（2021新人教版）高中物理选择性必修第三册课时分层作业9　功、热和内能的改变同步检测.doc

1、课时分层作业课时分层作业(九九)功功、热和内能的改变热和内能的改变 (建议用时：建议用时：25 分钟分钟) 考点一考点一功和内能功和内能 1(多选多选)下列说法正确的是下列说法正确的是() A外界对气体做功外界对气体做功，气体的内能一定增大气体的内能一定增大 B气体从外界吸收热量气体从外界吸收热量，气体的内能一定增大气体的内能一定增大 C气体温度越高气体温度越高，气体分子无规则运动的平均动能越大气体分子无规则运动的平均动能越大 D做功和热传递对改变物体的内能是等效的做功和热传递对改变物体的内能是等效的 CD物体内能的变化与做功和热传递两个因素有关物体内能的变化与做功和热传递两个因素有关。外界对

2、气体做功外界对气体做功，同时物体同时物体 有可能向外界放出热量有可能向外界放出热量，内能有可能不变甚至减小内能有可能不变甚至减小，故故 A 错误；同理错误；同理，气体从外界吸气体从外界吸 收热量收热量，同时也有可能对外界做功同时也有可能对外界做功，气体的内能不一定增大气体的内能不一定增大，故故 B 错误；而温度是物错误；而温度是物 体分子热运动平均动能的标志体分子热运动平均动能的标志， 气体的温度越高气体的温度越高， 气体分子无规则运动的平均动能越大气体分子无规则运动的平均动能越大， 故故 C、D 正确。正确。 2(多选多选)在一个绝热汽缸里在一个绝热汽缸里，若因气体膨胀若因气体膨胀， ，活塞

3、把重物逐渐举高活塞把重物逐渐举高，则在这个过则在这个过 程中程中，汽缸中的气体汽缸中的气体(可视为理想气体可视为理想气体)() A温度升高温度升高B温度降低温度降低 C内能增加内能增加D内能减少内能减少 BD汽缸绝热汽缸绝热，封闭气体膨胀对活塞做功封闭气体膨胀对活塞做功，气体的内能减少气体的内能减少。理想气体的内能只理想气体的内能只 与气体的温度有关与气体的温度有关，可知气体内能减少可知气体内能减少，温度降低温度降低，故故 B、D 正确。正确。 3器壁透热的汽缸放在恒温环境中器壁透热的汽缸放在恒温环境中，如图所示 如图所示。汽缸内封闭着一定量的气体汽缸内封闭着一定量的气体，气气 体分子间相互作

4、用的分子力可以忽略不计体分子间相互作用的分子力可以忽略不计。当缓慢推动活塞当缓慢推动活塞(忽略摩擦忽略摩擦)Q 向左运动的过向左运动的过 程中程中，有下列说法：有下列说法： 活塞对气体做功活塞对气体做功，气体的平均动能增加；气体的平均动能增加； 活塞对气体做功活塞对气体做功，气体的平均动能不变；气体的平均动能不变； 气体的单位体积内的分子数增大气体的单位体积内的分子数增大，压强增大；压强增大； 气体的单位体积内的分子数增大气体的单位体积内的分子数增大，压强不变压强不变。 其中正确的是其中正确的是() AB CD C解决本题的关键是理解缓慢推动活塞解决本题的关键是理解缓慢推动活塞 Q 的物理含义

5、。推动活塞的物理含义。推动活塞 Q 使活塞对气使活塞对气 体做功体做功，本来气体的温度应升高本来气体的温度应升高，但是由于缓慢推动活塞但是由于缓慢推动活塞，所以使气体增加的内能又以所以使气体增加的内能又以 热量的形式释放到周围环境中热量的形式释放到周围环境中，由于环境温度恒定由于环境温度恒定，所以汽缸内气体的温度不变所以汽缸内气体的温度不变，气体气体 的平均动能不变的平均动能不变，错误错误，正确。由于气体被压缩正确。由于气体被压缩，气体单位体积内的分子数增大气体单位体积内的分子数增大， 所以单位面积上汽缸受到气体分子的碰撞次数增多所以单位面积上汽缸受到气体分子的碰撞次数增多，因此因此，气体的压

