2024高中物理刷题首秧第十章课时2热和内能对点练+巩固练含解析新人教版选修3-2

PAGEPAGE8课时2热和内能[对点训练]学问点一·热传递与内能变更的关系1．若A、B两物体之间没有热传递，正确的说明是()A．两物体所包含的热量相等B．两物体的内能相等C．两物体的温度相等D．两物体没有接触，且都处在真空中答案C解析热传递发生的条件是两物体存在温度差，当两物体温度相等，热传递就不再发生，与两物体的内能、所处状态均无关。2．(多选)下列关于热传递的说法中正确的是()A．热量是从含热量较多的物体传到含热量较少的物体B．热量是从温度较高的物体传到温度较低的物体C．热量是从内能较多的物体传到内能较少的物体D．热量是热传递过程中，物体间内能的转移量答案BD解析热量不是状态量，不能说含有或者具有多少热量，故A错误；在热传递的过程中热量总是由温度高的物体传递给温度低的物体，故B正确，C错误；热量是热传递过程中物体内能变更的量度，故D正确。3．(多选)关于传热，下列各种说法中正确的是()A．电视机等电器后面往往设计有一些小孔，其目的是为了加快散热B．夏天，在室外活动的人应穿深颜色的衣服C．家用的各种炊具的手柄往往用木头或塑料制成，其目的是为了防止传热过快而烫手D．暖气设备上往往设计有很多组散热片，这是为了加快散热速度答案ACD解析电视机等电器后面设计的小孔，是为了让电器里面的高温空气与外面的冷空气形成对流，以加快电器散热，防止其因电热作用而被烧坏，A正确。深颜色的物体汲取热辐射的实力比浅颜色的物体强，因而夏天在室外活动的人应穿浅颜色的衣服，B错误。木头与塑料均是热的不良导体，传热较慢，C正确。暖气设备上安装有很多散热片，增大了向外散热的面积，从而加快了暖气设备向空气中散热的速度，D正确。4．(多选)100℃的水完全变成100℃的水蒸气的过程中()A．水分子的平均动能增加B．水分子的势能增加C．水所增加的内能小于所汲取的热量D．水所增加的内能等于所汲取的热量答案BC解析水完全变成水蒸气的过程中要汲取肯定的热量，汲取的热量一部分用来破坏化学键，使分子间距发生变更，内能增加；一部分能量损失掉，水由液态变成气态时，汲取了热量，内能增加了，由于温度没变，故分子平均动能不变，又分子个数不变，所以分子势能增大了，B正确；由于有能量损失，故增加的内能小于汲取的热量，C正确。学问点二·做功、热传递与物体内能的变更5．下列现象中，不是通过做功的方法来变更物体内能的有()A．打开电灯开关，灯丝的温度上升，内能增加B．太阳能热水器在阳光照耀下，水的温度渐渐上升C．用磨刀石磨刀时，刀片的温度上升，内能增加D．打击铁钉，铁钉的温度上升，内能增加答案B解析B中内能的增加是以热传递方式进行的，故B不符合题意。6．关于物体的内能以及变更，以下说法正确的是()A．物体的温度变更时，其内能必定变更B．物体对外做功，其内能不肯定变更，向物体传递热量，其内能不肯定变更C．物体对外做功，其内能必定变更，物体向外传出肯定热量，其内能必定变更D．若物体与外界不发生热交换，则物体的内能必定不变更答案B解析肯定质量的物体，其内能由温度和体积共同确定。物体的温度变更时，其内能不肯定变更，所以A错误；做功和热传递是变更物体内能的两种方式。若物体对外做功W焦，同时汲取Q焦的热量，且①W>Q，则物体的内能削减；②W＝Q，则物体的内能不变；③W<Q，则物体的内能增加，所以B正确；C、D错误。7．密闭有空气的簿塑料瓶因降温而变扁，此过程中瓶内空气(不计分子势能)()A．内能增大，放出热量B．内能减小，汲取热量C．内能增大，对外界做功D．内能减小，外界对其做功答案D解析温度是平均动能的标记，温度降低平均动能削减，总动能削减，不计分子势能的状况下可知内能减小，又因体积减小，可知外界对其做功，所以气体向外界放出热量，D对，A、B、C错。8．(多选)对于热量、功和内能三者的下列说法中正确的是()A．三者单位相同，物理意义相同B．热量和功是内能的量度C．热量和功由过程确定，而内能由物体状态确定D．系统内能增加了100J，可能是外界采纳绝热方式对系统做功100J，也可能是外界单纯地对系统传热100J答案CD解析热量、功和内能三者尽管单位相同，但物理意义有本质区分，A错。热量和功由过程确定，内能由物体状态确定，热量和功是内能变更的量度，C对，B错。对一个绝热过程ΔU＝W＝100J。对一个单纯传热过程ΔU＝Q＝100J，D对。9．铅弹以速度v＝200m/s射入木块后停在木块中，木块没有移动。