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高中物理 第10章 熱力學(xué)定律 第1節(jié) 功和內(nèi)能課堂作業(yè) 新人教版選修33

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1、 第十章 第1節(jié) 功和內(nèi)能 基礎(chǔ)夯實 一、選擇題(1~4題為單選題,5題為多選題) 1.下列哪個實例說明做功改變了系統(tǒng)的內(nèi)能( B ) A.熱水袋取暖 B.用雙手摩擦給手取暖 C.把手放在火爐旁取暖 D.用嘴對手呵氣給手取暖 解析:雙手摩擦做功,使手的內(nèi)能增加,感到暖和;A、C、D都是通過熱傳遞來改變系統(tǒng)的內(nèi)能,選項B正確。 2.如圖是壓力保溫瓶的結(jié)構(gòu)簡圖,活塞a與液面之間密閉了一定質(zhì)量的氣體。假設(shè)封閉氣體為理想氣體且與外界沒有熱交換,則向下壓a的過程中,瓶內(nèi)氣體( A ) A.內(nèi)能增大    B.體積增大 C.壓強不變 D.溫度不變 解析:向下壓a的

2、過程中,外界對氣體做功,瓶內(nèi)氣體內(nèi)能增大,選項A正確。向下壓a的過程中,瓶內(nèi)氣體體積減小,壓強增大,溫度升高,選項B、C、D錯誤。 3.下列有關(guān)焦耳及焦耳實驗的說法中正確的有( D ) A.焦耳是法國物理學(xué)家,他的主要貢獻(xiàn)是焦耳定律及熱功當(dāng)量 B.焦耳實驗中用到的容器可以用普通玻璃杯代替 C.焦耳實驗中的研究對象是容器中的水 D.焦耳實驗中要使容器及其中的水升高相同的溫度,實驗中懸掛重物的質(zhì)量、下落的高度可以不相同,但做功必須相同 解析:焦耳是英國物理家,A錯誤;焦耳實驗的要求是研究對象為絕熱系統(tǒng),普通玻璃杯達(dá)不到絕熱要求,B錯誤;實驗的研究對象是容器及其中的水組成的系統(tǒng),C錯誤;

3、要使水及容器升高相同的溫度即內(nèi)能增加相同,則必須做功相同,D正確。 4.如圖所示,在紫銅管內(nèi)滴入乙醚,蓋緊管塞。用手拉住繩子兩端迅速往復(fù)拉動,管塞會被沖開。管塞被沖開前( D ) A.外界對管內(nèi)氣體做功,氣體內(nèi)能增大 B.管內(nèi)氣體對外界做功,氣體內(nèi)能減小 C.管內(nèi)氣體內(nèi)能不變,壓強變大 D.管內(nèi)氣體內(nèi)能增大,壓強變大 解析:克服繩與金屬管間的摩擦做功,使管壁內(nèi)能增大,溫度升高。通過熱傳遞,乙醚的內(nèi)能增大,溫度升高,直至沸騰,管塞會被沖開。管塞被沖開前管內(nèi)氣體內(nèi)能增大,壓強變大。選項D正確。 5.早些年農(nóng)村的小孩子常用舊圓珠筆芯做一種玩具,鐵絲的一端纏繞棉花,用水打濕后從一端塞入筆

4、芯內(nèi),將筆芯的另一端用力在馬鈴薯上觸一下拔出來,然后用力推鐵絲,馬鈴薯小塊高速飛出,能打出十幾米遠(yuǎn)。下列說法正確的是( AC ) A.在推鐵絲而馬鈴薯小塊未飛出的過程中,筆芯內(nèi)密封的氣體的溫度升高 B.在推鐵絲而馬鈴薯小塊未飛出的過程中,氣體對外做功 C.馬鈴薯小塊高速飛出的動能來自于氣體內(nèi)能 D.馬鈴薯小塊高速飛出時外界對筆芯內(nèi)氣體做功 解析:在快速推鐵絲而馬鈴薯小塊未飛出的過程中,筆芯內(nèi)密封的氣體經(jīng)歷絕熱壓縮的過程,外界對氣體做功,內(nèi)能增加,故筆芯內(nèi)密封的氣體的溫度升高,故A正確;在推鐵絲而馬鈴薯小塊未飛出的過程中,氣體被壓縮,是外界對氣體做功,故B錯誤;封閉氣體經(jīng)歷絕熱膨脹

