人教版高中物理舉一反三-選擇性必修三專題3.1 功、熱和內(nèi)能的改變（原卷版）

專題3.1功、熱和內(nèi)能的改變【人教版】TOC\o"1-3"\t"正文,1"\h【題型1真空膨脹問題】 【題型2功與內(nèi)能的改變】 【題型3熱與內(nèi)能的改變】 【題型4聯(lián)系實際】 【題型5綜合問題】 【題型6對比問題】 【題型1真空膨脹問題】【例1】如圖，用隔板將一絕熱汽缸分成兩部分，隔板左側(cè)充有理想氣體，隔板右側(cè)與絕熱活塞之間是真空。現(xiàn)將隔板抽開，氣體會自發(fā)擴散至整個汽缸。待氣體達到穩(wěn)定后，緩慢推壓活塞，將氣體壓回到原來的體積。假設(shè)整個系統(tǒng)不漏氣。下列說法不正確的是()A．氣體自發(fā)擴散前后內(nèi)能相同B．氣體在被壓縮的過程中內(nèi)能增大C．在自發(fā)擴散過程中，氣體對外界做功D．氣體在被壓縮的過程中，外界對氣體做功【變式1-1】如圖所示，密閉導(dǎo)熱容器A、B的體積均為V0，A、B浸在盛水容器中，達到熱平衡后，A中壓強為p0，溫度為T0，B內(nèi)為真空，將A中的氣體視為理想氣體。打開活栓C，A中部分氣體進入B。①若再次達到平衡時，水溫未發(fā)生變化，求此時氣體的壓強；②若密閉氣體的內(nèi)能與溫度的關(guān)系為ΔU＝k(T2－T1)(k為大于0的已知常量，T1、T2分別為氣體始末狀態(tài)的溫度)，在①所述狀態(tài)的基礎(chǔ)上，將水溫升至1.2T0，重新達到平衡時，求氣體的壓強及所吸收的熱量?！咀兪?-2】(多選)如圖，用隔板將一絕熱汽缸分成兩部分，隔板左側(cè)充有理想氣體，隔板右側(cè)與絕熱活塞之間是真空。現(xiàn)將隔板抽開，氣體會自發(fā)擴散至整個汽缸。待氣體達到穩(wěn)定后，緩慢推壓活塞，將氣體壓回到原來的體積。假設(shè)整個系統(tǒng)不漏氣。下列說法正確的是()A.氣體自發(fā)擴散前后內(nèi)能相同B.氣體在被壓縮的過程中內(nèi)能增大C.在自發(fā)擴散過程中，氣體對外界做功D.氣體在被壓縮的過程中，外界對氣體做功E.氣體在被壓縮的過程中，氣體分子的平均動能不變【變式1-3】（多選）如圖，一絕熱容器被隔板K隔開成a、b兩部分．已知a內(nèi)有一定量的稀薄氣體，b內(nèi)為真空．抽開隔板K后，a內(nèi)氣體進入b，最終達到平衡狀態(tài)．在此過程中()B．氣體不做功，內(nèi)能不變C．氣體壓強變小，溫度降低D．氣體壓強變小，溫度不變【題型2功與內(nèi)能的改變】【例2】(多選)早些年小孩子常用舊圓珠筆芯做一種玩具，鐵絲的一端纏繞棉花，用水打濕后從一端塞入筆芯內(nèi)，將筆芯的另一端用力在馬鈴薯上觸一下拔出來，然后用力快速推鐵絲，馬鈴薯小塊高速飛出，能打出十幾米遠。下列說法正確的是()A．在推鐵絲而馬鈴薯小塊未飛出的過程中，筆芯內(nèi)密封的氣體的溫度升高B．在推鐵絲而馬鈴薯小塊未飛出的過程中，氣體對外做功C．馬鈴薯小塊高速飛出的動能來自氣體內(nèi)能D．馬鈴薯小塊高速飛出時外界對筆芯內(nèi)氣體做功【變式2-1】如圖是某同學(xué)利用汽缸設(shè)計的汽車加速度傳感器示意圖，將汽缸水平固定在汽車上且開口向后，內(nèi)壁光滑，用活塞封閉一定質(zhì)量氣體，通過活塞的移動判斷汽車加速和減速的情況。若汽缸和活塞均絕熱，汽車由勻速變?yōu)榧铀偾斑M，汽缸內(nèi)氣體()A．單位體積內(nèi)的分子數(shù)變多B．分子的平均動能變大C．單位時間分子撞擊活塞的次數(shù)減少D．內(nèi)能變大【變式2-2】某容器中的空氣被光滑活塞封住，容器和活塞絕熱性能良好，空氣可視為理想氣體。初始時容器中空氣的溫度與外界相同，壓強大于外界?