2020-2021物理3-3课时10.1-10.2 功和内能 热和内能

学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精2020-2021学年人教版物理选修3-3课时分层作业：10.1-10.2功和内能热和内能课时分层作业(十三）(时间：40分钟分值：100分)一、选择题(本题共6小题，每题6分)1．（多选）下列说法正确的是（）A．外界对气体做功，气体的内能一定增大B．气体从外界吸收热量,气体的内能一定增大C．气体温度越高，气体分子无规则运动的平均动能越大D．做功和热传递对改变物体的内能是等效的E．温度是气体分子无规则运动平均动能的标志CDE［物体内能的变化与做功和热传递两个因素有关．外界对气体做功，同时物体有可能向外界放出热量，内能有可能不变甚至减小,故A错；同理，气体从外界吸收热量，同时也有可能对外界做功，气体的内能不一定增大，故B错；而温度是物体分子热运动平均动能的标志，气体的温度越高，气体分子无规则运动的平均动能越大，故C、D、E对．］2．（多选）下列所述现象中属于利用热传导的方式来传热的是（)A．冬天，用手去拿室外的铁块，手感到冷B．夏天，开空调后一段时间整个房间内温度降低C．在地面上晒小麦D．冬天，用暖水袋暖手E．用金属柄的铁勺子舀沸腾的热水时烫手ADE［冬天，室外的铁块温度低，手温度高，用手拿铁块时，手上的热量直接通过热传导的方式传到铁块上．用暖水袋暖手，道理同上．开空调后整个房间内温度降低，是空气通过对流的方式使热空气降温．晒小麦是依靠太阳热辐射来吸收热量的，所以A、D、E正确．］3．关于温度、热量、内能，以下说法正确的是（）A．一个铁块的温度升高，其内能增大B．物体吸收热量，其温度一定升高C．温度高的物体比温度低的物体含有的热量多D．温度总是从物体热的部分传递至冷的部分A[选项B中,物体吸收热量，温度不一定就升高，例如晶体熔化、液体沸腾这些过程;选项C中热量是在热传递过程中传递能量的多少，是过程量，因此不能说物体含有热量;选项D中，在热传递的过程中，传递的是能量，不是温度，温度变化是能量变化的表象．］4．(多选）在外界不做功的情况下,物体的内能增加了50J，下列说法中正确的是（）A．一定是物体放出了50J的热量B．一定是物体吸收了50J的热量C．一定是物体分子动能增加了50JD．物体的分子平均动能可能不变E．物体的分子势能可能增加了50JBDE［在外界不做功的情况下，系统内能的改变等于传递的热量，内能增加,一定是吸收了相等能量的热量，故A错，B对；物体内能包括所有分子的动能和势能，内能由分子数、分子平均动能、分子势能共同决定,所以内能增加了50J并不一定是分子动能增加了50J．物体的分子平均动能有可能不变，这时吸收的50J热量全部用来增加分子势能．］5．（多选)在一个绝热汽缸里，若因气体膨胀，活塞把重物逐渐举高，则在这个过程中，汽缸中的气体(可视为理想气体）(）A．温度升高 B．温度降低C．内能增加 D．内能减少BD［汽缸绝热,封闭气体膨胀对活塞做功，气体的内能减少．理想气体的内能只与气体的温度有关，可知气体内能减少，温度降低，故B、D两项正确．]6．(多选)A、B两物体之间接触，但没有发生热传递，则(）A．两物体所含有的热量相等B．两物体的内能相等C．两物体的温度相同D．两物体的内能不一定相等CD［处于热平衡的两物体温度相等，不发生热传递．物体的内能取决于物体的物质的量、温度和体积,温度相等，内能不一定相等,所以选项C、D正确．]二、非选择题（14分)7．(1）远古时代，取火是一件困难的事，火一般产生于雷击或磷的自燃．随着人类文明的进步，出现了“钻木取火”等方法。“钻木取火”是通过________方式改变物体的内能，把________转化为内能．（2)某同学做了一个小实验：先把空的烧瓶放到冰箱冷冻，1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，这是因为烧瓶里的气体吸收了水的________，温度__________,体积________．［解析］（1）钻木取火是通过做功方式把机械能转化为内能的．(2）将烧瓶放进热水中，烧瓶内的气体吸热膨胀．［答案](1)做功机械能（2)热量升高增大一、选择题(本题4个小题，每小题6分）1．（多选）器壁透热的汽缸放在恒温环境中,如图所示．汽缸内封闭着一定量的气体，气体分子间相互作用的分子力可以忽略不计．