人教版（2019）选择性必修三 3.1 功、热和内能的改变 同步训练(Word版含答案)

人教版（2019）选择性必修三 3.1 功、热和内能的改变 同步练习
一、单选题
1．下列说法中正确的是（　　）
A．物体吸收热量，其内能一定增加
B．布朗运动是液体分子的无规则运动
C．当温度为0℃时，物体的分子平均动能为零
D．物体分子间同时存在着相互作用的引力和斥力
2．若A、B两物体之间没有传热，正确的解释是（　　）
A．两物体所包含的热量相等
B．两物体的内能相等
C．两物体的温度相等
D．两物体没有接触，且都处在真空中
3．关于内能，以下说法正确的是（　　）
A．做功和热传递在改变物体内能的效果上是等效的
B．只要物体的温度不变，它的内能就不变
C．每个分子的内能等于这个分子的势能和动能的总和
D．焦耳通过大量实验提出了热和能的当量关系
4．下述各种现象中，不属于做功改变内能的是（ ）
A．锯条锯木头，锯条发烫 B．擦划火柴，火柴头着火
C．冬天对着手呵气，手变暖 D．电流通过导体，导体会发热
5．金属制成的汽缸中放入浸了少许乙醚的脱脂棉，有可能使其达到燃点而燃烧的过程是（　　）
A．迅速向里推活塞 B．迅速向外拉活塞
C．缓慢向里推活塞 D．缓慢向外拉活塞
6．下列说法中正确的是（　　）
A．物体的温度升高，物体所含的热量就增多
B．物体的温度不变，内能一定不变
C．热量和功的单位与内能的单位相同，所以热量和功都作为物体内能的量度
D．热量和功是由过程决定的，而内能是由物体的状态决定的
7．关于热传递，下列说法中正确的是（　　）
A．热传递是温度的传递
B．物体的内能发生了改变，一定是吸收或放出了热量
C．热传递可以在任何情况下进行
D．物体间存在着温度差，才能发生热传递
8．下列关于做功和热传递的说法中正确的是（ ）.
A．做功和热传递的实质是相同的
B．做功和热传递在改变物体内能上是等效的
C．做功和热传递是对同一过程中的两种说法
D．做功和热传递是不可能同时发生的
9．为测算太阳辐射到地面的辐射能，某校科技实验小组的同学把一个横截面积是的矮圆筒的内壁涂黑，外壁用保温材料包裹，内装水．让阳光垂直圆筒口照射后，水的温度升高了1摄氏度．由此估算在阳光直射时地面上每平方米每分钟接受的太阳能（水的比热容为）
A． B． C． D．
10．如图所示，在大口的玻璃瓶内装一些水，水的上方有水蒸气。然后用一与打气筒相连的活塞密闭瓶口，并给瓶内打气，当打到某一状态时，瓶塞会跳起来。当瓶塞跳起时，我们会看到瓶内出现了“白雾”。对于“白雾”的形成，下列说法正确的是（ ）
A．这些“白雾”是当瓶塞跳起后外界的水蒸气在瓶口遇冷形成的小水珠
B．这是打气筒向瓶内打进去的水蒸气
C．这是瓶内的水向外膨胀形成的水雾
D．瓶内空气推动瓶塞做功，空气的内能减小，温度降低，使水蒸气液化形成小水滴
二、填空题
11．有一铅质子弹，质量为10g，以500m/s的速度打击靶子。若所有的动能都转化成内能，其中20%用来使子弹的温度升高，则子弹的温度升高了______℃。［铅的比热容J/（kg·℃）］
12．若对物体做1500J的功，可使物体温度升高5℃；若改用传热的方式，使物体温度同样升高5℃，那么物体应吸收_______J的热量。如果先在绝热过程中对该物体做3000J的功，物体的温度升高10℃，再经过单纯的传热过程物体放出600J的热量，则物体的温度又降低_______℃。
13．指出下面各例中物体内能的改变是通过什么方式实现的：
（1）池水在阳光照射下温度升高：______________.
（2）汽车刹车后轮胎的温度升高：______________.
（3）火柴在火上被点燃：_____________________.
