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人教版物理選修33:第10章 熱力學(xué)定律 第2節(jié) 課堂作業(yè) 含解析

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1、 第十章 第2節(jié) 基礎(chǔ)夯實(shí) 一、選擇題(1~3題為單選題,4~6題為多選題) 1.(山東濟(jì)南一中2016年高二下學(xué)期期中)出租車常以天然氣作為燃料,加氣站儲(chǔ)氣罐中天然氣的溫度隨氣溫升高的過(guò)程中,若儲(chǔ)氣罐內(nèi)氣體體積及質(zhì)量均不變,則罐內(nèi)氣體(可視為理想氣體)( B ) A.壓強(qiáng)增大,內(nèi)能減小 B.吸收熱量,內(nèi)能增大 C.壓強(qiáng)減小,分子平均動(dòng)能增大 D.對(duì)外做功,分子平均動(dòng)能減小 解析:理想氣體的內(nèi)能只與溫度有關(guān),溫度升高內(nèi)能增大,分子的平均動(dòng)能增大,罐內(nèi)氣體的壓強(qiáng)增大。因體積不變,做功為零,從外界吸收熱量,綜上所述,選項(xiàng)B正確,A、C、D錯(cuò)誤。 2.關(guān)于物體的內(nèi)能和熱

2、量,下列說(shuō)法中正確的有( D ) 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(guò)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(guò)程中內(nèi)能轉(zhuǎn)移的量度 解析:物體的內(nèi)能由溫度、體積及物體的質(zhì)量決定,不是只由溫度決定,故A、B錯(cuò);在熱傳遞過(guò)程中,熱量由高溫物體傳給低溫物體,而與物體的內(nèi)能大小無(wú)關(guān),所以完全有可能是內(nèi)能大的物體內(nèi)能繼續(xù)增大,內(nèi)能小的物體內(nèi)能繼續(xù)減小,故C項(xiàng)錯(cuò);關(guān)于熱量的論述,D項(xiàng)是正確的。 3.關(guān)于熱量、溫度的下列說(shuō)法正確的是( A ) A.熱量是熱傳遞過(guò)程中,物體間內(nèi)能的轉(zhuǎn)移量;溫

3、度是物體分子平均動(dòng)能大小的量度 B.在絕熱容器中,放入兩個(gè)溫度不等的物體,則高溫物體放出溫度,低溫物體吸收溫度,直到兩個(gè)物體溫度相等 C.高溫物體內(nèi)能多,低溫物體內(nèi)能少 D.兩個(gè)質(zhì)量和比熱容都相等的物體,若吸收相等的熱量,則溫度相等 解析:溫度是物體分子平均動(dòng)能大小的量度,表示冷熱程度;熱量是熱傳遞過(guò)程中物體間內(nèi)能的轉(zhuǎn)移量,內(nèi)能包括分子動(dòng)能與分子勢(shì)能,與溫度、體積、物質(zhì)的量有關(guān)。D項(xiàng),不知道初始溫度,只能說(shuō)溫度變化相同。 4.(安徽省六安2017~2018學(xué)年高二下學(xué)期期中)下列所述現(xiàn)象中屬于利用熱傳導(dǎo)的方式來(lái)傳熱的是( AD ) A.冬天,用手去拿室外的鐵塊,手感到冷 B.夏天

4、,開空調(diào)后一段時(shí)間整個(gè)房間內(nèi)溫度降低 C.在地面上曬小麥 D.冬天,用暖水袋暖手 解析:冬天,室外的鐵塊溫度低,手溫度高,用手拿鐵塊時(shí),手上的熱量直接通過(guò)熱傳導(dǎo)的方式傳到鐵塊上。用暖水袋暖手,道理同上。開空調(diào)后整間房間內(nèi)溫度降低,是空氣通過(guò)對(duì)流的方式使熱空氣降溫。曬小麥?zhǔn)且揽刻?yáng)熱輻射來(lái)吸收熱量的,所以正確答案為AD。 5.在下述現(xiàn)象中,沒有做功而使物體內(nèi)能改變的是( BD ) A.電流通過(guò)電爐而使溫度升高 B.在陽(yáng)光照射下,水的溫度升高 C.鐵錘敲打鐵塊,使鐵塊溫度升高 D.夏天在室內(nèi)放幾塊冰,室內(nèi)會(huì)變涼快 解析:電流通過(guò)電爐做功使電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能;在陽(yáng)光照射下,水溫度升高是

