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10.1功和内能-10.2热和内能 课时练习(含答案)

1、1 功和内能功和内能 一、选择题 考点一 功与内能的关系 1(多选)在下述各种现象中,不是由做功引起系统温度变化的是( ) A在阳光照射下,水的温度升高 B用铁锤不断锤打铅块,铅块温度会升高 C在炉火上烧水,水的温度升高 D电视机工作一段时间,其内部元件温度升高 答案 AC 解析 阳光照射下水温升高是热辐射使水的温度升高,在炉火上烧水是热传导和对流使水的 温度升高, 用铁锤锤打铅块的过程, 是做功的过程, 铅块温度升高, 是由于外界做功引起的 电 视机工作时,电流通过各元件,电流做功使其温度升高可见 A、C 不是由做功引起温度变 化的,故选 A、C. 2(多选)一定质量的气体封闭在绝热的汽缸内

2、,当用活塞压缩气体时,一定增大的物理量有 (不计气体分子势能)( ) A气体体积 B气体分子密度 C气体内能 D气体分子的平均动能 答案 BCD 解析 绝热过程外界对系统做功, 气体内能增加, 温度升高, 分子平均动能增加 压缩气体, 气体体积减小,而气体质量一定,故气体分子密度增大 3 如图 1 所示为某种椅子与其升降部分的结构示意图, M、 N 两筒间密闭了一定质量的气体, M 可沿 N 的内壁上下滑动设筒内气体不与外界发生热交换,在 M 向下滑动的过程中( ) 图 1 A外界对气体做功,气体内能增大 B外界对气体做功,气体内能减小 C气体对外界做功,气体内能增大 D气体对外界做功,气体内

3、能减小 答案 A 4 (多选)(2019 南充市高三第二次高考适应性考试)如图 2, 用隔板将一绝热汽缸分成两部分, 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 至整个汽缸待气体达到稳定后缓慢推压活塞,将气体压回到原来的体积假设整个系统不 漏气下列说法正确的是( ) 图 2 A气体自发扩散前后内能减少 B气体在被压缩的过程中内能增大 C在自发扩散过程中,气体对外界没做功 D气体在被压缩过程中,气体分子的平均动能变大 答案 BCD 解析 气体向真空自发扩散,对外界不做功,且没有热传递,气体的内能不会改变, 则 C 正确,A 错误;气体在被压缩的过程中,活塞对气

4、体做功,因汽缸绝热,故气体内能增大, 故 B 正确;气体在被压缩的过程中内能增加,而理想气体无分子势能,故气体分子的平均动 能增加,选项 D 正确 5.(2019 青冈一中高二下期中)如图 3 所示,用一根与轻质活塞相连的细线将绝热汽缸悬挂在 某一高度静止不动, 汽缸开口向上, 内封闭一定质量的气体, 缸内活塞可自由活动且不漏气 现 将细线剪断,让汽缸自由下落,则下列说法正确的是( ) 图 3 A气体压强减小,内能增大 B外界对气体做功,气体内能不变 C气体的压强增大,内能增大 D气体对外界做功,气体内能减小 答案 C 解析 设大气压为 p0,汽缸质量为 M,横截面积为 S,则汽缸内气体压强

5、pp0Mg S ,剪断 细线后,汽缸自由下落,处于完全失重状态,汽缸内气体压强 pp0,缸内气体压强变大, 所以气体体积减小,外界对气体做功,汽缸绝热,气体内能增大,所以 C 正确,A、B、D 错误 考点二 热和内能 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热量自发地从内能大的物体传向内能小的物体 D热量自发地从温度高的物体传向温度低的物体 答案 D 7(多选)关于热传递,下列说法正确的是( ) A热传递中,热量一定从含热量多的物体传向含热量少的物体 B两个物体间发生热传递的条件是它们之间有温度差 C在热传递中热量一定从内能多的物体传向内

6、能少的物体 D内能相等的两个物体相互接触时,也可能发生热传递 答案 BD 解析 热量的概念只有在涉及热传递时才有意义,所以不能说物体含有多少热量,A 错误; 物体间发生热传递的条件是物体间存在温度差,B 正确;在热传递中,热量一定从温度高的 物体传向温度低的物体,温度高的物体内能不一定多,故 C 错误,D 正确 8(多选)在外界不做功的情况下,物体的内能增加了 50 J,下列说法中正确的是( ) 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一定是物体分子动能增加了 50 J D物体分子的平均动能可能不变 答案 BD 解析 在外界不做功的情况下,内能的改变量等于

