新教材2024高中物理第三章热力学定律3.1功热和内能的改变同步测试新人教版选择性必修第三册

第三章热力学定律1功、热和内能的变更【基础巩固】1.下列现象属于通过传热变更物体内能的是 ()A.将一段铁丝反复弯折,弯折处会发热B.放在空气中的一杯热水会冷却C.在转动的砂轮上磨车刀,车刀发热D.电流通过电阻丝,电阻丝会发热解析:不论物体是发热还是冷却,物体的温度都发生了变更,物体的内能发生变更.弯折铁丝是对铁丝做功,在转动的砂轮上磨车刀,摩擦力对车刀做功,电流通过电阻丝,电流做功,所以选项A、C、D所述现象都是通过做功来变更物体的内能的.热水放在空气中温度降低,这是通过传热变更物体内能的,选项B正确.答案:B2.在绝热过程中,外界压缩气体做功20J,下列说法正确的是 ()A.气体内能肯定增加20JB.气体内能增加必定小于20JC.气体内能增加可能小于20JD.气体内能可能不变解析:做功的过程是能量转化的过程,在绝热过程中,外界对物体做多少功,物体内能就增加多少,所以选项A正确.答案:A3.金属制成的汽缸中装有柴油与空气的混合物,有可能使汽缸中柴油达到着火点的操作是 ()A.快速向里推活塞B.快速向外拉活塞C.缓慢向里推活塞D.缓慢向外拉活塞解析:气体被压缩或膨胀时内能发生变更.假如将装有柴油与空气混合物的汽缸中的活塞快速向里推,一方面混合气体来不及与外界发生热交换,可以认为这是一个绝热过程;另一方面由于外界通过活塞对气体做功,气体的内能增加,温度上升,可以使柴油达到着火点.选项A正确.答案:A4.关于物体的内能和热量,下列说法正确的是 ()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.在传热中,放出热量的物体的内能肯定大于汲取热量的物体的内能D.热量总是自发地从温度高的物体传到温度低的物体解析:物体的内能由温度、体积及物质的量确定,不是只由温度确定,选项A、B错误.在传热过程中,热量自发地从温度高的物体传到温度低的物体,温度高的物体的内能不肯定大,选项C错误,选项D正确.答案:D5.关于温度、热量、功和内能,下列说法正确的是 ()A.同一物体温度高时,含有的热量多B.物体的内能越大,含有的热量就越多,温度也越高C.外界对系统做功,系统的内能必定增加D.发生传热的条件是两物体之间存在温度差解析:热量是物体间传热时转移的内能,不能说物体含有多少热量,选项A、B错误.由于做功和传热都可以引起物体内能的变更,只依据做功无法推断物体内能的变更,选项C错误.物体间发生传热的条件是存在温度差,选项D正确.答案:D6.(多选)下列说法正确的是 ()A.做功使物体的内能变更,是其他形式的能和内能之间的转化;传热是物体内能的转移B.外界对物体做功,物体的内能肯定增大C.物体向外界放热,物体的内能肯定增大D.热量是在传热过程中,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:做功和传热变更物体内能的本质不同,因为做功的过程肯定是不同形式的能相互转化的过程,而传热是同种形式的能量(内能)在不同的物体之间或同一物体不同部分之间的转移,选项A正确.做功和传热都可以变更物体的内能,只知道一个方面的状况无法推断系统内能的变更,选项B、C错误.热量是内能转移的量度,选项D正确.答案:AD7.两人共同拉锯锯木材,每人在180s内拉动60次,每次拉动的距离为75cm,两人用的力大小均为20N,做功的40%转变为内能.(1)每秒产生的热量是多少?(2)若产生热量的20%被钢锯汲取,则60s后钢锯的温度将上升多少?钢的比热容为1.2×102J/(kg·℃),钢锯的质量为0.5kg.解析:(1)每秒做功W=Pt=2×60180×0.75×20×1J=10J每秒产生的热量Q=ηW=40%×10J=4J.(2)钢锯汲取的热量Q钢=Q×60×20%=cmΔt,解得Δt=0.8℃.