2024-2025学年人教高中物理同步讲义练习选择性必修三2.5 液体（含答案） （人教2019选择性必修三）

2024-2025学年人教高中物理同步讲义练习选择性必修三2.5液体（含答案）（人教2019选择性必修三）2.5液体基础导学要点一、液体的表面张力1．表面层：液体表面跟气体接触的薄层。2．表面张力：(1)定义：在表面层，分子比较稀疏，分子间的作用力表现为引力，这种力使液体表面绷紧，叫作液体的表面张力。(2)方向：总是跟液体相切，且与分界面垂直。要点二、浸润和不浸润1．浸润和不浸润(1)浸润：一种液体会润湿某种固体并附着在固体的表面上的现象；(2)不浸润：一种液体不会润湿某种固体，不会附着在这种固体的表面上的现象；(3)当液体和与之接触的固体的相互作用比液体分子之间的相互作用强时，液体能够浸润固体；反之，液体则不浸润固体。2．毛细现象：浸润液体在细管中上升的现象，以及不浸润液体在细管中下降的现象。要点三、液晶1．液晶：是介于固态和液态之间的一种物质状态。2．特点：(1)液晶态既具有液体的流动性，又在一定程度上具有晶体分子的规则排列的性质；(2)具有光学各向异性。要点突破突破一：液体表面张力1．液体表面张力的成因分析液体表面层分子比较稀疏，分子间的作用力表现为引力，该引力使液面产生了表面张力，使液体表面形成一层绷紧的膜。2．表面张力及其作用(1)表面张力使液体表面具有收缩趋势，使液体表面积趋于最小．而在体积相同的条件下，球形的表面积最小。(2)表面张力的大小除了跟边界线长度有关外，还跟液体的种类、温度有关。(3)表面张力的方向：和液面相切，垂直于液面上的各条分界线。如图所示。突破二：浸润和不浸润的形成原因(1)附着层内分子受力情况：液体和固体接触时，附着层的液体分子除受液体内部的分子吸引外，还受到固体分子的吸引。(2)浸润的成因：当固体分子吸引力大于液体内部分子力时，这时表现为液体浸润固体。(3)不浸润的成因：当固体分子吸引力小于液体内部分子力时，这时表现为液体不浸润固体。突破三：毛细现象的产生原因毛细现象的产生与表面张力及浸润现象都有关系。如下图所示，甲是浸润情况，此时管内液面呈凹形，因为液体的表面张力的作用，液体会受到向上的作用力，因而管内液面要比管外高；乙是不浸润情况，管内液面呈凸形，表面张力的作用使液体受到向下的力，因而管内液面比管外低。突破四：液晶的特点(1)液晶是介于固态和液态之间的一种物质状态，既具有液体的流动性，又在一定程度上具有晶体分子的规则排列；(2)液晶具有光学上的各向异性，液晶分子的排列不稳定，微小的外界变动都会改变分子排列，从而改变液晶的某些性质。典例精析题型一：液体的表面张力例一．金属铝熔化成液体后通入氢气，在液态铝内产生大量气泡，冷凝后得到带有微孔的泡沫铝，如图所示。下列说法中正确的是（）A．泡沫铝是晶体，某些物理性质具有各向异性B．在冷凝过程中，气泡收缩，外界对气体做功，气体内能增加C．液态铝与氢气泡的接触面存在表面张力，将会阻碍气泡的膨胀D．由于充入了气体，泡沫铝分子间距离增大，分子间只存在分子引力题型二：浸润和不浸润例二．小明发现倒酱油的时候总会有一些酱油沿着瓶口流到瓶子外面，他认为如果选用合适的瓶口材料就能保持瓶子清洁。如图是酱油滴在两种材料表面的油滴形状，下列说法正确的是（）A．图甲说明油滴与甲材料不浸润 B．图乙说明油滴与乙材料浸润C．油瓶口的材料选用乙材料较合适 D．水银在两种材料表面的形状一定与酱油滴形状相同题型三：液晶例三．下列说法中不正确的是（）A．液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点B．非晶体呈各向同性，晶体也有可能呈各向同性C．在围绕地球飞行的宇宙飞船中，自由飘浮的水滴呈球形，这是表面张力作用的结果D．不浸润现象说明固体分子对液体分子的吸引力大于液体分子之间的吸引力强化训练选择题1、下列说法正确的是（）A．液晶像液体一样具有流动性，而其光学性质与某些晶体相似B．产生毛细现象时，液体在毛细管中一定上升C．表面张力的方向总是垂直于液面，指向液体内部D．熔化的金属太空中呈现球形，是由于液体内部分子间存在引力2、下列说法正确的是（）A．液体表面层的分子间距离大于液体内部分子间的距离，使得液面有表面张力B．物体中所有分子的热运动动能的总和叫做物体的内能C．热力学温度T与摄氏温度t的关系为t=T+273.15D．悬浮在液体中的微粒越小，受到液体分子的撞击就越容易平衡3．立方体玻璃容器内盛一定体积的水，盖上玻璃盖后置于完全失重环境下，则容器内水（图中阴影区域）的形状可能是（）A．B．C．D．4．下列说法正确的是（

