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1、112 功和内能 热和内能课后篇巩固提升基础巩固1.(多选)关于热传递的下列说法正确的是( )A.热量总是从内能大的物体传给内能小的物体B.热量总是从分子平均动能大的物体传给分子平均动能小的物体C.热传递的实质是物体之间内能的转移而能的形式不发生变化D.只有通过热传递的方式,才能使物体的温度发生变化解析 内能包括分子势能和分子动能,改变内能的方式有两种:热传递和做功,热传递是能的转移,做功是能的转化,热传递是从高温物体向低温物体传递,而温度是分子平均动能的标志。答案 BC2.(多选)下列关于系统的内能的说法正确的是( )A.系统的内能是由系统的状态决定的B.分子动理论中引入的系统内能和热力学中

2、引入的系统内能是一致的C.做功可以改变系统的内能,但单纯地对系统传热不能改变系统的内能D.气体在大气中做绝热膨胀时做了功,但气体的内能不变解析 系统的内能是一个只依赖于系统自身状态的物理量,所以是由系统的状态决定的,选项 A 正确。正因为内能是由于系统的状态决定的,所以分子动理论中引入的内能和热力学中引入的内能是一致的,选项 B 正确。做功和热传递都可以改变系统的内能,选项 C 错误。气体做绝热膨胀时对外界做了功,又因为与外界没有热交换,所以系统的内能要减小,故选项 D 错误。答案 AB3.(多选)下列所述现象中属于利用热传导的方式来传热的是( )A.冬天,用手去拿室外的铁块,手感到冷B.夏天

3、,开空调后一段时间整个房间内温度降低C.冬天搓手取暖D.冬天,用暖水袋暖手解析 冬天,室外的铁块温度低,手温度高,用手拿铁块时,手上的内能直接通过热传导的方式传到铁块上。用暖水袋暖手,道理同上。开空调后整间房间内温度降低,是空气通过对流的方式使热空气降温。冬天搓手取暖是利用做功改变物体内能,所以正确答案为 AD。答案 AD4.在一个完全真空的绝热容器中放入两个物体,它们之间没有发生热传递,这是因为( )A.两物体没有接触B.两物体的温度相同C.真空容器不能发生热对流D.两物体具有相同的内能2解析 发生热传递的条件是物体间有温度差,而与物体内能的多少、是否接触、周围的环境(是否真空)无关,若温度

4、不同,也可以通过热辐射发生热传递,故只有两物体温度相同,故选项 B 正确,A、C、D 错误。答案 B5.(多选)在外界不做功的情况下,物体的内能增加了 50 J,下列说法正确的是( )A.一定是物体放出了 50 J 的热量B.一定是物体吸收了 50 J 的热量C.一定是物体分子总动能增加了 50 JD.物体的分子平均动能可能不变解析 在外界不做功的情况下,系统内能的改变等于传递的热量,内能增加,一定是吸收了热量,故 A错误,B 正确;物体内能包括所有分子的动能和势能,内能由分子数、分子平均动能、分子势能共同决定,所以内能增加了 50 J 并不一定是分子动能增加了 50 J。物体的分子平均动能有

5、可能不变,这时吸收的 50 J 热量全部用来增加分子势能(如晶体熔化过程),故 C 错误,D 正确。答案 BD6.(多选)如图所示,一定质量的理想气体密封在绝热(即与外界不发生热交换)容器中,容器内装有一可以活动的绝热活塞。今对活塞施以一竖直向下的压力 F,使活塞缓慢向下移动一段距离后,气体的体积减小。若忽略活塞与容器壁间的摩擦,关于被密封的气体的下列说法不正确的是( )A.温度升高,压强增大,内能减少B.温度降低,压强增大,内能减少C.温度升高,压强增大,内能增加D.分子的平均动能增加,分子对器壁单位面积碰撞的冲力增大解析 由 F 对密闭的气体做正功,容器及活塞绝热,则系统与外界传递的热量

6、Q=0,由功和内能的关系知,理想气体内能增大,温度升高,再根据 =C,V 减小, p 增大。pVT答案 AB7.如图所示的实验装置,把浸有乙醚的一小块脱脂棉放在厚玻璃筒内底部,快速压下活塞时,脱脂棉燃烧起来,此实验说明( )A.做功使管内气体热量增加3B.热传递不能改变物体的内能C.做功改变了管内气体的内能D.热传递改变了管内气体的热量解析 快速压下活塞时,外界对气体做功,管内气体的内能增加,温度升高,达到了脱脂棉的燃点而燃烧,故选项 C 正确,选项 A、B、D 错误。答案 C8.如图所示,绝热容器中间用隔板隔开,左侧装有气体,右侧为真空。现将隔板抽掉,使左侧气体自由膨胀直至达到平衡,则在此过

7、程中(不计气体的分子势能)( )A.气体对外界做功,温度降低,内能减少B.气体对外界做功,温度不变,内能减少C.气体不做功,温度不变,内能不变D.气体不做功,温度不变,内能减少解析 抽掉隔板后,气体膨胀体积增大,但由于右侧为真空,气体自由膨胀不做功,因而内能不变,温度不变,故选项 C 正确。答案 C9.(1)某同学做了一个小实验:先把空的烧瓶放入冰箱冷冻,一小时后取出烧瓶,并迅速把一个气球紧密地套在瓶颈上,然后将烧瓶放进盛满热水的烧杯里,气球逐渐膨胀起来,如图所示。这是因为烧瓶里的气体吸收了水的 ,温度 ,体积 。 (2)若对物体做 1 200 J 的功,可使物体温度升高 3 ,改用热传递的方

