高中物理 第10章 第1節(jié)功和內(nèi)能隨堂課時(shí)作業(yè) 新人教版選修3-2

"【成才之路】-學(xué)年高中物理第10章第1節(jié)功和內(nèi)能隨堂課時(shí)作業(yè)新人教版選修3-2"基礎(chǔ)夯實(shí)一、選擇題(1～4題為單選題，5、6題為多選題)1．下列哪個(gè)實(shí)例說(shuō)明做功改變了系統(tǒng)的內(nèi)能()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(duì)手呵氣給手取暖答案：B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(guò)熱傳遞來(lái)改變系統(tǒng)的內(nèi)能，選項(xiàng)B正確。2．(壽光市～學(xué)年高三檢測(cè))如圖所示，把浸有乙醚的一小團(tuán)棉花放在厚玻璃筒的底部，當(dāng)很快地向下壓活塞時(shí)，由于被壓縮的氣體驟然變熱，溫度升高，達(dá)到乙醚的燃點(diǎn)，使浸有乙醚的棉花燃燒起來(lái)，此實(shí)驗(yàn)的目的是要說(shuō)明()A．做功可以增加物體的熱量B．做功一定升高物體的溫度C．做功可以改變物體的內(nèi)能D．做功一定可以增加物體的內(nèi)能答案：C解析：迅速向下壓活塞，實(shí)際上是在對(duì)玻璃氣筒內(nèi)的氣體做功，由于是迅速向下壓筒內(nèi)的氣體，做功時(shí)間極短，因此實(shí)驗(yàn)過(guò)程可認(rèn)為是絕熱過(guò)程(即Q＝0)。乙醚達(dá)到燃點(diǎn)而燃燒表明氣體溫度升高內(nèi)能增大，這說(shuō)明做功可以改變物體的內(nèi)能。3．物體獲得一定初速度后，沿著粗糙斜面上滑，在上滑過(guò)程中，物體和斜面組成的系統(tǒng)()A．機(jī)械能守恒 B．動(dòng)能與內(nèi)能之和守恒C．機(jī)械能和內(nèi)能都增加 D．機(jī)械能減少，內(nèi)能增加答案：D解析：物塊上滑時(shí)克服摩擦力做功，物塊損失的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為物塊和斜面的內(nèi)能，因此物塊的溫度會(huì)略有升高，內(nèi)能增加。此題情景就像冬天兩手相互搓搓會(huì)感到暖和一樣。4．如圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體密封在絕熱(即與外界不發(fā)生熱交換)容器中，容器內(nèi)裝有一可以活動(dòng)的絕熱活塞。今對(duì)活塞施以一豎直向下的壓力F，使活塞緩慢向下移動(dòng)一段距離后，氣體的體積減小。若忽略活塞與容器壁間的摩擦力，則被密封的氣體()A．溫度升高，壓強(qiáng)增大，內(nèi)能減少B．溫度降低，壓強(qiáng)增大，內(nèi)能減少C．溫度升高，壓強(qiáng)增大，內(nèi)能增加D．溫度降低，壓強(qiáng)減小，內(nèi)能增加答案：C解析：向下壓縮活塞，對(duì)氣體做功，氣體的內(nèi)能增加，溫度升高，對(duì)活塞受力分析可得出氣體的壓強(qiáng)增大，故C選項(xiàng)正確。5．英國(guó)物理學(xué)家焦耳的主要貢獻(xiàn)有()A．發(fā)現(xiàn)了電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的定律，即焦耳定律B．測(cè)量了熱和機(jī)械功之間的當(dāng)量關(guān)系——熱功當(dāng)量C．第一次計(jì)算了氣體分子的速度D．與W.湯姆孫合作研究了氣體自由膨脹降溫的實(shí)驗(yàn)答案：ABCD解析：認(rèn)真閱讀、學(xué)習(xí)焦耳的有關(guān)資料，了解掌握焦耳的有關(guān)事跡以及一些科學(xué)研究過(guò)程，明確物理學(xué)家焦耳對(duì)自然科學(xué)的主要貢獻(xiàn)。