）A．扩散现象可以在液体、气体中进行，不能在固体中发生B．已知水的密度和水的摩尔质量，则可以计算出阿伏加德罗常数C．在完全失重的环境中，空中的水滴是个标准的球体D．液晶是介于固态和气态之间的一种物质状态5．液体表面张力产生的原因是（）A．液体表面层内分子比液体内部紧密，分子间斥力大于引力B．液体表面层内分子比液体内部紧密，分子间引力大于斥力C．液体表面层内分子比液体内部稀疏，分子间引力大于斥力D．液体表面层内分子比液体内部稀疏，分子间斥力大于引力6、如图所示，四幅图分别对应四种说法，其中正确的是（）A．甲图：微粒运动就是物质分子的无规则热运动，即布朗运动B．乙图：当两个相邻的分子间距离为r0时，它们间相互作用的引力和斥力大小相等C．丙图：小草上的露珠呈球形的主要原因是液体重力的作用D．丁图：食盐晶体的物理性质沿各个方向都是一样的7.(2020·陕西西安期末)关于浸润和不浸润及毛细现象,下列说法中正确的是()A.水银是浸润液体,水是不浸润液体B.在内径小的容器里,如果液体能浸润容器壁,则液面成凹形,且液体在容器内上升C.如果固体分子对液体分子的引力较弱,就会形成浸润现象D.两端开口、内径不同的几支细玻璃管竖直插入水中,管内水柱高度相同8.(2020·辽宁本溪期末)(多选)液晶在现代生活中扮演着重要的角色,下列对于液晶的认识,正确的是()A.液晶态就是固态和液态的混合物B.液晶具有各向异性的性质C.液晶既有液体的流动性,又有晶体的各向异性D.天然存在的液晶很多,如果这种物质是液晶,那么它在任何条件下都是液晶9.(2020·江苏南通月考)液体表面具有收缩趋势的原因是()A.液体可以流动B.液体表面层分子间距离小于液体内部分子间距离C.液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离D.与液面接触的容器壁的分子对液体表面层分子有吸引力10．下列说法正确的是（）A．布朗运动是悬浮在液体中的固体分子所做的无规则运动B．多晶体没有确定的溶点C．液晶的光学性质具有各向异性D．由于液体表面层中分子间的距离小于液体内部分子间的距离，故液体表面存在表面张力11．下列各种说法中不正确的是（）A．液体与大气相接触，表面层内分子所受其他分子的作用表现为相互吸引B．0℃的铁和0℃的冰，它们的分子平均动能相同C．温度低的物体内能小D．气体分子单位时间内与单位面积器壁碰撞的次数与单位体积内的分子数和温度有关12．下列说法错误的是（）。A．表面层内液体分子之间的相互作用力表现为引力B．一种液体是否浸润某种固体，与这两种物质的性质都有关系C．在合适的条件下，某些晶体可以转变为非晶体，但非晶体不可以转变为晶体D．1g水中所含的水分子数约为个2.5液体基础导学要点一、液体的表面张力1．表面层：液体表面跟气体接触的薄层。2．表面张力：(1)定义：在表面层，分子比较稀疏，分子间的作用力表现为引力，这种力使液体表面绷紧，叫作液体的表面张力。(2)方向：总是跟液体相切，且与分界面垂直。要点二、浸润和不浸润1．浸润和不浸润(1)浸润：一种液体会润湿某种固体并附着在固体的表面上的现象；(2)不浸润：一种液体不会润湿某种固体，不会附着在这种固体的表面上的现象；(3)当液体和与之接触的固体的相互作用比液体分子之间的相互作用强时，液体能够浸润固体；反之，液体则不浸润固体。2．毛细现象：浸润液体在细管中上升的现象，以及不浸润液体在细管中下降的现象。要点三、液晶1．液晶：是介于固态和液态之间的一种物质状态。2．特点：(1)液晶态既具有液体的流动性，又在一定程度上具有晶体分子的规则排列的性质；(2)具有光学各向异性。要点突破突破一：液体表面张力1．液体表面张力的成因分析液体表面层分子比较稀疏，分子间的作用力表现为引力，该引力使液面产生了表面张力，使液体表面形成一层绷紧的膜。2．表面张力及其作用(1)表面张力使液体表面具有收缩趋势，使液体表面积趋于最小．而在体积相同的条件下，球形的表面积最小。(2)表面张力的大小除了跟边界线长度有关外，还跟液体的种类、温度有关。(3)表面张力的方向：和液面相切，垂直于液面上的各条分界线。如图所示。突破二：浸润和不浸润的形成原因(1)附着层内分子受力情况：液体和固体接触时，附着层的液体分子除受液体内部的分子吸引外，还受到固体分子的吸引。(2)浸润的成因：当固体分子吸引力大于液体内部分子力时，这时表现为液体浸润固体。(3)不浸润的成因：当固体分子吸引力小于液体内部分子力时，这时表现为液体不浸润固体。突破三：毛细现象的产生原因毛细现象的产生与表面张力及浸润现象都有关系。如下图所示，甲是浸润情况，此时管内液面呈凹形，因为液体的表面张力的作用，液体会受到向上的作用力，因而管内液面要比管外高；乙是不浸润情况，管内液面呈凸形，表面张力的作用使液体受到向下的力，因而管内液面比管外低。突破四：液晶的特点(1)液晶是介于固态和液态之间的一种物质状态，既具有液体的流动性，又在一定程度上具有晶体分子的规则排列；(2)液晶具有光学上的各向异性，液晶分子的排列不稳定，微小的外界变动都会改变分子排列，从而改变液晶的某些性质。典例精析题型一：液体的表面张力例一．金属铝熔化成液体后通入氢气，在液态铝内产生大量气泡，冷凝后得到带有微孔的泡沫铝，如图所示。下列说法中正确的是（）A．泡沫铝是晶体，某些物理性质具有各向异性B．在冷凝过程中，气泡收缩，外界对气体做功，气体内能增加C．液态铝与氢气泡的接触面存在表面张力，将会阻碍气泡的膨胀D．由于充入了气体，泡沫铝分子间距离增大，分子间只存在分子引力【答案】C【解析】A．泡沫铝是晶体，但是是多晶体，表现为各向同性，A错误；B．在金属液体冷凝过程中，气泡收缩变小，外界对气体做功，同时温度降低，放出热量，气体内能降低，B错误；C．金属铝熔化成液体后通入氢气，产生大量气泡，液体表面分子间存在表面张力，液态铝表面张力将会阻碍气泡的膨胀，C正确；D．分子之间同时存在引力和斥力，当时，分子力表现为引力，不是只存在引力，故D错误。