高中物理-热和内能练习题我夯基我达标1.关于物体内能变化的说法,正确的是( )A.一定质量的晶体在熔化过程中内能保持不变B.一定质量的气体在体积膨胀过程中内能一定增加C.一定质量的物体在热膨胀过程中内能不一定增加D.一定质量的物体在体积保持不变的过程中,内能一定不变思路解析：晶体在熔化过程中要吸热,却没有对外做功,故内能增加,A错误.一定质量的气体在膨胀过程中,可能吸热,也可能不吸热,还有可能放热,但一定对外做功,内能不一定增加,故B错误.物体热膨胀一定是吸收了热量,对外做功不一定小于吸收的热量,内能不一定增加,C正确.物体体积不变,温度可以改变,内能随之变化,D错误.答案：C2.下列说法正确的是( )A.外界对气体做功,气体的内能一定增大B.气体从外界吸收热量,气体的内能一定增大C.气体的温度越低,气体分子无规则运动的平均动能越大D.气体的温度越高,气体分子无规则运动的平均动能越大思路解析：气体的内能由做功和热传递共同决定,任何一个因素不能起决定作用,所以A、B选项错误.温度是气体分子平均动能的标志,温度越高,分子平均动能越大,温度越低,分子平均动能越小.答案：D3.下列说法正确的是( )A.物体放出热量,温度一定降低B.物体内能增加,温度一定升高C.热量能自发地从低温物体传给高温物体D.热量能自发地从高温物体传给低温物体思路解析：物体放出热量,有可能同时外界对物体做功,温度不一定会降低；物体内能增加,可能是分子势能增加,分子动能可能不变,物体温度不一定会升高,故B 错.C 项违背自然规律,故错误. 答案：D4.下列说法正确的是( )A.熔融的铁块化成铁水的过程中,温度不变,内能也不变B.物体运动的速度增大,则物体中分子热运动的平均动能增大,物体的内能增大C.A 、B 两物体接触时有热量从物体A 传到物体B,这说明物体A 的内能大于物体B 的内能D.A 、B 两物体的温度相同时,A 、B 两物体的内能可能不同,分子的平均速率也可能不同思路解析：本题的关键是对温度和内能这两个概念的理解.温度是分子平均动能的标志,内能是所有分子动能和分子势能的总和,故温度不变时,内能可能变化.两物体温度相同时,内能可能不同,分子的平均动能相同,但由式k E =21m v 2知平均速率v 可能不同,故A 项错,D 项正确.最易错的是认为有热量从A 传到B,肯定A 的内能大,其实有热量从A 传到B 只说明A 的温度高,但内能还要看它们的总分子数和分子势能这些因素,故C 错.机械运动的速度增加与分子热运动的动能无关,故B 错. 答案：D5.一定量的气体吸收热量,体积膨胀并对外做功,则此过程的末态与初态相比( )A.气体内能一定增加B.气体内能一定减少C.气体内能一定不变D.气体内能是增是减不能确定思路解析：气体的内能是由热传递和做功共同决定的,现在吸收热量和对外做功同时进行,不知道具体的数值关系,因此无法判断,所以D 项正确. 答案：D6.关于机械能和内能,下列说法中正确的是( ) A.机械能大的物体,其内能一定很大 B.物体的机械能损失时,内能却可以增加 C.物体的内能损失时,机械能必然减少D.物体的内能为零时,机械能可以不为零思路解析：内能和机械能是两种不同形式的能,对同一物体,不考虑形变时,机械能由其宏观速度和相对地面的高度决定,内能则与其内部分子无规则运动及其聚集状态有关,它跟物体宏观速度和高度无直接联系.答案：B7.如图10-2-2所示,木块A放在木块B的左端,用恒力F将A拉至B的右端,第一次将B固定在地面上,F做功为W1,生热为Q1；第二次让B在光滑地面上自由滑动,这次F做的功为W2,生热为Q2,则应有( )图10-2-2A.W1< W2,Q1= Q2B.W1= W2,Q1= Q2C.W1< W2,Q1< Q2D.W1> W2,Q1< Q2思路解析：解决本题的关键是找出相对位移,再由公式求热量,公式Q=f·l相对是由能量守恒定律推导而来的.因此,也可以根据能量守恒,通过求其他形式能的减少量来间接求内能的增加量.设B板长为L,A、B间摩擦力为f,当B固定时,W1=FL,Q1=fs相=fL；当B不固定时,如图,由于A对B有摩擦力使B向右移sB,则A的位移为(L+sB ),所以W2=F(L+sB),Q2=fs相=fL,A正确.答案：A8.如图10-2-3所示,A、B是两个完全相同的球,分别浸没在水和水银的同一深度内.当温度稍微升高时,球的体积会明显变大.如果开始水和水银的温度相同,且两液体温度同时缓慢升高同一值,两球膨胀后,体积相等.则( )图10-2-3A.A球吸收的热量较多B.B球吸收的热量较多C.两球吸收的热量一样多D.无法确定思路解析：A 、B 两球升高同样的温度,体积又相同,则二者内能的变化相同,而B 球是处在水银中的,B 球膨胀时受到的压力大,对外做功多,因此B 球吸收热量多.