1、第十章DISHIZHANG热力学定律12功和内能热和内能课后篇巩固提升基础巩固1.(多选)关于热传递的下列说法正确的是()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解析内能包括分子势能和分子动能,改变内能的方式有两种:热传递和做功,热传递是能的转移,做功是能的转化,热传递是从高温物体向低温物体传递,而温度是分子平均动能的标志。答案BC2.(多选)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
2、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,所以是由系统的状态决定的,选项A正确。正因为内能是由于系统的状态决定的,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,选项B正确。做功和热传递都可以改变系统的内能,选项C错误。气体做绝热膨胀时对外界做了功,又因为与外界没有热交换,所以系统的内能要减小,故选项D错误。答案AB3.(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
3、,开空调后一段时间整个房间内温度降低C.冬天搓手取暖D.冬天,用暖水袋暖手解析冬天,室外的铁块温度低,手温度高,用手拿铁块时,手上的内能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。开空调后整间房间内温度降低,是空气通过对流的方式使热空气降温。冬天搓手取暖是利用做功改变物体内能,所以正确答案为AD。答案AD4.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解析发生热传递的条件是物体间有温度差,而与物体内能的多少、是否接触、周围的环境(是否真空)无关,若温度不同,也可以
4、通过热辐射发生热传递,故只有两物体温度相同,故选项B正确,A、C、D错误。答案B5.(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.一定是物体分子总动能增加了50 JD.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
5、子势能(如晶体熔化过程),故C错误,D正确。答案BD6.(多选)如图所示,一定质量的理想气体密封在绝热(即与外界不发生热交换)容器中,容器内装有一可以活动的绝热活塞。今对活塞施以一竖直向下的压力F,使活塞缓慢向下移动一段距离后,气体的体积减小。若忽略活塞与容器壁间的摩擦,关于被密封的气体的下列说法不正确的是()A.温度升高,压强增大,内能减少B.温度降低,压强增大,内能减少C.温度升高,压强增大,内能增加D.分子的平均动能增加,分子对器壁单位面积碰撞的冲力增大解析由F对密闭的气体做正功,容器及活塞绝热,则系统与外界传递的热量Q=0,由功和内能的关系知,理想气体内能增大,温度升高,再根据pVT=
6、C,V减小,p增大。答案AB7.如图所示的实验装置,把浸有乙醚的一小块脱脂棉放在厚玻璃筒内底部,快速压下活塞时,脱脂棉燃烧起来,此实验说明()A.做功使管内气体热量增加B.热传递不能改变物体的内能C.做功改变了管内气体的内能D.热传递改变了管内气体的热量解析快速压下活塞时,外界对气体做功,管内气体的内能增加,温度升高,达到了脱脂棉的燃点而燃烧,故选项C正确,选项A、B、D错误。答案C8.如图所示,绝热容器中间用隔板隔开,左侧装有气体,右侧为真空。现将隔板抽掉,使左侧气体自由膨胀直至达到平衡,则在此过程中(不计气体的分子势能)()A.气体对外界做功,温度降低,内能减少B.气体对外界做功,温度不变
7、,内能减少C.气体不做功,温度不变,内能不变D.气体不做功,温度不变,内能减少解析抽掉隔板后,气体膨胀体积增大,但由于右侧为真空,气体自由膨胀不做功,因而内能不变,温度不变,故选项C正确。答案C9.(1)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)若对物体做1 200 J的功,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3 000 J的功,物体的温度升高5 ,表明该过程中
8、,物体还(选填“吸收”或“放出”)热量 J。解析(1)烧瓶和烧瓶内的气体要从烧杯中吸收水的热量,温度升高,气体体积增大。(2)做功和热传递在改变物体内能上是等效的,因此对物体做功1 200 J使温度升高3 ,如用热传递方式,使温度升高3 也应吸收1 200 J的热量。如对物体做功3 000 J,温度升高5 ,而物体温度升高5 ,需要的功或热量设为E。1 200 J=cm3 ,E=cm5 ,所以E=2 000 J。因此物体放出1 000 J的热量。答案(1)热量升高增大(2)1 200放出1 000能力提升1.(多选)关于物体的内能,下列说法正确的是()A.手感到冷时,搓搓手就会感到暖和些,这是
9、利用做功来改变物体的内能B.将物体举高或使它们的速度增大,是利用做功来使物体的内能增加C.阳光照射衣服,衣服的温度升高,是利用热传递来改变物体的内能D.用打气筒打气,筒内气体变热,是利用热传递来改变物体的内能解析改变内能的方式有两种,做功和热传递,AC两个选项分别是做功和热传递改变内能;选项B是把内能和机械能两个概念混淆了。答案AC2.一个铁块沿斜面匀速下滑,关于铁块的机械能和内能的变化(忽略热传递),下列判断正确的是()A.铁块的机械能和内能都不变B.铁块的机械能减小,内能不变C.铁块的机械能增大,内能增大D.铁块的机械能减小,内能增大解析铁块沿斜面匀速下滑时,动能不变,势能减小,所以铁块的
10、机械能一定减小。铁块沿斜面匀速滑下,则克服摩擦力做功,铁块损失的机械能转化为铁块和斜面的内能,因此铁块的温度会升高,内能增大。答案D3.(多选)如图为焦耳实验装置图,用绝热性能良好的材料将容器包好,重物下落带动叶片搅拌容器里的水,引起水温升高。关于这个实验,下列说法正确的是()A.这个装置可测定热功当量B.做功增加了水的热量C.做功增加了水的内能D.功和热量是完全等价的,无区别解析将做功过程和吸热过程在同等条件下比较,可测出热功当量,故选项A正确;做功增加了水的内能,热量只是热传递过程中内能改变的量度,故选项B错误,选项C正确;虽然做功和传热对改变物体的内能是等效的,但功和热量是完全不同的概念
11、,可以通过绝热过程和单纯的热传递过程加以对比,选项D错误。答案AC4.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,管内水银高度相同。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.B中水银的内能增量大于A中水银的内能增量C.A和B中水银体积保持不变,故内能增量相同D.A和B中水银温度始终相同,故内能增量相同解析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
12、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管内水银重力势能,故A管内水银的内能增量小于B管内水银的内能增量,选项B正确。答案B5.若对物体做1 200 J的功,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3 000 J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。解析做功和热传递在改变物体内能上是等效的,因此物体用做功方式温度升高3 ,如用吸热方式,也使温度升高3 ,应吸收1 200 J的热量。如对物体做功3 000 J,温度升高5 ,设物体温度升高5 ,需要做功或
13、热量应为E,1 200 J=cm3,E=cm5,所以E=2 000 J,因此物体应放出1 000 J的热量。答案1 200放出1 0006.某同学为测量绿色植物吸收太阳能的本领,做了如下实验,用一面积为0.1 m2的盆盛6 kg的水,经太阳光垂直照射5 min,温度升高5 ,若绿色植物吸收太阳光的能力与水相等,试计算:(1)每平方米绿色植物每秒吸收的太阳能为多少?(2)若绿色植物在光合作用中吸收1 kJ的太阳能可放出0.05 L的氧气,则每平方米绿色植物每秒可放出多少升的氧气?水的比热容c=4.2103 J/(kg)解析(1)实验中水吸收太阳能为E=cmt=4.210365 J=1.26105 J。所以每平方米绿色植物每秒吸收太阳能E=ESt=4.2103 J。(2)每平方米绿色植物每秒吸收太阳能为4.2103 J,故放出氧气4.210311030.05 L=0.21 L。答案(1)4.2103 J(2)0.21 L