当缓慢推动活塞（忽略摩擦)Q向左运动的过程中，有下列说法：①活塞对气体做功,气体的平均动能增加；②活塞对气体做功，气体的平均动能不变;③气体的单位体积内的分子数增大，压强增大；④气体的单位体积内的分子数增大，压强不变；⑤活塞对气体做功,气体的内能不变．其中不正确的是(）A．①③ B．①④C．②③ D．②④E．③⑤ABD［解决本题的关键是理解缓慢推动活塞Q的物理含义．推动活塞Q使活塞对气体做功，本来气体的温度应升高，但是由于缓慢推动活塞，所以使气体增加的内能又以热量的形式释放到周围环境中，由于环境温度恒定，所以汽缸内气体的温度不变,气体的平均动能不变，忽略分子力时，气体的内能不变，①错误，②⑤正确．由于气体被压缩，气体单位体积内的分子数增大，所以单位面积上汽缸受到气体分子的碰撞次数增多，因此，气体的压强增大,③正确,④错误．］2．(多选)如图所示，柱形容器内封有一定质量的空气，质量为m的光滑活塞与容器都用良好的隔热材料制成．另有质量为M的物体从活塞上方的A点自由下落到活塞上，并随活塞一起到达最低点B而静止．在这一过程中，下述空气内能的改变量ΔU、外界对气体所做的功W与物体及活塞的重力势能的变化关系中不正确的是（）A．Mgh＋mgΔh＝ΔU＋WB．ΔU＝W，W＝Mgh＋mgΔhC．ΔU＝W，W〈Mgh＋mgΔhD．ΔU≠W，W＝Mgh＋mgΔhE．Mgh＋mgΔh>ΔUABD［物体与活塞碰撞时有机械能损失，因此物体和活塞重力势能的减少量大于气体内能的增加量;根据功与内能增加量的关系可知，外界对气体所做的功W与空气内能的变化量相等，因此ΔU＝W，W〈Mgh＋mgΔh，C、E正确，A、B、D错误．特别注意物体与活塞碰撞时有机械能损失．]3．(多选）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，则下列说法不正确的是（)A．A中水银的内能增量大于B中水银的内能增量B．A管内水银的重力势能大于B管的C．B中水银的内能增量大于A中水银的内能增量D．A和B中水银体积保持不变,故内能增量相同E．A和B中水银温度始终相同，故内能增量相同ADE[大气压对水银槽内的水银做相同的功，因为玻璃管内吸进的水银一样多,所以水银槽内的液面下降相同的高度，A管重心高于B管，A管内水银重力势能大于B管的，故A管内水银的内能增量小于B管的，B、C正确．］4．（多选)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．用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的下列说法不正确的是（)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E．甲中内能的增加量大于乙中内能的减少量ABC[本题解题的关键是明确甲、乙两气室气体都经历绝热过程，内能的改变取决于做功的情况．对于甲室内的气体,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；外力做的正功应等于甲、乙内能变化量的代数和，故E正确．］二、非选择题（本题共2小题,共26分）5．（12分)如图所示，绝热隔板S把绝热的汽缸分隔成体积相等的两部分,S与汽缸壁的接触是光滑的．两部分中分别盛有相同质量、相同温度的同种气体a和b.气体分子之间相互作用可忽略不计．现通过电热丝对气体a缓慢加热一段时间后,a、b各自达到新的平衡状态．试分析a、b两部分气体与初状态相比，体积、压强、温度、内能各如何变化?[解析］汽缸和隔板绝热，电热丝对气体a加热，a温度升高，压强增大，体积增大，内能增大;a对b做功，b的体积减小，温度升高，压强增大，内能增大．[答案］见解析6．(14分）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＝3.2dm2的保温圆筒，筒内装有质量为m＝0。4kg的水，让太阳光垂直照射t＝3min,水升高的温度Δt＝2.2℃，已知水的比热容c＝4.2×103J/（kg·℃），地球半径为R＝6400km，试求出太阳向地球表面辐射能量的功率．[解析］水吸收的能量：Q＝cmΔt＝4.2×103×0.4×2.2J＝3696J太阳光在1s内垂直照射到S0＝1m2面积上的功率:P＝eq\f(Q，St）＝eq\f（3696,3