，F(xiàn)使活塞緩慢移動，直至容器中的空氣壓強與外界相同。此時，容器中空氣的溫度________(填“高于”“低于”或“等于”)外界溫度，容器中空氣的密度________(填“大于”“小于”或“等于”)外界空氣的密度?！咀兪?-3】(多選)如圖所示，汽缸放置在水平地面上，質(zhì)量為m的活塞將汽缸分成甲、乙兩氣室，兩氣室中均充有氣體，汽缸、活塞是絕熱的且不漏氣。開始時活塞被銷釘固定，現(xiàn)將銷釘拔掉(仍不漏氣)，活塞最終靜止在距原位置下方h處，設(shè)活塞移動前后甲氣室內(nèi)氣體內(nèi)能的變化量為ΔU，不計氣體重心改變的影響，下列說法正確的是()A．ΔU<mghB．ΔU>mghC．甲氣室內(nèi)氣體溫度升高，乙氣室內(nèi)氣體溫度降低D．乙氣室內(nèi)氣體內(nèi)能的減少量等于甲氣室內(nèi)氣體內(nèi)能的增加量【題型3熱與內(nèi)能的改變】【例3】重慶出租車常以天然氣作為燃料，加氣站儲氣罐中天然氣的溫度隨氣溫升高的過程中，若儲氣罐內(nèi)氣體體積及質(zhì)量均不變，則罐內(nèi)氣體(可視為理想氣體)()A．壓強增大，內(nèi)能減小B．吸收熱量，內(nèi)能增大C．壓強減小，分子平均動能增大D．對外做功，分子平均動能減小【變式3-1】(多選)下列關(guān)于熱傳遞的說法正確的是()A．熱量是從含熱量較多的物體傳到含熱量較少的物體B．熱量是從溫度較高的物體傳到溫度較低的物體C．熱量是從內(nèi)能較多的物體傳到內(nèi)能較少的物體D．熱量是熱傳遞過程中物體內(nèi)能變化的量度【變式3-2】下列說法中正確的是()A．物體吸熱后溫度一定升高B．晶體熔化時吸收的熱量大于其凝固時放出的熱量C．0℃的冰熔化為0℃的水的過程中內(nèi)能不變D．100℃的水變?yōu)?00℃的水蒸氣的過程中內(nèi)能增大【變式3-3】在以下事例中，通過熱傳遞的方式來改變物體內(nèi)能的是()A．兩小球碰撞后粘合起來，同時溫度升高B．冬天暖氣為房間供暖C．點燃的爆竹在空中爆炸D．汽車的車輪與地面相互摩擦發(fā)熱【題型4聯(lián)系實際】【例4】如圖所示，在大口的玻璃瓶內(nèi)裝一些水，水的上方有水蒸氣．然后用一與打氣筒相連的活塞密閉瓶口，并給瓶內(nèi)打氣，當(dāng)打到某一狀態(tài)時，瓶塞會跳起來．當(dāng)瓶塞跳起時，我們會看到瓶內(nèi)出現(xiàn)了“白霧”．對于“白霧”的形成，下列說法正確的是()A．這些“白霧”是當(dāng)瓶塞跳起后外界的水蒸氣在瓶口遇冷形成的小水珠B．這是打氣筒向瓶內(nèi)打進去的水蒸氣C．這是瓶內(nèi)的水向外膨脹形成的水霧D．瓶內(nèi)空氣推動瓶塞做功，空氣的內(nèi)能減小，溫度降低，使水蒸氣液化形成小水滴【變式4-1】(多選)如圖是老式爆米花機，其主要部分是一個可以密封的鋼筒．用它來加工爆米花的方法是：把玉米粒倒入鋼筒內(nèi)并用密封蓋密封，然后不斷加熱，當(dāng)鋼筒被加熱到一定程度后迅速打開封蓋，玉米粒就會膨脹炸開．在對鋼筒加熱的過程中，關(guān)于筒內(nèi)氣體，下列說法正確的是()A．氣體的內(nèi)能不變B．鋼筒內(nèi)的氣體溫度升高，壓強變大C．鋼筒內(nèi)單位體積內(nèi)氣體分子的數(shù)目變小D．鋼筒壁單位面積受到氣體分子的撞擊力變大【變式4-2】如圖是壓力保溫瓶的結(jié)構(gòu)簡圖，活塞a與液面之間密閉了一定質(zhì)量的氣體。假設(shè)封閉氣體為理想氣體且與外界沒有熱交換，則向下壓a的過程中，瓶內(nèi)氣體()A．內(nèi)能增大B．體積增大C．壓強不變D．溫度不變【變式4-3】（多選）用密封性好、充滿氣體的塑料袋包裹易碎品，如圖所示，充氣袋四周被擠壓時，假設(shè)袋內(nèi)氣體與外界無熱交換，則袋內(nèi)氣體()A．