14．下列哪一个实验能说明做功能改变内能的是_________，哪一个实验能说明分子在做无规则热运动____________。
A． B． C． D．
三、解答题
15．铅弹以速度v=200m/s 射入木块后停在木块中，木块没有移动．增加的内能的80%使铅弹的温度升高，铅弹温度升高多少？（C=1.3×102J/kg℃）
16．下图表示的是三种热传递方式，分别是哪三种方式？指出它们的区别和联系。
17．根据下图，简述焦耳的实验过程和原理。
18．如图所示，竖直平面内放一直角杆AOB，杆的水平部分粗糙，动摩擦因数μ=0．2，杆的竖直部分光滑．两部分各有质量均为1kg的小球A和B，A．B间用细绳相连，此时A．B处于静止状态，OA=3m，OB=4m．若用水平拉力F向右缓缓地拉A使之移动1m，则（重力加速度g=10m/s2）．
（1）该过程中A受到的摩擦力多大？拉力F做功多少？
（2）若用20N的恒力拉A球也移动1m，此时A的速度达到2m/s，则此过程中产生的内能为多少？
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．D
【解析】
【详解】
A．做功和热传递都可以改变物体的内能，若只要物体吸收热量的同时对外做功，物体的内能不一定增加，选项A错误；
B．布朗运动是固体颗粒的运动，反映了液体分子的无规则运动，选项B错误；
C．分子永不停息地做无规则运动，当温度为0℃时，物体的分子平均动能也不为零，选项C错误；
D．物体分子间同时存在着相互作用的引力和斥力，选项D正确。
故选D。
2．C
【解析】
【分析】
【详解】
传热发生的条件是两物体存在温度差，当两物体温度相等，传热就不再发生，与两物体的内能、所处状态均无关，故C正确，ABD错误。
故选C。
3．A
【解析】
【详解】
A．做功和热传递在改变物体内能的实质不同，但效果上是等效的，故A正确；
B．内能是物体内所有分子的动能和分子势能的总和，宏观上取决于温度和体积，物体温度不变，但体积变化导致分子势能发生变化，那么物体的内能就要变化，故B错误；
C．内能是一个宏观量，是物体内所有分子的动能和分子势能的总和，故C错误；
D．焦耳通过大量实验提出了热和功的当量关系，故D错误。
故选A。
4．C
【解析】
【详解】
A．锯条锯木头，克服摩擦力做功，使锯条的内能增加、温度升高而发烫，是利用做功的方式改变内能，A不符合题意；
B．擦划火柴，克服摩擦力做功，使火柴头的内能增加、温度升高达到燃点而燃烧，是利用做功的方式改变内能，B不符合题意；
C．而冬天对着手呵气，是手从热气吸收热量，使手的内能增加、温度升高而变暖，是利用热传递的方式改变内能，C符合题意；
D．电流通过导体，电流做功，消耗的电能转化为内能，使导体发热，是利用做功的方式改变内能，故D不符合题意。
故选C。
5．A
【解析】
【分析】
【详解】
浸了乙醚的脱脂棉较容易燃烧，但在常温或稍高于常温的情况下也不会自燃，因此，想使其达到燃点而燃烧必须使其温度升高足够高，即使其内能有足够的增加。若向外拉活塞，无论是缓慢拉还是迅速拉，都会因为气体膨胀对外做功而导致汽缸内气体内能减少（温度降低）；当缓慢向里推活塞时，尽管外界对缸内气体做功而使气体温度升高，但由于气体同时要向外散热，此过程气体温度升高不多，也不能达到乙醚燃点；而当迅速向里推活塞时，外界对气体做功的功率很大，由于气体来不及向外散热，因此，气温急剧上升，这样就可以使缸内气体温度达到乙醚燃点而使之燃烧，故A正确，BCD错误。
故选A。
6．D
【解析】
【分析】
【详解】
A．热量是一个过程量，不能说物体含有多少热量，故A错误；
B．物体的温度不变，内能不一定不变，例如0℃的冰变为0℃的水内能增加，B错误；
C．功与热量都是能量转化的量度，热量和功都可以作为物体内能变化的量度，而不是内能的量度，C错误；
D．热量和功是由过程决定的，而内能是由物体的状态决定的，D正确。
故选D。
7．D
【解析】
【详解】
A．热传递的实质是能量的传递，故A错误；
B．物体的内能发生了改变，可能是由于发生了热传递，也可能是由于做功导致的，故B错误；
C．热传递必须在有温度差的情况下进行，故C错误；
D．物体间存在着温度差，才能发生热传递，故D正确。
故选D。
8．B
【解析】
【详解】
AC.做功的实质是能量的转化，热传递的实质是能量的转移，故AC两项错误；
B.如果拿一个物体放到你面前，告诉你它的内能发生改变了，你是不可能知道到底是做功还是热传递使它的内能发生改变的，也就是说做功和热传递在改变内能的作用效果是相同的，故B项正确；
D.做功和热传递是可能同时发生的，故D项错误。
9．A
【解析】
【详解】
圆筒内的水经过2mm照射后，增加的内能为△U=Q=cm△t，其中c=4.2×10 3 J/（kg ℃）