5、靠太陽(yáng)的熱輻射來(lái)升溫的;鐵錘敲打鐵塊是做功改變物體內(nèi)能的過(guò)程;室內(nèi)放上冰塊是通過(guò)熱傳遞的方式來(lái)改變氣溫的。 6.下列說(shuō)法中正確的是( AD ) A.做功和熱傳遞是改變物體內(nèi)能的兩種本質(zhì)不同的物理過(guò)程:做功使物體的內(nèi)能改變,是其他形式的能和內(nèi)能之間的轉(zhuǎn)化;熱傳遞則不同,它是物體內(nèi)能的轉(zhuǎn)移 B.外界對(duì)物體做功,物體的內(nèi)能一定增大 C.物體向外界放熱,物體的內(nèi)能一定增大 D.熱量是在熱傳遞中,從一個(gè)物體向另一個(gè)物體或物體的一部分向另一部分轉(zhuǎn)移的內(nèi)能的多少 解析:做功和熱傳遞改變物體內(nèi)能的本質(zhì)不同,因?yàn)樽龉Φ倪^(guò)程一定是不同形式的能相互轉(zhuǎn)化的過(guò)程,而熱傳遞是同種形式的能量(內(nèi)能)在不同的物體

6、之間或物體不同的部分之間傳遞或轉(zhuǎn)移,故A選項(xiàng)正確。而物體的內(nèi)能的變化取決于做功和熱傳遞兩種途徑,單就一個(gè)方面不足以斷定其內(nèi)能的變化。故B、C選項(xiàng)不正確,D選項(xiàng)正確。 二、非選擇題 7.陽(yáng)光照暖了大地,地面輻射又對(duì)地面附近的空氣加熱,形成暖氣團(tuán)升往高空。于是有人認(rèn)為高山頂上的氣溫要比地面的高,但實(shí)際情況正好相反。你怎么理解這種現(xiàn)象? 答案:把地面附近溫度、壓強(qiáng)相同的一大團(tuán)空氣作為研究對(duì)象(在熱力學(xué)中稱為系統(tǒng))。這團(tuán)空氣最初在地面附近受熱膨脹,密度變小,因而逐漸上升。在上升的過(guò)程中,其邊緣部分和外界空氣的熱交換對(duì)整個(gè)氣團(tuán)沒有明顯的影響,可以認(rèn)為氣團(tuán)與外界之間傳遞的熱量Q=0,因此氣團(tuán)內(nèi)能的變

7、化僅與做功有關(guān),即ΔU=W。氣團(tuán)上升時(shí),不斷膨脹,對(duì)外做功(W<0),內(nèi)能減少(ΔU<0),溫度降低,越高的地方,空氣的溫度越低。 能力提升 一、選擇題(1~4題為單選題,5題為多選題) 1.(淄川2016年高二下學(xué)期檢測(cè))如圖所示,活塞將一定質(zhì)量的氣體封閉在直立圓筒形導(dǎo)熱的氣缸中,活塞上堆放細(xì)沙,活塞處于靜止,現(xiàn)逐漸取走細(xì)沙,使活塞緩慢上升,直到細(xì)沙全部取走。若活塞與氣缸之間的摩擦可忽略,則在此過(guò)程中( C ) A.氣體對(duì)外做功,氣體溫度一定降低 B.氣體對(duì)外做功,內(nèi)能一定減少 C.氣體壓強(qiáng)減小,內(nèi)能可能不變 D.氣體從外界吸熱,內(nèi)能一定增加 解析:由于氣缸為導(dǎo)熱的,則

8、可與外界進(jìn)行熱交換,細(xì)沙減少時(shí),氣體膨脹對(duì)外做功,可能由于與外界進(jìn)行熱交換吸熱使內(nèi)能不變。 2.(湖北省部分重點(diǎn)中學(xué)2016年高三模擬)某駕駛員發(fā)現(xiàn)中午時(shí)車胎內(nèi)的氣壓高于清晨時(shí)的,且車胎體積增大。若這段時(shí)間胎內(nèi)氣體質(zhì)量不變且可視為理想氣體,那么( D ) A.外界對(duì)胎內(nèi)氣體做功,氣體內(nèi)能減小 B.外界對(duì)胎內(nèi)氣體做功,氣體內(nèi)能增大 C.胎內(nèi)氣體對(duì)外界做功,內(nèi)能減小 D.胎內(nèi)氣體對(duì)外界做功,內(nèi)能增大 解析:對(duì)車胎內(nèi)的理想氣體分析知,體積增大為氣體對(duì)外做功,內(nèi)能只有動(dòng)能,而動(dòng)能的標(biāo)志為溫度,故中午溫度升高,內(nèi)能增大,故選D。 3.如圖所示,A、B是兩個(gè)完全相同的球,分別浸沒在水和水銀的

