PAGEPAGE8課時(shí)2熱和內(nèi)能[對點(diǎn)訓(xùn)練]學(xué)問點(diǎn)一·熱傳遞與內(nèi)能變更的關(guān)系1．若A、B兩物體之間沒有熱傳遞，正確的說明是()A．兩物體所包含的熱量相等B．兩物體的內(nèi)能相等C．兩物體的溫度相等D．兩物體沒有接觸，且都處在真空中答案C解析熱傳遞發(fā)生的條件是兩物體存在溫度差，當(dāng)兩物體溫度相等，熱傳遞就不再發(fā)生，與兩物體的內(nèi)能、所處狀態(tài)均無關(guān)。2．(多選)下列關(guān)于熱傳遞的說法中正確的是()A．熱量是從含熱量較多的物體傳到含熱量較少的物體B．熱量是從溫度較高的物體傳到溫度較低的物體C．熱量是從內(nèi)能較多的物體傳到內(nèi)能較少的物體D．熱量是熱傳遞過程中，物體間內(nèi)能的轉(zhuǎn)移量答案BD解析熱量不是狀態(tài)量，不能說含有或者具有多少熱量，故A錯(cuò)誤；在熱傳遞的過程中熱量總是由溫度高的物體傳遞給溫度低的物體，故B正確，C錯(cuò)誤；熱量是熱傳遞過程中物體內(nèi)能變更的量度，故D正確。3．(多選)關(guān)于傳熱，下列各種說法中正確的是()A．電視機(jī)等電器后面往往設(shè)計(jì)有一些小孔，其目的是為了加快散熱B．夏天，在室外活動(dòng)的人應(yīng)穿深顏色的衣服C．家用的各種炊具的手柄往往用木頭或塑料制成，其目的是為了防止傳熱過快而燙手D．暖氣設(shè)備上往往設(shè)計(jì)有很多組散熱片，這是為了加快散熱速度答案ACD解析電視機(jī)等電器后面設(shè)計(jì)的小孔，是為了讓電器里面的高溫空氣與外面的冷空氣形成對流，以加快電器散熱，防止其因電熱作用而被燒壞，A正確。深顏色的物體汲取熱輻射的實(shí)力比淺顏色的物體強(qiáng)，因而夏天在室外活動(dòng)的人應(yīng)穿淺顏色的衣服，B錯(cuò)誤。木頭與塑料均是熱的不良導(dǎo)體，傳熱較慢，C正確。暖氣設(shè)備上安裝有很多散熱片，增大了向外散熱的面積，從而加快了暖氣設(shè)備向空氣中散熱的速度，D正確。4．(多選)100℃的水完全變成100℃的水蒸氣的過程中()A．水分子的平均動(dòng)能增加B．水分子的勢能增加C．水所增加的內(nèi)能小于所汲取的熱量D．水所增加的內(nèi)能等于所汲取的熱量答案BC解析水完全變成水蒸氣的過程中要汲取肯定的熱量，汲取的熱量一部分用來破壞化學(xué)鍵，使分子間距發(fā)生變更，內(nèi)能增加；一部分能量損失掉，水由液態(tài)變成氣態(tài)時(shí)，汲取了熱量，內(nèi)能增加了，由于溫度沒變，故分子平均動(dòng)能不變，又分子個(gè)數(shù)不變，所以分子勢能增大了，B正確；由于有能量損失，故增加的內(nèi)能小于汲取的熱量，C正確。學(xué)問點(diǎn)二·做功、熱傳遞與物體內(nèi)能的變更5．下列現(xiàn)象中，不是通過做功的方法來變更物體內(nèi)能的有()A．打開電燈開關(guān)，燈絲的溫度上升，內(nèi)能增加B．太陽能熱水器在陽光照耀下，水的溫度漸漸上升C．用磨刀石磨刀時(shí)，刀片的溫度上升，內(nèi)能增加D．打擊鐵釘，鐵釘?shù)臏囟壬仙瑑?nèi)能增加答案B解析B中內(nèi)能的增加是以熱傳遞方式進(jìn)行的，故B不符合題意。