第三章　1. 基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)練一、選擇題1．對(duì)于熱量、功、內(nèi)能三個(gè)物理量，下列各種說法中正確的是( D )A．熱量、功、內(nèi)能的物理意義等同B．熱量、功都可以作為物體內(nèi)能的量度C．熱量、功、內(nèi)能的單位不相同D．熱量和功是由過程決定的，而內(nèi)能是由物體狀態(tài)決定的解析： 物體的內(nèi)能是物體的所有分子動(dòng)能和分子勢(shì)能的總和，而要改變物體的內(nèi)能，可以通過做功和熱傳遞兩種方式，這三者的物理意義不同，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤；熱量是熱傳遞過程中，物體內(nèi)能的變化量，而不是內(nèi)能的量度，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤；熱量、功、內(nèi)能三者的單位一樣，都是焦耳(J)，故C項(xiàng)錯(cuò)誤；熱量和功是量度物體內(nèi)能的轉(zhuǎn)移或轉(zhuǎn)化的，而物體的內(nèi)能是由物體本身所處的狀態(tài)，即溫度、體積、摩爾數(shù)決定的，故選項(xiàng)D正確。2．(多選)(2023·武漢二中月考)關(guān)于內(nèi)能和機(jī)械能，下列說法中正確的是( CD )A．機(jī)械能很大的物體，其內(nèi)能一定很大B．物體內(nèi)能損失時(shí)，機(jī)械能必然會(huì)減少C．物體機(jī)械能損失時(shí)，內(nèi)能可能會(huì)增加D．物體機(jī)械能為零時(shí)，內(nèi)能不會(huì)為零解析： 內(nèi)能大小和機(jī)械能大小沒有必然關(guān)系，選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤；內(nèi)能與機(jī)械能、電能、化學(xué)能、光能等能量在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)化，損失的機(jī)械能可能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，選項(xiàng)C正確；機(jī)械能可以為零，內(nèi)能一定不為零，因?yàn)榉肿釉谟啦煌Ｏ⒌剡\(yùn)動(dòng)著，選項(xiàng)D正確。3. (多選)(2023·山東省濟(jì)南市部分重點(diǎn)中學(xué)高二檢測(cè))如圖所示，絕熱的容器內(nèi)密閉一定質(zhì)量的理想氣體(不考慮分子間的作用力)，用電阻絲緩慢對(duì)其加熱時(shí)，絕熱活塞無摩擦地上升，下列說法正確的是( AD )A．單位時(shí)間內(nèi)氣體分子對(duì)活塞碰撞的次數(shù)減少B．電流對(duì)氣體做功，氣體對(duì)外做功，氣體內(nèi)能可能減少C．電流對(duì)氣體做功，氣體又對(duì)外做功，其內(nèi)能可能不變D．電流對(duì)氣體做的功一定大于氣體對(duì)外做的功解析： 由題意知，氣體壓強(qiáng)不變，活塞上升，體積增大，由理想氣體狀態(tài)方程知，氣體溫度升高，內(nèi)能一定增加，電流對(duì)氣體做的功一定大于氣體對(duì)外做的功，B、C錯(cuò)誤，D正確；由氣體壓強(qiáng)的微觀解釋知，溫度升高，氣體分子對(duì)活塞的沖力增大，而壓強(qiáng)不變，因此單位時(shí)間內(nèi)氣體分子對(duì)活塞的碰撞次數(shù)減少，A正確。4．絕熱過程中，外界壓縮氣體，對(duì)氣體做功20 J，下列說法正確的是( A )A．氣體內(nèi)能一定增加20 JB．氣體內(nèi)能增加量必定小于20 JC．氣體內(nèi)能增加量可能小于20 JD．