增加的内能的80%使铅弹的温度上升，铅弹温度上升多少？[c铅＝0．13×103J/(kg·℃)]答案123℃解析铅弹在射入木块的过程中，铅弹克服阻力做功，机械能削减，铅弹停止时，机械能已完全转化为内能，铅弹在射入木块过程中：W＝ΔU＝eq\f(1,2)mv2①对铅弹：80%ΔU＝c铅mΔt②由①②两式得：Δt＝eq\f(0.4v2,c铅)＝eq\f(0.4×2002,0.13×103)℃≈123℃所以铅弹温度上升123℃。学问点三·热传递过程中热量的计算10．若对物体做1200J的功，可使物体温度上升3℃，改用热传递的方式，使物体温度同样上升3℃，那么物体应汲取________J的热量，假如对该物体做3000J的功，物体的温度上升5℃，表明该过程中，物体还________(填“汲取”或“放出”)热量________J。答案1200放出1000解析做功和热传递在变更物体内能上是等效的，因此对物体用做功的方式使温度上升3℃，如用吸热方式，也使温度上升3℃应汲取1200J的热量。如对物体做功3000J，温度上升5℃，设物体温度上升5℃，须要的功或热量为ΔE。1200J＝cm×3ΔE＝5cm所以ΔE＝2000J因此物体应放出1000J的热量。11．一台切削车床，主轴转速为n转/分。要求切削工件直径为D米，车刀的切削力为F牛，为了维持车刀的温度不变，冷却液体每分钟要从切削部分带走eq\f(1,k)的热量，则冷却液体每分钟带走的热量是多少焦？答案eq\f(πnDF,k)解析工件每转一周产生的热量为FDπ，每分钟产生的热量为FDπn，冷却液体每分钟带走的热量为eq\f(1,k)FDnπ。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＝1400W，假如用面积S＝2m2的反射镜把阳光聚集到盛有m＝1kg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℃？(假设太阳能的80%被水汲取)答案150s解析先求出水汲取太阳能的功率，水汲取的太阳能转化为水的内能，使水温上升，最终即可求出经过多长时间使水温上升到100℃。2m2反射镜汲取的太阳能的功率为P＝1400×2W＝2800W水汲取太阳能的功率为P′＝ηP＝80%×2800W＝2240W水汲取的太阳能转化为水的内能，温度上升P′t＝c水mΔt2240×t＝4．2×103J/(kg·℃)×1×(100℃－20℃)解得t＝150s。[提升训练]一、选择题1．下列关于做功和热传递的说法中正确的是()A．做功和热传递在变更物体内能上是等效的B．只要外界对物体做功，物体的内能就肯定变更C．热传递的条件是物体间存在内能差D．做功和热传递变更物体内能的实质是一样的答案A解析做功和热传递在变更物体内能上是等效的，但它们本质不同，做功是其他形式的能和内能之间的转化，而热传递是物体(部分)间内能的转移，故A正确，D错误；外界对一个物体做多少功，物体的能量就变更多少，但内能却不肯定变更，故B错误；热传递的条件是存在温度差，而不是存在内能差，故C错误。2．(多选)如图所示，绝热的容器内密闭肯定质量的志向气体(不考虑分子间的作用力)，用电阻丝缓慢对其加热时，绝热活塞无摩擦地上升，下列说法正确的是()A．单位时间内气体分子对活塞碰撞的次数削减B．电流对气体做功，气体对外做功，气体内能可能削减C．电流对气体做功，气体又对外做功，其内能可能不变D．电流对气体做功肯定大于气体对外做功答案AD解析由题意知，气体压强不变，活塞上升，体积增大，由志向气体状态方程知，气体温度上升，内能肯定增加，电流对气体做功肯定大于气体对外做功，B、C均错误，D正确。由气体压强的微观说明知温度上升，气体分子对活塞的冲力增大，而压强不变，单位时间内对活塞的冲力不变，因此单位时间内气体分子对活塞的碰撞次数削减，A正确。3．(多选)一个铜块和铁块，质量相等，铜块的温度T1比铁块的温度T2高，当它们接触在一起时，假如不和外界交换热量，则()A．从两者起先接触到热平衡的整个过程中，铜块放出的热量等于铁块汲取的热量B．在两者达到热平衡以前的随意一段时间内，铜块放出的热量不等于铁块汲取的热量C．达到热平衡时，铜块的温度T＝eq\f(T1＋T2,2)D．达到热平衡时，两者的温度相等答案AD解析在孤立系统中，两物体发生热交换时，一个物体放出的热量等于另一个物体汲取的热量，当达到热平衡时两物体必具有相同的温度，但一般状况下，一个物体上升的温度并不等于另一个物体降低的温度，故选A、D。