《内能》同步练习2.doc

内能

知识点一　分子动能与温度
1．若一气泡从湖底上升到湖面的过程中温度保持不变，则在此过程中关于气泡中的气体，下列说法中正确的是(　　)．
A．气体分子间的作用力增大
B．气体分子的平均速率增大
C．气体分子的平均动能减小
D．气体的分子势能增大
解析　气体在上升的过程中，温度不变，体积增大，分子的平均动能不变，平均速率不变，分子间的作用力减小，气体的分子势能增大．
答案　D
2．(双选)下列关于分子动能的说法，正确的是(　　)．
A．物体的温度升高，每个分子的动能都增加
B．物体的温度升高，分子的总动能增加
C．如果分子的质量为m，平均速率为v，则平均动能为mv2
D．分子的平均动能等于物体内所有分子的动能之和与所有分子的总数之比
答案　BD解析　温度是分子平均动能的标志，温度升高，分子的平均动能增加，但是其中个别分子的动能却有可能减小，A错、B对．分子的平均动能等于物体内所有分子的动能之和与所有分子总数的比值，所以C错、D对．
知识点二　分子势能与分子力做功
3．分子间距增大时，分子势能将(　　)．
A．增大 B．减小 C．不变 D．不能确定
解析　分子势能的变化与分子力做功紧密联系；当分子力做正功时，分子势能减小；当分子力做负功时，分子势能增加．
(1)当r>r0时，分子间的作用力为引力，将分子间距离增大时，分子力做负功，分子势能增大．
(2)当r<r0时，分子间的作用力为斥力，将分子间距离增大时，分子力做正功，分子势能减小．
经以上分析可知本题D选项正确．
答案　D
4．在两个分子间的距离由r0(平衡位置)变为10r0的过程中，下列关于分子间的作用力F和分子间的势能Ep的说法中，正确的是(　　)．
A．F不断减小，Ep不断减小
B．F先增大后减小，Ep不断增大
C．F不断增大，Ep先减小后增大
D．F、Ep都是先减小后增大
解析　分子间距r＝r0时，分子力F＝0；随r的增大，分子力表现为引力，F≠0；当r＝10r0时，F＝0，所以F先增大后减小．在分子间距由r0至10r0的过程中，始终克服分子引力做功，所以分子势能一直增大，所以选项B正确，其他选项错误．
答案　B
知识点三　物体的内能与机械能
5．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
解析　物体的内能是一个状态量，而热量是一个过程量，只有在物体之间发生热传递时才伴随热量的转移，故A、B错，C对；物体的内能由物质的量、温度、体积等共同决定，温度不变，内能可能变化，故D错．
答案　C
6．(双选)把一个物体竖直下抛，下列哪种情况是在下落的过程中发生的(不考虑空气阻力)(　　)．
A．物体的动能增加，分子的平均动能也增加
B．物体的重力势能减少，分子势能却增加
C．物体的机械能保持不变
D．物体的内能保持不变
解析　物体下落的过程，不考虑空气阻力，只有系统内的重力做功，机械能不变；物体下落过程中，物体的温度和体积也没有发生变化，所以分子热运动的平均动能和分子势能都保持不变，故A、B错误．
答案　CD
7．(双选)关于内能和机械能，下列说法正确的是(　　)．
A．物体的机械能损失时，内能却可能增加
B．物体的内能损失时，机械能必然会减小
C．物体内能为零时，机械能可以不为零
D．物体的机械能为零时，内能可以不为零
解析　在空中下降的物体由于克服空气阻力做功，机械能损失，因摩擦物体的温度升高，内能增加，A正确；物体静止时，温度降低，内能减少，而机械能却不变，B错；分子运动永不停息而且分子间有相互作用，内能不可能为零，但机械能可以为零，C错、D正确．
答案　AD
8．关于物体的内能，以下说法正确的是(　　)．
A．不同的物体，若温度相同，则内能也相等
B．物体速度增大，则分子动能增大，内能也增大
C．晶体熔化时，温度不变，则内能也不变
D．由于功是能量转化的量度，可见做功可以改变物体的内能
解析　内能除与物体温度有关外，还与物体的体积、物质的量等有关，故A错；分子的平均动能是从微观角度描述分子运动快慢的，与宏观的物体速度无关，故B错；晶体熔化，即使温度不变，但相应的物体体积和物态要变化，内能变化，故C错．
答案　D

9．放在光滑水平面上的物体受到一个水平方向的作用力而做匀加速直线运动，有人说：“随着物体运动加快，物体内分子的运动也加快，因此分子的平均动能增大，物体的温度升高．”这种说法是否正确？为什么？
解析　这种说法是错误的．热运动是物体分子的无规则运动，这种无规则的运动是分子相对于物体的运动，物体运动时，物体内所有分子在无规则运动的基础上又叠加了一个“整体有序”的运动，这个“整体有序”的运动就是物体的机械运动，而物体的无规则运动跟温度有关，物体的温度越高，无规则运动越剧烈，物体的机械运动不会影响物体的温度，故物体的温度不会因物体的运动速度增大而升高，物体的机械运动和分子的热运动是两种不同形式的运动，简单地说，热运动是物体内大量分子的无序运动，而机械运动则是由大量分子组成的整体的有序运动，这两种运动形成可以相互转化，对应的两种形式的能，即机械能和内能可以相互转化．
答案　见解析
10．重1 000 kg的汽锤从2.5 m高处落下，打在质量为200 kg的铁块上，要使铁块的温度升高40 ℃以上，汽锤至少应落下多少次？设汽锤撞击铁块时做的功有60%用来升高铁块的温度(取g＝10 m/s2，铁的比热c＝0.11 cal/g·℃)．
解析　由机械能守恒可知，汽锤下落撞击铁块时刻的动能
Ek＝mgh＝103×10×2.5 J＝2.5×104 J
由动能定理得，汽锤撞击铁块所做的功
W＝Ek－0＝2.5×104 J
使铁块温度升高40 ℃所需的热量
Q＝cmΔt＝0.11×103×200×40 cal
＝8.8×105 cal＝3.696×106 J
设汽锤应下落n次，才能使铁块温度升高40 ℃，则由能量转化和守恒定律得
n·W·η＝Q
故n＝＝≈247(次)．
答案　247次
11．已知无烟煤的热值约为3.2×107 J/kg，一块蜂窝煤约含煤250 g，水的比热容是4.2×103 J/(kg·℃)．若煤完全燃烧释放出的热有60%被水吸收，求一块蜂窝煤完全燃烧后可将多少水从10 ℃加热到100 ℃？(保留三位有效数字)．
解析　煤完全燃烧放出的能量为：Q1＝3.2×107×250×10－3 J＝8×106 J
由题意Q1×60%＝cmΔt，且Δt＝(100－10)℃＝90 ℃，解得m＝12.7 kg.
答案　12.7 kg