新教材適用2024-2025學年高中物理第3章熱力學定律1功熱和內(nèi)能的改變夯基提能作業(yè)新人教版選擇性必修第三冊

第三章1.基礎(chǔ)達標練一、選擇題1．對于熱量、功、內(nèi)能三個物理量，下列各種說法中正確的是(D)A．熱量、功、內(nèi)能的物理意義等同B．熱量、功都可以作為物體內(nèi)能的量度C．熱量、功、內(nèi)能的單位不相同D．熱量和功是由過程確定的，而內(nèi)能是由物體狀態(tài)確定的解析：物體的內(nèi)能是物體的全部分子動能和分子勢能的總和，而要變更物體的內(nèi)能，可以通過做功和熱傳遞兩種方式，這三者的物理意義不同，故選項A錯誤；熱量是熱傳遞過程中，物體內(nèi)能的變更量，而不是內(nèi)能的量度，故選項B錯誤；熱量、功、內(nèi)能三者的單位一樣，都是焦耳(J)，故C項錯誤；熱量和功是量度物體內(nèi)能的轉(zhuǎn)移或轉(zhuǎn)化的，而物體的內(nèi)能是由物體本身所處的狀態(tài)，即溫度、體積、摩爾數(shù)確定的，故選項D正確。2．(多選)(2024·武漢二中月考)關(guān)于內(nèi)能和機械能，下列說法中正確的是(CD)A．機械能很大的物體，其內(nèi)能肯定很大B．物體內(nèi)能損失時，機械能必定會削減C．物體機械能損失時，內(nèi)能可能會增加D．物體機械能為零時，內(nèi)能不會為零解析：內(nèi)能大小和機械能大小沒有必定關(guān)系，選項A、B錯誤；內(nèi)能與機械能、電能、化學能、光能等能量在肯定條件下可以相互轉(zhuǎn)化，損失的機械能可能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，選項C正確；機械能可以為零，內(nèi)能肯定不為零，因為分子在永不停息地運動著，選項D正確。3.(多選)(2024·山東省濟南市部分重點中學高二檢測)如圖所示，絕熱的容器內(nèi)密閉肯定質(zhì)量的志向氣體(不考慮分子間的作用力)，用電阻絲緩慢對其加熱時，絕熱活塞無摩擦地上升，下列說法正確的是(AD)A．單位時間內(nèi)氣體分子對活塞碰撞的次數(shù)削減B．電流對氣體做功，氣體對外做功，氣體內(nèi)能可能削減C．電流對氣體做功，氣體又對外做功，其內(nèi)能可能不變D．電流對氣體做的功肯定大于氣體對外做的功解析：由題意知，氣體壓強不變，活塞上升，體積增大，由志向氣體狀態(tài)方程知，氣體溫度上升，內(nèi)能肯定增加，電流對氣體做的功肯定大于氣體對外做的功，B、C錯誤，D正確；由氣體壓強的微觀說明知，溫度上升，氣體分子對活塞的沖力增大，而壓強不變，因此單位時間內(nèi)氣體分子對活塞的碰撞次數(shù)削減，A正確。4．絕熱過程中，外界壓縮氣體，對氣體做功20J，下列說法正確的是(A)A．氣體內(nèi)能肯定增加20JB．氣體內(nèi)能增加量必定小于20JC．氣體內(nèi)能增加量可能小于20JD．氣體內(nèi)能可能不變解析：絕熱過程中，做功的過程就是能量轉(zhuǎn)化的過程，做了多少功，內(nèi)能就變更多少，故外界對氣體做功20J，氣體內(nèi)能肯定增加20J，A正確。5.(多選)如圖所示，絕熱氣缸中間用固定栓將可無摩擦移動的導熱隔板固定，隔板質(zhì)量不計，左右兩室分別充有肯定量的氫氣和氧氣(視為志向氣體)。初始時，兩室氣體的溫度相等，氫氣的壓強大于氧氣的壓強，松開固定栓直至系統(tǒng)重新達到平衡，下列說法正確的是(CD)A．初始時氫氣分子的平均動能大于氧氣分子的平均動能B．系統(tǒng)重新達到平衡時，氫氣的內(nèi)能比初始時的小C．松開固定栓直至系統(tǒng)重新達到平衡的過程中，有熱量從氧氣傳遞到氫氣D．