6．關(guān)于物體的內(nèi)能以及變更，以下說法正確的是()A．物體的溫度變更時(shí)，其內(nèi)能必定變更B．物體對外做功，其內(nèi)能不肯定變更，向物體傳遞熱量，其內(nèi)能不肯定變更C．物體對外做功，其內(nèi)能必定變更，物體向外傳出肯定熱量，其內(nèi)能必定變更D．若物體與外界不發(fā)生熱交換，則物體的內(nèi)能必定不變更答案B解析肯定質(zhì)量的物體，其內(nèi)能由溫度和體積共同確定。物體的溫度變更時(shí)，其內(nèi)能不肯定變更，所以A錯(cuò)誤；做功和熱傳遞是變更物體內(nèi)能的兩種方式。若物體對外做功W焦，同時(shí)汲取Q焦的熱量，且①W>Q，則物體的內(nèi)能削減；②W＝Q，則物體的內(nèi)能不變；③W<Q，則物體的內(nèi)能增加，所以B正確；C、D錯(cuò)誤。7．密閉有空氣的簿塑料瓶因降溫而變扁，此過程中瓶內(nèi)空氣(不計(jì)分子勢能)()A．內(nèi)能增大，放出熱量B．內(nèi)能減小，汲取熱量C．內(nèi)能增大，對外界做功D．內(nèi)能減小，外界對其做功答案D解析溫度是平均動(dòng)能的標(biāo)記，溫度降低平均動(dòng)能削減，總動(dòng)能削減，不計(jì)分子勢能的狀況下可知內(nèi)能減小，又因體積減小，可知外界對其做功，所以氣體向外界放出熱量，D對，A、B、C錯(cuò)。8．(多選)對于熱量、功和內(nèi)能三者的下列說法中正確的是()A．三者單位相同，物理意義相同B．熱量和功是內(nèi)能的量度C．熱量和功由過程確定，而內(nèi)能由物體狀態(tài)確定D．系統(tǒng)內(nèi)能增加了100J，可能是外界采納絕熱方式對系統(tǒng)做功100J，也可能是外界單純地對系統(tǒng)傳熱100J答案CD解析熱量、功和內(nèi)能三者盡管單位相同，但物理意義有本質(zhì)區(qū)分，A錯(cuò)。熱量和功由過程確定，內(nèi)能由物體狀態(tài)確定，熱量和功是內(nèi)能變更的量度，C對，B錯(cuò)。對一個(gè)絕熱過程ΔU＝W＝100J。對一個(gè)單純傳熱過程ΔU＝Q＝100J，D對。9．鉛彈以速度v＝200m/s射入木塊后停在木塊中，木塊沒有移動(dòng)。增加的內(nèi)能的80%使鉛彈的溫度上升，鉛彈溫度上升多少？[c鉛＝0．13×103J/(kg·℃)]答案123℃解析鉛彈在射入木塊的過程中，鉛彈克服阻力做功，機(jī)械能削減，鉛彈停止時(shí)，機(jī)械能已完全轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，鉛彈在射入木塊過程中：W＝ΔU＝eq\f(1,2)mv2①對鉛彈：80%ΔU＝c鉛mΔt②由①②兩式得：Δt＝eq\f(0.4v2,c鉛)＝eq\f(0.4×2002,0.13×103)℃≈123℃所以鉛彈溫度上升123℃。學(xué)問點(diǎn)三·熱傳遞過程中熱量的計(jì)算10．若對物體做1200J的功，可使物體溫度上升3℃，改用熱傳遞的方式，使物體溫度同樣上升3℃，那么物體應(yīng)汲取________J的熱量，假如對該物體做3000J的功，物體的溫度上升5℃，表明該過程中，物體還________(填“汲取”或“放出”)熱量________J。