人教版 (2019)選擇性必修 第三冊第三章 熱力學定律1 功、熱和內(nèi)能的改變精練

這是一份人教版 (2019)選擇性必修 第三冊第三章 熱力學定律1 功、熱和內(nèi)能的改變精練，共12頁。試卷主要包含了單選題，填空題，解答題等內(nèi)容，歡迎下載使用。
第三章熱力學定律第一節(jié)功、熱和內(nèi)能的改變配套練習（含解析）一、單選題1．下列說法中正確的是（　?。?/span>A．100℃的水變?yōu)?00℃的水蒸氣的過程中內(nèi)能增大B．0℃的冰熔化為0℃的水的過程中內(nèi)能不變C．物體溫度升高，內(nèi)能一定增加D．物體吸熱后溫度一定升高2．關于內(nèi)能，以下說法正確的是（　?。?/span>A．做功和熱傳遞在改變物體內(nèi)能的效果上是等效的B．只要物體的溫度不變，它的內(nèi)能就不變C．每個分子的內(nèi)能等于這個分子的勢能和動能的總和D．焦耳通過大量實驗提出了熱和能的當量關系3．自行車內(nèi)胎充氣過足，在陽光下受暴曬時車胎極易爆裂，設暴曬過程中內(nèi)胎容積的變化可以忽略不計。則（　?。?/span>A．在車胎突然爆裂的瞬間，胎內(nèi)氣體內(nèi)能減小B．車胎爆裂，是車胎內(nèi)氣體溫度升高，氣體分子間斥力急劇增大的結(jié)果C．在車胎爆裂前，胎內(nèi)所有氣體分子的運動速率都在增大D．在車胎爆裂前，胎內(nèi)氣體吸熱、溫度升高，氣體分子的平均動能減小4．下面例子中，通過做功來改變物體內(nèi)能的是（　?。?/span>A．陽光照射衣服，衣服的溫度升高B．用打氣筒打氣，筒壁變熱C．將高溫金屬塊放在水中，水的溫度升高D．放進冰箱冷凍室的水變成冰塊5．一定質(zhì)量的理想氣體，溫度從升高到，在這個過程中，以下說法中正確的是（    ）A．如果氣體體積膨脹對外界做功，則分子熱運動的平均動能會減小B．如果氣體體積保持不變，則分子熱運動的平均動能會保持不變C．只有當外界對氣體做功時，分子熱運動的平均動能才會增加D．不管氣體體積如何變化，分子熱運動的平均動能總會增加6．如圖所示，在演示做功可以改變氣體內(nèi)能的實驗中，下列說法中正確的是（　?。?/span>A．要緩緩地壓下活塞，防止損壞圓筒B．實驗的研究對象是圓筒中的空氣C．觀察到乙醚著火說明做功使棉花的內(nèi)能增加了D．應緩慢壓下活塞7．如圖所示是焦耳在研究熱與功之間關系的兩個典型實驗，那么從焦耳的這兩個實驗中可得出的結(jié)論是（    ）A．熱量可由高溫物體傳給低溫物體B．機械能守恒C．在各種不同的絕熱過程中，系統(tǒng)狀態(tài)的改變與做功方式無關，僅與做功數(shù)量有關D．在各種不同的絕熱過程中，系統(tǒng)狀態(tài)的改變不僅與做功方式有關，還與做功數(shù)量有關8．金屬筒內(nèi)裝有與外界溫度相同的壓縮空氣，打開筒的開關，筒內(nèi)高壓空氣迅速向外逸出，待筒內(nèi)外壓強相等時，立即關閉開關。在外界保持恒溫的條件下，經(jīng)過一段較長時間后，再次打開開關，這時出現(xiàn)的現(xiàn)象是（　　）A．筒外空氣流向筒內(nèi)B．筒內(nèi)空氣流向筒外C．筒內(nèi)外有空氣變換，處于動態(tài)平衡，筒內(nèi)空氣質(zhì)量不變D．