《内能-功-热量》同步练习1-(2).doc

第三章　热力学基础
第一节　内能　功　热量

1．系统从状态1经过绝热过程达到状态2时，内能的增加量就等于外界对系统所做的________．
2．热量是在单纯的传热过程中系统____________的量度．当系统从状态1经过单纯的传热达到状态2，内能的增量就等于外界向系统传递的________．系统吸收了多少热量，系统的内能就________多少；系统放出了多少热量，系统的内能就________多少．
3．虽然做功和热传递都能引起系统内能的改变，但它们还是有重要区别的，做功是内能与其他形式的能发生________，而热传递只是不同物体(或一个物体的不同部分)之间内能的________．
4．金属制成的汽缸中装有柴油与空气的混合物，有可能使汽缸中的柴油达到燃点的过程是(　　)
A．迅速向里推活塞
B．迅速向外拉活塞
C．缓慢向里推活塞
D．缓慢向外拉活塞
5．关于热传递，下列说法中正确的是(　　)
A．热传递的实质是温度的传递
B．物体间存在着温度差，才能发生热传递
C．热传递可以在任何情况下进行
D．物体内能发生改变，一定是吸收或放出了热量
6．关于物体内能的变化，以下说法中正确的是(　　)
A．物体吸收热量，内能一定增大
B．物体放出热量，内能一定减少
C．物体对外做功，内能可能增加
D．外界对物体做功，内能一定增加

【概念规律练】
知识点一　绝热过程中做功与内能的改变
1．绝热过程中，外界压缩气体做功20J．下列说法中正确的是(　　)
A．气体内能一定增加20J
B．气体内能增加必定小于20J
C．气体内能增加可能小于20J
D．气体内能可能不变
2．采用绝热(即不与外界交换热量)的方式使一定量的气体由初态A变化至末态B.对于不同的绝热方式，下面说法正确的是(　　)
A．对气体所做的功不同
B．对气体所做的功相同
C．对气体不需做功，因为没有能量的传递
D．以上三种说法都不对
知识点二　热传递与内能的变化
3．(双选)一铜块和一铁块，质量相等，铜块的温度T1比铁块的温度T2高，当它们接触在一起时，如果不和外界交换能量，则(　　)
A．从两者开始接触到热平衡的整个过程中，铜块内能的减少量等于铁块内能的增加量
B．在两者达到热平衡以前的任意一段时间内，铜块内能的减少量不等于铁块内能的增加量
C．达到热平衡时，铜块的温度比铁块的低
D．热平衡时，两者的温度相等
4．(双选)在外界不做功的情况下，物体的内能增加了50J，下列说法中正确的是(　　)
A．一定是物体放出了50J的热量
B．一定是物体吸收了50J的热量
C．一定是物体分子动能增加了50J
D．物体的分子平均动能可能不变
知识点三　做功和热传递与内能变化的关系
5．一个气泡从恒温水槽的底部缓慢向上浮起，(若不计气泡内空气分子势能的变化)则(　　)
A．气泡对外做功，内能不变，同时放热
B．气泡对外做功，内能不变，同时吸热
C．气泡内能减少，同时放热
D．气泡内能不变，不吸热也不放热
【方法技巧练】
判断物体内能变化的方法

图1
6．如图1所示，活塞将汽缸分成甲、乙两气室，汽缸、活塞(连同拉杆)是绝热的，且不漏气．用E甲、E乙分别表示甲、乙两气室中气体的内能，则在将拉杆缓慢向外拉的过程中(　　)
A．E甲不变，E乙减小B．E甲不变，E乙增大
C．E甲增大，E乙不变D．E甲增大，E乙减小
7．(双选)对于一定质量的气体(　　)
A．吸热时其内能可以不变
B．吸热时其内能一定不变
C．不吸热也不放热时其内能可以减小
D．不吸热也不放热时其内能一定不变

