(同步教学)高中物理 10.1《功和能 》练习 新人教版选修3-3

第一节　功和内能基础夯实1．下列哪个实例说明做功改变了系统的内能( )A．热水袋取暖 B．用双手摩擦给手取暖C．把手放在火炉旁取暖 D．用嘴对手呵气给手取暖答案：B解析：双手摩擦做功，使手的内能增加，感到暖和；A、C、D都是通过热传递来改变系统的内能，选项B正确。

2．(建陵中学高二期末)物体获得一定初速度后，沿着粗糙斜面上滑，在上滑过程中，物体和斜面组成的系统( )A．机械能守恒 B．动能与内能之和守恒C．机械能和内能都增加 D．机械能减少，内能增加答案：D解析：铁块上滑时克服摩擦力做功，铁块损失的机械能转化为铁块和斜面的内能，因此铁块的温度会略有升高，内能增加。

此题情景就像冬天两手相互搓搓会感到暖和一样。

3．有一个小气泡从水池底缓慢地上升，气泡跟水不发生热传递，而气泡内气体体积不断增大，小气泡上升过程中( )A．由于气泡克服重力做功，则它的内能减少B．由于重力和浮力的合力对气泡作功，则它的内能增加C．由于气泡内气体膨胀做功，则它的内能增加D．由于气泡内气体膨胀做功，则它的内能减少答案：D解析：气泡膨胀时，对外做功，内能减少。

4．用金属制成的气缸中装有柴油和空气的混合物，有可能使气缸中的柴油达到燃点的过程是( )A．迅速向里推活塞 B．迅速向外拉活塞C．缓慢向里推活塞 D．缓慢向外拉活塞答案：A解析：要使柴油达到燃点，必须使柴油和空气的混合物内能增大，温度升高，可通过做功过程来实现，因此，应向里推活塞，使外界对气体做功。

但应迅速推动还是缓慢推动呢？若是绝热气缸，无论迅速推动还是缓慢推动，只要外界对气体做功，其内能一定增大，温度升高，而金属气缸是导热的，要使温度升高，则应迅速向里推活塞，使气体与外界来不及发生热交换。

5．如图所示，瓶内装有少量的水，瓶口已塞紧，水上方空气中有水蒸气，用打气筒向瓶内打气，当塞子从瓶口跳出时，瓶内出现“白雾”，这一现象产生的原因可以用下面三句话解释：甲，水蒸气凝结成小水珠；乙，瓶内气体推动瓶塞做功，内能减小；丙，温度降低。

人教版物理高二选修3-3 10.1功和内能同步训练（II）卷姓名:________ 班级:________ 成绩:________一、选择题 (共15题；共30分)1. （2分）下列说法中正确的是（）A . 布朗运动证明组成固体小颗粒的分子在做无规则运动B . 内能不同的物体，它们分子热运动的平均动能可能相同C . 当分子间距离增加时，分子引力增加，分子斥力减小D . 分子势能随着分子间距离的增大而减小2. （2分）下列说法正确的是（）A . 布朗运动是悬浮在液体中固体颗粒的分子无规则运动的反映B . 没有摩擦的理想热机可以把吸收的能量全部转化为机械能C . 知道某物质的摩尔质量和密度可求出阿伏加德罗常数D . 内能不同的物体，它们分子热运动的平均动能可能相同3. （2分）关于物体的内能、温度和分子的平均动能，下列说法正确的是（）A . 温度低的物体内能有可能比温度高的物体内能小B . 温度低的物体分子运动的平均速率小C . 外界对物体做功时，物体的内能一定增加D . 做加速运动的物体，分子平均动能可能越来越大4. （2分） (2017高二上·浦东期中) 以下关于物体能量的说法中正确是（）A . 物体的内能为零，机械能不为零B . 物体的内能、机械能都为零C . 物体的运动速度不断增大，而它的内能却可能保持不变.D . 能量守恒定律只有物理学领域适用，其他学科都不适用5. （2分）两分子间的斥力和引力的合力F与分子间距离r的关系如图中曲线所示，曲线与r轴交点的横坐标为r0 ，相距很远的两分子在分子力作用下，由静止开始相互接近．若两分子相距无穷远时分子势能为零，下列说法正确的是（）A . 在r＞r0阶段，F做正功，分子动能增加，势能也增加B . 在r＜r0阶段，F做负功，分子动能减小，势能减少C . 在r=r0时，分子势能最小，动能最大D . 在r=r0时，分子势能为零6. （2分）下列关于温度的各种说法中，正确的是（）A . 某物体温度升高了200 K ，也就是升高了200℃B . 某物体温度升高了200℃ ，也就是升高了473 KC . ﹣200℃比﹣250℃温度低D . 200℃和200 K的温度相同7. （2分）下列说法正确的是（）A . 知道某物质的摩尔质量和密度，可求出阿伏加德罗常数。

