最新人教版高中物理选修3-3第十章《功和内能》自主广场

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我夯基我达标
1.甲、乙两分子相距大于平衡距离r0，甲固定，乙分子在和甲靠近直到不能再靠近为止的过程中，下面说法正确的是( )
A.分子力总做正功
B.分子引力与斥力互为反作用力，其合力为零
C.分子力先做正功后做负功
D.分子引力总做正功
思路解析：此题目中考查分子间的引力和斥力随分子间距离变化而变化的规律.(1)分子间引力和斥力同时存在；(2)当分子间距离r>r0时，分子力表现为引力，距离减小时分子力做正功，当分子间距离r<r0时，分子力表现为斥力，距离减小时分子力做负功.
答案：CD
2.把一个物体竖直下抛，下列哪种情况是在下落的过程中发生的( )
A.物体的动能增加，分子的平均动能也增加
B.物体的重力势能减少，分子势能却增加
C.物体的机械能保持不变
D.物体的内能保持不变
思路解析：物体下落的过程，不考虑空气阻力，只有系统内的重力做功，机械能守恒；物体下落过程中，物体的温度和体积也没有发生变化，所以分子热运动的平均动能和分子势能都保持不变，因此，选项A和B是错误的.
答案：CD
3.下列说法中正确的是( )
A.物体吸收热量，其内能必定增大
B.物体吸收热量，温度不变，体积必然增大
C.0 ℃水结成0 ℃冰，其分子势能减小，内能增大
D.0 ℃水结成0 ℃冰，其分子势能减小，内能也减小
思路解析：物体吸收热量，但此热量未必用以增加物体内能，它也可能转化为对外界做功，因此其内能未必增大，A错.一般情况下，物体吸收热量，温度不变，即分子动能不变，因此，这些热量或者转化成分子势能，或者转化成对外做功，在这两种情况下，体积都将增大.但是，如果发生了相变之类的状态变化，情况将有所不同，吸收的热量可能会转化为相变潜能而体积不一定增大，B错.0 ℃水结成0 ℃冰，这时虽然体积增大，但由于释放了相变潜能，分子势能不是增大而是减小了，因此内能不是增大而是减小了，C错.
答案：D
4.下列说法中正确的是( )
A.当一个物体相对地球静止时，其动能为零，因此内能也为零
B.放在桌子上的小盒，若取桌子所在平面为零势面，则其重力势能为零，因此其内能也为零
C.人骑车上斜坡时，因为人有动能，所以其内能不为零
D.无论物体静止还是运动，其内能都不可能为零
思路解析：物体的机械能是动能和势能之和，当物体的动能和势能为零时，机械能为零，但物体的内能是所有分子动能和分子势能的总和，分子在永不停息地做无规则运动，分子动能永远存在，因此物体的内能永远不可能为零，故D正确.机械能与物体的内能之间没有决定关系，二者是两种完全不同形式的能量，可以互相转化，故A、B、C错.
答案：D
5.在下述现象中没有做功而使物体内能改变的是( )
A.电流通过电炉丝使温度升高
B.在阳光照射下水的温度升高
C.铁锤打铁使铁块温度升高
D.在炉火上的水被烧开
思路解析：对于A 是电流做功改变物体内能，C 是铁锤做功改变物体的内能，故A 、C 错.B 、D 两个选项均为热传递改变物体的内能，B 、D 对.
做功改变物体内能的实质是其他形式的能与内能之间的相互转化，而热传递改变物体内能的实质是物体内能的相互转移，这也是判断一个过程是何种方式改变物体内能的关键. 答案：BD
6.金属制成的气缸中装有柴油和空气的混合物，有可能使气缸中柴油达到燃点的过程是
( )
A.迅速向里推活塞
B.迅速向外拉活塞
C.缓慢向里推活塞
D.缓慢向外拉活塞
思路解析：迅速向里推活塞，外界对气体做功，而且没来得及进行充分热交换，内能增加，温度升高，如果达到燃点即点燃，A 对.缓慢向里推活塞时，由于可进行比较充分的热交换无法确定温度情况，C 错.无论迅速或是缓慢向外拉活塞，气体对外界做功，内能减小，温度降低，不可能点燃，B 和D 错.
答案：A
7.分子甲和分子乙相距较远，设甲分子固定不动，乙分子逐渐向甲分子靠近，直到不能再近的这一过程中( )
A.分子力总是对乙分子做正功
B.乙分子总是克服分子力做功
C.先是乙分子克服分子力做功，然后分子力对乙分子做正功
D.先是分子力对乙分子做正功，然后乙分子克服分子力做功
思路解析：首先要明确题目的已知条件是什么，隐含条件是什么，分子力随分子间距离的变化性质如何改变，大小如何改变.