故选C。题型二：浸润和不浸润例二．小明发现倒酱油的时候总会有一些酱油沿着瓶口流到瓶子外面，他认为如果选用合适的瓶口材料就能保持瓶子清洁。如图是酱油滴在两种材料表面的油滴形状，下列说法正确的是（）A．图甲说明油滴与甲材料不浸润 B．图乙说明油滴与乙材料浸润C．油瓶口的材料选用乙材料较合适 D．水银在两种材料表面的形状一定与酱油滴形状相同【答案】C【解析】ABC．只要选择酱油不浸润的材料做酱油瓶就能保持瓶子清洁，从图示的情况可以看出酱油与甲材料是浸润的，与乙材料是不浸润的，所以应该选择乙材料，选项C正确。D．液体在某种材料表面的形状不但与浸润和不浸润有关，而且与液体的体积有关，即使是浸润的，液滴的体积不同其形状也不同，所以无法确定水银在两种材料表面的形状是否与酱油滴的形状相同，选项D错误。故选C。题型三：液晶例三．下列说法中不正确的是（）A．液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点B．非晶体呈各向同性，晶体也有可能呈各向同性C．在围绕地球飞行的宇宙飞船中，自由飘浮的水滴呈球形，这是表面张力作用的结果D．不浸润现象说明固体分子对液体分子的吸引力大于液体分子之间的吸引力【答案】D【解析】A．液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点，故A正确；B．非晶体呈各向同性，多晶晶体呈各向同性，单晶体呈各向异性，故B正确；C．在围绕地球飞行的宇宙飞船中，自由飘浮的水滴呈球形，这是表面张力作用的结果，故C正确；D．不浸润现象说明固体分子对液体分子的吸引力小于液体分子之间的吸引力，故D错误。本题选不正确项，故选D。强化训练选择题1、下列说法正确的是（）A．液晶像液体一样具有流动性，而其光学性质与某些晶体相似B．产生毛细现象时，液体在毛细管中一定上升C．表面张力的方向总是垂直于液面，指向液体内部D．熔化的金属太空中呈现球形，是由于液体内部分子间存在引力【答案】A【解析】A．液晶像液体一样具有流动性，而其光学性质与某些晶体相似，A正确；B．浸润液体在毛细管内上升，不浸润液体在毛细管内下降，B错误；C．表面张力使液体表面有收缩的趋势，它的方向跟液面相切，C错误；D．熔化的金属呈球状是由于液体表面分子间存在表面张力的结果，D错误。故选A。2、下列说法正确的是（）A．液体表面层的分子间距离大于液体内部分子间的距离，使得液面有表面张力B．物体中所有分子的热运动动能的总和叫做物体的内能C．热力学温度T与摄氏温度t的关系为t=T+273.15D．悬浮在液体中的微粒越小，受到液体分子的撞击就越容易平衡【答案】A【解析】A．液体表面层的分子间距离大于液体内部分子间的距离，使得液面有表面张力，选项A正确；B．物体中所有分子的热运动动能和势能的总和叫做物体的内能，选项B错误；C．热力学温度T与摄氏温度t的关系为T=t+273.15，选项C错误；D．悬浮在液体中的微粒越小，受到液体分子的撞击就越不容易平衡，选项D错误。故选A。3．立方体玻璃容器内盛一定体积的水，盖上玻璃盖后置于完全失重环境下，则容器内水（图中阴影区域）的形状可能是（）A．B．C．D．【答案】A【解析】水处于完全失重状态，由于水对玻璃的浸润性，在表面张力的作用下，水应该吸附在容器的内表面呈现A的形状。故选A。4．下列说法正确的是（

）A．扩散现象可以在液体、气体中进行，不能在固体中发生B．已知水的密度和水的摩尔质量，则可以计算出阿伏加德罗常数C．在完全失重的环境中，空中的水滴是个标准的球体D．液晶是介于固态和气态之间的一种物质状态【答案】C【解析】A．扩散现象可以在液体、气体中进行，也能在固体中发生，选项A错误；B．已知水的密度和水的摩尔质量，只能求出水的摩尔体积，均为宏观量，但是缺少微观量，求不出阿伏加德罗常数，故B错误；C．液体的表面张力使液面具有收缩到液面表面积最小的趋势，所以在完全失重的环境中，空中的水滴是个标准的球体，故C正确。D．液晶是介于液态与结晶态之间的一种物质状态，不是介于固态和液态之间的中间状态，选项D错误。故选C。5．液体表面张力产生的原因是（）A．液体表面层内分子比液体内部紧密，分子间斥力大于引力B．液体表面层内分子比液体内部紧密，分子间引力大于斥力C．液体表面层内分子比液体内部稀疏，分子间引力大于斥力D．液体表面层内分子比液体内部稀疏，分子间斥力大于引力【答案】C【解析】与气体接触的液体表面分子间距离大于液体内部分子间距离，液体表面层的分子间同时存在相互作用的引力与斥力，但由于分子间的距离大于分子的平衡距离，分子引力大于分子斥力，分子力表现为引力，即存在表面张力，表面张力使液体表面有收缩的趋势；故ABD错误，C正确。故选C。6、如图所示，四幅图分别对应四种说法，其中正确的是（）A．甲图：微粒运动就是物质分子的无规则热运动，即布朗运动B．乙图：当两个相邻的分子间距离为r0时，它们间相互作用的引力和斥力大小相等C．丙图：小草上的露珠呈球形的主要原因是液体重力的作用D．丁图：食盐晶体的物理性质沿各个方向都是一样的【答案】B【解析】A．甲图中布朗运动是悬浮在液体或气体中固体小颗粒的无规则运动，间接地反映了液体或气体分子的无规则运动，但不是分子热运动，故A错误；B．