高中物理 10_1 功和內(nèi)能 10_2 熱和內(nèi)能課時作業(yè) 新人教版選修3-3

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10.1 功和內(nèi)能 10.2 熱和內(nèi)能 1．關(guān)于系統(tǒng)內(nèi)能的下列說法中正確的是(　　) A．物體內(nèi)所有分子的動能與分子勢能的總和叫物體的內(nèi)能 B．一個物體的機械能發(fā)生變化時，其內(nèi)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(nèi)能就增加多少，即ΔU＝W D．系統(tǒng)從外界吸收了多少熱量Q，系統(tǒng)的內(nèi)能就增加多少，即ΔU＝Q 解析：　在分子動理論中，我們把物體內(nèi)所有分子的動能與分子勢能的總和定義為物體的內(nèi)能，A對．物體的內(nèi)能與機械能是兩個不同的物理概念，兩者沒有什么關(guān)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(nèi)能就可能不變，故B錯．只有當(dāng)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(nèi)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(nèi)能的增量(或減量)，故C、D錯． 答案：　A 2．高溫物體甲和低溫物體乙發(fā)生熱傳遞，最后達(dá)到熱平衡．這個過程的實質(zhì)是(　　) A．甲把溫度傳給乙，最后甲、乙兩者溫度相等 B．甲把內(nèi)能傳給乙，最后甲、乙兩者內(nèi)能相等 C．甲把溫度傳給乙，最后甲、乙兩者內(nèi)能相等 D．甲把內(nèi)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(xué)會錯誤地認(rèn)為甲物體向乙物體傳遞了溫度，而實質(zhì)上是甲將內(nèi)能傳遞給了乙，因而選項A、C錯；熱傳遞完成后，最后甲、乙兩物體達(dá)到熱平衡，即兩者溫度相同，并不是內(nèi)能相等，選項B錯，而選項D正確． 答案：　D 3．密閉有空氣的薄塑料瓶因降溫而變扁，此過程中瓶內(nèi)空氣(不計分子勢能)(　　) A．內(nèi)能增大，放出熱量　　　　 B．內(nèi)能減小，吸收熱量 C．內(nèi)能增大，對外界做功 D．內(nèi)能減小，外界對其做功 解析：　溫度是平均動能的標(biāo)志，溫度降低，平均動能減少，總動能減少，不計分子勢能的情況下可知內(nèi)能減小，又因體積減小，可知外界對其做功，所以氣體向外界放出熱量，D對，A、B、C錯． 答案：　D 4．關(guān)于物體的內(nèi)能和熱量，下列說法正確的是(　　) A．內(nèi)能大的物體其熱量必定多 B．熱傳遞是熱量從熱量多的物體轉(zhuǎn)移到熱量少的物體的過程 C．熱量是熱傳遞過程中內(nèi)能轉(zhuǎn)移多少的量度 D．熱傳遞過程中，內(nèi)能大的物體其內(nèi)能減少，內(nèi)能小的物體其內(nèi)能增加，直到兩物體的內(nèi)能相等 解析：　熱量的概念只在涉及內(nèi)能的傳遞時才有意義，所以不能說物體具有多少熱量，只能說物體吸收或放出了多少熱量，因而選項A、B錯誤，選項C正確；熱傳遞的過程中，能量一定從溫度高的物體傳向溫度低的物體，而溫度高的物體其內(nèi)能不一定大，選項D錯誤． 答案：　C 5．關(guān)于系統(tǒng)的內(nèi)能，下列說法正確的是(　　) A．系統(tǒng)的內(nèi)能是由系統(tǒng)的狀態(tài)決定的 B．分子動理論中引入的系統(tǒng)內(nèi)能和熱力學(xué)中引入的系統(tǒng)內(nèi)能是一致的 C．做功可以改變系統(tǒng)的內(nèi)能，但單純地對系統(tǒng)傳熱不能改變系統(tǒng)的內(nèi)能 D．氣體在大氣中做絕熱膨脹時做了功，但氣體的內(nèi)能不變 解析：　系統(tǒng)的內(nèi)能是一個只依賴于系統(tǒng)自身狀態(tài)的物理量，由系統(tǒng)的狀態(tài)決定，A選項正確．因為內(nèi)能是由系統(tǒng)的狀態(tài)決定的，所以分子動理論中引入的內(nèi)能和熱力學(xué)中引入的內(nèi)能是一致的，B選項正確．做功和熱傳遞都可以改變系統(tǒng)的內(nèi)能，C選項錯誤．氣體做絕熱膨脹時對外界做了功且與外界沒有熱交換，所以系統(tǒng)的內(nèi)能要減少，故D選項錯誤． 答案：　AB 6．在給自行車輪胎打氣時，會發(fā)現(xiàn)胎內(nèi)空氣溫度升高，這是因為(　　) A．胎內(nèi)氣體壓強不斷增大，而容積不變 B．輪胎從外界吸熱 C．外界空氣溫度本來就高于胎內(nèi)氣體溫度 D．