高中物理 第10章 熱力學定律 第1節(jié) 功和內(nèi)能課堂作業(yè) 新人教版選修33

第十章第1節(jié) 功和內(nèi)能 基礎夯實 一、選擇題(14題為單選題，5題為多選題)1下列哪個實例說明做功改變了系統(tǒng)的內(nèi)能( B )A熱水袋取暖 B用雙手摩擦給手取暖C把手放在火爐旁取暖 D用嘴對手呵氣給手取暖解析：雙手摩擦做功，使手的內(nèi)能增加，感到暖和；A、C、D都是通過熱傳遞來改變系統(tǒng)的內(nèi)能，選項B正確。2如圖是壓力保溫瓶的結(jié)構(gòu)簡圖，活塞a與液面之間密閉了一定質(zhì)量的氣體。假設封閉氣體為理想氣體且與外界沒有熱交換，則向下壓a的過程中，瓶內(nèi)氣體( A )A內(nèi)能增大 B體積增大C壓強不變 D溫度不變解析：向下壓a的過程中，外界對氣體做功，瓶內(nèi)氣體內(nèi)能增大，選項A正確。向下壓a的過程中，瓶內(nèi)氣體體積減小，壓強增大，溫度升高，選項B、C、D錯誤。3下列有關焦耳及焦耳實驗的說法中正確的有( D )A焦耳是法國物理學家，他的主要貢獻是焦耳定律及熱功當量B焦耳實驗中用到的容器可以用普通玻璃杯代替C焦耳實驗中的研究對象是容器中的水D焦耳實驗中要使容器及其中的水升高相同的溫度，實驗中懸掛重物的質(zhì)量、下落的高度可以不相同，但做功必須相同解析：焦耳是英國物理家，A錯誤；焦耳實驗的要求是研究對象為絕熱系統(tǒng)，普通玻璃杯達不到絕熱要求，B錯誤；實驗的研究對象是容器及其中的水組成的系統(tǒng)，C錯誤；要使水及容器升高相同的溫度即內(nèi)能增加相同，則必須做功相同，D正確。4如圖所示，在紫銅管內(nèi)滴入乙醚，蓋緊管塞。用手拉住繩子兩端迅速往復拉動，管塞會被沖開。管塞被沖開前( D )A外界對管內(nèi)氣體做功，氣體內(nèi)能增大B管內(nèi)氣體對外界做功，氣體內(nèi)能減小C管內(nèi)氣體內(nèi)能不變，壓強變大D管內(nèi)氣體內(nèi)能增大，壓強變大解析：克服繩與金屬管間的摩擦做功，使管壁內(nèi)能增大，溫度升高。通過熱傳遞，乙醚的內(nèi)能增大，溫度升高，直至沸騰，管塞會被沖開。管塞被沖開前管內(nèi)氣體內(nèi)能增大，壓強變大。選項D正確。5早些年農(nóng)村的小孩子常用舊圓珠筆芯做一種玩具，鐵絲的一端纏繞棉花，用水打濕后從一端塞入筆芯內(nèi)，將筆芯的另一端用力在馬鈴薯上觸一下拔出來，然后用力推鐵絲，馬鈴薯小塊高速飛出，能打出十幾米遠。下列說法正確的是( AC )A在推鐵絲而馬鈴薯小塊未飛出的過程中，筆芯內(nèi)密封的氣體的溫度升高B在推鐵絲而馬鈴薯小塊未飛出的過程中，氣體對外做功C馬鈴薯小塊高速飛出的動能來自于氣體內(nèi)能D馬鈴薯小塊高速飛出時外界對筆芯內(nèi)氣體做功解析：在快速推鐵絲而馬鈴薯小塊未飛出的過程中，筆芯內(nèi)密封的氣體經(jīng)歷絕熱壓縮的過程，外界對氣體做功，內(nèi)能增加，故筆芯內(nèi)密封的氣體的溫度升高，故A正確；在推鐵絲而馬鈴薯小塊未飛出的過程中，氣體被壓縮，是外界對氣體做功，故B錯誤；封閉氣體經(jīng)歷絕熱膨脹過程，推出馬鈴薯，故馬鈴薯小塊高速飛出的動能來自于氣體內(nèi)能，這里的氣體類似彈簧，故C正確，D錯誤。二、非選擇題6冬季，由于溫度太低，很難啟動摩托車(在農(nóng)村啟動195型拖拉機也會遇到類似情況)。這時駕駛者往往先關閉油門，連續(xù)踏下啟動搖桿若干次，然后再打開油門，踏下啟動搖桿即可啟動，運用的原理是什么？答案：連續(xù)踏下啟動搖桿，活塞不斷壓縮氣缸里的氣體做功，增加氣體的內(nèi)能，使氣體的溫度升高，當達到汽油的燃點后，即可啟動。7有一個10m高的瀑布，水流在瀑布頂端時速度為2m/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4.2103J/(kg)，g取10m/s2答案：2.4103解析：根據(jù)機械能守恒定律知，水流到達瀑布底時的動能Ekmv2mgh。水吸收熱量Q與溫度變化t滿足關系Qcmt。由題意知，有10%的動能轉(zhuǎn)化為水的內(nèi)能，所以(mv2mgh)10%cmt。代入數(shù)據(jù)得：t2.4103。 能力提升 一、選擇題(14題為單選題，5題為多選題)1.如圖所示，瓶內(nèi)裝有少量的水，瓶口已塞緊，水上方空氣中有水蒸氣，用打氣筒向瓶內(nèi)打氣，當塞子從瓶口跳出時，瓶內(nèi)出現(xiàn)“白霧”，這一現(xiàn)象產(chǎn)生的原因可以用下面三句話解釋：甲，水蒸氣凝結(jié)成小水珠；乙，瓶內(nèi)氣體推動瓶塞做功，內(nèi)能減??