體積減小，內(nèi)能增大 B．體積減小，壓強減小C．對外界做負(fù)功，內(nèi)能增大 D．對外界做正功，壓強減小【題型5綜合問題】【例5】關(guān)于溫度、熱量、功和內(nèi)能，以下說法正確的是()A．同一物體溫度高時，含有的熱量多B．物體的內(nèi)能越大，含有的熱量就越多，溫度也越高C．外界對系統(tǒng)做功W，內(nèi)能必定增加D．兩物體之間發(fā)生熱傳遞的條件是存在溫度差【變式5-1】[多選]對于一定量的氣體，下列說法正確的是()A．氣體的體積指的是該氣體的分子所能到達的空間的體積，而不是該氣體所有分子體積之和B．只要能減弱氣體分子熱運動的劇烈程度，氣體的溫度就可以降低C．在完全失重的情況下，氣體對容器壁的壓強為零D．氣體從外界吸收熱量，其內(nèi)能一定增加E．氣體在等壓膨脹過程中溫度一定升高【變式5-2】下列說法正確的是()A．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B．外界對物體做功，物體的內(nèi)能一定增大C．物體吸收熱量，溫度一定升高D．熱量總是由內(nèi)能大的物體流向內(nèi)能小的物體【變式5-3】關(guān)于溫度和內(nèi)能的理解，下列說法中正確的是().A．溫度是分子平均動能的標(biāo)志，物體溫度升高，則物體每一個分子的動能都增大B．不計分子之間的分子勢能，質(zhì)量和溫度相同的氫氣和氧氣具有相同的內(nèi)能C．1g100水的內(nèi)能小于1g100水蒸氣的內(nèi)能D．做功和熱傳遞對改變物體內(nèi)能是等效的，也就是說做功和熱傳遞的實質(zhì)是相同的【題型6對比問題】【例6】(多選)列車運行的平穩(wěn)性與車廂的振動密切相關(guān)，車廂底部安裝的空氣彈簧可以有效減振，空氣彈簧主要由活塞、汽缸及內(nèi)封的一定質(zhì)量的氣體構(gòu)成。上下乘客及劇烈顛簸均能引起車廂振動，上下乘客時汽缸內(nèi)氣體的體積變化緩慢，氣體與外界有充分的熱交換；劇烈顛簸時汽缸內(nèi)氣體的體積變化較快，氣體與外界來不及熱交換。若汽缸內(nèi)氣體視為理想氣體，在氣體壓縮的過程中()A．上下乘客時，氣體的內(nèi)能不變B．上下乘客時，氣體從外界吸熱C．劇烈顛簸時，外界對氣體做功D．劇烈顛簸時，氣體的溫度不變【變式6-1】如圖所示，A、B是兩個完全相同的球，分別浸沒在水和水銀的同一深度內(nèi)，A、B兩球用同一種材料制成，當(dāng)溫度稍微升高時，球的體積會明顯變大，如果開始水和水銀的溫度相同，且兩液體溫度同時緩慢升高同一值，兩球膨脹后，體積相等，則()A．A球吸收的熱量較多B．B球吸收的熱量較多C．兩球吸收的熱量一樣多D．無法確定【變式6-2】A、B兩裝置均由一支一端封閉、一端開口且?guī)в胁Ａ莸墓軤钊萜骱退y槽組成，除玻璃泡在管上的位置不同外，其他條件都相同．將兩管抽成真空后，開口向下插入水銀槽中(插入過程沒有空氣進入管內(nèi))，水銀柱上升到如圖3所示位置停止．假設(shè)這一過程水銀與外界沒有熱交換，則下列說法中正確的是()A．A中水銀的內(nèi)能增量大于B中水銀的內(nèi)能增量B．B中水銀的內(nèi)能增量大于A中水銀的內(nèi)能增量C．A和B中水銀體積保持不變，故內(nèi)能增量相同D．A和B中水銀溫度始終相同，故內(nèi)能增量相同【變式6-3】如圖所示，水平放置的封閉絕熱汽缸，被一鎖定的絕熱活塞分為體積相等的a、b兩部分。已知a部分氣體為1mol氧氣，b部分氣體為2mol氧氣，兩部分氣體溫度相等，均可視為理想氣體。解除鎖定，活塞滑動一段距離后，兩部分氣體各自再次達到平衡態(tài)時，它們的體積分別為Va、Vb，溫度分別為Ta、Tb。下列說法正確的是()A.Va＞Vb，Ta＞Tb B.Va＞Vb，Ta＜TbC.Va＜Vb，Ta＜Tb D.Va＜Vb，Ta＞Tb

