【金版学案】2021学年高中物理 3.1 内能 功 热量知能演练 粤教版选修3-3(1)

第一节内能功热量
基础达标
1．如下图，把浸有乙醚的一小团棉花放在厚玻璃筒的底部，当专门快地向下压活塞时，由于被紧缩的气体骤然变热，温度升高，达到乙醚的燃点，使浸有乙醚的棉花燃烧起来，此实验目的是要说明( ) A．做功能够增加物体的热量
B．做功必然升高物体的温度
C．做功能够改变物体的内能
D．做功必然能够增加物体的内能
解析：迅速向下压活塞，事实上是在对玻璃气筒内的气体做功，由于是迅速向下压筒内的气体，做功时刻极短，因此实验进程能够为是绝热进程(即Q＝0)．乙醚达到燃点而燃烧说明气体温度升高内能增大，这说明做功能够改变物体的内能．
答案：C
2．(双选)做功和热传递的一起点是( )
A．都能使物体增加热量
B．都能使物体温度升高
C．都能使物体内能改变
D．都能使物体比热容增大
解析：功和热传递对改变物体内能是等效的，都可使物体内能改变，温度改变，但不能说改变热量，B、C 正确，A错误；物体的比热容是物体的一种特性，由物体本身决定，与其他因素无关，D错误．答案：BC
3．(双选)用下述方式改变物体的内能，属于做功的方式是( )
A．在阳光的照射下，水的温度升高
B．用磨刀石磨刀时，刀发烧
C．用电热器烧水
D．用天然气烧水
解析：A项是热传递中的辐射，B中是摩擦力做功，C中是电流做功，D中是燃料燃烧把内能转移给水，故B、C正确．
4．关于物体的内能和热量，以下说法中正确的选项是( )
A．热水的内能比冷水的内能多
B．温度高的物体其热量必然多，内能必然大
C．在热传递进程中，内能大的物体其内能将减小，内能小的物体其内能将增大，直到两物体的内能相等D．热量是热传递进程中内能转移的量度
解析：物体的内能由温度、体积及物体的质量决定，不是只由温度决定，故A、B错；在热传递进程中，热量由高温物体传给低温物体，而与物体的内能大小无关，因此完全有可能是内能大的物体内能继续增大，内能小的物体内能继续减小，故C项错；关于热量的论述，D项是正确的．
答案：D
5．假设A、B两物体之间没有热传递，正确的说明是( )
A．两物体所包括的热量相等
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
解析：热传递发生的条件是物体存在温度差，没有热传递说明两物体的温度相等，B错误，C正确；热量是热传递中传递的内能的多少，不能说物体含热量的多少，A错误；两物体的温度不同，在真空中不接触也可通过辐射发生热传递，D错误．
答案：C
能力提升
6．(双选)如下图为焦耳实验装置简图，用绝热良好的材料将容器包好，重物下落带动叶片搅拌容器里的水，引发水温升高，关于那个实验，以下说法正确的选项是( )
A．那个装置可测定热功当量
B．做功增加了水的热量
C．做功增加了水的内能
D．功和热量是完全等价的，无区别
解析：可通过重力做功与水温升高吸收的热量，测定热功当量，做功增加了水的内能，而热量只是热传递进程中内能改变的量度，因此功与热量是不同的．应选A、C.
7．(双选)在一个绝热气缸里，假设因气体膨胀，向上推动活塞，那么在那个进程中，气缸里的气体( )
A ．温度升高
B ．温度降低
C ．内能增大
D ．内能减小
解析：因绝热气缸里的气体与外界无热互换，气体向上推动活塞进程中，对外做功，内能减小，温度降低，
B 、D 正确．
答案：BD
8．(双选)一铜块和一铁块，质量相等，铜块的温度T 1比铁块的温度T 2高，当它们接触在一路时，若是不和外界互换能量，那么( )
A ．从二者开始接触到热平稳的整个进程中，铜块内能的减少量等于铁块内能的增加量
B ．在二者达到热平稳以前的任意一段时刻内，铜块内能的减少量不等于铁块内能的增加量
C ．达到热平稳时，铜块的温度T ＝T 1＋T 2
2
D ．达到热平稳时，二者的温度相等
解析：一个系统在热互换的进程中，若是不与外界发生热互换，温度高的物体放出的热量等于温度低的物体吸收的热量，直到温度相等，再也不发生热互换为止．而热量是热传递进程中内能的转变量，因此选项A 和D 都正确，选项B 错误．
依照热平稳方程c 铜m (T 1－T )＝c 铁m (T －T 2)，解得T ＝
c 铜T 1＋c 铁 T 2c 铜＋c 铁，由此可知选项C 是错误的．
答案：AD
9．子弹以速度v ＝200 m/s 射入木块后停在木块中，木块没有移动．系统增加的内能的60%使子弹的温度升高，子弹温度升高多少？子弹的比热容是0.12×103 J/(kg·℃)．
解析： 设子弹的质量为m ，由于子弹射入木块后停在木块中，木块没有移动，子弹的机械能全数转化为内能，得
ΔE ＝12
mv 2① 子弹的吸收的热量Q ＝60%ΔE ②
又有Q ＝cm Δt ③
由①②③式解得Δt ＝100 ℃，
即子弹温度升高100 ℃.
答案：100 ℃
热功当量
在没有熟悉热的本质之前，热量、功、能量的关系并非清楚，因此它们用不同的单位来表示．热量的单位用卡路里，简称卡．
18世纪末，人们熟悉到热与运动有关，这为后来焦耳研究热与功的关系开辟了道路．焦耳以为热量和功应当有必然的当量关系，即热量的单位卡和功的单位焦耳间有必然的数量关系．他从1840年开始，到1878年近40年的时刻内，利用电热量热法和机械量热法进行了大量的实验，最终找出了热和功之间的当量关系．若是用W表示电功或机械功，用Q表示这一切所对应的热量，那么功和热量之间的关系可写成W＝JQ，J即为热功当量．在1843年，焦耳用电热法测得的J值大约为4.568焦/卡；用机械方式测得的J值大约为4.165焦/卡．以后焦耳又别离在1845年、1847年、1850年发布了他进一步测定的结果，最后在1878年发布的结果为J＝4.157焦/卡．以后随着科学仪器的进一步进展，其他科学家又做了大量的验证．目前公认的热功当量值为：在物理学中J＝4.186 8焦/卡(其中的“卡”叫国际蒸汽表卡)；在化学中J＝4.184 0焦/卡(其中的“卡”叫热化学卡)．此刻国际单位已统一规定功、热量、能量的单位都用焦耳，热功当量就不存在了．可是，热功当量的实验及其具体数据在物理学进展史上所起的作用是永久存在的．焦耳的实验为能量转化与守恒定律奠定了基础．电热量热法测热功当量示意如以下图所示．。