高中物理选修3-3(人教版)习题:第十章 2热和内能 Word版含答案
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人教版选修3-3课后作业第十章热和内能一、选择题1.(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 JD.物体的分子平均动能可能不变2.关于热传递,下列说法中正确的是( )甲乙丙A.图甲是对流的热传递方式B.图乙是辐射的热传递方式C.图丙是传导的热传递方式D.三种方式都是热量从高温物体传递到低温物体3.(多选)在实验室将一容积比较大的烧瓶放入冰箱冷冻室内,经过几小时后,将烧瓶从冰箱内迅速取出,并立即用气球紧紧地套在烧瓶的瓶口,然后将烧瓶放入装有热水的烧杯中,如图所示,将烧瓶及气球内的气体看成是理想气体。
则下列说法正确的是( )A.经过一段时间后气球会膨胀起来B.气球的体积一直都不会发生变化C.烧瓶及气球内的气体内能增加D.烧瓶及气球内的气体的压强一定变大4.出租车常以天然气作为燃料,加气站储气罐中天然气的温度随气温升高的过程中,若储气罐内气体体积及质量均不变,则罐内气体(可视为理想气体)( )A.压强增大,内能减小B.吸收热量,内能增大C.压强减小,分子平均动能增大D.对外做功,分子平均动能减小5.如图所示,A、B是两个完全相同的球,分别浸没在水和水银的同一深度处,A、B两球用同一种材料制成,当温度稍微升高时,球的体积会明显变大,如果开始时水和水银的温度相同,且两液体温度同时缓慢升高到同一值,两球膨胀后,体积相等,则( )A.A球吸收的热量较多B.B球吸收的热量较多C.两球吸收的热量一样多D.无法确定6.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7.关于温度和热量,下列叙述中正确的是( )A.寒冷的冬天摸铁块比摸木头感到凉得多,所以铁块温度较低B.当物体的温度不变时,就没有吸热或放热现象C.物体的温度越高,它所具有的热量就越多D.热量是指热传递过程中内能转移的量8.关于物体的内能和热量,下列说法中正确的是( )A.热水的内能比冷水的内能多B.温度高的物体其热量必定多,内能必定大C.在热传递过程中,内能大的物体其内能将减小,内能小的物体其内能将增大,直到两物体的内能相等D.热量是热传递过程中内能转移的量度9.汽缸中一定质量的理想气体内能增加了180 J,下列说法中正确的是( )A.一定是外界做了180 J的功B.一定是气体吸收了180 J的热量C.一定是气体分子总动能增加了180 JD.物体分子热运动的平均动能可能不变10.(多选)如图所示,绝热的容器内密闭一定质量的理想气体(不考虑分子间的作用力),用电阻丝缓慢对其加热时,绝热活塞无摩擦地上升,下列说法正确的是( )A.单位时间内气体分子对活塞碰撞的次数减少B.电流对气体做功,气体对外做功,气体内能可能减少C.电流对气体做功,气体又对外做功,其内能可能不变D.电流对气体做的功一定大于气体对外做的功11.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.热量总是从内能大的物体传向内能小的物体D.热量总是从温度高的物体传向温度低的物体12.下列关于做功和热传递的说法中正确的是( )A.做功和热传递在改变物体内能上是等效的B.只要外界对物体做功,物体的内能就一定改变C.热传递的条件是物体间存在内能差D.做功和热传递改变物体内能的实质是一样的13. (多选)下列说法中正确的是( )A.如果取水平地面为零势能面,则静止在水平地面上的物体的机械能和内能都为零B.如果取水平地面为零势能面,则静止在水平地面上的物体的机械能为零,内能不为零C.一个装有气体的绝热密封容器做匀速运动,如果使容器突然停止运动,则气体的温度要升高D.一个装有气体的绝热密封容器做匀速运动,如果使容器突然停止运动,则气体的温度保持不变14. (多选)如图所示,绝热汽缸中间用固定栓将可无摩擦移动的导热隔板固定,隔板质量不计,左右两室分别充有一定量的氢气和氧气(视为理想气体)。
1功和内能热和内能课时过关·能力提升1.下列哪个实例说明做功改变了系统的内能()A.用热水袋取暖B.用双手摩擦给手取暖C.把手放在火炉旁取暖D.用嘴对手呵气给手取暖解析:双手摩擦做功,使手的内能增加,感到暖和,选项B正确;选项A、C、D都是通过热传递来改变系统的内能。
答案:B2.关于热传递,下列说法正确的是()A.热传递的实质是温度的传递B.物体间存在温度差,才能发生热传递C.热传递可以在任何情况下进行D.物体内能发生改变,一定是吸收或放出了热量解析:热传递的实质是物体间内能的转移,故选项A错误。
热传递发生的条件是物体间存在温度差,高温物体放出热量,低温物体吸收热量,若两物体温度相同,它们之间便不会发生热传递,故选项B正确、选项C错误。
物体吸收或放出热量,内能会发生变化,但内能变化不一定是热传递引起的,还可以用做功的方式,故选项D错误。
答案:B3.气体在等压变化中()A.一定对外做正功B.外界一定对气体做正功C.若温度升高,一定对外做正功D.可能既不对外做功,外界也不对气体做功解析:在等压变化过程中若温度升高,则气体的体积增大,即气体膨胀对外做功。
