2019-2020學(xué)年高中物理 課時(shí)作業(yè)15 熱和內(nèi)能 新人教版選修3-3

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1、課時(shí)作業(yè)15　熱和內(nèi)能 6 基礎(chǔ)鞏固 1．高溫物體甲和低溫物體乙發(fā)生熱傳遞，最后達(dá)到熱平衡，這個(gè)過程的實(shí)質(zhì)是(　　) A．甲把溫度傳給乙，最后甲、乙兩者溫度相同 B．甲把內(nèi)能傳給乙，最后甲、乙兩者內(nèi)能相等 C．甲把溫度傳給乙，最后甲、乙兩者內(nèi)能相等 D．甲把內(nèi)能傳給乙，最后甲、乙兩者溫度相等 解析：宏觀上甲的溫度降低，乙的溫度升高，因而有的同學(xué)會(huì)錯(cuò)誤地認(rèn)為甲物體向乙物體傳遞了溫度，而實(shí)質(zhì)上是甲將內(nèi)能傳遞給了乙，因而選項(xiàng)A、C錯(cuò)誤；熱傳遞完成后，最后甲、乙兩物體達(dá)到熱平衡，即兩者溫度相同，并不是內(nèi)能相等，選項(xiàng)B錯(cuò)誤，選項(xiàng)D正確． 答案：D 2．關(guān)于物體內(nèi)能變化的說法，

2、正確的是(　　) A．一定質(zhì)量的晶體在熔化過程中內(nèi)能保持不變 B．一定質(zhì)量的氣體在體積膨脹過程中內(nèi)能一定增加 C．一定質(zhì)量的物體在熱膨脹過程中內(nèi)能不一定增加 D．一定質(zhì)量的物體在體積保持不變的過程中，內(nèi)能一定不變 解析：晶體在熔化過程中要吸熱，卻沒有對(duì)外做功，故內(nèi)能增加，A錯(cuò)誤．一定質(zhì)量的氣體在膨脹過程中，可能吸熱，也可能不吸熱，還有可能放熱，但一定對(duì)外做功，內(nèi)能不一定增加，故B錯(cuò)誤．物體熱膨脹一定是吸收了熱量，對(duì)外做功不一定小于吸收的熱量，內(nèi)能不一定增加，C正確．物體體積不變，溫度可以改變，內(nèi)能隨之變化，D錯(cuò)誤． 答案：C 3．某未密閉房間內(nèi)的空氣溫度與室外的相同，現(xiàn)對(duì)該室內(nèi)空

3、氣緩慢加熱，當(dāng)室內(nèi)空氣溫度高于室外空氣溫度時(shí)(　　) A．室內(nèi)空氣的壓強(qiáng)比室外的小 B．室內(nèi)空氣分子的平均動(dòng)能比室外的大 C．室內(nèi)空氣的密度比室外的大 D．室內(nèi)空氣對(duì)室外空氣做了負(fù)功 解析：未密閉房間內(nèi)的空氣在溫度升高時(shí)等壓膨脹，對(duì)外做功，密度減小，所以室內(nèi)空氣的壓強(qiáng)始終等于室外的壓強(qiáng)，故選項(xiàng)A、C、D錯(cuò)誤．溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，選項(xiàng)B正確． 答案：B 4．下列關(guān)于物體的溫度、內(nèi)能和熱量的說法中正確的是(　　) A．物體的溫度越高，所含熱量越多 B．物體的內(nèi)能越大，熱量越多 C．物體的溫度越高，它的分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能越大 D．物體的溫度不變，其內(nèi)能就不變 解析：熱

4、量?jī)H在熱傳遞的過程中體現(xiàn)，是一個(gè)過程量，內(nèi)能和溫度是狀態(tài)量，因此不能說溫度越高，熱量就越多，也不能說內(nèi)能越大，熱量就越多，A、B選項(xiàng)錯(cuò)誤；溫度是物體大量分子無規(guī)則運(yùn)動(dòng)平均動(dòng)能的標(biāo)志，溫度越高表明分子的平均動(dòng)能越大，C選項(xiàng)正確；物體的溫度不變，只能說明物體分子的平均動(dòng)能不變，但是物體的分子勢(shì)能可能發(fā)生變化，比如晶體熔化過程中，溫度不變，所吸收的熱量用于增加分子間的勢(shì)能，內(nèi)能增大，D選項(xiàng)錯(cuò)誤． 答案：C 5．關(guān)于1 cal＝4.2 J，下列說法正確的是(　　) A．1 cal熱量等于4.2 J的功 B．1 cal熱量可以做4.2 J的功 C．傳遞給物體的1 cal熱量與對(duì)物體做4.2 J

