2024-2025學(xué)年高中物理第十章熱力學(xué)定律12功和內(nèi)能熱和內(nèi)能練習(xí)含解析新人教版選修3-3

PAGEPAGE11~2功和內(nèi)能熱和內(nèi)能課后篇鞏固提升基礎(chǔ)鞏固1.(多選)關(guān)于熱傳遞的下列說法正確的是()A.熱量總是從內(nèi)能大的物體傳給內(nèi)能小的物體B.熱量總是從分子平均動(dòng)能大的物體傳給分子平均動(dòng)能小的物體C.熱傳遞的實(shí)質(zhì)是物體之間內(nèi)能的轉(zhuǎn)移而能的形式不發(fā)生變更D.只有通過熱傳遞的方式,才能使物體的溫度發(fā)生變更解析內(nèi)能包括分子勢能和分子動(dòng)能,變更內(nèi)能的方式有兩種:熱傳遞和做功,熱傳遞是能的轉(zhuǎn)移,做功是能的轉(zhuǎn)化,熱傳遞是從高溫物體向低溫物體傳遞,而溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)記。答案BC2.(多選)下列關(guān)于系統(tǒng)的內(nèi)能的說法正確的是()A.系統(tǒng)的內(nèi)能是由系統(tǒng)的狀態(tài)確定的B.分子動(dòng)理論中引入的系統(tǒng)內(nèi)能和熱力學(xué)中引入的系統(tǒng)內(nèi)能是一樣的C.做功可以變更系統(tǒng)的內(nèi)能,但單純地對系統(tǒng)傳熱不能變更系統(tǒng)的內(nèi)能D.氣體在大氣中做絕熱膨脹時(shí)做了功,但氣體的內(nèi)能不變解析系統(tǒng)的內(nèi)能是一個(gè)只依靠于系統(tǒng)自身狀態(tài)的物理量,所以是由系統(tǒng)的狀態(tài)確定的,選項(xiàng)A正確。正因?yàn)閮?nèi)能是由于系統(tǒng)的狀態(tài)確定的,所以分子動(dòng)理論中引入的內(nèi)能和熱力學(xué)中引入的內(nèi)能是一樣的,選項(xiàng)B正確。做功和熱傳遞都可以變更系統(tǒng)的內(nèi)能,選項(xiàng)C錯(cuò)誤。氣體做絕熱膨脹時(shí)對外界做了功,又因?yàn)榕c外界沒有熱交換,所以系統(tǒng)的內(nèi)能要減小,故選項(xiàng)D錯(cuò)誤。答案AB3.(多選)下列所述現(xiàn)象中屬于利用熱傳導(dǎo)的方式來傳熱的是()A.冬天,用手去拿室外的鐵塊,手感到冷B.夏天,開空調(diào)后一段時(shí)間整個(gè)房間內(nèi)溫度降低C.冬天搓手取暖D.冬天,用暖水袋暖手解析冬天,室外的鐵塊溫度低,手溫度高,用手拿鐵塊時(shí),手上的內(nèi)能干脆通過熱傳導(dǎo)的方式傳到鐵塊上。用暖水袋暖手,道理同上。開空調(diào)后整間房間內(nèi)溫度降低,是空氣通過對流的方式使熱空氣降溫。冬天搓手取暖是利用做功變更物體內(nèi)能,所以正確答案為AD。答案AD4.在一個(gè)完全真空的絕熱容器中放入兩個(gè)物體,它們之間沒有發(fā)生熱傳遞,這是因?yàn)?)A.兩物體沒有接觸B.兩物體的溫度相同C.真空容器不能發(fā)生熱對流D.兩物體具有相同的內(nèi)能解析發(fā)生熱傳遞的條件是物體間有溫度差,而與物體內(nèi)能的多少、是否接觸、四周的環(huán)境(是否真空)無關(guān),若溫度不同,也可以通過熱輻射發(fā)生熱傳遞,故只有兩物體溫度相同,故選項(xiàng)B正確,A、C、D錯(cuò)誤。答案B5.(多選)在外界不做功的狀況下,物體的內(nèi)能增加了50J,下列說法正確的是()A.肯定是物體放出了50J的熱量B.肯定是物體汲取了50J的熱量C.肯定是物體分子總動(dòng)能增加了50JD.物體的分子平均動(dòng)能可能不變解析在外界不做功的狀況下,系統(tǒng)內(nèi)能的變更等于傳遞的熱量,內(nèi)能增加,肯定是汲取了熱量,故A錯(cuò)誤,B正確;物體內(nèi)能包括全部分子的動(dòng)能和勢能,內(nèi)能由分子數(shù)、分子平均動(dòng)能、分子勢能共同確定,所以內(nèi)能增加了50J并不肯定是分子動(dòng)能增加了50J。