2023年新教材高中物理3.1功热和内能的改变提升练新人教版选择性必修第三册

3.1　功、热和内能的改变

一、选择题(本题共4小题，每题7分，共28分)

1．某汽车后备箱内安装有撑起箱盖的装置，它主要由气缸和活塞组成。开箱时，密闭于气缸内的压缩气体膨胀，将箱盖顶起，如图所示。在此过程中，若缸内气体与外界无热交换，忽略气体分子间相互作用，则缸内气体(　A　)

A．对外做正功，分子的平均动能减小

B．对外做正功，内能增大

C．对外做负功，分子的平均动能增大

D．对外做负功，内能减小

解析：绝热过程中，气体膨胀，对外做功；内能减小，温度降低，分子的平均动能减小，A选项正确。

2．如图，一绝热容器被隔板K隔开成a，b两部分。已知a内有一定量的稀薄气体，b内为真空。抽开隔板K后，a内气体进入b，最终达到平衡状态。在此过程中(　B　)

A．气体对外界做功，内能减少 B．气体不做功，内能不变

C．气体压强变小，温度降低 D．外界对气体做功，内能增加

解析：因b内为真空，抽开隔板K后，a内气体对外界不做功，内能不变，故选项A错误，选项B正确；稀薄气体可看作理想气体，其内能只与温度有关，气体的内能不变，温度也不变，由p1V1＝p1V2和V1<V2知p1＞p2，即气体压强变小，故选项C、D错误。

3．如图所示，A、B是两个完全相同的球，分别浸没在水和水银的同一深度内，A、B两球用同一种材料制成，当温度稍微升高时，球的体积会明显变大，如果开始水和水银的温度相同，且两液体温度同时缓慢升高同一值，两球膨胀后，体积相等，则(　B　)

A．A球吸收的热量较多　　 B．B球吸收的热量较多

C．两球吸收的热量一样多  D．无法确定

解析：两球初末态温度分别相同，初末态体积也相同，所以内能增量相同，但水银中的B球膨胀时对外做功多，所以吸热较多，故选B。

4．(多选)如图所示，带有活塞的气缸中封闭着一定质量的理想气体(不考虑气体分子势能)，气缸和活塞均具有良好的绝热性能。将一个热敏(电阻随温度升高而减小)电阻置于气缸中，热敏电阻与气缸外的欧姆表连接，气缸固定不动，缸内活塞可自由移动且不漏气，活塞下挂一沙桶，沙桶装满沙子时活塞恰好静止。现将沙桶底部钻一小洞，细沙缓缓漏出。则下列说法正确的是(　ACD　)

A．外界对气体做功，气体的内能增大

B．气体对外界做功，气体的内能减小

C．气体的压强增大，体积减小

D．欧姆表的指针逐渐向右偏转

解析：沙子漏出，活塞上移压缩气体，气体的体积减小内能增大，故A、C正确，B错误；温度升高，热敏电阻的阻值变小，欧姆表指针右偏，D正确。

二、非选择题(共12分)

5．(12分)若对物体做1 200 J的功，可使物体温度升高3 ℃，改用热传递的方式，使物体温度同样升高3 ℃，那么物体应吸收__1_200__ J的热量，如果对该物体做3 000 J的功，物体的温度升高5 ℃，表明该过程中，物体还__放出__(填“吸收”或“放出”)热量__1_000__ J。

解析：做功和热传递在改变物体内能上是等效的，因此物体用做功方式温度升高3 ℃，如用吸热方式，也使温度升高3 ℃，应吸收1 200 J的热量。

如对物体做功3 000 J，温度升高5 ℃，而物体温度升高5 ℃，需要的功或热量应为ΔE,1 200 J＝cm×3，

ΔE＝cm×5，所以ΔE＝2 000 J

因此物体应放出1 000 J的热量。