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2019--2020人教版物理选修3-3同步练习10、2热和内能含解析
10、2热和内能
基础巩固
1．高温物体甲和低温物体乙发生热传递，最后达到热平衡，这个过程的实质是( )
A．甲把温度传给乙，最后甲、乙两者温度相同
B．甲把内能传给乙，最后甲、乙两者内能相等
C．甲把温度传给乙，最后甲、乙两者内能相等
D．甲把内能传给乙，最后甲、乙两者温度相等
解析：宏观上甲的温度降低，乙的温度升高，因而有的同学会错误地认为甲物体向乙物体传递了温度，而实质上是甲将内能传递给了乙，因而选项A、C错误；热传递完成后，最后甲、乙两物体达到热平衡，即两者温度相同，并不是内能相等，选项B错误，选项D正确．
答案：D
2．关于物体内能变化的说法，正确的是( )
A．一定质量的晶体在熔化过程中内能保持不变
B．一定质量的气体在体积膨胀过程中内能一定增加
C．一定质量的物体在热膨胀过程中内能不一定增加
D．一定质量的物体在体积保持不变的过程中，内能一定不变
解析：晶体在熔化过程中要吸热，却没有对外做功，故内能增加，A错误．一定质量的气体在膨胀过程中，可能吸热，也可能不吸热，还有可能放热，但一定对外做功，内能不一定增加，故B错误．物体热膨胀一定是吸收了热量，对外做功不一定小于吸收的热量，内能不一定增加，C正确．物体体积不变，温度可以改变，内能随之变化，D错误．
答案：C
3．某未密闭房间内的空气温度与室外的相同，现对该室内空气缓慢加热，当室内空气温度高于室外空气温度时( )
A．室内空气的压强比室外的小
B．室内空气分子的平均动能比室外的大
C．室内空气的密度比室外的大
D．室内空气对室外空气做了负功
解析：未密闭房间内的空气在温度升高时等压膨胀，对外做功，密度减小，所以室内空气的压强始终等于室外的压强，故选项A、C、D错误．温度是分子平均动能的标志，选项B正确．
答案：B
4．下列关于物体的温度、内能和热量的说法中正确的是( )
A．物体的温度越高，所含热量越多
B．物体的内能越大，热量越多
C．物体的温度越高，它的分子热运动的平均动能越大
D．物体的温度不变，其内能就不变
解析：热量仅在热传递的过程中体现，是一个过程量，内能和温度是状态量，因此不能说温度越高，热量就越多，也不能说内能越大，热量就越多，A、B选项错误；温度是物体大量分子无规则运动平均动能的标志，温度越高表明分子的平均动能越大，C选项正确；物体的温度不变，只能说明物体分子的平均动能不变，但是物体的分子势能可能发生变化，比如晶体熔化过程中，温度不变，所吸收的热量用于增加分子间的势能，内能增大，D选项错误．
答案：C
5．关于1 cal＝4.2 J，下列说法正确的是( )
A．1 cal热量等于4.2 J的功
B．1 cal热量可以做4.2 J的功
C．传递给物体的1 cal热量与对物体做4.2 J的功使物体增加的内能相等
D．1 cal热量就是4.2 J的热量
解析：热功当量描述了做功和热传递在改变一个物体的内能方面的等效关系：1 cal＝4.2 J．其物理意义是传递1 cal的热量和做4.2 J的功在改变物体的内能上是等效的，不能理解为：1 cal的热量可以做4.2 J的功，或者1 cal的热量等于4.2 J的功，所以正确的答案为C.
答案：C
6．关于系统内能的下列说法正确的是( )
A．物体内所有分子的动能与分子势能的总和叫物体的内能
B．一个物体当它的机械能发生变化时，其内能也一定发生变化
C．外界对系统做了多少功W，系统的内能就增加多少，即ΔU＝W
D．系统从外界吸收了多少热量Q，系统的内能就增加了多少，即ΔU＝Q
解析：在分子动理论中，我们把物体内所有分子的分子动能与分子势能的总和定义为物体的内能，选项A对．物体的内能与机械能是两个不同的物理概念，两者没有任何关系．如物体的速度增加了，机械能可能增加，但如果物体的温度不变，物体的内能可能不变，故选项B错．只有当系统与外界绝热时，外界对系统做的功才等于系统内能的增量，同理，只有在单纯的热传递过程中，系统吸收(或放出)的热量才等于系统内能的增量，故选项C、D都错．
答案：A
7．(多选)夏天，如果自行车内胎充气过足，又在阳光下曝晒(曝晒过程中内胎容积几乎不变)，车胎容易爆炸，关于这一现象，以下说法正确的是( )
A．车胎爆炸是车胎内气体温度升高，气体分子间斥力急剧增大的结果
B．在爆炸前的过程中，气体温度升高，分子无规则热运动加剧，气体压强增大
C．在爆炸前的过程中，气体吸热，内能增加
D．在爆炸的过程中，气体内能不变