答案:C4.一个铁块沿斜面匀速滑下,关于铁块的机械能和内能的变化,下列判断正确的是()A.铁块的机械能和内能都不变B.铁块的机械能减少,内能不变C.铁块的机械能增加,内能增加D.铁块的机械能减少,内能增加,动能不变,势能减小,所以铁块的机械能一定减少。
铁块沿斜面能匀速滑下,这斜面一定是不光滑的,铁块滑下时克服摩擦力做功,铁块损失的机械能转化为铁块和斜面的内能,因此铁块的温度会略有升高,内能增加。
5.如图所示,活塞将汽缸分成甲、乙两气室,汽缸、活塞(连同拉杆)是绝热的,且不漏气。
以E甲、E乙分别表示甲、乙两气室中气体的内能,则在将拉杆缓慢向左拉的过程中()A.E甲不变, E乙减少B.E甲不变,E乙增加C.E甲增加,E乙不变D.E甲增加,E乙减少,内能的改变取决于做功的情况。
10.2热和内能一、单选题1.关于内能,下列说法正确的是( )A.物体的内能包括物体运动的动能B.0 ℃的水结冰过程中温度不变,内能减小C.提起重物,因为提力做正功,所以物体的内能增大D.摩擦冰块使其熔化是采用热传递的方式改变物体的内能2.以下说法正确的是( )A.布朗运动的剧烈程度与温度有关,所以布朗运动也叫热运动B.液晶的光学性质与某些晶体相似,具有各向异性C.相互接触的两个物体发生热传递,达到热平衡时物体的温度和内能一定相同D.用A N 表示阿伏加德罗常数,M 表示铜的摩尔质量,ρ表示实心铜块的密度,那么铜块中一个铜原子所占空间的体积可表示为A M N3.下列关于热传递的说法中正确的是( )A.热量从内能大的物体传给内能小的物体B.热量从分子平均动能大的物体传给分子平均动能小的物体C.热传递的实质是不同形式能量间的转化D.只有通过热传递的方式,才能使物体的温度发生变化4.物体的内能增加了 20J,下列说法中正确的是()A.—定是外界对物体做了20J的功B.—定是物体吸收了20J的热量C.一定是物体分子动能增加了20JD.物体的分子平均动能可能不变5.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.热量总是从内能大的物体流向内能小的物体D.热量总是从温度高的物体流向温度低的物体6.如图所示是古人锻造铁器的过程,关于改变物体内能的方式,下列说法中正确的是( )A.加热和锻打属于热传递,淬火属于做功B.加热属于热传递,锻打和淬火属于做功C.加热和淬火属于热传递,锻打属于做功D.加热和淬火属于做功,锻打属于热传递二、多选题7.关于热传递,下列说法中正确的是( )A.在热传递过程中,内能大的物体其内能将减小,内能小的物体其内能将增大,直到两物体的内能相等B.物体间存在着温度差,才能发生热传递C.热量是物体在热传递过程中内能变化的量度D.内能大小不等的两物体间一定发生热传递8.下列有关热传递的相关知识说法正确的是( )A.温度不同的物体互相接触,低温物体温度升高,高温物体温度降低B.热传递的条件是两接触物体之间存在着温度差C.高温物体降温后它的质量也会减小D.热传递是温度的传递9.下列说法中正确的是( )A.做功和热传递是改变物体内能的两种本质不同的物理过程:做功使物体的内能改变,是其他形式的能和内能之间的转化;热传递则不同,它是物体内能的转移B.外界对物体做功,物体的内能一定增大C.物体向外界放热,物体的内能一定增大D.热量是在热传递中,从一个物体向另一个物体或物体的一部分向另一部分转移的内能的多少三、填空题10.若对物体做1200J 做功,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3 000J 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.四、计算题11.一辆总质量为26.010kg M =⨯的太阳能汽车,使用太阳能电池供电,它的集光板能时刻正对着太阳。
能量守恒定律课后微练习班级______ 姓名__________ 学号_______1.下面过程中是通过热传递改变物体内能的是()A.用气筒给自行车打气时,筒壁变热B.古人钻木取火C.用暖水袋捂手D.摩擦生热2.一定量的气体在某一过程中,外界对气体做了8×104J的功,气体的内能减少了1.2×105J,则下列各式中正确的是()A.W=8×104J,ΔU =1.2×105J ,Q=4×104JB.W=8×104J,ΔU =-1.2×105J ,Q=-2×105JC.W=-8×104J,ΔU =1.2×105J ,Q=2×104JD.W=-8×104J,ΔU =-1.2×105J ,Q=-4×104J3.下列有关热现象的叙述中正确的是()A.物体内所有分子的热运动动能的总和就是物体的内能B.对于同一种气体,温度越高,分子平均动能越大C.物体的内能增加,一定要从外界吸收热量D.物体的体积越大,分子势能就越大4.当物体的温度没有改变时,下列说法中比较确切的是()A.物体一定没有吸热 B.物体的内能有可能改变C.物体的内能一定没有改变 D.物体与外界可能有热交换5.下面的设想不符合能量转化和守恒定律的是()A.利用永久磁铁间的作用力造一台永远转动的机械B.做一条船,利用河水能量逆水航行C.通过太阳辐射使飞机起飞D.不用任何燃料使河水升温6.一定质量的气体从外界吸收了2.6×105J的热量,内能增加了4.2×105J。
