专题10.1 功和内能-2020届高中物理同步讲义 人教版（选修3-3）

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1、第十章 热力学定律第1节 功和内能功和内能1内能与内能变化（1）物体的内能是指物体内所有分子热运动的 和 之和。（2）当物体温度变化时，分子平均动能变化。物体体积变化时， 发生变化，即物体的内能是由它的状态决定的，且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。2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，外界对物体做多少功，就有多少其他形式的能转化为 ，物体的 就增加多少。动能 分子势能 分子势能内能 内能功和内能的区别（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

2、能大，并不意味着做功多。在绝热过程中，只有内能变化较大时，对应着做功较多。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。（4）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。【例题】早些年农村的小孩子常用旧圆珠笔芯做一种玩具，铁丝的一端缠绕棉花，用水打湿后从一端塞入笔芯内，将笔芯的另一端用力在马铃薯上触一下拔出来，然后用力推铁丝，马铃薯小块高速飞出，能打出十几米远。下列说法正确的是A在推铁丝而马铃薯小块未飞出的过程中，笔芯内密封的气体的温度升高B在推铁丝而马铃薯小块未飞出的过程中，气体对外做功C马铃薯小块高速飞出的动能来自于气

3、体内能D马铃薯小块高速飞出时外界对笔芯内气体做功参考答案：AC1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2如图是压力保温瓶的结构简图，活塞a与液面之间密闭了一定质量的气体。假设封闭气体为理想气体且与外界没有热交换，则向下压a的过程中，瓶内气体A内能增大 B体积增大C压强不变 D温度不变3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

4、换，处于动平衡态，筒内空气质量不变D筒内外无空气交换4如图所示为密闭的气缸，外力推动活塞P压缩气体，对缸内气体做功800 J，同时气体向外界放热200 J，缸内气体的A温度升高，内能增加600 JB温度升高，内能减少200 JC温度降低，内能增加600 JD温度降低，内能减少200 J5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E，不计气体重心改变的影响，下列说法正确的是AEmghBEmghCEmgh D以上三种情况均有

5、可能6如图是某喷水壶示意图。未喷水时阀门K闭合，压下压杆A可向瓶内储气室充气，多次充气后按下按柄B打开阀门K，水会自动经导管从喷嘴处喷出。储气室内气体可视为理想气体，充气和喷水过程温度保持不变。则A充气过程中，储气室内气体内能增大B充气过程中，储气室内气体分子平均动能增大C喷水过程中，储气室内气体放热D喷水过程中，储气室内气体压强增大7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8如图，注射器内密封一部分

6、气体，若针筒和活塞导热性能良好，则缓慢向外移动活塞的过程中气体A对活塞不做功B对活塞做负功C温度保持不变 D压强逐渐减小9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气体压强不变，温度不变10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11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

7、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12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。三句话正确的顺序是A甲、乙、丙B乙、丙、甲C丙、甲、乙 D乙、甲、丙13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

8、 m时，气体内能的变化量是多少？内能增加了还是减少了？1B【解析】双手摩擦做功，使手的内能增加，感到暖和；ACD都是通过热传递来改变系统的内能，选项B正确。2A【解析】向下压a的过程中，外界对气体做功，瓶内气体内能增大，选项A正确。向下压a的过程中，瓶内气体体积减小，压强增大，温度升高，选项BCD错误。3B【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。故B

9、正确。4A【解析】由热力学第一定律可知U=W+Q，外界对气体做的功为W=800 J，气体向外放热，则Q=200 J，故U=800 J200 J=600 J，气体内能增大，温度升高，选A。5B【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。EmghW乙。故B正确。6A【解析】充气过程中，储气室内气体温度不变，气体的平均动能不变，气体的质量增大，故气体内能增大，A正确，B错误；喷水过程中，气体对外做功，W0，气体吸热，C错误；喷水过程中，储气室内气体体积增大，温度不变，根据可知，压强减小，D错误。学-科网10A【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UW；故气体的内能增加，温度升高。故A正确。11A【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。12B【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。故顺序是乙、丙、甲，B正确。13增加了0.5 J外界对气体做功WFs50.1 J0.5 J，气体内能增加，增加量为0.5 J。