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課時跟蹤訓(xùn)練（十一） 功、熱和內(nèi)能的改變
A級—雙基達(dá)標(biāo)
1．[多選]下列實例中通過做功改變物體的內(nèi)能的是(　　)
A．古人鉆木取火
B．用火爐把水燒開
C．用打氣筒打氣，筒壁變熱
D．瓶內(nèi)的高壓氣體將瓶塞沖開，瓶內(nèi)氣體的溫度降低
解析：選ACD　鉆木取火，屬于能量的轉(zhuǎn)化；用打氣筒打氣，筒壁變熱；瓶內(nèi)的高壓氣體將瓶塞沖開，氣體對外做功，瓶內(nèi)氣體的溫度降低，故選項A、C、D正確；用火爐燒水改變內(nèi)能屬于熱傳遞，選項B錯誤。
2．以下所述現(xiàn)象中，屬于通過熱傳遞改變了物體內(nèi)能的是(　　)
A．將一段鐵絲反復(fù)彎折，彎折處會發(fā)熱
B．放在空氣中的一杯熱水會冷卻
C．在轉(zhuǎn)動的砂輪上磨車刀，車刀發(fā)熱
D．電流通過電阻絲
解析：選B　反復(fù)彎折鐵絲是用力對物體做功，在轉(zhuǎn)動的砂輪上磨車刀是摩擦力對車刀做功，電流通過電阻絲并做功，所以三者都是通過做功改變物體內(nèi)能的；熱水放在空氣中，通過熱輻射以及對流等方式向外傳遞了熱，而使自身的內(nèi)能減少，溫度下降，它是通過熱傳遞方式改變內(nèi)能的，故B選項正確。
3.景頗族的祖先發(fā)明的點火器如圖所示，用牛角做套筒，木質(zhì)推桿前端粘著艾絨，猛推推桿，可點燃艾絨。在筒內(nèi)封閉的氣體被推桿壓縮過程中(　　)
A．氣體溫度升高，壓強(qiáng)不變
B．氣體溫度升高，壓強(qiáng)變大
C．氣體對外界做正功，氣體內(nèi)能增加
D．外界對氣體做正功，氣體內(nèi)能減少
解析：選B　封閉的氣體被推桿壓縮過程中，對氣體做功，內(nèi)能增加，溫度升高，可點燃艾絨，并且氣體體積減小，壓強(qiáng)增大，綜上知B正確。
4．在一鍋正在沸騰的水中，一個小氣泡由底層緩慢地升到液面，上升過程中氣泡的壓強(qiáng)不斷減小，則氣泡在上浮過程中(　　)
A．內(nèi)能增大　　　　　　　　 B．內(nèi)能減小
C．外界對氣泡做功 D．吸熱
解析：選D　氣泡緩慢上升的過程中，外部的壓強(qiáng)逐漸減小，由于外部恒溫(100 ℃)，根據(jù)pV＝CT，所以體積增大，氣泡膨脹對外做功，溫度不變，則內(nèi)能不變，故選項A、B錯誤；氣泡內(nèi)能不變，同時對外做功，所以必須從外界吸熱，故選項C錯誤，選項D正確。
5.如圖所示，絕熱容器中間用隔板隔開，左側(cè)裝有氣體，右側(cè)為真空。現(xiàn)將隔板抽掉，使左側(cè)氣體自由膨脹直至達(dá)到平衡，則在此過程中(不計氣體的分子勢能)(　　)
A．氣體對外界做功，溫度降低，內(nèi)能減少
B．氣體對外界做功，溫度不變，內(nèi)能不變
C．氣體不做功，溫度不變，內(nèi)能不變
D．氣體不做功，溫度不變，內(nèi)能減少
解析：選C　抽掉隔板后，氣體膨脹，體積增大，但由于右側(cè)為真空，所以氣體自由膨脹不做功，因而內(nèi)能不變，溫度不變，故C選項正確。
6．[多選]一銅塊和一鐵塊，質(zhì)量相等，銅塊的溫度T1比鐵塊的溫度T2高，當(dāng)它們接觸在一起時，如果不和外界交換能量，則(　　)
A．從兩者開始接觸到熱平衡的整個過程中，銅塊內(nèi)能的減少量等于鐵塊內(nèi)能的增加量
B．在兩者達(dá)到熱平衡以前的任意一段時間內(nèi)，銅塊內(nèi)能的減少量不等于鐵塊內(nèi)能的增加量
C．達(dá)到熱平衡時，銅塊的溫度T＝
D．達(dá)到熱平衡時，兩者的溫度相等
解析：選AD　一個系統(tǒng)在熱交換的過程中，如果不與外界發(fā)生熱交換，溫度高的物體放出的熱量等于溫度低的物體吸收的熱量，直到溫度相等，不再發(fā)生熱交換為止，而熱量是傳熱過程中內(nèi)能的變化量，所以選項A和D都正確，選項B錯誤。根據(jù)熱平衡方程：c銅m(T1－T)＝c鐵m(T－T2)，解得T＝，由此可知選項C錯誤。
7．小紅和小明打乒乓球不小心把乒乓球踩扁了，小明認(rèn)真觀察后發(fā)現(xiàn)表面沒有開裂，于是把踩扁的乒乓球放在熱水里泡一下，基本恢復(fù)了原狀。乒乓球內(nèi)的氣體可視為理想氣體，對于乒乓球恢復(fù)原狀的過程，下列描述中正確的是(　　)
A．內(nèi)能變大，乒乓球內(nèi)氣體對外做正功的同時吸熱
