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10.1 功和內(nèi)能 10.2 熱和內(nèi)能 1．關(guān)于系統(tǒng)內(nèi)能的下列說(shuō)法中正確的是(　　) A．物體內(nèi)所有分子的動(dòng)能與分子勢(shì)能的總和叫物體的內(nèi)能 B．一個(gè)物體的機(jī)械能發(fā)生變化時(shí)，其內(nèi)能也一定發(fā)生變化 C．外界對(duì)系統(tǒng)做了多少功W，系統(tǒng)的內(nèi)能就增加多少，即ΔU＝W D．系統(tǒng)從外界吸收了多少熱量Q，系統(tǒng)的內(nèi)能就增加多少，即ΔU＝Q 解析：　在分子動(dòng)理論中，我們把物體內(nèi)所有分子的動(dòng)能與分子勢(shì)能的總和定義為物體的內(nèi)能，A對(duì)．物體的內(nèi)能與機(jī)械能是兩個(gè)不同的物理概念，兩者沒(méi)有什么關(guān)系，如物體的速度增加了，機(jī)械能可能增加，但如果物體的溫度不變，物體的內(nèi)能就可能不變，故B錯(cuò)．只有當(dāng)系統(tǒng)與外界絕熱時(shí)，外界對(duì)系統(tǒng)做的功才等于系統(tǒng)內(nèi)能的增量；同理，只有在單純的熱傳遞過(guò)程中，系統(tǒng)吸收(或放出)的熱量才等于系統(tǒng)內(nèi)能的增量(或減量)，故C、D錯(cuò)． 答案：　A 2．高溫物體甲和低溫物體乙發(fā)生熱傳遞，最后達(dá)到熱平衡．這個(gè)過(guò)程的實(shí)質(zhì)是(　　) A．甲把溫度傳給乙，最后甲、乙兩者溫度相等 B．甲把內(nèi)能傳給乙，最后甲、乙兩者內(nèi)能相等 C．甲把溫度傳給乙，最后甲、乙兩者內(nèi)能相等 D．甲把內(nèi)能傳給乙，最后甲、乙兩者溫度相等 解析：　宏觀上甲的溫度降低，乙的溫度升高，因而有的同學(xué)會(huì)錯(cuò)誤地認(rèn)為甲物體向乙物體傳遞了溫度，而實(shí)質(zhì)上是甲將內(nèi)能傳遞給了乙，因而選項(xiàng)A、C錯(cuò)；熱傳遞完成后，最后甲、乙兩物體達(dá)到熱平衡，即兩者溫度相同，并不是內(nèi)能相等，選項(xiàng)B錯(cuò)，而選項(xiàng)D正確． 答案：　D 3．密閉有空氣的薄塑料瓶因降溫而變扁，此過(guò)程中瓶?jī)?nèi)空氣(不計(jì)分子勢(shì)能)(　　) A．內(nèi)能增大，放出熱量　　　　 B．內(nèi)能減小，吸收熱量 C．內(nèi)能增大，對(duì)外界做功 D．內(nèi)能減小，外界對(duì)其做功 解析：　溫度是平均動(dòng)能的標(biāo)志，溫度降低，平均動(dòng)能減少，總動(dòng)能減少，不計(jì)分子勢(shì)能的情況下可知內(nèi)能減小，又因體積減小，可知外界對(duì)其做功，所以氣體向外界放出熱量，D對(duì)，A、B、C錯(cuò)． 答案：　D 4．關(guān)于物體的內(nèi)能和熱量，下列說(shuō)法正確的是(　　) A．內(nèi)能大的物體其熱量必定多 B．熱傳遞是熱量從熱量多的物體轉(zhuǎn)移到熱量少的物體的過(guò)程 C．熱量是熱傳遞過(guò)程中內(nèi)能轉(zhuǎn)移多少的量度 D．熱傳遞過(guò)程中，內(nèi)能大的物體其內(nèi)能減少，內(nèi)能小的物體其內(nèi)能增加，直到兩物體的內(nèi)能相等 解析：　熱量的概念只在涉及內(nèi)能的傳遞時(shí)才有意義，所以不能說(shuō)物體具有多少熱量，只能說(shuō)物體吸收或放出了多少熱量，因而選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤，選項(xiàng)C正確；熱傳遞的過(guò)程中，能量一定從溫度高的物體傳向溫度低的物體，而溫度高的物體其內(nèi)能不一定大，選項(xiàng)D錯(cuò)誤． 