答案:(1)4J(2)0.8℃【拓展提高】8.下图为某种椅子与其升降部分的结构示意图,M、N两筒间密闭了肯定质量的气体,M可沿N的内壁上下滑动,设筒内气体不与外界发生热交换,在M向下滑动的过程中 ()A.外界对气体做功,气体内能增大B.外界对气体做功,气体内能减小C.气体对外界做功,气体内能增大D.气体对外界做功,气体内能减小解析:由题意知,在M向下滑动的过程中压缩密封的气体,对气体做功,气体的内能增大,选项A正确.答案:A9.(多选)人们常用密封性好、充溢气体的充气袋包袱易碎品,如图所示.充气袋被里面的物体挤压时,假设袋内的志向气体与外界无热交换,袋内气体()A.体积减小,内能增大B.体积减小,压强减小C.对外界做负功,内能增大D.对外界做正功,压强减小解析:充气袋被挤压时,气体体积减小,外界对气体做功,由于袋内气体与外界无热交换,气体内能增加,选项C正确.体积减小,内能增加,温度上升,由志向气体状态方程可知压强变大,选项A正确.答案:AC10.(2024·广东汕头)如图所示是焦耳探讨热与功之间关系的两个典型试验,那么从焦耳的这两个试验中可得出的结论是()A.系统状态的变更只能通过传热来实现B.机械能守恒C.在各种不同的绝热过程中,系统状态的变更与做功方式无关,仅与做功数量有关D.在各种不同的绝热过程中,系统状态的变更不仅与做功方式有关,还与做功数量有关解析:焦耳通过多次试验,最终得到的结论是:在各种不同的绝热过程中,系统状态的变更与做功方式无关,仅与做功数量有关.故选项C正确.答案:C11.如图所示,活塞将汽缸分成甲、乙两个气室,汽缸、活塞(连同拉杆)是绝热的,汽缸不漏气.E甲、E乙分别表示甲、乙两气室中气体的内能,在将拉杆缓慢向左拉的过程中 ()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乙减小解析:绝热过程中只有做功变更物体的内能,外界对气体做功,气体内能增加;气体对外界做功,气体内能削减.题述热力学系统是绝热的,拉动拉杆,对乙中的气体来讲,气体对外界做功,内能减小,温度降低;对甲中的气体来讲,外界对气体做功,内能增大.答案:D12.某校开展探究性课外活动,一同学用如图所示的装置探讨气体压强、体积、温度三者之间的关系.该同学选用导热良好的汽缸,使其开口向下,内装志向气体,并将汽缸固定,但缸内活塞可自由滑动且不漏气,他把一温度计通过缸底小孔插入缸内,插口处密封良好,活塞下挂一个沙桶,沙桶装满沙子时活塞恰好静止.他把沙桶底部钻一个小洞,让细沙渐渐漏出,外部环境温度恒定.由此可确定 ()A.外界对气体做功,气体内能增大B.外界对气体做功,温度计示数不变C.气体体积减小,温度计示数减小D.外界对气体做功,温度计示数增大解析:细沙渐渐漏出,活塞受到的拉力渐渐减小,在大气压力的作用下,活塞缓慢上移,此过程中活塞压缩气体,对气体做功,气体内能增大,温度有上升的趋势;由于汽缸导热良好,且过程非常缓慢,汽缸内气体能够刚好与外界进行热交换而保持与外界环境温度相同,外界环境温度恒定,汽缸内气体温度不变,内能也就不变.答案:B【挑战创新】13.在燥热的夏季,用打气筒为自行车轮胎打气,若打气太足,在太阳暴晒下,很简单发生车胎爆裂.已知打气筒的容积为V0,轮胎容积为打气筒容积的20倍,打气前轮胎内、外压强相等,温度为T0,用打气筒给轮胎打气,假设打气过程气体温度不变,大气压强为p0,轮胎能够承受的最高气压为2.7p0.下列说法正确的是 ()A.让轮胎内气体压强达到2p0,须要打气20次B.让轮胎内气体压强达到2p0,须要打气40次C.爆胎瞬间气体的温度为2.7T0D.爆胎过程气体放出热量,内能减小解析:由题意可知,轮胎的容积V=20V0.以轮胎内原有气体及充入的气体整体为探讨对象,气体初状态参量:p1=p0,V1=20V0+nV0=(20+n)V0.末