；丙，溫度降低。三句話正確的順序是( B )A甲、乙、丙B乙、丙、甲C丙、甲、乙 D乙、甲、丙解析：根據(jù)題意因果順序的進程為：空氣推動瓶塞做功空氣內(nèi)能減小瓶內(nèi)空氣溫度降低瓶內(nèi)水蒸氣液化成小水珠即“白霧”，而瓶塞跳起的原因是用打氣筒往瓶內(nèi)打氣使氣體壓強增大所致。2(四川成都2016年高二檢測)如圖所示，活塞將氣缸分成甲、乙兩氣室，氣缸、活塞(連同拉桿)是絕熱的，且不漏氣。以E甲、E乙分別表示甲、乙兩氣室中氣體的內(nèi)能，則在將拉桿緩慢向外拉的過程中( D )AE甲不變，E乙減小 BE甲不變，E乙增大CE甲增大，E乙不變 DE甲增大，E乙減小解析：本題解題的關鍵是明確甲、乙兩氣室氣體都歷經(jīng)絕熱過程，內(nèi)能改變?nèi)Q于做功的情況。對甲室內(nèi)的理想氣體，在拉桿緩慢向外拉的過程中，活塞左移，壓縮氣體，外界對甲室氣體做功，其內(nèi)能應增大；對乙室內(nèi)的氣體，活塞左移，氣體膨脹，氣體對外界做功，內(nèi)能應減小。3.如圖所示，氣缸放置在水平地面上，質(zhì)量為m的活塞將氣缸分成甲、乙兩氣室，兩氣室中均充有氣體，氣缸、活塞是絕熱的且不漏氣。開始活塞被銷釘固定，現(xiàn)將銷釘拔掉，活塞最終靜止在距原位置下方h處，設活塞移動前后甲氣體內(nèi)能的變化量為E，不計氣體重心改變的影響，下列說法正確的是( B )AEmgh BE>mghCE<mgh D以上三種情況均有可能解析：氣體甲體積減小，外界對它做正功，其中包括mgh和乙氣體分子對活塞的力做功W乙，且為正功，EmghW乙。4金屬筒內(nèi)裝有與外界溫度相同的壓縮空氣，打開筒的開關，筒內(nèi)高壓空氣迅速向外溢出，待筒內(nèi)外壓強相等時，立即關閉開關。在外界保持恒溫的條件下，經(jīng)過一段較長的時間后，再次打開開關，這時出現(xiàn)的現(xiàn)象是( B )A筒外空氣流向筒內(nèi)B筒內(nèi)空氣流向筒外C筒內(nèi)外有空氣交換，處于動態(tài)平衡，筒內(nèi)空氣質(zhì)量不變D筒內(nèi)外無空氣交換解析：因高壓空氣急劇外溢時，氣體來不及充分與外界發(fā)生熱交換，可近似看成絕熱膨脹過程，氣體對外做功，內(nèi)能減少，所以關閉開關時，筒內(nèi)氣體溫度較外界偏低，再經(jīng)過較長時間后，筒內(nèi)外氣體溫度相同。對筒內(nèi)剩余氣體分析，屬等容升溫過程，壓強要升高，大于外界氣壓，所以再打開開關時，筒內(nèi)氣體要流向筒外。5如圖所示，帶有活塞的氣缸中封閉著一定質(zhì)量的理想氣體(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歐姆表的指針逐漸向右偏轉(zhuǎn)解析：沙子漏出，活塞上移壓縮氣體，氣體的體積減小內(nèi)能增大，故A、C正確，B錯誤；溫度升高，熱敏電阻的阻值變小，歐姆表指針右偏，D正確。 二、非選擇題6汽車內(nèi)胎放完氣后，氣門的溫度可達到0以下，請你解釋一下原因。答案：以內(nèi)胎中的氣體為系統(tǒng)，氣體推動周圍大氣做功，(對外界氣體做功)大氣的內(nèi)能增加，內(nèi)胎中的氣體內(nèi)能減少，溫度降低。如果在較短時間內(nèi)做較多的功，氣門來不及吸熱，氣門溫度就可達到0以下。7如圖所示為焦耳測定熱功當量的實驗裝置，若重物P、P的質(zhì)量共為m26.320kg，每次下落的高度均為h160.5cm，共下落n20次，量熱器及其中的水和其他物體的平均熱容量為c6316cal/，實驗中測得溫度升高t0.31，試根據(jù)這些數(shù)據(jù)算出熱功當量的值。(熱功當量J)答案：4.23J/cal解析：重物下落n20次共做功Wnmgh量熱器中的水及容器等溫度升高t需吸熱Qct由熱功當量的定義得J4.23J/cal。我國經(jīng)濟發(fā)展進入新常態(tài)，需要轉(zhuǎn)變經(jīng)濟發(fā)展方式，改變粗放式增長模式，不斷優(yōu)化經(jīng)濟結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)經(jīng)濟健康可持續(xù)發(fā)展進區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展，推進新型城鎮(zhèn)化，推動城鄉(xiāng)發(fā)展一體化因：我國經(jīng)濟發(fā)展還面臨區(qū)域發(fā)展不平衡、城鎮(zhèn)化水平不高、城鄉(xiāng)發(fā)展不平衡不協(xié)調(diào)等現(xiàn)實挑戰(zhàn)。