氣體內(nèi)能可能不變解析： 絕熱過程中，做功的過程就是能量轉(zhuǎn)化的過程，做了多少功，內(nèi)能就變化多少，故外界對(duì)氣體做功20 J，氣體內(nèi)能一定增加20 J，A正確。5. (多選)如圖所示，絕熱氣缸中間用固定栓將可無摩擦移動(dòng)的導(dǎo)熱隔板固定，隔板質(zhì)量不計(jì)，左右兩室分別充有一定量的氫氣和氧氣(視為理想氣體)。初始時(shí)，兩室氣體的溫度相等，氫氣的壓強(qiáng)大于氧氣的壓強(qiáng)，松開固定栓直至系統(tǒng)重新達(dá)到平衡，下列說法正確的是( CD )A．初始時(shí)氫氣分子的平均動(dòng)能大于氧氣分子的平均動(dòng)能B．系統(tǒng)重新達(dá)到平衡時(shí)，氫氣的內(nèi)能比初始時(shí)的小C．松開固定栓直至系統(tǒng)重新達(dá)到平衡的過程中，有熱量從氧氣傳遞到氫氣D．松開固定栓直至系統(tǒng)重新達(dá)到平衡的過程中，氧氣的內(nèi)能先增大后減小解析： 溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，溫度相同，分子的平均動(dòng)能相同，與分子質(zhì)量無關(guān)。初始時(shí)，兩部分氣體溫度相同，故分子的平均動(dòng)能相同，A錯(cuò)誤；從松開固定栓至系統(tǒng)重新達(dá)到平衡的過程中，先是氫氣對(duì)氧氣做功，氫氣內(nèi)能減少、溫度降低，氧氣內(nèi)能增加、溫度升高，由于存在溫度差，故會(huì)發(fā)生熱傳遞，最后兩者溫度相同，氧氣內(nèi)能又減小，整個(gè)過程為絕熱過程，氣缸內(nèi)氣體內(nèi)能不變，等于初始值，所以兩種氣體的內(nèi)能與初始時(shí)相同，B錯(cuò)誤，C、D正確。6．(多選)下列關(guān)于系統(tǒng)的內(nèi)能的說法正確的是( AB )A．系統(tǒng)的內(nèi)能是由系統(tǒng)的狀態(tài)決定的B．分子動(dòng)理論中引入的系統(tǒng)內(nèi)能和熱力學(xué)中引入的系統(tǒng)內(nèi)能是一致的C．做功可以改變系統(tǒng)的內(nèi)能，但單純地對(duì)系統(tǒng)傳熱不能改變系統(tǒng)的內(nèi)能D．氣體在大氣中做絕熱膨脹時(shí)做了功，但氣體的內(nèi)能不變解析： 系統(tǒng)的內(nèi)能是一個(gè)只依賴于系統(tǒng)自身狀態(tài)的物理量，由系統(tǒng)的狀態(tài)決定，選項(xiàng)A正確。因?yàn)閮?nèi)能是由系統(tǒng)的狀態(tài)決定的，所以分子動(dòng)理論中引入的內(nèi)能和熱力學(xué)中引入的內(nèi)能是一致的，選項(xiàng) B正確。做功和熱傳遞都可以改變系統(tǒng)的內(nèi)能，選項(xiàng)C錯(cuò)誤。氣體在大氣中做絕熱膨脹時(shí)對(duì)外界做了功，且與外界沒有熱交換，所以系統(tǒng)的內(nèi)能要減少，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤。7．(2023·河南周口期中)關(guān)于物體內(nèi)能的變化，下列說法正確的是( A )A．物體吸收了熱量，它的內(nèi)能可以減小B．物體的機(jī)械能變化時(shí)，它的內(nèi)能也一定隨著變化C．外界對(duì)物體做功，它的內(nèi)能一定增加D．物體既吸收熱量，又對(duì)外界做功，它的內(nèi)能一定不變解析： 物體內(nèi)能的變化與外界對(duì)物體做功(或物體對(duì)外界做功)、物體從外界吸熱(或向外界放熱)兩種因素有關(guān)，受兩者共同影響，物體的內(nèi)能可能保持不變，也可能減小，還可能增加，具體如何變化取決于做功和吸熱的具體數(shù)值，故A正確，C、D錯(cuò)誤；物體的內(nèi)能與物體的體積、溫度等因素有關(guān)，物體的機(jī)械能變化時(shí)，其體積和溫度可能不變，則其內(nèi)能可能不變，故B錯(cuò)誤。