第三章　1　一、選擇題(本題共9小題，每題5分，共45分)1．下列有關(guān)焦耳及焦耳實(shí)驗(yàn)的說法中正確的有(　D　)A．焦耳是法國物理學(xué)家，他的主要貢獻(xiàn)是焦耳定律及熱功當(dāng)量B．焦耳實(shí)驗(yàn)中用到的容器可以用普通玻璃杯代替C．焦耳實(shí)驗(yàn)中的研究對象是容器中的水D．焦耳實(shí)驗(yàn)中要使容器及其中的水升高相同的溫度，實(shí)驗(yàn)中懸掛重物的質(zhì)量、下落的高度可以不相同，但做功必須相同解析：焦耳是英國物理家，A錯誤；焦耳實(shí)驗(yàn)的要求是研究對象為絕熱系統(tǒng)，普通玻璃杯達(dá)不到絕熱要求，B錯誤；實(shí)驗(yàn)的研究對象是容器及其中的水組成的系統(tǒng)，C錯誤；要使水及容器升高相同的溫度即內(nèi)能增加相同，則必須做功相同，D正確。2．(2021·四川省瀘縣校級期末)冬天站在室外時，人們習(xí)慣地搓著雙手以取暖，這個過程中(　C　)A．人站著不動就沒有做功B．即使雙手光滑也能搓手取暖C．人體內(nèi)的化學(xué)能轉(zhuǎn)換為雙手的機(jī)械能D．雙手的內(nèi)能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能解析：搓著雙手以取暖，是通過克服摩擦力做功發(fā)熱取暖的，是人體內(nèi)的化學(xué)能轉(zhuǎn)換為雙手的機(jī)械能，再通過克服摩擦力做功轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，若雙手光滑，就無法克服摩擦力做功，無法取暖，故A、B、D錯誤，C正確。3．如圖所示，太陽能熱水器是一種能夠?qū)⑻柕墓饽苻D(zhuǎn)化為內(nèi)能的裝置。這種裝置可以使裝置內(nèi)的水溫度升高，這種改變水的內(nèi)能的方式是(　B　)A．做功 B．熱傳遞C．既有做功也有熱傳遞 D．電流的熱效應(yīng)解析：太陽能熱水器是通過熱傳遞的方式將水加熱，故選項(xiàng)B正確，其余選項(xiàng)錯誤。4．(2021·河北省張家口市一中高二下學(xué)期期中)如圖是壓力保溫瓶的結(jié)構(gòu)簡圖，活塞a與液面之間密閉了一定質(zhì)量的氣體。假設(shè)封閉氣體為理想氣體且與外界沒有熱交換，則向下壓a的過程中，瓶內(nèi)氣體(　A　)A．內(nèi)能增大　　　 B．體積增大C．壓強(qiáng)不變  D．溫度不變解析：向下壓a的過程中，外界對氣體做功，瓶內(nèi)氣體內(nèi)能增大，選項(xiàng)A正確；向下壓a的過程中，瓶內(nèi)氣體體積減小，壓強(qiáng)增大，溫度升高，選項(xiàng)B、C、D錯誤。5．關(guān)于物體的內(nèi)能和熱量，下列說法中正確的有(　D　)A．熱水的內(nèi)能比冷水的內(nèi)能多B．溫度高的物體其熱量必定多，內(nèi)能必定大C．在熱傳遞過程中，內(nèi)能大的物體其內(nèi)能將減小，內(nèi)能小的物體其內(nèi)能將增大，直到兩物體的內(nèi)能相等D．熱量是熱傳遞過程中內(nèi)能轉(zhuǎn)移的量度解析：物體的內(nèi)能由溫度、體積及物體的質(zhì)量決定，不是只由溫度決定，故A、B錯；在熱傳遞過程中，熱量由高溫物體傳給低溫物體，而與物體的內(nèi)能大小無關(guān)，所以完全有可能是內(nèi)能大的物體內(nèi)能繼續(xù)增大，內(nèi)能小的物體內(nèi)能繼續(xù)減小，故C項(xiàng)錯；關(guān)于熱量的論述，D項(xiàng)是正確的。6．關(guān)于熱量、溫度的下列說法正確的是(　A　)A．熱量是熱傳遞過程中，物體間內(nèi)能的轉(zhuǎn)移量；溫度是物體分子平均動能大小的量度B．在絕熱容器中，放入兩個溫度不等的物體，則高溫物體放出溫度，低溫物體吸收溫度，直到兩個物體溫度相等C．高溫物體內(nèi)能多，低溫物體內(nèi)能少D．