1-2功和内能热和内能

1-2功和内能热和内能

1 高中物理选修 3-3 同步训练试题解析 一、选择题 1．关于物体内能的变化情况，下列说法中正确的是( ) A．吸热的物体，其内能一定增加 B．体积膨胀的物体，其内能一定减少 C．放热的物体，其内能也可能增加 D．绝热压缩的物体，其内能一定增加 解析： 改变物体的内能有两种方式，物体吸热，同时对外做功，内能不一定增加，A 错；体积膨胀对外做功，但同时吸热时，内能不一定减小，B 错；物体放热同时对物体做功， 其内能可能增加，C 正确；绝热压缩物体，只对物体做功，不发生热传递，其内能一定增加， 故选 C、D. 答案： CD 2．下列有关焦耳及焦耳实验的说法中正确的是( ) A．焦耳是法国物理学家，他的主要贡献是焦耳定律及热功当量 B．焦耳实验中用到的容器可以用普通玻璃杯代替 C．焦耳实验的研究对象是容器中的水 D．焦耳实验中要使容器及其中的水升高相同的温度，实验中悬挂重物的质量、下落的 高度可以不相同，但做功必须相同 解析： 选项 个性分析 A 错误 焦耳是英国物理学家 B 错误 焦耳实验的要求是研究对象为绝热系统，普通玻璃杯达不到绝热要求 C 错误 实验的研究对象是容器及其中的水组成的系统 D 正确 要使水及容器升高相同的温度即内能增加相同，则必须做功相同 答案： D 3．采用绝热(即不与外界交换热量)的方式使一定量的气体由初状态 A 变化至末状态 B. 对于不同的绝热方式下面说法正确的是( ) A．对气体所做的功不同 B．对气体所做的功相同 C．对气体不需做功，因为没有能量的传递 D．以上三种说法都不对 解析： 一个系统的内能只与状态有关，内能的变化只与始末状态有关，与过程无关， 对绝热过程由ΔU＝W 可知，ΔU 相同则 W 相同，B 对，A、C、D 错． 答案： B 4．密闭有空气的薄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．内能减小，吸收热量 2 C．内能增大，对外界做功 D．内能减小，外界对其做功 解析： 温度是平均动能的标志，温度降低平均动能减少，总动能减少，不计分子势能 的情况下可知内能减小，又因体积减小，可知外界对其做功，所以气体向外界放出热量，D 对，A、B、C 错． 答案： D 5．下列说法正确的是( ) A．若两物体接触但没有传热，则两物体所包含的热量相等 B．做功和传热的共同点是都能使系统内能发生改变 C．一物体先后经过几个不同的物理过程，其温度均从 t1 升高到 t2，则在这些过程中物 体一定从外界吸收相同的热量 D．高温物体内能多，低温物体内能少 解析： 两物体没有发生传热是因为两物体温度相等，A 错误；做功和传热都是改变物 体内能的方式，B 正确；物体温度从 t1 升高到 t2，内能的改变可能是由于吸收了热量，也可 能是对物体做了功，C 错误；高温物体分子的平均动能大，但内能不一定大，D 错误． 答案： B 6．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 解析： 由于铜块的温度比铁块的温度高，当它们接触在一起时，两者之间必然会发生 热传递．如果不和外界交换热量，则铜块放出的热量与铁块吸收的热量相等．达到热平衡时， 两者的温度一定相等． 答案： AD 7．下列关于系统的内能的说法正确的是( ) A．系统的内能是由系统的状态决定的 B．分子动理论中引入的系统内能和热力学中引入的系统内能是一致的 C．做功可以改变系统的内能，但单纯地对系统传热不能改变系统的内能 D．气体在大气中做绝热膨胀时做了功，但气体的内能不变 解析： 系统的内能是一个只依赖于系统自身状态的物理量，由系统的状态决定，A 选 项正确．因为内能是由系统的状态决定的，所以分子动理论中引入的内能和热力学中引入的 内能是一致的，B 选项正确．