧气的压强，松开固定栓直至系统重新达到平衡，下列说法中正确的是
A. 初始时氢分子的平均动能大于氧分子的平均动能
B. 系统重新达到平衡时，氢气的内能比初始时的小
C. 松开固定栓直至系统重新达到平衡的过程中有热量从氧气传递到氢气
D. 松开固定栓直至系统重新达到平衡的过程中，氧气的内能先增大后减小
12.（6分）如图，一定质量的理想气体从状态、、经热力学过程、、后又回到状态。对于、、三个过程，下列说法正确的是
A. 过程中，气体始终吸热 B. 过程中，气体始终放热
C. 过程中，气体的温度先升高后降低 D. 过程中，气体对外界做功
三 、填空题（本大题共4小题，共24分）
13.（6分）我国正在大力推广太阳能发电。太阳能电池板将太阳能转化为电能，电能属于______选填“一次或“二次”能源；太阳能属于______选填“可再生”或“不可再生”能源。
14.（6分）既然能量是守恒的，但我们还是要节约能源，你觉得根本原因是 ______ .
15.（6分）一定质量的理想气体由状态经状态变化到状态的图象如图所示，气体分子在单位时间内撞击容器上单位面积的次数用表示，则______气体在过程中放出的热量______在过程中吸收的热量。填“大于”、“小于”或“等于”
16.（6分）若对物体做的功，可使物体温度升高；若改用传热的方式，使物体温度同样升高，那么物体应吸收 ______ 的热量。如果先在绝热过程中对该物体做的功，物体的温度升高；再经过单纯的传热过程物体放出的热量，则物体的温度又降低 ______ 。
答案和解析
1.【答案】A;
【解析】解：用手轻捂包装袋，一段时间后，袋内气体温度升高，压强增大，袋内气体膨胀，对外做功，据热力学第一定律可知，袋内气体内能可能不变，故正确；
B.将包装袋放入冷藏室，一段时间后，袋内气体温度降低，分子平均动能减小，内能减小，但并不是每个气体分子动能都减小，故错误；
C.用筷子缓慢拍打包装袋，外界对袋内气体做功，但由于过程缓慢，气体温度始终与外界相同，故内能不变，据热力学第一定律可知，袋内气体对外界放热，故错误；
D.用筷子快速拍打包装袋，导致袋内气体温度升高，内能增大，气体压强增大，包装袋膨胀，则单位体积的内部气体分子数变少，故错误。
故选：。
根据热力学第一定律，一定质量的理想气体积被压缩但温度不变，内能不变；一定质量的理想气体体积膨胀，气体对外界做功，但和外界热交换不明确，内能可能不变。
此题主要考查了物体的内能、热力学定律等知识点。这种题型知识点广，多以基础为主，只要平时多加积累，难度不大。
2.【答案】A;
【解析】由于一定质量的理想气体从某一状态开始经过一系列变化后又回到初始状态，根据热力学第一定律，可知，整理可得，故A正确。
3.【答案】D;
【解析】解：小钢珠下降的过程中，重力势能转化小钢珠的动能，再转化为水的弹性势能最后转化成小水珠的动能，小水珠升高的过程中，动能又转化为重力势能即表现为小水珠的高度，在这一过程中，水的总动能要小于小钢珠的动能，但是，各个水珠的质量都比较小，因此，小水珠跳起的高度存在多种可能性。当小钢珠的质量又比较大的时候，完全有可能出现个别小水珠跳起的高度较高的情况，甚至可以超过小钢珠下落的高度。故D正确，都错误
故选：。
该题中，小钢珠的重力势能转化小钢珠的动能，再转化为水的弹性势能最后转化成小水珠的动能，在这一过程中，水珠的总动能要小于小钢珠的动能，但是，各个水珠的质量都比较小，因此，小水珠跳起的高度存在多种可能性，这样，即可对题目的各选项做出判断．
该题考查能量的转化与守恒，题目中小钢珠的重力势能转化成小水珠的势能，在这一过程中，各个水珠的质量都比较小，因此，小水珠跳起的高度存在多种可能性．考虑到这样的多种性，才能对题目做出正确的判定．
4.【答案】A;
【解析】
温度是分子平均动能的标志，温度升高分子的平均动能增加，不同温度下相同速率的分子所占比例不同，要注意明确图象的意义是解答该题的关键。
此题主要考查了分子运动速率的统计分布规律和温度与分子平均动能间的关系，体现了核心素养中科学推理要素。

A.温度下速率高的分子所占百分比比较多，平均动能较大，温度是分子平均动能大小的标志，温度下分子温度较高，图中实线对应于气体的内能较大，故正确；
B.曲线下的面积表示分子速率从所有区间内分子数的比率之和，均为，两条曲线下面积相等，故错误；