根据F-r图，可知乙图中当两个相邻的分子间距离为r0时，它们间相互作用的引力和斥力大小相等，方向相反，分子作用力的合力为零，故B正确；C．小草上的露珠呈球形的主要原因是液体表面张力的作用。故C错误；D．晶体各个方向上的物理性质表现为各向异性，即各个方向不同。故D错误。故选B。7.(2020·陕西西安期末)关于浸润和不浸润及毛细现象,下列说法中正确的是()A.水银是浸润液体,水是不浸润液体B.在内径小的容器里,如果液体能浸润容器壁,则液面成凹形,且液体在容器内上升C.如果固体分子对液体分子的引力较弱,就会形成浸润现象D.两端开口、内径不同的几支细玻璃管竖直插入水中,管内水柱高度相同解析:浸润与不浸润是相对的,对玻璃来说水银是不浸润液体,但不是对任何固体水银都是不浸润液体,故A错误;在玻璃试管中,如果液体能够浸润器壁,液面呈凹形,且液体在容器内上升,故B正确;固体分子对液体分子的引力大于液体分子间引力时,才会形成浸润现象,故C错误;由于细玻璃管的内径不同,竖直插入水中时,管内水柱高度不同,故D错误。8.(2020·辽宁本溪期末)(多选)液晶在现代生活中扮演着重要的角色,下列对于液晶的认识,正确的是()A.液晶态就是固态和液态的混合物B.液晶具有各向异性的性质C.液晶既有液体的流动性,又有晶体的各向异性D.天然存在的液晶很多,如果这种物质是液晶,那么它在任何条件下都是液晶解析:液晶是介于液态与固态之间的一种物质状态,不是固态与液态的混合物,故A错误;液晶具有与晶体相似的性质,如具有光学各向异性,故B正确;液晶是像液体一样可以流动,又具有某些晶体结构特征的一类物质,所以液晶的光学性质与某些晶体相似,具有各向异性,故C正确;天然存在的液晶并不多,多数液晶是人工合成的,如果这种物质是液晶,那么它在加热的条件下可能变成液体,故D错误。9.(2020·江苏南通月考)液体表面具有收缩趋势的原因是()A.液体可以流动B.液体表面层分子间距离小于液体内部分子间距离C.液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离D.与液面接触的容器壁的分子对液体表面层分子有吸引力解析:由于蒸发只在液体表面进行,因此液体表面分子比较稀疏,分子间的距离大于平衡距离r0,液体表面分子间表现为引力,所以液体表面具有收缩的趋势,故C正确,A、B错误;液体表面张力与器壁对分子的作用力无关,故D错误。10．下列说法正确的是（）A．布朗运动是悬浮在液体中的固体分子所做的无规则运动B．多晶体没有确定的溶点C．液晶的光学性质具有各向异性D．由于液体表面层中分子间的距离小于液体内部分子间的距离，故液体表面存在表面张力【答案】C【解析】A．布朗运动是悬浮在液体中的固体颗粒所做的无规则运动，A错误；B．单晶体和多晶体有确定的熔点，非晶体没有固定的熔点，B错误；C．液晶像液体一样具有流动性，而其光学性质与某些晶体相似具有各向异性，故C正确；D．液体中分子之间存在着相互吸引力，所以存在表面张力，说明表面层分子间的距离大于内部分子距离，D错误；故选C。11．下列各种说法中不正确的是（）A．液体与大气相接触，表面层内分子所受其他分子的作用表现为相互吸引B．0℃的铁和0℃的冰，它们的分子平均动能相同C．温度低的物体内能小D．气体分子单位时间内与单位面积器壁碰撞的次数与单位体积内的分子数和温度有关【答案】C【解析】A．液体与大气相接触，液体表面表现为张力，是由于液体表面分子间距离大于液体内部分子间距离引起的，即分子表现为引力，故A正确；B．温度是分子热运动平均动能的标志，与物质的种类无关，所以0℃的铁和0℃的冰，它们的分子平均动能相同，故B正确；C．物体分子的动能、势能之和统称内能，与质量、温度、体积均有关系，温度低内能不一定小，故C错误；D．气体分子单位时间内与单位面积器壁碰撞的次数与单位体积内的分子数和温度有关，单位体积内的分子数越多碰撞次数越多，分子的平均动能越大，单位时间碰撞次数越多，而温度又是分子平均动能的标志，故D正确。本题选不正确项，故选C。12．下列说法错误的是（）。A．表面层内液体分子之间的相互作用力表现为引力B．一种液体是否浸润某种固体，与这两种物质的性质都有关系C．在合适的条件下，某些晶体可以转变为非晶体，但非晶体不可以转变为晶体D．1g水中所含的水分子数约为个【答案】C【解析】A．液体与大气相接触，表面层里的分子比液体内部稀疏，分子间的距离比液体内部大一些，分子间的相互作用表现为引力，故A正确；B．浸润与不浸润与两种接触物质的性质有关，水可以浸润玻璃，但是不能浸润石蜡，这个现象表明一种液体是否浸润某种固体与这两种物质的性质都有关系，故B正确；C．在合适的条件下，某些晶体可以转变为非晶体，某些非晶体也可以转变为晶体，例如天然石英是晶体，熔融过的石英却是非晶体，把晶体硫加热熔化（温度超过300℃）再倒进冷水中，会变成柔软的非晶硫，再过一段时间又会转化为晶体硫，故C错误；D．水的摩尔质量为，水分子的个数故D正确。故选C。3.1功、热和内能的改变基础导学要点一、焦耳的实验1．绝热过程：系统不从外界吸热，也不向外界放热的过程。2．代表性实验(1)重物下落时带动叶片转动，搅拌容器中的水，水由于摩擦而温度上升；(2)通过电流的热效应给液体加热。3．实验结论：在热力学系统的绝热过程中，外界对系统做的功仅由过程的始末两个状态决定，不依赖于做功的具体过程和方式。