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课时测评13 功、热和内能的改变
(时间:30分钟 满分:60分)
(本栏目内容,在学生用书中以独立形式分册装订!)
(选择题1-6题,每题5分,7-11题,每题6分,共60分)
1.下列各选项中通过传热改变物体内能的是( )
A.车床上车刀切削工件后发热
B.用肥皂水淋车刀后车刀降温
C.擦火柴时火柴头温度升高
D.搓搓手就会觉得手发热
答案:B
解析:车床上车刀切削工件后发热、擦火柴时火柴头温度升高、搓搓手就会觉得手发热,都是通过做功改变物体内能;而用肥皂水淋车刀后车刀降温是通过传热改变物体内能。故选B。
2.古代的一种点火器如图所示,用牛角做套筒,木制推杆前端粘着易燃艾绒,猛推推杆,艾绒即可点燃。对筒内封闭的气体,在此压缩过程中( )
A.气体温度升高,压强不变
B.气体温度升高,压强变大
C.气体对外界做正功,气体内能增加
D.外界对气体做正功,气体内能减少
答案:B
解析:压缩气体时,外界对气体做正功,气体内能增加,温度升高,压强增大,选项B正确。
3.(多选)一铜块和一铁块,质量相等,铜块的温度T1比铁块的温度T2高,当它们接触在一起时,如果不和外界交换能量,则( )
A.从两者开始接触到热平衡的整个过程中,铜块内能的减少量等于铁块内能的增加量
B.在两者达到热平衡以前的任意一段时间内,铜块内能的减少量不等于铁块内能的增加量
C.在两者达到热平衡以前的任意一段时间内,铜块内能的减少量都等于铁块内能的增加量
D.达到热平衡时,铜块的温度比铁块的低
答案:AC
解析:热平衡的条件是温度相等,传热的方向是从温度高的物体传向温度低的物体;因不和外界交换能量,则在传热过程中及传热过程的任意一段时间内,铜块内能的减少量都等于铁块内能的增加量,故A、C正确,B、D错误。
4.关于物体的内能和热量,下列说法中正确的有( )
A.热水的内能比冷水的内能多
B.温度高的物体其热量必定多,内能必定大
C.在传热过程中,内能大的物体内能将减小,内能小的物体内能将增大,直到两物体的内能相等
D.在传热过程中,热量从高温物体传递到低温物体,直到两物体的温度相同为止
答案:D
解析:物体的内能由温度、体积及质量决定,不是只由温度决定,故A、B错误;在传热过程中,热量由高温物体传给低温物体,而与物体的内能大小无关,所以有可能是内能大的物体内能继续增大,内能小的物体内能继续减小,直到两物体的温度相同为止,故C错误,D正确。故选D。
5.关于做功、传热与内能变化的说法,正确的是( )
A.不通过做功的过程,物体的内能也可以改变
B.不对物体做功,物体的内能会保持不变
C.外力对物体做2 J的功,物体就一定增加2 J的内能
D.物体吸收热量,内能一定增加
答案:A
解析:做功和传热都可以改变物体的内能,故A正确,B错误;外力对物体做2 J的功,若物体与外界有热交换,则内能不一定增加2 J,故C错误;物体吸收热量时,如果对外做功,内能不一定增加,故D错误。故选A。
6.如图所示,在大口的玻璃瓶内装一些水,水的上方有水蒸气。然后用一与打气筒相连的活塞密闭瓶口,并给瓶内打气,当打到某一状态时,瓶塞会跳起来。当瓶塞跳起时,我们会看到瓶内出现了“白雾”。对于“白雾”的形成,下列说法正确的是( )
A.这些“白雾”是当瓶塞跳起后外界的水蒸气在瓶口遇冷形成的小水珠
B.这是打气筒向瓶内打进去的水蒸气
C.这是瓶内的水向外膨胀形成的水雾
D.瓶内空气推动瓶塞做功,空气的内能减小,温度降低,使水蒸气液化形成小水珠
答案:D
解析:当用打气筒向瓶内打气时,外界对系统做功,使系统的内能增加,温度升高,压强增大,使瓶塞从瓶口中喷出。形成“白雾”的原因是,在塞子突然跳起时,气体膨胀对外做功,内能减少,温度下降,水蒸气有一部分被液化成小水珠,故选项D正确。