利用球体体积的变化从而找到做功关系,是解决本题的关键所在,也是本题的创新之处. 答案：B9.下列关于物体的温度、内能和热量的说法中正确的是( ) A.物体的温度越高,所含热量越多 B.物体的内能越大,热量越多C.物体的温度越高,它的分子热运动的平均动能越大D.物体的温度不变,其内能就不变化思路解析：组成物体的所有分子热运动的动能与分子间势能的总和,叫做物体的内能,它与物体分子热运动的能量状态相对应.内能变化将伴随着做功过程或热传递过程,热量只是热传递过程中表征内能变化多少的物理量,因此,不存在物体含热量多少的概念.温度是物体大量分子无规则运动平均动能的宏观标志,温度越高表明分子平均动能越大.因此,选项C 是正确的.一个物体的温度不变,仅表明它的分子热运动的平均动能没有变化,但是,分子间的势能有可能变化,即内能有可能变化,如晶体熔解过程,温度不变,所吸收的热量用来增加分子间的势能.因此,选项D 不正确. 答案：C 我综合 我发展10.在一个横截面积为S 的密闭容器中,有一个质量为M 的活塞把容器隔成Ⅰ、Ⅱ两室,Ⅰ室中为饱和水蒸气,Ⅱ室中有质量为m 的氮气,活塞可在容器中无摩擦地滑动.原来容器被水平地放置在桌面上,活塞处于平衡时,活塞两边气体的温度均为T 0=373 K,压强同为p 0,如图10-2-4所示.今将整个容器缓慢地转到图10-2-5所示位置.两室内温度仍是T 0,有少量水蒸气液化成水.已知水的汽化热为L,水蒸气和氮气的摩尔质量分别为μ1和μ2.求整个过程中,Ⅰ室内的系统与外界交换的热量.(提示：克拉珀龙方程pV=mRT)图10-2-4 图10-2-5 思路解析：当容器处在初始位置时,设水蒸气的体积为V 1,氮气的体积为V 2,压强为p 0,当容器处在直立位置时,氮气的体积为V 2+ΔV ,压强为p=p 0-SMg①,水蒸气的体积为V 1-ΔV ,压强为p+S Mg=p 0,又p 0V 2=2μm RT 0②,p(V 2+ΔV)=2μm RT 0③.由①②③式解得ΔV=MgS p MgV -02④.设转变成水的质量为Δm ,则因为只有少量的水蒸气变成水,所以水的体积可忽略不计,于是Δm=001010101)(RT Vp RT V V p RT V p ∆=∆--μμμ⑤.将④代入⑤式得Δm=m MgS p MgMg S p MgV RT p -•=-•021020μμμ⑥.Ⅰ室内的系统向外界放出的热量为Q=ΔmL =mL MgS p Mg -•021μμ. 答案：mL MgS p Mg -•021μμ 11.如图10-2-6所示,一个小铁块沿半径为R=0.2 m 的半球内壁自上缘由静止下滑,当滑至半球底部时,速度为1 m/s.设此过程中损失的机械能全部变为内能,并有40%被铁块吸收.已知铁的比热容c=0.46×103 J/(kg ·℃),重力加速度g 取10 m/s 2,求铁块升高的温度.图10-2-6思路解析：铁块滑下损失的机械能ΔE=mgR -21mv 2=1.5m J,铁块吸收的能量Q=cmΔt ,由能量守恒ΔEη=Q 得Δt=mm cm E 31046.04.05.1⨯⨯=∆η=1.3×10-3 ℃. 答案：1.3×10-3 ℃12.把100 g 的金属块〔已知金属比热容0.84×103 J/(kg ·℃)〕放入冰箱的冰冻室里很长时间,取出后立即投入80 g 40 ℃的温水中,混合后的共同温度是30 ℃.不计热量损失,求冷冻室的温度. 思路解析：由Q 吸=Q 放,得c 水m 水Δt 1=c 金m 金Δt 2 展开,移项得t=1.01084.01008.0102.4301.01084.0333⨯⨯⨯⨯⨯-⨯⨯⨯℃=33310084.01036.31052.2⨯⨯-⨯℃=084.084.0-℃=--10 ℃. 答案：-10 ℃ 我创新 我超越13.一杯0 ℃的水,放进一块t ℃的金属块后,热平衡温度为t5 ℃；若往同一杯0 ℃的水中,放入两块t ℃与前者完全相同的金属块后,热平衡的温度将是多少？思路解析：设水的质量为m 水,金属块的质量为m 金,则由能量守恒定律得m 水c 水5t=m金c 金(t-5t)①,且设第二次热平衡时温度为t′,则可得m 水c 水t′=2m 金c 金(t-t′)②,由①②式解得t′=3t℃.答案：3t℃14.一块冰从高空落下,由于空气摩擦和地面撞击,机械能全部转化为内能,并有50%被冰块吸收使冰块恰好熔化.如果冰的熔化热为3.36×105 J/kg,这块冰下落高度是多少？(设在此过程中重力加速度g 值不变)思路解析：设落下的冰的质量为m,高度为h,由能的转化和守恒定律有mghη=λm得h=5.0101036.35⨯⨯=ηλg m=6.8×104 m. 答案：6.8×104 m。