松開固定栓直至系統(tǒng)重新達到平衡的過程中，氧氣的內(nèi)能先增大后減小解析：溫度是分子平均動能的標記，溫度相同，分子的平均動能相同，與分子質(zhì)量無關(guān)。初始時，兩部分氣體溫度相同，故分子的平均動能相同，A錯誤；從松開固定栓至系統(tǒng)重新達到平衡的過程中，先是氫氣對氧氣做功，氫氣內(nèi)能削減、溫度降低，氧氣內(nèi)能增加、溫度上升，由于存在溫度差，故會發(fā)生熱傳遞，最終兩者溫度相同，氧氣內(nèi)能又減小，整個過程為絕熱過程，氣缸內(nèi)氣體內(nèi)能不變，等于初始值，所以兩種氣體的內(nèi)能與初始時相同，B錯誤，C、D正確。6．(多選)下列關(guān)于系統(tǒng)的內(nèi)能的說法正確的是(AB)A．系統(tǒng)的內(nèi)能是由系統(tǒng)的狀態(tài)確定的B．分子動理論中引入的系統(tǒng)內(nèi)能和熱力學中引入的系統(tǒng)內(nèi)能是一樣的C．做功可以變更系統(tǒng)的內(nèi)能，但單純地對系統(tǒng)傳熱不能變更系統(tǒng)的內(nèi)能D．氣體在大氣中做絕熱膨脹時做了功，但氣體的內(nèi)能不變解析：系統(tǒng)的內(nèi)能是一個只依靠于系統(tǒng)自身狀態(tài)的物理量，由系統(tǒng)的狀態(tài)確定，選項A正確。因為內(nèi)能是由系統(tǒng)的狀態(tài)確定的，所以分子動理論中引入的內(nèi)能和熱力學中引入的內(nèi)能是一樣的，選項B正確。做功和熱傳遞都可以變更系統(tǒng)的內(nèi)能，選項C錯誤。氣體在大氣中做絕熱膨脹時對外界做了功，且與外界沒有熱交換，所以系統(tǒng)的內(nèi)能要削減，故選項D錯誤。7．(2024·河南周口期中)關(guān)于物體內(nèi)能的變更，下列說法正確的是(A)A．物體汲取了熱量，它的內(nèi)能可以減小B．物體的機械能變更時，它的內(nèi)能也肯定隨著變更C．外界對物體做功，它的內(nèi)能肯定增加D．物體既汲取熱量，又對外界做功，它的內(nèi)能肯定不變解析：物體內(nèi)能的變更與外界對物體做功(或物體對外界做功)、物體從外界吸熱(或向外界放熱)兩種因素有關(guān)，受兩者共同影響，物體的內(nèi)能可能保持不變，也可能減小，還可能增加，詳細如何變更取決于做功和吸熱的詳細數(shù)值，故A正確，C、D錯誤；物體的內(nèi)能與物體的體積、溫度等因素有關(guān)，物體的機械能變更時，其體積和溫度可能不變，則其內(nèi)能可能不變，故B錯誤。二、非選擇題8.如圖所示，一個質(zhì)量為20kg的絕熱氣缸豎直放置，絕熱活塞的質(zhì)量為5kg，面積為0.1m2，處于靜止狀態(tài)時被封閉氣體的高度為50cm，現(xiàn)在活塞上方加一15kg的物體，待穩(wěn)定后，被封閉氣體的高度變?yōu)?0cm。求在這一過程中氣體的內(nèi)能增加了多少？(p0＝1.01×105Pa，g取10m/s2)答案：1030J解析：由于氣缸及活塞均絕熱，故外界對氣體所做的功等于氣體增加的內(nèi)能，即ΔU＝W外＝(m活塞＋m物體)gΔh＋p0SΔh＝(5＋15)×10×0.1J＋1.01×105×0.1×0.1J＝1030J。實力提升練一、選擇題1．關(guān)于圖所示的試驗，下列說法正確的是(D)A．圖甲，快速下壓活塞，棉花會燃燒起來，說明熱傳遞可以使物體的溫度上升B．圖乙，重物下落帶動葉片轉(zhuǎn)動，由于葉片向水傳遞熱量而使水的溫度上升C．圖丙，著陸的重物使發(fā)電機發(fā)電，電流對液體做功使液體的溫度上升D．由以上試驗可知，外界對系統(tǒng)做功可以使系統(tǒng)的內(nèi)能增加解析：題圖甲中快速下壓活塞，棉花會燃燒起來，說明做功可以變更氣體的內(nèi)能，進而使溫度上升，A錯誤；題圖乙中重物下落帶動葉片轉(zhuǎn)動攪拌容器中的水，水由于摩擦生熱而溫度上升，B錯誤；題圖丙中著陸的重物使發(fā)電機發(fā)電，電流通過電阻絲放熱使液體升溫，C錯誤；題圖所示的三個試驗本質(zhì)上均是外界對系統(tǒng)做功而使系統(tǒng)的內(nèi)能增加，D正確。