參考答案【題型1真空膨脹問題】【例1】如圖，用隔板將一絕熱汽缸分成兩部分，隔板左側(cè)充有理想氣體，隔板右側(cè)與絕熱活塞之間是真空?，F(xiàn)將隔板抽開，氣體會自發(fā)擴散至整個汽缸。待氣體達到穩(wěn)定后，緩慢推壓活塞，將氣體壓回到原來的體積。假設(shè)整個系統(tǒng)不漏氣。下列說法不正確的是()A．氣體自發(fā)擴散前后內(nèi)能相同B．氣體在被壓縮的過程中內(nèi)能增大C．在自發(fā)擴散過程中，氣體對外界做功D．氣體在被壓縮的過程中，外界對氣體做功解析：選C抽開隔板，氣體自發(fā)擴散過程中，氣體對外界不做功，與外界沒有熱交換，因此氣體的內(nèi)能不變，A正確，C錯誤；氣體在被壓縮的過程中，外界對氣體做功，D正確；由于氣體與外界沒有熱交換，根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知，氣體在被壓縮的過程中內(nèi)能增大，B正確?！咀兪?-1】如圖所示，密閉導(dǎo)熱容器A、B的體積均為V0，A、B浸在盛水容器中，達到熱平衡后，A中壓強為p0，溫度為T0，B內(nèi)為真空，將A中的氣體視為理想氣體。打開活栓C，A中部分氣體進入B。①若再次達到平衡時，水溫未發(fā)生變化，求此時氣體的壓強；②若密閉氣體的內(nèi)能與溫度的關(guān)系為ΔU＝k(T2－T1)(k為大于0的已知常量，T1、T2分別為氣體始末狀態(tài)的溫度)，在①所述狀態(tài)的基礎(chǔ)上，將水溫升至1.2T0，重新達到平衡時，求氣體的壓強及所吸收的熱量。答案①eq\f(1,2)p0②0.6p00.2kT0解析①容器內(nèi)的理想氣體從打開C到再次平衡時，發(fā)生等溫變化，根據(jù)玻意爾耳定律得p0V0＝p·2V0解得此時氣體壓強p＝eq\f(1,2)p0。②升高溫度，理想氣體發(fā)生等容變化，根據(jù)查理定律得eq\f(p,T0)＝eq\f(p′,1.2T0)解得壓強為p′＝1.2p＝0.6p0溫度改變，理想氣體的體積不變，則外界既不對理想氣體做功，理想氣體也不對外界做功，所以W＝0；升高溫度，內(nèi)能增量為ΔU＝k(1.2T0－T0)＝0.2kT0根據(jù)熱力學(xué)第一定律ΔU＝Q＋W可知氣體吸收的熱量為Q＝ΔU＝0.2kT0?！咀兪?-2】(多選)如圖，用隔板將一絕熱汽缸分成兩部分，隔板左側(cè)充有理想氣體，隔板右側(cè)與絕熱活塞之間是真空。現(xiàn)將隔板抽開，氣體會自發(fā)擴散至整個汽缸。待氣體達到穩(wěn)定后，緩慢推壓活塞，將氣體壓回到原來的體積。假設(shè)整個系統(tǒng)不漏氣。下列說法正確的是()A.氣體自發(fā)擴散前后內(nèi)能相同B.氣體在被壓縮的過程中內(nèi)能增大C.在自發(fā)擴散過程中，氣體對外界做功D.氣體在被壓縮的過程中，外界對氣體做功E.氣體在被壓縮的過程中，氣體分子的平均動能不變答案ABD解析因為汽缸、活塞都是絕熱的，隔板右側(cè)是真空，所以理想氣體在自發(fā)擴散的過程中，既不吸熱也不放熱，也不對外界做功。根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知，氣體自發(fā)擴散前后，內(nèi)能不變，選項A正確，C錯誤；氣體被壓縮的過程中，外界對氣體做功，氣體內(nèi)能增大，又因為一定質(zhì)量的理想氣體的內(nèi)能只與溫度有關(guān)，所以氣體溫度升高，分子平均動能增大，選項B、D正確，E錯誤?！咀兪?