人教版物理選修33：第10章 熱力學(xué)定律 第2節(jié) 課堂作業(yè) 含解析

第十章第2節(jié) 基礎(chǔ)夯實(shí) 一、選擇題(13題為單選題，46題為多選題)1(山東濟(jì)南一中2016年高二下學(xué)期期中)出租車常以天然氣作為燃料，加氣站儲(chǔ)氣罐中天然氣的溫度隨氣溫升高的過程中，若儲(chǔ)氣罐內(nèi)氣體體積及質(zhì)量均不變，則罐內(nèi)氣體(可視為理想氣體)( B )A壓強(qiáng)增大，內(nèi)能減小B吸收熱量，內(nèi)能增大C壓強(qiáng)減小，分子平均動(dòng)能增大D對(duì)外做功，分子平均動(dòng)能減小解析：理想氣體的內(nèi)能只與溫度有關(guān)，溫度升高內(nèi)能增大，分子的平均動(dòng)能增大，罐內(nèi)氣體的壓強(qiáng)增大。因體積不變，做功為零，從外界吸收熱量，綜上所述，選項(xiàng)B正確，A、C、D錯(cuò)誤。2關(guān)于物體的內(nèi)能和熱量，下列說法中正確的有( D )A熱水的內(nèi)能比冷水的內(nèi)能多B溫度高的物體其熱量必定多，內(nèi)能必定大C在熱傳遞過程中，內(nèi)能大的物體其內(nèi)能將減小，內(nèi)能小的物體其內(nèi)能將增大，直到兩物體的內(nèi)能相等D熱量是熱傳遞過程中內(nèi)能轉(zhuǎn)移的量度解析：物體的內(nèi)能由溫度、體積及物體的質(zhì)量決定，不是只由溫度決定，故A、B錯(cuò)；在熱傳遞過程中，熱量由高溫物體傳給低溫物體，而與物體的內(nèi)能大小無關(guān)，所以完全有可能是內(nèi)能大的物體內(nèi)能繼續(xù)增大，內(nèi)能小的物體內(nèi)能繼續(xù)減小，故C項(xiàng)錯(cuò)；關(guān)于熱量的論述，D項(xiàng)是正確的。3關(guān)于熱量、溫度的下列說法正確的是( A )A熱量是熱傳遞過程中，物體間內(nèi)能的轉(zhuǎn)移量；溫度是物體分子平均動(dòng)能大小的量度B在絕熱容器中，放入兩個(gè)溫度不等的物體，則高溫物體放出溫度，低溫物體吸收溫度，直到兩個(gè)物體溫度相等C高溫物體內(nèi)能多，低溫物體內(nèi)能少D兩個(gè)質(zhì)量和比熱容都相等的物體，若吸收相等的熱量，則溫度相等解析：溫度是物體分子平均動(dòng)能大小的量度，表示冷熱程度；熱量是熱傳遞過程中物體間內(nèi)能的轉(zhuǎn)移量，內(nèi)能包括分子動(dòng)能與分子勢(shì)能，與溫度、體積、物質(zhì)的量有關(guān)。D項(xiàng)，不知道初始溫度，只能說溫度變化相同。4(安徽省六安20172018學(xué)年高二下學(xué)期期中)下列所述現(xiàn)象中屬于利用熱傳導(dǎo)的方式來傳熱的是( AD )A冬天，用手去拿室外的鐵塊，手感到冷B夏天，開空調(diào)后一段時(shí)間整個(gè)房間內(nèi)溫度降低C在地面上曬小麥D冬天，用暖水袋暖手解析：冬天，室外的鐵塊溫度低，手溫度高，用手拿鐵塊時(shí)，手上的熱量直接通過熱傳導(dǎo)的方式傳到鐵塊上。用暖水袋暖手，道理同上。開空調(diào)后整間房間內(nèi)溫度降低，是空氣通過對(duì)流的方式使熱空氣降溫。曬小麥?zhǔn)且揽刻枱彷椛鋪砦諢崃康模哉_答案為AD。5在下述現(xiàn)象中，沒有做功而使物體內(nèi)能改變的是( BD )A電流通過電爐而使溫度升高B在陽光照射下，水的溫度升高C鐵錘敲打鐵塊，使鐵塊溫度升高D夏天在室內(nèi)放幾塊冰，室內(nèi)會(huì)變涼快解析：電流通過電爐做功使電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；在陽光照射下，水溫度升高是靠太陽的熱輻射來升溫的；鐵錘敲打鐵塊是做功改變物體內(nèi)能的過程；室內(nèi)放上冰塊是通過熱傳遞的方式來改變氣溫的。