功和内能 1．用下述方法改变物体的内能、属于做功的方式是 ( )
A.搓搓手会感到手暖和些
B.汽油机气缸内被压缩的气体
C.车刀切下的炽热的铁屑
D.物体在阳光下被晒热
2．在给自行车轮胎打气时，会发现胎内空气温度升高，这是因为 ( )
A.胎内气体压强不断增大，而容积不变
B.车胎从外界吸收热量
C.外界空气温度本来就高于胎内气体温度
D.打气时，外界不断对胎内气体做功
3.
在下述现象中没有做功而使物体内能改变的是
( ) A.
电流通过电炉丝使温度升高
B.
在阳光照射下水的温度升高
C.
铁锤打铁块使铁块温度升高
D.
在炉火上的水被烧开 4．如图10-1-3所示，一个质量为20kg 的绝热气缸竖
直放置，绝热活塞的质量为5kg ，处于静止状态时被封闭气
体的高度为50cm ，现在活塞上方加一15kg 的物体，待稳
定后，被封闭气体的高度变为40cm ．求在这一过程中气体
的内能增加多少？(g 取10m/s 2)
5．分子动理论中是怎样引入系统内能概念的？热力学中是怎样引入系统内能概念的？为什么说它们是一致的？
10-1-3
参考答案:
1．ABC 2．D 3．BD 4．20J 5．分子动理论中是从微观角度引入系统内能的概念，即系统中所有分子热运动的动能和分子间的相互作用势能的总和叫做系统的内能．热力学中是从宏观角度引入系统内能的概念，即内能是状态量，当系统的温度、体积改变时，系统的内能也要改变，做功和热传递能引起内能的变化．。

1 功和内能A级抓基础1．下列实例中说明做功改变了系统的内能的是( )A．热水袋取暖B．用双手摩擦给手取暖C．把手放在火炉旁取暖D．用嘴对手呵气给手取暖解析：双手摩擦做功，使手的内能增加，感到暖和；A、C、D都是通过热传递来改变系统的内能，选项B正确．答案：B2.如图所示，带有活塞的烧瓶内封闭一定的气体，不考虑烧瓶和外界的热传递，现在外力F作用下，活塞向内移动一段距离，则烧瓶内的气体温度会( )A．升高B．降低C．不变D．无法确定解析：在外力F作用下，活塞向下移动一段距离，对烧瓶内的气体做功，不考虑烧瓶和外界的热传递，则ΔU＝W；故气体的内能增加，温度升高．答案：A3．景颇族祖先发明的点火器如图所示，用牛角做套筒，木制推杆前端粘着艾绒，猛推推杆，艾绒即可点燃，对筒内封闭的气体，在此压缩过程中( )A．气体温度升高，压强不变B．气体温度升高，压强变大C．气体对外界做正功，气体内能增加D．外界对气体做正功，气体内能减少解析：压缩气体时，外界对气体做正功，气体内能增加，温度升高，压强增大，选项B对．答案：B4．在给自行车轮胎打气时，会发现轮胎内空气温度升高，这是因为( )A．轮胎内气体压强不断增大，而容积不变B．轮胎从外界吸热C．外界空气温度本来就高于轮胎内气体温度D．打气时，外界不断地对轮胎内气体做功解析：给自行车轮胎打气，人对轮胎内气体做功，气体内能增加，所以温度升高．答案：D5．一个飞行速度是500 m/s的子弹，当它射入物体时，产生热量的一半被子弹吸收，则子弹升高的温度是________．解析：设子弹升高的温度为Δt，则cmΔt＝mv2×，Δt＝＝℃＝160℃.此过程中子弹动能的减少的一半被子弹吸收，转化为子弹的内能．答案：160 ℃B级提能力6.如图所示，瓶内装有少量的水，瓶口已塞紧，水上方空气中有水蒸气，用打气筒向瓶内打气，当塞子从瓶口跳出时，瓶内出现“白雾”，这一现象产生的原因可以用下面三句话解释：①水蒸气凝结成小水珠；②瓶内气体推动瓶塞做功，内能减小；③温度降低．三句话正确的顺序是( )A．①②③B．②③①C．③①②D．②①③解析：根据题意因果顺序的进程为：空气推动瓶塞做功—空气内能减小—瓶内空气温度降低—瓶内水蒸气液化成小水珠即“白雾”，而瓶塞跳起的原因是用打气筒往瓶内打气使气体压强增大所致．答案：B7．金属筒内装有与外界温度相同的压缩空气，打开筒的开关，筒内高压空气迅速向外溢出，待筒内外压强相等时，立即关闭开关．在外界保持恒温的条件下，经过一段较长的时间后，再次打开开关，这时出现的现象是( )A．筒外空气流向筒内B．筒内空气流向筒外C．筒内外有空气交换，处于动平衡态，筒内空气质量不变D．筒内外无空气交换解析：因高压空气急剧外溢时，气体来不及充分与外界发生热交换，可近似看成绝热膨胀过程，气体对外做功，内能减少，所以关闭开关时，筒内气体温度较外界偏低，再经过较长时间后，筒内外气体温度相同．对筒内剩余气体分析，属等容升温过程，压强要升高，大于外界气压，所以再打开开关时，筒内气体要流向筒外．答案：B8.如图所示，气缸放置在水平地面上，质量为m的活塞将气缸分成甲、乙两气室，两气室中均充有气体，气缸、活塞是绝热的且不漏气．开始活塞被销钉固定，现将销钉拔掉，活塞最终静止在距原位置下方h处，设活塞移动前后甲气体内能的变化量为ΔE，不计气体重心改变的影响，下列说法正确的是( )A．ΔE＝mgh B．ΔE>mghC．ΔE<mgh D．以上三种情况均有可能解析：气体甲体积减小，外界对它做正功，其中包括mgh和乙气体分子对活塞的力做功W乙，且为正功，ΔE＝mgh＋W乙．答案：B9.如图所示，活塞将气缸分成甲、乙两气室，气缸、活塞(连同拉杆)是绝热的，且不漏气．以E甲、E乙分别表示甲、乙两气室中气体的内能，则在将拉杆缓慢向外拉的过程中( )A．E甲不变，E乙减小B．E甲不变，E乙增大C．E甲增大，E乙不变 D．E甲增大，E乙减小解析：本题解题的关键是明确甲、乙两气室气体都历经绝热过程，内能改变取决于做功的情况．对甲室内的理想气体，在拉杆缓慢向外拉的过程中，活塞左移，压缩气体，外界对甲室气体做功，其内能应增大；对乙室内的气体，活塞左移，气体膨胀，气体对外界做功，内能应减小．答案：D10．用5 N的力垂直于活塞推动压缩绝热气缸的气体，活塞的位移为0.1 m时，气体内能的变化量是多少？内能增加了还是减少了？解析：外界对气体做功W＝Fs＝5×0.1 J＝0.5 J，气体内能增加，增加量为0.5 J.答案：增加了0.5 J。

