高中物理选修33第十章 1 功和内能 2 热和内能.docx

1、高中物理选修33第十章 1 功和内能 2 热和内能1功和内能2热和内能学习目标1.了解焦耳的两个实验的原理，知道做功和热传递的实质.2.知道做功和热传递是改变内能的两种方式，理解做功和热传递对改变系统内能是等效的，明确两种方式的区别.3.明确内能、功、热量、温度四个物理量的区别和联系一、焦耳的实验1绝热过程：系统只由于外界对它做功而与外界交换能量，它不从外界吸热，也不向外界放热2代表性实验(1)重物下落带动叶片搅拌容器中的水，引起水温上升(2)通过电流的热效应给水加热3实验结论：要使系统状态通过绝热过程发生变化，做功的数量只由过程始末两个状态决定，而与做功的方式无关二、功和内能1内能微观：所有

2、分子热运动的动能和分子势能之和宏观：只依赖于热力学系统自身状态的物理量2功和内能：在绝热过程中，系统内能的增加量等于外界对系统做的功，即UW.3(1)UW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；系统对外界做功，系统的内能减少三、热和内能1热传递(1)条件：物体的温度不同(2)热传递：热量总是从高温物体向低温物体传递2热和内能(1)热量：它是在单纯的传热过程中系统内能变化的量度(2)表达式：UQ.(3)热传递与做功在改变系统内能上的异同做功和热传递都能引起系统内能的改变做功时是内能与其他形式能的转化；热传递只是不同物体(或一个物体的不同部分)之间内能的转移1判断下

3、列说法的正误(1)热量一定从内能多的物体传递给内能少的物体()(2)做功和热传递都可改变物体的内能，从效果上是等效的()(3)在绝热过程中，外界对系统做的功小于系统内能的增加量()(4)热传递只能发生在两个物体间，同一物体不能发生热传递()2各种方法使物体的内能发生改变：a.电炉通电后发热；b.一杯开水放在桌面上冷却；c.阳光照射下冰块融化；d.锯木头时，锯片发烫；e.人坐在火炉旁取暖；f.用打气筒给自行车打气后，打气筒变热其中属于做功使物体内能改变的是_；属于热传递使物体内能改变的是_答案adfbce一、功和内能(1)在焦耳的许多实验中，有两个最具有代表性：一个实验是让重物下落带动叶片搅拌容

4、器中的水，引起水温上升；另一个实验是通过电流的热效应给水加热焦耳的这两个实验说明了什么问题？(2)如图1，在有机玻璃筒底放少量浸有乙醚的棉花，压下活塞，观察棉花的变化图1你能看到什么现象？实验现象说明了什么？图中用力按压活塞时为什么一定要迅速？答案(1)做功和热传递对改变物体的内能是等效的(2)可以看到棉花燃烧实验现象说明压缩空气做功，使空气内能增大，达到棉花的燃点后引起棉花燃烧迅速按下活塞是为了减少热传递，尽量创造一个绝热条件1做功与内能变化的关系(1)做功改变物体内能的过程是其他形式的能(如机械能)与内能相互转化的过程(2)在绝热过程中，外界对物体做功，则W0，外界对物体做多少功，就有多少

5、其他形式的能转化为内能，物体的内能就增加多少；物体对外界做功，则W0.物体对外界做多少功，就有多少内能转化为其他形式的能，物体的内能就减少多少2功与内能的区别(1)功是过程量，内能是状态量(2)在绝热过程中，做功一定能引起内能的变化(3)物体的内能大，并不意味着做功多在绝热过程中，只有内能变化越大时，相应地做功才越多特别提醒(1)外界对某一系统做功时系统的内能不一定增加，还要看该系统有没有向外放热，以及向外放热的多少(2)在绝热过程中，系统内能的增加量等于外界对系统所做的功例1如图2所示，一定质量的理想气体密封在绝热(即与外界不发生热交换)容器中，容器内装有一可以活动的绝热活塞今对活塞施加一竖

6、直向下的压力F，使活塞缓慢向下移动一段距离后，气体的体积减小若忽略活塞与容器壁间的摩擦力，则被密封的气体()图2A温度升高，压强增大，内能减少B温度降低，压强增大，内能减少C温度升高，压强增大，内能增加D温度降低，压强减小，内能增加答案C解析向下压活塞，活塞对气体做功，气体的内能增加，温度升高，气体的体积减小，可得出气体的压强增大，故选项C正确二、热和内能(1)用铁锤反复敲击铁棒，铁棒的温度会升高，把铁棒放在炭火上烧，铁棒的温度也会升高，这说明了什么问题？(2)如图3所示是热传递的三种方式传导、对流和辐射图3这三种方式在传递能量时有什么共同点？热传递和做功都可以改变物体的内能，这两种方式在改变

