高中物理人教版 (新课标)选修31 功和内能课后测评

这是一份高中物理人教版 (新课标)选修31 功和内能课后测评，共6页。

[基础达标练]
一、选择题(本题共6小题，每题6分)
1．(多选)下列说法正确的是( )
A．外界对气体做功，气体的内能一定增大
B．气体从外界吸收热量，气体的内能一定增大
C．气体温度越高，气体分子无规则运动的平均动能越大
D．做功和热传递对改变物体的内能是等效的
E．温度是气体分子无规则运动平均动能的标志
CDE [物体内能的变化与做功和热传递两个因素有关．外界对气体做功，同时物体有可能向外界放出热量，内能有可能不变甚至减小，故A错；同理，气体从外界吸收热量，同时也有可能对外界做功，气体的内能不一定增大，故B错；而温度是物体分子热运动平均动能的标志，气体的温度越高，气体分子无规则运动的平均动能越大，故C、D、E对．]
2．(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，开空调后一段时间整个房间内温度降低
C．在地面上晒小麦
D．冬天，用暖水袋暖手
E．用金属柄的铁勺子舀沸腾的热水时烫手
ADE [冬天，室外的铁块温度低，手温度高，用手拿铁块时，手上的热量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．开空调后整个房间内温度降低，是空气通过对流的方式使热空气降温．晒小麦是依靠太阳热辐射来吸收热量的，所以A、D、E正确．]
3．关于温度、热量、内能，以下说法正确的是( )
A．一个铁块的温度升高，其内能增大
B．物体吸收热量，其温度一定升高
C．温度高的物体比温度低的物体含有的热量多
D．温度总是从物体热的部分传递至冷的部分
A [选项B中，物体吸收热量，温度不一定就升高，例如晶体熔化、液体沸腾这些过程；选项C中热量是在热传递过程中传递能量的多少，是过程量，因此不能说物体含有热量；选项D中，在热传递的过程中，传递的是能量，不是温度，温度变化是能量变化的表象．]
4．(多选)在外界不做功的情况下，物体的内能增加了50 J，下列说法中正确的是( )
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．一定是物体分子动能增加了50 J
D．物体的分子平均动能可能不变
E．物体的分子势能可能增加了50 J
BDE [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，一定是吸收了相等能量的热量，故A错，B对；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子势能．]
5．(多选)在一个绝热汽缸里，若因气体膨胀，活塞把重物逐渐举高，则在这个过程中，汽缸中的气体(可视为理想气体)( )
A．温度升高 B．温度降低
C．内能增加D．内能减少
BD [汽缸绝热，封闭气体膨胀对活塞做功，气体的内能减少．理想气体的内能只与气体的温度有关，可知气体内能减少，温度降低，故B、D两项正确．]
6．(多选)A、B两物体之间接触，但没有发生热传递，则( )
A．两物体所含有的热量相等
B．两物体的内能相等
C．两物体的温度相同
D．两物体的内能不一定相等
CD [处于热平衡的两物体温度相等，不发生热传递．物体的内能取决于物体的物质的量、温度和体积，温度相等，内能不一定相等，所以选项C、D正确．]
二、非选择题(14分)
7．(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________转化为内能．
(2)某同学做了一个小实验：先把空的烧瓶放到冰箱冷冻，1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，这是因为烧瓶里的气体吸收了水的________，温度__________，体积________．
[解析] (1)钻木取火是通过做功方式把机械能转化为内能的．
(2)将烧瓶放进热水中，烧瓶内的气体吸热膨胀．
[答案] (1)做功 机械能 (2)热量 升高 增大
[能力提升练]
一、选择题(本题4个小题，每小题6分)
1．(多选)器壁透热的汽缸放在恒温环境中，如图所示．汽缸内封闭着一定量的气体，气体分子间相互作用的分子力可以忽略不计．当缓慢推动活塞(忽略摩擦)Q向左运动的过程中，有下列说法：
①活塞对气体做功，气体的平均动能增加；