答案：　C 5．關(guān)于系統(tǒng)的內(nèi)能，下列說(shuō)法正確的是(　　) A．系統(tǒng)的內(nèi)能是由系統(tǒng)的狀態(tài)決定的 B．分子動(dòng)理論中引入的系統(tǒng)內(nèi)能和熱力學(xué)中引入的系統(tǒng)內(nèi)能是一致的 C．做功可以改變系統(tǒng)的內(nèi)能，但單純地對(duì)系統(tǒng)傳熱不能改變系統(tǒng)的內(nèi)能 D．氣體在大氣中做絕熱膨脹時(shí)做了功，但氣體的內(nèi)能不變 解析：　系統(tǒng)的內(nèi)能是一個(gè)只依賴于系統(tǒng)自身狀態(tài)的物理量，由系統(tǒng)的狀態(tài)決定，A選項(xiàng)正確．因?yàn)閮?nèi)能是由系統(tǒng)的狀態(tài)決定的，所以分子動(dòng)理論中引入的內(nèi)能和熱力學(xué)中引入的內(nèi)能是一致的，B選項(xiàng)正確．做功和熱傳遞都可以改變系統(tǒng)的內(nèi)能，C選項(xiàng)錯(cuò)誤．氣體做絕熱膨脹時(shí)對(duì)外界做了功且與外界沒(méi)有熱交換，所以系統(tǒng)的內(nèi)能要減少，故D選項(xiàng)錯(cuò)誤． 答案：　AB 6．在給自行車輪胎打氣時(shí)，會(huì)發(fā)現(xiàn)胎內(nèi)空氣溫度升高，這是因?yàn)?　　) A．胎內(nèi)氣體壓強(qiáng)不斷增大，而容積不變 B．輪胎從外界吸熱 C．外界空氣溫度本來(lái)就高于胎內(nèi)氣體溫度 D．打氣時(shí)，外界不斷地對(duì)胎內(nèi)氣體做功 解析：　給自行車輪胎打氣，人對(duì)胎內(nèi)氣體做功，氣體內(nèi)能增加，所以溫度升高． 答案：　D 7.如圖所示實(shí)驗(yàn)裝置，把浸有乙醚的一小塊棉花放在厚玻璃筒內(nèi)底部，當(dāng)很快向下壓活塞時(shí)，由于被壓縮氣體驟然變熱，溫度升高達(dá)到乙醚的燃點(diǎn)，使浸有乙醚的棉花燃燒起來(lái)．此實(shí)驗(yàn)的目的是要說(shuō)明(　　) A．對(duì)物體做功可以增加物體的熱量 B．對(duì)物體做功可以改變物體的內(nèi)能 C．對(duì)物體做功一定會(huì)升高物體的溫度 D．做功一定會(huì)增加物體的內(nèi)能 解析：　熱量是一過(guò)程量，內(nèi)能是一狀態(tài)量，A錯(cuò)；做功可能只增大系統(tǒng)分子勢(shì)能，使其內(nèi)能增大，但分子動(dòng)能不變，其溫度不變，比如兩塊0 ℃的冰相互摩擦?xí)r，冰熔化為0 ℃的水，C錯(cuò)；若物體對(duì)外做功，其內(nèi)能可能會(huì)減少，D錯(cuò)． 答案：　B 8．有一銅塊和一鐵塊，質(zhì)量相等，銅塊的溫度比鐵塊的溫度高．當(dāng)它們接觸在一起時(shí)，如果不和外界交換熱量，則(　　) A．從兩者開(kāi)始接觸到熱平衡的整個(gè)過(guò)程中，銅塊放出的熱量等于鐵塊吸收的熱量 B．在兩者達(dá)到熱平衡以前的任意一段時(shí)間內(nèi)，銅塊放出的熱量不等于鐵塊吸收的熱量 C．達(dá)到熱平衡時(shí)，銅塊的溫度高 D．達(dá)到熱平衡時(shí)，兩者的溫度相等 解析：　由于銅塊的溫度比鐵塊的溫度高，它們接觸時(shí)必然會(huì)發(fā)生熱傳遞．如果不和外界交換熱量，則銅塊放出的熱量與鐵塊吸收的熱量相等，達(dá)到熱平衡時(shí)兩者的溫度一定相等． 答案：　AD 9．