7、传递的热量,内能增加 50 J,一定是吸收 了 50 J 的热量,故 A 错,B 对;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 分子的平均动能有可能不变,这时吸收的 50 J 热量全部用来增加分子势能,故 C 错,D 对 考点三 综合应用 9(多选)对于热量、功、内能三个量,下列说法中正确的是( ) A热量、功、内能三个量的物理意义是等同的 B热量和功二者可作为物体内能大小的量度 C热量、功和内能的国际单位都相同 D热量和功是由过程决定的,而内能是由物体的状态决定的 答案 CD 解析 热

8、量、 功和内能的国际单位都是焦耳, 但热量、 功和内能三个量的物理意义是不同的, 热量和功是过程量,内能是状态量,热量和功二者可作为物体内能变化的量度而不是内能大 小的量度故 A、B 错误,C、D 正确 10某驾驶员发现中午时车胎内的气压高于清晨时的,且车胎体积增大若这段时间胎内气 体质量不变且可视为理想气体,那么( ) A外界对胎内气体做功,气体内能减小 B外界对胎内气体做功,气体内能增大 C胎内气体对外界做功,内能减小 D胎内气体对外界做功,内能增大 答案 D 解析 中午,车胎体积增大,故胎内气体对外界做功,胎内气体温度升高,故胎内气体内能 增大,D 项正确 11(2019 龙泉中学高二上

9、期末)如图 4 所示,固定容器及可动活塞 P 都是绝热的,中间有一 导热的固定隔板 B,B 的两边分别盛有气体甲和乙现将活塞 P 缓慢地向 B 移动一段距离, 已知气体的温度随其内能的增加而升高,则在移动 P 的过程中( ) 图 4 A外力对乙做功;甲的内能不变 B外力对乙做功;乙的内能不变 C乙的内能增加;乙传递热量给甲 D乙的内能增加;甲的内能不变 答案 C 解析 活塞 P 压缩气体乙,则外力对气体乙做功,因 P 与外界隔热,可知乙的内能增加,因 B 是导热的隔板,可知乙的热量将传给甲,最终甲、乙的内能都增加,故选 C. 二、非选择题 12.(1)某同学做了一个小实验;先把空的烧瓶放入冰箱

10、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 5 所示 这是因为烧瓶里的气体吸收了水的_, 温度_, 体积_ 图 5 (2)若只对一定质量的理想气体做 1 500 J 的功,可使其温度升高 5 K若改成只用热传递的方 式,使气体温度同样升高 5 K,那么气体吸收_ J 的热量如果对该气体做了 2 000 J 的功,使其温度升高了 5 K,表明在该过程中,气体还_(选填“吸收”或“放出”) 热量_J. 答案 (1)热量 升高 增大 (2)1 500 放出 500 解析 (1)烧瓶内的气体要从热水中吸收热量,温度升高,体积增大

11、(2)做功和热传递都可以改变物体的内能,且是等效的 13.(1)如图 6 所示,一个导热汽缸竖直放置,汽缸内封闭有一定质量的理想气体,活塞与汽缸 壁紧密接触,可沿汽缸壁无摩擦地上下移动若大气压保持不变,而环境温度缓慢升高,则 在这个过程中_ 图 6 A汽缸内每个分子的动能都增大 B封闭气体对外做功 C汽缸内单位体积内的分子数增多 D封闭气体吸收热量 E汽缸内单位时间内撞击活塞的分子数减少 (2)有一个10 m 高的瀑布,水流在瀑布顶端时速度为2 m/s,在瀑布底与岩石的撞击过程中,有 10%的动能转化为水的内能,请问水的温度上升了多少摄氏度?已知水的比热容为4.2 103 J/ (kg ),g 取 10 m/s2. 答案 (1)BDE (2)2.410 3 解析 (1)温度是物体分子平均动能的标志温度是大量分子热运动的集体表现,不是描述单 个分子的,A 错;气体压强不变,受热等压膨胀,对外做功,B 正确;由于气体体积增大, 因此汽缸内单位体积内的分子数减少,C 错;气体的压强不变,温度升高,吸收热量,气体 膨胀,因此汽缸内单位时间内撞击活塞的分子数减少,选项 D、E 正确 (2)对质量为 m 的水, 根据题意得 1 2mv 2mgh 10%cmt, 代入数据解得 t2.4103 .