所以△U=4.2×10 3 ×0.6×1J=2.5×10 3 J
每分获得的能量为2.5×10 3 J÷2 min=1.25×10 3 J/min
圆筒面积S=3×10 -2 m 2 =3×10 2 cm 2
地球每分每平方厘米获得的能量为1.25×10 3 ÷（3×10 2 ） J/（min cm 2 ）=4.2 J/（min cm 2 ）
每分每平方米获得的能量为 4.2×104J/（min m 2 ）
A. 4.2×104J，与结论相符，选项A正确；
B. 4.2×103J，与结论不相符，选项B错误；
C. 4.2×102J，与结论不相符，选项B错误；
D. 4.2J，与结论不相符，选项B错误；
10．D
【解析】
【详解】
当用打气筒向瓶内打气时，外界对系统做功，使系统的内能增加，温度升高，压强增大，使瓶塞从瓶口中喷出形成“白雾”的原因是，在塞子突然跳起时，气体绝热膨胀对外做功，内能减少，温度下降，水蒸气有一部分被液化成小水滴，形成“白雾”，故选项D正确，ABC错误。
故选D。
11．192.3
【解析】
【分析】
【详解】
子弹动能的减少增加了内能，使温度升高，根据能量关系有
则
12． 1500 2
【解析】
【详解】
[1]做功和传热在改变物体内能方面是等效的，因此如用传热的方式，也使物体温度升高5℃，物体应吸收1500J的热量。
[2]如在绝热过程中对物体做功3000J，温度升高10℃，则物体温度升高1℃需要外界做功或吸收热量300J，因此物体在单纯的传热过程中放出600J的热量，物体的温度降低2℃。
【点睛】
本题综合考查了功与内能的改变、热与内能的改变。在绝热过程中，功是内能变化的量度；在单纯传热的过程中，热量是内能改变的量度。同一物体，升高相同的温度所需要的能量是相同的。
13． 热传递 做功 热传递
【解析】
【详解】
（1）[1]．池水在阳光照射下温度升高：热传递.
（2）[2]．汽车刹车后轮胎的温度升高：做功.
（3）[3]．火柴在火上被点燃：热传递.
14． C A
【解析】
【详解】
[1]图C中压缩活塞引燃硝化棉，说明做功能改变内能，故选C；
[2]观察布朗运动，能说明分子在做无规则热运动，故选A。
15．铅弹温度升高了123℃
【解析】
【详解】
由题意可知铅弹的动能完全转化为木块和铅弹的内能，可得：Ek=mv2=U，
又知增加的内能的80%使铅弹温度升高，可得：0.8U=Cm△t，
可得：
即铅弹温度升高了123℃．
16．见解析
【解析】
【详解】
三种热传递方式分别是：传导、对流和辐射；
三种传导方式的相同点：都是将热量从高温物体传向低温物体；
三种传导方式的不同点：
热传导是指内能从温度较高的部分沿着物体传到温度较低的部分的方式。热传导是固体中热传递的主要方式。在气体或液体中，热传导过程往往和对流同时发生。不同物质的传热本领不同，容易传热的物体，叫做热的良导体，不容易传热的物体，叫做热的不良导体。金属都是热的良导体。陶瓷、羊毛、皮革、棉花、水、空气等都是热的不良导体。
热对流是指在流体中依靠流体的热胀冷缩和流动性来传热的方式。对流是液体和气体中热传递的主要方式，气体的对流比液体明显。
热辐射是指物体因自身的温度而具有向外发射能量的本领，物体之间不依靠介质，利用放射和吸收彼此的电磁波（主要是红外线）直接传递能量的方式。热辐射是远距离传递能量的主要方式。
17．详见解析
【解析】
【详解】
盛在绝热容器内的水，由于重物的下落带动叶片旋转，使水温升高。如果重物下落所作的功为ΔW，使容器中质量为m的水升高温度为ΔT，那么与ΔW相当的热量ΔQ应为
ΔQ=CmΔT
式中C是水的比热，根据实验测得的ΔT，可将ΔQ计算出来；ΔW可以根据砝码的质量和下落的距离算出。根据实验所得数据，计算所得结果，这就是测热功当量的焦耳实验。
18．（1）4N；14J （2）4.4J
【解析】
【详解】
（1）对AB整体受力分析，受拉力F．重力G．支持力N．向左的摩擦力f和向右的弹力N1，如图
根据共点力平衡条件，有
竖直方向
N=G1+G2
水平方向
F=f+N1
其中
f=μN
解得
N=（m1+m2）g=20N
f=μN=0.2×20N=4N
对整体在整个运动过程中运用动能定理列式，得到
WF﹣fs﹣m2g h=0
根据几何关系，可知求B上升距离h=1m，故
WF=fs+m2g h=4×1+1×10×1=14J
（2）根据功能关系知
FS=mvA2+mvB2+E内+mgh，
根据速度的分解与合成知B的速度为m/s
解得
E内=20×1﹣0.5×1×4﹣0.5×1×﹣1×10×1=4.4J
答案第1页，共2页
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