物理选择性必修 第三册1 功、热和内能的改变练习

这是一份物理选择性必修 第三册1 功、热和内能的改变练习，共6页。试卷主要包含了下列说法正确的是等内容，欢迎下载使用。

(建议用时：25分钟)
◎考点一 功和内能
1．(多选)下列说法正确的是( )
A．外界对气体做功，气体的内能一定增大
B．气体从外界吸收热量，气体的内能一定增大
C．气体温度越高，气体分子无规则运动的平均动能越大
D．做功和热传递对改变物体的内能是等效的
CD [物体内能的变化与做功和热传递两个因素有关。外界对气体做功，同时物体有可能向外界放出热量，内能有可能不变甚至减小，故A错误；同理，气体从外界吸收热量，同时也有可能对外界做功，气体的内能不一定增大，故B错误；而温度是物体分子热运动平均动能的标志，气体的温度越高，气体分子无规则运动的平均动能越大，故C、D正确。]
2．(多选)在一个绝热汽缸里，若因气体膨胀，活塞把重物逐渐举高，则在这个过程中，汽缸中的气体(可视为理想气体)( )
A．温度升高 B．温度降低
C．内能增加D．内能减少
BD [汽缸绝热，封闭气体膨胀对活塞做功，气体的内能减少。理想气体的内能只与气体的温度有关，可知气体内能减少，温度降低，故B、D正确。]
3．器壁透热的汽缸放在恒温环境中，如图所示。汽缸内封闭着一定量的气体，气体分子间相互作用的分子力可以忽略不计。当缓慢推动活塞(忽略摩擦)Q向左运动的过程中，有下列说法：
①活塞对气体做功，气体的平均动能增加；
②活塞对气体做功，气体的平均动能不变；
③气体的单位体积内的分子数增大，压强增大；
④气体的单位体积内的分子数增大，压强不变。
其中正确的是( )
A．①③ B．①④
C．②③D．②④
C [解决本题的关键是理解缓慢推动活塞Q的物理含义。推动活塞Q使活塞对气体做功，本来气体的温度应升高，但是由于缓慢推动活塞，所以使气体增加的内能又以热量的形式释放到周围环境中，由于环境温度恒定，所以汽缸内气体的温度不变，气体的平均动能不变，①错误，②正确。由于气体被压缩，气体单位体积内的分子数增大，所以单位面积上汽缸受到气体分子的碰撞次数增多，因此，气体的压强增大，③正确，④错误，故C正确。]
◎考点二 热和内能
4．(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，开空调后一段时间整个房间内温度降低
C．在地面上晒小麦
D．冬天，用暖水袋暖手
AD [冬天，室外的铁块温度低，手温度高，用手拿铁块时，手上的热量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。开空调后整个房间内温度降低，是空气通过对流的方式使热空气降温。晒小麦是依靠太阳热辐射来吸收热量的，故A、D正确。]
5．关于温度、热量、内能，以下说法正确的是( )
A．一个铁块的温度升高，其内能增大
B．物体吸收热量，其温度一定升高
C．温度高的物体比温度低的物体含有的热量多
D．温度总是从物体热的部分传递至冷的部分
A [选项B中，物体吸收热量，温度不一定就升高，例如晶体熔化、液体沸腾这些过程，B错误；选项C中热量是在热传递过程中传递能量的多少，是过程量，因此不能说物体含有热量，C错误；选项D中，在热传递的过程中，传递的是能量，不是温度，温度变化是能量变化的表象，D错误；故A正确。]
6．(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
BD [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可能不变，这时吸收的50 J热量全部用来增加分子势能，C错误，D正确。]
7．(多选)A、B两物体之间接触，但没有发生热传递，则( )
A．两物体所含有的热量相等
B．两物体的内能相等
C．两物体的温度相同
D．两物体的内能不一定相等
CD [处于热平衡的两物体温度一定相等，不发生热传递。物体的内能取决于物体的物质的量、温度和体积，温度相等，内能不一定相等，选项C、D正确。]