筒內(nèi)外無空氣交換9．0℃的水和0℃的冰相比較，以下敘述中正確的是（　　）A．水分子的平均動能大于冰分子的平均動能B．水分子的勢能比冰分子的勢能大C．1g0℃的水與1g0℃的冰的內(nèi)能相同D．1g0℃的水與1g0℃的冰共同升高1℃，它們內(nèi)能變化相同10．關于晶體和非晶體及分子勢能，以下說法錯誤的是（　　）A．氣體對外做功，其內(nèi)能可能增加B．燒熱的針尖接觸涂有蜂蠟薄層的云母片背面，熔化的蜂蠟呈橢圓形，說明蜂蠟是晶體C．分子勢能可能隨分子間距離的增加而增加D．在合適的條件下，某些晶體可以轉(zhuǎn)變?yōu)榉蔷w，某些非晶體也可以轉(zhuǎn)變?yōu)榫w11．高溫物體甲和低溫物體乙發(fā)生熱傳遞，最后達到熱平衡，這個過程的實質(zhì)是（　　）A．甲把內(nèi)能傳給乙，最后甲、乙兩者溫度相等B．甲把內(nèi)能傳給乙，最后甲、乙兩者內(nèi)能相等C．甲把溫度傳給乙，最后甲、乙兩者溫度相等D．甲把溫度傳給乙，最后甲、乙兩者內(nèi)能相等12．質(zhì)量相等、初溫相同的水和煤油，分別用兩個相同的電加熱器加熱（不計熱損失），加熱過程中溫度變化如圖所示，則下列判斷正確的是 （　?。?/span>A．甲的比熱容大，是水B．甲的比熱容大，是煤油C．乙的比熱容大，是水D．乙的比熱容大，是煤油二、填空題13．改變物體內(nèi)能的途徑有____________。某實驗中測得一質(zhì)量為的帶電粒子，在的勻強電場中，僅在電場力作用下由靜止加速。當其移動時，速度達到，由此推測該帶電粒子的帶電量可能為_____________（用科學計數(shù)法表示，保留小數(shù)點后1位）。14．如圖所示，將半徑R的自行車輪架空，原地轉(zhuǎn)動起來后測試制動。當制動片以大小N的力壓在車輪上，車輪轉(zhuǎn)過圓心角θ后停止。這一過程機械能轉(zhuǎn)為_________能。若知道制動片和車制動片輪之間動摩擦因數(shù)，可估算車輪在剎車前的動能是_________。15．質(zhì)量為2kg的水在太陽光的照射下，溫度升高5℃，水吸收的熱量為______J。這是通過______的方法改變了水的內(nèi)能。［J/（kg·℃）］16．氣體溫度計結(jié)構如圖所示．玻璃測溫泡A內(nèi)充有理想氣體,通過細玻璃管B和水銀壓強計相連．開始時A處于冰水混合物中,左管C中水銀面在O點處,右管D中水銀面高出O點h1=14 cm,后將A放入待測恒溫槽中,上下移動D,使C中水銀面仍在O點處,測得D中水銀面高出O點h2=44 cm。(已知外界大氣壓為標準大氣壓,標準大氣壓相當于76 cm高水銀柱產(chǎn)生的壓強)(1)求恒溫槽的溫度_______；(2)此過程A內(nèi)氣體內(nèi)能____(選填“增大”或“減小”),氣體不對外做功,氣體將____(選填“吸熱”或“放熱”)。三、解答題17．下列事件中，物體的內(nèi)能怎樣改變？（固體和液體的熱膨脹很小，可不予考慮）(1)壺里的水被加熱而溫度升高。(2)一條燒紅的鐵棒逐漸冷卻下來。18．氣體在絕熱膨脹時它的溫度會怎樣變化？氣體在絕熱壓縮時它的溫度會怎樣變化？為什么會發(fā)生這樣的變化？請分別舉一個絕熱膨脹和絕熱壓縮時溫度變化的實例。19．鉛彈以速度v=200m/s 射入木塊后停在木塊中，木塊沒有移動．