1．在给自行车轮胎打气时，会发现胎内空气温度升高，这是因为(　　)
A．胎内气体压强不断增大，而容积不变
B．轮胎从外界吸热
C．外界空气温度本来就高于胎内气体温度
D．打气时，外界不断地对胎内气体做功
2．一定质量的气体经历一缓慢的绝热膨胀过程．设气体分子间的势能可忽略，则在此过程中(　　)
A．外界对气体做功，气体分子的平均动能增加
B．外界对气体做功，气体分子的平均动能减少
C．气体对外界做功，气体分子的平均动能增加
D．气体对外界做功，气体分子的平均动能减少
3．(双选)下列关于系统的内能的说法正确的是(　　)
A．系统的内能是由系统的状态决定的
B．分子动理论中引入的系统内能和热力学中引入的系统内能是一致的
C．做功可以改变系统的内能，但单纯地对系统传热不能改变系统的内能
D．气体在大气中做绝热膨胀时做了功，但气体的内能不变
4．(双选)对于一定质量的理想气体，下列说法正确的是(　　)
A．不考虑分子间的相互作用力和分子势能
B．在绝热膨胀过程中，内能不变
C．温度升高时一定是从外界吸收了热量
D．体积不变，压强减小时，物体一定向外界放出了热量
5．如图2所示，厚壁容器的一端通过胶塞插进一支灵敏温度计和一根气针，另一端有个用卡子卡住的可移动胶塞．用打气筒慢慢向容器内打气，使容器内的压强增大到一定程度，这时读出温度计示数．打开卡子，胶塞冲出容器口后(　　)

图2
A．温度计示数变大，实验表明气体对外界做功，内能减少
B．温度计示数变大，实验表明外界对气体做功，内能增加
C．温度计示数变小，实验表明气体对外界做功，内能减少
D．温度计示数变小，实验表明外界对气体做功，内能增加
6．关于物体内能及其变化，下列说法中正确的是(　　)
A．物体的温度改变时，其内能必定改变
B．物体对外做功，其内能不一定改变；向物体传递热量，其内能也不一定改变
C．物体对外做功，其内能必定改变；物体向外传出一定热量，其内能必定改变
D．若物体与外界不发生热交换，则物体的内能必定不改变
7．在一个完全真空的绝热容器中放入两个物体，它们之间没有发生热传递，这是因为(　　)
A．两物体没有接触
B．两物体的温度相同
C．真空容器不能发生热对流
D．两物体具有相同的内能
8．关于物体的内能和热量，下列说法中正确的有(　　)
A．热水的内能比冷水的内能多
B．温度高的物体其热量必定多，内能必定大
C．在热传递过程中，内能大的物体其内能将减小，内能小的物体其内能将增大，直到两物体的内能相等
D．热量是热传递过程中内能转移的量度
9．在一个绝热汽缸里有一定质量的理想气体，若因气体膨胀，活塞把重物逐渐举高，则在这个过程中，汽缸中的气体(　　)
A．温度升高B．温度降低
C．内能增加D．内能不变
10．(双选)在光滑水平面上有一木块保持静止，子弹穿过木块，下列说法中正确的是(　　)
A．子弹对木块做功使木块内能增加
B．子弹损失的机械能等于子弹与木块增加的内能
C．子弹损失的机械能等于木块动能的增加和木块、子弹增加的内能的总和
D．子弹与木块总动能守恒
11．对于热量、功和内能三者的说法正确的是(　　)
A．热量、功、内能三者的物理意义相同
B．热量、功都可以作为物体内能的量度
C．热量、功、内能的单位不相同
D．热量和功是由过程决定的，而内能是由物体状态决定的
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
答案

