高中物理 第十章 热力学定律 第1、2节 功和内能 热和内能习题课件3高二选修33物理课件

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11.(多选)在温度不变的条件下，设法使一定质量的理 想气体的压强增大，在这个过程中( )
A.气体的密度增加 B.气体分子的平均动能增大 C.外界对气体做了功 D.气体从外界吸收了热量
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解析 理想气体的压强增大，质量一定，说明体积一 定减小，当体积减小的时候，外界对气体做功，由于温度 没有发生变化，又是理想气体，内能没有发生变化，而外 界对气体做的功应该以热的形式向外散失，B、D 错误，A、 C 正确。
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12.两人共同拉锯伐木，每人在 180 s 内拉动 60 次，每 次拉动的距离为 75 cm，两人用的力均为 20 N，做功的 40% 转变为内能。则每秒钟产生的热量是多少？若产生热量的 20%被钢锯吸收，则 60 s 后钢锯的温度将升高多少？[设钢 锯的比热容为 1.2×102 J/(kg·℃)，钢锯的质量为 0.5 kg]
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9.下列关于做功和热传递的说法中正确的是( ) A.做功和热传递的实质是相同的 B.做功和热传递在改变物体内能上是等效的 C.做功和热传递是对同一过程中的两种说法 D.做功和热传递是不可能同时发生的 解析 做功和热传递在改变物体内能上是等效的，但 本质不同，做功是将其他形式的能量转化为内能或将内能转 化为其他形式的能量；热传递是将一个物体的内能传递给另 一个物体，且做功和热传递可以同时进行。故正确选项为 B。
2.一定质量的气体经历一缓慢的绝热膨胀过程。设气体 分子间的势能可忽略，则在此过程中( )
A.外界对气体做功，气体分子的平均动能增加 B.外界对气体做功，气体分子的平均动能减少 C.气体对外界做功，气体分子的平均动能增加 D.气体对外界做功，气体分子的平均动能减少
解析 绝热过程是指气体膨胀过程未发生传热，膨胀
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A.温度计示数变大，实验表明气体对外界做功，内能 减少
B.温度计示数变大，实验表明外界对气体做功，内能 增加
C.温度计示数变小，实验表明气体对外界做功，内能 减少
D.温度计示数变小，实验表明外界对气体做功，内能 增加
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解析 胶塞冲出容器口后，气体膨胀，对外做功。由 于没来得及发生热交换，由 W＝ΔU 可知内能减小。内能等 于物体内所有分子动能和势能之和，由于体积增大，势能增 大，由此可知分子平均动能减小，所以温度降低。
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8.下列关于物体的温度、内能、热量的说法中正确的是 ()
A.物体温度越高，所含热量越多 B.物体内能越大，所含热量越多 C.物体的温度不变，其内能就不变化 D.物体的温度越高，它的分子热运动的平均动能就越 大
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解析 A、B 两项均用过程量来描述状态量，即热量是 过程量，不是状态量，故 A、B 错误。温度只反映分子热运 动的平均动能，而内能还包括分子势能，故 C 错误，D 正 确。
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解析 焦耳是英国物理学家，A 错误；焦耳实验的要 求是绝热系统，普通玻璃杯达不到绝热要求，B 错误；实 验的研究对象是容器及其中的水组成的系统，C 错误；要 使同一些水及容器升高相同的温度即内能增加相同，必须 做功相同，D 正确。
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[综合训练] 7.对于热量、功和内能，三者的说法正确的是( ) A.热量、功、内能三者的物理意义相同 B.热量、功都可以作为物体内能的量度 C.热量、功、内能的单位不相同 D.热量和功是由过程决定的，而内能是由物体状态决 定的
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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，A 对。物体 的内能与机械能是两个不同的物理概念，两者没有什么关 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 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变化量，故 C、D 都错。
解析 物体的内能是指物体的所有分子动能和分子势 能的总和，而要改变物体的内能可以通过做功和热传递两种 途径，这三者的物理意义不同，A 错误；热量是表示在热传 递过程中物体内能变化的多少，而功也是量度物体内能改变 的多少，即热量、功都可以作为物体内能变化的量度，B 错 误；三者单位都是焦耳，C 错误；热量和功是过程量，内能 是状态量，D 正确。