增加的內(nèi)能的80%使鉛彈的溫度升高，鉛彈溫度升高多少？（C=1.3×102J/kg℃）20．能量轉(zhuǎn)化和守恒是自然界中一條普遍規(guī)律．請結(jié)合相關知識完成下列問題：（1）機械運動中的能量轉(zhuǎn)化和守恒．如圖所示，以光滑斜面固定在水平面上，斜面傾角為θ，長度為L．一質(zhì)量為m的小物塊由靜止開始，由斜面頂端滑到底端，求此過程中重力做的功，并說明能量轉(zhuǎn)化情況．（2）電磁感應中的能量轉(zhuǎn)化和守恒．如圖所示，在垂直于紙面向里的磁感應強度為B的勻強磁場中，兩根光滑平行金屬軌道，MN、PQ固定在豎直平面內(nèi)，相距為L，電阻不計，中間連接阻值為R的電阻．電阻為r的金屬導體棒ab垂直于MN、PQ放在導軌上，且與軌道接觸良好，以速度v豎直向下做勻速運動．探究此過程中，在時間?t內(nèi)重力做的功與感應電流的電功之間的關系，并說明能量轉(zhuǎn)化情況．（3）機械能與內(nèi)能轉(zhuǎn)化和守恒．理想氣體的分子可視為質(zhì)點，分子間除相互碰撞外，無相互作用力．如圖所示，正方體容器密封著一定質(zhì)量的某種理想氣體．每個氣體分子的質(zhì)量為m，已知該理想氣體分子平均動能與溫度的關系為Ek=kT（k為常數(shù)，T為熱力學溫度）．如果該正方體容器以水平速度u勻速運動，某時刻突然停下來，求該容器中氣體溫度的變化量?T．（容器與外界不發(fā)生熱傳遞）
參考答案1．A【解析】A．100℃的水變?yōu)?00℃的水汽過程中，溫度不變，所以分子的平均動能不變，但分子勢能增大，所以內(nèi)能增大，故A正確。B．0℃的冰融化成的0℃水的過程中，溫度不變，吸收熱量，內(nèi)能增加，故B錯誤；C．物體的內(nèi)能由分子勢能和分子動能共同決定，溫度升高，分子平均動能增加，但是分子勢能可能減少，導致總體內(nèi)能不一定增加，故C錯誤；D．晶體在熔化時，吸收熱量，溫度不變，內(nèi)能增加，故D錯誤。故選A。2．A【解析】A．做功和熱傳遞在改變物體內(nèi)能的實質(zhì)不同，但效果上是等效的，故A正確；B．內(nèi)能是物體內(nèi)所有分子的動能和分子勢能的總和，宏觀上取決于溫度和體積，物體溫度不變，但體積變化導致分子勢能發(fā)生變化，那么物體的內(nèi)能就要變化，故B錯誤；C．內(nèi)能是一個宏觀量，是物體內(nèi)所有分子的動能和分子勢能的總和，故C錯誤；D．焦耳通過大量實驗提出了熱和功的當量關系，故D錯誤。故選A。3．A【解析】A．爆裂瞬間，對外做功，內(nèi)能減小，故A正確；B．氣體分子間分子力（斥力）可忽略不計，故B錯誤；C．爆裂前，溫度升高，但不是所有分子速率都在增大，故C錯誤；D．爆裂前，氣體吸熱、溫度升高，平均動能變大，故D錯誤；故選A。4．B【解析】A．陽光照射衣服，衣服的溫度升高，是通過熱傳遞改變內(nèi)能，A錯誤；B．用打氣筒打氣，筒壁變熱，是通過做功改變內(nèi)能，B正確；C．將高溫金屬塊放在水中，水的溫度升高，是通過熱傳遞改變內(nèi)能，C錯誤；D．放進冰箱冷凍室的水變成冰塊，是通過熱傳遞改變內(nèi)能，D錯誤。故選B。5．D【解析】溫度是分子熱運動平均動能的標志，理想氣體的溫度從T1升高到T2，則分子熱運動的平均動能一定增加，與氣體體積如何變化無關；故選D。