-3】（多選）如圖，一絕熱容器被隔板K隔開成a、b兩部分．已知a內(nèi)有一定量的稀薄氣體，b內(nèi)為真空．抽開隔板K后，a內(nèi)氣體進入b，最終達到平衡狀態(tài)．在此過程中()B．氣體不做功，內(nèi)能不變C．氣體壓強變小，溫度降低D．氣體壓強變小，溫度不變答案BD解析因b內(nèi)為真空，所以抽開隔板后，a內(nèi)氣體可以“自發(fā)”進入b，氣體不做功．又因容器絕熱，不與外界發(fā)生熱量傳遞，根據(jù)熱力學(xué)第一定律可以判斷其內(nèi)能不變，溫度不變．由理想氣體狀態(tài)方程可知：氣體體積增大，溫度不變，壓強必然變?。C上可判斷B、D項正確．【題型2功與內(nèi)能的改變】【例2】(多選)早些年小孩子常用舊圓珠筆芯做一種玩具，鐵絲的一端纏繞棉花，用水打濕后從一端塞入筆芯內(nèi)，將筆芯的另一端用力在馬鈴薯上觸一下拔出來，然后用力快速推鐵絲，馬鈴薯小塊高速飛出，能打出十幾米遠。下列說法正確的是()A．在推鐵絲而馬鈴薯小塊未飛出的過程中，筆芯內(nèi)密封的氣體的溫度升高B．在推鐵絲而馬鈴薯小塊未飛出的過程中，氣體對外做功C．馬鈴薯小塊高速飛出的動能來自氣體內(nèi)能D．馬鈴薯小塊高速飛出時外界對筆芯內(nèi)氣體做功【解析】在快速推鐵絲而馬鈴薯小塊未飛出的過程中，筆芯內(nèi)密封的氣體經(jīng)歷絕熱壓縮的過程，外界對氣體做功，內(nèi)能增加，故筆芯內(nèi)密封的氣體的溫度升高，故A正確;在推鐵絲而馬鈴薯小塊未飛出的過程中，氣體被壓縮，是外界對氣體做功，故B錯誤;封閉氣體經(jīng)歷絕熱膨脹過程，推出馬鈴薯，對外做功，馬鈴薯小塊高速飛出的動能來自氣體內(nèi)能，故C正確，D錯誤?！敬鸢浮緼C【變式2-1】如圖是某同學(xué)利用汽缸設(shè)計的汽車加速度傳感器示意圖，將汽缸水平固定在汽車上且開口向后，內(nèi)壁光滑，用活塞封閉一定質(zhì)量氣體，通過活塞的移動判斷汽車加速和減速的情況。若汽缸和活塞均絕熱，汽車由勻速變?yōu)榧铀偾斑M，汽缸內(nèi)氣體()A．單位體積內(nèi)的分子數(shù)變多B．分子的平均動能變大C．單位時間分子撞擊活塞的次數(shù)減少D．內(nèi)能變大解析：選C對活塞進行受力分析，如圖所示，當(dāng)汽車勻速時，由平衡關(guān)系可知p0S＝pS，p0＝p，當(dāng)汽車加速時，由平衡關(guān)系變?yōu)榧铀龠\動，且加速度a方向向左，由牛頓第二定律可得p0S－pS＝ma，故可知p0>p，壓強變小，即體積變大。故單位體積內(nèi)的分子數(shù)變少；單位時間內(nèi)分子撞擊活塞的次數(shù)減小，故A錯誤，C正確；由熱學(xué)第一定律可知ΔU＝Q＋W，題中絕熱，故可知Q等于0，體積變大，W為負(fù)值，故內(nèi)能減小，分子平均動能也減小，故B、D錯誤?！咀兪?-2】某容器中的空氣被光滑活塞封住，容器和活塞絕熱性能良好，空氣可視為理想氣體。初始時容器中空氣的溫度與外界相同，壓強大于外界。現(xiàn)使活塞緩慢移動，直至容器中的空氣壓強與外界相同。此時，容器中空氣的溫度________(填“高于”“低于”或“等于”)外界溫度，容器中空氣的密度________(填“大于”“小于”或“等于”)外界空氣的密度。答案低于大于解析活塞光滑、容器絕熱，容器內(nèi)空氣體積增大，對外做功，由ΔU＝W＋Q知，氣體內(nèi)能減少，溫度降低。氣體的壓強與氣體溫度和單位體積內(nèi)的分子數(shù)有關(guān)，由于容器內(nèi)空氣的溫度低于外界溫度，但壓強相同，則容器中空氣的密度大于外界空氣的密度?！咀兪?-3】(多選)如圖所示，汽缸放置在水平地面上，質(zhì)量為m的活塞將汽缸分成甲、乙兩氣室，兩氣室中均充有氣體，汽缸、活塞是絕熱的且不漏氣。