高中物理第十章热力学定律第二节热和内能自主练习新人教选修.docx

第二节 热和内能自主广场我夯基 我达标1.关于物体内能变化的说法，正确的是( )A.一定质量的晶体在熔化过程中内能保持不变B.一定质量的气体在体积膨胀过程中内能一定增加C.一定质量的物体在热膨胀过程中内能不一定增加D.一定质量的物体在体积保持不变的过程中，内能一定不变思路解析：晶体在熔化过程中要吸热，却没有对外做功，故内能增加，A错误.一定质量的气体在膨胀过程中，可能吸热，也可能不吸热，还有可能放热，但一定对外做功，内能不一定增加，故B错误.物体热膨胀一定是吸收了热量，对外做功不一定小于吸收的热量，内能不一定增加，C正确.物体体积不变，温度可以改变，内能随之变化，D错误.答案：C2.下列说法正确的是( )A.外界对气体做功，气体的内能一定增大B.气体从外界吸收热量，气体的内能一定增大C.气体的温度越低，气体分子无规则运动的平均动能越大D.气体的温度越高，气体分子无规则运动的平均动能越大思路解析：气体的内能由做功和热传递共同决定，任何一个因素不能起决定作用，所以A、B选项错误.温度是气体分子平均动能的标志，温度越高，分子平均动能越大，温度越低，分子平均动能越小.答案：D3.下列说法正确的是( )A.物体放出热量，温度一定降低 B.物体内能增加，温度一定升高C.热量能自发地从低温物体传给高温物体D.热量能自发地从高温物体传给低温物体思路解析：物体放出热量，有可能同时外界对物体做功，温度不一定会降低；物体内能增加，可能是分子势能增加，分子动能可能不变，物体温度不一定会升高，故B错.C项违背自然规律，故错误.答案：D4.下列说法正确的是( )A.熔融的铁块化成铁水的过程中，温度不变，内能也不变B.物体运动的速度增大，则物体中分子热运动的平均动能增大，物体的内能增大C.A、B两物体接触时有热量从物体A传到物体B，这说明物体A的内能大于物体B的内能D.A、B两物体的温度相同时，A、B两物体的内能可能不同，分子的平均速率也可能不同思路解析：本题的关键是对温度和内能这两个概念的理解.温度是分子平均动能的标志，内能是所有分子动能和分子势能的总和，故温度不变时，内能可能变化.两物体温度相同时，内能可能不同，分子的平均动能相同，但由式=m2知平均速率可能不同，故A项错，D项正确.最易错的是认为有热量从A传到B，肯定A的内能大，其实有热量从A传到B只说明A的温度高，但内能还要看它们的总分子数和分子势能这些因素，故C错.机械运动的速度增加与分子热运动的动能无关，故B错.答案：D5.一定量的气体吸收热量，体积膨胀并对外做功，则此过程的末态与初态相比( )A.气体内能一定增加 B.气体内能一定减少C.气体内能一定不变 D.气体内能是增是减不能确定思路解析：气体的内能是由热传递和做功共同决定的，现在吸收热量和对外做功同时进行，不知道具体的数值关系，因此无法判断，所以D项正确.答案：D6.关于机械能和内能，下列说法中正确的是( )A.机械能大的物体，其内能一定很大B.物体的机械能损失时，内能却可以增加C.物体的内能损失时，机械能必然减少D.物体的内能为零时，机械能可以不为零思路解析：内能和机械能是两种不同形式的能，对同一物体，不考虑形变时，机械能由其宏观速度和相对地面的高度决定，内能则与其内部分子无规则运动及其聚集状态有关，它跟物体宏观速度和高度无直接联系.答案：B7.如图10-2-2所示，木块A放在木块B的左端，用恒力F将A拉至B的右端，第一次将B固定在地面上，F做功为W1，生热为Q1；第二次让B在光滑地面上自由滑动，这次F做的功为W2，生热为Q2，则应有( )图10-2-2A.W1 W2，Q1= Q2 B.W1= W2，Q1= Q2C.W1 W2，Q1 W2，Q1 Q2思路解析：解决本题的关键是找出相对位移，再由公式求热量，公式Q=fl相对是由能量守恒定律推导而来的.因此，也可以根据能量守恒，通过求其他形式能的减少量来间接求内能的增加量.