5、過程,推出馬鈴薯,故馬鈴薯小塊高速飛出的動能來自于氣體內(nèi)能,這里的氣體類似彈簧,故C正確,D錯誤。 二、非選擇題 6.冬季,由于溫度太低,很難啟動摩托車(在農(nóng)村啟動195型拖拉機也會遇到類似情況)。這時駕駛者往往先關(guān)閉油門,連續(xù)踏下啟動搖桿若干次,然后再打開油門,踏下啟動搖桿即可啟動,運用的原理是什么? 答案:連續(xù)踏下啟動搖桿,活塞不斷壓縮氣缸里的氣體做功,增加氣體的內(nèi)能,使氣體的溫度升高,當(dāng)達(dá)到汽油的燃點后,即可啟動。 7.有一個10m高的瀑布,水流在瀑布頂端時速度為2m/s,在瀑布底與巖石的撞擊過程中,有10%的動能轉(zhuǎn)化為水的內(nèi)能,請問水的溫度上升了多少攝氏度?[已知水的比熱容為4

6、.2103J/(kg℃),g取10m/s2] 答案:2.410-3℃ 解析:根據(jù)機械能守恒定律知,水流到達(dá)瀑布底時的動能Ek=mv2+mgh。 水吸收熱量Q與溫度變化Δt滿足關(guān)系Q=cmΔt。 由題意知,有10%的動能轉(zhuǎn)化為水的內(nèi)能,所以 (mv2+mgh)10%=cmΔt。 代入數(shù)據(jù)得:Δt=2.410-3℃。 能力提升 一、選擇題(1~4題為單選題,5題為多選題) 1.如圖所示,瓶內(nèi)裝有少量的水,瓶口已塞緊,水上方空氣中有水蒸氣,用打氣筒向瓶內(nèi)打氣,當(dāng)塞子從瓶口跳出時,瓶內(nèi)出現(xiàn)“白霧”,這一現(xiàn)象產(chǎn)生的原因可以用下面三句話解釋:甲,水蒸氣凝結(jié)成小水珠;乙,瓶內(nèi)氣體推動

7、瓶塞做功,內(nèi)能減??;丙,溫度降低。三句話正確的順序是( B ) A.甲、乙、丙    B.乙、丙、甲 C.丙、甲、乙 D.乙、甲、丙 解析:根據(jù)題意因果順序的進(jìn)程為:空氣推動瓶塞做功——空氣內(nèi)能減小——瓶內(nèi)空氣溫度降低——瓶內(nèi)水蒸氣液化成小水珠即“白霧”,而瓶塞跳起的原因是用打氣筒往瓶內(nèi)打氣使氣體壓強增大所致。 2.(四川成都2016年高二檢測)如圖所示,活塞將氣缸分成甲、乙兩氣室,氣缸、活塞(連同拉桿)是絕熱的,且不漏氣。以E甲、E乙分別表示甲、乙兩氣室中氣體的內(nèi)能,則在將拉桿緩慢向外拉的過程中( D ) A.E甲不變,E乙減小 B.E甲不變,E乙增大 C.E甲增大,E乙不變

