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1、第一 二節(jié) 功和內(nèi)能 熱和內(nèi)能
【指路問津】
(1)功是過程量,內(nèi)能是狀態(tài)量,功和內(nèi)能有什么聯(lián)系呢?
(2)兩個物體之間或一個物體不同部分發(fā)生熱傳遞的條件是什么?
【典型例題】
1.下列關(guān)于內(nèi)能的說法中,正確的是
A.物體的溫度越高,所有的分子動能都增大
B.物體速度增大,則分子熱運(yùn)動的平均動能增大,內(nèi)能也增大
C.對物體做功或向物體傳熱,都可能改變物體的內(nèi)能
D.系統(tǒng)在絕熱過程中內(nèi)能由U1變化為U2,外界對系統(tǒng)做的功為U2-U1
[精與解] ① 物體中所有分子的動能和分子勢能的總和就是物體的內(nèi)能,分子的動能只與分子無規(guī)則運(yùn)動的速率有關(guān),與物體機(jī)械運(yùn)動的速度無關(guān)。
2、② 物體分子的平均動能和溫度成正比,是對大量分子的統(tǒng)計規(guī)律,對個別分子談溫度無意義。③ 改變物體內(nèi)能的方法有兩種,做功和熱傳遞。④ 系統(tǒng)在絕熱過程中只有通過做功來改變內(nèi)能。 所以,本題正確答案為C、D。
[解后思] 物體分子的平均動能越大,物體的溫度一定越高;分子間存在相互作用的引力和斥力而具有分子勢能;物體的物態(tài)發(fā)生變化時,如晶體的結(jié)構(gòu)崩潰而熔化或使液體汽化,雖然溫度不發(fā)生變化,但內(nèi)能仍然增加,此時吸收的能量用來增加分子的勢能。
[評注] 第七章中是從分子的能量定義內(nèi)能的,本節(jié)是從做功和物體的能量的增減定義內(nèi)能的,兩處所說的內(nèi)能本質(zhì)是一致的。即前者從微觀的角度、后者從宏觀的角度
3、定義內(nèi)能的。
2.下列說法中正確的是
A.物體甲自發(fā)傳遞熱量給物體乙,說明甲物體的內(nèi)能一定比乙物體的內(nèi)能大
B.溫度相等的兩個物體接觸,它們各自的內(nèi)能不變且內(nèi)能也相等
C.冰熔化成水,水汽化成水蒸氣,若物態(tài)變化時溫度不變,則內(nèi)能也增加
D.物體內(nèi)能增加,一定是外力對物體做了功;外力對物體做功時,物體的內(nèi)能不一定增加
[精與解] 兩個物體之間、同一個物體的不同部分發(fā)生熱傳遞的條件是存在溫度差,參閱上一題“解后思” 可知,本題正確答案為C。
【階梯訓(xùn)練】
[梯次一]
1.兩個物體之間發(fā)生了熱傳遞,則一定是 ( )
A.內(nèi)能大的物體向內(nèi)能小的物體傳遞熱量
B
4、.比熱大的物體向比熱小的物體傳遞熱量
C.含熱量多的物體向含熱量少的物體傳遞熱量
D. 一個物體的分子平均動能大于另一物體的分子平均動能
2.金屬制成的氣缸中裝有柴油與空氣的混合物有可能使氣缸中柴油達(dá)到燃點(diǎn)的過程是 ( )
A.迅速向里推活塞 B.迅速向外拉活塞
C.緩慢向里推活塞 D.緩慢向外拉活塞
3.氣體的內(nèi)能應(yīng)該是( )
A.氣體分子的萬有引力勢能加上氣體分子的動能;
B.氣體分子的重力勢能加上氣體分子的動能;
C.氣體內(nèi)所有分子相互作用勢能與動能之和;
D.氣體分子的動能加上分子勢能。
4.下列物理過程中通過做功改變物體內(nèi)
5、能的有 ( )
A.冰正在吸熱熔解
B.點(diǎn)亮的燈籠,外殼變熱
C.柴油機(jī)的壓縮、點(diǎn)火過程
D.子彈射入木塊,子彈和木塊的溫度都升高了
5.一定能改變物體的內(nèi)能的過程是 ( )
A.有外力對物體做功 B.有摩擦力對物體做功
C.子彈打入木塊的過程中 D.物體做加速運(yùn)動
6.關(guān)于物體的內(nèi)能和熱量,下列說法中正確的是 ( )
A.熱水的內(nèi)能比冷水的內(nèi)能多
B.溫度高的物體其熱量必定多,內(nèi)能必定大
C.在熱傳遞過程中,內(nèi)能大的物體其內(nèi)能將減小,內(nèi)能小的物體其內(nèi)能將增大,直到兩物體的內(nèi)能相等
D.熱量是熱傳遞過程中,內(nèi)能轉(zhuǎn)移量的量度
7
6、.容器中盛有冰水混合物,冰的質(zhì)量和水的質(zhì)量相同且保持不變,則容器內(nèi) ( )
A.冰的分子平均動能大于水的分子平均動能 B.水的分子平均動能大于冰的分子平均動能
C.水的內(nèi)能大于冰的內(nèi)能 D.冰的內(nèi)能大于水的內(nèi)能
