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第三章　热力学定律
1　功、热和内能的改变
基础过关练
题组一　焦耳的实验
1.如图所示是焦耳研究热与功之间关系的两个典型实验,从焦耳的这两个实验中可得出的结论是(　　)
A.系统状态的改变只能通过传热来实现
B.机械能守恒
C.各种不同的绝热过程中,系统状态改变与做功方式无关,仅与做功数量有关
D.各种不同的绝热过程中,系统状态改变不仅与做功方式有关,还与做功数量有关
题组二　功与内能的改变
2.(2026重庆一模)关于香槟瓶被打开的瞬间瓶口附近突然出现一团“白雾”的现象,下列说法正确的是(　　)
A.这是瓶内香槟的扩散现象
B.瓶内气体温度升高,蒸发加剧形成的蒸汽
C.瓶内气体对外做功,内能减小,水蒸气凝结为小水珠
D.瓶内气体对外做功等于从周围环境吸收的热量
3.(2025河南焦作期中)
如图所示,活塞将汽缸分成甲、乙两气室,汽缸、活塞(连同拉杆)是绝热的,汽缸壁光滑且不漏气。用U甲、U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.U甲不变,U乙减小　　　　B.U甲不变,U乙增大
C.U甲增大,U乙不变　　　　D.U甲增大,U乙减小
题组三　热与内能的改变
4.(2026四川广安开学考试)关于内能,以下观点正确的是(　　)
①热机在做功冲程中内能转化为机械能
②物体温度越低,内能越小,所以0 ℃的物体没有内能
③两物体相互接触时,热量总是从内能大的物体转移到内能小的物体
④改变物体内能的方法有很多,但本质上只有做功和热传递两种方式
A.①②　　B.②③　　C.①④　　D.③④
5.(2026北京开学考试)如图所示的四个实例中,通过热传递的方式来改变物体内能的是(　　)
　　
6.(2026江苏宿迁模拟预测)一定质量的理想气体A被一个隔板封闭在容器左部,现抽去隔板,加热气体,使气体A快速充满整个容器,设在此过程中,气体吸收热量为Q,内能的增量为ΔU,则下列说法正确的是(　　)
A.ΔU=Q　　　　B.ΔU>Q
C.ΔU答案与分层梯度式解析
基础过关练
1.C 2.C 3.D 4.C 5.C 6.A
1.C　焦耳通过多次实验,最后得到的结论是在各种不同的绝热过程中,系统状态的改变与做功方式无关,仅与做功数量有关,故选C。
2.C　“白雾”是水蒸气凝结形成的小液滴,为液化现象,并非分子扩散现象,A错误;瓶内气体在膨胀过程中对外做功,内能减小,温度降低,导致瓶口附近水蒸气凝结成小水珠,形成“白雾”,B错误,C正确;香槟瓶被打开的瞬间,瓶内气体快速膨胀,时间过短,来不及与外界进行热交换,近似绝热(Q≈0)(破题关键),瓶内气体对外做功等于气体减小的内能,D错误。
3.D　由题意可知甲、乙两气室中的气体都经历绝热过程,内能的改变取决于做功的情况。对于甲气室中的气体,在拉杆缓慢向左拉的过程中,活塞左移,气体体积减小,外界对气体做功,气体的内能增大;对于乙气室中的气体,在拉杆缓慢向左拉的过程中,活塞左移,气体体积增大,气体对外界做功,气体的内能减小,D正确。
4.C　①热机在做功冲程中,高温高压的燃气推动活塞做功,将内能转化为机械能,①正确;②内能是物体内所有分子热运动的动能和分子势能的总和,任何温度的物体都有内能,0 ℃的物体仍有内能,②错误;③热传递的方向由温度差决定,热量总是从高温物体传递到低温物体,而非从内能大的物体传递到内能小的物体,③错误;④改变内能的方式本质上只有做功和热传递两种方式,④正确。故选C。
归纳总结
　　改变内能的两种方式的比较
做功 传热
区 别 内能变 化情况 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 系统吸收热量,内能增加;系统放出热量,内能减少
从能 量的 角度看 做功是其他形式的能与内能相互转化 不同系统间或同一系统不同部分之间内能的转移
能的性 质变化 情况 能的性质发生了变化 能的性质不变
联系 做一定量的功或传递一定量的热量在改变内能的效果上是相同的
5.C　锯木板时,克服摩擦做功,钢锯条温度升高,属于通过做功改变物体的内能,A错误;来回快速拉动皮条,克服摩擦做功,金属管温度升高,属于通过做功改变物体的内能,B错误;用酒精灯给试管中的水加热,热量从高温的火焰传递到低温的水,水吸收热量后内能增加,属于通过热传递改变物体的内能,C正确;迅速下压活塞时,活塞压缩筒内气体做功,机械能转化为内能,使筒内气体温度升高,属于通过做功改变物体的内能,D错误。
6.A　气体A向真空膨胀,由于右侧为真空,气体在膨胀过程中不受阻力,不需要克服外力做功(破题关键),即气体对外做功为零,则内能的增加量等于气体从外界吸收的热量,即ΔU=Q,故选A。

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