7、物体内能时本质上又有什么不同？答案(1)说明做功和热传递都能改变物体的内能(2)三种方式都是热量从一个物体传递到另一个物体热传递是内能在物体间(或一个物体的不同部分之间)转移，做功是其他形式的能和内能之间的转化1在单纯传热中，系统从外界吸收多少热量，系统的内能就增加多少；系统向外界放出多少热量，系统的内能就减少多少即UU2U1Q.2传热改变物体内能的过程是不同物体之间(或同一物体不同部分之间)内能转移的过程3热传递与物体的内能的多少无关，只与两个物体(或一个物体的两部分)的温度差有关，热量总是从高温物体自发地传递到低温物体例2关于热传递，下列说法正确的是()A热传递的实质是温度的传递B物体间存

8、在温度差，才能发生热传递C热传递可以在任何情况下进行D物体内能发生改变，一定是吸收或放出了热量答案B解析热传递的实质是物体间能量的转移，故A错误；热传递的条件是物体间存在温度差，高温物体放出热量，低温物体吸收热量，若两物体温度相同，它们之间便不会发生热传递，故B正确，C错误；物体吸收或放出热量，内能会发生变化，但内能变化不一定是热传递引起的，也可能是做功引起的，故D错误三、内能和相关概念的辨析1热量和内能(1)内能是由系统的状态决定的，状态确定，系统的内能也随之确定要使系统的内能发生变化，可以通过热传递和做功两种方式来完成(2)热量是热传递过程中的特征物理量，热量只是反映物体在状态变化过程中所

9、转移的能量，是用来衡量物体内能变化的，有过程，才有变化，离开过程，毫无意义(3)对某一状态而言，只有“内能”，不存在“热量”和“功”不能说一个系统中含有多少热量2热量与温度热量是系统的内能变化的量度，而温度是系统内大量分子做无规则运动剧烈程度的标志热传递的前提条件是两个系统之间要有温度差，传递的是热量而不是温度3热量与功热量和功都是系统内能变化的量度，都是过程量，一定量的热量与一定量的功相当，热量可以通过系统转化为功，功也可以通过系统转化为热量，但它们之间有着本质的区别4改变内能的两种方式的比较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

10、，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例3关于内能、温度和热量，下列说法正确的是()A物体的温度升高时，一定吸收热量B物体沿斜面下滑时，内能将增大C物体沿斜面匀速下滑时，内能可能增大D内能总是从高温物体传递给低温物体，当内能相等时热传递停止答案C例4关于物体的内能和热量，下列说法正确的是()A热水的内能比冷水的内能多B温度高的物体其热量必定多，内能必定大C在热传递过程中，内能大的物体其内能将减小，内能小的物体其内能将增大，直到两物体的内能相等D热量是热传递过

11、程中内能转移的量度答案D解析物体的内能由温度、体积、物质的量及物态决定，不是只由温度决定，故选项A、B错误；在热传递过程中，热量由高温物体传给低温物体，而与物体的内能大小无关，所以完全有可能是内能大的物体内能继续增大，内能小的物体内能继续减小，故选项C错误；关于热量的论述，选项D是正确的.1(功与内能的关系)(多选)通过做功改变物体内能的是()A古人钻木取火B用火炉把水烧开C用打气筒打气，筒壁变热D瓶内的高压气体将瓶塞冲开，瓶内气体的温度降低答案ACD2(热和内能的关系)下列例子中通过热传递改变物体内能的是()A用砂轮磨刀具的时候，刀具的温度升高B灼热的火炉使周围物体的温度升高C手感到冷时，搓

12、搓手就会觉得暖和些D擦火柴时，火柴头上的易燃物质燃烧起来答案B3(温度、热量、功和内能的关系)关于温度、热量、功和内能，以下说法正确的是()A同一物体温度高时，含有的热量多B物体的内能越大，含有的热量就越多，温度也越高C外界对系统做功W，内能必定增加D发生热传递的条件是两物体之间存在温度差答案D解析热量是物体间进行热传递时内能的转移，不能说物体含有多少热量，故A、B错；由于做功和热传递都可引起物体内能的变化，只根据做功无法准确判断物体内能的变化，故C错；物体间发生热传递的条件是存在温度差，故D对4(温度、热量、功和内能的关系)(2019长沙市模拟)下列说法正确的是()A热量和功是由过程决定的，

13、而内能是由物体状态决定的B外界对物体做功，物体的内能一定增大C物体吸收热量，温度一定升高D热量总是由内能大的物体流向内能小的物体答案A解析热量和功是过程量，内能是状态量，故A选项正确；引起物体内能的变化有做功和热传递两种途径，单就一个方面不足以断定其内能的变化，故B选项错误；在晶体熔化和液体沸腾过程中，物体要不断地吸收热量，但物体的温度不变，这时内能的增加主要表现在内部分子势能的增加，故C选项错误；两物体之间热量的流向只与它们的温度有关，与它们内能的大小无关，故D选项错误.考点一功与内能的关系1(多选)一定质量的气体封闭在绝热的汽缸内，当用活塞压缩气体时，一定增大的物理量有(不计气体分子势能)