6．B【解析】ACD．為減小熱傳遞的影響，應迅速下壓活塞，快速下壓活塞時，活塞對筒內(nèi)的空氣做功，將機械能轉(zhuǎn)化為筒內(nèi)空氣的內(nèi)能，使空氣溫度升高，說明做功可以改變物體的內(nèi)能；筒內(nèi)空氣又將熱量傳遞給棉花，當棉花溫度達到著火點時，棉花將燃燒起來，所以棉花內(nèi)能增加是通過熱傳遞方式實現(xiàn)的，故ACD錯誤； B．演示做功可以改變氣體內(nèi)能，是外力對空氣做功，空氣的內(nèi)能增加；實驗的研究對象是圓筒中的空氣，故B正確。故選B。7．C【解析】【解析】焦耳通過多次實驗，最后得到的結(jié)論是，在各種不同的絕熱過程中，系統(tǒng)狀態(tài)的改變與做功方式無關，僅與做功數(shù)量有關，故選項C正確，其余選項不是焦耳實驗的結(jié)論。故選C。8．B【解析】因高壓空氣急劇外逸時，氣體沒有時間充分與外界發(fā)生熱交換，可近似看成絕熱膨脹過程。氣體對外做功，內(nèi)能減小，所以關閉開關時，筒內(nèi)氣體溫度較外界低，再經(jīng)過較長時間后，筒內(nèi)外氣體溫度相同。對筒內(nèi)剩余氣體分析，屬于等容升溫過程，其壓強要變大，大于外界氣壓，所以再打開開關時，筒內(nèi)氣體要流向筒外。故選B。9．B【解析】A．0℃的水和0它的冰，由于兩者都是0℃，故分子的平均動能一樣大，選項A錯誤；B．0℃的冰熔化成同溫度的水，要吸熱，此過程中分子平均動能未變，則吸收的熱量只能增加勢能，故0℃的水分子的勢能比0℃的冰分子的勢能大，選項B正確；C．1g0℃的水與1g0℃的冰分子數(shù)是一樣的。從以上分析已可得，0℃的水分子比0℃冰分子勢能大，故1g0℃的水的內(nèi)能比1g0℃的冰的內(nèi)能大，選項C錯誤；D．同上也可知1g0℃它的水與1g0℃的冰都升高1℃，它們吸收的熱量不同，故它們的內(nèi)能變化也不同。選項D錯誤。故選B。10．B【解析】A．內(nèi)能改變兩種方式，做功和熱傳遞，由于未說明傳熱情況，故內(nèi)能可能增加，A選項不合題意，故A錯誤；B．燒熱的針尖接觸涂有蜂蠟薄層的云母片背面，說明云母片導熱各向異性，所以云母片是晶體，而非蜂蠟，B選項符合題意，故B正確；C．當時，間距增大，分子力做負功，分子勢能增大，C選項不合題意，故C錯誤；D．晶體和非晶體可以相互轉(zhuǎn)變，比如天然的水晶是晶體，而熔融后的玻璃是非晶體，D選項不合題意，故D錯誤。故選B。11．A【解析】宏觀上甲的溫度降低，乙的溫度升高，因而有的同學會錯誤地認為甲物體向乙物體傳遞了溫度，而實質(zhì)上是甲將內(nèi)能傳遞給了乙；熱傳遞完成后，最后甲、乙兩物體達到熱平衡，即兩者溫度相同，并不是內(nèi)能相等，故A正確，BCD錯誤。故選A。12．C【解析】如圖所示，在某一定時間時，甲的溫度的變化量比乙的溫度變化量大；利用熱量的計算公式Q=cm△t分析，甲的比熱容??；乙的比熱容大，由于常見物質(zhì)中水的比熱容最大，故甲是煤油，乙是水；故C正確，ABD錯誤。故選C。13．做功和熱傳遞        【解析】[1]改變物體內(nèi)能的兩種方式為做功和熱傳遞。[2]根據(jù)動能定理可得代入數(shù)據(jù)解得14．