10.1功和内能一、单选题1.物体获得一定初速度后,沿着粗糙斜面上滑,在上猾过程中,物体和斜面组成的系统( )A.机械能守恒B.动能与内能之和守恒C.机械能和内能都增加D.机械能减少,内能增加2.气体在等压变化中( )A.一定对外做功B.外界一定对气体做功C.若温度升高,一定对外做功D.可能既不对外界做功,外界也不对气体做功3.一个气泡从恒温水槽底部缓慢地上升,气泡内气体体积不断增大,在小气泡上升的过程中( )A.由于气泡克服重力做功,则它的内能减少B.由于重力和浮力的合力对气泡做功,则它的内能增加C.由于气泡内气体膨胀做功,则它的内能增加D.由于气泡内气体膨胀做功,则它的内能减少图像如图所示,其中ac连线的延长线过4.一定质量的理想气体从状态a沿abc过程到状态c,其p T原点O.则在整个过程中气体的内能( )A.先增大后不变B.先不变后减小C.先增大后减小D.先减小后增大5.如图所示,把浸有乙醚的一小团棉花放在厚玻璃筒的底部,当很快地向下压活塞时,由于被压缩的气体骤然变热,温度升高,达到乙醚的燃点,使浸有乙醚的棉花燃烧起来,此实验的目的是要说明( )A.做功可以增加物体的热量B.做功一定升高物体的温度C.做功可以改变物体的内能D.做功一定可以增加物体的内能6.如图所示的容器中, A,B处各有一个可自由移动的活塞,活塞下面是水,上面是大气,大气压恒定,A,B 的底部由带阀门K的管道相连,整个装置与外界绝热,原先A中水面比B中高,打开阀门,使A中的水逐渐向B中流,最后达到平衡,在这个过程中( )A.大气压力对水做功,水的内能增加B.水克服大气压力做功,水的内能减少C.大气压力对水不做功,水的内能不变D.大气压力对水不做功,水的内能增加二、多选题7.对于实际的气体，下列说法正确的是（）A.气体的内能包括气体分子的重力势能B.气体的内能包括气体分子之间相互作用的势能C.气体的内能包括气体整体运动的动能D.气体的体积变化时，其内能可能不变8.一辆运输瓶装氧气的货车,由于某种原因,司机紧急刹车,最后停下来,则下列说法正确的是( )A.汽车机械能减小,气体内能增加B.汽车机械能减小,气体内能减小C.汽车机械能减小,气体内能不变D.汽车机械能减小,汽车(轮胎)内能增加9.下说法中正确的是( )A.“摩擦生热”的现象,实际上是做功改变物体的内能B.柴油机点火的道理是压缩气体做功,气体的内能增加,温度升高,使喷入汽缸内的雾状柴油燃烧C.做功改变物体的内能实质上是机械能与内能间的相互转化D.瓶内的高压气体将瓶塞冲开,瓶内气体温度降低,其道理是气体在膨胀时对外做功,内能减小,温度降低10.对于分子动理论和物体内能的理解，下列说法正确的是（）A.温度高的物体内能不一定大，但分子平均动能一定大B.外界对物体做功，物体内能一定增加C.温度越高，布朗运动越显著D.当分子间的距离增大时，分子间作用力一直减小E.当分子间作用力表现为斥力时，分子势能随分子间距离的减小而增大三、计算题11.用5N的力垂直于活塞推动压缩绝热汽缸的气体,活塞的位移为0.1m时,气体内能的变化量是多少?内能增加了还是减少了?12.如图所示,一个质量为20kg的绝热汽缸竖直放置,绝热活塞的质量为5kg,处于静止状态时被封闭气体的高度为50cm,现在活塞上方加一个15kg的物体,待稳定后,被封闭气体的高度变为40cm。