兩個質(zhì)量和比熱容都相等的物體，若吸收相等的熱量，則溫度相等解析：溫度是物體分子平均動能大小的量度，表示冷熱程度；熱量是熱傳遞過程中物體間內(nèi)能的轉(zhuǎn)移量，內(nèi)能包括分子動能與分子勢能，與溫度、體積、物質(zhì)的量有關(guān)。D項(xiàng)，不知道初始溫度，只能說溫度變化相同。7．(多選)關(guān)于物體內(nèi)能，下列說法中正確的是(　BD　)A．將物體舉高或使它們的速度增大，是利用做功來使物體內(nèi)能增大的B．陽光照曬衣服，衣服的溫度升高，是利用熱傳遞來改變物體內(nèi)能的C．物體在空中自由下落是用做功增加內(nèi)能D．拉彎的弓把箭射出去，箭在空氣中飛行的過程中，內(nèi)能增加解析：將物體舉高或使它們的速度增大，是利用做功來使物體機(jī)械能增大，與內(nèi)能無關(guān)，故A錯誤；陽光照曬衣服，衣服的溫度升高，是利用熱傳遞來改變物體的內(nèi)能，故B正確；物體在空中自由下落，重力做功，增加動能，與內(nèi)能無關(guān)，故C錯誤；拉彎的弓把箭射出去，箭在空氣中飛行的過程中，克服空氣阻力做功，內(nèi)能增加，故D正確。8．(多選)(2021·安徽省六安高二下學(xué)期期中)下列所述現(xiàn)象中屬于利用熱傳導(dǎo)的方式來傳熱的是(　AD　)A．冬天，用手去拿室外的鐵塊，手感到冷B．夏天，開空調(diào)后一段時間整個房間內(nèi)溫度降低C．在地面上曬小麥D．冬天，用暖水袋暖手解析：冬天，室外的鐵塊溫度低，手溫度高，用手拿鐵塊時，手上的熱量直接通過熱傳導(dǎo)的方式傳到鐵塊上。用暖水袋暖手，道理同上。開空調(diào)后整間房間內(nèi)溫度降低，是空氣通過對流的方式使熱空氣降溫。曬小麥?zhǔn)且揽刻枱彷椛鋪砦諢崃康?，所以正確答案為AD。9．(多選)如圖所示，在固定的真空容器A內(nèi)部固定著一個絕熱氣缸B，用質(zhì)量為m的絕熱活塞P將一部分理想氣體封閉在氣缸內(nèi)。撤去閥門 K，不計(jì)摩擦阻力，活塞將向右運(yùn)動，該過程(　BD　)A．氣體膨脹時對外不做功B．氣體膨脹時對外做功C．氣體膨脹時是否對外做功無法確定D．活塞做加速運(yùn)動，缸內(nèi)氣體溫度降低解析：雖然A內(nèi)為真空，但氣體膨脹時會推動活塞使其向右做加速運(yùn)動，即氣體對外做了功，所以選項(xiàng)A、C錯誤，選項(xiàng)B正確；缸內(nèi)理想氣體對外做功，內(nèi)能減小，溫度降低，選項(xiàng)D正確。二、非選擇題(共15分)10．(7分)陽光照暖了大地，地面輻射又對地面附近的空氣加熱，形成暖氣團(tuán)升往高空。于是有人認(rèn)為高山頂上的氣溫要比地面的高，但實(shí)際情況正好相反。你怎么理解這種現(xiàn)象？答案：把地面附近溫度、壓強(qiáng)相同的一大團(tuán)空氣作為研究對象(在熱力學(xué)中稱為系統(tǒng))。這團(tuán)空氣最初在地面附近受熱膨脹，密度變小，因而逐漸上升。在上升的過程中，其邊緣部分和外界空氣的熱交換對整個氣團(tuán)沒有明顯的影響，可以認(rèn)為氣團(tuán)與外界之間傳遞的熱量Q＝0，因此氣團(tuán)內(nèi)能的變化僅與做功有關(guān)，即ΔU＝W。氣團(tuán)上升時，不斷膨脹，對外做功(W<0)，內(nèi)能減少(ΔU<0)，溫度降低，越高的地方，空氣的溫度越低。11．(8分)如圖所示，一個質(zhì)量為20 kg的絕熱汽缸豎直放置，絕熱活塞的質(zhì)量為5 kg，面積為0.1 m2，處于靜止?fàn)顟B(tài)時被封閉氣體的高度為50 cm，現(xiàn)在活塞上方加一15 kg的物體，待穩(wěn)定后，被封閉氣體的高度變?yōu)?0 cm。求在這一過程中氣體的內(nèi)能增加了多少？(p0＝1.01×105 Pa，g取10 m/s2)答案：1 030  J解析：由于汽缸及活塞均絕熱，故外界對氣體所做的功全部轉(zhuǎn)化為氣體的內(nèi)能，即ΔU＝W外＝(m活塞＋m物體)gΔh＋p0SΔh＝(5＋15)×10×0.1  J＋1.01×105×0.1×0.1  J＝1 030  J。