做功和热传递都可以改变系统的内能，C 选项错误．气体做绝 热膨胀时对外界做了功．且与外界没有热交换，所以系统的内能要减少，故 D 选项错误． 答案： AB 3 8．如图所示实验装置，把浸有乙醚的一小块棉花放在厚玻璃筒内底部， 当很快向下压活塞时，由于被压缩气体骤然变热，温度升高达到乙醚的燃点， 使浸有乙醚的棉花燃烧起来，此实验的目的是要说明( ) A．对物体做功可以增加物体的热量 B．对物体做功可以改变物体的内能 C．对物体做功一定会升高物体的温度 D．做功一定会增加物体的内能 解析： 热量是一过程量，内能是一状态量，A 错；做功可能只增大系统分子势能，使 其内能增大，但分子动能不变，其温度不变，比如：两块 0 ℃的冰相互摩擦时，冰熔化为 0 ℃ 的水，C 错；若物体对外做功，其内能可能会减少，D 错． 答案： B 9．如图所示，厚壁容器的一端通过胶塞插进一支灵敏温度计和一根气针，另一端有个 用卡子卡住的可移动胶塞．用打气筒通过气针慢慢向容器内打气，使容器内的压强增大到一 定程度，这时读出温度计示数．打开卡子，胶塞冲出容器口后( ) A．温度计示数变大，实验表明气体对外界做功，内能减少 B．温度计示数变大，实验表明外界对气体做功，内能增加 C．温度计示数变小，实验表明气体对外界做功，内能减少 D．温度计示数变小，实验表明外界对气体做功，内能增加 解析： 胶塞冲出容器口后，气体膨胀，对外做功，W＜0.由于没时间进行热交换，由 ΔU＝W 可知内能减小．内能等于分子动能与势能之和，由于体积增大，势能增大，由此可 知分子平均动能减小，所以温度降低，故 C 正确． 答案： C 10．金属筒内装有与外界温度相同的压缩空气，打开筒的开关，筒内高压空气迅速向外 溢出，待筒内外压强相等时，立即关闭开关．在外界保持恒温的条件下，经过一段较长的时 间后，再次打开开关，这时出现的现象是( ) A．筒外空气流向筒内 B．筒内空气流向筒外 C．筒内外有空气交换，处于动平衡状态，筒内空气质量不变 D．筒内外无空气交换 解析： 4 答案： B 11．如图所示，密闭绝热容器内有一绝热的具有一定质量的活塞，活塞的上部封闭着气 体，下部为真空，活塞与器壁的摩擦忽略不计．置于真空中的轻弹簧的一端固定于容器的底 部，另一端固定在活塞上，弹簧被压缩后用绳扎紧，此时弹簧的弹性势能为 Ep(弹簧处在自 然长度时的弹性势能为零)．现绳突然断开，弹簧推动活塞向上运动，经过多次往复运动后 活塞静止，气体达到平衡态．经过此过程( ) A．Ep 全部转换为气体的内能 B．Ep 一部分转换成活塞的重力势能，其余部分仍为弹簧的弹性势能 C．Ep 全部转换成活塞的重力势能和气体的内能 D．Ep 一部分转换成活塞的重力势能，一部分转换为气体的内能，其余部分仍为弹簧的 弹性势能 解析： 以活塞为研究对象，设气体压强为 p1，活塞质量为 m，截面积为 S，末态时压 强为 p2，初态 F 弹>mg＋p1S，由题意可得末态位置必须高于初位置，否则不能平衡，则由ΔU ＝W(绝热)．W 为正，ΔU 必为正，温度升高，内能增加，活塞重力势能增加．末态时，由 力的平衡条件知 F′弹＝mg＋p2S，仍然具有一部分弹性势能，D 正确． 答案： D 二、非选择题 12．(1)远古时代，取火是一件困难的事，火一般产生于雷击或磷的自燃．随着人类文 明的进步，出现了“钻木取火”等方法．“钻木取火”是通过________方式改变物体的内能， 把________转变成内能． (2)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________． 5 解析： 本题考查改变内能的两种方式．气体三个状态参量 T、V 和 p 的关系．改变内 能有两种方式，做功和热传递，做功的过程将机械能转化为内能，热传递是物体间内能的相 互转移． 答案： (1)做功 机械能 (2)热量 升高 增大