第十章 1
基础达标
1．(2019南岔名校期中)下列关于物体内能的说法中正确的是( )
A．0
℃的水比0
℃的冰的内能大
B．物体运动的速度越大，其内能越大
C．水分子的内能比冰分子的内能大
D．100
g,0
℃的冰比100
g,0
℃的水的内能小
【答案】D
解析：内能的多少与物体的质量、温度、状态有关，单比较物质的温度以及物态是不能判断内能的大小的，只有相同质量下，0
℃的冰比0
℃的水的内能小，故A、C错误，D正确；物体的内能是分子动能和分子势能之和，其大小与宏观运动无关，故B错误．
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
【答案】D
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．
3．下列说法正确的是( )
A．物体放出热量，其内能一定减小
B．物体对外做功，其内能一定减小
C．物体吸收热量，同时对外做功，其内能可能增加
D．物体放出热量，同时对外做功，其内能可能不变
【答案】C
解析：物体内能的改变方式有两种：做功和热传递，只确定某一种方式无法判断内能是否变化，故
A、B
选项错误；物体放出热量又同时对外做功内能一定减小，故
D
选项错误；物体吸收热量同时对外做功，内能可能增大、减小或不变，故
C
选项正确．
4．下列说法中错误的是( )
A．“摩擦生热”的现象，实际上是做功改变物体的内能
B．柴油机点火的道理是压缩气体做功，气体的内能增加，温度升高，使喷入汽缸内的雾状柴油燃烧
C．热水内能比冷水的内能多
D．瓶内的高压气体将瓶塞冲开，瓶内气体温度降低，其原理是气体在膨胀时对外做功，内能减少，温度降低
【答案】C
解析：分清物理过程，明确做功情况，就能确定内能变化的原因．物体内能由温度、体积及物体的质量决定．
5．(2019衡阳校级检测)质量相等的铜块和铝块，升高相同温度时(已知c铝＞c铜)，则有( )
A．两者吸收的热量一样多
B．铜块吸收的热量多
C．铝块吸收的热量多
D．无法比较
【答案】C
解析：质量相同的铜块和铝块，升高相同的温度，由Q吸＝cmΔt可以知道，比热容大的吸收的热量多，因此铝块吸收的热量多．故选C．
6．(多选)采用绝热(即不与外界交换热量)的方式使一定量的气体由初态A变化至末状态B．对于不同的绝热方式，下面说法不正确的是( )
A．对气体所做的功不同
B．对气体所做的功相同
C．对气体不需做功，因为没有能量的传递
D．以上三种说法都不对
【答案】ACD
解析：对于一定质量的气体，不管采用任何一种绝热方式由状态A变化到状态B，都是绝热过程．在这一过程中，气体在初状态A有一确定的内能UA，在末状态B有另一确定的内能UB，由绝热过程中ΔU＝UB－UA＝W知，W为恒量，故B正确，A、C、D错误．
能力提升
7．(多选)下列关于系统的内能的说法正确的是( )
A．系统的内能是由系统的状态决定的
B．分子动理论中引入的系统内能和热力学中引入的系统内能是一致的
C．做功可以改变系统的内能，但单纯地对系统传热不能改变系统的内能
D．气体在大气中做绝热膨胀时做了功，但气体的内能不变
【答案】AB
解析：系统的内能是一个只依赖于系统自身状态的物理量，所以是由系统的状态决定的，A对．正因为内能是由系统的状态决定的，所以分子动理论中引入的内能和热力学中引入的内能是一致的，B对．做功和热传递都可以改变系统的内能，C错．气体做绝热膨胀时对外界做了功，又因为与外界没有热交换，所以系统的内能要减小，故D错．
8．如图所示，活塞将汽缸分成甲、乙两气室，汽缸、活塞(连同拉杆)是绝热的，且不漏气．以E甲、E乙分别表示甲、乙两气室中气体的内能，则在将拉杆缓慢向外拉的过程中( )
A．E甲不变，E乙减小
B．E甲不变，E乙增大