內(nèi)能        【解析】[1]當制動片制動時，車輪要克服摩擦力做功，把機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。[2]車輪轉(zhuǎn)過的路程由動能定理得聯(lián)立解得15．    熱傳遞    【解析】[1]由太陽光熱輻射的能量傳遞給了水，水吸收能量內(nèi)能增加，增加的內(nèi)能等于水所吸收的熱量[2]這是通過熱傳遞改變了物體的內(nèi)能；【點撥】物體的內(nèi)能和機械能有著本質(zhì)的區(qū)別。物體具有內(nèi)能，同時也可以具有機械能，也可以不具有機械能。16．T2=364K(或91 ℃)    增大    吸熱    【解析】(1)設恒溫槽的溫度為T2,由題意知T1=273 KA內(nèi)氣體發(fā)生等容變化,根據(jù)查理定律得p1=p0+ph1p2=p0+ph2聯(lián)立代入數(shù)據(jù)得T2=364 K(或91 ℃)．    ④(2)此過程中A內(nèi)氣體溫度升高,則內(nèi)能增大;體積不變,則W=0;根據(jù)熱力學第一定律有ΔU=Q+W,得Q>0,即氣體將吸熱17．(1)增加；(2)減小【解析】(1)增加。水被加熱而溫度升高，分子的平均動能增大，體積不變，分子勢能不變，所以物體的內(nèi)能增加。(2)減小。燒紅的鐵棒逐漸冷卻下來，溫度降低，分子的平均動能減小，體積不變，分子勢能不變，所以物體的內(nèi)能減小。18．溫度降低；溫度升高；見解析【解析】根據(jù)功與內(nèi)能的改變關系，在沒有熱交換，或時間極短系統(tǒng)來不及跟外界進行熱交換的情況下，氣體對外界做功（即絕熱膨脹），氣體的內(nèi)能減少，溫度降低；外界對氣體做功（即絕熱壓縮），氣體的內(nèi)能增加，溫度升高。絕熱膨脹實例：用打氣筒向用橡膠塞塞住的瓶內(nèi)打氣，當橡膠塞跳出時，瓶內(nèi)的氣體迅速膨脹，系統(tǒng)對外做功，因此，氣體的內(nèi)能迅速減少，瓶內(nèi)氣體溫度迅速下降，瓶內(nèi)水蒸氣液化，出現(xiàn)白霧。絕熱壓縮實例：引火儀實驗中，當迅速下壓活塞時，引火儀筒內(nèi)的氣體可看作絕熱壓縮，外界對氣體做功，氣體內(nèi)能增加，溫度升高，當溫度達到易燃物的燃點時，易燃物就被點燃了。19．鉛彈溫度升高了123℃【解析】由題意可知鉛彈的動能完全轉(zhuǎn)化為木塊和鉛彈的內(nèi)能，可得：Ek=mv2=U，又知增加的內(nèi)能的80%使鉛彈溫度升高，可得：0.8U=Cm△t，可得： 即鉛彈溫度升高了123℃．20．見解析【解析】（1）物塊下滑過程中重力做功重力勢能轉(zhuǎn)化為物塊的動能，總的機械能不變．（2）導體棒下落過程產(chǎn)生的電動勢感應電流因?qū)w棒勻速下落，有這段時間內(nèi)感應電流的電功是；所以 在此過程中，重力克服安培力做功，重力做功數(shù)值等于電流做的功，減少的重力勢能等于電路中產(chǎn)生的電能，電能通過電流做功轉(zhuǎn)化為內(nèi)能．（3）設氣體初始溫度為，末溫度為，容器中氣體分子總數(shù)為N；初始時分子平均動能 末態(tài)時分子平均動能 由能量守恒，氣體的動能轉(zhuǎn)化為氣體的內(nèi)能 解得