设B板长为L，A、B间摩擦力为f，当B固定时，W1=FL，Q1=fs相=fL；当B不固定时，如图,由于A对B有摩擦力使B向右移sB，则A的位移为(L+sB)，所以W2=F(L+sB)，Q2=fs相=fL，A正确.答案：A8.如图10-2-3所示，A、B是两个完全相同的球，分别浸没在水和水银的同一深度内.当温度稍微升高时，球的体积会明显变大.如果开始水和水银的温度相同，且两液体温度同时缓慢升高同一值，两球膨胀后，体积相等.则( )图10-2-3A.A球吸收的热量较多 B.B球吸收的热量较多C.两球吸收的热量一样多 D.无法确定思路解析：A、B两球升高同样的温度，体积又相同，则二者内能的变化相同，而B球是处在水银中的，B球膨胀时受到的压力大，对外做功多，因此B球吸收热量多.利用球体体积的变化从而找到做功关系，是解决本题的关键所在，也是本题的创新之处.答案：B9.下列关于物体的温度、内能和热量的说法中正确的是( )A.物体的温度越高，所含热量越多B.物体的内能越大，热量越多C.物体的温度越高，它的分子热运动的平均动能越大D.物体的温度不变，其内能就不变化思路解析：组成物体的所有分子热运动的动能与分子间势能的总和，叫做物体的内能，它与物体分子热运动的能量状态相对应.内能变化将伴随着做功过程或热传递过程，热量只是热传递过程中表征内能变化多少的物理量，因此，不存在物体含热量多少的概念. 温度是物体大量分子无规则运动平均动能的宏观标志，温度越高表明分子平均动能越大.因此，选项C是正确的.一个物体的温度不变，仅表明它的分子热运动的平均动能没有变化，但是，分子间的势能有可能变化，即内能有可能变化，如晶体熔解过程，温度不变，所吸收的热量用来增加分子间的势能.因此，选项D不正确.答案：C我综合 我发展10.在一个横截面积为S的密闭容器中，有一个质量为M的活塞把容器隔成、两室，室中为饱和水蒸气，室中有质量为m的氮气，活塞可在容器中无摩擦地滑动.原来容器被水平地放置在桌面上，活塞处于平衡时，活塞两边气体的温度均为T0=373 K，压强同为p0，如图10-2-4所示.今将整个容器缓慢地转到图10-2-5所示位置.两室内温度仍是T0，有少量水蒸气液化成水.已知水的汽化热为L，水蒸气和氮气的摩尔质量分别为1和2.求整个过程中，室内的系统与外界交换的热量.(提示：克拉珀龙方程pV=RT) 图10-2-4 图10-2-5思路解析：当容器处在初始位置时，设水蒸气的体积为V1，氮气的体积为V2，压强为p0，当容器处在直立位置时，氮气的体积为V2+V，压强为p=p0-，水蒸气的体积为V1-V，压强为p+=p0，又p0V2=RT0，p(V2+V)=RT0.由式解得V=.设转变成水的质量为m，则因为只有少量的水蒸气变成水，所以水的体积可忽略不计，于是m=.将代入式得m=.室内的系统向外界放出的热量为Q=mL=.答案：11.如图10-2-6所示，一个小铁块沿半径为R=0.2 m的半球内壁自上缘由静止下滑，当滑至半球底部时，速度为1 m/s.设此过程中损失的机械能全部变为内能，并有40%被铁块吸收.已知铁的比热容c=0.46103 J/(kg)，重力加速度g取10 m/s2，求铁块升高的温度.图10-2-6思路解析：铁块滑下损失的机械能E=mgR-mv2=1.5m J，铁块吸收的能量Q=cmt，由能量守恒E=Q 得t=1.310-3 .答案：1.310-3 12.把100 g的金属块已知金属比热容0.84103 J/(kg)放入冰箱的冰冻室里很长时间，取出后立即投入80 g 40 的温水中，混合后的共同温度是30 .不计热量损失，求冷冻室的温度.思路解析：由Q吸=Q放，得c水m水t1=c金m金t2展开，移项得t=-10 .答案：-10 我创新 我超越13.一杯0 的水，放进一块t 的金属块后，热平衡温度为t5 ；若往同一杯0 的水中，放入两块t 与前者完全相同的金属块后，热平衡的温度将是多少？思路解析：设水的质量为m水，金属块的质量为m金，则由能量守恒定律得m水c水=m金c金(t-)，且设第二次热平衡时温度为t，则可得m水c水t=2m金c金(t-t)