C．E甲增大，E乙不变
D．E甲增大，E乙减小
【答案】D
解析：本题解题的关键是明确甲、乙两气室气体都历经绝热过程，内能的改变取决于做功的情况．对甲室内的气体，在拉杆缓慢向外拉的过程中，活塞左移，压缩气体，外界对甲室气体做功，其内能应增大；对乙室内的气体，活塞左移，气体膨胀，气体对外界做功，内能应减小．
9．有一个小气泡从水池底缓慢地上升，气泡跟水不发生热传递，而气泡内气体体积不断增大，小气泡上升的过程中( )
A．由于气泡克服重力做功，则它的内能减少
B．由于重力和浮力的合力对气泡做功，则它的内能增加
C．由于气泡内气体膨胀做功，则它的内能增加
D．由于气泡内气体膨胀做功，则它的内能减少
【答案】D
解析：在小气泡上升过程中，重力和浮力的合力对气泡做功，或者气泡克服重力做功，它只能改变气泡的机械能，而不影响气泡内气体的内能，故A、B错误．在上升的过程中，气泡内气体膨胀而对外界做功，使它的内能减少，故D正确．
10．(多选)如图所示，一绝热容器被隔板K隔开a、b两部分．已知a内有一定量的稀薄气体，b内为真空．抽开隔板K后，a内气体进入b，最终达到平衡状态．在此过程中( )
A．气体对外界做功，内能减少
B．气体不做功，内能不变
C．气体压强变小，温度降低
D．气体压强变小，温度不变
【答案】BD
解析：绝热容器内的稀薄气体与外界没有热传递，Q＝0，因而A错误；稀薄气体向真空扩散没有做功，W＝0，因而B正确；根据热力学第一定律稀薄气体的内能不变，则温度不变，因而C错误；稀薄气体扩散，体积增大，压强必然减小，D正确．
11．(1)如图所示，直立容器内部被隔板隔开，A的密度小；B的密度大，抽去隔板，使气体均匀混合．此过程绝热，则气体内能________．
(2)物体在水平面上运动，速度由9
m/s减慢到7
m/s
的过程中，减少的动能全部转化为物体的内能，如果物体继续运动，又有一些动能全部转化为上述等量的内能，这时物体的速度是________m/s．
【答案】(1)增加 (2)
解析：(1)气体A、B密度不等，均匀混合原重心下移，重力做正功，重力势能减少，因为这一过程绝热，所以气体内能增加．
(2)物体速度由9
m/s减慢到7
m/s，摩擦力做的功Wf＝ΔEk＝－m×32
J，即内能减少m×32
J，要使物体又有相等的动能转化为内能，设速度为v，有
mv2－m×72＝－m×32
v＝
m/s．
12．斜面高0.6
m，倾角为37°，质量是1.0
kg的物体由顶端从静止滑至底端，已知动摩擦因数为μ＝0.25，g取10
m/s2.求：
(1)物体到达底端时的速度；
(2)滑行过程中有多少机械能转化为内能？
【答案】(1)2
m/s (2)2
J
解析：(1)对物体由顶端从静止滑到底端的过程中，由动能定理得
WG＋Wf＝mv2
故有mgh－μmgcos
θ·L＝mv2
代入数据求得v＝2
m/s．
(2)摩擦力做的功等于机械能的减少，全部转化为内能．
ΔE＝Wf＝μmgcos
θ·L
＝0.25×1×10×0.8×1
J＝2
J．(共22张PPT)
1 功和内能
通过以前的学习我们知道功和能是两个不可分割的概念．做功是改变能的方式之一，能的变化可以通过做功来完成．现在探究内能变化是如何通过做功和热传递来实现的．
一、焦耳的实验
1．系统只由于外界对它做功与外界交换能量，它不从外界________，也不向外界________，这样的过程叫做________．
【答案】吸热 放热 绝热过程
2．________可以改变物体的内能，外界对物体做功，内能________；物体对外界做功，内能________．
【答案】做功 增加 减小
二、内能
当系统从状态1经过绝热过程达到状态2时，内能的增加量ΔU＝________就等于外界对系统所做的____W，即
ΔU＝W.
