高中物理人教版 (2019)选择性必修 第三册1 功、热和内能的改变一课一练
展开课时跟踪训练(十一) 功、热和内能的改变
A级—双基达标
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ACD 钻木取火,属于能量的转化;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;用火炉烧水改变内能属于热传递,选项B错误。
2.以下所述现象中,属于通过热传递改变了物体内能的是( )
A.将一段铁丝反复弯折,弯折处会发热
B.放在空气中的一杯热水会冷却
C.在转动的砂轮上磨车刀,车刀发热
D.电流通过电阻丝
解析:选B 反复弯折铁丝是用力对物体做功,在转动的砂轮上磨车刀是摩擦力对车刀做功,电流通过电阻丝并做功,所以三者都是通过做功改变物体内能的;热水放在空气中,通过热辐射以及对流等方式向外传递了热,而使自身的内能减少,温度下降,它是通过热传递方式改变内能的,故B选项正确。
3.
景颇族的祖先发明的点火器如图所示,用牛角做套筒,木质推杆前端粘着艾绒,猛推推杆,可点燃艾绒。在筒内封闭的气体被推杆压缩过程中( )
A.气体温度升高,压强不变
B.气体温度升高,压强变大
C.气体对外界做正功,气体内能增加
D.外界对气体做正功,气体内能减少
解析:选B 封闭的气体被推杆压缩过程中,对气体做功,内能增加,温度升高,可点燃艾绒,并且气体体积减小,压强增大,综上知B正确。
4.在一锅正在沸腾的水中,一个小气泡由底层缓慢地升到液面,上升过程中气泡的压强不断减小,则气泡在上浮过程中( )
A.内能增大 B.内能减小
C.外界对气泡做功 D.吸收热
解析:选D 气泡缓慢上升的过程中,外部的压强逐渐减小,由于外部恒温(100 ℃),根据pV=CT,所以体积增大,气泡膨胀对外做功,温度不变,则内能不变,故选项A、B错误;气泡内能不变,同时对外做功,所以必须从外界吸收热,故选项C错误,选项D正确。
5.
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,内能不变
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:选C 抽掉隔板后,气体膨胀,体积增大,但由于右侧为真空,所以气体自由膨胀不做功,因而内能不变,温度不变,故C选项正确。
6.[多选]一铜块和一铁块,质量相等,铜块的温度T1比铁块的温度T2高,当它们接触在一起时,如果不和外界交换能量,则( )
A.从两者开始接触到热平衡的整个过程中,铜块内能的减少量等于铁块内能的增加量
B.在两者达到热平衡以前的任意一段时间内,铜块内能的减少量不等于铁块内能的增加量
C.达到热平衡时,铜块的温度T=
D.达到热平衡时,两者的温度相等
解析:选AD 一个系统在热交换的过程中,如果不与外界发生热交换,温度高的物体放出的热量等于温度低的物体吸收的热量,直到温度相等,不再发生热交换为止,而热量是传热过程中内能的变化量,所以选项A和D都正确,选项B错误。根据热平衡方程:c铜m(T1-T)=c铁m(T-T2),解得T=,由此可知选项C错误。
7.小红和小明打乒乓球不小心把乒乓球踩扁了,小明认真观察后发现表面没有开裂,于是把踩扁的乒乓球放在热水里泡一下,基本恢复了原状。乒乓球内的气体可视为理想气体,对于乒乓球恢复原状的过程,下列描述中正确的是( )
A.内能变大,乒乓球内气体对外做正功的同时吸热
B.内能变大,乒乓球内气体对外做正功的同时放热
C.内能变大,乒乓球内气体对外做负功的同时吸热
D.内能变小,乒乓球内气体对外做负功的同时放热
解析:选A 乒乓球内的气体受热膨胀,故对外做功,气体温度升高,故内能增加,所以吸收热,故选项A正确,选项B、C、D错误。
8.物体的内能增加了20 J,下列说法中正确的是( )
A.一定是外界对物体做了20 J的功
B.一定是物体吸收了20 J的热量
C.一定是物体分子动能增加了20 J
D.物体分子的平均动能可能不变
解析:选D 做功和热传递都可以改变物体内能,物体内能改变20 J,其方式是不确定的,因此A、B错误;物体内能包括所有分子的平均动能和分子势能,内能由分子数、分子平均动能、分子势能三者决定,故C错误,D正确。
9.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4.2×103 J/(kg·℃),g取10 m/s2]
解析:根据机械能守恒定律知,水流到达瀑布底时的动能Ek=mv2+mgh,
水吸收的热量Q与温度变化Δt满足关系Q=cmΔt,
由题意知,有10%的动能转化为水的内能,所以有
×10%=cmΔt,
代入数据得Δt=2.4×10-3℃。
答案:2.4×10-3℃
B级—选考提能
10.
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。以E甲、E乙分别表示甲、乙两气室中理想气体的内能,则在将拉杆缓慢向左拉的过程中( )
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
解析:选D 对甲室内的理想气体,在拉杆缓慢向左拉的过程中,活塞左移,压缩气体,外界对甲气室内气体做功,其内能应增大;对乙气室内的气体,活塞左移,气体膨胀,气体对外界做功,内能应减小,故D正确。
11.[多选]采用绝热(即不与外界交换热)的方式使一定量的气体由初态A变化至末态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.气体对外所做的功相同
D.气体内能的变化是相同的
解析:选BCD 对于一定量的气体,不管采用任何一种绝热方式由状态A变化到状态B,都是绝热过程。在这一过程中,气体在初状态A有一确定的内能UA,在末状态B有另一确定的内能UB,由绝热过程中ΔU=UB-UA=W知,W为恒量,所以A错误,B、C、D选项正确。
12.暖瓶中有0.5 kg、25 ℃的水,一人想用上下摇晃的方法使冷水变为开水,设每摇晃一次水的落差为15 cm,每分钟摇晃30次,不计所有热散失,他约需多长时间才可以把水“摇开”?[c水=4.2×103 J/(kg·℃),g取10 m/s2]
解析:设“摇开”水需t min,水升温ΔT,由W=ΔU得
30mg·Δh·t=c水mΔT,
t== min=7×103 min,即“摇开”水需7×103 min。
答案:7×103 min
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