8、式,使物体温度同样升高 3 ,那么物体应吸收 J 的热量;如果对该物体做 3 000 J 的功,物体的温度升高 5 ,表明该过程中,物体还 (选填“吸收”或“放出”)热量 J。 解析 (1)烧瓶和烧瓶内的气体要从烧杯中吸收水的热量,温度升高,气体体积增大。(2)做功和热传递在改变物体内能上是等效的,因此对物体做功 1 200 J 使温度升高 3 ,如用热传递方式,使温度升高 3 也应吸收 1 200 J 的热量。如对物体做功 3 000 J,温度升高 5 ,而物体温度升高 5 ,需要的功或热量设为 E。1 200 J =cm3 , E=cm5 ,所以 E=2 000 J。因此物体放出 1 00

9、0 J 的热量。答案 (1)热量 升高 增大 (2)1 200 放出 1 000能力提升41.(多选)关于物体的内能,下列说法正确的是( )A.手感到冷时,搓搓手就会感到暖和些,这是利用做功来改变物体的内能B.将物体举高或使它们的速度增大,是利用做功来使物体的内能增加C.阳光照射衣服,衣服的温度升高,是利用热传递来改变物体的内能D.用打气筒打气,筒内气体变热,是利用热传递来改变物体的内能解析 改变内能的方式有两种,做功和热传递,AC 两个选项分别是做功和热传递改变内能;选项 B 是把内能和机械能两个概念混淆了。答案 AC2.一个铁块沿斜面匀速下滑,关于铁块的机械能和内能的变化(忽略热传递),下

10、列判断正确的是( )A.铁块的机械能和内能都不变B.铁块的机械能减小,内能不变C.铁块的机械能增大,内能增大D.铁块的机械能减小,内能增大解析 铁块沿斜面匀速下滑时,动能不变,势能减小,所以铁块的机械能一定减小。铁块沿斜面匀速滑下,则克服摩擦力做功,铁块损失的机械能转化为铁块和斜面的内能,因此铁块的温度会升高,内能增大。答案 D3.(多选)如图为焦耳实验装置图,用绝热性能良好的材料将容器包好,重物下落带动叶片搅拌容器里的水,引起水温升高。关于这个实验,下列说法正确的是( )A.这个装置可测定热功当量B.做功增加了水的热量C.做功增加了水的内能D.功和热量是完全等价的,无区别解析 将做功过程和吸

11、热过程在同等条件下比较,可测出热功当量,故选项 A 正确;做功增加了水的内能,热量只是热传递过程中内能改变的量度,故选项 B 错误,选项 C 正确;虽然做功和传热对改变物体的内能是等效的,但功和热量是完全不同的概念,可以通过绝热过程和单纯的热传递过程加以对比,选项 D 错误。答案 AC54.A、 B 两装置,均由一支一端封闭、一端开口且带有玻璃泡的管状容器和水银槽组成,除玻璃泡在管上的位置不同外,其他条件都相同。将两管抽成真空后,开口向下竖直插入水银槽中(插入过程没有空气进入管内),水银柱上升至图示位置停止,管内水银高度相同。假设这一过程水银与外界没有热交换,则下列说法正确的是 ( )A.A

12、中水银的内能增量大于 B 中水银的内能增量B.B 中水银的内能增量大于 A 中水银的内能增量C.A 和 B 中水银体积保持不变,故内能增量相同D.A 和 B 中水银温度始终相同,故内能增量相同解析 大气压对水银槽内的水银做相同的功,因为玻璃管内吸进的水银一样多,所以水银槽内的液面下降相同的高度, A 管重心高于 B 管, A 管内水银重力势能大于 B 管内水银重力势能,故 A 管内水银的内能增量小于 B 管内水银的内能增量,选项 B 正确。答案 B5.若对物体做 1 200 J 的功,可使物体温度升高 3 ,改用热传递的方式,使物体温度同样升高 3 ,那么物体应吸收 J 的热量,如果对该物体做

13、 3 000 J 的功,物体的温度升高 5 ,表明该过程中,物体还 (填“吸收”或“放出”)热量 J。 解析 做功和热传递在改变物体内能上是等效的,因此物体用做功方式温度升高 3 ,如用吸热方式,也使温度升高 3 ,应吸收 1 200 J 的热量。如对物体做功 3 000 J,温度升高 5 ,设物体温度升高 5 ,需要做功或热量应为 E,1 200 J=cm3, E=cm5,所以 E=2 000 J,因此物体应放出 1 000 J 的热量。答案 1 200 放出 1 0006.某同学为测量绿色植物吸收太阳能的本领,做了如下实验,用一面积为 0.1 m2的盆盛 6 kg 的水,经太阳光垂直照射

14、5 min,温度升高 5 ,若绿色植物吸收太阳光的能力与水相等,试计算:(1)每平方米绿色植物每秒吸收的太阳能为多少?(2)若绿色植物在光合作用中吸收 1 kJ 的太阳能可放出 0.05 L 的氧气,则每平方米绿色植物每秒可放出多少升的氧气?水的比热容 c=4.2103 J/(kg)解析 (1)实验中水吸收太阳能为 E=cm t=4.210365 J=1.26105 J。所以每平方米绿色植物每秒吸收太阳能 E= =4.2103 J。ESt(2)每平方米绿色植物每秒吸收太阳能为 4.2103 J,故放出氧气 0.05 L=0.21 L。4.21031103答案 (1)4.2103 J (2)0.21 L6