这个过程是气体对外界做功,还是外界对气体做功?做了多少功?7.下列关于物体的内能说法正确的有()A.物体内能是物体内所有分子热运动的动能及分子势能的总和B.一定质量的气体等压膨胀时内能一定增大C.当两分子间距增大时,分子间势能增加D.只要对物体做功,物体的内能一定改变8.关于物体的内能及其变化,以下说法正确的是( )A.物体的温度改变时,其内能必定改变B.物体对外做功,其内能不一定改变,向物体传递热量,其内能也不一定改变C.物体对外做功,其内能必定改变.物体向外传出一定热量其内能必定改变D.若物体与外界不发生热交换,则物体的内能必定不改变9.以下说法正确的是()A.电冰箱内的食品温度比室内温度低,说明在一定条件下热传导也可以由低温物体向高温物体进行B.内能可以转化为机械能C.能量的耗散否定了能量的转化与守恒定律D.能量的耗能说明自然界的宏观过程有方向性10.下列有关热学问题的说法错误的是()A.在分子间距改变,分子力减小的过程中,分子势能一定是减小的B.理想气体的体积增大,则无论温度是否改变,单位体积的分子数目一定减小C.气体中也可以发生布朗运动,如阳光下粉尘的运动D.以焦耳的实验为基础的热力学第一定律即内能与其他能量发生转化时的能量守恒定律参考答案:1.答案: C解析:用气筒给自行车打气时,活塞跟筒壁间存在摩擦,活塞上下移动时要克服摩擦力做功,转化成内能,使筒壁变热;同样地钻木取火也是应用了摩擦生热的原理,即做功的方法改变物体内能的.用暖水袋捂手时,暖水袋和手之间存在了温度差,将有热量从暖水袋传递给手,是通过热传递来改变手的内能的.因此选项C是正确的。
人教版高中物理选修3-3 10.2《热和内能》同步测试试题(含答案解析)一、选择题1.下列实例中,属于做功来增加物体内能的是()A.铁棒放在炉子里被烧红B.锯条锯木头时会发热C.古时候的猿人钻木取火D.冬天在阳光下取暖2.下列现象属于用做功的方法改变系统内能的是()A.放在火炉边的物体温度升高了B.把一杯热水放在冷水中冷却C.用铁锤锻打工件,工件会发热D.拉弯的弓把箭射出去3.下列过程中,由于做功而使系统内能增加的是()A.把铁丝反复弯曲,弯曲处温度升高B.烧开水时,蒸汽将壶盖顶起C.铁块在火炉中被加热D.铁球从空中自由下落(不计空气阻力)4.用下列方法改变物体的内能,属于做功方式的是( )A.搓搓手会感到手暖和些B.汽油机气缸内被压缩的气体C.车刀切下的炽热的铁屑D.物体在阳光下被晒热5、下列哪个实例说明做功改变了系统的内能()A.用热水袋取暖B.用双手摩擦给手取暖C.把手放在火炉旁取暖D.用嘴对手呵气给手取暖6.气体在等压变化中()A.一定对外做正功B.外界一定对气体做正功C.若温度升高,一定对外做正功D.可能既不对外做功,外界也不对气体做功7.下列有关内能的说法正确的是()A.质量和温度相同的物体,内能一定相同B.一定质量的理想气体的内能只与温度有关C.一定质量的理想气体在等容变化过程中若吸了热,内能一定增加D.气体压缩时分子势能减少,内能可能不变8.一定质量的理想气体从压强为P1、体积为V1的A状态,绝热变化到压强为P2、体积为V2的B状态,内能的增量为ΔU,则在此过程中()A.气体对外做功等于ΔUB.外界对气体做功等于ΔUC.外界对气体做功等于P2V2-P1V1D.外界对气体做功等于ΔU+P2V2-P1V1二填空题9、某系统在初态具有内能5J,在外界对它做了0.5J的功后,系统的内能变为10、外界对系统做功,系统的内能在绝热过程中,内能的增量就等于外界对系统做的功即ΔU=U2-U1=W系统对外界做功,系统的内能在绝热过程中,系统对外界做多少功,内能就减少多少即W=-ΔU参考答案1、BC2、C3、A4、A B5、D6、C7、 CD8、BC9、5.5J 10、增加减少。
课后训练基础巩固1.下列现象中,哪些是通过热传递的方式改变物体内能的()A.打开电灯开关,灯丝的温度升高,内能增加B.夏天喝冰镇汽水来解暑C.冬天搓搓手,会感觉到手变得暖和起来D.太阳能热水器在阳光照射下,水的温度逐渐升高2.下列说法正确的是()A.物体放出热量,温度一定降低B.物体内能增加,温度一定升高C.热量能自发地从低温物体传给高温物体D.热量能自发地从高温物体传给低温物体3.下列关于做功和热传递的说法中正确的是()A.做功和热传递的实质是相同的B.做功和热传递在改变物体内能上是等效的C.做功和热传递是对同一过程中的两种说法D.做功和热传递是不可能同时发生的4.有一铜块和一铁块,质量相等,铜块的温度比铁块的温度高。
当它们接触在一起时,如果不和外界交换热量。
则()A.从两者开始接触到热平衡的整个过程中,铜块放出的热量等于铁块吸收的热量B.在两者达到热平衡以前的任意一段时间内,铜块放出的热量不等于铁块吸收的热量C.达到热平衡时,铜块的温度高D.达到热平衡时,两者的温度相等5.关于物体的内能和热量,下列说法中正确的有()A.热水的内能比冷水的内能多B.温度高的物体其热量必定多,内能必定大C.在热传递过程中,内能大的物体其内能将减小,内能小的物体其内能将增大,直到两物体的内能相等D.热量是热传递过程中内能转移量的量度6.关于热传递的下列说法中正确的是()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7.下面关于机械能和内能的说法正确的是()A.机械能大的物体,内能一定也大B.物体做加速运动时,速度增大,物体内部分子平均动能一定增大C.物体降温时,其机械能一定减少D.摩擦生热是机械能向内能的转化能力提升8.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,这是因为烧瓶里的气体吸收了水的________,温度________,体积________。