開始時活塞被銷釘固定，現(xiàn)將銷釘拔掉(仍不漏氣)，活塞最終靜止在距原位置下方h處，設(shè)活塞移動前后甲氣室內(nèi)氣體內(nèi)能的變化量為ΔU，不計氣體重心改變的影響，下列說法正確的是()A．ΔU<mghB．ΔU>mghC．甲氣室內(nèi)氣體溫度升高，乙氣室內(nèi)氣體溫度降低D．乙氣室內(nèi)氣體內(nèi)能的減少量等于甲氣室內(nèi)氣體內(nèi)能的增加量【解析】甲氣室氣體體積減小，外界對它做正功W甲，其中包括活塞對氣體做的功mgh和乙氣室氣體做的功W乙，且為正功，因甲氣室內(nèi)氣體變化為絕熱過程，所以W甲=ΔU，故ΔU=mgh+W乙，選項B正確，A、D錯誤。由于甲氣室內(nèi)氣體做負(fù)功，乙氣室內(nèi)氣體做正功，故甲氣室內(nèi)氣體內(nèi)能增加，乙氣室內(nèi)氣體內(nèi)能減小，所以甲氣室內(nèi)氣體溫度升高，乙氣室內(nèi)氣體溫度降低，C正確?！敬鸢浮緽C【題型3熱與內(nèi)能的改變】【例3】重慶出租車常以天然氣作為燃料，加氣站儲氣罐中天然氣的溫度隨氣溫升高的過程中，若儲氣罐內(nèi)氣體體積及質(zhì)量均不變，則罐內(nèi)氣體(可視為理想氣體)()A．壓強增大，內(nèi)能減小B．吸收熱量，內(nèi)能增大C．壓強減小，分子平均動能增大D．對外做功，分子平均動能減小答案B解析質(zhì)量一定的氣體，體積不變，當(dāng)溫度升高時，是一個等容變化，據(jù)壓強的微觀解釋：溫度升高，氣體的平均動能增加；單位時間內(nèi)撞擊單位面積的器壁的分子數(shù)增多，可知壓強增大．由于溫度升高，所以分子平均動能增大，物體的內(nèi)能變大；體積不變，對內(nèi)外都不做功，內(nèi)能增大，所以只有吸收熱量，故A、C、D錯誤；B正確．【變式3-1】(多選)下列關(guān)于熱傳遞的說法正確的是()A．熱量是從含熱量較多的物體傳到含熱量較少的物體B．熱量是從溫度較高的物體傳到溫度較低的物體C．熱量是從內(nèi)能較多的物體傳到內(nèi)能較少的物體D．熱量是熱傳遞過程中物體內(nèi)能變化的量度解析：選BD熱量不是狀態(tài)量，不能說含有或者具有多少熱量，故選項A錯誤；在熱傳遞的過程中熱量總是由溫度高的物體傳遞給溫度低的物體，故選項B正確，C錯誤；熱量是熱傳遞過程中物體內(nèi)能變化的量度，故選項D正確．【變式3-2】下列說法中正確的是()A．物體吸熱后溫度一定升高B．晶體熔化時吸收的熱量大于其凝固時放出的熱量C．0℃的冰熔化為0℃的水的過程中內(nèi)能不變D．100℃的水變?yōu)?00℃的水蒸氣的過程中內(nèi)能增大【解析】物體吸熱后溫度可能不變，平均動能不變，分子勢能增加，選項A錯誤；晶體熔化時吸收的熱量等于其凝固時放出的熱量，選項B錯誤；0℃的冰熔化成0℃的水的過程中吸熱，分子勢能增加，內(nèi)能增加，選項C錯誤；100℃的水變成100℃的水蒸氣的過程中吸熱，分子勢能增加，內(nèi)能增大，選項D正確。故選D?！敬鸢浮緿【變式3-3】在以下事例中，通過熱傳遞的方式來改變物體內(nèi)能的是()A．兩小球碰撞后粘合起來，同時溫度升高B．冬天暖氣為房間供暖C．點燃的爆竹在空中爆炸D．汽車的車輪與地面相互摩擦發(fā)熱答案：B解析：改變內(nèi)能的方式有兩種：做功和熱傳遞，熱傳遞指內(nèi)能的轉(zhuǎn)移，而不是其他形式的能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，兩小球碰撞后粘在一起，溫度升高，是機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故A錯誤；冬天暖氣為房間供暖，是通過熱傳遞的方式來改變物體內(nèi)能的，故B正確；點燃的爆竹在空中爆炸，是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故C錯誤；車輪與地面摩擦生熱，是機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故D錯誤．