8．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，如果开始水和水银的温度相同，且两液体温度同时缓慢升高同一值，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
B [两球初、末状态温度分别相同，初、末状态体积也相同，所以内能增量相同，但水银中的B球膨胀时对外做功多，所以吸热较多，故B正确。]
9．如图所示，绝热隔板S把绝热的汽缸分隔成体积相等的两部分，S与汽缸壁的接触是光滑的。两部分中分别盛有相同质量、相同温度的同种气体a和b。气体分子之间相互作用可忽略不计。现通过电热丝对气体a缓慢加热一段时间后，a、b各自达到新的平衡状态。试分析a、b两部分气体与初状态相比，体积、压强、温度、内能各如何变化？
[解析] 汽缸和隔板绝热，电热丝对气体a加热，a温度升高，压强增大，体积增大，内能增大；a对b做功，b的体积减小，温度升高，压强增大，内能增大。
[答案] 见解析
(建议用时：15分钟)
10．(多选)如图所示，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。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中水银的内能增量大于B中水银的内能增量
B．A管内水银的重力势能大于B管的
C．B中水银的内能增量大于A中水银的内能增量
D．A和B中水银体积保持不变，故内能增量相同
BC [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管的，故A管内水银的内能增量小于B管的，B、C正确。]
11．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。用E甲、E乙分别表示甲、乙两气室中气体的内能，则在将拉杆缓慢向外拉的过程中的下列说法正确的是( )
A．E甲不变，E乙减小B．E甲不变，E乙增大
C．E甲增大，E乙不变D．E甲增大，E乙减小
D [本题解题的关键是明确甲、乙两气室气体都经历绝热过程，内能的改变取决于做功的情况。对于甲室内的气体，在拉杆缓慢向外拉的过程中，活塞左移，压缩气体，外界对甲室气体做正功，其内能应增大；对乙室内的气体，活塞左移，气体膨胀，气体对外界做正功，内能应减小；外力做的正功应等于甲、乙内能变化量的代数和，故D正确。]
12．如图所示，A，B汽缸的长度均为60 cm，截面积均为40 cm2，C是可在汽缸内无摩擦滑动的、体积不计的活塞，D为阀门，整个装置均由导热材料制成。原来阀门关闭，A内有压强pA＝2.4×105 Pa的氧气。B内有压强pB＝1.2×105 Pa的氢气。阀门打开后，活塞C向右移动，最后达到平衡。求：
(1)活塞C移动的距离及平衡后B中气体的压强；
(2)活塞C移动过程中B中气体是吸热还是放热(简要
说明理由)。(假定氧气和氢气均视为理想气体，连接汽缸的管道体积可忽略)
[解析] (1)根据玻意耳定律，对A部分气体有：
pALS＝p(L＋x)S，
对B部分气体有：pBLS＝p(L－x)S，
代入相关数据解得：x＝20 cm，p＝1.8×105 Pa。
(2)活塞C向右移动的过程中活塞对B中气体做功，而气体发生等温变化，内能不变，故B中气体向外界放热。
[答案] 见解析
13．某同学想要估测每秒钟太阳辐射到地球表面上的能量，他用一个横截面积S＝3.2 dm2的保温圆筒，筒内装有质量为m＝0.4 kg的水，让太阳光垂直照射t＝3 min，水升高的温度Δt＝2.2 ℃，已知水的比热容c＝4.2×103 J/(kg·℃)，地球半径为R＝6 400 km，试求出太阳向地球表面辐射能量的功率。
[解析] 水吸收的能量
Q＝cmΔt＝4.2×103×0.4×2.2 J＝3 696 J
太阳光在1 s内垂直照射到S0＝1 m2面积上的功率
P＝eq \f(Q,St)＝eq \f(3 696,3.2×10－2×3×60)W＝6.4×102 W
太阳辐射到地球表面上能量的功率
P′＝P×eq \f(πR2,S0)＝6.4×102×3.14×(6 400×103)2 W＝8.2×1016 W。
[答案] 8.2×1016 W