由于分子间距大于r 0时，分子力表现为引力，因此分子乙从远处移到距分子甲r 0处的过程中，分子力做正功.由于分子间距离小于r 0时，分子力表现为斥力，因此分子乙从距分子甲r 0处继续移近甲时要克服分子力做功，D 正确.
答案：D
8.两人共同拉锯伐木，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%转变为热能.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度？(设钢锯的比热容为1.2×102 J/kg ·℃，钢锯的质量为0.5 kg)
思路解析：(1)每秒钟做功 W=2×180
60×0.75×20 J=10 J 每秒钟产生的热量Q=40%W=4 J
(2)由Q×60×20%=cmΔt 得Δt=0.8 ℃.
答案：10 J 0.8 ℃
我综合 我发展
9.关于物体的内能，下列说法正确的是( )
A.相同质量的两种物体，升高相同的温度，内能的增量一定相同
B.一定质量的0 ℃的水结成0 ℃的冰，内能一定减少
C.一定质量气体的体积增大，但既不吸热也不放热，内能一定减少
D.相同质量的两个同种物体，运动物体的内能一定大于静止物体的内能
思路解析：质量相同的两种物体，温度升高相同时，分子总数和体积变化情况不一定相同，故A 项错.内能与机械能无关，所以运动物体的内能不一定大，故D 项错.一定量的冰熔化成
水，发生物态变化，温度都在0 ℃时也要吸收热量，因此相同质量的水和冰，水的内能一定大于冰的内能；当气体体积增大时，气体要对外做功，因此在既不吸热又不放热的条件下，其内能必然减小.
答案：BC
10.子弹以200 m/s 的速度射入固定的木板，穿出时速度为100 m/s ，若子弹损失的机械能完全转化为内能，并有50%被子弹吸收，求子弹温度可升高多少？〔子弹比热容为130 J/(kg ·℃)〕
思路解析：设子弹的质量为m,则由题意可知η·(
21mv 12-21mv 22)=cmΔt ，所以升高的温度为Δt=130
2)100200(5.02)(222221⨯-⨯=-c v v η℃=57.7 ℃ 做功是改变物体内能的一种重要方式，在进行有关物体内能变化的计算中，要搞清楚各种能量变化的情况，在计算过程中，要注意各物理量的单位要统一.
答案：57.7 ℃
我创新 我超越
11.图10-1-4中容器A 、B 各有一个可自由移动的轻活塞，活塞下面是水，上面是大气，大气压强恒定，A 、B 的底部由带有阀门K 的管道相连，整个装置与外界绝热.原先A 中水面比B 中的高，打开阀门，使A 中的水逐渐向B 中流，最后达到平衡.在这个过程中( )
图10-1-4
A.大气压力对水做功，水的内能增加
B.水克服大气压力做功，水的内能减少
C.大气压力对水不做功，水的内能不变
D.大气压力对水不做功，水的内能增加
思路解析：如下图，(1)问大气压力是否做功？
设A 活塞面积为S A 、B 活塞面积为S B ，开始A 、B 液面相差H ，则最后A 、B 液面再次相平，问：为什么？
因为连通器的原理.
再设A 液面最后与原来相差h A ，B 液面比原来上升h B .
大气压力对A 做功：W A =p 0S A ·h A ；大气压对B 做负功：W B =-p 0S B h B
由体积关系：S A h A =S B h B ,则大气压力总功：W=W A +W B =0.
(2)问水的重力是否做功？
设A 液面下降的水质量为Δm ，则B 液面上升，水的质量变为Δm
A 液面下降，重力做正功A G W =Δmg 2
A h
B 液面上升，重力做负功B G W =-Δmg·h B /2
则重力做总功：0<W G ′=A G W +B G W =Δmg·2
1(h b -h a ) 而水前后运动中速度不变，均在平衡后为0
故水的重力势能减少了ΔE p
ΔE p ↓=W 下标G′=Δmg 2
1(h b -h a ) 机械能不守恒，能量守恒，转化为内能Q ：ΔE p ↓=Q 内↑=Δmg
21(h B -h A ). 答案：D
12.一质量为M 的木板放在一光滑水平面上，在木板上放一质量为m 的木块，现给木块一水平速度v ，使其在木板上滑行，最后两者以同一速度共同滑行.求此过程中系统内能增量.(假设时间很短，未和外界进行热交换，两者共同速度v ′=
v M m m +) 思路解析：开始能量：E 1=
21mv 2 末状态能量：E 2=21(M+m)v′2=21(M+m)·(m M mv +)2=2)
(2v m M m M + 产生的内能：由能量守恒Q=E 1-E 2=21mv 2-)
(2)(2222
m M v m m M mMv +=+. 答案：)
(22
2m M v m +。