6.一定質(zhì)量的氣體封閉在絕熱的氣缸內(nèi)，當(dāng)用活塞壓縮氣體時(shí)，一定增大的物理量有(不計(jì)氣體分子勢(shì)能)()A．氣體體積B．氣體分子密度C．氣體內(nèi)能D．氣體分子的平均動(dòng)能答案：BCD解析：外力做功，氣體體積減小，分子密度增大，內(nèi)能增加，溫度升高，分子的平均動(dòng)能增加。二、非選擇題7．冬季，由于溫度太低，很難啟動(dòng)摩托車(chē)(在農(nóng)村啟動(dòng)195型拖拉機(jī)也會(huì)遇到類(lèi)似情況)。這時(shí)駕駛者往往先關(guān)閉油門(mén)，連續(xù)踏下啟動(dòng)搖桿若干次，然后再打開(kāi)油門(mén)，踏下啟動(dòng)搖桿即可啟動(dòng)，運(yùn)用的原理是什么？答案：連續(xù)踏下啟動(dòng)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(dāng)達(dá)到汽油的燃點(diǎn)后，即可啟動(dòng)。8．有一個(gè)10m高的瀑布，水流在瀑布頂端時(shí)速度為2m/s，在瀑布底與巖石的撞擊過(guò)程中，有10%的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為水的內(nèi)能，請(qǐng)問(wèn)水的溫度上升了多少攝氏度？[已知水的比熱容為4.2×103J/(kg·℃)，g取10m/s2]答案：2.4×10－3解析：根據(jù)機(jī)械能守恒定律知，水流到達(dá)瀑布底時(shí)的動(dòng)能Ek＝eq\f(1,2)mv2＋mgh。水吸收熱量Q與溫度變化Δt滿足關(guān)系Q＝cmΔt。由題意知，有10%的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為水的內(nèi)能，所以(eq\f(1,2)mv2＋mgh)×10%＝cmΔt。代入數(shù)據(jù)得：Δt＝2.4×10－3℃能力提升一、選擇題(1～3題為單選題，4、5題為多選題)1．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(guò)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乙減小答案：D解析：本題解題的關(guān)鍵是明確甲、乙兩氣室氣體都?xì)v經(jīng)絕熱過(guò)程，內(nèi)能改變?nèi)Q于做功的情況。對(duì)甲室內(nèi)的理想氣體，在拉桿緩慢向外拉的過(guò)程中，活塞左移，壓縮氣體，外界對(duì)甲室氣體做功，其內(nèi)能應(yīng)增大；對(duì)乙室內(nèi)的氣體，活塞左移，氣體膨脹，氣體對(duì)外界做功，內(nèi)能應(yīng)減小。2．金屬筒內(nèi)裝有與外界溫度相同的壓縮空氣，打開(kāi)筒的開(kāi)關(guān)，筒內(nèi)高壓空氣迅速向外溢出，待筒內(nèi)外壓強(qiáng)相等時(shí)，立即關(guān)閉開(kāi)關(guān)。在外界保持恒溫的條件下，經(jīng)過(guò)一段較長(zhǎng)的時(shí)間后，再次打開(kāi)開(kāi)關(guān)，這時(shí)出現(xiàn)的現(xiàn)象是()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(dòng)平衡態(tài)，筒內(nèi)空氣質(zhì)量不變D．筒內(nèi)外無(wú)空氣交換答案：B解析：因高壓空氣急劇外溢時(shí)，氣體來(lái)不及充分與外界發(fā)生熱交換，可近似看成絕熱膨脹過(guò)程，氣體對(duì)外做功，內(nèi)能減少，所以關(guān)閉開(kāi)關(guān)時(shí)，筒內(nèi)氣體溫度較外界偏低，再經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)時(shí)間后，筒內(nèi)外氣體溫度相同。