8.下列過程中,由于熱傳遞而使物體內(nèi)能改變的是 ( )
A.用打氣筒給自行車打氣時,打氣筒下部溫度升高
B.太陽光照在物體上,物體溫度升高
C.食品放入冰箱,溫度降低
D.用鐵錘連續(xù)打擊物體使物體溫度升高
9.關(guān)于熱傳遞的下述說法中正確的是 ( )
A.熱量總是從內(nèi)能大的物體傳給內(nèi)能小的物體
B.熱量總是
7、從分子平均動能大的物體傳給分子平均動能小的物體
C.熱傳遞的實(shí)質(zhì)是物體之間內(nèi)能的轉(zhuǎn)移而能的形式不發(fā)生變化
D.只有通過熱傳遞的方式,才能使物體的溫度發(fā)生變化
10.在下述現(xiàn)象中沒有做功而使物體內(nèi)能改變的是 ( )
A.電流通過電爐絲使溫度升高
B.在陽光照射下水的溫度升高
C.鐵錘打鐵塊使鐵塊溫度升高
D.在爐火上的水被燒開
[梯次二]
11.有關(guān)物體內(nèi)能,以下說法中正確的是 ( )
A.1g0℃水的內(nèi)能比1g0℃冰的內(nèi)能大
B.電流通過電阻后電阻發(fā)熱,它的內(nèi)能增加是通過“熱傳遞”方式實(shí)現(xiàn)的
C.氣體膨脹,它的內(nèi)能一定減小
D.橡皮筋被拉伸
8、時,分子間勢能增加
12.以下說法正確的是 ( )
A.機(jī)械能為零,內(nèi)能不為零是可能的
B.溫度相同,質(zhì)量相同的物體具有相同內(nèi)能
C.溫度越高,物體的內(nèi)能越大
D.0℃的冰的內(nèi)能比等質(zhì)量的0℃的水內(nèi)能大
13.一定質(zhì)量的氣體封閉在絕熱的氣缸內(nèi)。當(dāng)用活塞壓縮氣體時.一定增大的物理量為:
①氣體的壓強(qiáng);②氣體的密度;③氣體的內(nèi)能;④氣體的分子勢能。其中正確的是 ( )
A.①② B.①②③ C.①④ D.②③④
14.斜面的高度是0.6m,傾角是37°。質(zhì)量是1kg的物體由斜面的頂
9、端滑到底端,已知動摩擦因數(shù)是
0.25、g=10m/s2,則在這過程中系統(tǒng)內(nèi)能的增量是 ( )
A.2J B.4J C.6J D.8J
15.一個物體以較大的初速度沿粗糙的斜面向上滑行,在物體上滑的過程中,物體內(nèi)分子的平均動能將 ,物體的機(jī)械能將 ,物體的內(nèi)能將 。(填“增大”“不變”或“減小”)
16.有完全相同的A、B兩個鋼球,從同一高處自由落下,A球落在彈性板上被反彈而起,B球落在沙面上停下來,如果不計熱損失,A、B兩球的溫度比較,tA___ __tB
10、.。
[梯次三]
17.從100 m高空由靜止開始下落的水滴,在下落的整個過程中,假定有50%的動能轉(zhuǎn)化為水滴的內(nèi)能,則水滴溫度升高多少?(水的比熱c=4.2J/g.℃)
18.氣缸中氣體的壓強(qiáng)為4×105Pa,活塞的面積是40cm2,氣體做等壓膨脹,推動活塞移動了20cm,求氣體做了多少功?
19.取一個橫截面積是3dm2的不高的圓筒,筒內(nèi)裝水0.6kg,用來測量射到地面的太陽能.在太陽光垂直照射2min后,水的溫度升高了1℃。
(1) 計算在陽光直射下,地球表面每平方厘米每分鐘獲得的能量。
(2) 已知射到大氣頂層的太陽能
11、只有45%到達(dá)地面,另外55%被大氣吸收和反射而未到達(dá)地面,由此估算出太陽輻射的功率。
20.雨滴從400m高處由靜止下落,設(shè)它受到的平均阻力為重力的0.7倍,雨滴在整個落地過程中所產(chǎn)生的熱能有30%為其吸收,則落地時雨滴溫度升高了多少度? (g=10m/s2 ,水的比熱容C=4.2×103J/(kg·℃))
21.地球表面2/3的面積被水面所覆蓋,太陽在一年中輻射到地球表面水面部份的總能量w約為1.87×1024J。設(shè)水面對太陽輻射的平均反射率為7%,而且將吸收到的35%能量重新輻射出去,太陽輻射可將水面
12、的水蒸發(fā)(設(shè)在常溫、常壓下蒸發(fā)1kg水需要2.2 ×106J的能量),而后凝結(jié)成雨滴降落到地面。估算整個地球表面的年平均降雨量 (以毫米表示,球面積為4πR2,R=6400km)。
[參考答案]
1.D 2.A 3.C 4.CD 5.C 6.D 7.C 8.BC 9.BC 10.BD
11.AD 12.A 13.B 14.A 15.增大、減小、增大 16.> 17.0.12℃
18.320J 19.12.(1) 4.2J/cm2·min (2) 4.5×1026J/s. 20. 0.2℃ 21.1.01×103mm