8、 D.E甲增大,E乙減小 解析:本題解題的關(guān)鍵是明確甲、乙兩氣室氣體都?xì)v經(jīng)絕熱過程,內(nèi)能改變?nèi)Q于做功的情況。對甲室內(nèi)的理想氣體,在拉桿緩慢向外拉的過程中,活塞左移,壓縮氣體,外界對甲室氣體做功,其內(nèi)能應(yīng)增大;對乙室內(nèi)的氣體,活塞左移,氣體膨脹,氣體對外界做功,內(nèi)能應(yīng)減小。 3.如圖所示,氣缸放置在水平地面上,質(zhì)量為m的活塞將氣缸分成甲、乙兩氣室,兩氣室中均充有氣體,氣缸、活塞是絕熱的且不漏氣。開始活塞被銷釘固定,現(xiàn)將銷釘拔掉,活塞最終靜止在距原位置下方h處,設(shè)活塞移動前后甲氣體內(nèi)能的變化量為ΔE,不計氣體重心改變的影響,下列說法正確的是( B ) A.ΔE=mgh B.ΔE>mgh

9、 C.ΔE

10、,內(nèi)能減少,所以關(guān)閉開關(guān)時,筒內(nèi)氣體溫度較外界偏低,再經(jīng)過較長時間后,筒內(nèi)外氣體溫度相同。對筒內(nèi)剩余氣體分析,屬等容升溫過程,壓強要升高,大于外界氣壓,所以再打開開關(guān)時,筒內(nèi)氣體要流向筒外。 5.如圖所示,帶有活塞的氣缸中封閉著一定質(zhì)量的理想氣體(不考慮氣體分子勢能),氣缸和活塞均具有良好的絕熱性能。將一個熱敏電阻置于氣缸中,熱敏電阻與氣缸外的歐姆表連接,氣缸固定不動,缸內(nèi)活塞可自由移動且不漏氣,活塞下掛一沙桶,沙桶裝滿沙子時活塞恰好靜止?,F(xiàn)將沙桶底部鉆一小洞,細(xì)沙緩緩漏出。則下列說法正確的是( ACD ) A.外界對氣體做功,氣體的內(nèi)能增大 B.氣體對外界做功,氣體的內(nèi)能減小 C

11、.氣體的壓強增大,體積減小 D.歐姆表的指針逐漸向右偏轉(zhuǎn) 解析:沙子漏出,活塞上移壓縮氣體,氣體的體積減小內(nèi)能增大,故A、C正確,B錯誤;溫度升高,熱敏電阻的阻值變小,歐姆表指針右偏,D正確。 二、非選擇題 6.汽車內(nèi)胎放完氣后,氣門的溫度可達(dá)到0℃以下,請你解釋一下原因。 答案:以內(nèi)胎中的氣體為系統(tǒng),氣體推動周圍大氣做功,(對外界氣體做功)大氣的內(nèi)能增加,內(nèi)胎中的氣體內(nèi)能減少,溫度降低。如果在較短時間內(nèi)做較多的功,氣門來不及吸熱,氣門溫度就可達(dá)到0℃以下。 7.如圖所示為焦耳測定熱功當(dāng)量的實驗裝置,若重物P、P′的質(zhì)量共為m=26.320kg,每次下落的高度均為h=160.5c

12、m,共下落n=20次,量熱器及其中的水和其他物體的平均熱容量為c=6316cal/℃,實驗中測得溫度升高Δt=0.31℃,試根據(jù)這些數(shù)據(jù)算出熱功當(dāng)量的值。(熱功當(dāng)量J=) 答案:4.23J/cal 解析:重物下落n=20次共做功 W=nmgh 量熱器中的水及容器等溫度升高Δt需吸熱Q=cΔt 由熱功當(dāng)量的定義得 J== = ≈4.23J/cal。 我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展進(jìn)入新常態(tài),需要轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式,改變粗放式增長模式,不斷優(yōu)化經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu),實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)健康可持續(xù)發(fā)展進(jìn)區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展,推進(jìn)新型城鎮(zhèn)化,推動城鄉(xiāng)發(fā)展一體化因:我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展還面臨區(qū)域發(fā)展不平衡、城鎮(zhèn)化水平不高、城鄉(xiāng)發(fā)展不平衡不協(xié)調(diào)等現(xiàn)實挑戰(zhàn)。

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