高中物理学习材料桑水制作热和内能测试题一、选择题1.下列实例中,属于做功来增加物体内能的是()A.铁棒放在炉子里被烧红B.锯条锯木头时会发热C.古时候的猿人钻木取火D.冬天在阳光下取暖2.下列现象属于用做功的方法改变系统内能的是()A.放在火炉边的物体温度升高了B.把一杯热水放在冷水中冷却C.用铁锤锻打工件,工件会发热D.拉弯的弓把箭射出去3.下列过程中,由于做功而使系统内能增加的是()A.把铁丝反复弯曲,弯曲处温度升高B.烧开水时,蒸汽将壶盖顶起C.铁块在火炉中被加热D.铁球从空中自由下落(不计空气阻力)4.用下列方法改变物体的内能,属于做功方式的是( )A.搓搓手会感到手暖和些B.汽油机气缸内被压缩的气体C.车刀切下的炽热的铁屑D.物体在阳光下被晒热5、下列哪个实例说明做功改变了系统的内能()A.用热水袋取暖B.用双手摩擦给手取暖C.把手放在火炉旁取暖D.用嘴对手呵气给手取暖6.气体在等压变化中()A.一定对外做正功B.外界一定对气体做正功C.若温度升高,一定对外做正功D.可能既不对外做功,外界也不对气体做功7.下列有关内能的说法正确的是()A.质量和温度相同的物体,内能一定相同B.一定质量的理想气体的内能只与温度有关C.一定质量的理想气体在等容变化过程中若吸了热,内能一定增加D.气体压缩时分子势能减少,内能可能不变8.一定质量的理想气体从压强为P1、体积为V1的A状态,绝热变化到压强为P2、体积为V2的B状态,内能的增量为ΔU,则在此过程中()A.气体对外做功等于ΔUB.外界对气体做功等于ΔUC.外界对气体做功等于P2V2-P1V1D.外界对气体做功等于ΔU+P2V2-P1V1二填空题9、某系统在初态具有内能5J,在外界对它做了0.5J的功后,系统的内能变为10、外界对系统做功,系统的内能在绝热过程中,内能的增量就等于外界对系统做的功即ΔU=U2-U1=W系统对外界做功,系统的内能在绝热过程中,系统对外界做多少功,内能就减少多少即W=-ΔU参考答案1、BC2、C3、A4、AB5、D6、C7、 CD8、BC9、5.5J 10、增加减少。
课后训练1.以下所述现象中属于通过热传递改变了物体内能的是()A.将一段铁丝反复弯折,弯折处会发热B.放在空气中的一杯热水会冷却C.在转动的砂轮上磨车刀,车刀发热D.电流通过电阻丝2.关于物体的内能及其变化,下列说法正确的是()A.物体的温度变化时,其内能必定改变B.物体对外做功,其内能不一定改变;物体吸热,其内能也不一定改变C.物体对外界做功,其内能必定改变;物体向外传递热量,其内能必定改变D.若物体不与外界发生热交换,则物体的内能必定不会改变3.物体的内能增加了20 J,下列说法中正确的是()A.一定是外界对物体做了20 J的功B.一定是物体吸收了20 J的热量C.一定是物体分子动能增加了20 JD.物体的分子平均动能可能不变4.密闭有空气的塑料瓶因降温而变扁,此过程中瓶内空气(不计分子势能)()A.内能增大,放出热量B.内能减少,吸收热量C.内能增大,对外界做功D.内能减少,外界对其做功5.对一定量的气体,下列说法正确的是()A.在体积缓慢增大的过程中,气体一定对外界做功B.在压强缓慢增大的过程中,外界一定对气体做功C.在体积不断被压缩的过程中,内能一定增加D.在与外界没有发生热交换的过程中,内能一定不变6.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7.若对物体做1 200 J的功,可使物体的温度升高3 ℃,改用热传递的方式,使物体的温度同样升高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”)________ J 的热量。
8.用2.0×103 N的力把一根粗一点的钢筋拉长变细,最后钢筋伸长了20 m。
若这根钢筋的质量为50 kg,它的比热容是4.4×102 J/(kg·℃),假设在拉伸过程中有一半的热量散失。