【答案】U2－U1 功
焦耳的两个实验有何异同
两个实验
实验一
实验二
做功方式
通过重物下落带动叶片搅水，靠叶片与水摩擦使水温升高，通过机械功实现能量转化
通过重物下落使发电机发电，电流通过电阻丝使水温升高，电功使能量转化
实验条件
容器及其中的水组成的系统与外界绝热
共性
外界对系统做功数值上相同，系统温度上升数值相同，内能改变相同
1．(多选)英国物理学家焦耳的主要贡献是( )
A．发现了电流通过导体产生热量的定律，即焦耳定律
B．测量了热和机械功之间的当量关系——热功当量
C．第一次计算了气体分子的质量
D．与W.汤姆孙合作研究了气体自由膨胀降温的实验
【答案】ABD
【解析】认真阅读、学习焦耳的有关资料，了解掌握焦耳的有关事迹以及一些科学研究过程，知道物理学家焦耳对自然科学的主要贡献．
1．做功改变物体内能的过程是其他形式的能(如机械能)与内能相互转化的过程．
2．在绝热过程中，外界对物体做多少功，就有多少其他形式的能转化为内能，物体的内能就增加多少；物体对外界做多少功，就有多少内能转化为其他形式的能，物体的内能就减少多少．即ΔU＝W.
做功与内能的变化的关系
3．压缩气体，外界对气体做了功，气体的内能增加，气体内能的增加量等于外界对气体做的功；气体膨胀，是气体对外界做功，气体内能减少，气体内能的减少量等于气体膨胀对外做的功．
温馨提示：(1)功是过程量，内能是状态量．
(2)在绝热过程中，做功一定能引起内能的变化．
(3)物体的内能大，并不意味着做功多．在绝热过程中，只有内能变化较大时，对应着做功较多．
2．(多选)(2019浦东名校期中)下列例子中通过做功改变物体内能的是( )
A．用锤子锤击金属块后，锤子和金属块都变热
B．灼热的火炉使周围物体的温度升高
C．手感到冷时，搓搓手就会觉得暖和些
D．摩擦冰块使其熔解
【答案】ACD
解析：用锤子锤击金属块后，锤子和金属块都变热，是机械能转化成内能，故A正确；灼热的火炉使周围物体的温度升高是热传递改变内能，故B错误；搓手取暖是机械能转化成内能，故C正确；摩擦冰块使其熔解是机械能转化为内能，故D正确．
例1 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．今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( )
外力做功和物体内能的变化
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
1.(2019石景山一模)快递公司用密封性好、充满气体的塑料袋包裹易碎品，如图所示．假设袋内气体与外界没有热交换，当充气袋四周被挤压时，袋内气体( )
A．对外界做负功，内能增大
B．对外界做负功，内能减小
C．对外界做正功，内能增大
D．对外界做正功，内能减小
【答案】A
解析：充气袋四周被挤压时，气体的体积减小，外界对气体做功，故气体对外界做负功，由于没有热交换，知气体的内能增大．故A正确，B、C、D错误.
例2 如图甲所示的容器中，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( )
机械能与内能相互联系的问题
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，相当于图乙所示斜线部分的水从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
2．如图所示，A、B两装置均由一支一端封闭、一端开口且带有玻璃泡的管状容器和水银槽组成，除玻璃泡在管上的位置不同外，其他条件都相同．将两管抽成真空后，开口向下竖直插入水银槽中(插入过程没有空气进入管内)，水银柱上升至图示位置停止．假设这一过程水银与外界没有热交换，则下列说法正确的是( )
A．A中水银的内能增量大于B中水银的内能增量
B．B中水银的内能增量大于A中水银的内能增量
C．A和B中水银体积保持不变，故内能增量相同
D．A和B中水银温度始终相同，故内能增量相同
【答案】B
【解析】大气压对水银槽中水银做功相同，这些功一部分转化为水银的内能，一部分转化为水银的重力势能．A中水银的重力势能大于B中水银的重力势能，故B中水银内能增量大于A中水银，B选项正确．