4．内能：只依赖于热力学系统自身状态的物理量。要点二、功与内能的改变1．功与内能的改变：在热力学系统的绝热过程中，当系统从状态1经过绝热过程达到状态2时，内能的变化量ΔU＝U2－U1，等于外界对系统所做的功W，即ΔU＝W。2．理解(1)ΔU＝W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；系统对外做功，系统的内能减少。要点三、热与内能的改变1．传热(1)条件：物体的温度不同；(2)传热：热从高温物体传到了低温物体。2．热和内能(1)热量：在单纯的传热过程中系统内能变化的量度；(2)热与内能的改变当系统从状态1经过单纯的传热达到状态2时，内能的变化量ΔU＝U2－U1等于外界向系统传递的热量Q，即ΔU＝Q。(3)传热与做功在改变系统内能上的异同：①做功和传热都能引起系统内能的改变；②做功时，内能与其他形式的能发生转化；传热只是不同物体(或一个物体的不同部分)之间内能的转移。要点突破突破一：功和内能的关系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动能和分子势能之和．(2)当物体温度变化时，分子平均动能变化．物体体积变化时，分子势能发生变化，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内能，物体的内能就增加多少．3．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，对应着做功越多．突破二：热和内能的关系1．热传递(1)热传递的三种方式：热传导、热对流和热辐射．(2)热传递的条件：存在温度差．2．热传递改变物体的内能的实质内能从一个物体转移到另一个物体或者从一个物体的高温部分转移到低温部分，在这个过程中，吸收热量的物体内能增加；放出热量的物体内能减少，内能转移的多少由热量来量度，即ΔU＝Q.3．做功和传热在改变物体内能上的区别与联系比较项目做功传热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，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的不同部分之间内能的转移相互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突破三：“温度”“热量”“功”“内能”四个量之间的区别与联系比较项区别联系热量和内能热量是传热过程中的物理量．热量对应状态变化的过程，而内能对应一个状态状态确定，系统的内能也随之确定，要使系统的内能发生变化，可以通过传热和做功两种方式来完成热量和温度热量是系统内能变化的量度，而温度是系统内部大量分子做无规则热运动的激烈程度的标志．虽然传热的前提是两个系统之间要有温度差，但是传递的是热量，不是温度传热过程中放出的热量多少与温度差有一定的关系热量和功用做功来改变系统的内能，是系统内分子随整体的有序运动转化为另一系统的分子的无规则运动的过程，是机械能或其他形式的能和内能之间的转化过程．用传热来改变系统的内能，是将分子的无规则运动从一个系统转移到另一个系统，这种转移就是系统间内能转换的过程热量和功都是系统内能变化的量度，都是过程量，一定量的热量还与一定量的功相当，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典例精析题型一：对内能的理解例一．关于物体的内能，以下说法正确的是()A．物体的内能和物体的机械能是一回事B．当物体的机械能为零时，其内能一定不为零C．温度是物体内能的标志D．内能指某个分子的动能和势能之和变式迁移1：关于系统内能的下列说法中正确的是()A．物体内所有分子的动能与分子势能的总和叫物体的内能B．一个物体当它的机械能发生变化时，其内能也一定发生变化C．外界对系统做了多少功W，系统的内能就增加多少，即ΔU＝WD．系统从外界吸收了多少热量Q，系统的内能就增加多少，即ΔU＝Q题型二：做功和内能变化例二．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，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乙减小变式迁移2：一定质量的气体经历一缓慢的绝热膨胀过程．设气体分子间的势能可忽略，则在此过程中()A．外界对气体做功，气体分子的平均动能增加B．外界对气体做功，气体分子的平均动能减少C．气体对外界做功，气体分子的平均动能增加D．气体对外界做功，气体分子的平均动能减少题型三：热传递与物体内能的变化例三．关于物体的内能和热量，下列说法中正确的是()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．热量是热传递过程中内能转移的量度变式迁移3：关于热量和物体内能变化的关系下列说法正确的是()A．物体吸收热量内能一定增大B．物体的内能增大一定是吸收了热量C．热量可以从内能小的物体向内能大的物体传递D．热量只能从内能大的物体向内能小的物体传递强化训练选择题1、关于晶体和非晶体及分子势能，以下说法错误的是（）A．