打氣時，外界不斷地對胎內(nèi)氣體做功 解析：　給自行車輪胎打氣，人對胎內(nèi)氣體做功，氣體內(nèi)能增加，所以溫度升高． 答案：　D 7.如圖所示實驗裝置，把浸有乙醚的一小塊棉花放在厚玻璃筒內(nèi)底部，當(dāng)很快向下壓活塞時，由于被壓縮氣體驟然變熱，溫度升高達(dá)到乙醚的燃點，使浸有乙醚的棉花燃燒起來．此實驗的目的是要說明(　　) A．對物體做功可以增加物體的熱量 B．對物體做功可以改變物體的內(nèi)能 C．對物體做功一定會升高物體的溫度 D．做功一定會增加物體的內(nèi)能 解析：　熱量是一過程量，內(nèi)能是一狀態(tài)量，A錯；做功可能只增大系統(tǒng)分子勢能，使其內(nèi)能增大，但分子動能不變，其溫度不變，比如兩塊0 ℃的冰相互摩擦?xí)r，冰熔化為0 ℃的水，C錯；若物體對外做功，其內(nèi)能可能會減少，D錯． 答案：　B 8．有一銅塊和一鐵塊，質(zhì)量相等，銅塊的溫度比鐵塊的溫度高．當(dāng)它們接觸在一起時，如果不和外界交換熱量，則(　　) A．從兩者開始接觸到熱平衡的整個過程中，銅塊放出的熱量等于鐵塊吸收的熱量 B．在兩者達(dá)到熱平衡以前的任意一段時間內(nèi)，銅塊放出的熱量不等于鐵塊吸收的熱量 C．達(dá)到熱平衡時，銅塊的溫度高 D．達(dá)到熱平衡時，兩者的溫度相等 解析：　由于銅塊的溫度比鐵塊的溫度高，它們接觸時必然會發(fā)生熱傳遞．如果不和外界交換熱量，則銅塊放出的熱量與鐵塊吸收的熱量相等，達(dá)到熱平衡時兩者的溫度一定相等． 答案：　AD 9．如圖所示，厚壁容器的一端通過膠塞插進(jìn)一支靈敏溫度計和一根氣針，另一端有個用卡子卡住的可移動膠塞．用打氣筒慢慢向容器內(nèi)打氣，使容器內(nèi)的壓強增大到一定程度，這時讀出溫度計示數(shù)．打開卡子，膠塞沖出容器口后(　　) A．溫度計示數(shù)變大，實驗表明氣體對外界做功，內(nèi)能減少 B．溫度計示數(shù)變大，實驗表明外界對氣體做功，內(nèi)能增加 C．溫度計示數(shù)變小，實驗表明氣體對外界做功，內(nèi)能減少 D．溫度計示數(shù)變小，實驗表明外界對氣體做功，內(nèi)能增加 解析：　膠塞沖出容器口后，氣體膨脹，對外做功．由于沒來得及熱交換，由W＝ΔU可知內(nèi)能減?。畠?nèi)能等于分子動能和勢能之和，由于體積增大，分子引力(分子間距較大表現(xiàn)為引力)做負(fù)功，勢能增大，由此可知平均動能減小，所以溫度降低，故C正確． 答案：　C 10．一木塊靜止在光滑的水平面上，被水平方向飛來的子彈擊中，子彈進(jìn)入木塊的深度為2 cm，木塊相對于桌面移動了1 cm，設(shè)木塊對子彈的阻力恒定，則產(chǎn)生的內(nèi)能和子彈損失的動能之比為(　　) A．1∶1 B．2∶3 C．1∶2 D．1∶3 解析：　子彈損失的動能等于子彈克服阻力所做的功，子彈的位移為打入深度d和木塊移動的距離L之和，有ΔEk＝F(d＋ L)，產(chǎn)生的熱能Q＝Fd，故有＝＝＝.所以選項B正確． 答案：　B 11．(1)遠(yuǎn)古時代，取火是一件困難的事，火一般產(chǎn)生于雷擊或磷的自燃．隨著人類文明的進(jìn)步，出現(xiàn)了“鉆木取火”等方法．“鉆木取火”是通過________方式改變物體的內(nèi)能，把________轉(zhuǎn)變成內(nèi)能． (2)某同學(xué)做了一個小實驗：先把空的燒瓶放入冰箱冷凍，一小時后取出燒瓶，并迅速把一個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，氣球逐漸膨脹起來，如圖所示．這是因為燒瓶里的氣體吸收了水的________，溫度________，體積________． 解析：　本題考查改變內(nèi)能的兩種方式，氣體三個狀態(tài)參量T、V和p的關(guān)系．改變內(nèi)能有兩種方式：做功和熱傳遞，做功的過程將機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，熱傳遞是物體間內(nèi)能的相互轉(zhuǎn)移． 答案：　(1)做功　機械能　(2)熱量　升高　增大 12．若對物體做1 200 J的功，可使物體溫度升高3 ℃，改用熱傳遞的方式，使物體溫度同樣升高3 ℃，那么物體應(yīng)吸收多少熱量？如果對該物體做3 000 J的功，物體的溫度升高5 ℃，表明該過程中物體放出多少熱量？ 解析：　做功和熱傳遞在改變物體內(nèi)能上是等效的，因此用吸熱方式使溫度升高3 ℃，應(yīng)吸收1 200 J的熱量．對物體做功3 000 J，溫度升高5 ℃，設(shè)物體溫度升高5 ℃需要的功或熱量為ΔE，則由Q＝cmΔt可得 1 200 J＝cm3 ΔE＝cm5 所以，得ΔE＝2 000 J 因此，物體放出1 000 J的熱量． 答案：　1 200 J　1 000 J