5、的功使物體增加的內(nèi)能相等 D．1 cal熱量就是4.2 J的熱量 解析：熱功當(dāng)量描述了做功和熱傳遞在改變一個(gè)物體的內(nèi)能方面的等效關(guān)系：1 cal＝4.2 J．其物理意義是傳遞1 cal的熱量和做4.2 J的功在改變物體的內(nèi)能上是等效的，不能理解為：1 cal的熱量可以做4.2 J的功，或者1 cal的熱量等于4.2 J的功，所以正確的答案為C. 答案：C 6．關(guān)于系統(tǒng)內(nèi)能的下列說法正確的是(　　) A．物體內(nèi)所有分子的動(dòng)能與分子勢(shì)能的總和叫物體的內(nèi)能 B．一個(gè)物體當(dāng)它的機(jī)械能發(fā)生變化時(shí)，其內(nèi)能也一定發(fā)生變化 C．外界對(duì)系統(tǒng)做了多少功W，系統(tǒng)的內(nèi)能就增加多少

6、，即ΔU＝W D．系統(tǒng)從外界吸收了多少熱量Q，系統(tǒng)的內(nèi)能就增加了多少，即ΔU＝Q 解析：在分子動(dòng)理論中，我們把物體內(nèi)所有分子的分子動(dòng)能與分子勢(shì)能的總和定義為物體的內(nèi)能，選項(xiàng)A對(duì)．物體的內(nèi)能與機(jī)械能是兩個(gè)不同的物理概念，兩者沒有任何關(guān)系．如物體的速度增加了，機(jī)械能可能增加，但如果物體的溫度不變，物體的內(nèi)能可能不變，故選項(xiàng)B錯(cuò)．只有當(dāng)系統(tǒng)與外界絕熱時(shí)，外界對(duì)系統(tǒng)做的功才等于系統(tǒng)內(nèi)能的增量，同理，只有在單純的熱傳遞過程中，系統(tǒng)吸收(或放出)的熱量才等于系統(tǒng)內(nèi)能的增量，故選項(xiàng)C、D都錯(cuò)． 答案：A 7．(多選)夏天，如果自行車內(nèi)胎充氣過足，又在陽光下曝曬(曝曬過程中內(nèi)胎容積幾乎不變)，

7、車胎容易爆炸，關(guān)于這一現(xiàn)象，以下說法正確的是(　　) A．車胎爆炸是車胎內(nèi)氣體溫度升高，氣體分子間斥力急劇增大的結(jié)果 B．在爆炸前的過程中，氣體溫度升高，分子無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)加劇，氣體壓強(qiáng)增大 C．在爆炸前的過程中，氣體吸熱，內(nèi)能增加 D．在爆炸的過程中，氣體內(nèi)能不變 解析：曝曬過程中，車胎升溫，體積不變，壓強(qiáng)增大，分子熱運(yùn)動(dòng)加劇，A錯(cuò)，B對(duì)；爆炸前，W＝0，外界對(duì)胎內(nèi)氣體不做功．Q＝ΔU，C對(duì)；爆炸過程中，氣體迅速膨脹，氣體對(duì)外做功，內(nèi)能減小，D錯(cuò)． 答案：BC 綜合應(yīng)用 8．一定量的氣體吸收熱量，體積膨脹并對(duì)外做功，則此過程的末態(tài)與初態(tài)相比(　　) A．氣體內(nèi)能一定增加 B

8、．氣體內(nèi)能一定減小 C．氣體內(nèi)能一定不變 D．氣體內(nèi)能是增是減不能確定 解析：氣體的內(nèi)能是由熱傳遞和做功共同決定的，現(xiàn)在吸收熱量和對(duì)外做功同時(shí)進(jìn)行，不知道具體的數(shù)值關(guān)系，因此無法判斷． 答案：D 9．(多選)關(guān)于氣體的內(nèi)能，下列說法正確的是(　　) A．質(zhì)量和溫度都相同的氣體，內(nèi)能一定相同 B．氣體溫度不變，整體運(yùn)動(dòng)速度越大，其內(nèi)能越大 C．氣體被壓縮時(shí)，內(nèi)能可能不變 D．一定量的某種理想氣體的內(nèi)能只與溫度有關(guān) E．一定量的某種理想氣體在等壓膨脹過程中，內(nèi)能一定增加 解析：質(zhì)量和溫度都相同的氣體，內(nèi)能不一定相同，因?yàn)榉肿涌倲?shù)不一定相等，A錯(cuò)誤；宏觀的運(yùn)動(dòng)和微觀熱運(yùn)動(dòng)沒有絕

