高中物理第十章热力学定律第一节功和内能自我小测新人教选修
高中物理 第十章 热力学定律 1、2 功和内能 热和内能
(3)温度高的物体含有的热量多。( ) 解析:热量是个过程量,只有当两物体发生热传递时,热量才从一 个物体转移到另一个物体。 答案:× (4)热量一定从内能多的物体传递给内能少的物体。( ) 解析:热传递的条件是两物体存在温度差,热量是从温度高的物 体传递给温度低的物体。 答案:×
2.探究讨论。 (1)教材第50页演示实验图10.1-1反映了怎样的能量转化过程? 答案:做功可以改变物体的内能,本实验就是通过外力做功,机械 能转化为内能。筒底物品内能增加,温度达到着火点而燃烧。 (2)当我们双手靠近火源时,立即就会感受到手变热了;冬天,当天 气冷时,我们搓搓手就会感到手暖一些。这些各是利用什么方式改 变内能的?
核心素养形成脉络
一、焦耳实验 阅读教材第50页“焦耳的实验”部分,知道什么是绝热过程,了解焦 耳实验的代表性实验及实验结论。 1.实验条件 绝热过程:系统只通过对外界做功或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)让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 在各种不同的绝热过程中,如果使系统从状态1变为状态2,所需 外界做功的数量是相同的,即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1、2决定,而与做功的方式无关。
三、热和内能 1.热传递:热量从高温物体传到低温物体的过程。 2.实现热传递的条件:两物体间存在着温度差。 3.热传递与系统内能变化的关系:系统在单纯的传热过程中内能 的增量ΔU等于外界向系统传递的热量Q,即ΔU=Q。 4.对热量的理解:热量是用来衡量热传递过程中内能变化多少的 一个物理量,是一个过程量,不能说物体具有多少热量,只能说物体 吸收或放出了多少热量。 四、热和功的比较 1.改变系统内能的方式:做功和热传递。 2.做功和热传递在改变物体内能方面的区别:做功时内能与其他 形式的能发生转化;而热传递只是不同物体间内能的转移。
2024高中物理第十章1功和内能2热和内能教学案含解析新人教版选修3_3
1功和内能2热和内能[学习目标] 1.了解焦耳的两个试验的原理，知道热传递的实质．(重点) 2.知道做功和热传递是变更内能的两种方式，明确两种方式的区分. (重点) 3.明确内能、功、热量、温度四个物理量的区分和联系．(难点)学问点一焦耳定律、功和内能[先填空]1．焦耳的试验(1)绝热过程：系统只通过外界对它做功或对外界做功而与外界交换能量，它不从外界吸热，也不向外界放热．这样的过程叫做绝热过程．(2)代表性试验：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)试验结论：要使系统状态通过绝热过程发生变更，做功的数量只由过程始末两个状态确定，而与做功方式无关．2．功和内能在绝热过程中内能的变更用功来量度．外界对物体做多少功，物体的内能就增加多少；物体对外界做多少功，物体的内能就削减多少．表达式为ΔU＝W.[再思索]打气筒是日常生活中的一种工具，当我们用打气筒给自行车打气的时候，就是在克服气体压力和摩擦力做功．打气的过程中你有没有试着去摸一下打气筒的外壳？有什么感觉？打气筒的温度上升了，这是怎么回事呢？【提示】做功的过程是能量转化的过程，做功使得系统的内能增加了，所以温度上升．[后推断]1．系统只从外界吸热，而不向外界放热的过程就是绝热过程．(×)2．外界对系统做功，可以变更系统的内能．(√)3．在绝热过程中，外界对系统做多少功，内能就增加多少．(√)学问点二热与内能[先填空]1．热传递：热量总是从高温物体向低温物体传递．2．热传递的三种方式：热传导、热对流和热辐射．3．热量和内能：(1)关系描述：热量是在单纯的热传递过程中系统内能变更的量度．(2)公式表达：ΔU＝Q.[再思索]物体的内能增加是否肯定是从外界汲取了热量？【提示】不肯定．这是因为做功和热传递都可以变更物体的内能．[后推断]1．做功与热传递对系统内能的变更是等效的．(√)2．内能多的物体含有的热量多．(×)3．热量肯定从内能多的物体传递给内能少的物体．(×)考点一功和内能的关系1．内能与内能变更(1)物体的内能是指物体内全部分子热运动的动能和分子势能之和．(2)当物体温度变更时，分子平均动能变更．物体体积变更时，分子势能发生变更，即物体的内能是由它的状态确定的，且物体的内能变更只由初、末状态确定，与中间过程及方式无关．2．做功与内能变更(1)做功变更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，外界对物体做正功，物体内能增加，外界对物体做负功，物体内能减小．3．功和内能的区分(1)功是过程量，内能是状态量．(2)在绝热过程中，做功肯定能引起内能的变更．(3)物体的内能大，并不意味着做功多．在绝热过程中，只有内能变更越大时，对应着做功越多．【例题1】如图1012所示，肯定质量的志向气体密封在绝热(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．