4．肯定量的气体汲取热量，体积膨胀并对外做功，则此过程的末态与初态相比()A．气体内能肯定增加B．气体内能肯定减小C．气体内能肯定不变D．气体内能是增是减不能确定答案D解析气体的内能是由热传递和做功共同确定的，现在汲取热量和对外做功同时进行，不知道详细的数值关系，因此无法推断。5．质量相同的铝块和铜块，它们的初始温度相同，汲取相同的热量后接触，已知铝的比热容大，则发生热传递状况是()A．热量由铜块传给铝块B．热量由铝块传给铜块C．两者之间不发生热传递D．无法推断热传递的方向答案A解析Q＝cmΔt，由于c铝>c铜，故铝块温度上升得少，即吸热后铝的温度低于铜的温度，因此两者接触，热量应从铜传给铝。6．(多选)当物体的温度上升，而体积的变更可忽视不计时，下面说法正确的是()A．物体肯定是由于热传递从外界汲取了热量B．物体所含的热量增多了C．物体分子的平均动能增大了D．物体的内能增多了答案CD解析物体体积的变更可忽视不计，说明不考虑分子势能的变更，当物体温度上升时，分子的平均动能增大，内能增多。物体内能增加有两种途径：汲取热量和外力做功，而电流做功时可能温度上升，体积不变，所以A错误，C、D正确；热量是过程量，不是状态量，不能说物体含多少热量，B错误。7．(多选)如图所示，绝热汽缸中间用固定栓将可无摩擦移动的导热隔板固定，隔板质量不计，左右两室分别充有肯定量的氢气和氧气(视为志向气体)。初始时，两室气体的温度相等，氢气的压强大于氧气的压强，松开固定栓直至系统重新达到平衡，下列说法中正确的是()A．初始时氢分子的平均动能大于氧分子的平均动能B．系统重新达到平衡时，氢气的内能比初始时的小C．松开固定栓直至系统重新达到平衡的过程中，有热量从氧气传递到氢气D．松开固定栓直至系统重新达到平衡的过程中，氧气的内能先增大后减小答案CD解析温度是分子平均动能的标记，温度相同，分子的平均动能相同，与分子质量无关。初始时，两部分气体温度相同，故分子的平均动能相同，故A错误。松开固定栓至系统达到平衡的过程中，先是氢气对氧气做功，氢气内能削减、温度降低，氧气内能增加、温度上升，由于存在温度差，故会发生热传递，最终两者温度相同，故氧气内能又减小，等于初始值，所以两种气体的内能与初始时相同，故B错误，C、D正确。二、非选择题8．(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________方式变更物体的内能，把________转变成内能。(2)某同学做了一个小试验：先把空的烧瓶放入冰箱冷冻，一小时后取出烧瓶，并快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，气球渐渐膨胀起来，如图。这是因为烧瓶里的气体汲取了水的________，温度________，体积________。答案(1)做功机械能(2)热量上升增大解析(1)“钻木取火”是通过做功的方式变更物体的内能的，即机械能转变成内能。(2)由于烧瓶和水存在温度差，所以烧瓶里气体汲取水的热量，温度上升，同时体积变大。9．太阳向地球表面每平方米辐射光能的功率是1．4kW，今要用凹面镜制成的太阳灶烧水，并要使初温为20℃、质量为5kg的水在1200s内沸腾，则太阳灶中凹面镜受光照面积的直径至少应当是多少？(设太阳灶的总效率为50%)答案1．6m解析设凹面镜的直径为d，在t＝1200s内太阳辐射到凹面镜的能量：E＝Pt·S＝eq\f(1,4)×3．14d2×1400×1200＝1．3188×106d2。依据能量守恒可知：50%E＝c水mΔt，1．3188×106d2×50%＝4．2×103×5×(100－20)，解得d≈1．6m。10．下面是晓阳在题为《能源利用和节约能源》的探讨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，这种能源的运用期和太阳本身寿命一样长，当太阳光照耀地面时，1m2地面上在1s内平均得到的太阳辐射能约为1．0×103J。太阳能热水器就是干脆利用太阳能的装置，目前已经渐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扬广告：(1)晓阳家每天大约须要100kg热水，用这种热水器将这些水从25℃加热到45℃须要多长时间？(2)与效率为80%的电热水器相比，晓阳家每天节约多少电能？答