1、功、热和内能的改变 (15分钟30分)一、选择题(本题共4小题,每题4分,共16分)1.(多选)下列实例中通过做功改变物体的内能的是()A.古人钻木取火B.用火炉把水烧开C.用打气筒打气,筒壁变热D.瓶内的高压气体将瓶塞冲开,瓶内气体的温度降低【解析】选A、C、D。钻木取火,属于做功改变物体内能;用打气筒打气,筒壁变热;瓶内的高压气体将瓶塞冲开,气体对外做功,瓶内气体的温度降低,故选项A、C、D正确;烧水改变内能属于传热,选项B错误。2.下列改变物体内能的物理过程中,属于对物体传热来改变物体内能的有()A.用锯子锯木料,锯条温度升高B.阳光照射地面,地面温度升高C.搓搓手就感觉手暖和些D.擦火
2、柴时,火柴头燃烧起来【解析】选B。锯木头时锯条和木头相互摩擦做功,机械能转化为内能,故锯条的温度升高,是通过做功的方式改变物体内能的,故A错误;阳光照射地面,地面温度升高是由于地面吸收太阳光的能量,属于传热,故B正确;用“搓手”的方法取暖,是通过做功的方式改变物体内能的,此过程中机械能转化成内能,故C错误;擦火柴是通过做功的方式改变物体内能的,此过程中机械能转化成内能,故D错误。3.如图为某种椅子与其升降部分的结构示意图。M、N两筒间密闭了一定质量的气体,M可沿N的内壁上下滑动,设筒内气体不与外界发生热交换,在M向下滑动的过程中()A.外界对气体做功,气体内能增大B.外界对气体做功,气体内能减
3、小C.气体对外界做功,气体内能增大D.气体对外界做功 ,气体内能减小【解析】选A。筒内气体不与外界发生热交换,当气体体积变小时,外界对气体做功,使气体的内能增大,故A正确。 【补偿训练】下列有关热和能的说法中正确的是()A.物体内能增大,一定从外界吸收热量B.汽油机在做功冲程中把机械能转化为内能C.物体的温度越高,分子无规则运动越剧烈D.燃料的热值越大,燃烧时放出的热量越多【解析】选C。物体内能增大,可能是从外界吸收了热量。也可能是外界对物体做了功,选项A错误;汽油机在做功冲程中把内能转化为机械能,选项B错误;分子运动的快慢与温度有关,物体的温度越高,分子无规则运动越剧烈,选项C正确;燃烧时放
4、出的热量不仅跟燃料的热值有关,还跟燃料的多少及燃烧情况等都有关系,选项D错误。【总结提升】功、传热、内能关系问题的分析方法(1)要深入理解改变物体内能的两种方式做功和传热。(2)物体的内能即所有分子热运动的动能和分子势能的总和。(3)传热是热量从高温物体向低温物体(或从一个物体高温部分向低温部分)的转移。(4)做功的过程是能量转化的过程,分析做功过程时,一定要将各种能量分析全,弄清楚能量转化的实际情况。4.如图所示,瓶内有一些水,用带孔的瓶塞把瓶口塞住,向瓶内打一会儿气后,瓶塞跳起,在瓶塞跳起的过程中,下列关于瓶内气体说法正确的是()A.气体对瓶塞做功,气体的内能减少B.瓶塞对气体做功,气体的
5、内能减少C.气体对瓶塞做功,气体的内能增加D.瓶塞对气体做功,气体的内能增加【解析】选A。向瓶内打气,在瓶塞跳起的过程中,瓶内气体对瓶塞做功,气体一部分内能转化为瓶塞的机械能;故A正确,B、C、D错误。二、非选择题(14分)5.一辆汽车停在路边卸货的过程中,可假设车胎内气体温度不变,且车胎不漏气,不计分子势能,则胎内气体_(选填“吸热”或“放热”)。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。随着人类文明进步,出现了“钻木取火”等方法。“钻木取火”是通过_(选填“做功”或“传热”)把机械能转变为内能。【解析】汽车在卸货的过程中,车胎内气体压强减小,而气体温度不变,所以体积变大,气
6、体对外做功,内能不变,需要吸收热量;“钻木取火”是通过做功的方法增加内能。答案:吸热做功(10分钟20分)6.(6分)(多选)关于物体的内能、温度和分子的平均动能,下列说法正确的是()A.相对地面静止的物体不具有内能B.温度低的物体分子平均动能一定小C.外界对物体做功时,物体的内能不一定增加D.物体自由下落时速度增大,所以物体分子的平均动能也增大【解析】选B、C。内能是分子动能和分子势能的总和,一切物体都具有内能,所以在水平地面上静止的物体一样具有内能,故A错误;温度是分子平均动能的标志,温度低的物体分子平均动能一定小,故B正确;做功和传热都可以改变物体的内能,外界对物体做功,但传热不明确,物
7、体的内能不一定增加,故C正确;物体自由下落时速度增大,是宏观物体的速度增大,而物体分子的平均动能增大反映的是微观分子运动的激烈程度变大,两者没有必然的联系,故D错误。7.(14分)有一个10 m高的瀑布,水流在瀑布顶端时速度为2 m/s,在瀑布底与岩石的撞击过程中,有10%的动能转化为水的内能,请问水的温度上升了多少摄氏度?已知水的比热容为4.2103 J/(kg ),g取10 m/s2。【解析】对质量为m的水,根据题意得(mv2+mgh)10%=cmt,代入数据解得t=2.410-3 。答案:2.410-3 【补偿训练】斜面的高度为0.6 m,其倾角为37,质量为1 kg 的物体由斜面的顶端滑到底端的过程中,求系统内能的改变量。已知物体与斜面间的动摩擦因数为0.25,g取10 m/s2,sin 37=0.6,cos 37=0.8。【解析】由于物体与斜面有摩擦,故物体的机械能有损失,因为摩擦力做功转化为物体的内能,故其内能增加,由题意得:系统内能的增加量U=mgcos 37=0.251100.8 J=2 J。答案:增加2 J