6、强增大气体的压强增大，正确正确， 错误错误，故故 C 正确。正确。 考点二考点二热和内能热和内能 4(多选多选)下列所述现象中属于利用热传导的方式来传热的是下列所述现象中属于利用热传导的方式来传热的是 () A冬天冬天，用手去拿室外的铁块用手去拿室外的铁块，手感到冷手感到冷 B夏天夏天，开空调后一段时间整个房间内温度降低开空调后一段时间整个房间内温度降低 C在地面上晒小麦在地面上晒小麦 D冬天冬天，用暖水袋暖手用暖水袋暖手 AD冬天冬天，室外的铁块温度低室外的铁块温度低，手温度高手温度高，用手拿铁块时用手拿铁块时，手上的热量直接通过手上的热量直接通过 热传导的方式传到铁块上。用暖水袋暖手热传导

7、的方式传到铁块上。用暖水袋暖手，道理同上。开空调后整个房间内温度降低道理同上。开空调后整个房间内温度降低， 是空气通过对流的方式使热空气降温。晒小麦是依靠太阳热辐射来吸收热量的是空气通过对流的方式使热空气降温。晒小麦是依靠太阳热辐射来吸收热量的，故故 A、 D 正确。正确。 5关于温度关于温度、热量热量、内能内能，以下说法正确的是以下说法正确的是( ) A一个铁块的温度升高一个铁块的温度升高，其内能增大其内能增大 B物体吸收热量物体吸收热量，其温度一定升高其温度一定升高 C温度高的物体比温度低的物体含有的热量多温度高的物体比温度低的物体含有的热量多 D温度总是从物体热的部分传递至冷的部分温度总

8、是从物体热的部分传递至冷的部分 A选项选项 B 中中，物体吸收热量物体吸收热量，温度不一定就升高温度不一定就升高，例如晶体熔化、液体沸腾这例如晶体熔化、液体沸腾这 些过程些过程，B 错误错误；选项选项 C 中热量是在热传递过程中传递能量的多少中热量是在热传递过程中传递能量的多少，是过程量是过程量，因此不因此不 能说物体含有热量能说物体含有热量，C 错误；选项错误；选项 D 中中，在热传递的过程中在热传递的过程中，传递的是能量传递的是能量，不是温不是温 度度，温度变化是能量变化的表象温度变化是能量变化的表象，D 错误；故错误；故 A 正确。正确。 6(多选多选)在外界不做功的情况下在外界不做功的

9、情况下，物体的内能增加了物体的内能增加了 50 J，下列说法中正确的是下列说法中正确的是 () A一定是物体放出了一定是物体放出了 50 J 的热量的热量 B一定是物体吸收了一定是物体吸收了 50 J 的热量的热量 C一定是物体分子动能增加了一定是物体分子动能增加了 50 J D物体的分子平均动能可能不变物体的分子平均动能可能不变 BD在外界不做功的情况下在外界不做功的情况下，系统内能的改变等于传递的热量系统内能的改变等于传递的热量，内能增加内能增加，一定一定 是吸收了相等能量的热量是吸收了相等能量的热量，故故 A 错误错误，B 正确；物体内能包括所有分子的动能和势能正确；物体内能包括所有分子

10、的动能和势能， 内能由分子数、分子平均动能、分子势能共同决定内能由分子数、分子平均动能、分子势能共同决定，所以内能增加了所以内能增加了 50 J 并不一定是并不一定是 分子动能增加了分子动能增加了 50 J。物体的分子平均动能有可能不变。物体的分子平均动能有可能不变，这时吸收的这时吸收的 50 J 热量全部用热量全部用 来增加分子势能来增加分子势能，C 错误错误，D 正确。正确。 7(多选多选)A、B 两物体之间接触两物体之间接触，但没有发生热传递但没有发生热传递，则则() A两物体所含有的热量相等两物体所含有的热量相等 B两物体的内能相等两物体的内能相等 C两物体的温度相同两物体的温度相同

11、D两物体的内能不一定相等两物体的内能不一定相等 CD处于热平衡的两物体温度一定相等处于热平衡的两物体温度一定相等，不发生热传递不发生热传递。物体的内能取决于物体物体的内能取决于物体 的物质的量、温度和体积的物质的量、温度和体积，温度相等温度相等，内能不一定相等内能不一定相等，选项选项 C、D 正确。正确。 8如图所示如图所示，A、B 是两个完全相同的球是两个完全相同的球，分别浸没在水和水银的同一深度处分别浸没在水和水银的同一深度处，A、 B 两球用同一种材料制成两球用同一种材料制成，当温度稍微升高时当温度稍微升高时，球的体积会明显变大球的体积会明显变大，如果开始水和水如果开始水和水 银的温度相

