新教材2023_2024学年高中物理第3章热力学定律分层作业12功热和内能的改变新人教版选择性必修第三册

第三章分层作业12　功、热和内能的改变

A级 必备知识基础练

1.(2023河北沧州一中高二模拟)如图所示,太阳能热水器是一种能够将太阳的光能转化为内能的装置。这种装置可以使装置内的水温度升高,这种改变水的内能的方式是(　　)

A.做功  B.热传递

C.既有做功也有热传递 D.电流的热效应

2.如图所示的实验装置中,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,由于被压缩的气体骤然变热,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对物体(　　)

A.做功可以增加物体的热量

B.做功可以改变物体的内能

C.做功一定会升高物体的温度

D.做功一定可以使物态发生变化

3.(多选)(2023安徽合肥一中高二模拟)夏季,长春市的天气温差比较大,充足气的车胎经过正午阳光的暴晒容易爆胎。若车胎内的气体可视为理想气体,爆胎前车胎内气体体积及质量均不变,爆胎过程时间极短。关于车胎内的气体,下列说法正确的是(　　)

A.爆胎前随着气温的升高,车胎内气体压强增大

B.爆胎前随着气温的升高,车胎内气体吸收热量,内能增大

C.爆胎过程中,车胎内气体对外做功,内能减小

D.爆胎过程中,车胎内气体分子平均动能不变

4.关于传热,下列说法正确的是(　　)

A.传热是高温物体的温度传给低温物体

B.并不接触的物体之间不会传热

C.比热容相同的物体之间不会传热

D.温度相同的物体之间不会传热

5.下列情况通过热传递改变物体内能的是(　　)

A.在火炉上烧开一壶水

B.柴油机的压缩冲程

C.用锯子锯木头,锯子会发热

D.用砂轮磨刀,刀具会变热

6.如图所示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

7.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?

B级 关键能力提升练

8.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逸出,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,处于动态平衡,筒内空气质量不变

D.筒内外无空气交换

9.(2023辽宁鞍山高二模拟)焦耳实验装置的简图如图所示。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.重物下落带动叶片转动,由于叶片向水传递热量而使水的温度升高

B.做功增加了水的热量

C.做功增加了水的内能

D.做功和热量是完全等价的,无区别

10.如图所示,A、B是两个完全相同的球,分别浸没在水和水银的同一深度内,A、B两球用同一种材料制成,当温度稍微升高时,球的体积会明显变大,如果开始水和水银的温度相同,且两液体温度同时缓慢升高同一值,两球膨胀后,体积相等,则(　　)

A.A球吸收的热量较多

B.B球吸收的热量较多

C.两球吸收的热量一样多

D.无法确定

11.如图所示是压力保温瓶的结构简图,活塞a与液面之间密闭了一定质量的气体。假设封闭气体为理想气体且与外界没有热交换,则向下压a的过程中,瓶内气体(　　)

A.内能增大 B.体积增大

C.压强不变 D.温度不变

12.如图所示是古人锻造铁器的过程,关于改变物体内能的方式,下列说法正确的是(　　)

A.加热和锻打属于热传递,淬火属于做功

B.加热属于热传递,锻打和淬火属于做功

C.加热和淬火属于热传递,锻打属于做功

D.加热和淬火属于做功,锻打属于热传递

13.(2023福建厦门高二模拟)(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,然后将烧瓶放进盛有热水的烧杯里,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)若只对一定质量的理想气体做1 500 J的功,可使其温度升高5 K。若改成只用热传递的方式,使气体的温度同样升高5 K,那么气体吸收　　　　 J的热量。如果对该气体做了2 000 J的功,使其温度升高了5 K,表明在该过程中,气体还　　　　(选填“吸收”或“放出”)　　　　 J的热量。 

分层作业12　功、热和内能的改变

1.B　太阳能热水器是通过热传递的方式将水加热的,故选项B正确。

2.B　当很快向下压活塞时,活塞压缩玻璃筒内的空气,对空气做功,空气的内能增加,温度升高,当达到乙醚着火点时,筒内棉花就会燃烧起来,此实验说明了外界对物体做功,物体的内能增加。故选B。

3.ABC　爆胎前气体体积不变,温度升高时,压强增大,内能增大,A、B正确;爆胎过程时间极短,气体来不及与外界发生热交换,其体积膨胀对外做功,则气体内能减小,温度降低,气体分子平均动能减小,故C正确,D错误。

4.D　传热实质是内能从高温物体转移到低温物体,传递的不是温度,是热量,A错误;不接触的物体之间可以通过热辐射的方式进行传热,B错误;热量总是从温度高的物体传递给温度低的物体,和物体的比热容没有关系,C错误;温度相同的物体之间不存在温度差,不会发生传热,D正确。

5.A　在火炉上烧开一壶水,火的内能传递给水,属于热传递改变物体的内能,故A正确;柴油机的压缩冲程,是做功改变汽缸内气体的内能,故B错误;锯木头时锯条发烫,摩擦生热,属于做功改变物体内能,故C错误;用砂轮磨刀,刀具会变热,属于摩擦生热,将机械能转化为内能,是通过做功的方法使刀具的内能增加的,故D错误。

6.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。A正确。

7.答案 见解析

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。

8.B　因高压空气急剧外逸时,气体没有时间充分与外界发生热交换,可近似看成绝热膨胀过程。气体对外做功,内能减小,所以关闭开关时,筒内气体温度较外界低,再经过较长时间后,筒内外气体温度相同。对筒内剩余气体分析,属于等容升温过程,其压强要变大,大于外界气压,所以再打开开关时,筒内气体要流向筒外,故B正确。

9.C　重物下落带动叶片转动,由于叶片对水做功而使水的温度升高,故A错误。做功增加了水的内能,而热量是在单纯的传热过程中系统内能变化的量度,所以做功与热量是不同的,故C正确,B、D错误。

10.B　两球初、末态温度相同,初、末态体积也相同,所以内能增量相同,但水银中的B球膨胀时对外做功多,所以吸热较多,故选B。

11.A　向下压a的过程中,外界对气体做功,瓶内气体内能增大,选项A正确;向下压a的过程中,瓶内气体体积减小,压强增大,温度升高,选项B、C、D错误。

12.C　用铁锤锻打铁器,铁器会发热,属于做功改变物体内能;用火对铁器加热,铁器从火中吸收热量,把铁器放在水中淬火,铁器向水中放热,所以加热和淬火属于热传递改变物体内能,故选项C正确。

13.答案 (1)热量　升高　增大

(2)1 500　放出　500

解析 (1)烧瓶内的气体要从热水中吸收热量,温度升高,体积增大。

(2)做功和热传递都可以改变物体的内能,且是等效的。只对一定质量的理想气体做1500J的功,可使其温度升高5K,内能增加1500J,改成只用热传递的方式,使气体的温度同样升高5K,则需要吸收1500J的热量;如果对该气体做了2000J的功,使其温度升高了5K,内能仍然增加1500J,则还需要放出500J的热量。