今对活塞施以一竖直向下的压力F，使活塞缓慢向下移动一段距离后，气体的体积减小．若忽视活塞与容器壁间的摩擦，则被密封的气体 ( )A．温度上升，压强增大，内能削减B．温度降低，压强增大，内能削减C．温度上升，压强增大，内能增加D．温度降低，压强减小，内能增加【答案】 C【规律总结】分析绝热过程的方法1．在绝热的状况下，若外界对系统做正功，系统内能增加，ΔU为正值；若系统对外界做正功，系统内能削减，ΔU为负值．此过程做功的多少为内能转化多少的量度．2．在绝热过程中，内能和其他形式的能一样也是状态量，气体的初、末状态确定了，即在初、末状态的内能也相应地确定了，内能的变更ΔU也确定了．而功是能量转化的量度，所以ΔU＝W，即W为恒量，这也是推断绝热过程的一种方法．【刚好训练】1．(多选)如图1013所示，为焦耳试验装置图，用绝热性能良好的材料将容器包好，重物下落带动叶片搅拌容器里的水，引起水温上升．关于这个试验，下列说法正确的是( )A．这个装置可测定热功当量B．做功增加了水的热量C．做功增加了水的内能D．功和热量是完全等价的，无区分【答案】AC2．如图1014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，则在将拉杆缓慢向左拉的过程中( )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【答案】 D考点二热和内能的关系1．热传递(1)热量从高温物体传递到低温物体，或从物体的高温部分传递到低温部分，叫做热传递．(2)热传递的三种方式：热传导、热对流和热辐射．2．热传递的实质热传递实质上传递的是能量，结果是变更了系统的内能．传递能量的多少用热量来量度．3．传递的热量与内能变更的关系(1)在单纯热传递中，系统从外界汲取多少热量，系统的内能就增加多少．即Q吸＝ΔU.(2)在单纯热传递中，系统向外界放出多少热量，系统的内能就削减多少．即Q放＝－ΔU.4．热传递具有方向性热量从高温物体传递到低温物体，或从物体的高温部分传递到低温部分，不会自发地从低温物体传递到高温物体或从物体的低温部分传递到高温部分．5．变更内能的两种方式的比较：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．热量是热传递过程中内能转移的量度【答案】 D【规律总结】热量和内能的理解要点1．热量的概念只有在涉及能量的传递时才有意义，因此不能说物体具有多少热量，只能说物体汲取或放出了多少热量．2．在系统与外界只发生热传递时，系统汲取多少热量，系统内能就增加多少；系统放出多少热量，系统内能就削减多少．【刚好训练】1．关于温度、热量、内能，以下说法中正确的是( )A．一个铁块的温度上升，其内能增大B．物体汲取热量，其温度肯定上升C．温度高的物体比温度低的物体含有的热量多D．温度总是从物体热的部分传递至冷的部分【答案】 A2．关于物体内能的变更，以下说法中正确的是( )A．物体汲取热量，内能肯定增大B．物体对外做功，内能肯定削减C．物体汲取热量，同时对外做功，内能可能不变D．物体放出热量，同时对外做功，内能可能不变【答案】 C【学法指导】功、内能、热量和温度的区分与联系1．内能与温度：从宏观上看，温度表示的是物体的冷热程度；从微观上看，温度反映了分子热运动的猛烈程度，是分子平均动能的标记．物体的温度上升，其内能肯定增加．但向物体传递热量，物体的内能却不肯定增加(可能同时对外做功)．2．热量和内能：(1)内能是由系统的状态确定的，状态确定，系统的内能也随之确定．要使系统的内能发生变更，可以通过热传递或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更过程中所转移的能量，是用来衡量物体内能变更的，有过程，才有变更，离开过程，毫无意义．(3)对某一状态而言，只有“内能”，根本不存在“热量”和“功”．不能说一个系统中含有多少热量．3．热量与温度：热量是系统的内能变更的量度，而温度是系统内大量分子做无规则运动猛烈程度的标记．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.4．热量与功：热量和功都是系统内能变更的量度，都是过程量，肯定量的热量与肯定量的功相当，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分．【例题3】(多选)对于热量、功、内能这三个量，下列说法中正确的是( )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的量度C．热量、功和内能的国际单位都相同D．热量和功是由过程确定的，而内能是由物体的状态确定的【思路点拨】(1)功是能量转化的量度，热量是内能转移的量度．(2)功、热量是过程量，内能是状态量．【解析】热量、功和内能的国际单位都是焦耳，但热量、功、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更的量度而不是内能大小的量度．故C、D正确．