图3
12．如图3所示，直立容器内部被隔板隔开，A的密度小；B的密度大，抽去隔板，使气体均匀混合．此过程绝热，则气体内能________．
13．做功和热传递是两个不同的物理过程，但在改变物体内能上是等效的．从能的角度看做功的过程是______________________和________之间发生相互转化，热传递是________在物体间的转移．
14．若对物体做1200J的功，可使物体温度升高3℃，改用热传递的方式，使物体温度同样升高3℃，那么物体应吸收多少热量？如果对该物体做3000J的功，物体的温度升高5℃，表明该过程中，物体应吸收或放出多少热量？
答案
课前预习练
1．功
2．内能变化　热量　增加　减少
3．转化　转移
4．A　[此题考查有关热和功的内容，当向里推活塞时，外界对柴油与空气的混合物做功，又因为汽缸是用导热良好的金属做成的，因而当缓慢向里推活塞时，由于热传导，汽缸中的柴油与空气的混合物温度不会上升很高使之达到燃点，故只有迅速向里推活塞，才可能使汽缸中的柴油达到燃点．]
5．B　[热传递的实质是物体间内能的转移，故A错．热传递的条件是物体间存在温度差，高温物体放出热量，低温物体吸收热量，若两物体温度相同，它们之间便不再发生热传递，即达到了热平衡，故B对、C错．物体吸收或放出热量，内能会发生变化，但内能变化不一定是热传递引起的，还可以通过做功的方式实现，故D错．]
6．C　[物体内能的变化既可以由热传递引起，也可以由做功引起，因此A、B、D错误，C正确．]
课堂探究练
1．A　[绝热过程中，做功的过程就是能量转化的过程，做了多少功，就有多少内能发生变化。]
方法总结　绝热过程中，功是内能转化的量度，W＝ΔU.
2．B　[对于一定量的气体，不管采用任何一种绝热方式由状态A变化到状态B，都是绝热过程．在这一过程中，气体在初状态A有一确定的内能UA，在状态B有另一确定的内能UB，由绝热过程中ΔU＝UB－UA＝W知，W为恒量，所以B选项正确．]
方法总结　在绝热过程中，内能和其他形式的能一样也是状态量．气体的初、末状态确定了，在初、末状态的内能也相应地确定了，故内能的变化ΔU也确定了．而功是能量转化的量度，所以ΔU＝W，即W为恒量．这就是我们判断绝热过程中做功与内能改变的方法．
3．AD　[热平衡条件是温度相等，热传递的方向是从温度高的物体传向温度低的物体．在热传递过程中高温物体放出的热量等于低温物体吸收的热量，因此A、D正确，B、C错误．]
方法总结　①热传递是从高温物体传向低温物体．
②热传递过程中高温物体放出的热量等于低温物体吸收的热量．
4．BD　[在外界不做功的情况下，系统内能的改变等于传递的热量，内能增加，一定是吸收了相等能量的热量，故A错，B对．物体内能包括所有分子的动能和势能，内能由分子数、分子平均动能、分子势能共同决定，所以内能增加了50 J并不一定是分子动能增加了50 J．物体的分子平均动能有可能不变，这时吸收的50 J热量全部用来增加分子势能．]
方法总结　热传递改变物体内能的过程是物体间内能转移的过程，热传递使物体的内能发生变化时，内能改变的多少可用热量来量度．在单纯的热传递中，系统从外界吸收多少热量，系统的内能就增加多少；系统向外界放出多少热量，系统的内能就减少多少．
5．B　[在气泡缓慢上升的过程中，气泡外部的压强逐渐减小，气泡膨胀，对外做功，故气泡中空气分子的内能减小，温度降低．但由于外部恒温，且气泡缓慢上升，故可以认为上升过程中气泡内空气的温度始终等于外界温度，内能不变，故需从外界吸收热量，且吸收的热量等于泡内空气对外界所做的功．]
方法总结　做功和热传递在改变物体内能上是等效的，且它们可以同时进行．它们引起内能变化的方向可以是都使系统内能增加或减小；也可以是一个使系统内能增加，另一个使系统内能减小．
6．D　[本题解题的关键是明确甲、乙两气室气体都历经绝热过程，内能的改变取决于做功的情况．对于甲室内的气体，在拉杆缓慢向外拉的过程中，活塞左移，压缩气体，外界对甲室气体做功，其内能应增大；对乙室内的气体，活塞左移，气体膨胀，气体对外界做功，内能应减小．]
