【精品教与学】2014-2015学年高中物理（人教版）选修3-3作业：第10章《热力学定律》1-2（解析与答案）
文档属性
| 名称 | 【精品教与学】2014-2015学年高中物理（人教版）选修3-3作业：第10章《热力学定律》1-2（解析与答案） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 237.2KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2015-01-19 06:59:35 | ||
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文档简介
双基限时练(十三) 功和内能 热和内能
1．(多选题)用下述方法改变物体的内能，属于做功的方式是( )
A．搓搓手会感到手暖和些
B．汽油机气缸内被压缩的气体
C．车刀切下的炽热的铁屑
D．物体在阳光下被晒热
答案 ABC
2．物体获得一定初速度后，沿着粗糙斜面上滑，在上滑过程中，物体和斜面组成的系统( )
A．机械能守恒
B．动能与内能之和守恒
C．机械能和内能都增加
D．机械能减少，内能增加
2．(多选题)对于热量、功和内能三者的下列说法中正确的是( )
A．三者单位相同，物理意义相同
B．热量和功是内能的量度
C．热量和功由过程决定，而内能由物体状态决定
D．系统内能增加了100 J，可能是外界采用绝热方式对系统做功100 J，也可能是外界单纯地对系统传热100 J
解析 热量、功和内能三者尽管单位相同，但物理意义有本质区别，A错．热量和功由过程决定，内能由物体状态决定，热量和功是内能变化的量度，C对，B错．对一个绝热过程ΔU＝W＝100 J，对一个单纯热传递过程ΔU＝Q＝100 J，D对．
答案 CD
3．关于物体的内能和热量，下列说法中正确的有( )
A．热水的内能比冷水的内能多
B．温度高的物体其热量必定多，内能必定大
C．在热传递过程中，内能大的物体其内能将减小，内能小的物体其内能将增大，直到两物体的内能相等
D．热量是热传递过程中内能转移的量度
解析 物体的内能由温度、体积及物体的质量决定，不只由温度决定，故选项A、B都不对．在热传递过程中，热量是由高温物体传给低温物体，而内能大的物体不一定温度高，在热传递过程中完全有可能内能大的物体内能继续增大，内能小的物体内能继续减小，故选项C是错误的．关于热量的论述，选项D是正确的．
答案 D
4．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．物体的分子平均动能可能不变
解析 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．而物体内能包括所有分子的平均动能和势能，内能由分子数、分子平均动能、势能三者决定，因此答案C错误．
答案 D
5．(多选题)关于热传递的下述说法中正确的是( )
A．热量总是从内能大的物体传给内能小的物体
B．热量总是从分子平均动能大的物体传给分子平均动能小的物体
C．热传递的实质是物体之间内能的转移而能的形式不发生变化
D．只有通过热传递的方式，才能使物体的温度发生变化
答案 BC
6．如图所示，瓶内装有少量的水，瓶口已塞紧，水上方空气中有水蒸气，用打气筒向瓶内打气，当塞子从瓶口跳出时，瓶内出现“白雾”，这一现象产生的原因可以用下面三句话解释：甲：水蒸气凝结成小水珠；乙：瓶内气体推动瓶塞做功，内能减小；丙，温度降低．三句话正确的顺序是( )
A．甲、乙、丙 B．乙、丙、甲
C．丙、甲、乙 D．乙、甲、丙
解析 根据题意因果顺序的进程为：空气推动瓶塞做功——空气内能减小——瓶内空气温度降低——瓶内水蒸气液化成小水珠即“白雾”，而瓶塞跳起的原因是用打气筒往瓶内打气使气体压强增大所致．
答案 B
7.