第十章热力学定律一、单选题(1.一定质量的理想气体,在某一状态变化过程中,气体对外界做功8 J,气体内能减少12 J,则在该过程中()A.气体吸热4 JB.气体放热4 JC.气体吸热20 JD.气体放热20 J2.关于一定质量的气体,下列叙述正确的是()A.气体体积增大时,其内能一定减少B.外界对气体做功,气体内能一定增加C.气体从外界吸收热量,其内能一定增加D.气体温度升度,其分子平均动能一定增加3.下列现象属于能量耗散的有()A.利用水能发电转化为电能B.电能通过灯泡中的电阻丝转化为光能C.电池的化学能转化为电能D.火炉把房子烤暖4.一个孤立的热力学系统处于非平衡态和平衡态相比()A.处于非平衡态比处于平衡态有序B.处于平衡态比处于非平衡态有序C.处于非平衡态和处于平衡态有序程度相同D.有序程度要根据其他情况来定5.汽车关闭发动机后,沿斜面匀速下滑的过程中()A.汽车的机械能守恒B.汽车的动能和势能相互转化C.汽车的机械能转化成内能,汽车的总能量减少D.汽车的机械能逐渐转化为内能,汽车的总能量守恒6.下列说法正确的是()A.热力学第二定律否定了以特殊方式利用能量的可能性B.电流流过导体转化为内能,反过来,可将内能收集起来,再转化成相同大小的电流C.可以做成一种热机,由热源吸取一定的热量而对外做功D.冰可以熔化成水,水也可以结成冰,这个现象违背了热力学第二定律7.关于内能的变化,以下说法正确的是()A.物体吸收热量,内能一定增大B.物体对外做功,内能一定减少C.物体吸收热量,同时对外做功,内能可能不变D.物体放出热量,同时对外做功,内能可能不变8.我们绝不会看到:一个放在水平地面上的物体,靠降低温度,可以把内能自发地转化为动能,使这个物体运动起来.其原因是()A.违背了能量守恒定律B.在任何条件下内能不可能转化成机械能,只有机械能才能转化成内能C.机械能和内能的转化过程具有方向性,内能转化成机械能是有条件的D.以上说法均不正确9.如图所示,活塞将一定质量的气体封闭在直立圆筒形导热的汽缸中,活塞上堆放细沙,活塞处于静止,现逐渐取走细沙,使活塞缓慢上升,直到细沙全部取走.若活塞与汽缸之间的摩擦可忽略,则在此过程中()A.气体对外做功,气体温度可能不变B.气体对外做功,内能一定减少C.气体压强可能增大,内能可能不变D.气体从外界吸热,内能一定增加10.下列叙述中不正确的是 ()A.市区禁止摩托车通行是为了提高城区空气质量B.无氟冰箱的使用会使臭氧层受到不同程度的破坏C.大气中CO2含量的增多是引起温室效应的主要原因D.“白色污染”是当前环境保护亟待解决的问题之一二、多选题11.(多选)关于宏观态与微观态,下列说法正确的是()A.同一系统,在不同“规则”下,其宏观态可能不同B.宏观态越有序,其对应的微观态数目就越多C.一个宏观态往往对应有多个微观态,对应的微观态越多,这个宏观态的无序度越大D.一个宏观态可能是另一宏观态对应的微观态12.(多选)下列对能量耗散理解正确的是()A.能量耗散说明能量在不断减少B.能量耗散遵守能量守恒定律C.能量耗散说明能量不能凭空产生,但可以凭空消失D.能量耗散从能量角度反映出自然界的宏观过程具有方向性13.(多选)下列说法中正确的是()A.如果取水平地面为零势能面,则静止在水平地面上的物体的机械能和内能都为零B.如果取水平地面为零势能面,则静止在水平地面上的物体的机械能为零,内能不为零C.一个装有气体的绝热密封容器做匀速运动,如果使容器突然停止运动,则气体的温度要升高D.一个装有气体的绝热密封容器做匀速运动,如果使容器突然停止运动,则气体的温度保持不变三、计算题14.如图所示,一直立汽缸用一质量为m的活塞封闭一定量的理想气体,活塞横截面积为S,汽缸内壁光滑且缸壁导热良好,开始时活塞被螺栓K固定.现打开螺栓K,活塞下落,经过足够长时间后,活塞停在B点,已知AB=h,大气压强为p0,重力加速度为g,且周围环境温度保持不变.求:(1)活塞停在B点时缸内封闭气体的压强p;(2)整个过程中通过缸壁传递的热量Q.15.已知无烟煤的热值约为3.2×107J/kg,一块蜂窝煤约含煤250 g,水的比热容是4.2×103J/(kg·℃).若煤完全燃烧释放出的热有60%被水吸收,求一块蜂窝煤完全燃烧后可将多少水从10 ℃加热到100 ℃?(保留三位有效数字).16.质量一定的某种物质,在压强不变的条件下,由液态Ⅰ向气态Ⅲ(可看成理想气体)变化过程中温度(T)随加热时间(t)变化的关系如图所示.单位时间所吸收的热量可看做不变.(1)以下说法正确的是________.A.在区间Ⅱ,物质的内能不变B.在区间Ⅲ,分子间的势能不变C.从区间Ⅰ到区间Ⅲ,物质的熵增加D.在区间Ⅰ,物质分子的平均动能随着时间的增加而增大(2)在区间Ⅲ,若将压强不变的条件改为体积不变,则温度升高________(选填“变快”“变慢”或“快慢不变”).请说明理由.四、填空题17.(1)从6台原装计算机和5台组装计算机中任意选取4台,其中原装和组装各2台的概率是________.(2)a、b两个分子分配在容器A、B里共有________个微观态,每个微观态出现的几率为________.那么N个分子分配在l个容器中,共有________个微观态,每个微观态出现的几率为________.18.关于气体的内能,下列说法正确的是________.A.质量和温度都相同的气体,内能一定相同B.气体温度不变,整体运动速度越大,其内能越大C.气体被压缩时,内能可能不变D.一定量的某种理想气体的内能只与温度有关E.一定量的某种理想气体在等压膨胀过程中,内能一定增加19.自发的过程总是倾向于出现较多________对应的宏观态,因此自发的过程总是从________向着________发展的.20.两只相同的容器中装有相同质量、相同温度和相同压强的同种气体,如图所示,A中活塞可以自由无摩擦地移动,B是密闭容器,现同时在同样条件下,对两容器加热,当它们吸收了相同的热量后,A容器中气体的内能__________(填“等于”“大于”或“小于”)B容器中气体的内能.21.