2019-2020學年高中物理 課時作業(yè)15 熱和內能 新人教版選修3-3

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1、課時作業(yè)15　熱和內能 6 基礎鞏固 1．高溫物體甲和低溫物體乙發(fā)生熱傳遞，最后達到熱平衡，這個過程的實質是(　　) A．甲把溫度傳給乙，最后甲、乙兩者溫度相同 B．甲把內能傳給乙，最后甲、乙兩者內能相等 C．甲把溫度傳給乙，最后甲、乙兩者內能相等 D．甲把內能傳給乙，最后甲、乙兩者溫度相等 解析：宏觀上甲的溫度降低，乙的溫度升高，因而有的同學會錯誤地認為甲物體向乙物體傳遞了溫度，而實質上是甲將內能傳遞給了乙，因而選項A、C錯誤；熱傳遞完成后，最后甲、乙兩物體達到熱平衡，即兩者溫度相同，并不是內能相等，選項B錯誤，選項D正確． 答案：D 2．關于物體內能變化的說法，

2、正確的是(　　) A．一定質量的晶體在熔化過程中內能保持不變 B．一定質量的氣體在體積膨脹過程中內能一定增加 C．一定質量的物體在熱膨脹過程中內能不一定增加 D．一定質量的物體在體積保持不變的過程中，內能一定不變 解析：晶體在熔化過程中要吸熱，卻沒有對外做功，故內能增加，A錯誤．一定質量的氣體在膨脹過程中，可能吸熱，也可能不吸熱，還有可能放熱，但一定對外做功，內能不一定增加，故B錯誤．物體熱膨脹一定是吸收了熱量，對外做功不一定小于吸收的熱量，內能不一定增加，C正確．物體體積不變，溫度可以改變，內能隨之變化，D錯誤． 答案：C 3．某未密閉房間內的空氣溫度與室外的相同，現(xiàn)對該室內空

3、氣緩慢加熱，當室內空氣溫度高于室外空氣溫度時(　　) A．室內空氣的壓強比室外的小 B．室內空氣分子的平均動能比室外的大 C．室內空氣的密度比室外的大 D．室內空氣對室外空氣做了負功 解析：未密閉房間內的空氣在溫度升高時等壓膨脹，對外做功，密度減小，所以室內空氣的壓強始終等于室外的壓強，故選項A、C、D錯誤．溫度是分子平均動能的標志，選項B正確． 答案：B 4．下列關于物體的溫度、內能和熱量的說法中正確的是(　　) A．物體的溫度越高，所含熱量越多 B．物體的內能越大，熱量越多 C．物體的溫度越高，它的分子熱運動的平均動能越大 D．物體的溫度不變，其內能就不變 解析：熱

4、量僅在熱傳遞的過程中體現(xiàn)，是一個過程量，內能和溫度是狀態(tài)量，因此不能說溫度越高，熱量就越多，也不能說內能越大，熱量就越多，A、B選項錯誤；溫度是物體大量分子無規(guī)則運動平均動能的標志，溫度越高表明分子的平均動能越大，C選項正確；物體的溫度不變，只能說明物體分子的平均動能不變，但是物體的分子勢能可能發(fā)生變化，比如晶體熔化過程中，溫度不變，所吸收的熱量用于增加分子間的勢能，內能增大，D選項錯誤． 答案：C 5．關于1 cal＝4.2 J，下列說法正確的是(　　) A．1 cal熱量等于4.2 J的功 B．1 cal熱量可以做4.2 J的功 C．傳遞給物體的1 cal熱量與對物體做4.2 J

5、的功使物體增加的內能相等 D．1 cal熱量就是4.2 J的熱量 解析：熱功當量描述了做功和熱傳遞在改變一個物體的內能方面的等效關系：1 cal＝4.2 J．其物理意義是傳遞1 cal的熱量和做4.2 J的功在改變物體的內能上是等效的，不能理解為：1 cal的熱量可以做4.2 J的功，或者1 cal的熱量等于4.2 J的功，所以正確的答案為C. 答案：C 6．關于系統(tǒng)內能的下列說法正確的是(　　) A．物體內所有分子的動能與分子勢能的總和叫物體的內能 B．一個物體當它的機械能發(fā)生變化時，其內能也一定發(fā)生變化 C．外界對系統(tǒng)做了多少功W，系統(tǒng)的內能就增加多少

6、，即ΔU＝W D．系統(tǒng)從外界吸收了多少熱量Q，系統(tǒng)的內能就增加了多少，即ΔU＝Q 解析：在分子動理論中，我們把物體內所有分子的分子動能與分子勢能的總和定義為物體的內能，選項A對．物體的內能與機械能是兩個不同的物理概念，兩者沒有任何關系．如物體的速度增加了，機械能可能增加，但如果物體的溫度不變，物體的內能可能不變，故選項B錯．只有當系統(tǒng)與外界絕熱時，外界對系統(tǒng)做的功才等于系統(tǒng)內能的增量，同理，只有在單純的熱傳遞過程中，系統(tǒng)吸收(或放出)的熱量才等于系統(tǒng)內能的增量，故選項C、D都錯． 答案：A 7．(多選)夏天，如果自行車內胎充氣過足，又在陽光下曝曬(曝曬過程中內胎容積幾乎不變)，