气体对外做功，其内能可能增加B．烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的云母片背面，熔化的蜂蜡呈椭圆形，说明蜂蜡是晶体C．分子势能可能随分子间距离的增加而增加D．在合适的条件下，某些晶体可以转变为非晶体，某些非晶体也可以转变为晶体2、关于温度和内能的理解，下列说法中正确的是().A．温度是分子平均动能的标志，物体温度升高，则物体每一个分子的动能都增大B．不计分子之间的分子势能，质量和温度相同的氢气和氧气具有相同的内能C．1g100℃水的内能小于1g100℃水蒸气的内能D．做功和热传递对改变物体内能是等效的，也就是说做功和热传递的实质是相同的3、关于内能，以下说法正确的是（）A．做功和热传递在改变物体内能的效果上是等效的B．只要物体的温度不变，它的内能就不变C．每个分子的内能等于这个分子的势能和动能的总和D．焦耳通过大量实验提出了热和能的当量关系4、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，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5、一定质量的理想气体经历一缓慢的绝热膨胀过程。设气体分子间的势能可忽略，则在此过程中()A.外界对气体做功，气体分子的平均动能增大B.外界对气体做功，气体分子的平均动能减小C.气体对外界做功，气体分子的平均动能增大D.气体对外界做功，气体分子的平均动能减小6、下列关于内能与热量的说法中，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.热量总是从内能大的物体流向内能小的物体D.热量传递方向与两物体的温度有关7、对于热量、功和内能三个物理量，下列各种说法中正确的是（）A．热量和功与过程有关，而内能与状态有关B．热量、功和内能的物理意义相同C．热量和功都可以作为内能的量度D．内能大的物体具有的热量多8、如图所示的实验装置中，把浸有乙醚的一小块棉花放在厚玻璃筒内底部，当很快向下压活塞时，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对物体（）A．做功可以增加物体的热量 B．做功可以改变物体的内能C．做功一定会升高物体的温度 D．做功一定可以使物态发生变化9、下面的例子中，通过热传递改变物体内能的是（）A．擦火柴，使火柴开始燃烧 B．阳光照在湖面上，使湖水升温C．用锯条锯木头，使锯条变热 D．搓搓手，会感觉暖和些10、如图所示，在大口的玻璃瓶内装一些水，水的上方有水蒸气。然后用一与打气筒相连的活塞密闭瓶口，并给瓶内打气，当打到某一状态时，瓶塞会跳起来。当瓶塞跳起时，我们会看到瓶内出现了“白雾”。对于“白雾”的形成，下列说法正确的是（）A．这些“白雾”是当瓶塞跳起后外界的水蒸气在瓶口遇冷形成的小水珠B．这是打气筒向瓶内打进去的水蒸气C．这是瓶内的水向外膨胀形成的水雾D．瓶内空气推动瓶塞做功，空气的内能减小，温度降低，使水蒸气液化形成小水滴二、解答题11、一定质量的理想气体经历如图所示的A→B、B→C、C→A三个变化过程，则C→A过程中气体分子平均动能________（选填“增大”或“减小”），A→B过程中________（选填“外界对气体”或“气体对外界”）做功，B→C（图中为双曲线）过程中气体的内能_______（选填“增大”“减小”或“不变”）。12、如图所示，用隔板将一密闭绝热气缸分成两部分，隔板左侧充有理想气体，隔板右侧与绝热活塞之间是真空。现将隔板抽开，气体会自发扩散至整个气缸，该过程气体的内能_________（选填“增大”“减小”隔板或“不变”）；待气体状态达到稳定后，缓慢推压活塞至原隔板处，该过程中，气体温度_________（选填“升高”“降低"或“不变”）。3.1功、热和内能的改变基础导学要点一、焦耳的实验1．绝热过程：系统不从外界吸热，也不向外界放热的过程。2．代表性实验(1)重物下落时带动叶片转动，搅拌容器中的水，水由于摩擦而温度上升；(2)通过电流的热效应给液体加热。3．实验结论：在热力学系统的绝热过程中，外界对系统做的功仅由过程的始末两个状态决定，不依赖于做功的具体过程和方式。4．内能：只依赖于热力学系统自身状态的物理量。要点二、功与内能的改变1．功与内能的改变：在热力学系统的绝热过程中，当系统从状态1经过绝热过程达到状态2时，内能的变化量ΔU＝U2－U1，等于外界对系统所做的功W，即ΔU＝W。2．理解(1)ΔU＝W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；系统对外做功，系统的内能减少。要点三、热与内能的改变1．传热(1)条件：物体的温度不同；(2)传热：热从高温物体传到了低温物体。2．热和内能(1)热量：在单纯的传热过程中系统内能变化的量度；(2)热与内能的改变当系统从状态1经过单纯的传热达到状态2时，内能的变化量ΔU＝U2－U1等于外界向系统传递的热量Q，即ΔU＝Q。(3)传热与做功在改变系统内能上的异同：①做功和传热都能引起系统内能的改变；②做功时，内能与其他形式的能发生转化；传热只是不同物体(或一个物体的不同部分)之间内能的转移。