(1)空气压缩机在一次压缩过程中,活塞对汽缸中的气体做的功为2.0×105J,同时气体的内能增加了1.5×105J.试问:此压缩过程中,气体________(填“吸收”或“放出”)的热量等于________ J.(2)若一定质量的理想气体分别按如图所示的三种不同过程变化,其中表示等压变化的是________(填“A”“B”或“C”),该过程中气体的内能________(填“增加”“减少”或“不变”).答案解析1.【答案】B【解析】改变内能的方式有两种,即热传递和做功,气体内能变化ΔU=W+Q,即-12 J=-8 J +Q,可得Q=-4 J,即气体放热4 J,选项B对.2.【答案】D【解析】做功和热传递是改变物体内能的两种方式,气体体积增大时,可能同时从外界吸收热量,其内能不一定减少;气体从外界吸收热量,可能同时对外做功,其内能不一定增加,同理,外界对气体做功,气体内能不一定增加,选项A、B、C错误.温度是分子平均动能的量度,气体温度升度,其分子平均动能一定增加,选项D正确.3.【答案】D【解析】能量耗散是指其他形式的能转化为内能,最终流散在周围环境中无法重新收集并加以利用的现象,能够重新收集并加以利用的能不能称为能量耗散.本题中的电能、光能都可以重新收集并加以利用,如用光作能源的手表等.只有当用电灯照明时的光能被墙壁吸收之后变为周围环境的内能,才无法重新收集并加以利用,但本题没有告诉该光能用来做什么,故不能算能量耗散.火炉把房子烤暖后使燃料的化学能转化成内能并流散在周围的环境中,无法重新收集并加以利用,属于能量耗散.4.【答案】A【解析】平衡态说明各处一样,没有差别,而无序意味着各处都一样、没有差别,所以,处于平衡态比处于非平衡态无序.5.【答案】C【解析】汽车能匀速下滑,一定受阻力作用,汽车克服阻力做功,机械能转化为内能,一部分内能散发出去,汽车的总能量减少.6.【答案】C【解析】热力学第二定律说明了一切与热现象有关的宏观过程都是有方向性的,但并没有否认以特殊方式利用能量的可能性,故A错;功和内能的转化具有方向性,其逆过程是不可能自发实现的,故B错;冰熔化成水,水结成冰,伴随着能量的转移,不是自发进行的,没有违背热力学第二定律.7.【答案】C【解析】根据热力学第一定律,ΔU=W+Q,物体内能的变化与做功及热传递两个因素均有关,物体吸收热量,内能也不一定增大,因为物体可能同时对外做功,故内能有可能不变或减少,A 错,物体对外做功,还有可能吸收热量、内能可能不变或增大,B错,C正确;放出热量,同时对外做功,内能一定减少,D错误.8.【答案】C【解析】不同形式的能量可以相互转化,机械能可以转化为内能,在一定的条件下,内能也能转化为机械能,能量的转化都是通过做功来实现的.9.【答案】A【解析】由于汽缸是导热的,则可以与外界进行热交换,细沙减少时,气体膨胀对外做功,可能由于与外界进行热交换吸热使内能不变.10.【答案】B【解析】市区禁止摩托车通行是为了减少尾气和废气的排放,从而改善空气质量;氟利昂可造成大气臭氧层空洞,所以推广无氟冰箱;CO2是温室效应的罪魁祸首;“白色污染”亟待解决;故本题的选项为B项.11.【答案】ACD【解析】12.【答案】BD【解析】在发生能量转化的宏观过程中,其他形式的能量最终转化为流散到周围环境的内能,无法再回收利用,这种现象叫能量耗散.能量耗散并不违反能量守恒定律,宇宙中的能量既没有减少,也没有消失,它从能量角度反映出自然界的宏观过程具有方向性,故A、C错,B、D对. 13.【答案】BC【解析】内能与零势能面的选取无关,重力势能与零势能面的选取有关,重力势能为零的静止物体机械能为零,但内能永不为零,A错误,B正确;绝热容器停止运动,内部气体的机械能转化为内能,温度升高,C正确,D错误.14.【答案】(1)p=p0+(2)(p0S+mg)h【解析】(1)设封闭气体的压强为p,活塞受力平衡由p0S+mg=pS得p=p0+(2)由于气体的温度不变,则内能的变化ΔE=0由热力学第一定律可得ΔU=W+Q,Q=-(p0S+mg)h,气体放热.整个过程中通过缸壁传递的热量为(p0S+mg)h.15.【答案】12.7 kg【解析】煤完全燃烧放出的能量为:Q1=3.2×107×250×10-3J=8×106J由题意Q1×60%=cmΔt,且Δt=(100-10) ℃=90 ℃,解得m=12.7 kg.16.【答案】(1)BCD(2)变快【解析】(1)因为该物质一直吸收热量,体积不变,不对外做功,所以内能一直增加,A错误,D 正确;又因为区间Ⅱ温度不变,所以分子动能不变,吸收的热量全部转化为分子势能,物体的内能增加,理想气体没有分子力,所以理想气体内能仅与温度有关,分子势能不变,B正确;从区间Ⅰ到区间Ⅲ,分子运动的无序程度增大,物质的熵增加,D正确.(2)根据热力学第一定律ΔU=Q+W根据理想气体的状态方程有=C可知,在吸收相同的热量Q时,压强不变的条件下,V增加,W<0,ΔU1=Q-|W|;体积不变的条件下,W=0,ΔU2=Q;所以ΔU1<ΔU2,体积不变的条件下温度升高变快.17.【答案】(1)(2)4lN【解析】(1)从6台原装和5台组装计算机中任意选取4台,共有C C+C C+C C+C+C 种选法,其中各占2台的选法有C C种,则概率为==.