C.图中曲线给出了任意速率区间的气体分子占据的比例，但无法确定分子具体数目，故错误；
D.根据，理想气体温度为时，压强较小，单位时间单位面积上气体分子对器壁撞击的次数少，故错误。
故选。
5.【答案】C;
【解析】解：C、改变物体内能的方法有两种：做功和热传递．两种方法对改变物体的内能来说是等效的，即做的功与传递相等的热量时，物体内能的改变是相等的．故C正确；
A、做的功与传递相等的热量时，物体内能的改变是相等的，由于不同的物体的比热不同，质量也可能不同，温度的改变不一定相同．故A错误；
B、做的功与传递相等的热量时，物体内能的改变是相等的，不能说一定增加相等的热量．故B错误；
D、做功是把其他形式的能量转化为内能，而热传递是物体之间内能的转移，二者本质不同．故D错误．
故选：C
6.【答案】B;
【解析】解：、当分子表现为引力时，分子势能随分子间距离的增大而增大，当分子力表现为斥力时，分子势能随分子间距离的增大而减小，故错误；
、密闭容器内气体的压强产生的机理是由大量气体分子对器壁不断碰撞而产生的，故正确；
、根据热力学第一定律，可知气体从外界吸收热量，即，若同时气体对外界做功，即，且气体从外界吸收热量小于气体对外界做功，则有，其内能会减小，故错误；
、悬浮在液体中的固体颗粒越小，周围液体分子撞击越不平衡，布朗运动越明显，故错误。
故选：。
根据分子势能与分子之间距离的关系判断；根据气体压强的微观意义判断；根据热力学第一定律判断；固体颗粒越小，周围液体分子撞击越不平衡，布朗运动越明显。
此题主要考查了分子势能、气体压强、热力学第一定律、布朗运动等热学基本内容，很多知识点要需要记忆，注意平时的积累，在平时训练中加强练习。
7.【答案】C;
【解析】解：打开卡子，气体体积膨胀对外做功，所以，由于没来得及热交换，，
由热力学第一定律，可知气体内能减小，温度降低。
故选：。
由于容器内的压强增大到一定程度，打开卡子后，气体体积膨胀对外做功．
根据热力学第一定律知道气体内能减小．
该题考查热力学第一定律 的物理意义，这是高考的重点内容．
8.【答案】D;
【解析】解：、热量是过程量，只有在涉及能量的转移时才有意义，不能说物体具有多少热量，故、错误；
、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，且热量总是从高温物体传向低温物体，故错误，正确。
故选：。
热量是热传递过程中所传递内能的多少；内能是物体内部所有分子无规则运动的动能和分子势能的和；热量总是从高温物体传向低温物体。
此题主要考查温度、热量和内能之间的关系，要求学生对概念有清楚明确的认识，难度较低。
9.【答案】A;
【解析】解：、做功和传热在改变物体内能上是等效的，但它们的本质不同，做功是其他形式的能和内能之间的转化，而传热是不同物体或一个物体的不同部分之间内能的转移，故正确，错误；
、外界对物体做了多少功，就有多少能量发生了转化，但如果物体同时向外散热，并且散出的热量和外界做功大小相等，则物体内能不发生改变，故错误；
、传热的条件是存在温度差，而不是存在内能差，故错误。
故选：。
明确做功和热传递均可以改变物体的内能，明确热力学第一定律的基本内容，知道二者在改变内能上是等效的，但本质不同；知道热传递的条件是存在温度差，和物体的内能无关。
此题主要考查对做功与热传递与内能改变关系的理解，要求明确热力学第一定律，知道内能的改变取决于做功和热传递的之和。
10.【答案】BDE;
【解析】解：A、物体的内能与质量、温度、状态等物理量有关，A错误；
B、一定质量的气体体积增大对外做功，升高温度内能增加，由热力学第一定律知必须吸收热量，B正确；
C、布朗运动是固体颗粒的运动，间接反映了液体分子的无规则运动，C错误；
D、在一定温度下，饱和汽的分子数密度是一定的，饱和汽的压强也是一定的，D正确；
E、农民在干旱天气里锄松土壤是为了破坏土壤中的毛细管，防止水分快速蒸发，E正确；
故选：BDE
11.【答案】CD;
【解析】解：温度是分子平均动能的标志，温度相同，分子的平均动能相同，与分子质量无关，两部分气体温度相同，故分子的平均动能相同，故错误；
松开固定栓至系统达到平衡过程中，先是氢气对氧气做功，内能减少，氧气内能增加，温度升高．由于存在温度差，发生热传递，最后两者温度相同，故氧气内能又减小，等于初始值，所以两种气体的内能与初始时相同．故错误，正确；
