3.1 内能+功+热量+ 同步练习 Word版含解析

（十四） 内能 功 热量
1．[多选]用下述方法改变物体的内能，属于做功的方式是(　　)
A．在阳光的照射下，水的温度升高
B．用磨刀石磨刀时，刀发热
C．用电热器烧水
D．用天然气烧水
解析：选BC　A项是热传递中的辐射，B中是摩擦力做功，C中是电流做功，D中是燃料燃烧把内能转移给水，故B、C正确。
2.如图所示，把浸有乙醚的一小团棉花放在厚玻璃筒的底部，当很快地向下压活塞时，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，此实验目的是要说明(　　)
A．做功可以增加物体的热量
B．做功一定升高物体的温度
C．做功可以改变物体的内能
D．做功一定可以增加物体的内能
解析：选C　迅速向下压活塞，实际上是在对玻璃气筒内的气体做功，由于是迅速向下压筒内的气体，做功时间极短，因此实验过程可认为是绝热过程(即Q＝0)。乙醚达到燃点而燃烧表明气体温度升高内能增大，这说明做功可以改变物体的内能。
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：选D　物体的内能由温度、体积及物体的质量决定，不是只由温度决定，故A、B错；在热传递过程中，热量由高温物体传给低温物体，而与物体的内能大小无关，所以完全有可能是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C项错；关于热量的论述，D项是正确的。
4．关于热传递，下列说法正确的是(　　)
A．热传递的实质是温度的传递
B．物体间存在温度差，才能发生热传递
C．热传递可以在任何情况下发生
D．热传递是内能大的传给内能小的
解析：选B　热传递的实质是内能的转移，不是传递温度，A错误；热传递是内能从高温物体传递到低温物体，必须存在温差，B正确，C错误；内能是物体内所有分子热运动的动能和分子势能的总和，内能大的不一定是高温物体，D错误。
5．[多选]关于改变物体的内能，下列说法正确的是(　　)
A．做功和热传递是改变物体内能的两种本质不同的物理过程
B．外界对物体做功，物体的内能一定增大
C．物体对外界放热，物体的内能一定增大
D．热量是在热传递中，从一个物体向另一个物体或物体的一部分向另一部分转移内能的多少
解析：选AD　做功和热传递是改变物体内能的两种本质不同的方法，做功的过程是不同形式的能相互转化的过程，而热传递是同种形式的能(内能)在物体间或物体的各部分间的转移，A正确；物体内能的变化取决于做功和热传递两种途径，单凭一方面不足以判断其内能的变化，B、C错误；根据热量的概念可知D正确。
6．[多选]关于内能和机械能，下面说法正确的是(　　)
A．机械能越大的物体，其内能也越大
B．当物体的机械能发生变化时，其内能也发生变化
C．任何物体都有内能，但物体机械能可以为零
D．两物体发生滑动摩擦时，机械能减小，内能增大
解析：选CD　内能和机械能是两种不同形式的能，无必然联系，A、B错误；由内能和机械能的概念可知任何物体都有内能，但可以无机械能，C正确；两物体发生滑动摩擦时，机械能转化为内能，即摩擦生热，D正确。
7．[多选](山东高考)如图，内壁光滑、导热良好的气缸中用活塞封闭有一定质量的理想气体。当环境温度升高时，缸内气体(　　)
A．内能增加
B．对外做功
C．压强增大
D．分子间的引力和斥力都增大
解析：选AB　根据一定质量的某种理想气体的内能只决定于温度，处在导热气缸中的理想气体由于外界环境温度升高，理想气体的内能要增大，所以选项A正确；再根据理想气体的状态方程：＝C可知，气体压强不变，当温度升高时，体积要增大，因此气体要对外做功，所以选项B正确，C错误；理想气体没有分子间的相互作用力，因此分子间的作用力始终为零，故D选项错误。
8．采用绝热(即不交换热量)的方式使一定量的气体由初态A变化至终态B，对于不同的绝热方式，下列说法正确的是(　　)
A．对气体所做的功也不同
B．对气体所做的功都相同
C．对气体不需做功，因为没有热量的传递
D．以上三种说法都不对
解析：选B　绝热过程ΔU＝W，这里气体的状态由初态A变到终态B，由于A，B两状态确定，所以不论采用什么绝热方式，初态A的内能有一确定值UA，终态B的内能也有确定值UB，故W＝UB－UA为恒量，故B项正确。
9．[多选]如图所示为焦耳实验装置简图，用绝热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．这个装置可测定热功当量
B．做功增加了水的热量
C．做功增加了水的内能
D．功和热量是完全等价的，无区别
解析：选AC　可通过重力做功与水温升高吸收的热量，测定热功当量，做功增加了水的内能，而热量只是热传递过程中内能改变的量度，所以功与热量是不同的。故选A、C。
10.如图所示，固定容器以及可动活塞P都是绝热的，中间有一个导热的可动隔板B，B的两边分别盛有气体甲和乙，现将活塞P缓慢地向B移动一段距离，已知气体的温度随其内能的增加而升高，则在P移动的过程中(　　)
A．甲的内能不变、乙的内能不变
B．甲的内能增加，乙的内能不变
C．甲的内能增加，乙的内能增加
D．隔板B与活塞P移动的距离相等
解析：选C　隔板B固定且导热，当活塞向B移动的过程中，外力做功，气体乙的内能增加，温度升高，乙通过导热板B向气体甲传递热量，因此甲的内能增加，因此选项C正确，选项A、B错误，乙的内能增加体积应减小，所以P移动的距离大于B移动的距离，D错误。
11．[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．而热量是热传递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是错误的。
12.如图所示的容器中，A、B各有一个可自由移动的活塞，活塞下面是水，上面大气压恒定，A 、B的底部由带阀门的管道相连，整个装置绝热。原先A中的水面比B中的高，打开阀门，A中的水向B流动，最后达到平衡，在这个过程中(　　)
A．水的内能不变　　　　　　 B．水的内能减小
C．水的内能增大 D．无法判断
解析：选C　打开阀门，水的重心降低，重力对水做正功，系统又绝热，故水的内能增大，C正确。
13.如图所示，直立容器内部有被隔板隔开的A、B两部分气体，A的密度大，B的密度较小，抽去隔板，加热气体，使两部分气体均匀混合，设在此过程中气体吸热Q，气体内能增量为ΔE，则(　　)
A．ΔE＝Q B．ΔEC．ΔE>Q D．无法比较
解析：选C　抽去隔板前，A、B气体的整体重心在中线以上，抽去隔板待气体混合均匀后，重心恰好在中线上，系统的重力势能减少，由能量守恒定律知，减少的重力势能与内能发生转化而使得内能增加，吸收的热量也使得内能增加，则气体内能的增量大于气体所吸收的热量。
14．某同学想要估测每秒钟太阳辐射到地球表面上的能量，他用一个横截面积S＝3.2 dm2的保温圆筒，内装有质量为m＝0.4 kg的水，让太阳光垂直照射t＝3 min，水升高的温度Δt＝2.2 ℃，已知水的比热容c＝4.2×103 J/(kg·℃)，地球半径为R＝6 400 km，试求出太阳向地球表面辐射能量的功率。
解析：太阳辐射到水中的能量Q＝cmΔt＝4.2×103×0.4×2.2 J≈3.7×103 J。
太阳光在1 s内垂直照射到1 m2面积上的功率P＝＝ J/(m2·s)≈6.4×102 J/(m2·s)。
太阳向地球表面辐射能量的功率
P′＝P·πR2＝6.4×102×3.14×(6 400×103)2 W≈8.2×1016 W。
答案：8.2×1016 W