12、同银的温度相同，且两液体温度同时缓慢升高同一值且两液体温度同时缓慢升高同一值，两球膨胀后两球膨胀后，体积相等体积相等，则则() AA 球吸收的热量较多球吸收的热量较多 BB 球吸收的热量较多球吸收的热量较多 C两球吸收的热量一样多两球吸收的热量一样多 D无法确定无法确定 B两球初、末状态温度分别相同两球初、末状态温度分别相同，初、末状态体积也相同初、末状态体积也相同，所以内能增量相同所以内能增量相同， 但水银中的但水银中的 B 球膨胀时对外做功多球膨胀时对外做功多，所以吸热较多所以吸热较多，故故 B 正确。正确。 9如图所示如图所示，绝热隔板绝热隔板 S 把绝热的汽缸分隔成体积相等的两部分把绝

13、热的汽缸分隔成体积相等的两部分，S 与汽缸壁的与汽缸壁的 接触是光滑的接触是光滑的。两部分中分别盛有相同质量两部分中分别盛有相同质量、相同温度的同种气体相同温度的同种气体 a 和和 b。气体分子之气体分子之 间相互作用可忽略不计间相互作用可忽略不计。现通过电热丝对气体现通过电热丝对气体 a 缓慢加热一段时间后缓慢加热一段时间后，a、b 各自达到各自达到 新的平衡状态新的平衡状态。试分析试分析 a、b 两部分气体与初状态相比两部分气体与初状态相比，体积体积、压强压强、温度温度、内能各如内能各如 何变化？何变化？ 解析解析汽缸和隔板绝热汽缸和隔板绝热，电热丝对气体电热丝对气体 a 加热加热，a 温

14、度升高温度升高， ，压强增大压强增大，体积增体积增 大大，内能增大；内能增大；a 对对 b 做功做功，b 的体积减小的体积减小，温度升高温度升高，压强增大压强增大，内能增大。内能增大。 答案答案 见解析见解析 (建议用时：建议用时：15 分钟分钟) 10(多选多选)如图所示如图所示，A、B 两装置均由一支一端封闭两装置均由一支一端封闭、一端开口且带有玻璃泡的一端开口且带有玻璃泡的 管状容器和水银槽组成管状容器和水银槽组成，除玻璃泡在管上的位置不同外除玻璃泡在管上的位置不同外，其他条件都相同其他条件都相同。将两管抽成将两管抽成 真空后真空后，开口向下竖直插入水银槽中开口向下竖直插入水银槽中(插入

15、过程没有空气进入管内插入过程没有空气进入管内)，水银柱上升至图示水银柱上升至图示 位置停止位置停止。假设这一过程水银与外界没有热交换假设这一过程水银与外界没有热交换，则下列说法正确的是则下列说法正确的是() AA 中水银的内能增量大于中水银的内能增量大于 B 中水银的内能增量中水银的内能增量 BA 管内水银的重力势能大于管内水银的重力势能大于 B 管的管的 CB 中水银的内能增量大于中水银的内能增量大于 A 中水银的内能增量中水银的内能增量 DA 和和 B 中水银体积保持不变中水银体积保持不变，故内能增量相同故内能增量相同 BC大气压对水银槽内的水银做相同的功大气压对水银槽内的水银做相同的功，

16、因为玻璃管内吸进的水银一样多因为玻璃管内吸进的水银一样多，所所 以水银槽内的液面下降相同的高度以水银槽内的液面下降相同的高度，A 管重心高于管重心高于 B 管管，A 管内水银重力势能大于管内水银重力势能大于 B 管的管的，故故 A 管内水银的内能增量小于管内水银的内能增量小于 B 管的管的，B、C 正确。正确。 11如图所示如图所示，活塞将汽缸分成甲活塞将汽缸分成甲、乙两气室乙两气室，汽缸汽缸、活塞活塞(连同拉杆连同拉杆)是绝热的是绝热的， 且不漏气且不漏气。用用 E甲 甲、 、E乙 乙分别表示甲 分别表示甲、乙两气室中气体的内能乙两气室中气体的内能，则在将拉杆缓慢向外拉的则在将拉杆缓慢向外拉