物體的分子平均動(dòng)能有可能不變,這時(shí)汲取的50J熱量全部用來增加分子勢能(如晶體熔化過程),故C錯(cuò)誤,D正確。答案BD6.(多選)如圖所示,肯定質(zhì)量的志向氣體密封在絕熱(即與外界不發(fā)生熱交換)容器中,容器內(nèi)裝有一可以活動(dòng)的絕熱活塞。今對活塞施以一豎直向下的壓力F,使活塞緩慢向下移動(dòng)一段距離后,氣體的體積減小。若忽視活塞與容器壁間的摩擦,關(guān)于被密封的氣體的下列說法不正確的是()A.溫度上升,壓強(qiáng)增大,內(nèi)能削減B.溫度降低,壓強(qiáng)增大,內(nèi)能削減C.溫度上升,壓強(qiáng)增大,內(nèi)能增加D.分子的平均動(dòng)能增加,分子對器壁單位面積碰撞的沖力增大解析由F對密閉的氣體做正功,容器及活塞絕熱,則系統(tǒng)與外界傳遞的熱量Q=0,由功和內(nèi)能的關(guān)系知,志向氣體內(nèi)能增大,溫度上升,再依據(jù)pVT=C,V減小,p答案AB7.如圖所示的試驗(yàn)裝置,把浸有乙醚的一小塊脫脂棉放在厚玻璃筒內(nèi)底部,快速壓下活塞時(shí),脫脂棉燃燒起來,此試驗(yàn)說明()A.做功使管內(nèi)氣體熱量增加B.熱傳遞不能變更物體的內(nèi)能C.做功變更了管內(nèi)氣體的內(nèi)能D.熱傳遞變更了管內(nèi)氣體的熱量解析快速壓下活塞時(shí),外界對氣體做功,管內(nèi)氣體的內(nèi)能增加,溫度上升,達(dá)到了脫脂棉的燃點(diǎn)而燃燒,故選項(xiàng)C正確,選項(xiàng)A、B、D錯(cuò)誤。答案C8.如圖所示,絕熱容器中間用隔板隔開,左側(cè)裝有氣體,右側(cè)為真空?，F(xiàn)將隔板抽掉,使左側(cè)氣體自由膨脹直至達(dá)到平衡,則在此過程中(不計(jì)氣體的分子勢能)()A.氣體對外界做功,溫度降低,內(nèi)能削減B.氣體對外界做功,溫度不變,內(nèi)能削減C.氣體不做功,溫度不變,內(nèi)能不變D.氣體不做功,溫度不變,內(nèi)能削減解析抽掉隔板后,氣體膨脹體積增大,但由于右側(cè)為真空,氣體自由膨脹不做功,因而內(nèi)能不變,溫度不變,故選項(xiàng)C正確。答案C9.(1)某同學(xué)做了一個(gè)小試驗(yàn):先把空的燒瓶放入冰箱冷凍,一小時(shí)后取出燒瓶,并快速把一個(gè)氣球緊密地套在瓶頸上,然后將燒瓶放進(jìn)盛滿熱水的燒杯里,氣球漸漸膨脹起來,如圖所示。這是因?yàn)闊坷锏臍怏w汲取了水的,溫度,體積。

(2)若對物體做1200J的功,可使物體溫度上升3℃,改用熱傳遞的方式,使物體溫度同樣上升3℃,那么物體應(yīng)汲取J的熱量;假如對該物體做3000J的功,物體的溫度上升5℃,表明該過程中,物體還(選填“汲取”或“放出”)熱量J。

解析(1)燒瓶和燒瓶內(nèi)的氣體要從燒杯中汲取水的熱量,溫度上升,氣體體積增大。(2)做功和熱傳遞在變更物體內(nèi)能上是等效的,因此對物體做功1200J使溫度上升3℃,如用熱傳遞方式,使溫度上升3℃也應(yīng)汲取1200J的熱量。如對物體做功3000J,溫度上升5℃,而物體溫度上升5℃,須要的功或熱量設(shè)為ΔE。1200J=cm×3℃,ΔE=cm×5℃,所以ΔE=2000J。因此物體放出1000J的熱量。答案(1)熱量上升增大(2)1200放出1000實(shí)力提升1.(多選)關(guān)于物體的內(nèi)能,下列說法正確的是()A.手感到冷時(shí),搓搓手就會(huì)感到溫煦些,這是利用做功來變更物體的內(nèi)能B.將物體舉高或使它們的速度增大,是利用做功來使物體的內(nèi)能增加C.陽光照耀衣服,衣服的溫度上升,是利用熱傳遞來變更物體的內(nèi)能D.