如图所示，一定质量的理想气体密封在绝热(即与外界不发生热交换)容器中，容器内装有一可以活动的绝热活塞．现对活塞施以一竖直向下的压力F，使活塞缓慢向下移动一段距离后，气体的体积减小．若忽略活塞与容器壁间的摩擦力，则被密封的气体( )
A．温度升高，压强增大，内能减少
B．温度降低，压强增大，内能减少
C．温度升高，压强增大，内能增加
D．温度降低，压强减小，内能增加
解析 向下压缩活塞，对气体做功，气体的内能增加，温度升高，对活塞受力分析可得出气体的压强增大，故C选项正确．
答案 C
8．如图所示，气缸放置在水平地面上，质量为m的活塞将气缸分成甲、乙两气室，两气室中均充有气体，气缸、活塞是绝热的且不漏气．开始活塞被销钉固定，现将销钉拔掉，活塞最终静止在距原位置下方h处，设活塞移动前后甲气体内能的变化量为ΔE，不计气体重心改变的影响，下列说法正确的是( )
A．ΔE＝mgh
B．ΔE>mgh
C．ΔED．以上三种情况均有可能
解析 气体甲体积减小，外界对它做正功，其中包括mgh和乙气体分子对活塞的力做功W乙，且为正功，ΔE＝mgh＋W乙．
答案 B
9．(多选题)如图所示，绝热的容器内密闭一定质量的气体(不考虑分子间的作用力)，用电阻丝缓慢对其加热时，绝热活塞无摩擦地上升，下列说法正确的是( )
A．单位时间内气体分子对活塞碰撞的次数减少
B．电流对气体做功，气体对外做功，气体内能可能减少
C．电流对气体做功，气体又对外做功，其内能可能不变
D．电流对气体做功一定大于气体对外做功
解析 由题意知，气体压强不变，活塞上升，体积增大，由＝恒量知，气体温度升高，内能一定增加，由能的转化和守恒知，电流对气体做功一定大于气体对外做功，B、C均错，D项正确．由气体压强的微观解释知温度升高，气体分子对活塞的冲力增大，而压强不变；单位时间内对活塞的冲力不变．因此单位时间内对活塞的碰撞次数减少，A对．
答案 AD
10．如下图所示容器中A、B各有一个可自由移动的活塞，活塞下面是水，上面是大气，大气压恒定，A、B的底部由带阀门K的管道相连，整个装置与外界绝热，原先，A中水面比B中高，打开阀门，使A中的水逐渐向B中流，最后达到平衡，在这个过程中( )
A．大气压力对水做功，水的内能增加
B．水克服大气压力做功，水的内能减少
C．大气压力对水不做功，水的内能不变
D．大气压力对水不做功，水的内能增加
解析 打开阀门，重力对水做功，此系统绝热，水的内能增加．
答案 D
11．(多选题)在光滑水平面上有一木块保持静止，子弹穿过木块，下列做法中正确的是( )
A．做功使木块内能改变
B．子弹损失的机械能，等于子弹与木块增加的内能
C．子弹损失的机械能，等于木块动能的增加和木块、子弹内能的总和
D．子弹与木块总动能守恒
解析 子弹损失的动能，一部分转化为木块的动能，一部分转化为内能．
答案 AC
12．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处，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，那么( )
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
解析 两球初末态温度相同，初末态体积相同，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B选项正确．
答案 B
13．用5 N的力垂直推动活塞压缩绝热气缸的气体，活塞的
位移为0.1 m时，气体内能的变化量是多少？内能增加了还是减少了？
解析 外界对气体做功W＝Fs＝5 N×0.1 m＝0.5 J，
气体内能增加，增加量为0.5 J.
答案 增加了0.5 J
14．太阳向地球表面每平方米辐射光能的功率是1.4 kW，今要用凹面镜制成的太阳灶烧水，并要使初温为20 ℃、质量为5 kg的水在1 200 s内沸腾，则太阳灶中凹面镜受光照面积的直径至少应该是多少？(设太阳灶的总效率为50%)
解析 设凹面镜的直径为d，在t＝1 200 s内太阳辐射到凹面镜的能量
E＝Pt·S＝×3.14d2×1 400×1 200
＝1.318 8×106d2
根据能量守恒可知50%E＝cmΔt
1．318 8×106d2×50%＝4.2×103×5×(100－20)d＝1.6 m.