【題型4聯(lián)系實際】【例4】如圖所示，在大口的玻璃瓶內(nèi)裝一些水，水的上方有水蒸氣．然后用一與打氣筒相連的活塞密閉瓶口，并給瓶內(nèi)打氣，當(dāng)打到某一狀態(tài)時，瓶塞會跳起來．當(dāng)瓶塞跳起時，我們會看到瓶內(nèi)出現(xiàn)了“白霧”．對于“白霧”的形成，下列說法正確的是()A．這些“白霧”是當(dāng)瓶塞跳起后外界的水蒸氣在瓶口遇冷形成的小水珠B．這是打氣筒向瓶內(nèi)打進去的水蒸氣C．這是瓶內(nèi)的水向外膨脹形成的水霧D．瓶內(nèi)空氣推動瓶塞做功，空氣的內(nèi)能減小，溫度降低，使水蒸氣液化形成小水滴答案：D解析：當(dāng)用打氣筒向瓶內(nèi)打氣時，外界對系統(tǒng)做功，使系統(tǒng)的內(nèi)能增加，溫度升高，壓強增大，使瓶塞從瓶口中噴出．形成“白霧”的原因是，在塞子突然跳起時，氣體絕熱膨脹對外做功，內(nèi)能減少，溫度下降，水蒸氣有一部分被液化成小水滴，故選項D正確．【變式4-1】(多選)如圖是老式爆米花機，其主要部分是一個可以密封的鋼筒．用它來加工爆米花的方法是：把玉米粒倒入鋼筒內(nèi)并用密封蓋密封，然后不斷加熱，當(dāng)鋼筒被加熱到一定程度后迅速打開封蓋，玉米粒就會膨脹炸開．在對鋼筒加熱的過程中，關(guān)于筒內(nèi)氣體，下列說法正確的是()A．氣體的內(nèi)能不變B．鋼筒內(nèi)的氣體溫度升高，壓強變大C．鋼筒內(nèi)單位體積內(nèi)氣體分子的數(shù)目變小D．鋼筒壁單位面積受到氣體分子的撞擊力變大【解析】對鋼桶加熱，溫度上升，氣體的內(nèi)能增加，A錯誤；根據(jù)可知，當(dāng)體積一定，T上升，則P增大，即鋼筒壁單位面積受到氣體分子的撞擊力變大，BD正確；氣體的質(zhì)量不變，體積不變，故鋼筒內(nèi)單位體積內(nèi)氣體分子的數(shù)目不變，C錯誤；【答案】BD【變式4-2】如圖是壓力保溫瓶的結(jié)構(gòu)簡圖，活塞a與液面之間密閉了一定質(zhì)量的氣體。假設(shè)封閉氣體為理想氣體且與外界沒有熱交換，則向下壓a的過程中，瓶內(nèi)氣體()A．內(nèi)能增大B．體積增大C．壓強不變D．溫度不變【解析】向下壓a的過程中，外界對氣體做功，瓶內(nèi)氣體內(nèi)能增大，選項A正確;向下壓a的過程中，瓶內(nèi)氣體體積減小，壓強增大，溫度升高，選項B、C、D錯誤?！敬鸢浮緼【變式4-3】（多選）用密封性好、充滿氣體的塑料袋包裹易碎品，如圖所示，充氣袋四周被擠壓時，假設(shè)袋內(nèi)氣體與外界無熱交換，則袋內(nèi)氣體()A．體積減小，內(nèi)能增大 B．體積減小，壓強減小C．對外界做負(fù)功，內(nèi)能增大 D．對外界做正功，壓強減小答案AC解析充氣袋被擠壓時，氣體體積減小，外界對氣體做正功，由于袋內(nèi)氣體與外界無熱交換，故由熱力學(xué)第一定律知，氣體內(nèi)能增加，故選項A、C正確；體積減小，內(nèi)能增加，由理想氣體狀態(tài)方程可知氣體壓強變大，選項B、D錯誤．【題型5綜合問題】【例5】關(guān)于溫度、熱量、功和內(nèi)能，以下說法正確的是()A．同一物體溫度高時，含有的熱量多B．物體的內(nèi)能越大，含有的熱量就越多，溫度也越高C．外界對系統(tǒng)做功W，內(nèi)能必定增加D．