唐玲
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10.1功和内能
1．用下述方法改变物体的内能、属于做功的方式是 ( )
A.搓搓手会感到手暖和些
B.汽油机气缸内被压缩的气体
C.车刀切下的炽热的铁屑
D.物体在阳光下被晒热
2．在给自行车轮胎打气时，会发现胎内空气温度升高，这是因为 ( )
A.胎内气体压强不断增大，而容积不变
B.车胎从外界吸收热量
C.外界空气温度本来就高于胎内气体温度
D.打气时，外界不断对胎内气体做功 3.
( )
A.
B.
C.
D. 4．如图10-1-3所示，一个质量为20kg 的绝热气缸竖直放置，
10-1-3
绝热活塞的质量为5kg，处于静止状态时被封闭气体的高度为50cm，现在活塞上方加一15kg 的物体，待稳定后，被封闭气体的高度变为40cm．求在这一过程中气体的内能增加多少？(g 取10m/s2)
5．分子动理论中是怎样引入系统内能概念的？热力学中是怎样引入系统内能概念的？为什么说它们是一致的？
参考答案
1．ABC
2．D
3．BD
4．20J
5．分子动理论中是从微观角度引入系统内能的概念，即系统中所有分子热运动的动能和分子间的相互作用势能的总和叫做系统的内能．热力学中是从宏观角度引入系统内能的概念，即内能是状态量，当系统的温度、体积改变时，系统的内能也要改变，做功和热传递能引起内能的变化．
唐玲。

10.1功和内能1．关于物体的内能、分子势能和分子动能的说法中，不正确．．．的是（）A．对于两个分子组成的系统，分子间的分子力最小时，分子势能也最小B．100℃的沸水的内能比0℃的冰水混合物的内能大C．做自由落体运动的物体，分子的平均动能越来越大D．外界对物体做功，不一定能改变物体的内能E.当一定质量的理想气体温度升高时，它的内能可以保持不变【答案】BCE【解析】A．对于两个分子组成的系统，分子间的分子力最小时，两分子距离为r0，若增大距离，则分子力表现为引力，分子力做负功分子势能增加，若减小距离，则分子间表现为斥力，分子力做负功分子势能增加。

故此时分子势能最小。

故A正确，与题意不符；B．内能大小的决定因素有温度、体积和组成物质的分子数。

选项中只谈到了温度一个因素。

故B错误，与题意相符；C．分子的平均动能与宏观量温度相对应，与其运动状态无关。

故C错误，与题意相符；D．根据热力学第一定律，改变物体内能，有两种方式，做功和热传递，选项中只给了做功一个信息。

故D正确，与题意不符；E．温度与分子的平均动能相对应，当一定质量的理想气体温度升高时，它的内能肯定会变故E错误，与题意相符。

故选BCE。

2．下列说法正确的是（）A．一定质量的100℃的水吸收热量后变成100℃的水蒸气，系统的内能保持不变B．对某物体做功，可能会使该物体的内能增加C．实际气体分子热运动的平均动能与分子间势能分别取决于气体的温度和体积D．一个系统与另一个系统达到热平衡时两系统温度相同【答案】BCD【解析】A．水变成水蒸气，温度不变，分子平均动能不变；但因为体积增大，分子间10r，故在变化过程中分子力做负功，分子势能增距离增大，因为气体分子间间距接近大，故A错误；B．做功和热传递均可以改变物体的内能，所以对某物体做功，可能会使该物体的内能增加，故B正确；C．气体分子热运动的平均动能与分子间势能分别取决于气体的温度和体积；故C正确；D．两系统达到热平衡的条件为温度相同，故D正确。