6下列說法中正確的是( AD )A做功和熱傳遞是改變物體內(nèi)能的兩種本質(zhì)不同的物理過程：做功使物體的內(nèi)能改變，是其他形式的能和內(nèi)能之間的轉(zhuǎn)化；熱傳遞則不同，它是物體內(nèi)能的轉(zhuǎn)移B外界對(duì)物體做功，物體的內(nèi)能一定增大C物體向外界放熱，物體的內(nèi)能一定增大D熱量是在熱傳遞中，從一個(gè)物體向另一個(gè)物體或物體的一部分向另一部分轉(zhuǎn)移的內(nèi)能的多少解析：做功和熱傳遞改變物體內(nèi)能的本質(zhì)不同，因?yàn)樽龉Φ倪^程一定是不同形式的能相互轉(zhuǎn)化的過程，而熱傳遞是同種形式的能量(內(nèi)能)在不同的物體之間或物體不同的部分之間傳遞或轉(zhuǎn)移，故A選項(xiàng)正確。而物體的內(nèi)能的變化取決于做功和熱傳遞兩種途徑，單就一個(gè)方面不足以斷定其內(nèi)能的變化。故B、C選項(xiàng)不正確，D選項(xiàng)正確。二、非選擇題7陽光照暖了大地，地面輻射又對(duì)地面附近的空氣加熱，形成暖氣團(tuán)升往高空。于是有人認(rèn)為高山頂上的氣溫要比地面的高，但實(shí)際情況正好相反。你怎么理解這種現(xiàn)象？答案：把地面附近溫度、壓強(qiáng)相同的一大團(tuán)空氣作為研究對(duì)象(在熱力學(xué)中稱為系統(tǒng))。這團(tuán)空氣最初在地面附近受熱膨脹，密度變小，因而逐漸上升。在上升的過程中，其邊緣部分和外界空氣的熱交換對(duì)整個(gè)氣團(tuán)沒有明顯的影響，可以認(rèn)為氣團(tuán)與外界之間傳遞的熱量Q0，因此氣團(tuán)內(nèi)能的變化僅與做功有關(guān)，即UW。氣團(tuán)上升時(shí)，不斷膨脹，對(duì)外做功(W<0)，內(nèi)能減少(U<0)，溫度降低，越高的地方，空氣的溫度越低。 能力提升 一、選擇題(14題為單選題，5題為多選題)1(淄川2016年高二下學(xué)期檢測(cè))如圖所示，活塞將一定質(zhì)量的氣體封閉在直立圓筒形導(dǎo)熱的氣缸中，活塞上堆放細(xì)沙，活塞處于靜止，現(xiàn)逐漸取走細(xì)沙，使活塞緩慢上升，直到細(xì)沙全部取走。若活塞與氣缸之間的摩擦可忽略，則在此過程中( C )A氣體對(duì)外做功，氣體溫度一定降低B氣體對(duì)外做功，內(nèi)能一定減少C氣體壓強(qiáng)減小，內(nèi)能可能不變D氣體從外界吸熱，內(nèi)能一定增加解析：由于氣缸為導(dǎo)熱的，則可與外界進(jìn)行熱交換，細(xì)沙減少時(shí)，氣體膨脹對(duì)外做功，可能由于與外界進(jìn)行熱交換吸熱使內(nèi)能不變。2(湖北省部分重點(diǎn)中學(xué)2016年高三模擬)某駕駛員發(fā)現(xiàn)中午時(shí)車胎內(nèi)的氣壓高于清晨時(shí)的，且車胎體積增大。若這段時(shí)間胎內(nèi)氣體質(zhì)量不變且可視為理想氣體，那么( D )A外界對(duì)胎內(nèi)氣體做功，氣體內(nèi)能減小B外界對(duì)胎內(nèi)氣體做功，氣體內(nèi)能增大C胎內(nèi)氣體對(duì)外界做功，內(nèi)能減小D胎內(nèi)氣體對(duì)外界做功，內(nèi)能增大解析：對(duì)車胎內(nèi)的理想氣體分析知，體積增大為氣體對(duì)外做功，內(nèi)能只有動(dòng)能，而動(dòng)能的標(biāo)志為溫度，故中午溫度升高，內(nèi)能增大，故選D。