二、非選擇題8. 如圖所示，一個(gè)質(zhì)量為20 kg的絕熱氣缸豎直放置，絕熱活塞的質(zhì)量為5 kg，面積為0.1 m2，處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)被封閉氣體的高度為50 cm，現(xiàn)在活塞上方加一15 kg的物體，待穩(wěn)定后，被封閉氣體的高度變?yōu)?0 cm。求在這一過程中氣體的內(nèi)能增加了多少？(p0＝1.01×105 Pa，g取10 m/s2)答案：1 030  J解析：由于氣缸及活塞均絕熱，故外界對(duì)氣體所做的功等于氣體增加的內(nèi)能，即ΔU＝W外＝(m活塞＋m物體)gΔh＋p0SΔh＝(5＋15)×10×0.1  J＋1.01×105×0.1×0.1  J＝1 030  J。能力提升練一、選擇題1．關(guān)于圖所示的實(shí)驗(yàn)，下列說法正確的是( D )A．圖甲，迅速下壓活塞，棉花會(huì)燃燒起來，說明熱傳遞可以使物體的溫度升高B．圖乙，重物下落帶動(dòng)葉片轉(zhuǎn)動(dòng)，由于葉片向水傳遞熱量而使水的溫度升高C．圖丙，降落的重物使發(fā)電機(jī)發(fā)電，電流對(duì)液體做功使液體的溫度升高D．由以上實(shí)驗(yàn)可知，外界對(duì)系統(tǒng)做功可以使系統(tǒng)的內(nèi)能增加解析： 題圖甲中迅速下壓活塞，棉花會(huì)燃燒起來，說明做功可以改變氣體的內(nèi)能，進(jìn)而使溫度升高，A錯(cuò)誤；題圖乙中重物下落帶動(dòng)葉片轉(zhuǎn)動(dòng)攪拌容器中的水，水由于摩擦生熱而溫度上升，B錯(cuò)誤；題圖丙中降落的重物使發(fā)電機(jī)發(fā)電，電流通過電阻絲放熱使液體升溫，C錯(cuò)誤；題圖所示的三個(gè)實(shí)驗(yàn)本質(zhì)上均是外界對(duì)系統(tǒng)做功而使系統(tǒng)的內(nèi)能增加，D正確。2．下列說法正確的是( B )A．若兩物體接觸但沒有傳熱，則兩物體所包含的熱量相等B．做功和傳熱的共同點(diǎn)是都能使系統(tǒng)內(nèi)能發(fā)生改變C．一物體經(jīng)過幾個(gè)不同的物理過程，其溫度均從t1升高到t2，則在這些過程中物體一定從外界吸收了相同的熱量D．高溫物體內(nèi)能多，低溫物體內(nèi)能少解析： 熱量是用來衡量熱傳遞過程中內(nèi)能變化多少的物理量，只有在熱傳遞過程中才能談熱量，A錯(cuò)誤；做功和傳熱都是改變物體內(nèi)能的方式，B正確；物體溫度從t1升高到t2，內(nèi)能的改變可能是由于吸收了熱量，也可能是外界對(duì)物體做了功，C錯(cuò)誤；物體的內(nèi)能與物質(zhì)的量、溫度、體積等有關(guān)，高溫物體內(nèi)能不一定大，低溫物體內(nèi)能不一定小，D錯(cuò)誤。3．(多選)天然氣水合物是20世紀(jì)科學(xué)考察中發(fā)現(xiàn)的一種新的礦產(chǎn)資源。如圖所示，它是水和天然氣在高壓和低溫條件下混合時(shí)產(chǎn)生的一種固態(tài)物質(zhì)，外貌極像冰雪或固體酒精，點(diǎn)火即可燃燒，有“可燃冰”“固體瓦斯”之稱，開采時(shí)只需將固體的“天然氣水合物”升溫減壓就可釋放出大量的甲烷氣體?？扇急男纬蛇^程可簡(jiǎn)化為把甲烷氣體壓縮到低溫的“容器”中，開采時(shí)通過升溫再把甲烷氣體從“容器”中釋放出來，不考慮分子勢(shì)能，以下說法正確的是( BD )A．可燃冰在開采時(shí)氣體對(duì)外做功，內(nèi)能變小B．可燃冰在開采時(shí)氣體對(duì)外做功，又從外界吸熱，內(nèi)能變大C．可燃冰在形成時(shí)外界對(duì)氣體做功，內(nèi)能變大D．