2．下列說法正確的是(B)A．若兩物體接觸但沒有傳熱，則兩物體所包含的熱量相等B．做功和傳熱的共同點是都能使系統(tǒng)內(nèi)能發(fā)生變更C．一物體經(jīng)過幾個不同的物理過程，其溫度均從t1上升到t2，則在這些過程中物體肯定從外界汲取了相同的熱量D．高溫物體內(nèi)能多，低溫物體內(nèi)能少解析：熱量是用來衡量熱傳遞過程中內(nèi)能變更多少的物理量，只有在熱傳遞過程中才能談熱量，A錯誤；做功和傳熱都是變更物體內(nèi)能的方式，B正確；物體溫度從t1上升到t2，內(nèi)能的變更可能是由于汲取了熱量，也可能是外界對物體做了功，C錯誤；物體的內(nèi)能與物質(zhì)的量、溫度、體積等有關(guān)，高溫物體內(nèi)能不肯定大，低溫物體內(nèi)能不肯定小，D錯誤。3．(多選)自然氣水合物是20世紀科學考察中發(fā)覺的一種新的礦產(chǎn)資源。如圖所示，它是水和自然氣在高壓和低溫條件下混合時產(chǎn)生的一種固態(tài)物質(zhì)，外貌極像冰雪或固體酒精，點火即可燃燒，有“可燃冰”“固體瓦斯”之稱，開采時只需將固體的“自然氣水合物”升溫減壓就可釋放出大量的甲烷氣體?？扇急男纬蛇^程可簡化為把甲烷氣體壓縮到低溫的“容器”中，開采時通過升溫再把甲烷氣體從“容器”中釋放出來，不考慮分子勢能，以下說法正確的是(BD)A．可燃冰在開采時氣體對外做功，內(nèi)能變小B．可燃冰在開采時氣體對外做功，又從外界吸熱，內(nèi)能變大C．可燃冰在形成時外界對氣體做功，內(nèi)能變大D．可燃冰在形成時外界對氣體做功，氣體又對外放熱，內(nèi)能變小解析：由題意可知，可燃冰在開采過程中要對其加熱升溫，氣體溫度上升，體積變大，對外做功，同時又從外界吸熱，內(nèi)能變大，故A錯誤，B正確；可燃冰的形成條件是低溫高壓，所以形成可燃冰過程中外界對氣體做功，但氣體溫度降低，對外放熱，內(nèi)能削減，故C錯誤，D正確4.(多選)(2024·高三課時練習)如圖所示，肯定質(zhì)量的志向氣體密封在絕熱(即與外界不發(fā)生熱交換)容器中，容器內(nèi)裝有一可以活動的絕熱活塞，今對活塞施以一豎直向下的壓力F，使活塞緩慢向下移動一段距離后，氣體的體積減小。若忽視活塞與容器壁間的摩擦力，則對被密封的氣體，下列說法不正確的是(AD)A．溫度上升，壓強增大，內(nèi)能削減B．分子的平均動能增加，分子對器壁的單位面積碰撞的沖力增大C．溫度上升，壓強增大，內(nèi)能增加D．溫度降低，壓強減小，內(nèi)能增加解析：用壓力F向下壓活塞時，外界對氣體做功，因和外界沒有熱交換，可知氣體的內(nèi)能增加；氣體的溫度上升，氣體分子的平均動能增加，分子對器壁單位面積碰撞的沖力增大；由志向氣體狀態(tài)方程可知，溫度上升、氣體體積減小，故氣體的壓強增大，B、C正確，不符合題意；A、D錯誤，故選AD。5．(多選)如圖所示，帶有活塞的氣缸中封閉著肯定質(zhì)量的志向氣體(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(阻值隨溫度上升而減小)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．氣體的壓強增大，體積減小D．歐姆表的指針漸漸向右偏轉(zhuǎn)解析：在細沙緩慢漏出的過程中，沙桶對活塞向下的拉力減小，活塞在大氣壓的作用下，向上運動，氣體體積減小，壓強增大，外界對氣體做功，氣體的內(nèi)能增加，溫度上升。由于熱敏電阻阻值隨溫度的上升而減小，所以歐姆表示數(shù)減小，指針右