9、對(duì)關(guān)系，所以內(nèi)能不一定大，B錯(cuò)誤；由＝C可知，等溫壓縮的時(shí)候，內(nèi)能不變，C正確；一定量的某種理想氣體分子數(shù)目確定，故只由溫度決定，D正確；由＝C可知，一定量的某種理想氣體在等壓膨脹過程中，溫度會(huì)升高，故內(nèi)能增加，E正確． 答案：CDE 10．關(guān)于物體的內(nèi)能以及變化，以下說法正確的是(　　) A．物體的溫度改變時(shí)，其內(nèi)能必定改變 B．物體對(duì)外做功，其內(nèi)能不一定改變，向物體傳遞熱量，其內(nèi)能不一定改變 C．物體對(duì)外做功，其內(nèi)能必定改變，物體向外傳出一定熱量其內(nèi)能必定改變 D．若物體與外界不發(fā)生熱交換，則物體的內(nèi)能必定不改變 解析：一定質(zhì)量的物體，其內(nèi)能由溫度和體積共同決定．物體的溫度改

10、變時(shí)，其內(nèi)能不一定改變．所以A錯(cuò)誤．做功和熱傳遞是改變物體內(nèi)能的兩種方式．若物體對(duì)外做功W，同時(shí)吸收熱量Q，則①W＞Q，物體的內(nèi)能減少；②W＝Q，物體的內(nèi)能不變；③W＜Q，物體的內(nèi)能增加，所以B正確．C、D錯(cuò)誤． 答案：B 11．(2019年廣東二校聯(lián)考)夏天將密閉有空氣的礦泉水瓶放進(jìn)低溫的冰箱中會(huì)變扁，此過程中瓶?jī)?nèi)空氣(可看成理想氣體)(　　) A．內(nèi)能減小，外界對(duì)其做功 B．內(nèi)能減小，吸收熱量 C．內(nèi)能增加，對(duì)外界做功 D．內(nèi)能增加，放出熱量 解析：瓶?jī)?nèi)空氣溫度降低，體積減小，內(nèi)能減小，外界對(duì)其做功，放出熱量，選項(xiàng)A正確． 答案：A 12．到達(dá)地球表面的太陽輻射功率在與陽

11、光垂直的表面上每平方米約為P＝1 400 W，如果用面積S＝2 m2的反射鏡把陽光聚集到盛有m＝1 kg水的容器上，水的初溫為20℃，需經(jīng)過多長(zhǎng)時(shí)間才能使水溫達(dá)到100℃？(假如太陽能的80%被水吸收．) 解：2 m2的反射鏡吸收的太陽能的功率 P′＝1 400×2×80% W＝2 240 W 水吸收的太陽能轉(zhuǎn)化為水的內(nèi)能，溫度升高， P′t＝cmΔt，2 240×t＝4.2×103×1×(100－20) J t＝150 s. 13．在近地的高度內(nèi)，雨滴幾乎是勻速下落的，設(shè)在此過程中所產(chǎn)生的熱量有30%被雨吸收，求雨滴在近地下落40 m前、后的溫度差？ 解：設(shè)雨滴的質(zhì)量為m kg

12、. 因?yàn)橛甑蝿蛩傧侣?，所以雨滴的重力?shì)能的減少等于雨滴克服阻力所做的功． 雨滴的重力勢(shì)能減少了： W＝mgh＝m·10×40＝400m J 轉(zhuǎn)化為雨滴內(nèi)能的為： Q＝W·η＝400m×30% J＝120m J 根據(jù)：Q＝cm·Δt 所以Δt＝＝ ℃＝0.03 ℃. 14．下面是曉陽在題為《能源利用和節(jié)約能源》的研究性學(xué)習(xí)中收集到的有關(guān)太陽能的資料： 太陽能是人類最基本的能源，它無污染、無費(fèi)用，這種能源的使用期和太陽本身壽命一樣長(zhǎng)，當(dāng)太陽光照射地面時(shí)，1 m2地面上在1 s內(nèi)平均得到的太陽輻射能約為1.0×103 J．太陽能熱水器就是直接利用太陽能的裝置，目前已經(jīng)逐漸地出現(xiàn)在我

13、們的生活中． 曉陽在網(wǎng)上下載了某型號(hào)太陽能熱水器的宣傳廣告： 容積(V)100 L 集熱管的采光面積(S)1.5 m2 效率(η)40% 使用年限(z)15年 (1)曉陽家每天大約需要100 kg熱水，用這種熱水器將這些水從25 ℃加熱到45 ℃需要多長(zhǎng)時(shí)間？ (2)與效率為80%的電熱水器相比，曉陽家每天節(jié)約多少電能？ 解：(1)設(shè)T為光照時(shí)間， k＝1.0×103 J/(s·m2)， Q吸＝cm(t－t0)＝4.2×103×100×20 J ＝8.4×106 J， 太陽能熱水器傳給水的熱量Q放＝kSTη， 因?yàn)镼吸＝Q放，所以 T＝＝ s ＝1.4×104 s≈3.9 h； (2)由Q電＝Wη1得 W＝＝ J＝1.05×107 J≈2.9 kW·h. 7