可燃冰在形成時(shí)外界對(duì)氣體做功，氣體又對(duì)外放熱，內(nèi)能變小解析： 由題意可知，可燃冰在開采過程中要對(duì)其加熱升溫，氣體溫度升高，體積變大，對(duì)外做功，同時(shí)又從外界吸熱，內(nèi)能變大，故A錯(cuò)誤，B正確；可燃冰的形成條件是低溫高壓，所以形成可燃冰過程中外界對(duì)氣體做功，但氣體溫度降低，對(duì)外放熱，內(nèi)能減少，故C錯(cuò)誤，D正確4. (多選)(2023·高三課時(shí)練習(xí))如圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體密封在絕熱(即與外界不發(fā)生熱交換)容器中，容器內(nèi)裝有一可以活動(dòng)的絕熱活塞，今對(duì)活塞施以一豎直向下的壓力F，使活塞緩慢向下移動(dòng)一段距離后，氣體的體積減小。若忽略活塞與容器壁間的摩擦力，則對(duì)被密封的氣體，下列說法不正確的是( AD )A．溫度升高，壓強(qiáng)增大，內(nèi)能減少B．分子的平均動(dòng)能增加，分子對(duì)器壁的單位面積碰撞的沖力增大C．溫度升高，壓強(qiáng)增大，內(nèi)能增加D．溫度降低，壓強(qiáng)減小，內(nèi)能增加解析： 用壓力F向下壓活塞時(shí)，外界對(duì)氣體做功，因和外界沒有熱交換，可知?dú)怏w的內(nèi)能增加；氣體的溫度升高，氣體分子的平均動(dòng)能增加，分子對(duì)器壁單位面積碰撞的沖力增大；由理想氣體狀態(tài)方程可知，溫度升高、氣體體積減小，故氣體的壓強(qiáng)增大，B、C正確，不符合題意；A、D錯(cuò)誤，故選AD。5．(多選)如圖所示，帶有活塞的氣缸中封閉著一定質(zhì)量的理想氣體(不考慮氣體分子勢(shì)能)，氣缸和活塞均具有良好的絕熱性能。將一個(gè)熱敏電阻置于氣缸中，熱敏電阻(阻值隨溫度升高而減小)與氣缸外的歐姆表連接，氣缸固定不動(dòng)，缸內(nèi)活塞可自由移動(dòng)且不漏氣，活塞下掛一沙桶，沙桶裝滿沙子時(shí)活塞恰好靜止?，F(xiàn)將沙桶底部鉆一小洞，細(xì)沙緩緩漏出，則下列說法正確的是( ACD )A．外界對(duì)氣體做功，氣體的內(nèi)能增大B．氣體對(duì)外界做功，氣體的內(nèi)能減小C．氣體的壓強(qiáng)增大，體積減小D．歐姆表的指針逐漸向右偏轉(zhuǎn)解析： 在細(xì)沙緩慢漏出的過程中，沙桶對(duì)活塞向下的拉力減小，活塞在大氣壓的作用下，向上運(yùn)動(dòng)，氣體體積減小，壓強(qiáng)增大，外界對(duì)氣體做功，氣體的內(nèi)能增加，溫度升高。由于熱敏電阻阻值隨溫度的升高而減小，所以歐姆表示數(shù)減小，指針右偏。二、非選擇題6．(2023·上海嘉定高三測(cè)試)如圖所示，將半徑為R的自行車輪架空，原地轉(zhuǎn)動(dòng)起來后測(cè)試制動(dòng)。當(dāng)制動(dòng)片以大小為N的力壓在車輪上，車輪轉(zhuǎn)過圓心角θ后停止。這一過程機(jī)械能轉(zhuǎn)化為何種形式的能？若知道制動(dòng)片和車輪之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ，可估算車輪在剎車前的動(dòng)能是多少？答案：內(nèi)能　μθRN解析：當(dāng)制動(dòng)片制動(dòng)時(shí)，車輪要克服摩擦力做功，把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。車輪轉(zhuǎn)過的弧長s＝θR，由動(dòng)能定理得－μN(yùn)s＝0－Ek，解得Ek＝μθRN。

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高中物理人教版 (2019)選擇性必修 第三冊(cè)電子課本

1 功、熱和內(nèi)能的改變

版本： 人教版 (2019)

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