兩物體之間發(fā)生熱傳遞的條件是存在溫度差解析：選D，熱量是一個過程量，是物體間進行熱傳遞時內(nèi)能的轉(zhuǎn)移量，不能說物體含有多少熱量，故A、B錯；由于做功和熱傳遞都可引起系統(tǒng)內(nèi)能的變化，只根據(jù)做功無法準(zhǔn)確判斷系統(tǒng)內(nèi)能的變化，故C錯；物體間發(fā)生熱傳遞的條件是存在溫度差，故D對．【變式5-1】[多選]對于一定量的氣體，下列說法正確的是()A．氣體的體積指的是該氣體的分子所能到達的空間的體積，而不是該氣體所有分子體積之和B．只要能減弱氣體分子熱運動的劇烈程度，氣體的溫度就可以降低C．在完全失重的情況下，氣體對容器壁的壓強為零D．氣體從外界吸收熱量，其內(nèi)能一定增加E．氣體在等壓膨脹過程中溫度一定升高解析：選ABE氣體的體積指的是該氣體的分子所能到達的空間的體積，A正確；溫度高，氣體分子熱運動就劇烈，B正確；在完全失重的情況下，分子熱運動不停息，氣體對容器壁的壓強不為零，C錯誤；做功也可以改變物體的內(nèi)能，D錯誤；氣體在等壓膨脹過程中溫度一定升高，E正確?！咀兪?-2】下列說法正確的是()A．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B．外界對物體做功，物體的內(nèi)能一定增大C．物體吸收熱量，溫度一定升高D．熱量總是由內(nèi)能大的物體流向內(nèi)能小的物體解析：選A，熱量和功是過程量，內(nèi)能是狀態(tài)量，故A選項正確；引起物體內(nèi)能的變化有做功和熱傳遞兩種途徑，單就一個方面不足以斷定其內(nèi)能的變化，故B選項錯誤；在晶體熔化和液體沸騰過程中，物體要不斷地吸收熱量，但物體的溫度不變，這時內(nèi)能的增加主要表現(xiàn)在內(nèi)部分子勢能的增加，故C選項錯誤；兩物體之間熱量的流向只與它們的溫度有關(guān)，與它們內(nèi)能的大小無關(guān)，故D選項錯誤．【變式5-3】關(guān)于溫度和內(nèi)能的理解，下列說法中正確的是().A．溫度是分子平均動能的標(biāo)志，物體溫度升高，則物體每一個分子的動能都增大B．不計分子之間的分子勢能，質(zhì)量和溫度相同的氫氣和氧氣具有相同的內(nèi)能C．1g100水的內(nèi)能小于1g100水蒸氣的內(nèi)能D．做功和熱傳遞對改變物體內(nèi)能是等效的，也就是說做功和熱傳遞的實質(zhì)是相同的【解析】溫度是分子平均動能的標(biāo)志，物體溫度升高，則分子平均動能變大，但非每一個分子的動能都增大，選項A錯誤；不計分子之間的分子勢能，溫度相同的氫氣和氧氣分子具有相同的平均動能，但是質(zhì)量相同的氫氣和氧氣的分子數(shù)不同，則兩種氣體的內(nèi)能不相同，選項B錯誤；1g100水變?yōu)?g100的水蒸氣要吸收熱量，則1g100水的內(nèi)能小于1g100水蒸氣的內(nèi)能，選項C正確；做功和熱傳遞對改變物體內(nèi)能是等效的，但是做功和熱傳遞的實質(zhì)是不相同的，做功是能量的轉(zhuǎn)化，熱傳遞是能量的轉(zhuǎn)移，選項D錯誤。故選C。【答案】C【題型6對比問題】【例6】(多選)列車運行的平穩(wěn)性與車廂的振動密切相關(guān)，車廂底部安裝的空氣彈簧可以有效減振，空氣彈簧主要由活塞、汽缸及內(nèi)封的一定質(zhì)量的氣體構(gòu)成。上下乘客及劇烈顛簸均能引起車廂振動，上下乘客時汽缸內(nèi)氣體的體積變化緩慢，氣體與外界有充分的熱交換；劇烈顛簸時汽缸內(nèi)氣體的體積變化較快，氣體與外界來不及熱交換。若汽缸內(nèi)氣體視為理想氣體，在氣體壓縮的過程中()A．上下乘客時，氣體的內(nèi)能不變B．