故选
理想气体的内能只与温度有关，则由温度的变化可知内能的变化；由热力学第一定律可知两部分气体间热量的传递方向．
本题要注意理想气体分子间距离较大，故不计分子势能，分子内能只与温度有关，温度相同，则内能及分子的平均动能均相同．
12.【答案】ABC;
【解析】解：、由图示图象可知，过程气体体积不变而压强增大，由一定质量的理想气体状态方程可知，气体温度升高，气体内能增大，，气体体积不变，外界对气体不做功，由热力学第一定律可知：，气体始终从外界吸收热量，故正确；
、由图示图象可知，过程气体压强不变而体积减小，由一定质量的理想气体状态方程可知，气体温度降低，气体内能减小，，气体体积减小，外界对气体做功，，由热力学第一定律可知：，气体始终向外界放出热量，故正确；
、由图示图象可知，过程气体压强与体积的乘积先增大后减小，由一定质量的理想气体状态方程可知，气体温度先升高后降低，故正确；
、由图像可知，过程中，气体对体积减小，外界对气体做功，故错误；
故选：。
一定量的理想气体内能由温度决定，温度升高内能增大，温度降低内能减小；气体体积变大，气体对外做功，气体体积减小，外界对气体做功；根据图示图象分析清楚气体状态变化过程，应用一定质量的理想气体状态方程与热力学第一定律分析答题。
此题主要考查了一定质量的理想气体状态方程与热力学第一定律的应用，根据图示图象分析清楚气体状态变化过程是解题的前提，应用一定质量的理想气体状态方程与热力学第一定律即可解题；应用热力学第一定律解题时注意各物理量正负号的含义。
13.【答案】二次 ; 可再生 ;
【解析】解：二次能源是经一次能源间接制取的能源，故电能属于二次能源；
而太阳能可重复利用，故为可再生能源；
故答案为：二次；可再生。
明确能源的分类方法，知道一次能源是从自然界取得未经改变或转变而直接利用的能源。如原煤、原油、天然气、水能、太阳能、风能、海洋能、潮汐能、地热能、天然铀矿等，均为一次能源；、二次能源是一次能源经过加工或转换成为其他形式的能源产品；同时了解哪些能源为可再生能源，哪些为不可再生能源。
此题主要考查对能源的认识，要注意掌握不同分类方法下相同能源可以有不同的名称，要注意它们对应的意义。
14.【答案】利用能量的过程中有能量耗散（或者能源的品质不断降低）;
【解析】解：能量虽然守恒，但在利用能量的过程中有能量耗散，耗散的能量不可再利用，符合自然界中一切与热现象有关的宏观过程都有方向性，是不可逆的；
能源利用后能源的品质不断降低．
故答案为：利用能量的过程中有能量耗散或者能源的品质不断降低
自然界的能量是守恒的，能量可以相互转换，且转换过程中能量总和保持不变，但在利用能量的过程中有能量耗散，耗散的能量不可再 利用．
此题主要考查了能源的开发和利用，能量虽然守恒，但是有些能量被耗散了，所以我们要积极开发新能源，节约资源．
15.【答案】大于; 小于;
【解析】解：由理想气体状态方程得：，根据图象可知是等容变化，在状态和状态分子数密度相同，在状态气体压强大于状态气体压强，则，而气体压强与气体分子在单位时间内撞击容器壁上单位面积的次数和分子碰撞力有关，则；
气体在过程中放出的热量为，在过程中吸收的热量为，到过程中气体对外做的功为，则从到到过程中，根据热力学第一定律可得：，解得：，所以气体在过程中放出的热量小于在过程中吸收的热量。
故答案为：大于；小于。
单位时间内气体分子对器壁单位面积上的压力是气体的压强，根据图示图线求出各状态气体的压强与体积，分析温度的变化确定碰撞次数；根据热力学第一定律分析吸收或放出热量多少。
该题考查了理想气体状态方程的应用，根据题意分析清楚图示气体状态变化过程求出各状态气体状态参量是解题的前提，知道理想气体内能变化与哪些因素有关。
16.【答案】1500 2;
【解析】解：做功和传热在改变物体内能上是等效的，因此如用传热的方式，也使物体温度升高，物体应吸收的热量。如对物体做功，温度升高，则物体温度改变，需要外界做功或吸收热量，因此物体放出的热量，物体的温度降低。
故答案为：；。
明确热力学第一定律的内容，知道做功和热传递在改变物体上的内能上是等效的；而物体改变相同温度所需要的能量也是相同的。
本题综合考查了功与内能的改变，热与内能的改变。在绝热过程中，功是内能变化的量度；在单纯传热的过程中，热量是内能改变的量度。同一物体，改变相同的温度所需要的能量是相同的。