解析 热量是物体在热传递过程中内能变化的量度， 只有在热传递的情况下，有多少热量转移，内能就变化了 多少，A 正确；内能是物体内所有分子动能和势能的总和， 宏观上看，其大小取决于物体的温度、体积、物质的量， 温度高只能说明其分子的平均动能大，因为物体的质量不 一定相同，所以并不能说明它的总分子动能大，更不能说 明它的内能大，B 错误；热量从高温物体传递给低温物体， 而高温物体的内能有可能比低温物体的内能少，C 正确； 热量不是状态量，不能说某个物体热量多，D 错误。
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考点 2 热传递和内能变化 4.(多选)关于热量与内能，下列说法正确的是( ) A.热量是物体在热传递过程中内能变化的量度 B.热水的内能比冷水的内能多 C.热量有可能从内能少的物体传给内能多的物体 D.温度高的物体热量多，内能多
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第十章 热力学定律(dìnglǜ) 第1节 功和内能(nèi nénɡ) 第2节 热和内能
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03课后课时(kèshí)精练
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[对点训练] 考点 1 做功和内能变化 1.下列有关焦耳及焦耳实验的说法中正确的是( ) A.焦耳是法国物理学家，他的主要贡献是焦耳定律及 热功当量 B.焦耳实验用到的容器可以用普通玻璃杯代替 C.焦耳实验的研究对象是容器中的水 D.焦耳实验中要使容器及其中的水升高相同的温度， 实验中悬挂重物的质量、下落的高度可以不相同，但做功必 须相同
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 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气体的单位体积分子数增
大，压强增大；④气体的单位体积分子数增大，压强不变。
其中说法正确的是( )
A.①③
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答案 4 J 0.8 ℃
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解析 每秒钟做功 W＝2×16800×0.75×20 J＝10 J， 每秒钟产生的热量 Q＝40%W＝4 J， 由 Q×60×20%＝cmΔt，得 Δt＝0.8 ℃。
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内容(nèiróng)总结
1述说法中正确的是( ) 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 多少，即 ΔU＝Q
B．①④
C．②③
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D．②④
解析 本题的关键是理解活塞缓慢推动的物理含义， 推动活塞 Q 使活塞对气体做功，本来气体的温度应该升高， 但是推动很缓慢，所以增加的内能又以热量的形式释放到 周围环境中了，由于环境温度恒定，所以汽缸内气体的温 度不变，气体分子的平均动能不变，①错误，②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。故选 C。
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5. 如图所示，固定容器及可动活塞 P 都是绝热的，中间 有一导热的固定隔板 B，B 的两边分别盛有气体甲和乙。现 将活塞 P 缓慢地向 B 移动一段距离，已知气体的温度随其 内能的增加而升高，则在移动 P 的过程中( ) A.外力对乙做功；甲的内能不变 B.外力对乙做功；乙的内能不变 C.乙传递热量给甲；乙的内能增加 D.乙的内能增加；甲的内能不变
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解析 当活塞 P 向 B 移动时，外力对气体乙做功，气 体乙的内能增加，温度升高。气体乙通过导热板 B 向气体 甲传热，因此甲的内能增加，因此选项 A、B、D 错误，选 项 C 正确。
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6. 器壁透热的汽缸放在恒温环境中，如图所示。汽缸内
第1节 功和内能(nèi nénɡ)
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过程气体体积增大，外界对气体做的功 W＜0，由 ΔU＝W 可知，气体内能减小。由于气体分子间的势能可忽略，故
气体分子的平均动能减小。故 D 正确。
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3．如图所示，厚壁容器的一端通过胶塞插进一支灵敏 温度计和一根气针，另一端有个用卡子卡住的可移动胶塞。 用打气筒慢慢向容器内打气，使容器内的压强增大到一定程 度，这时读出温度计示数。打开卡子，胶塞冲出容器口后 ()