如圖所示，厚壁容器的一端通過(guò)膠塞插進(jìn)一支靈敏溫度計(jì)和一根氣針，另一端有個(gè)用卡子卡住的可移動(dòng)膠塞．用打氣筒慢慢向容器內(nèi)打氣，使容器內(nèi)的壓強(qiáng)增大到一定程度，這時(shí)讀出溫度計(jì)示數(shù)．打開(kāi)卡子，膠塞沖出容器口后(　　) A．溫度計(jì)示數(shù)變大，實(shí)驗(yàn)表明氣體對(duì)外界做功，內(nèi)能減少 B．溫度計(jì)示數(shù)變大，實(shí)驗(yàn)表明外界對(duì)氣體做功，內(nèi)能增加 C．溫度計(jì)示數(shù)變小，實(shí)驗(yàn)表明氣體對(duì)外界做功，內(nèi)能減少 D．溫度計(jì)示數(shù)變小，實(shí)驗(yàn)表明外界對(duì)氣體做功，內(nèi)能增加 解析：　膠塞沖出容器口后，氣體膨脹，對(duì)外做功．由于沒(méi)來(lái)得及熱交換，由W＝ΔU可知內(nèi)能減小．內(nèi)能等于分子動(dòng)能和勢(shì)能之和，由于體積增大，分子引力(分子間距較大表現(xiàn)為引力)做負(fù)功，勢(shì)能增大，由此可知平均動(dòng)能減小，所以溫度降低，故C正確． 答案：　C 10．一木塊靜止在光滑的水平面上，被水平方向飛來(lái)的子彈擊中，子彈進(jìn)入木塊的深度為2 cm，木塊相對(duì)于桌面移動(dòng)了1 cm，設(shè)木塊對(duì)子彈的阻力恒定，則產(chǎn)生的內(nèi)能和子彈損失的動(dòng)能之比為(　　) A．1∶1 B．2∶3 C．1∶2 D．1∶3 解析：　子彈損失的動(dòng)能等于子彈克服阻力所做的功，子彈的位移為打入深度d和木塊移動(dòng)的距離L之和，有ΔEk＝F(d＋ L)，產(chǎn)生的熱能Q＝Fd，故有＝＝＝.所以選項(xiàng)B正確． 答案：　B 11．(1)遠(yuǎn)古時(shí)代，取火是一件困難的事，火一般產(chǎn)生于雷擊或磷的自燃．隨著人類文明的進(jìn)步，出現(xiàn)了“鉆木取火”等方法．“鉆木取火”是通過(guò)________方式改變物體的內(nèi)能，把________轉(zhuǎn)變成內(nèi)能． (2)某同學(xué)做了一個(gè)小實(shí)驗(yàn)：先把空的燒瓶放入冰箱冷凍，一小時(shí)后取出燒瓶，并迅速把一個(gè)氣球緊密地套在瓶頸上，然后將燒瓶放進(jìn)盛滿熱水的燒杯里，氣球逐漸膨脹起來(lái)，如圖所示．這是因?yàn)闊坷锏臍怏w吸收了水的________，溫度________，體積________． 解析：　本題考查改變內(nèi)能的兩種方式，氣體三個(gè)狀態(tài)參量T、V和p的關(guān)系．改變內(nèi)能有兩種方式：做功和熱傳遞，做功的過(guò)程將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，熱傳遞是物體間內(nèi)能的相互轉(zhuǎn)移． 答案：　(1)做功　機(jī)械能　(2)熱量　升高　增大 12．若對(duì)物體做1 200 J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)吸收多少熱量？如果對(duì)該物體做3 000 J的功，物體的溫度升高5 ℃，表明該過(guò)程中物體放出多少熱量？ 解析：　做功和熱傳遞在改變物體內(nèi)能上是等效的，因此用吸熱方式使溫度升高3 ℃，應(yīng)吸收1 200 J的熱量．對(duì)物體做功3 000 J，溫度升高5 ℃，設(shè)物體溫度升高5 ℃需要的功或熱量為ΔE，則由Q＝cmΔt可得 1 200 J＝cm3 ΔE＝cm5 所以，得ΔE＝2 000 J 因此，物體放出1 000 J的熱量． 答案：　1 200 J　1 000 J