一、選擇題(本題共4小題，每題7分，共28分)1．某汽車后備箱內(nèi)安裝有撐起箱蓋的裝置，它主要由氣缸和活塞組成。開箱時，密閉于氣缸內(nèi)的壓縮氣體膨脹，將箱蓋頂起，如圖所示。在此過程中，若缸內(nèi)氣體與外界無熱交換，忽略氣體分子間相互作用，則缸內(nèi)氣體(　A　)A．對外做正功，分子的平均動能減小B．對外做正功，內(nèi)能增大C．對外做負(fù)功，分子的平均動能增大D．對外做負(fù)功，內(nèi)能減小解析：絕熱過程中，氣體膨脹，對外做功；內(nèi)能減小，溫度降低，分子的平均動能減小，A選項(xiàng)正確。2．(2020·河北省張家口市一中高二上學(xué)期期中)如圖，一絕熱容器被隔板K隔開成a，b兩部分。已知a內(nèi)有一定量的稀薄氣體，b內(nèi)為真空。抽開隔板K后，a內(nèi)氣體進(jìn)入b，最終達(dá)到平衡狀態(tài)。在此過程中(　B　)A．氣體對外界做功，內(nèi)能減少 B．氣體不做功，內(nèi)能不變C．氣體壓強(qiáng)變小，溫度降低 D．外界對氣體做功，內(nèi)能增加解析：因b內(nèi)為真空，抽開隔板K后，a內(nèi)氣體對外界不做功，內(nèi)能不變，故選項(xiàng)A錯誤，選項(xiàng)B正確；稀薄氣體可看作理想氣體，其內(nèi)能只與溫度有關(guān)，氣體的內(nèi)能不變，溫度也不變，由p1V1＝p1V2和V1<V2知p1＞p2，即氣體壓強(qiáng)變小，故選項(xiàng)C、D錯誤。3．如圖所示，A、B是兩個完全相同的球，分別浸沒在水和水銀的同一深度內(nèi)，A、B兩球用同一種材料制成，當(dāng)溫度稍微升高時，球的體積會明顯變大，如果開始水和水銀的溫度相同，且兩液體溫度同時緩慢升高同一值，兩球膨脹后，體積相等，則(　B　)A．A球吸收的熱量較多　　 B．B球吸收的熱量較多C．兩球吸收的熱量一樣多  D．無法確定解析：兩球初末態(tài)溫度分別相同，初末態(tài)體積也相同，所以內(nèi)能增量相同，但水銀中的B球膨脹時對外做功多，所以吸熱較多，故選B。4．(多選)如圖所示，帶有活塞的氣缸中封閉著一定質(zhì)量的理想氣體(不考慮氣體分子勢能)，氣缸和活塞均具有良好的絕熱性能。將一個熱敏(電阻隨溫度升高而減小)電阻置于氣缸中，熱敏電阻與氣缸外的歐姆表連接，氣缸固定不動，缸內(nèi)活塞可自由移動且不漏氣，活塞下掛一沙桶，沙桶裝滿沙子時活塞恰好靜止?，F(xiàn)將沙桶底部鉆一小洞，細(xì)沙緩緩漏出。則下列說法正確的是(　ACD　)A．外界對氣體做功，氣體的內(nèi)能增大B．氣體對外界做功，氣體的內(nèi)能減小C．氣體的壓強(qiáng)增大，體積減小D．歐姆表的指針逐漸向右偏轉(zhuǎn)解析：沙子漏出，活塞上移壓縮氣體，氣體的體積減小內(nèi)能增大，故A、C正確，B錯誤；溫度升高，熱敏電阻的阻值變小，歐姆表指針右偏，D正確。二、非選擇題(共12分)5．(12分)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__1_200__ J的熱量，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，物體還__放出__(填“吸收”或“放出”)熱量__1_000__ J。解析：做功和熱傳遞在改變物體內(nèi)能上是等效的，因此物體用做功方式溫度升高3 ℃，如用吸熱方式，也使溫度升高3 ℃，應(yīng)吸收1 200 J的熱量。如對物體做功3 000 J，溫度升高5 ℃，而物體溫度升高5 ℃，需要的功或熱量應(yīng)為ΔE,1 200 J＝cm×3，ΔE＝cm×5，所以ΔE＝2 000 J因此物體應(yīng)放出1 000 J的熱量。

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高中物理人教版 (2019)選擇性必修 第三冊電子課本

1 功、熱和內(nèi)能的改變

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