方法总结　在绝热过程，压缩气体，外界对气体做功，内能增大；气体膨胀(自由膨胀除外)，气体对外界做功，内能减小．
7．AC　[内能的改变既可以通过做功来实现，又可以通过热传递来实现，还可以做功和热传递同时进行来实现，由此分析知A、C是正确的，B、D是错误的，故答案为A、C.]
方法总结　做功和热传递都可以改变物体的内能，从改变内能的最终结果看，两者是等效的．判断物体内能变化时要综合考虑两种方式，才能得到内能变化的准确结果．
课后巩固练
1．D　[给自行车轮胎打气，人对胎内气体做功，气体内能增加，所以温度升高．]
2．D　[绝热膨胀过程是指气体膨胀过程未发生热传递，膨胀过程气体体积增大，气体对外界做功，气体内能减小．由于气体分子间的势能可忽略，故气体分子的平均动能减小．]
3．AB　[系统的内能是一个只依赖于系统自身状态的物理量，所以是由系统的状态决定的，A对．正因为内能是由系统的状态决定的，所以分子动理论中引入的内能和热力学中引入的内能是一致的，B对．做功和热传递都可以改变系统的内能，C错．气体做绝热膨胀时对外界做了功，又因为与外界没有热交换，所以系统的内能要减小，故D错．]
4．AD　[由理想气体的特点可知A对；体积变化是做功的标志，体积增大，表示对外做功，体积减小表示外界对气体做功，绝热膨胀，显然内能减少，B错；温度升高，内能增加，可能是吸热，也可能是外界对物体做功，C错；由查理定律，V不变，p减小，T减小，内能减少，由于V不变，W＝0，物体不对外界做功，所以内能减少，一定是向外界放出了热量，D对．]
5．C　[打开卡子，胶塞冲出容器口，密封气体体积增大，气体膨胀对外做功，气体内能减少，同时温度计示数变小，温度降低．]
6．B　[一定质量的物体，其内能由温度和体积共同决定．物体的温度改变时，其内能不一定改变，所以A错误．做功和热传递是改变物体内能的两种途径．若物体对外做功W，同时吸收Q的热量，且W＞Q，则物体的内能减少；W＝Q，则物体的内能不变；W＜Q，则物体的内能增加，所以B正确，C、D错误．]
7．B　[发生热传递的条件是有温度差，而与物体内能的多少、是否接触、周围的环境(是否真空)无关．故选项B正确，A、C、D错误．]
8．D　[物体的内能由温度、体积及物体的质量决定，不只由温度决定，故选项A、B都不对．在热传递过程中，热量是由高温物体传递给低温物体，而内能大的物体不一定温度高，在热传递过程中完全有可能内能大的物体内能继续增大，内能小的物体内能继续减小，故选项C是错误的．关于热量的论述，选项D是正确的．]
9．B　[将重物举高的过程中，理想气体膨胀对外界做功，内能减少，温度降低，故选B.]
10．AC　[子弹损失的动能，一部分使木块的动能增加，另一部分转化为内能被子弹和木块吸收，故选A、C.]
11．D　[物体的内能是指物体内所有分子的平均动能和分子势能的总和，而要改变物体的内能可以通过做功和热传递两种途径，这三者的物理意义不同，A错误；热量是表示在热传递过程中物体内能变化的多少，而功是用做功的方式来量度物体内能的改变的，即热量、功都可以作为物体内能变化的量度，B错误；三者单位都是焦耳，C错误；热量和功是过程量，内能是状态量，D正确．]
12．增加
解析　气体A、B密度不等，均匀混合，原重心下移，重力做正功，重力势能减少，因为这一过程绝热，所以气体内能增加．
13．其他形式的能　内能　内能
14．1200J　放出1000J
解析　做功和热传递在改变物体内能上是等效的，对物体用做功方式使其温度升高3℃需对物体做功1200J，因此如用热传递方式，也使温度升高3℃，应吸收1200J的热量．
如对物体做功3000J，温度升高了5℃，而物体温度升高5℃需要对它做的功或吸收的热量应为ΔE，则
1200J＝cm×3，ΔE＝cm×5，所以ΔE＝2000J.
因此物体应放出1000J的热量．