9、同一深度內(nèi),A、B兩球用同一種材料制成,當(dāng)溫度稍微升高時(shí),球的體積會(huì)明顯變大,如果開始水和水銀的溫度相同,且兩液體溫度同時(shí)緩慢升高同一值,兩球膨脹后,體積相等,則( B ) A.A球吸收的熱量較多   B.B球吸收的熱量較多 C.兩球吸收的熱量一樣多 D.無(wú)法確定 解析:兩球初末態(tài)溫度分別相同,初末態(tài)體積也相同,所以內(nèi)能增量相同,但水銀中的B球膨脹時(shí)對(duì)外做功多,所以吸熱較多,故選B。 4.下列關(guān)于內(nèi)能與熱量的說(shuō)法中,正確的是( D ) A.馬鈴薯所含熱量高 B.內(nèi)能越大的物體熱量也越多 C.熱量總是從內(nèi)能大的物體流向內(nèi)能小的物體 D.熱量總是從溫度高的物體流向溫度低的物體

10、 解析:選項(xiàng)A是生活中很常見的說(shuō)法,但是物理學(xué)中的熱量是過(guò)程量,不是狀態(tài)量,不能象內(nèi)能那樣蘊(yùn)含在物體中,選項(xiàng)A錯(cuò);說(shuō)法B與說(shuō)法A存在相同的錯(cuò)誤,此外,物體的內(nèi)能與熱量之間,在數(shù)量上沒有必然聯(lián)系,選項(xiàng)B錯(cuò);兩物體之間熱量的傳遞方向只與它們的溫度有關(guān),與它們的內(nèi)能無(wú)關(guān),選項(xiàng)C錯(cuò),D對(duì)。 5.在外界不做功的情況下,物體的內(nèi)能增加了50J,下列說(shuō)法中正確的是( BD ) A.一定是物體放出了50J的熱量 B.一定是物體吸收了50J的熱量 C.一定是物體分子動(dòng)能增加了50J D.物體的分子平均動(dòng)能可能不變 解析:在外力不做功的情況下,內(nèi)能的改變等于傳遞的熱量,內(nèi)能增加,一定是吸收了相等能量

11、的熱量,故選項(xiàng)A錯(cuò)誤,選項(xiàng)B正確。物體內(nèi)能包括所有分子的動(dòng)能和勢(shì)能,內(nèi)能由分子數(shù)、分子平均動(dòng)能、分子勢(shì)能共同決定,所以內(nèi)能增加了50J并不一定是分子平均動(dòng)能增加了50J。物體的分子平均動(dòng)能有可能不變,這時(shí)吸收的50J熱量全部用來(lái)增加分子勢(shì)能。 二、非選擇題 6.若對(duì)物體做1200J的功,可使物體溫度升高3℃,改用熱傳遞的方式,使物體溫度同樣升高3℃,那么物體應(yīng)吸收1200J的熱量,如果對(duì)該物體做3000J的功,物體的溫度升高5℃,表明該過(guò)程中,物體還放出(填“吸收”或“放出”)熱量1000J。 解析:做功和熱傳遞在改變物體內(nèi)能上是等效的,因此物體用做功方式溫度升高3℃,如用吸熱方式,也使

12、溫度升高3℃,應(yīng)吸收1200J的熱量。 如對(duì)物體做功3000J,溫度升高5℃,而物體溫度升高5℃,需要的功或熱量應(yīng)為ΔE,1200J=cm×3, ΔE=cm×5,所以ΔE=2000J 因此物體應(yīng)放出1000J的熱量。 7.某同學(xué)為測(cè)量地表植物吸收太陽(yáng)能的本領(lǐng),做了如下實(shí)驗(yàn):用一面積為0.1m2的水盆盛6kg的水,經(jīng)太陽(yáng)垂直照射15min,溫度升高5℃,若地表植物每秒接收太陽(yáng)能的能力與水相等,試計(jì)算: (1)每平方米綠色植物每秒接收的太陽(yáng)能為多少焦耳? (2)若綠色植物在光合作用下每吸收1kJ的太陽(yáng)能可放出0.05L的氧氣,則每公頃綠地每秒可放出多少氧氣?(1公頃=104m2) 答案:(1)1.4×103J/(m2·s) (2)700L 解析:據(jù)水升溫吸收的熱量,便可求出單位面積單位時(shí)間吸收的太陽(yáng)能,進(jìn)而可求出每公頃綠地每秒放出的氧氣。 (1)單位面積單位時(shí)間吸收的太陽(yáng)能為 P==J/(m2·s) =1.4×103J/(m2·s)。 (2)氧氣的體積為V=×0.05L=700L。

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