高中物理人教版 (2019)选择性必修 第三册第三章 热力学定律1 功、热和内能的改变精品同步达标检测题

这是一份高中物理人教版 (2019)选择性必修 第三册第三章 热力学定律1 功、热和内能的改变精品同步达标检测题，共8页。试卷主要包含了焦耳的实验，功与内能的改变，热与内能的改变等内容，欢迎下载使用。

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．
改变内能的两种方式的比较
（2023•慈溪市校级开学）在一个真空的钟罩中，用不导热的细线悬吊一个铁块，中午时铁块的温度是28℃，晚上铁块的温度是23℃。铁块的内能（ ）
A．变大B．变小C．不变D．无法判断
【解答】解：因为物体的内能与温度、体积有关，当铁块的温度降低时，铁块的体积变化很小，所以其内能随温度降低而减小，故ACD错误，B正确。
故选：B。
（2023•和平区模拟）关于热现象，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大，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
【解答】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′，且T＝（t+273）K，
T′＝（2t+273）K，所以T′不等于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错误；
C．做功和热传递都可以改变内能，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，所以分子间距离越大，分子势能不一定越大，分子间距离越小，分子势能也不一定越小，故D错误。
故选：C。
（2022春•东昌府区校级期中）下列说法正确的是（ ）
A．单晶体有确定的熔点，而多晶体没有确定的熔点
B．布朗运动是分子热运动，而扩散现象不是分子热运动
C．做功和热传递都可以改变物体的内能，但同时做功和热传递，内能不一定发生变化
D．叶面上的小露珠呈球形是由于液体表面分子引力小于分子斥力
【解答】解：A、单晶体与多晶体都有确定的熔点，故A错误；
B、布朗运动是固体小颗粒的无规则运动，不是分子热运动，扩散现象是分子热运动，故B错误；
C、做功和热传递都可以改变物体的内能，但同时做功和热传递，如果做的功与传递的热量相等，内能不一定发生变化，故C正确；
D、叶面上的小露珠呈球形是由于液体表面分子引力大于斥力，分子力表现为引力造成的，故D错误。
故选：C。
（2022•雨花区校级开学）关于温度、内能和热量，下列说法正确的是（ ）
A．把零下10℃的冰块放在0℃的冰箱保鲜室中，一段时间后，冰块的内能会增加
B．在汽油机的压缩冲缩中，内能转化为机械能
C．用锯条锯木板，锯条的温度升高，是由于锯条从木板吸收了热量
D．我们不敢大口喝热气腾腾的汤，是因为汤含有的热量较多
【解答】解：A.把零下10C的冰块放在0C冰箱保鲜室中，一段时间，冰块从冰箱中吸收热量，内能一定会增加，故A正确；
B.在汽油机的压缩冲程中，是将机械能转化为内能，故B错误；
C.用锯条锯木板，锯条的温度升高，是通过做功的方式增加了锯条和木板的内能，故C错误；
D.我们不敢大口喝热气腾腾的汤，是因为汤的温度高，热量是一个过程量，不能说含有，故D错误。
故选：A。
（多选）（2022秋•济南月考）如图所示是学习“内能与热机”曾做过的一个演示实验。这个实验（ ）
A．说明做功改变物体的内能
B．说明可用内能来对外做功
C．过程中内能转化为机械能
D．反映了热机的工作原理
【解答】解：A、图中水蒸气对软木塞做功，说明内能可用来对外做功，故A错误；
B、图示的实验中，软木塞被顶起，蒸汽对木塞做功，说明可以利用蒸汽的内能来做功，故B正确；
C、图中软木塞被蒸汽顶起，内能转化为机械能，故C正确；
D、热机就是把内能转化成机械能的装置，此图反应了热机的工作原理，故D正确.