(2)将A,B容器看作一个孤立系统,则每种分配情况可看作一个微观态,如下表:那么共有4个微观态,每个微观态出现的几率为,依次推广,可知N个分子在l个容器中共有lN 个微观态,每种微观态出现的几率为.18.【答案】CDE【解析】质量和温度都相同的气体,虽然分子平均动能相同,但是不同的气体,其摩尔质量不同,即分子个数不同,所以分子总动能不一定相同,A错误;宏观运动和微观运动没有关系,所以宏观运动速度大,内能不一定大,B错误;根据=C可知,如果等温压缩,则内能不变;等压膨胀,温度增大,内能一定增大,C、E正确;理想气体的分子势能为零,所以理想气体的内能与分子平均动能有关,而分子平均动能和温度有关,D正确.19.【答案】微观态有序无序【解析】热力学第二定律表明热传递、扩散等宏观过程可以自发地向无序更大的方向发展,自发的过程总是倾向于出现较多微观态对应的宏观态,因此自发的过程总是从有序向着无序发展的.20.【答案】小于【解析】A气体吸收热量后,温度升高,体积变大,对外做功,吸收的热量并没有全部增加气体的内能;而B气体吸收的热量全部增加了气体的内能,故A容器中气体的内能小于B容器中气体的内能.21.【答案】(1)放出 5.0×104(2)C增加【解析】(1)由热力学第一定律得Q=ΔU-W=1.5×105J-2.0×105J=-5.0×104J即气体放热5.0×104J.(2)C中表示等压变化,由题图知气体温度升高,内能增加.。
2 热和内能A级抓基础1.下列改变物体内能的物理过程中,属于对物体热传递来改变物体内能的有( )A.用锯子锯木料,锯条温度升高B.阳光照射地面,地面温度升高C.搓搓手就感觉手暖和些D.擦火柴时,火柴头燃烧起来答案:B2.关于系统内能的下列说法正确的是( )A.物体内所有分子的动能与分子势能的总和叫物体的内能B.一个物体当它的机械能发生变化时,其内能也一定发生变化C.外界对系统做了多少功W,系统的内能就增加多少,即ΔU=W D.系统从外界吸收了多少热量Q,系统的内能就增加了多少,即ΔU=Q解析:在分子动理论中,我们把物体内所有分子的分子动能与分子势能的总和定义为物体的内能,选项A正确.物体的内能与机械能是两个不同的物理概念,两者没有任何关系.如物体的速度增加了,机械能可能增加;但如果物体的温度不变,物体的内能可能不变,故选项B错误.只有当系统与外界绝热时,外界对系统做的功才等于系统内能的增量,同理,只有在单纯的热传递过程中,系统吸收(或放出)的热量才等于系统内能的增量,故C、D两项错误.答案:A高,打开阀门后,A中的水逐渐向B中流,最后达到同一高度,在这个过程中( )A.大气压力对水做功,水的内能增加B.水克服大气压力做功,水的内能减少C.大气压力对水不做功,水的内能不变D.大气压力对水不做功,水的内能增加解析:打开阀门K稳定后,容器A、B中的水面相平,相当于题图乙中画斜线部分的水从A移到B,这部分水的重力势能减少了,即重力对水做了功,同时大气压力对A容器中的水做正功为p0SAhA,对B 容器中的水做负功为p0SBhB,因为两部分水的体积相等,所以大气压力对水做的总功为零.由于容器绝热,系统与外界之间没有热交换,而重力对系统做正功,故水的内能增加.答案:D9.(20xx·重庆卷)重庆出租车常以天然气作为燃料,加气站储气罐中天然气的温度随气温升高的过程中,若储气罐内气体体积及质量均不变,则罐内气体(可视为理想气体)( )A.压强增大,内能减小B.吸收热量,内能增大C.压强减小,分子平均动能增大D.对外做功,分子平均动能减小解析:质量一定的气体,由理想气体状态方程体积不变温度升高,则压强增大内能增大,则A、C错误;体积不变气体不做功,内能增大则吸收热量,则B正确,D错误;从微观角度来说:温度升高分子平均动能增大.答案:B10.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.解析:(1)烧瓶和烧瓶内的气体要从热水杯中吸收水的热量,温度升高,体积增大.(2)做功和热传递都可以改变物体的内能,且是等效的.答案:(1)热量升高增大(2)1 500 放出500。
第十章热力学定律
2 热和内能
A级抓基础
1.下列改变物体内能的物理过程中,属于对物体热传递来改变物体内能的有( ) A.用锯子锯木料,锯条温度升高
B.阳光照射地面,地面温度升高
C.搓搓手就感觉手暖和些
D.擦火柴时,火柴头燃烧起来
答案:B
2.关于系统内能的下列说法正确的是( )
A.物体内所有分子的动能与分子势能的总和叫物体的内能
B.一个物体当它的机械能发生变化时,其内能也一定发生变化
C.外界对系统做了多少功W,系统的内能就增加多少,即ΔU=W
D.系统从外界吸收了多少热量Q,系统的内能就增加了多少,即ΔU=Q
解析:在分子动理论中,我们把物体内所有分子的分子动能与分子势能的总和定义为物体的内能,选项A正确.物体的内能与机械能是两个不同的物理概念,两者没有任何关系.如物体的速度增加了,机械能可能增加;但如果物体的温度不变,物体的内能可能不变,故选项B错误.只有当系统与外界绝热时,外界对系统做的功才等于系统内能的增量,同理,只有在单纯的热传递过程中,系统吸收(或放出)的热量才等于系统内能的增量,故C、D两项错误.