答案1200放出1000解析做功和熱傳遞在變更物體內(nèi)能上是等效的，因此對物體用做功的方式使溫度上升3℃，如用吸熱方式，也使溫度上升3℃應(yīng)汲取1200J的熱量。如對物體做功3000J，溫度上升5℃，設(shè)物體溫度上升5℃，須要的功或熱量為ΔE。1200J＝cm×3ΔE＝5cm所以ΔE＝2000J因此物體應(yīng)放出1000J的熱量。11．一臺切削車床，主軸轉(zhuǎn)速為n轉(zhuǎn)/分。要求切削工件直徑為D米，車刀的切削力為F牛，為了維持車刀的溫度不變，冷卻液體每分鐘要從切削部分帶走eq\f(1,k)的熱量，則冷卻液體每分鐘帶走的熱量是多少焦？答案eq\f(πnDF,k)解析工件每轉(zhuǎn)一周產(chǎn)生的熱量為FDπ，每分鐘產(chǎn)生的熱量為FDπn，冷卻液體每分鐘帶走的熱量為eq\f(1,k)FDnπ。12．到達(dá)地球表面的太陽輻射功率在與陽光垂直的表面上每平方米約為P＝1400W，假如用面積S＝2m2的反射鏡把陽光聚集到盛有m＝1kg水的容器上，水的初溫為20℃，需經(jīng)過多長時(shí)間才能使水溫達(dá)到100℃？(假設(shè)太陽能的80%被水汲取)答案150s解析先求出水汲取太陽能的功率，水汲取的太陽能轉(zhuǎn)化為水的內(nèi)能，使水溫上升，最終即可求出經(jīng)過多長時(shí)間使水溫上升到100℃。2m2反射鏡汲取的太陽能的功率為P＝1400×2W＝2800W水汲取太陽能的功率為P′＝ηP＝80%×2800W＝2240W水汲取的太陽能轉(zhuǎn)化為水的內(nèi)能，溫度上升P′t＝c水mΔt2240×t＝4．2×103J/(kg·℃)×1×(100℃－20℃)解得t＝150s。[提升訓(xùn)練]一、選擇題1．下列關(guān)于做功和熱傳遞的說法中正確的是()A．做功和熱傳遞在變更物體內(nèi)能上是等效的B．只要外界對物體做功，物體的內(nèi)能就肯定變更C．熱傳遞的條件是物體間存在內(nèi)能差D．做功和熱傳遞變更物體內(nèi)能的實(shí)質(zhì)是一樣的答案A解析做功和熱傳遞在變更物體內(nèi)能上是等效的，但它們本質(zhì)不同，做功是其他形式的能和內(nèi)能之間的轉(zhuǎn)化，而熱傳遞是物體(部分)間內(nèi)能的轉(zhuǎn)移，故A正確，D錯(cuò)誤；外界對一個(gè)物體做多少功，物體的能量就變更多少，但內(nèi)能卻不肯定變更，故B錯(cuò)誤；熱傳遞的條件是存在溫度差，而不是存在內(nèi)能差，故C錯(cuò)誤。2．(多選)如圖所示，絕熱的容器內(nèi)密閉肯定質(zhì)量的志向氣體(不考慮分子間的作用力)，用電阻絲緩慢對其加熱時(shí)，絕熱活塞無摩擦地上升，下列說法正確的是()A．單位時(shí)間內(nèi)氣體分子對活塞碰撞的次數(shù)削減B．電流對氣體做功，氣體對外做功，氣體內(nèi)能可能削減C．電流對氣體做功，氣體又對外做功，其內(nèi)能可能不變D．電流對氣體做功肯定大于氣體對外做功答案AD解析由題意知，氣體壓強(qiáng)不變，活塞上升，體積增大，由志向氣體狀態(tài)方程知，氣體溫度上升，內(nèi)能肯定增加，電流對氣體做功肯定大于氣體對外做功，B、C均錯(cuò)誤，D正確。