14、()A气体体积 B气体分子密度C气体内能 D气体分子的平均动能答案BCD解析绝热过程外界对系统做功，气体内能增加，温度升高，分子平均动能增加压缩气体，气体体积减小，而气体质量一定，故气体分子密度增大2.如图1所示，活塞将汽缸分成甲、乙两气室，汽缸、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()图1AE甲不变，E乙减小 BE甲不变，E乙增大CE甲增大，E乙不变 DE甲增大，E乙减小答案D解析本题解题的关键是明确甲、乙两气室气体都经历绝热过程，内能的改变取决于做功的情况对甲室内的气体，在拉杆缓慢向外拉的过程中，活塞左移，压缩气体，外

15、界对甲室内的气体做功，其内能应增大；对乙室内的气体，活塞左移，气体膨胀，乙室内的气体对外界做功，内能应减小3某驾驶员发现中午时车胎内的气压高于清晨时的，且车胎体积增大若这段时间胎内气体质量不变且可视为理想气体，那么()A外界对胎内气体做功，气体内能减小B外界对胎内气体做功，气体内能增大C胎内气体对外界做功，内能减小D胎内气体对外界做功，内能增大答案D解析中午，车胎体积增大，故胎内气体对外界做功，胎内气体温度升高，故胎内气体内能增大，D项正确考点二热和内能4下列关于内能与热量的说法，正确的是()A马铃薯所含热量高B内能越大的物体热量也越多C热量自发地从内能大的物体传向内能小的物体D热量自发地从温

16、度高的物体传向温度低的物体答案D5(多选)关于热传递，下列说法正确的是()A热传递中，热量一定从含热量多的物体传向含热量少的物体B两个物体间发生热传递的条件是它们之间有温度差C在热传递中热量一定从内能多的物体传向内能少的物体D内能相等的两个物体相互接触时，也可能发生热传递答案BD解析热量的概念只有在涉及热传递时才有意义，所以不能说物体含有多少热量，A错误；物体间发生热传递的条件是物体间存在温度差，B正确；在热传递中，热量一定从温度高的物体传向温度低的物体，温度高的物体内能不一定多，C错误，D正确6(多选)在外界不做功的情况下，物体的内能增加了50 J，下列说法正确的是()A一定是物体放出了50

17、 J的热量B一定是物体吸收了50 J的热量C一定是物体分子动能增加了50 JD物体分子的平均动能可能不变答案BD解析在外界不做功的情况下，内能的改变量等于传递的热量，内能增加50 J，一定是吸收了50 J的热量，故A错，B对；物体内能包括所有分子的动能和势能，内能由分子数、分子平均动能、分子势能共同决定，所以内能增加了50 J并不一定是分子动能增加了50 J，物体分子的平均动能有可能不变，这时吸收的50 J热量全部用来增加分子势能，故C错，D对7(多选)对于热量、功、内能三个量，下列说法正确的是()A热量、功、内能三个量的物理意义是等同的B热量和功二者可作为物体内能大小的量度C热量、功和内能的

18、国际单位都相同D热量和功是由过程决定的，而内能是由物体的状态决定的答案CD解析热量、功和内能的国际单位都是焦耳，但热量、功和内能三个量的物理意义是不同的，热量和功是过程量，内能是状态量，热量和功二者可作为物体内能变化的量度而不是内能大小的量度故A、B错误，C、D正确8(多选)关于物体的内能，下列说法正确的是()A夏天从室内冰箱里取一杯水去晒太阳，过一段时间水的温度升高，这是通过热传递的方式改变物体的内能B热传递可以改变物体的内能C做功可以改变物体的内能D一块0 的冰熔化成0 的水，内能减小答案ABC解析晒太阳使温度较低的水升温，是通过热传递的方式改变物体的内能，故选项A正确；物体吸收热量，内能

19、增大，放出热量，内能减小，所以热传递可以改变物体的内能，故选项B正确；物体对外做功，其内能减小，外界对物体做功，物体的内能增大，所以做功可以改变物体的内能，故选项C正确；冰熔化成水，吸收热量，内能增大，故选项D错误9如图2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处，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到同一值，两球膨胀后，体积相等，则()图2AA球吸收的热量较多BB球吸收的热量较多C两球吸收的热量一样多D无法确定答案B解析A、B两球升高同样的温度，体积变化又相同，则二者内能的变化相同，而B球是

20、处在水银中的，B球膨胀时受到的压力大，对外做功多，因此B球吸收热量较多一些10(1)某同学做了一个小实验；先把空的烧瓶放入冰箱冷冻，一小时后取出烧瓶，并迅速把一个气球紧密地套在瓶颈上，然后将烧瓶放进盛满热水的烧杯里，气球逐渐膨胀起来，如图3所示这是因为烧瓶里的气体吸收了水的_，温度_，体积_图3(2)若只对一定质量的理想气体做1 500 J的功，可使其温度升高5 K若改成只用热传递的方式，使气体温度同样升高5 K，那么气体吸收_ J的热量如果对该气体做了2 000 J的功，使其温度升高了5 K，表明在该过程中，气体还_(选填“吸收”或“放出”)热量_J.答案(1)热量升高增大(2)1 500放出500解析(1)烧瓶内的气体要从热水中吸收热量，温度升高，体积增大(2)做功和热传递都可以改变物体的内能，且是等效的