3.1 内能　功　热量 规范训练（含答案解析）

第三章　热力学基础
第一节　内能　功　热量
(时间：60分钟)
考查知识点及角度
难度及题号
基础
中档
稍难
做功和内能的变化
1、2
3、4
热传递和内能的变化
5、6
7
做功和热传递与内能变化的关系
8、9
综合提升
10、11
12
　　　　　　　　　　　　　　　　　
知识点一　做功和内能的变化
1．用下述方法改变物体的内能，不属于做功的方式是
(　　)．
A．用锤子打铁时，铁块发热
B．用磨刀石磨刀时，刀发热
C．双手互搓，手发热
D．用天然气烧水
解析　A、B、C中的过程都是力对系统(铁块、刀、手)做功，内能增加和温度升高的过程．而D中的用天然气烧水则是通过热传导和热对流来实现水温升高的．
答案　D
2．在给自行车轮胎打气时，会发现胎内空气温度升高，这是因为
(　　)．
A．胎内气体压强不断增大，而容积不变
B．轮胎从外界吸热
C．外界空气温度本来就高于胎内气体温度
D．打气时，外界不断地对胎内气体做功
解析　给自行车轮胎打气，人对胎内气体做功，气体内能增加，所以温度升高．
答案　D
3．一定质量的气体封闭在绝热的汽缸内，当用活塞压缩气体时，一定减小的物理量有(不计气体分子势能)
(　　)．
A．气体体积
B．气体分子密度
C．气体内能
D．气体分子的平均动能
解析　绝热过程外力对系统做功，内能增加，温度升高，分子平均动能增加．
答案　A
4．给旱区送水的消防车停于水平地面，在缓慢放水过程中，若车胎不漏气，胎内气体温度不变，不计分子间势能，则胎内气体
(　　)．
A．从外界吸热
B．对外界做负功
C．分子平均动能减小
D．内能增加
解析　胎内气体经历了一个温度不变、压强减小、体积增大的过程．温度不变，分子平均动能和内能不变．体积增大，气体对外界做正功，从而要从外界吸热，A正确，B、C、D错．
答案　A
知识点二　热传递和内能的变化
5．热传递的规律是
(　　)．
A．热量从内能大的物体传给内能小的物体
B．热量从内能较小的物体传给内能较大的物体
C．热量从温度高的物体传给温度低的物体
D．热量从高温内能大的物体传给低温内能小的物体
解析　自发的热传递的方向是从温度高的物体传给温度低的物体，与物体的内能大小无关．
答案　C
6．下列关于内能与热量的说法中，正确的是
(　　)．
A．马铃薯所含热量高
B．内能越大的物体热量也越多
C．热量自发地从内能大的物体流向内能小的物体
D．热量自发地从温度高的物体流向温度低的物体
解析　选项A是一种很常见的说法，在日常生活中似无须计较，但从物理学的角度来看，却有不妥，热量是过程量，不是状态量，不能像内能那样蕴含在物体中，选项A错；说法B与说法A存在相同的错误，此外，物体的内能与热量之间，在数量上没有必然联系，选项B错；两物体之间热量的流向只与它们的温度有关，与它们的内能无关，选项C错．
答案　D
7．在一个完全真空的绝热容器中放入两个物体，它们之间没有发生热传递，这是因为
(　　)．
A．两物体没有接触
B．两物体的温度相同
C．真空容器不能发生热对流
D．两物体具有相同的内能
解析　发生热传递的条件是有温度差，而与物体内能的多少、是否接触周围的环境(是否真空)无关，故选项B正确，A、C、D错误．
答案　B
知识点三　做功和热传递与内能变化的关系
8．如图3-1-3所示的容器中，A、B中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．打开阀门前，A中水面比B中水面高，打开阀门后，A中的水逐渐向B中流，最后达到同一高度，在这个过程中
(　　)．
图3-1-3
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K稳定后，容器A、B中的水面相平，如图所示画斜线部分的水从A移到B，这部分水的重力势能减少了，即重力对水做了功，同时大气压力对A容器中的水做正功为p0SAhA，对B容器中的水做负功为p0SBhB，
因为两部分水的体积相等，所以大气压力对水做的总功为零．由于容器绝热，系统与外界之间没有热交换，而重力对系统做正功，故水的内能增加．
答案　D
9．做功和热传递是等效的，这里指的是
(　　)．
A．它们能使物体改变相同的温度
B．它们能使物体增加相同的热量
C．它们能使物体改变相同的内能
D．它们本质上是相同的
解析　做功是其它形式的能量转化为内能，功的多少是内能转化的量度；热传递是内能的转移，热量是内能转移的量度；所以两者对改变系统的内能是等效的．
答案　C
10．(双选)下列说法中正确的是
(　　)．
A．如果取水平地面为零势能面，则静止在水平地面上的物体的机械能和内能都为零
B．如果取水平地面为零势能面，则静止在水平地面上的物体的机械能为零，内能不为零
C．一个装有气体的绝热密封容器做匀速运动，如果使容器突然停止运动，则气体的温度要升高
D．一个装有气体的绝热密封容器做匀速运动，如果使容器突然停止运动，则气体的温度保持不变
解析　内能与零势能面的选择无关，重力势能与零势能面的选择有关，重力势能为零的静止物体机械能为零，但内能永不为零，A错误、B正确；绝热容器停止运动，内部的气体的机械能转化为内能，温度升高，C正确、D错误．
答案　BC
11．(双选)甲、乙两物体从距地面相同的高度处自由落下，假定落地后损失的机械能全部转化为物体的内能而使物体的温度升高，则甲、乙两物体温度升高的情况是
(　　)．
A．若甲、乙为同种物质，则质量较小的物体温度变化大
B．若甲、乙为同种物质，则它们温度升高相同
C．若甲、乙为不同种物质，则质量与比热容乘积小的物体温度变化大
D．若甲、乙为不同种物质，则比热容小的物体温度变化大
解析　同种物质组成的物体比热容相同．物体从H高处自由落下，则mgH＝cmΔt，即gH＝cΔt，可见温度变化与质量无关，只与物体的种类有关．
答案　BD
12．(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，然后将烧瓶放进盛满热水的烧杯里，气球逐渐膨胀起来，如图3-1-4所示．这是因为烧瓶里的气体吸收了水的____________，温度____________，体积________．
图3-1-4
(2)若对物体做1
200
J的功，可使物体温度升高3
℃，改用热传递的方式，使物体温度同样升高3
℃，那么物体应吸收________
J的热量；如果对该物体做3
000
J的功，物体的温度升高5
℃，表明该过程中，物体还________(填“吸收”或“放出”)热量________
J.
解析　(1)烧瓶和烧瓶内的气体要从热水杯中吸收水的热量，温度升高，体积增大．
(2)做功和热传递在改变物体内能上是等效的，因此对物体做功1
200
J使温度升高3
℃，如用吸热方式，也使温度升高3
℃应吸收1
200
J的热量．
如对物体做功3
000
J，温度升高5
℃，而物体温度升高5
℃，需要的功或热量应为ΔE.
1
200
J＝cm×3，
ΔE＝cm×5，
所以ΔE＝2
000
J.
因此物体应放出1
000
J的热量．
答案　(1)热量　升高　增大　(2)1
200　放出　1
000