【答案】CD区分热量、功和内能的三个方面1．就某一状态而言，只有“内能”，根本谈不上“热量”和“功”．2．就某一过程而言，“内能”有变更，与“热量”和“功”对应．3．一个物体的内能无法计算，但物体的内能变更是可以计算的．【刚好训练】(多选)下列所述现象中属于利用热传导的方式来传热的是 ( ) A．冬天，用手去拿室外的铁块，手感到冷B．夏天，开空调后一段时间整个房间内温度降低C．在地面上晒小麦D．冬天，用暖水袋暖手【解析】冬天，室外的铁块温度低，手温度高，用手拿铁块时，手上的热量干脆通过热传导的方式传到铁块上．用暖水袋暖手，道理同上．开空调后整个房间内温度降低，是空气通过对流的方式使热空气降温．晒小麦是依靠太阳热辐射来汲取热量的，所以A、D正确．【答案】AD【课堂作业】[全员参加·基础练]1．下列哪个实例说明做功变更了系统的内能( )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】 B2．(多选)当物体的内能增加时，下列说法正确的是( )A．物体肯定汲取了热量B．外界肯定对物体做了功C．不行能是物体放出热量，同时对外做功D．有可能是物体放出热量，同时外界对物体做功【答案】CD3．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”，这一现象产生的缘由可以用下面三句话说明：甲，水蒸气凝聚成小水珠；乙，瓶内气体推动瓶塞做功，内能减小；丙，温度降低．三句话正确的依次是( )A．甲乙丙B．乙丙甲C．丙甲乙D．乙甲丙【答案】 B4．如图1016所示，A、B两装置均由一支一端封闭、一端开口且带有玻璃泡的管状容器和水银槽组成，除玻璃泡在管上的位置不同外，其他条件都相同．将两管抽成真空后，开口向下竖直插入水银槽中(插入过程没有空气进入管内)，水银柱上升至图示位置停止．假设这一过程水银与外界没有热交换，则下列说法正确的是( )A．A中水银的内能增量大于B中水银的内能增量B．B中水银的内能增量大于A中水银的内能增量C．A和B中水银体积保持不变，故内能增量相同D．A和B中水银温度始终相同，故内能增量相同【解析】大气压对水银槽内的水银做相同的功，因为玻璃管内吸进的水银一样多，所以水银槽内的液面下降相同的高度，A管重心高于B管，A管内水银重力势能大于B管的，故A管内水银的内能增量小于B管的，B正确．【答案】 B5．(多选)有关物体的内能，以下说法中正确的是( )A．1 g温度为0 ℃水的内能比1 g温度为0 ℃冰的内能大B．电流通过电阻后电阻发热，它的内能增加是通过热传递方式实现的C．气体膨胀，它的内能肯定减小D．橡皮筋被拉伸时，分子间势能增加【解析】橡皮筋被拉伸时，会产生弹力，此弹力是分子引力的宏观表现，分子势能随分子间距离的增大而增大，故选项D正确．【答案】AD6．给铁丝加热，铁丝温度上升了；用锤子敲打铁丝，铁丝温度也上升，这说明( ) A．功和热本质上是相同的B．功可以转化为热量C．做功和传热对变更物体内能是等效的D．做功和传热对变更物体内能的过程有本质区分【答案】 C7．(2012·四川高考)物体由大量分子组成，下列说法正确的是( )A．分子热运动越猛烈，物体内每个分子的动能越大B．分子间引力总是随着分子间的距离减小而减小C．物体的内能跟物体的温度和体积有关D．只有外界对物体做功才能增加物体的内能【答案】 C8．器壁透热的汽缸放在恒温环境中，如图所示．汽缸内封闭着肯定质量的气体，气体分子间相互作用的分子力可以忽视不计．当缓慢推动活塞Q向左运动的过程中，有下列说法：①活塞对气体做功，气体的平均动能增加；②活塞对气体做功，气体的平均动能不变；③气体的单位体积内的分子数增大，压强增大；④气体的单位体积内的分子数增大，压强不变．其中正确的是 ( )A．①③B．①④C．②③D．②④【答案】 C[超越自我·提升练]9．(多选)下列有关物体的内能、温度、热量的说法中，正确的是( )A．只要两物体的质量、温度和体积相等，两物体内能肯定相等B．热量是热传递过程中物体内能变更的量度C．只要温度上升，每个分子的动能就都增加D．做功和热传递都能变更物体的内能，两过程的本质不同，但变更物体内能的效果相同【答案】BD10．如图1018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，当温度略微上升时，球的体积会明显变大，假如起先水和水银的温度相同，且两液体温度同时缓慢上升同一值，两球膨胀后，体积相等，则( )A．A球汲取的热量较多B．B球汲取的热量较多C．两球汲取的热量一样多D．无法确定【答案】 B11．(1)远古时代，取火是一件困难的事，火一般产生于雷击或磷的自燃．随着人类文明的进步，出现了“钻木取火”等方法. “钻木取火”是通过________方式变更物体的内能，把________转化为内能．(2)某同学做了一个小试验：先把空的烧瓶放到冰箱冷冻，1小时后取出烧瓶，并快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，气球渐渐膨胀起来，如图1017，这是因为烧瓶里的气体汲取了水的________，温度________，体积________．【解析】(1)钻木取火是通过做功方式把机械能转化为内能的．(2)将烧瓶放进热水中，烧瓶内的气体吸热膨胀．【答案】(1)做功机械能(2)热量上升增大12．如图10110所示，绝热隔板S把绝热的汽缸分隔成体积相等的两部分，S与汽缸壁的接触是光滑的．两部分中分别盛有相同质量、相同温度的同种气体a和b.气体分子之间相互作用可忽视不计．现通过电热丝对气体a缓慢加热一段时间后，a、b各自达到新的平衡状态．试分析a、b两部分气体与初状态相比，体积、压强、温度、内能各如何变更？【答案】汽缸和隔板绝热，电热丝对气体a加热，a温度上升，压强增大，体积增大，内能增大；a对b做功，b的体积减小，温度上升，压强增大，内能增大．。