3如圖所示，A、B是兩個(gè)完全相同的球，分別浸沒在水和水銀的同一深度內(nèi)，A、B兩球用同一種材料制成，當(dāng)溫度稍微升高時(shí)，球的體積會(huì)明顯變大，如果開始水和水銀的溫度相同，且兩液體溫度同時(shí)緩慢升高同一值，兩球膨脹后，體積相等，則( B )AA球吸收的熱量較多BB球吸收的熱量較多C兩球吸收的熱量一樣多 D無法確定解析：兩球初末態(tài)溫度分別相同，初末態(tài)體積也相同，所以內(nèi)能增量相同，但水銀中的B球膨脹時(shí)對(duì)外做功多，所以吸熱較多，故選B。4下列關(guān)于內(nèi)能與熱量的說法中，正確的是( D )A馬鈴薯所含熱量高B內(nèi)能越大的物體熱量也越多C熱量總是從內(nèi)能大的物體流向內(nèi)能小的物體D熱量總是從溫度高的物體流向溫度低的物體解析：選項(xiàng)A是生活中很常見的說法，但是物理學(xué)中的熱量是過程量，不是狀態(tài)量，不能象內(nèi)能那樣蘊(yùn)含在物體中，選項(xiàng)A錯(cuò)；說法B與說法A存在相同的錯(cuò)誤，此外，物體的內(nèi)能與熱量之間，在數(shù)量上沒有必然聯(lián)系，選項(xiàng)B錯(cuò)；兩物體之間熱量的傳遞方向只與它們的溫度有關(guān)，與它們的內(nèi)能無關(guān)，選項(xiàng)C錯(cuò)，D對(duì)。5在外界不做功的情況下，物體的內(nèi)能增加了50J，下列說法中正確的是( BD )A一定是物體放出了50J的熱量B一定是物體吸收了50J的熱量C一定是物體分子動(dòng)能增加了50JD物體的分子平均動(dòng)能可能不變解析：在外力不做功的情況下，內(nèi)能的改變等于傳遞的熱量，內(nèi)能增加，一定是吸收了相等能量的熱量，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤，選項(xiàng)B正確。物體內(nèi)能包括所有分子的動(dòng)能和勢(shì)能，內(nèi)能由分子數(shù)、分子平均動(dòng)能、分子勢(shì)能共同決定，所以內(nèi)能增加了50J并不一定是分子平均動(dòng)能增加了50J。物體的分子平均動(dòng)能有可能不變，這時(shí)吸收的50J熱量全部用來增加分子勢(shì)能。二、非選擇題6若對(duì)物體做1200J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1200J的熱量，如果對(duì)該物體做3000J的功，物體的溫度升高5，表明該過程中，物體還放出(填“吸收”或“放出”)熱量1000J。解析：做功和熱傳遞在改變物體內(nèi)能上是等效的，因此物體用做功方式溫度升高3，如用吸熱方式，也使溫度升高3，應(yīng)吸收1200J的熱量。如對(duì)物體做功3000J，溫度升高5，而物體溫度升高5，需要的功或熱量應(yīng)為E,1200Jcm×3，Ecm×5，所以E2000J因此物體應(yīng)放出1000J的熱量。7某同學(xué)為測(cè)量地表植物吸收太陽能的本領(lǐng)，做了如下實(shí)驗(yàn)：用一面積為0.1m2的水盆盛6kg的水，經(jīng)太陽垂直照射15min，溫度升高5，若地表植物每秒接收太陽能的能力與水相等，試計(jì)算：(1)每平方米綠色植物每秒接收的太陽能為多少焦耳？(2)若綠色植物在光合作用下每吸收1kJ的太陽能可放出0.05L的氧氣，則每公頃綠地每秒可放出多少氧氣？(1公頃104m2) 答案：(1)1.4×103J/(m2·s)(2)700L解析：據(jù)水升溫吸收的熱量，便可求出單位面積單位時(shí)間吸收的太陽能，進(jìn)而可求出每公頃綠地每秒放出的氧氣。(1)單位面積單位時(shí)間吸收的太陽能為PJ/(m2·s)1.4×103J/(m2·s)。(2)氧氣的體積為V×0.05L700L。