②活塞对气体做功，气体的平均动能不变；
③气体的单位体积内的分子数增大，压强增大；
④气体的单位体积内的分子数增大，压强不变；
⑤活塞对气体做功，气体的内能不变．
其中不正确的是( )
A．①③ B．①④
C．②③D．②④
E．③⑤
ABD [解决本题的关键是理解缓慢推动活塞Q的物理含义．推动活塞Q使活塞对气体做功，本来气体的温度应升高，但是由于缓慢推动活塞，所以使气体增加的内能又以热量的形式释放到周围环境中，由于环境温度恒定，所以汽缸内气体的温度不变，气体的平均动能不变，忽略分子力时，气体的内能不变，①错误，②⑤正确．由于气体被压缩，气体单位体积内的分子数增大，所以单位面积上汽缸受到气体分子的碰撞次数增多，因此，气体的压强增大，③正确，④错误．]
2．(多选)如图所示，柱形容器内封有一定质量的空气，质量为m的光滑活塞与容器都用良好的隔热材料制成．另有质量为M的物体从活塞上方的A点自由下落到活塞上，并随活塞一起到达最低点B而静止．在这一过程中，下述空气内能的改变量ΔU、外界对气体所做的功W与物体及活塞的重力势能的变化关系中不正确的是( )
A．Mgh＋mgΔh＝ΔU＋W
B．ΔU＝W，W＝Mgh＋mgΔh
C．ΔU＝W，WD．ΔU≠W，W＝Mgh＋mgΔh
E．Mgh＋mgΔh>ΔU
ABD [物体与活塞碰撞时有机械能损失，因此物体和活塞重力势能的减少量大于气体内能的增加量；根据功与内能增加量的关系可知，外界对气体所做的功W与空气内能的变化量相等，因此ΔU＝W，W3．(多选)如图所示，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．假设这一过程水银与外界没有热交换，则下列说法不正确的是( )
A．A中水银的内能增量大于B中水银的内能增量
B．A管内水银的重力势能大于B管的
C．B中水银的内能增量大于A中水银的内能增量
D．A和B中水银体积保持不变，故内能增量相同
E．A和B中水银温度始终相同，故内能增量相同
ADE [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管的，故A管内水银的内能增量小于B管的，B、C正确．]
4．(多选)如图所示，活塞将汽缸分成甲、乙两气室，汽缸、活塞(连同拉杆)是绝热的，且不漏气．用E甲、E乙分别表示甲、乙两气室中气体的内能，则在将拉杆缓慢向外拉的过程中的下列说法不正确的是( )
A．E甲不变，E乙减小 B．E甲不变，E乙增大
C．E甲增大，E乙不变D．E甲增大，E乙减小
E．甲中内能的增加量大于乙中内能的减少量
ABC [本题解题的关键是明确甲、乙两气室气体都经历绝热过程，内能的改变取决于做功的情况．对于甲室内的气体，在拉杆缓慢向外拉的过程中，活塞左移，压缩气体，外界对甲室气体做功，其内能应增大；对乙室内的气体，活塞左移，气体膨胀，气体对外界做功，内能应减小；外力做的正功应等于甲、乙内能变化量的代数和，故E正确．]
二、非选择题(本题共2小题，共26分)
5．(12分)如图所示，绝热隔板S把绝热的汽缸分隔成体积相等的两部分，S与汽缸壁的接触是光滑的．两部分中分别盛有相同质量、相同温度的同种气体a和b.气体分子之间相互作用可忽略不计．现通过电热丝对气体a缓慢加热一段时间后，a、b各自达到新的平衡状态．试分析a、b两部分气体与初状态相比，体积、压强、温度、内能各如何变化？
[解析] 汽缸和隔板绝热，电热丝对气体a加热，a温度升高，压强增大，体积增大，内能增大；
a对b做功，b的体积减小，温度升高，压强增大，内能增大．
[答案] 见解析
6．(14分)某同学想要估测每秒钟太阳辐射到地球表面上的能量，他用一个横截面积S＝3.2 dm2的保温圆筒，筒内装有质量为m＝0.4 kg的水，让太阳光垂直照射t＝3 min，水升高的温度Δt＝2.2 ℃，已知水的比热容c＝4.2×103 J/(kg·℃)，地球半径为R＝6 400 km，试求出太阳向地球表面辐射能量的功率．
[解析] 水吸收的能量：
Q＝cmΔt＝4.2×103×0.4×2.2 J＝3 696 J
太阳光在1 s内垂直照射到S0＝1 m2面积上的功率：
P＝eq \f(Q,St)＝eq \f(3 696,3.2×10－2×3×60)W＝6.4×102 W
太阳辐射到地球表面上能量的功率：
P′＝P×eq \f(πR2,S0)＝6.4×102×3.14×(6 400×103)2 W＝8.2×1016 W.
[答案] 8.2×1016 W