人教版2020年高中物理选修3-3第十章《 热力学定律》测试试题有解析
人教版2020年高中物理选修3-3测试题第十章热力学定律一、选择题（共15小题，其中1-8小题为单项选择题，9-15小题为多项选择题。
）1.下列说法中正确的是（）A. 物体甲自发传递热量给物体乙，说明甲物体的内能一定比乙物体的内能大B. 温度相等的两个物体接触，它们各自的内能不变且内能也相等C. 若冰熔化成水时温度不变且质量也不变，则内能是增加的D. 每个分子的内能等于它的势能和动能之和2.下列有关热力学第二定律的说法正确的是（）A. 气体自发地扩散运动总是向着更为无序的方向进行，是可逆过程B. 第二类永动机虽然不违反能量守恒定律，但它是制造不出来的C. 空调既能制冷又能制热，说明热传递不具有方向性D. 一定质量的理想气体向真空自由膨胀时，体积增大，熵减小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，那么下列说法正确的是()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4.根据分子运动论，物体分子之间距离为r0时，分子所受的斥力和引力相等，以下关于分子势能的说法正确的是（）A. 当分子距离为r0时，分子具有最大势能；距离增大或减小时，势能都变小B. 当分子距离为r0时，分子具有最小势能；距离增大或减小时，势能都变大C. 分子距离越大，分子势能越大；分子距离越小，分子势能越小D. 分子距离越大，分子势能越小；分子距离越小，分子势能越大5.导热性能良好的气缸和活塞，密封一定质量的理想气体，气缸固定不动，保持环境温度不变，现用外力将活塞向下缓慢移动一段距离，则这一过程中（）A. 外界对缸内气体做功，缸内气体内能不变B. 缸内气体放出热量，内能增大C. 气缸内每个气体分子的动能保持不变D. 单位时间内撞击到器壁上单位面积的分子数减小6.对一些机械设备的科学性分析正确的是()A. 空调机既能制冷又能制热，说明热传递不存在方向性B. 第二类永动机不可能制成是因为它违反了能量守恒定律C. 即使科学技术有长足进步，将来的热机的效率也达不到100%D. 电冰箱的制冷系统能够不断地把冰箱内的热量传到外界，违背了热力学第二定律7.一定质量的某种气体，在不同温度下的气体热运动速率的统计分布图如图所示，下列说法正确的是()A. 状态①的温度高于状态②的温度B. 气体分子在高温状态时的平均速率大于低温状态时的平均速率C. 不计分子势能，气体在状态①时具有的内能较大D. 温度升高时每个分子运动的动能都增大8.下列说法正确的是（）A. 温度是分子平均动能的宏观标志，所以两个物体只要温度相等，那么它们分子的平均速率就相等B. 热力学第二定律可描述为：“不可能使热量由低温物体传递到高温物体”C. 在自然界能的总量是守恒的，所以不存在能源危机D. 热力学第一定律也可表述为第一类永动机不可能制成9.一定量的理想气体从状态a开始，经历三个过程ab、bc、ca回到原状态，其p -T图象如图所示，下列判断正确的是()A. 过程ab中气体一定吸热B. 过程bc中气体既不吸热也不放热C. 过程ca中外界对气体所做的功等于气体所放的热D. a、b和c三个状态中，状态a分子的平均动能最小E. b和c两个状态中，容器壁单位面积单位时间内受到气体分子撞击的次数不同10.下列有关热现象的说法正确的是（）A.分子力随分子间距离增大而增大B.没有摩擦的理想热机也不可能把吸收的能量全部转化为机械能C.已知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E.瓶中充满某理想气体，且瓶内压强高于外界压强，在缓慢漏气过程中内外气体的温度均不发生改变．则瓶内气体在吸收热量且分子平均动能不变11.下述做法不能改善空气质量的是()A. 以煤等燃料作为主要生活燃料B. 利用太阳能、风能和氢能等能源替代化石能源C. 鼓励私人购买和使用汽车代替公交车D. 限制使用电动车E. 大量使用核能发电、风力发电和水力发电12.如图所示，两个相通的容器P、Q间装有阀门K，P中充满气体，Q内为真空，整个系统与外界没有热交换．打开阀门K后，P中的气体进入Q中，最终达到平衡，则()A. 气体体积膨胀，内能不变B. 气体分子势能减少，内能增加C. 气体分子势能增加，压强可能不变D. 气体分子势能可认为不变，气体分子的平均动能也不变E. Q中气体不可能自发地全部退回到P中13.下列说法中正确的是 .A. 