由氣體壓強(qiáng)的微觀說明知溫度上升，氣體分子對活塞的沖力增大，而壓強(qiáng)不變，單位時(shí)間內(nèi)對活塞的沖力不變，因此單位時(shí)間內(nèi)氣體分子對活塞的碰撞次數(shù)削減，A正確。3．(多選)一個(gè)銅塊和鐵塊，質(zhì)量相等，銅塊的溫度T1比鐵塊的溫度T2高，當(dāng)它們接觸在一起時(shí)，假如不和外界交換熱量，則()A．從兩者起先接觸到熱平衡的整個(gè)過程中，銅塊放出的熱量等于鐵塊汲取的熱量B．在兩者達(dá)到熱平衡以前的隨意一段時(shí)間內(nèi)，銅塊放出的熱量不等于鐵塊汲取的熱量C．達(dá)到熱平衡時(shí)，銅塊的溫度T＝eq\f(T1＋T2,2)D．達(dá)到熱平衡時(shí)，兩者的溫度相等答案AD解析在孤立系統(tǒng)中，兩物體發(fā)生熱交換時(shí)，一個(gè)物體放出的熱量等于另一個(gè)物體汲取的熱量，當(dāng)達(dá)到熱平衡時(shí)兩物體必具有相同的溫度，但一般狀況下，一個(gè)物體上升的溫度并不等于另一個(gè)物體降低的溫度，故選A、D。4．肯定量的氣體汲取熱量，體積膨脹并對外做功，則此過程的末態(tài)與初態(tài)相比()A．氣體內(nèi)能肯定增加B．氣體內(nèi)能肯定減小C．氣體內(nèi)能肯定不變D．氣體內(nèi)能是增是減不能確定答案D解析氣體的內(nèi)能是由熱傳遞和做功共同確定的，現(xiàn)在汲取熱量和對外做功同時(shí)進(jìn)行，不知道詳細(xì)的數(shù)值關(guān)系，因此無法推斷。5．質(zhì)量相同的鋁塊和銅塊，它們的初始溫度相同，汲取相同的熱量后接觸，已知鋁的比熱容大，則發(fā)生熱傳遞狀況是()A．熱量由銅塊傳給鋁塊B．熱量由鋁塊傳給銅塊C．兩者之間不發(fā)生熱傳遞D．無法推斷熱傳遞的方向答案A解析Q＝cmΔt，由于c鋁>c銅，故鋁塊溫度上升得少，即吸熱后鋁的溫度低于銅的溫度，因此兩者接觸，熱量應(yīng)從銅傳給鋁。6．(多選)當(dāng)物體的溫度上升，而體積的變更可忽視不計(jì)時(shí)，下面說法正確的是()A．物體肯定是由于熱傳遞從外界汲取了熱量B．物體所含的熱量增多了C．物體分子的平均動(dòng)能增大了D．物體的內(nèi)能增多了答案CD解析物體體積的變更可忽視不計(jì)，說明不考慮分子勢能的變更，當(dāng)物體溫度上升時(shí)，分子的平均動(dòng)能增大，內(nèi)能增多。物體內(nèi)能增加有兩種途徑：汲取熱量和外力做功，而電流做功時(shí)可能溫度上升，體積不變，所以A錯(cuò)誤，C、D正確；熱量是過程量，不是狀態(tài)量，不能說物體含多少熱量，B錯(cuò)誤。7．(多選)如圖所示，絕熱汽缸中間用固定栓將可無摩擦移動(dòng)的導(dǎo)熱隔板固定，隔板質(zhì)量不計(jì)，左右兩室分別充有肯定量的氫氣和氧氣(視為志向氣體)。初始時(shí)，兩室氣體的溫度相等，氫氣的壓強(qiáng)大于氧氣的壓強(qiáng)，松開固定栓直至系統(tǒng)重新達(dá)到平衡，下列說法中正確的是()A．初始時(shí)氫分子的平均動(dòng)能大于氧分子的平均動(dòng)能B．系統(tǒng)重新達(dá)到平衡時(shí)，氫氣的內(nèi)能比初始時(shí)的小C．松開固定栓直至系統(tǒng)重新達(dá)到平衡的過程中，有熱量從氧氣傳遞到氫氣D．