第3章 热力学定律第1节-高二物理课后习题精准解析（新教材人教版选择性必修第三册）

人教版新教科书 选择性必修第三册 第三章 热力学定律 1. 功、热和内能的改变 练习与应用（原卷版） 1. 在图3.1-1和图3.1-2 所示焦耳的两个实 验中，各是什么形式的能转化为系统的内能？ 2. 下列事件中，物体的内能怎样改变？（固体和液体的热膨胀很小，可不予考虑） （1）壶里的水被加热而温度升高。 （2）一条烧红的铁棒逐渐冷却下来。 3．气体在绝热膨胀时它的温度会怎样变化？气体在绝热压缩时它的温度会怎样变化？ 为什么会发生这样的变化？ 请分别举一个绝热膨胀和绝热压缩时温度变化的实例。 4. 铅弹以 200 m/s的速度射入木块后停在木块中，木块没有移动。若增加的内能的80%使 铅弹的温度升高，铅弹的温度升高了多少？铅的比热容c为1.3×102 J/（kg·℃）。 $$人教版新教科书 选择性必修第三册 第三章 热力学定律 1. 功、热和内能的改变 练习与应用（解析版） 1. 在图3.1-1和图3.1-2 所示焦耳的两个实 验中，各是什么形式的能转化为系统的内能？ 【答案】在教科书图3.1-1的实验中，重物P和重物P'的重力势能转化为水的内能; 在教科书图3.1-2的实验中，重物的机械能转化为电能，电能再转化为液体的内能。 2. 下列事件中，物体的内能怎样改变？（固体和液体的热膨胀很小，可不予考虑） （1）壶里的水被加热而温度升高。 （2）一条烧红的铁棒逐渐冷却下来。 【答案】(1) 壶里的水的内能增加了。 (2)铁棒的内能减少了。 3．气体在绝热膨胀时它的温度会怎样变化？气体在绝热压缩时它的温度会怎样变化？ 为什么会发生这样的变化？ 请分别举一个绝热膨胀和绝热压缩时温度变化的实例。 【答案】温度降低;温度升高。 【解析】根据功与内能的改变关系，在没有热交换，或时间极短系统来不及跟外界进行热交换的情况下，气体对外界做功( 即绝热膨胀)，气体的内能减少;外界对气体做功(即绝热压缩)，气体的内能增加。 绝热膨胀实例:本节“做一做”栏目中的实验;绝热压缩实例:本节“问题”栏目中的实验。 【解析】在本节“做一做”栏目中，橡胶塞跳出瞬间，瓶内气体可看作绝热膨胀，以瓶内气体为研究对象，当橡胶塞跳出时，瓶内的气体迅速膨胀，系统对外做功，因此，气体的内能迅速减少，瓶内气体温度迅速下降，瓶内水蒸气液化，出现白雾。. 在本节“问题”栏目中，迅速下压活塞时，引火仪筒内的气体可看作绝热压缩，外界对气体做功，气体内能增加，温度升高，当温度达到易燃物的燃点时，易燃物就被点燃了。 4. 铅弹以 200 m/s的速度射入木块后停在木块中，木块没有移动。若增加的内能的80%使 铅弹的温度升高，铅弹的温度升高了多少？铅的比热容c为1.3×102 J/（kg·℃）。 【答案】123 °C 【解析】铅弹的动能全部转化为木块与铅弹的内能，而其中的80%的内能使铅弹的温度升高。因此，有如下关系式成立: m80%=cmt。代入数据解得t=1230 C。 $$