布朗运动是在显微镜下看到的液体分子的无规则运动B. 自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性C. 分子质量不同的两种气体温度相同,它们分子的平均动能可能不相同D. 当分子间的引力和斥力平衡时,分子势能最小E. 一定质量的理想气体,吸热的同时外界对其做功,其内能一定增加14.如图所示，甲分子固定在坐标原点O，乙分子位于x轴上，甲分子对乙分子的作用力与两分子间距离的关系如图中曲线所示，F>0为斥力，F<0为引力．a、b、c、d为x 轴上四个特定的位置，现把乙分子从a处由静止释放，则()A. 乙分子从a至b做加速运动，由b至c做减速运动B. 乙分子由a至c加速度先增大，后减小，到达c时加速度为零C. 乙分子由a至c做加速运动，到达c时速度最大D. 乙分子由a至b的过程中，分子力一直做正功E. 乙分子由b至d的过程中，分子力一直做负功15.下列说法正确的是()A. 铁块熔化成铁水的过程中，温度不变，内能增大B. 物体运动的速度增大，则物体中分子热运动的平均动能增大，物体的内能增大C. A、B两物体接触时有热量从物体A传到物体B，这说明物体A的内能大于物体B 的内能D. A、B两物体的温度相同时，A、B两物体的内能可能不同，分子的平均速率也可能不同E. 两个系统处于热平衡时，它们一定具有相同的温度二、填空题16.如图所示，一圆柱形绝热气缸竖直放置，通过绝热活塞封闭者一定质量的理想气体，气体的温度为T。
高中物理 第十章 热力学定律 1 功和内能互动课堂学案 新人教版选修3-3
1 功和内能互动课堂疏导引导1.物体的内能及内能的变化物体的内能是指物体内所有分子的平均动能和势能之和，在微观上由分子数和分子热运动剧烈程度和相互作用力决定，宏观上体现为物体的物质的量、温度和体积，因此物体的内能是一个状态量.当物体温度变化时，分子热运动剧烈程度发生改变，分子平均动能变化.物体体积变化时，分子间距变化，分子势能发生变化.因此物体内能变化只由初末状态决定，与中间过程及变化方式无关.2.做功与内能的变化做功改变物体内能的过程是将其他形式的能（如机械能）与内能相互转化的过程，做功使物体内能发生变化时，内能改变了多少用做功的数值来量度.外界对物体做多少功，物体的内能就增加多少；物体对外界做多少功，物体的内能就减少多少.压缩气体，外界对气体做了功，气体的内能增加，气体内能的增加量等于外界对气体做的功；气体膨胀，是气体对外界做功，气体内能减少，气体内能的减少量等于气体膨胀对外做的功.3.物体内能和机械能的区别与联系（1）描述的对象不同：内能是描述物体热学状态的量，机械能是描述物体机械运动状态的量.（2）对应的运动形式不同：内能对应的是热运动，机械能对应的是机械运动.（3）决定因素不同：内能由物体所含物质的量、温度和体积决定，机械能由物体宏观运动的速度、质量、零势能面的选取等因素决定.（4）内能和机械能在一定条件下可以相互转化，在转化过程中，能的总量保持不变. （5）一个物体具有机械能，同时也具有内能；一个物体的机械能可为零，但内能不可能为零.4.功和内能的区别功是能量转化的量度，与内能变化相联系，是过程量；而内能是状态量，只有在内能变化过程中才有功.物体内能大，并不意味着做功多，只有内能变化大，才可能做功多.活学巧用1.下列关于系统的内能的说法正确的是（）A.系统的内能是由系统的状态决定的B.分子动理论中引入的系统内能和热力学中引入的系统内能是一致的C.做功可以改变系统的内能，但单纯地对系统传热不能改变系统的内能D.气体在大气中做绝势膨胀时做了功，但气体的内能不变解析：系统的内能是一个只依赖于系统自身状态的物理量，所以是由系统的状态决定的.A 对.正因为内能是由系统的状态决定的，所以分子动理论中引入的内能和热力学中引入的内能是一致的，B对.做功和热传递都可以改变系统的内能，C错.气体做绝势膨胀时对外界做了功，又因为与外界没有热交换，所以系统的内能要减小，故D错.答案：AB2.绝热过程中，外界压缩气体做功20 J，下列说法中正确的是（）A.气体内能一定增加20 JB.气体内能增加必定小于20 JC.气体内能增加可能小于20 JD.气体内能可能不变解析：绝热过程中，做功的过程是能量转化的过程，做了多少功，就有多少内能发生变化. 答案：A3.关于物体的内能，以下说法不正确的是（）A.一架飞机以某一速度在空中飞行，由于组成飞机的所有分子都具有这一速度，所以分子具有动能，又由于所有分子都在高处，所有分子具有势能，所以上述分子的动能与势能的总和就是物体的内能B.当物体的机械能为零时，其内能一定为零C.温度是分子平均动能的标志D.内能指某个分子的动能和势能之和解析：本题考查的是内能与机械能的区别.物体内能是所有分子无规则热运动所具有的分子总动能和分子相互作用所具有的分子总势能之和，内能和物体有无机械能没有关系.因此，选项A、B不正确.温度是分子平均动能的标志.所以选项C正确.内能是物体所有分子动能和势能的总和，所以选项D不正确.答案：ABD4.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.轮胎从外界吸热C.外界空气温度本来就高于胎内气体温度D.打气时，外界不断地对胎内气体做功解析：给自行车轮胎打气，人对胎内气体做功，气体内能增加，所以温度升高.答案：D百度文库是百度发布的供网友在线分享文档的平台。