答案 1.6 m
1．(多选题)用下述方法改变物体的内能，属于做功的方式是( )
A．搓搓手会感到手暖和些
B．汽油机气缸内被压缩的气体
C．车刀切下的炽热的铁屑
D．物体在阳光下被晒热
答案 ABC
2．物体获得一定初速度后，沿着粗糙斜面上滑，在上滑过程中，物体和斜面组成的系统( )
A．机械能守恒
B．动能与内能之和守恒
C．机械能和内能都增加
D．机械能减少，内能增加
2．(多选题)对于热量、功和内能三者的下列说法中正确的是( )
A．三者单位相同，物理意义相同
B．热量和功是内能的量度
C．热量和功由过程决定，而内能由物体状态决定
D．系统内能增加了100 J，可能是外界采用绝热方式对系统做功100 J，也可能是外界单纯地对系统传热100 J
解析 热量、功和内能三者尽管单位相同，但物理意义有本质区别，A错．热量和功由过程决定，内能由物体状态决定，热量和功是内能变化的量度，C对，B错．对一个绝热过程ΔU＝W＝100 J，对一个单纯热传递过程ΔU＝Q＝100 J，D对．
答案 CD
3．关于物体的内能和热量，下列说法中正确的有( )
A．热水的内能比冷水的内能多
B．温度高的物体其热量必定多，内能必定大
C．在热传递过程中，内能大的物体其内能将减小，内能小的物体其内能将增大，直到两物体的内能相等
D．热量是热传递过程中内能转移的量度
解析 物体的内能由温度、体积及物体的质量决定，不只由温度决定，故选项A、B都不对．在热传递过程中，热量是由高温物体传给低温物体，而内能大的物体不一定温度高，在热传递过程中完全有可能内能大的物体内能继续增大，内能小的物体内能继续减小，故选项C是错误的．关于热量的论述，选项D是正确的．
答案 D
4．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．物体的分子平均动能可能不变
解析 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．而物体内能包括所有分子的平均动能和势能，内能由分子数、分子平均动能、势能三者决定，因此答案C错误．
答案 D
5．(多选题)关于热传递的下述说法中正确的是( )
A．热量总是从内能大的物体传给内能小的物体
B．热量总是从分子平均动能大的物体传给分子平均动能小的物体
C．热传递的实质是物体之间内能的转移而能的形式不发生变化
D．只有通过热传递的方式，才能使物体的温度发生变化
答案 BC
6．如图所示，瓶内装有少量的水，瓶口已塞紧，水上方空气中有水蒸气，用打气筒向瓶内打气，当塞子从瓶口跳出时，瓶内出现“白雾”，这一现象产生的原因可以用下面三句话解释：甲：水蒸气凝结成小水珠；乙：瓶内气体推动瓶塞做功，内能减小；丙，温度降低．三句话正确的顺序是( )
A．甲、乙、丙 B．乙、丙、甲
C．丙、甲、乙 D．乙、甲、丙
解析 根据题意因果顺序的进程为：空气推动瓶塞做功——空气内能减小——瓶内空气温度降低——瓶内水蒸气液化成小水珠即“白雾”，而瓶塞跳起的原因是用打气筒往瓶内打气使气体压强增大所致．
答案 B
7.