故选：BCD。
（多选）（2022秋•济南月考）关于各事例中能量转化和转移的分析，下列说法正确的是（ ）
A．太阳能热水器工作时，太阳能转化为内能
B．燃料燃烧放热的过程，化学能转化为内能
C．用冷水冷却汽车发动机，内能发生了转移
D．给电动车蓄电池充电时，电能发生了转移
【解答】解：A、太阳能热水器工作时，太阳能转化为水的内能，故A正确；
B、燃料燃烧放热的过程，燃料的化学能转化为内能，故B正确；
C、用冷水冷却汽车发动机，冷水吸热，发动机放热，内能发生了转移，故B正确；
D、给电动车蓄电池充电时，把电能转化为化学能储存起来，不是电能发生了转移，故D错误；
故选：ABC。
（2021秋•徐汇区校级期中）下列各事例中是通过热传递改变物体内能的是（ ）
A．车床上车刀切削工件后发热
B．用肥皂水淋车刀后车刀降温
C．擦火柴时火柴头温度升高
D．搓搓手就会觉得手发热
【解答】解：A、车床上车刀切削工件后发热是通过摩擦将机械能转化为内能，属于做功改变物体的内能，故A错误；
B、用肥皂水淋车刀后车刀降温是因为车刀上的内能转移到肥皂水中，属于热传递，故B正确；
C、擦火柴时火柴头温度升高是通过摩擦将机械能转化为内能，属于做功改变物体的内能，故C错误；
D、搓搓手就会觉得手发热是通过摩擦将机械能转化为内能，属于做功改变物体的内能，故D错误。
故选：B。
（2021秋•静海区校级月考）高温物体甲和低温物体乙发生热传递，最后达到热平衡，这个过程的实质是（ ）
A．甲把内能传给乙，最后甲、乙两者温度相等
B．甲把内能传给乙，最后甲、乙两者内能相等
C．甲把温度传给乙，最后甲、乙两者温度相等
D．甲把温度传给乙，最后甲、乙两者内能相等
【解答】解：CD、温度微观上是分子平均动能的标志，温度的高低只能代表分子平均动能的大小，不能传递，故CD错误；
AB、内能只能从高温物体传向低温物体，最后达到热平衡也就是温度相同，另外内能大小还与物体的质量有关，质量未知所以无法确定甲乙的内能是否相同，故A正确、B错误；
故选：A。
（2021秋•金山区校级期中）下述改变物体内能的方法中，属于做功的是（ ）
A．冷的物体接触热的物体后变热
B．物体在火炉旁被烤热
C．电流通过灯丝使灯丝发热
D．热的物体放在通风地方凉下来
【解答】解：A、冷的物体接触热的物体后变热，内能从热物体转移到冷物体，属于热传递，故A错误；
B、物体在火炉旁被烤热，属于热传递，故B错误；
C、电流通过灯丝使灯丝发热，是通过电流做功引起的，故C正确；
D、热的物体放在通风地方凉下来，属于热传导中的热对流，故D错误；
故选：C。
（2021秋•丰城市校级期中）如图所示，热熔钻工艺是在金属薄板上一次加工出孔的技术。钻头与薄板接触时，钻头高速旋转，与薄板剧烈摩擦，将 能转化为内能，使钻头附近的金属迅速升温熔化，从而钻出一个孔。这是通过 的方式改变了物体的内能。
【解答】解：当钻头与薄板相互摩擦时，要克服摩擦做功，此过程中将机械能转化为内能，两者的内能都会增大，温度急剧升高，这是通过做功的方式改变了物体的内能。
故答案为：机械，做功。
（多选）（2021秋•夏河县校级月考）关于分子动理论和物体内能的理解，下列说法正确的是（ ）
A．理想气体放出热量，其分子的平均动能可能不变
B．当分子间的作用力表现为斥力时，若减小分子间的距离，则分子间的作用力一定增大
C．悬浮在水中的花粉的布朗运动就是花粉分子的无规则运动
D．分子势能一定随着分子间的距离的减小而减小
E．一定质量的理想气体，在压强不变时，分子每秒对器壁单位面积平均碰撞次数随着温度降低而增加
【解答】解：A、理想气体放出热量，若外界对气体做功，理想气体的内能可能不变，其温度不变，则分子的平均动能可能不变，故A正确；
B、根据分子力与分子间距离的关系，可知若两分子间的作用力表现为斥力，若减小分子间的距离，则分子间的作用力一定增大，故B正确；
C、花粉是由大量分子组成的，所以花粉的布朗运动不是花粉分子的无规则运动，而是大量花粉分子集体做的无规则运动，故C错误；
D、若分子力表现斥力，则分子势能一定随着分子间的距离的减小而增大，故D错误；
E、一定质量的理想气体，在压强不变时，温度降低，分子的平均速率减小，则分子对器壁的平均碰撞力减小，所以分子每秒对器壁单位面积平均碰撞次数增加，故E正确。
故选：ABE。
（2021秋•长沙县校级月考）已知晚上空气柱的长度l＝19cm，晚上的温度为12℃，气体长度比中午缩短了Δl＝1cm，若当地的大气压强p0＝1×105Pa保持不变，饮料管的横截面积S＝5×10﹣5m2。饮料管粗细均匀，且不变形。求：
（1）中午的温度t'；
（2）饮料管中封闭的空气柱缩短的过程中，外界对饮料管内空气做的功W。
【解答】解：（1）根据题意可知压强不变，根据理想气体变化方程有：，代入数据解得：t′＝27℃；
（2）根据做功公式有；W＝P0SΔL，代入数据解得；W＝5×10﹣2J
答：（1）中午的温度为27℃；
（2）饮料管中封闭的空气柱缩短的过程中，外界对饮料管内空气做的功为5×10﹣2J。
比较项目
做功
热传递
内能变化
外界对物体做功，物体的内能增加；物体对外界做功，物体的内能减少
物体吸收热量，内能增加；物体放出热量，内能减少
物理实质
其他形式的能与内能之间的转化
不同物体间或同一物体不同部分之间内能的转移
相互联系
做一定量的功和传递相同量的热量在改变内能的效果上是相同的