用打氣筒打氣,筒內(nèi)氣體變熱,是利用熱傳遞來變更物體的內(nèi)能解析變更內(nèi)能的方式有兩種,做功和熱傳遞,AC兩個(gè)選項(xiàng)分別是做功和熱傳遞變更內(nèi)能;選項(xiàng)B是把內(nèi)能和機(jī)械能兩個(gè)概念混淆了。答案AC2.一個(gè)鐵塊沿斜面勻速下滑,關(guān)于鐵塊的機(jī)械能和內(nèi)能的變更(忽視熱傳遞),下列推斷正確的是()A.鐵塊的機(jī)械能和內(nèi)能都不變B.鐵塊的機(jī)械能減小,內(nèi)能不變C.鐵塊的機(jī)械能增大,內(nèi)能增大D.鐵塊的機(jī)械能減小,內(nèi)能增大解析鐵塊沿斜面勻速下滑時(shí),動(dòng)能不變,勢能減小,所以鐵塊的機(jī)械能肯定減小。鐵塊沿斜面勻速滑下,則克服摩擦力做功,鐵塊損失的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為鐵塊和斜面的內(nèi)能,因此鐵塊的溫度會(huì)上升,內(nèi)能增大。答案D3.(多選)如圖為焦耳試驗(yàn)裝置圖,用絕熱性能良好的材料將容器包好,重物下落帶動(dòng)葉片攪拌容器里的水,引起水溫上升。關(guān)于這個(gè)試驗(yàn),下列說法正確的是()A.這個(gè)裝置可測定熱功當(dāng)量B.做功增加了水的熱量C.做功增加了水的內(nèi)能D.功和熱量是完全等價(jià)的,無區(qū)分解析將做功過程和吸熱過程在同等條件下比較,可測出熱功當(dāng)量,故選項(xiàng)A正確;做功增加了水的內(nèi)能,熱量只是熱傳遞過程中內(nèi)能變更的量度,故選項(xiàng)B錯(cuò)誤,選項(xiàng)C正確;雖然做功和傳熱對變更物體的內(nèi)能是等效的,但功和熱量是完全不同的概念,可以通過絕熱過程和單純的熱傳遞過程加以對比,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。答案AC4.A、B兩裝置,均由一支一端封閉、一端開口且?guī)в胁Ａ莸墓軤钊萜骱退y槽組成,除玻璃泡在管上的位置不同外,其他條件都相同。將兩管抽成真空后,開口向下豎直插入水銀槽中(插入過程沒有空氣進(jìn)入管內(nèi)),水銀柱上升至圖示位置停止,管內(nèi)水銀高度相同。假設(shè)這一過程水銀與外界沒有熱交換,則下列說法正確的是()A.A中水銀的內(nèi)能增量大于B中水銀的內(nèi)能增量B.B中水銀的內(nèi)能增量大于A中水銀的內(nèi)能增量C.A和B中水銀體積保持不變,故內(nèi)能增量相同D.A和B中水銀溫度始終相同,故內(nèi)能增量相同解析大氣壓對水銀槽內(nèi)的水銀做相同的功,因?yàn)椴ＡЧ軆?nèi)吸進(jìn)的水銀一樣多,所以水銀槽內(nèi)的液面下降相同的高度,A管重心高于B管,A管內(nèi)水銀重力勢能大于B管內(nèi)水銀重力勢能,故A管內(nèi)水銀的內(nèi)能增量小于B管內(nèi)水銀的內(nèi)能增量,選項(xiàng)B正確。答案B5.若對物體做1200J的功,可使物體溫度上升3℃,改用熱傳遞的方式,使物體溫度同樣上升3℃,那么物體應(yīng)汲取J的熱量,假如對該物體做3000J的功,物體的溫度上升5℃,表明該過程中,物體還(填“汲取”或“放出”)熱量J。

解析做功和熱傳遞在變更物體內(nèi)能上是等效的,因此物體用做功方式溫度上升3℃,如用吸熱方式,也使溫度上升3℃,應(yīng)汲取1200J的熱量。如對物體做功3000J,溫度上升5℃,設(shè)物體溫度上升5℃,須要做功或熱量應(yīng)為ΔE,1200J=cm×3,ΔE=cm×5,所以ΔE=2000J,因此物體應(yīng)放出1000J的熱量。答案1200放出10006.某同學(xué)為測量綠色植物汲取太陽能的本事,做了如下試驗(yàn),用一面積為0.1m2的盆盛6kg的水,經(jīng)太陽光垂直照耀5min,溫度上升5℃,若綠色植物汲取太陽光的實(shí)力與水相等,試計(jì)算:(1)每平方米綠色植物每秒汲取的太陽能為多少?(2)若綠色植物在光合作用中汲取1kJ的太陽