要点突破突破一：功和内能的关系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动能和分子势能之和．(2)当物体温度变化时，分子平均动能变化．物体体积变化时，分子势能发生变化，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内能，物体的内能就增加多少．3．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，对应着做功越多．突破二：热和内能的关系1．热传递(1)热传递的三种方式：热传导、热对流和热辐射．(2)热传递的条件：存在温度差．2．热传递改变物体的内能的实质内能从一个物体转移到另一个物体或者从一个物体的高温部分转移到低温部分，在这个过程中，吸收热量的物体内能增加；放出热量的物体内能减少，内能转移的多少由热量来量度，即ΔU＝Q.3．做功和传热在改变物体内能上的区别与联系比较项目做功传热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，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的不同部分之间内能的转移相互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突破三：“温度”“热量”“功”“内能”四个量之间的区别与联系比较项区别联系热量和内能热量是传热过程中的物理量．热量对应状态变化的过程，而内能对应一个状态状态确定，系统的内能也随之确定，要使系统的内能发生变化，可以通过传热和做功两种方式来完成热量和温度热量是系统内能变化的量度，而温度是系统内部大量分子做无规则热运动的激烈程度的标志．虽然传热的前提是两个系统之间要有温度差，但是传递的是热量，不是温度传热过程中放出的热量多少与温度差有一定的关系热量和功用做功来改变系统的内能，是系统内分子随整体的有序运动转化为另一系统的分子的无规则运动的过程，是机械能或其他形式的能和内能之间的转化过程．用传热来改变系统的内能，是将分子的无规则运动从一个系统转移到另一个系统，这种转移就是系统间内能转换的过程热量和功都是系统内能变化的量度，都是过程量，一定量的热量还与一定量的功相当，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典例精析题型一：对内能的理解例一．关于物体的内能，以下说法正确的是()A．物体的内能和物体的机械能是一回事B．当物体的机械能为零时，其内能一定不为零C．温度是物体内能的标志D．内能指某个分子的动能和势能之和解析：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A项不正确．温度是分子平均动能的标志．所以C项不正确．内能是物体所有分子动能和势能之和，所以D项不正确．答案为B.答案：B【反思总结】物体的内能是指物体内所有分子的动能与分子势能之和，在微观上与分子数、分子热运动剧烈程度和分子间距离有关，宏观上与质量、温度和体积有关，是一个状态量．变式迁移1：关于系统内能的下列说法中正确的是()A．物体内所有分子的动能与分子势能的总和叫物体的内能B．一个物体当它的机械能发生变化时，其内能也一定发生变化C．外界对系统做了多少功W，系统的内能就增加多少，即ΔU＝WD．系统从外界吸收了多少热量Q，系统的内能就增加多少，即ΔU＝Q解析：在分子动理论中，我们把物体内所有分子的动能与分子势能的总和定义为物体的内能，A对．物体的内能与机械能是两个不同的物理概念，两者没有什么关系，如物体的速度增加了，机械能可能增加，但如果物体的温度不变，物体的内能就可能不变，故B错．只有当系统与外界绝热时，外界对系统做的功才等于系统内能的增量，同理，只有在单纯的热传递过程中，系统吸收(或放出)的热量才等于系统内能的增量(或减量)，故C、D错．答案：A题型二：做功和内能变化例二．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，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乙减小思路点拨：绝热过程只有做功改变物体的内能，外界对气体做功，内能增加；气体对外界做功，内能减少．解析：接触面是绝热面，拉动拉杆，对乙部分气体来讲，气体推动活塞对活塞做功，内能减小，温度降低；对甲部分气体来讲，活塞压缩气体做功，内能增加．答案为D.答案：D【反思总结】分析绝热过程的方法(1)在绝热的情况下，若外界对系统做正功，系统内能增加，ΔU为正；若系统对外界做正功，系统内能减少，ΔU为负值，此过程做功的多少为转化为内能多少的量度．(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，内能的变化ΔU也确定了，而功是能量转化的量度，所以ΔU＝W，即W为恒量，这也是判断绝热过程的一种方法．变式迁移2：一定质量的气体经历一缓慢的绝热膨胀过程．设气体分子间的势能可忽略，则在此过程中()A．外界对气体做功，气体分子的平均动能增加B．外界对气体做功，气体分子的平均动能减少C．气体对外界做功，气体分子的平均动能增加D．