17、的 过程中的下列说法正确的是过程中的下列说法正确的是() AE甲 甲不变 不变，E乙 乙减小 减小BE甲 甲不变 不变，E乙 乙增大 增大 CE甲 甲增大 增大，E乙 乙不变 不变DE甲 甲增大 增大，E乙 乙减小 减小 D本题解题的关键是明确甲本题解题的关键是明确甲、乙两气室气体都经历绝热过程乙两气室气体都经历绝热过程，内能的改变取决于内能的改变取决于 做功的情况。对于甲室内的气体做功的情况。对于甲室内的气体，在拉杆缓慢向外拉的过程中在拉杆缓慢向外拉的过程中，活塞左移活塞左移，压缩气体压缩气体， 外界对甲室气体做正功外界对甲室气体做正功，其内能应增大其内能应增大；对乙室内的气体对乙室内的气体

18、，活塞左移活塞左移，气体膨胀气体膨胀，气体气体 对外界做正功对外界做正功，内能应减小；外力做的正功应等于甲、乙内能变化量的代数和内能应减小；外力做的正功应等于甲、乙内能变化量的代数和，故故 D 正确。正确。 12如图所示如图所示，A，B 汽缸的长度均为汽缸的长度均为 60 cm，截面积均为截面积均为 40 cm2，C 是可在汽缸是可在汽缸 内无摩擦滑动的内无摩擦滑动的、体积不计的活塞体积不计的活塞，D 为阀门为阀门，整个装置均由导热材料制成整个装置均由导热材料制成。原来阀门原来阀门 关闭关闭，A 内有压强内有压强 pA2.4105Pa 的氧气的氧气。B 内有压强内有压强 pB1.2105Pa

19、的氢气的氢气。阀门阀门 打开后打开后，活塞活塞 C 向右移动向右移动，最后达到平衡最后达到平衡。求：求： (1)活塞活塞 C 移动的距离及平衡后移动的距离及平衡后 B 中气体的压强；中气体的压强； (2)活塞活塞 C 移动过程中移动过程中 B 中气体是吸热还是放热中气体是吸热还是放热(简要简要 说明理由说明理由)。(假定氧气和氢气均视为理想气体假定氧气和氢气均视为理想气体，连接汽缸的管道体积可忽略连接汽缸的管道体积可忽略) 解析解析(1)根据玻意耳定律根据玻意耳定律，对对 A 部分气体有：部分气体有： pALSp(Lx)S， 对对 B 部分气体有：部分气体有：pBLSp(Lx)S， 代入相关数

20、据解得：代入相关数据解得：x20 cm，p1.8105Pa。 (2)活塞活塞 C 向右移动的过程中活塞对向右移动的过程中活塞对 B 中气体做功中气体做功，而气体发生等温变化而气体发生等温变化，内能不内能不 变变，故故 B 中气体向外界放热。中气体向外界放热。 答案答案 见解析见解析 13某同学想要估测每秒钟太阳辐射到地球表面上的能量某同学想要估测每秒钟太阳辐射到地球表面上的能量，他用一个横截面积他用一个横截面积 S 3.2 dm2的保温圆筒的保温圆筒，筒内装有质量为筒内装有质量为 m0.4 kg 的水的水，让太阳光垂直照射让太阳光垂直照射 t3 min，水水 升高的温度升高的温度t2.2 ，已知水的比热容已知水的比热容 c4.2103J/(kg)，地球半径为地球半径为 R6 400 km，试求出太阳向地球表面辐射能量的功率试求出太阳向地球表面辐射能量的功率。 解析解析水吸收的能量水吸收的能量 Qcmt4.21030.42.2 J3 696 J 太阳光在太阳光在 1 s 内垂直照射到内垂直照射到 S01 m2面积上的功率面积上的功率 PQ St 3 696 3.210 2 360W 6.4102W 太阳辐射到地球表面上能量的功率太阳辐射到地球表面上能量的功率 PPR 2 S0 6.41023.14(6 400103)2W8.21016W。 答案答案 8.21016W