2024-2025学年高中物理第十章热力学定律1功和内能(3)教案新人教版选修3-3
3.成果分享：每个小组将选择一名代表来分享他们的讨论成果。这些成果将被记录在黑板上或投影仪上，以便全班都能看到。
五、总结回顾
今天的学习，我们了解了功和内能的基本概念、重要性和应用。同时，我们也通过实践活动和小组讨论加深了对做功改变物体内能的理解。我希望大家能够掌握这些知识点，并在日常生活中灵活运用。最后，如果有任何疑问或不明白的地方，请随时向我提问。
教学目标：
1. 理解功与内能的关系，掌握功的计算方法。
2. 能运用功与内能的关系解释生活现象。
3. 培养学生的实验操作能力和观察能力。
教学重点：
1. 功与内能的关系。
2. 功的计算方法。
教学难点：
1. 功与内能转化的理解。
2. 实际问题中功的计算。
教学方法：
1. 采用问题驱动法，引导学生思考功与内能的关系。
（4）在线工具：运用在线工具，如物理仿真软件，让学生更直观地观察和理解功与内能的转化过程。
五、教学流程
一、导入新课
同学们，今天我们将要学习的是《功和内能（3）》这一章节。在开始之前，我想先问大家一个问题：“你们在日常生活中是否遇到过做功改变物体内能的情况？”比如，我们用手推动一辆停车的汽车，汽车开始运动，我们的手感到累，这个现象就是做功改变物体内能的一个例子。这个问题与我们将要学习的内容密切相关。通过这个问题，我希望能够引起大家的兴趣和好奇心，让我们一同探索功和内能的奥秘。
此外，在教学过程中，还应关注学生的行为习惯。大部分学生对物理实验感兴趣，但在实验操作和观察实验现象方面存在一定的不够细致和耐心的问题。因此，在教学过程中，教师应引导学生养成良好的实验操作习惯，注重观察实验现象，培养学生严谨的科学态度。
高中物理 第十章 热力学定律 1 功和内能课件 新人教版选修3-3
【典例 1】 (多选)用密封性好、充满气体的塑料袋 包裹易碎品，如图所示，充气袋四周被挤压时，假设袋 内气体与外界无热交换，则袋内气体( )
A．体积减小，内能增大 B．体积减小，压强减小
C．对外界做负功，内能增大 D．对外界做正功，压强减小 解析：充气袋被挤压时，气体体积减小，外界对气体 做功，由于袋内气体与外界无热交换，故ΔU＝W 知气体 内能增加，故 C 对 D 错．体积减小，内能增加，由理想 气体状态方程可知压强变大，故选项 A 正确，B 错误． 答案：AC
1．内能与内能变化的关系． (1)物体的内能是指物体内所有分子的动能和势能之 和．因此，物体的内能是一个状态量． (2)当物体温度变化时，分子平均动能变化；物体体 积变化时，分子势能发生变化．因此，物体的内能变化 只由初、末状态决定，与中间过程及方式无关．
题后反思 1．充气袋四周被挤压时，外界对气体做功，无热交 换，根据ΔU＝W 可知气体的内能增大． pV 2．气体的内能增大，温度升高，根据气体方程 知 T 气体的压强必增大．
1．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
知识点二 内能 提炼知识 1．任何一个热力学系统都存在一个只依赖于系统自 身状态的物理量，我们把它称之为系统的内能． 2．当系统从状态 1 经过绝热过程达到状态 2 时，内 能的增加量Δ U＝U2－U1 就等于外界对系统所做的功 W， 即Δ U＝W.
判断正误 1． 内能的增加量始终等于外界对系统所做的功． (×) 2．系统的内能是由它的状态决定的．(√)
高中物理第十章热力学定律课时跟踪检测十二功和内能热和内能含解析新人教版选修3_320190412280
课时跟踪检测（十二） 功和内能 热和内能1．[多选]下列说法中正确的是( )A ．做功和热传递是改变物体内能的两种本质不同的物理过程B ．外界对物体做功，物体的内能一定增大C ．物体向外界放热，物体的内能一定增大D ．热量是在热传递过程中，从一个物体向另一个物体或物体的一部分向另一部分转移的内能的多少解析：选AD 做功和热传递改变物体内能的本质不同，因为做功的过程一定是不同形式的能相互转化的过程，而热传递是同种形式的能量(内能)在不同的物体之间或物体不同的部分之间传递或转移，故A 选项正确。
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 、C 选项不正确，D 选项正确。
2．[多选]一铜块和一铁块，质量相等，铜块的温度T 1比铁块的温度T 2高，当它们接触在一起时，如果不和外界交换能量，则( )A ．从两者开始接触到热平衡的整个过程中，铜块内能的减少量等于铁块内能的增加量B ．在两者达到热平衡以前的任意一段时间内，铜块内能的减少量不等于铁块内能的增加量C ．达到热平衡时，铜块的温度T ＝T 1＋T 22D ．达到热平衡时，两者的温度相等解析：选AD 一个系统在热交换的过程中，如果不与外界发生热交换，温度高的物体放出的热量等于温度低的物体吸收的热量，直到温度相等，不再发生热交换为止，而热量是传热过程中内能的变化量，所以选项A 和D 都正确，选项B 错误。