對(duì)筒內(nèi)剩余氣體分析，屬等容升溫過(guò)程，壓強(qiáng)要升高，大于外界氣壓，所以再打開(kāi)開(kāi)關(guān)時(shí)，筒內(nèi)氣體要流向筒外。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(kāi)始活塞被銷(xiāo)釘固定，現(xiàn)將銷(xiāo)釘拔掉，活塞最終靜止在距原位置下方h處，設(shè)活塞移動(dòng)前后甲氣體內(nèi)能的變化量為ΔE，不計(jì)氣體重心改變的影響，下列說(shuō)法正確的是()A．ΔE＝mgh B．ΔE>mghC．ΔE<mgh D．以上三種情況均有可能答案：B解析：氣體甲體積減小，外界對(duì)它做正功，其中包括mgh和乙氣體分子對(duì)活塞的力做功W乙，且為正功，ΔE＝mgh＋W乙。4.如圖所示，絕熱的容器內(nèi)密閉一定質(zhì)量的氣體(不考慮分子間的作用力)，用電阻絲緩慢對(duì)其加熱時(shí)，絕熱活塞無(wú)摩擦地上升，下列說(shuō)法正確的是()A．單位時(shí)間內(nèi)氣體分子對(duì)活塞碰撞的次數(shù)減少B．電流對(duì)氣體做功，氣體對(duì)外做功，氣體內(nèi)能可能減少C．電流對(duì)氣體做功，氣體又對(duì)外做功，其內(nèi)能可能不變D．電流對(duì)氣體做功一定大于氣體對(duì)外做功答案：AD解析：由題意知，氣體壓強(qiáng)不變，活塞上升，體積增大，由eq\f(pV,T)＝恒量知，氣體溫度升高，內(nèi)能一定增加，由能的轉(zhuǎn)化和守恒知，電流對(duì)氣體做功一定大于氣體對(duì)外做功，B、C均錯(cuò)，D項(xiàng)正確。由氣體壓強(qiáng)的微觀解釋知溫度升高，氣體分子與活塞碰一次對(duì)活塞的沖量增大，而壓強(qiáng)不變，因此單位時(shí)間內(nèi)對(duì)活塞的碰撞次數(shù)減少，A對(duì)。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(shì)能)，氣缸和活塞均具有良好的絕熱性能。將一個(gè)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(dòng)，缸內(nèi)活塞可自由移動(dòng)且不漏氣，活塞下掛一沙桶，沙桶裝滿沙子時(shí)活塞恰好靜止?，F(xiàn)將沙桶底部鉆一小洞，細(xì)沙緩緩漏出。則下列說(shuō)法正確的是()A．外界對(duì)氣體做功，氣體的內(nèi)能增大B．氣體對(duì)外界做功，氣體的內(nèi)能減小C．氣體的壓強(qiáng)增大，體積減小D．歐姆表的指針逐漸向右偏轉(zhuǎn)答案：ACD二、非選擇題6．汽車(chē)內(nèi)胎放完氣后，氣門(mén)的溫度可達(dá)到0℃以下，請(qǐng)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(dòng)周?chē)髿庾龉Γ?對(duì)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(shí)間內(nèi)做較多的功，氣門(mén)來(lái)不及吸熱，氣門(mén)溫度就可達(dá)到0℃以下。7．(·臨沂高三檢測(cè))如圖所示的傳動(dòng)裝置中，皮帶始終保持v＝3m/s的速度水平勻速前進(jìn)。m＝1kg的物體無(wú)初速地放到皮帶上A處，若物體與皮帶的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.15，AB相距s＝4.5m，則物體從A運(yùn)動(dòng)到B的過(guò)程中，由于摩擦產(chǎn)生的熱量為多少焦？(g取10m/s2)答案：4.5J解析：物體運(yùn)動(dòng)的加速度a＝eq\f(μmg,m)＝μg＝0.15×10m/s2＝