7、車胎容易爆炸，關于這一現(xiàn)象，以下說法正確的是(　　) A．車胎爆炸是車胎內氣體溫度升高，氣體分子間斥力急劇增大的結果 B．在爆炸前的過程中，氣體溫度升高，分子無規(guī)則熱運動加劇，氣體壓強增大 C．在爆炸前的過程中，氣體吸熱，內能增加 D．在爆炸的過程中，氣體內能不變 解析：曝曬過程中，車胎升溫，體積不變，壓強增大，分子熱運動加劇，A錯，B對；爆炸前，W＝0，外界對胎內氣體不做功．Q＝ΔU，C對；爆炸過程中，氣體迅速膨脹，氣體對外做功，內能減小，D錯． 答案：BC 綜合應用 8．一定量的氣體吸收熱量，體積膨脹并對外做功，則此過程的末態(tài)與初態(tài)相比(　　) A．氣體內能一定增加 B

8、．氣體內能一定減小 C．氣體內能一定不變 D．氣體內能是增是減不能確定 解析：氣體的內能是由熱傳遞和做功共同決定的，現(xiàn)在吸收熱量和對外做功同時進行，不知道具體的數(shù)值關系，因此無法判斷． 答案：D 9．(多選)關于氣體的內能，下列說法正確的是(　　) A．質量和溫度都相同的氣體，內能一定相同 B．氣體溫度不變，整體運動速度越大，其內能越大 C．氣體被壓縮時，內能可能不變 D．一定量的某種理想氣體的內能只與溫度有關 E．一定量的某種理想氣體在等壓膨脹過程中，內能一定增加 解析：質量和溫度都相同的氣體，內能不一定相同，因為分子總數(shù)不一定相等，A錯誤；宏觀的運動和微觀熱運動沒有絕

9、對關系，所以內能不一定大，B錯誤；由＝C可知，等溫壓縮的時候，內能不變，C正確；一定量的某種理想氣體分子數(shù)目確定，故只由溫度決定，D正確；由＝C可知，一定量的某種理想氣體在等壓膨脹過程中，溫度會升高，故內能增加，E正確． 答案：CDE 10．關于物體的內能以及變化，以下說法正確的是(　　) A．物體的溫度改變時，其內能必定改變 B．物體對外做功，其內能不一定改變，向物體傳遞熱量，其內能不一定改變 C．物體對外做功，其內能必定改變，物體向外傳出一定熱量其內能必定改變 D．若物體與外界不發(fā)生熱交換，則物體的內能必定不改變 解析：一定質量的物體，其內能由溫度和體積共同決定．物體的溫度改

10、變時，其內能不一定改變．所以A錯誤．做功和熱傳遞是改變物體內能的兩種方式．若物體對外做功W，同時吸收熱量Q，則①W＞Q，物體的內能減少；②W＝Q，物體的內能不變；③W＜Q，物體的內能增加，所以B正確．C、D錯誤． 答案：B 11．(2019年廣東二校聯(lián)考)夏天將密閉有空氣的礦泉水瓶放進低溫的冰箱中會變扁，此過程中瓶內空氣(可看成理想氣體)(　　) A．內能減小，外界對其做功 B．內能減小，吸收熱量 C．內能增加，對外界做功 D．內能增加，放出熱量 解析：瓶內空氣溫度降低，體積減小，內能減小，外界對其做功，放出熱量，選項A正確． 答案：A 12．到達地球表面的太陽輻射功率在與陽

11、光垂直的表面上每平方米約為P＝1 400 W，如果用面積S＝2 m2的反射鏡把陽光聚集到盛有m＝1 kg水的容器上，水的初溫為20℃，需經(jīng)過多長時間才能使水溫達到100℃？(假如太陽能的80%被水吸收．) 解：2 m2的反射鏡吸收的太陽能的功率 P′＝1 400×2×80% W＝2 240 W 水吸收的太陽能轉化為水的內能，溫度升高， P′t＝cmΔt，2 240×t＝4.2×103×1×(100－20) J t＝150 s. 13．在近地的高度內，雨滴幾乎是勻速下落的，設在此過程中所產生的熱量有30%被雨吸收，求雨滴在近地下落40 m前、后的溫度差？ 解：設雨滴的質量為m kg

12、. 因為雨滴勻速下落，所以雨滴的重力勢能的減少等于雨滴克服阻力所做的功． 雨滴的重力勢能減少了： W＝mgh＝m·10×40＝400m J 轉化為雨滴內能的為： Q＝W·η＝400m×30% J＝120m J 根據(jù)：Q＝cm·Δt 所以Δt＝＝ ℃＝0.03 ℃. 14．下面是曉陽在題為《能源利用和節(jié)約能源》的研究性學習中收集到的有關太陽能的資料： 太陽能是人類最基本的能源，它無污染、無費用，這種能源的使用期和太陽本身壽命一樣長，當太陽光照射地面時，1 m2地面上在1 s內平均得到的太陽輻射能約為1.0×103 J．太陽能熱水器就是直接利用太陽能的裝置，目前已經(jīng)逐漸地出現(xiàn)在我

13、們的生活中． 曉陽在網(wǎng)上下載了某型號太陽能熱水器的宣傳廣告： 容積(V)100 L 集熱管的采光面積(S)1.5 m2 效率(η)40% 使用年限(z)15年 (1)曉陽家每天大約需要100 kg熱水，用這種熱水器將這些水從25 ℃加熱到45 ℃需要多長時間？ (2)與效率為80%的電熱水器相比，曉陽家每天節(jié)約多少電能？ 解：(1)設T為光照時間， k＝1.0×103 J/(s·m2)， Q吸＝cm(t－t0)＝4.2×103×100×20 J ＝8.4×106 J， 太陽能熱水器傳給水的熱量Q放＝kSTη， 因為Q吸＝Q放，所以 T＝＝ s ＝1.4×104 s≈3.9 h； (2)由Q電＝Wη1得 W＝＝ J＝1.05×107 J≈2.9 kW·h. 7