B．內(nèi)能變大，乒乓球內(nèi)氣體對外做正功的同時放熱
C．內(nèi)能變大，乒乓球內(nèi)氣體對外做負(fù)功的同時吸熱
D．內(nèi)能變小，乒乓球內(nèi)氣體對外做負(fù)功的同時放熱
解析：選A　乒乓球內(nèi)的氣體受熱膨脹，故對外做功，氣體溫度升高，故內(nèi)能增加，所以吸收熱，故選項A正確，選項B、C、D錯誤。
8．物體的內(nèi)能增加了20 J，下列說法中正確的是(　　)
A．一定是外界對物體做了20 J的功
B．一定是物體吸收了20 J的熱量
C．一定是物體分子動能增加了20 J
D．物體分子的平均動能可能不變
解析：選D　做功和熱傳遞都可以改變物體內(nèi)能，物體內(nèi)能改變20 J，其方式是不確定的，因此A、B錯誤；物體內(nèi)能包括所有分子的平均動能和分子勢能，內(nèi)能由分子數(shù)、分子平均動能、分子勢能三者決定，故C錯誤，D正確。
9．有一個10 m高的瀑布，水流在瀑布頂端時速度為2 m/s，在瀑布底與巖石的撞擊過程中，有10%的動能轉(zhuǎn)化為水的內(nèi)能，請問水的溫度上升了多少攝氏度？[已知水的比熱容為4.2×103 J/(kg·℃)，g取10 m/s2]
解析：根據(jù)機(jī)械能守恒定律知，水流到達(dá)瀑布底時的動能Ek＝mv2＋mgh，
水吸收的熱量Q與溫度變化Δt滿足關(guān)系Q＝cmΔt，
由題意知，有10%的動能轉(zhuǎn)化為水的內(nèi)能，所以有
×10%＝cmΔt，
代入數(shù)據(jù)得Δt＝2.4×10－3℃。
答案：2.4×10－3℃
B級—選考提能
10.如圖所示，活塞將汽缸分成甲、乙兩氣室，汽缸、活塞(連同拉桿)是絕熱的，且不漏氣。以E甲、E乙分別表示甲、乙兩氣室中理想氣體的內(nèi)能，則在將拉桿緩慢向左拉的過程中(　　)
A．E甲不變，E乙減小 B．E甲不變，E乙增大
C．E甲增大，E乙不變 D．E甲增大，E乙減小
解析：選D　對甲室內(nèi)的理想氣體，在拉桿緩慢向左拉的過程中，活塞左移，壓縮氣體，外界對甲氣室內(nèi)氣體做功，其內(nèi)能應(yīng)增大；對乙氣室內(nèi)的氣體，活塞左移，氣體膨脹，氣體對外界做功，內(nèi)能應(yīng)減小，故D正確。
11．[多選]采用絕熱(即不與外界交換熱)的方式使一定量的氣體由初態(tài)A變化至末態(tài)B，對于不同的絕熱方式，下面說法正確的是(　　)
A．對氣體所做的功不同
B．對氣體所做的功相同
C．氣體對外所做的功相同
D．氣體內(nèi)能的變化是相同的
解析：選BCD　對于一定量的氣體，不管采用任何一種絕熱方式由狀態(tài)A變化到狀態(tài)B，都是絕熱過程。在這一過程中，氣體在初狀態(tài)A有一確定的內(nèi)能UA，在末狀態(tài)B有另一確定的內(nèi)能UB，由絕熱過程中ΔU＝UB－UA＝W知，W為恒量，所以A錯誤，B、C、D選項正確。
12．暖瓶中有0.5 kg、25 ℃的水，一人想用上下?lián)u晃的方法使冷水變?yōu)殚_水，設(shè)每搖晃一次水的落差為15 cm，每分鐘搖晃30次，不計所有熱散失，他約需多長時間才可以把水“搖開”？[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)，g取10 m/s2]
解析：設(shè)“搖開”水需t min，水升溫ΔT，由W＝ΔU得
30mg·Δh·t＝c水mΔT，
t＝＝ min＝7×103 min，即“搖開”水需7×103 min。
答案：7×103 min
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比較項目 做　功 傳　熱
內(nèi)能變化 外界對物體做功，物體的內(nèi)能增加；物體對外界做功，物體的內(nèi)能減少 物體吸收熱，內(nèi)能增加；物體放出熱，內(nèi)能減少
物理實質(zhì) 其他形式的能與內(nèi)能之間的轉(zhuǎn)化 不同物體間或同一物體不同部分之間內(nèi)能的轉(zhuǎn)移
相互聯(lián)系 做一定量的功或傳遞一定量的熱量在改變內(nèi)能的效果上是相同的
21世織紀(jì)教痘
2訂世看
,27G2@P
理想氣體
真空
00000000000000000
活塞

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