气体对外界做功，气体分子的平均动能减少解析：绝热过程是指气体膨胀过程未发生热传递，膨胀过程气体体积增大，外界对气体做的功W<0，由ΔU＝U2－U1＝W可知，气体内能减小．由于气体分子间的势能忽略，故气体分子的平均动能减小．故D正确．答案：D题型三：热传递与物体内能的变化例三．关于物体的内能和热量，下列说法中正确的是()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．热量是热传递过程中内能转移的量度解析：物体的内能由温度、体积、及物体的质量决定，不只由温度决定，故A、B错；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，所以完全有可能内能大的物体的内能继续增大，内能小的物体的内能继续减小，故C项错；关于热量的论述，D项是正确的．答案：D【反思总结】做功和热传递是改变物体内能的两种方式，功和热量是内能变化的量度，注意它们之间的联系和区别．变式迁移3：关于热量和物体内能变化的关系下列说法正确的是()A．物体吸收热量内能一定增大B．物体的内能增大一定是吸收了热量C．热量可以从内能小的物体向内能大的物体传递D．热量只能从内能大的物体向内能小的物体传递解析：改变物体的内能有两种方式，做功和热传递，物体吸收热量的同时如果物体对外做了功，内能不一定增大，故A错，同理物体内能增大也可能是外界对物体做功引起的．故B选项错．物体间发生热传递的条件是存在温度差，而物体内能的大小不仅与温度有关，还与物质的量和体积有关，内能小的物体温度如果比内能大的物体温度高，热量就会从内能小的物体向内能大的物体传递．故C选项正确D选项错误．答案：C强化训练选择题1、关于晶体和非晶体及分子势能，以下说法错误的是（）A．气体对外做功，其内能可能增加B．烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的云母片背面，熔化的蜂蜡呈椭圆形，说明蜂蜡是晶体C．分子势能可能随分子间距离的增加而增加D．在合适的条件下，某些晶体可以转变为非晶体，某些非晶体也可以转变为晶体【答案】B【解析】A．内能改变两种方式，做功和热传递，由于未说明传热情况，故内能可能增加，A选项不合题意，故A错误；B．烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的云母片背面，说明云母片导热各向异性，所以云母片是晶体，而非蜂蜡，B选项符合题意，故B正确；C．当时，间距增大，分子力做负功，分子势能增大，C选项不合题意，故C错误；D．晶体和非晶体可以相互转变，比如天然的水晶是晶体，而熔融后的玻璃是非晶体，D选项不合题意，故D错误。故选B。2、关于温度和内能的理解，下列说法中正确的是().A．温度是分子平均动能的标志，物体温度升高，则物体每一个分子的动能都增大B．不计分子之间的分子势能，质量和温度相同的氢气和氧气具有相同的内能C．1g100℃水的内能小于1g100℃水蒸气的内能D．做功和热传递对改变物体内能是等效的，也就是说做功和热传递的实质是相同的【答案】C【解析】试题分析：内能是指物体内部所有分子做无规则运动所具有的动能和分子势能的总和，做功和热传递是改变内能的两种方式．并且做功和热传递对改变内能是等效的．温度是物体的分子热运动平均动能的标志，温度越高，分子平均动能越大．温度是分子平均动能的标志，物体温度升高分子的平均动能增加，则不是每一个分子的动能都增大，A错误；质量相等的氢气和氧气，温度相同，分子的平均动能相同，而氢气的分子数多，则氢气的内能较大，B错误；水变成水蒸气要吸热，则同质量水的内能小于水蒸气的内能，C正确；做功和热传递对改变物体内能是等效的，但实质不同，做功是其他能和内能的转化，热传递是内能的转移，D错误；3、关于内能，以下说法正确的是（）A．做功和热传递在改变物体内能的效果上是等效的B．只要物体的温度不变，它的内能就不变C．每个分子的内能等于这个分子的势能和动能的总和D．焦耳通过大量实验提出了热和能的当量关系【答案】A【解析】A．做功和热传递在改变物体内能的实质不同，但效果上是等效的，故A正确；B．内能是物体内所有分子的动能和分子势能的总和，宏观上取决于温度和体积，物体温度不变，但体积变化导致分子势能发生变化，那么物体的内能就要变化，故B错误；C．内能是一个宏观量，是物体内所有分子的动能和分子势能的总和，故C错误；D．焦耳通过大量实验提出了热和功的当量关系，故D错误。故选A。4、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，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【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，内能减小，选项D正确。故选D。5、一定质量的理想气体经历一缓慢的绝热膨胀过程。设气体分子间的势能可忽略，则在此过程中()A.外界对气体做功，气体分子的平均动能增大B.外界对气体做功，气体分子的平均动能减小C.气体对外界做功，气体分子的平均动能增大D.气体对外界做功，气体分子的平均动能减小答案：D解析：绝热膨胀过程气体体积增大，气体