7.如图所示,A、B是两个完全相同的球,A放在绝热板上,B用绝热绳悬挂。均用同一种特殊材料制成,当温度升高时,球的体积会明显变大。现只让它们吸收热量,当它们升高相同的温度时,它们所吸收的热量分别为QA、QB,则( )
A.QA=QB B.QA<QB
C.QA>QB D.无法确定
答案:C
解析:A、B完全相同,则升高相同的温度需要的能量Q是相同的。由于受热膨胀,A的重心升高,重力势能增加,吸收的热量QA一部分用于升温,剩余部分用于增加重力势能ΔEpA,即QA=Q+ΔEpA;B受热膨胀重心降低,重力势能减小,吸收的热量QB和减少的重力势能ΔEpB共同用于升温,即Q=QB+ΔEpB,显然QA>QB。故选C。
8.如图所示,太阳能热水器是一种能够将太阳的光能转化为内能的装置。这种装置可以使装置内的水温度升高,这种改变水的内能的方式是( )
A.做功 B.传热
C.既有做功也有传热 D.电流的热效应
答案:B
解析:太阳能热水器是通过传热的方式将水加热,故B正确。
9.如图所示,厚壁容器的一端通过胶塞插进一支灵敏温度计和一根气针,另一端有个用卡子卡住的可移动胶塞。用打气筒缓慢地向容器内打气,使容器内的压强增大到一定程度,这时读出温度计示数。打开卡子,胶塞冲出容器口后( )
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:打开卡子,胶塞冲出容器口后,密封气体体积增大,气体膨胀对外做功,气体内能减少,同时温度降低,温度计示数变小,故C正确。
10.(多选)天然气水合物是20世纪科学考察中发现的一种新的矿产资源。如图所示,它是水和天然气在高压和低温条件下混合时产生的一种固态物质,外貌极像冰雪或固体酒精,点火即可燃烧,有“可燃冰”“固体瓦斯”之称,开采时只需将固体的“天然气水合物”升温减压就可释放出大量的甲烷气体。可燃冰的形成过程可简化为把甲烷气体压缩到低温的“容器”中,开采时通过升温再把甲烷气体从“容器”中释放出来,不考虑分子势能,以下说法正确的是( )
A.可燃冰在开采时气体对外做功,内能变小
B.可燃冰在开采时气体对外做功,又从外界吸热,内能变大
C.可燃冰在形成时外界对气体做功,内能变大
D.可燃冰在形成时外界对气体做功,气体又对外放热,内能变小
答案:BD
解析:由题意可知,可燃冰在开采过程中要对其加热升温,气体温度升高,体积变大,对外做功,同时又从外界吸热,内能变大,故A错误,B正确;可燃冰的形成条件是低温高压,所以形成可燃冰的过程中外界对气体做功,但气体温度降低,对外放热,内能减少,故C错误,D正确。
11.(多选)如图所示,a、b两装置均由一支一端封闭、一端开口且带有玻璃泡的管状容器和水银槽组成,除玻璃泡在管上的位置不同外,其他条件都相同。将两管抽成真空后,开口向下竖直插入水银槽中(插入过程没有空气进入管内),水银柱上升至图示位置停止。假设这一过程水银与外界没有热交换,则下列说法正确的是( )
A.a中水银的内能增量大于b中水银的内能增量
B.a中水银增加的重力势能大于b中水银增加的重力势能
C.b中水银的内能增量大于a中水银的内能增量
D.a和b中水银体积保持不变,故内能增量相同
答案:BC
解析:因为两玻璃管内吸进的水银一样多,所以水银槽内的液面下降相同的高度,大气压对水银槽内的水银做的功相等,a管重心高于b管,a管内水银增加的重力势能大于b管,又ΔU=W=W气-ΔEp,故a管内水银的内能增量小于b管的,B、C正确,A、D错误。
学生用书第76页
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