答案:A
3.一个气泡从恒温水槽的底部缓慢向上浮起(若不计气泡内空气分子势能的变化),则( )
A.气泡对外做功,内能不变,同时放热
B.气泡对外做功,内能不变,同时吸热
C.气泡内能减少,同时放热
D.气泡内能不变,不吸热也不放热
解析:在气泡缓慢上升的过程中,气泡外部的压强逐渐减小,气泡膨胀,对外做功,故气泡中空气分子的内能减小,温度降低.但由于外部恒温,且气泡缓慢上升,故可以认为上升过程中气泡内空气的温度始终等于外界温度,内能不变,故须从外界吸收热量,且吸收的热量等于对外界所做的功.
答案:B
4.(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,一定是吸收了相等能量的热量,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.物体的分子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.
答案:BD
5.关于物体的内能和热量,下列说法中正确的有( )
A.热水的内能比冷水的内能多
B.温度高的物体其热量必定多,内能必定大
C.在热传递过程中,内能大的物体其内能将减小,内能小的物体其内能将增大,直到两物体的内能相等
D.热量是热传递过程中内能转移量的量度
解析:物体的内能由温度、体积及物体的质量决定,不只由温度决定,故选项A、B都不对.在自发的热传递过程中,热量是由高温物体传给低温物体,而内能大的物体不一定温度高,在热传递过程中完全有可能内能大的物体内能继续增大,内能小的物体内能继续减小,故选项C是错误的.关于热量的论述,选项D是正确的.
答案:D
B级提能力
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流向内能小的物体
D.热量自发地从温度高的物体流向温度低的物体
解析:选项A是一种很常见的说法,在日常生活中似无须计较,但从物理学的角度来看,却有不妥,热量是过程量,不是状态量,不能像内能那样蕴含在物体中,选项A错;说法B与说法A存在相同的错误,此外,物体的内能与热量之间,在数量上没有必然联系,选项B错;两物体之间热量的流向只与它们的温度有关,与它们的内能无关,选项C错.答案:D
7.(多选)一铜块和一铁块,质量相等,铜块的温度T1比铁块的温度T2高,当它们接触在一起时,如果不和外界交换能量,则( )
A.从两者开始接触到热平衡的整个过程中,铜块内能的减少量等于铁块内能的增加量
B .在两者达到热平衡以前的任意一段时间内,铜块内能的减少量不等于铁块内能的增加量
C .达到热平衡时,铜块的温度T =T 1+T 22
D .达到热平衡时,两者的温度相等
解析:一个系统在热交换的过程中,如果不与外界发生热交换,温度高的物体放出的热量等于温度低的物体吸收的热量,直至温度相等,不再发生热交换为止.而热量是热传递过程中内能的变化量.所以选项A 和选项D 都正确,选项B 错误.根据热平衡方程得:
c 铜m (T 1-T )=c 铁m (T -T 2),
解得:T =c 铜T 1+c 铁T 2c 铜+c 铁
. 由此可知,选项C 是错误的.
答案:AD
8.如图甲所示的容器中,A 、B 中各有一个可自由移动的活塞,活塞下面是水,上面是大气,大气压恒定,A 、B 的底部由带阀门K 的管道相连,整个装置与外界绝热.打开阀门前,A 中水面比B 中水面高,打开阀门后,A 中的水逐渐向B 中流,最后达到同一高度,在这个过程中( )
A .大气压力对水做功,水的内能增加
B .水克服大气压力做功,水的内能减少
C .大气压力对水不做功,水的内能不变
D .大气压力对水不做功,水的内能增加
解析:打开阀门K 稳定后,容器A 、B 中的水面相平,相当于题图乙中画斜线部分的水从A 移到B ,这部分水的重力势能减少了,即重力对水做了功,同时大气压力对A 容器中的水做正功为p 0S A h A ,对B 容器中的水做负功为p 0S B h B ,因为两部分水的体积相等,所以大气压力对水做的总功为零.由于容器绝热,系统与外界之间没有热交换,而重力对系统做正功,故水的内能增加.
答案:D
9.(2014·重庆卷)重庆出租车常以天然气作为燃料,加气站储气罐中天然气的温度随气温升高的过程中,若储气罐内气体体积及质量均不变,则罐内气体(可视为理想气体)( )
A .压强增大,内能减小。