根据热平衡方程：c 铜m (T 1－T )＝c 铁m (T －T 2)，解得T ＝c 铜T 1＋c 铁T 2c 铜＋c 铁，由此可知选项C 错误。
3．[多选]对于热量、功和内能三者的下列说法中正确的是( )A ．三者单位相同，物理意义相同B ．热量和功是内能的量度C ．热量和功由过程决定，而内能由物体状态决定D ．系统内能增加了100 J ，可能是外界采用绝热方式对系统做功100 J ，也可能是外界单纯地对系统传热100 J解析：选CD 热量、功和内能三者尽管单位相同，但物理意义有本质区别，A 错。
高中物理 第十章 热力学定律 1 功和内能课堂互动学案 新人教版选修33
1 功和内能课堂互动三点剖析1.物体内能的改变与做功(1)物体内能的改变从宏观上看，物体温度和体积发生改变.物体的内能可能发生改变，从微观角度看，分子间的距离发生变化和分子热运动的剧烈程度发生变化，物体的内能可能发生变化.(2)做功与内能变化做功改变物体内能是其他形式的能与内能的转化过程.(3)内能与机械能物体的内能和机械能是两个不同的物理概念.内能和机械能在一定条件下可以相互转化. (4)功是能量转化的量度.即做了多少功,就有多少某种形式的能转化为等量的另一种形式能.2.内能和其它形式的能的转化首先判断物体的内能是否发生了转化.若内能增加了,就有可能是其他形式的能转化为内能.若内能减小了,就有可能是内能转化为其他形式的能.其次看其他形式的能是否发生了变化.若绝热，物体内能变化则一定是做功引起的.各个击破【例1】用下列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.汽油机汽缸压缩气体C.车刀切下炽热铁屑D.物体在阳光下被晒热解析：搓手时克服摩擦力做功，机械能转化为内能.汽缸压缩气体，对气体做功.车刀切削钢件，机械能转化为内能，使切下的铁屑温度升高.物体在阳光下被晒热，不是外力做功，改变物体内能.答案：ABC类题演练切割机切割水泥路面时,不断洒水,为什么?解析：切割机切割水泥路面时,摩擦力做功,刀片内能增加,温度迅速上升,加快对刀片的磨损,因此要洒水降温.答案:见解析【例2】绝热过程中,外界压缩气体做功20 J,下列说法中正确的是( )A.气体内能一定增加20 JB.气体内能增加必定小于20 JC.气体内能增加可能小于20 JD.气体内能可能不变解析:绝热过程中,做功的过程是能量转化的过程,做了多少功,就有多少内能发生变化.答案：A1。
高中物理第十章热力学定律1功和内能课后训练新人教版选修3_320
140 m
3
=0.033℃
4.2 10 m
马鸣风萧萧整理
答案 :(1) 2 2m / s (2)2 J
9.有一充足气的气球，用手捧住气球的球身 (握紧 )，当将开口打开，气体迅速放出的过程中，
手会有什么样的感觉？试着做一做，验证你的猜想是否正确？
解析： 气球迅速放出气的过程中，手会感到凉，这是因为气体从气球中放出的过程中，
气体
膨胀，对外做功，内能要减少，温度降低，所以手会感到凉
D.物体沿光滑斜面加速下滑的过程中，机械能和内能都增加
解析： 物块沿斜面匀速下滑，克服摩擦力做功，机械能转化为内能，故
A 错误，物体沿斜
面匀速上升，机械能增大，克服摩擦力做功，其内能也增加，故选项
B 正确 .物体沿光滑斜
面上滑或下滑过程 ,机械能保持不变，内能也不变，故 C、 D 均错误 .
答案 :B
C.物体的体积减小温度不变时 ,物体内能一定减小
D.运动的汽车紧急刹车 ,汽车最终停下来 .摩擦力做了多少功，内能就增加多少
解析： 物体的动能由物体的宏观速率决定，而物体内分子的动能由分子热运动的速率决定
.
分子动能不可能为零 (温度不可能达到绝对零度 )，而物体的动能可能为零 .所以 A 、B 不正确 .
B
错， C 对 .
答案 :AC
5.下列关于物体机械能和内能变化的说法中正确的是
()
A.物体沿斜面匀速下滑的过程中 ,机械能和内能均减少
马鸣风萧萧整理
》》》》》》》》》积一时之跬步 臻千里之遥程《 《《《《《《《《《《《
B.物体在外力作用下沿粗糙斜面匀速上滑的过程中，机械能和内能均增加
C.物体以某一初速度沿光滑斜面上滑的过程中，机械能和内能都减少
2024-2025学年高中物理第十章热力学定律1功和内能(1)教案新人教版选修3-3
-学生积极参与课堂活动，如讨论、提问等，展现良好的学习态度。
-学生在课堂上积极思考，对问题进行深入分析和探讨。
-学生在小组讨论中展现出良好的团队合作精神和沟通能力。
2.小组讨论成果展示：
-学生在小组讨论中，通过合作和交流，共同完成讨论任务，展现出良好的合作精神和团队意识。
-学生在成果展示中，清晰地表达自己的观点和思考，展现出良好的口头表达能力。
-部分学生对节能环保意识的认识不足，需要通过课程学习提高。
-口头表达和书面表达能力有待提高，影响课堂互动和作业完成质量。
4.行为习惯方面：
-部分学生课堂注意力不集中，容易走神，影响学习效果。
-课堂参与度不高，不愿主动提问和发表观点，制约课堂互动。
-学习方法不当，依赖死记硬背，缺乏理解和灵活运用。
针对以上学情分析，教师在教学过程中应采取以下策略：