松開固定栓直至系統(tǒng)重新達(dá)到平衡的過程中，氧氣的內(nèi)能先增大后減小答案CD解析溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)記，溫度相同，分子的平均動(dòng)能相同，與分子質(zhì)量無關(guān)。初始時(shí)，兩部分氣體溫度相同，故分子的平均動(dòng)能相同，故A錯(cuò)誤。松開固定栓至系統(tǒng)達(dá)到平衡的過程中，先是氫氣對氧氣做功，氫氣內(nèi)能削減、溫度降低，氧氣內(nèi)能增加、溫度上升，由于存在溫度差，故會(huì)發(fā)生熱傳遞，最終兩者溫度相同，故氧氣內(nèi)能又減小，等于初始值，所以兩種氣體的內(nèi)能與初始時(shí)相同，故B錯(cuò)誤，C、D正確。二、非選擇題8．(1)遠(yuǎn)古時(shí)代，取火是一件困難的事，火一般產(chǎn)生于雷擊或磷的自燃。隨著人類文明的進(jìn)步，出現(xiàn)了“鉆木取火”等方法。“鉆木取火”是通過________方式變更物體的內(nèi)能，把________轉(zhuǎn)變成內(nèi)能。(2)某同學(xué)做了一個(gè)小試驗(yàn)：先把空的燒瓶放入冰箱冷凍，一小時(shí)后取出燒瓶，并快速把一個(gè)氣球緊密地套在瓶頸上，然后將燒瓶放進(jìn)盛滿熱水的燒杯里，氣球漸漸膨脹起來，如圖。這是因?yàn)闊坷锏臍怏w汲取了水的________，溫度________，體積________。答案(1)做功機(jī)械能(2)熱量上升增大解析(1)“鉆木取火”是通過做功的方式變更物體的內(nèi)能的，即機(jī)械能轉(zhuǎn)變成內(nèi)能。(2)由于燒瓶和水存在溫度差，所以燒瓶里氣體汲取水的熱量，溫度上升，同時(shí)體積變大。9．太陽向地球表面每平方米輻射光能的功率是1．4kW，今要用凹面鏡制成的太陽灶燒水，并要使初溫為20℃、質(zhì)量為5kg的水在1200s內(nèi)沸騰，則太陽灶中凹面鏡受光照面積的直徑至少應(yīng)當(dāng)是多少？(設(shè)太陽灶的總效率為50%)答案1．6m解析設(shè)凹面鏡的直徑為d，在t＝1200s內(nèi)太陽輻射到凹面鏡的能量：E＝Pt·S＝eq\f(1,4)×3．14d2×1400×1200＝1．3188×106d2。依據(jù)能量守恒可知：50%E＝c水mΔt，1．3188×106d2×50%＝4．2×103×5×(100－20)，解得d≈1．6m。10．下面是曉陽在題為《能源利用和節(jié)約能源》的探討性學(xué)習(xí)中收集到的有關(guān)太陽能的資料：太陽能是人類最基本的能源，它無污染、無費(fèi)用，這種能源的運(yùn)用期和太陽本身壽命一樣長，當(dāng)太陽光照耀地面時(shí)，1m2地面上在1s內(nèi)平均得到的太陽輻射能約為1．0×103J。太陽能熱水器就是干脆利用太陽能的裝置，目前已經(jīng)漸漸地出現(xiàn)在我們的生活中。曉陽在網(wǎng)上下載了某型號太陽能熱水器的宣揚(yáng)廣告：(1)曉陽家每天大約須要100kg熱水，用這種熱水器將這些水從25℃加熱到45℃須要多長時(shí)間？(2)與效率為80%的電熱水器相比，曉陽家每天節(jié)約多少電能？答