解析：曝晒过程中，车胎升温，体积不变，压强增大，分子热运动加剧，A错，B对；爆炸前，W＝0，外界对胎内气体不做功．Q＝ΔU，C对；爆炸过程中，气体迅速膨胀，气体对外做功，内能减小，D错．
答案：BC
综合应用
8．一定量的气体吸收热量，体积膨胀并对外做功，则此过程的末态与初态相比( )
A．气体内能一定增加
B．气体内能一定减小
C．气体内能一定不变
D．气体内能是增是减不能确定
解析：气体的内能是由热传递和做功共同决定的，现在吸收热量和对外做功同时进行，不知道具体的数值关系，因此无法判断．
答案：D
9．(多选)关于气体的内能，下列说法正确的是( )
A．质量和温度都相同的气体，内能一定相同
B．气体温度不变，整体运动速度越大，其内能越大
C．气体被压缩时，内能可能不变
D．一定量的某种理想气体的内能只与温度有关
E．一定量的某种理想气体在等压膨胀过程中，内能一定增加
解析：质量和温度都相同的气体，内能不一定相同，因为分子总数不一定相等，A错误；宏观的运动和微观热运动没有绝对关系，所以内能不一定大，B错误；由＝C可知，等温压缩的时候，内能不变，C正确；一定量的某种理想气体分子数目确定，故只由温度决定，D正确；由＝C可知，一定量的某种理想气体在等压膨胀过程中，温度会升高，故内能增加，E正确．
答案：CDE
10．关于物体的内能以及变化，以下说法正确的是( )
A．物体的温度改变时，其内能必定改变
B．物体对外做功，其内能不一定改变，向物体传递热量，其内能不一定改变
C．物体对外做功，其内能必定改变，物体向外传出一定热量其内能必定改变
D．若物体与外界不发生热交换，则物体的内能必定不改变
解析：一定质量的物体，其内能由温度和体积共同决定．物体的温度改变时，其内能不一定改变．所以A错误．做功和热传递是改变物体内能的两种方式．若物体对外做功W，同时吸收热量Q，则①W＞Q，物体的内能减少；②W＝Q，物体的内能不变；③W＜Q，物体的内能增加，所以B正确．C、D错误．
答案：B
11．(2019年广东二校联考)夏天将密闭有空气的矿泉水瓶放进低温的冰箱中会变扁，此过程中瓶内空气(可看成理想气体)( )
A．内能减小，外界对其做功
B．内能减小，吸收热量
C．内能增加，对外界做功
D．内能增加，放出热量
解析：瓶内空气温度降低，体积减小，内能减小，外界对其做功，放出热量，选项A正确．
答案：A
12．到达地球表面的太阳辐射功率在与阳光垂直的表面上每平方米约为P＝1 400 W，如果用面积S＝2 m2的反射镜把阳光聚集到盛有m＝1 kg水的容器上，水的初温为20℃，需经过多长时间才能使水温达到100℃？(假如太阳能的80%被水吸收．)
解：2 m2的反射镜吸收的太阳能的功率
P′＝1 400×2×80% W＝2 240 W
水吸收的太阳能转化为水的内能，温度升高，
P′t＝cmΔt，2 240×t＝4.2×103×1×(100－20) J
t＝150 s.
13．在近地的高度内，雨滴几乎是匀速下落的，设在此过程中所产生的热量有30%被雨吸收，求雨滴在近地下落40 m前、后的温度差？
解：设雨滴的质量为m kg.
因为雨滴匀速下落，所以雨滴的重力势能的减少等于雨滴克服阻力所做的功．
雨滴的重力势能减少了：
W＝mgh＝m·10×40＝400m J
转化为雨滴内能的为：
Q＝W·η＝400m×30% J＝120m J
根据：Q＝cm·Δt
所以Δt＝＝ ℃＝0.03 ℃.
14．下面是晓阳在题为《能源利用和节约能源》的研究性学习中收集到的有关太阳能的资料：
太阳能是人类最基本的能源，它无污染、无费用，这种能源的使用期和太阳本身寿命一样长，当太阳光照射地面时，1 m2地面上在1 s内平均得到的太阳辐射能约为1.0×103 J．太阳能热水器就是直接利用太阳能的装置，目前已经逐渐地出现在我们的生活中．
晓阳在网上下载了某型号太阳能热水器的宣传广告：
容积(V)100 L
集热管的采光面积(S)1.5 m2
效率(η)40%
使用年限(z)15年
(1)晓阳家每天大约需要100 kg热水，用这种热水器将这些水从25 ℃加热到45 ℃需要多长时间？
(2)与效率为80%的电热水器相比，晓阳家每天节约多少电能？
解：(1)设T为光照时间，
k＝1.0×103 J/(s·m2)，
Q吸＝cm(t－t0)＝4.2×103×100×20 J
＝8.4×106 J，
太阳能热水器传给水的热量Q放＝kSTη，
因为Q吸＝Q放，所以
T＝＝ s
＝1.4×104 s≈3.9 h；
(2)由Q电＝Wη1得
W＝＝ J＝1.05×107 J≈2.9 kW·h.
(共35张PPT)
同步导练/RJ·选修3-3
物理
经典品质/超越梦想
同步导练
第十章 热力学定律
第二节 热和内能
目 标 导 向
自 主学习
要 点 导 析
方 法 导 学