-倡导学生撰写科普小论文，将所学知识以文字形式表达出来，提高学生的写作能力和知识整合能力。
-引导学生关注热力学领域的最新研究动态，培养他们的科学素养和创新能力。
板书设计
1.标题区域：
-热力学定律：功和内能
2.重点概念：
-系统、状态、过程
-功：体积功、压力功
-内能：微观解释、状态函数
-热力学第一定律：能量守恒
-监控预习进度：通过平台数据跟踪学生的预习情况，及时给予反馈。
学生活动：
-自主阅读预习资料：学生阅读PPT和观看视频，初步了解热力学基本概念。
-思考预习问题：学生针对问题进行思考，记录疑问。
-提交预习成果：将预习笔记和问题通过平台提交。
教学方法/手段/资源：
-自主学习法：鼓励学生独立探索新知识。
-信息技术手段：利用在线平台进行资源分享和进度监控。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第一节 功和内能
自我小测
1下列实例中，属于做功来增加物体内能的是( )
A．铁棒放在炉子里被烧红
B．锯条锯木头时会发热
C．古时候的猿人钻木取火
D．冬天在阳光下取暖
2下列现象属于用做功的方法改变系统内能的是( )
A．放在火炉边的物体温度升高了
B．把一杯热水放在冷水中冷却
C．用铁锤锻打工件，工件会发热
D．拉弯的弓把箭射出去
3下列过程中，由于做功而使系统内能增加的是( )
A．把铁丝反复弯曲，弯曲处温度升高
B．烧开水时，蒸汽将壶盖顶起
C．铁块在火炉中被加热
D．铁球从空中自由下落(不计空气阻力)
4用下列方法改变物体的内能，属于做功方式的是( )
A．搓搓手会感到手暖和些
B．汽油机汽缸内被压缩的气体
C．车刀切下的炽热的铁屑
D．物体在阳光下被晒热
5气体在等压变化中( )
A．一定对外做正功
B．外界一定对气体做正功
C．若温度升高，一定对外做正功
D．可能既不对外做功，外界也不对气体做功
6下列有关内能的说法正确的是( )
A．质量和温度相同的物体，内能一定相同
B．一定质量的理想气体的内能只与温度有关
C．一定质量的理想气体在等容变化过程中若既不吸热也不放热，内能一定改变
D．气体被压缩时，内能可能不变
7一定质量的理想气体从压强为p1、体积为V1的A状态，绝热变化到压强为p2、体积为
V2的B状态，内能的增量为ΔU
，则在此过程中( )
A．气体对外做功等于ΔU
B．外界对气体做功等于ΔU
C．外界对气体做功等于p2V2－p1V1
D．外界对气体做功等于ΔU＋p2V2－p1V1
8(2009重庆理综，14)密闭有空气的薄塑料瓶因降温而变扁，此过程中瓶内空气(不计
分子势能)… ( )
A．内能增大，放出热量
B．内能减小，吸收热量
C．内能增大，对外界做功
D．内能减小，外界对其做功
9如果将自行车内胎充气过足，又放在阳光下暴晒，车胎极易爆裂。关于这一现象的描
述，下列说法正确的是(暴晒过程中内胎容积几乎不变)( )
A．车胎爆裂，是车胎内气体温度升高，气体分子间斥力急剧增大的结果
B．在爆裂前的过程中，气体温度升高，分子无规则热运动加剧，气体压强增大
C．在车胎突然爆裂的瞬间，气体内能增加
D．在车胎突然爆裂的瞬间，气体内能减少
10固定的汽缸内由活塞封闭着一定量的理想气体，活塞在拉力F的作用下缓慢地向右
移动，如图所示。假设汽缸壁和活塞都是不导热的材料，在拉动活塞的过程中，下列说法正
确的是( )
A．气体对外做功，气体内能减小
B．外力F做正功，气体内能增加
C．气体温度升高，压强减小
D．每个气体分子的动能都减小
11下图中容器A、B各有一个可自由移动的轻活塞，活塞下面是水，上面是大气，大气
压恒定。A、B的底部由带有阀门K的管道相连。整个装置与外界绝热。原先，A中水面比
B
中的高。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
12某绝热系统在初态具有内能5 J，在外界对它做了0.5 J 的功后，系统的内能变为
______。
13一个系统内能增加了20 J。如果系统与周围环境不发生热交换，周围环境需要对系
统做多少功？
参考答案
1答案：BC
2答案：C
3答案：A
4答案：ABC
5解析：在等压变化过程中若温度升高，则气体的体积增大，即气体膨胀对外做功。
答案：C
6答案：BCD
7解析：内能增加多少，外界对系统就做多少功。
答案：B
8解析：该密闭理想气体温度降低，内能减小，排除A、C选项；又由题知：其体积减
小，外界对其做功，W＞0，由ΔU＝W＋Q知：ΔU＜0，W＞0，则必有Q＜0，气体放出热量，
故B错，D正确。
答案：D
9解析：车胎内的气体经历一个等容变化，等容升温，分子热运动加剧；压强增大到车
胎的承受能力后发生爆裂，爆裂的过程是迅速膨胀的过程，对外做功，内能减少。
答案：BD
10解析：拉动活塞的过程，也是外力对活塞做功的过程。但本题题意是考查气体膨胀
同样对活塞做功。
答案：A
11解析：左管大气压对水做功，右管克服大气压做功，根据W＝pΔV，可得总功为零，
因此说大气对水不做功，又因变化过程中整体重心下降，系统重力势能减少，转化为水的内
能。选D。
答案：D
12答案：5.5 J
13解析：由功与系统内能改变的关系，则W＝ΔU＝20 J。
答案：20 J