1.以下所述现象中,属于通过热传递改变了物体内能的是( )
A.将一段铁丝反复弯折,弯折处会发热
B.放在空气中的一杯热水会冷却
C.在转动的砂轮上磨车刀,车刀发热
D.电流通过电阻丝
【答案】B
【解析】弯折铁丝是用力对物体做功,在转动的砂轮上磨车刀是摩擦力对车刀做功,电流通过电阻丝并做功,所以三者都是通过做功改变物体内能的,热水放在空气中,通过热辐射以及对流等方式向外传递了热量,而使自身的内能减少,温度下降,它是通过热传递方式改变内能的,故B选项正确。
2.物体的内能增加了20 J,下列说法中正确的是( )
A.一定是外界对物体做了20 J的功
B.一定是物体吸收了20 J的热量
C.一定是物体分子动能增加了20 J
D.物体分子的平均动能可能不变
【答案】D
【解析】做功和热传递都可以改变物体内能,物体内能改变20 J,其方式是不确定的,因此A、B错误;物体内能包括所有分子的平均动能和分子势能,内能由分子数、分子平均动能、分子势能三者决定,故C错误,D正确。
3.(多选)对于热量、功和内能三者的理解,下列说法中正确的是( )
A.三者单位相同,物理意义相同
B.热量和功是内能的量度
C.热量和功由过程决定,而内能由物体状态决定
D.系统内能增加了100 J,可能是外界采用绝热方式对系统做功100 J,也可能是外界单纯地对系统传热100 J
【答案】CD
【解析】热量、功和内能三者尽管单位相同,但物理意义有本质区别,A选项错误;热量和功由过程决定,内能由物体状态决定,热量和功是内能变化的量度,C选项正确,B选项错误;对一个绝热过程ΔU=W=100 J,对一个单纯热传递过程ΔU=Q=100 J,D选项正确。
4.如图所示,绝热容器中间用隔板隔开,左侧装有气体,右侧为真空.现将隔板抽掉,使左侧气体自由膨胀直至达到平衡,则在此过程中(不计气体的分子势能)( )
A.气体对外界做功,温度降低,内能减少
B.气体对外界做功,温度不变,内能不变
C.气体不做功,温度不变,内能不变
D.气体不做功,温度不变,内能减少
【答案】C
【解析】抽掉隔板后,气体膨胀,体积增大,但由于右侧为真空,所以气体自由膨胀不做功,因而内能不变,温度不变,故C选项正确。
5.关于物体的内能以及变化,以下说法正确的是 ( )
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
【答案】B
【解析】一定质量的物体,其内能由温度(分子动能)和体积(分子势能)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方式.若物体对外做功为W,同时吸收的热量为Q,若W>Q,则物体的内能减少;若W=Q,则物体的内能不变;若W<Q,则物体的内能增加.所以B正确,C、D错误。
6.下列关于内能与热量的说法中,正确的是( )
A.马铃薯所含热量高
B.内能越大的物体热量也越多
C.热量总是从内能大的物体流向内能小的物体
D.热量总是自发地从温度高的物体传向温度低的物体
【答案】D
【解析】选项A是一种很常见的说法,在日常生活中似乎无须计较,但从物理学的角度来看,确有不妥.热量是过程量,不是状态量,不能像内能那样蕴含在物体中,选项A、B错误;两物体之间热量传递只与它们的温度有关,而与它们的内能无关,选项C错误,D正确。
7.(多选)如图,注射器内密封一部分气体,若针筒和活塞导热性能良好,则缓慢向外移动活塞的过程中气体( )
A.对活塞不做功
B.对活塞做负功
C.温度保持不变
D.压强逐渐减小
【答案】CD
【解析】缓慢向外移动活塞的过程中,气体的体积增大,对外做功,即气体对活塞做正功,故A、B错误;针筒和活塞导热性能良好,缓慢向外移动活塞的过程,可以看成准静态过程,由针筒和活塞导热性良好可知,温度保持不变,故C正确;气体的体积增大,温度不变,由玻意耳定律可知气体的压强一定减小,故D正确。
8.采用绝热(即不交换热量)的方式使一定量的气体由初状态A变化至终态B,对于不同的绝热方式,下面的说法正确的是( )
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.可以确定A状态的内能
【答案】B
【解析】若对于一定质量的气体,不管采用任何一种绝热方式由状态A变化到状态B,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。
9.一物体先后经过几个不同的物理过程,其温度均从T1升高到T2,则在这些过程中( )
A.物体一定从外界吸收热量
B.物体与外界交换的热量都相等
C.外界对物体所做的功均相等
D.物体内所有分子动能的平均值增量都相等
【答案】D
【解析】不管物体经历了怎样的物理过程,由于初温度T1和末温度T2是确定的,故物体内所有分子动能的平均值的增加量是相同的,D正确;物体内能的增加可能是由于外界对物体做功造成的,也可能是由于物体从外界吸收热量造成的,还可能是以上两种因素共同影响的结果,故选项A、B、C错误。
10.如图所示,厚壁容器的一端通过胶塞插进一只灵敏温度计和一根气针,另一端有个用卡子卡住的可移动的胶塞.用打气筒慢慢向筒内打气,使容器内的压强增加到一定程度,这时读出温度计示数.打开卡子,胶塞冲出容器后( )
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
【答案】C
【解析】根据功是能量转化的量度,对外做了多少功,就意味着转化了多少能量.本实验中由于是厚壁容器,打开卡子后,气体迅速膨胀,这样的过程可以当作绝热过程,由此判断,转化的应是系统的内能,即气体对外做功,系统的内能减少,温度降低,选项C正确。
11.两人共同拉锯伐木,每人在180s内拉动60次,每次拉动的距离为75cm,两人用的力均为20N,做功的40%转变为热能,则每秒钟产生的热量是多少?若产生热量的20%被钢锯吸收,则60s后钢锯的温度将升高多少度?[设钢锯的比热容为1.2×102 J/(kg•℃),钢锯的质量为0.5kg]
【答案】0.8℃
【解析】
12.有一个10m高的瀑布,水流在瀑布顶端时速度为2m/s,在瀑布底与岩石的撞击过程中,有10%的动能转化为水的内能,请问水的温度上升了多少摄氏度?已知水的比热容为4.2×103 J/(kg•℃),g取10 m/s2.
【答案】2.4×10
-3℃
【解析】