如图所示，一定质量的理想气体密封在绝热(即与外界不发生热交换)容器中，容器内装有一可以活动的绝热活塞．现对活塞施以一竖直向下的压力F，使活塞缓慢向下移动一段距离后，气体的体积减小．若忽略活塞与容器壁间的摩擦力，则被密封的气体( )
A．温度升高，压强增大，内能减少
B．温度降低，压强增大，内能减少
C．温度升高，压强增大，内能增加
D．温度降低，压强减小，内能增加
解析 向下压缩活塞，对气体做功，气体的内能增加，温度升高，对活塞受力分析可得出气体的压强增大，故C选项正确．
答案 C
8．如图所示，气缸放置在水平地面上，质量为m的活塞将气缸分成甲、乙两气室，两气室中均充有气体，气缸、活塞是绝热的且不漏气．开始活塞被销钉固定，现将销钉拔掉，活塞最终静止在距原位置下方h处，设活塞移动前后甲气体内能的变化量为ΔE，不计气体重心改变的影响，下列说法正确的是( )
A．ΔE＝mgh
B．ΔE>mgh
C．ΔE
解析 气体甲体积减小，外界对它做正功，其中包括mgh和乙气体分子对活塞的力做功W乙，且为正功，ΔE＝mgh＋W乙．
答案 B
9．(多选题)如图所示，绝热的容器内密闭一定质量的气体(不考虑分子间的作用力)，用电阻丝缓慢对其加热时，绝热活塞无摩擦地上升，下列说法正确的是( )
A．单位时间内气体分子对活塞碰撞的次数减少
B．电流对气体做功，气体对外做功，气体内能可能减少
C．电流对气体做功，气体又对外做功，其内能可能不变
D．电流对气体做功一定大于气体对外做功
解析 由题意知，气体压强不变，活塞上升，体积增大，由＝恒量知，气体温度升高，内能一定增加，由能的转化和守恒知，电流对气体做功一定大于气体对外做功，B、C均错，D项正确．由气体压强的微观解释知温度升高，气体分子对活塞的冲力增大，而压强不变；单位时间内对活塞的冲力不变．因此单位时间内对活塞的碰撞次数减少，A对．
答案 AD
10．如下图所示容器中A、B各有一个可自由移动的活塞，活塞下面是水，上面是大气，大气压恒定，A、B的底部由带阀门K的管道相连，整个装置与外界绝热，原先，A中水面比B中高，打开阀门，使A中的水逐渐向B中流，最后达到平衡，在这个过程中( )
A．大气压力对水做功，水的内能增加
B．水克服大气压力做功，水的内能减少
C．大气压力对水不做功，水的内能不变
D．大气压力对水不做功，水的内能增加
解析 打开阀门，重力对水做功，此系统绝热，水的内能增加．
答案 D
11．(多选题)在光滑水平面上有一木块保持静止，子弹穿过木块，下列做法中正确的是( )
A．做功使木块内能改变
B．子弹损失的机械能，等于子弹与木块增加的内能
C．子弹损失的机械能，等于木块动能的增加和木块、子弹内能的总和
D．子弹与木块总动能守恒
解析 子弹损失的动能，一部分转化为木块的动能，一部分转化为内能．
答案 AC
12．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处，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，那么( )
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
解析 两球初末态温度相同，初末态体积相同，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B选项正确．
答案 B
13．用5 N的力垂直推动活塞压缩绝热气缸的气体，活塞的
位移为0.1 m时，气体内能的变化量是多少？内能增加了还是减少了？
解析 外界对气体做功W＝Fs＝5 N×0.1 m＝0.5 J，
气体内能增加，增加量为0.5 J.
答案 增加了0.5 J
14．太阳向地球表面每平方米辐射光能的功率是1.4 kW，今要用凹面镜制成的太阳灶烧水，并要使初温为20 ℃、质量为5 kg的水在1 200 s内沸腾，则太阳灶中凹面镜受光照面积的直径至少应该是多少？(设太阳灶的总效率为50%)
解析 设凹面镜的直径为d，在t＝1 200 s内太阳辐射到凹面镜的能量
E＝Pt·S＝×3.14d2×1 400×1 200
＝1.318 8×106d2
根据能量守恒可知50%E＝cmΔt
1．318 8×106d2×50%＝4.2×103×5×(100－20)d＝1.6 m.
答案 1.6 m