第十章　第2节 热和内能

基础夯实

一、选择题(1～3题为单选题，4～6题为多选题)

1．(山东济南一中2016年高二下学期期中)出租车常以天然气作为燃料，加气站储气罐中天然气的温度随气温升高的过程中，若储气罐内气体体积及质量均不变，则罐内气体(可视为理想气体)( B )

A．压强增大，内能减小

B．吸收热量，内能增大

C．压强减小，分子平均动能增大

D．对外做功，分子平均动能减小

解析：理想气体的内能只与温度有关，温度升高内能增大，分子的平均动能增大，罐内气体的压强增大。因体积不变，做功为零，从外界吸收热量，综上所述，选项B正确，A、C、D错误。

2．关于物体的内能和热量，下列说法中正确的有( D )

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．在热传递过程中，内能大的物体其内能将减小，内能小的物体其内能将增大，直到两物体的内能相等

D．热量是热传递过程中内能转移的量度

解析：物体的内能由温度、体积及物体的质量决定，不是只由温度决定，故A、B错；在热传递过程中，热量由高温物体传给低温物体，而与物体的内能大小无关，所以完全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，故C项错；关于热量的论述，D项是正确的。

3．关于热量、温度的下列说法正确的是( A )

A．热量是热传递过程中，物体间内能的转移量；温度是物体分子平均动能大小的量度

B．在绝热容器中，放入两个温度不等的物体，则高温物体放出温度，低温物体吸收温度，直到两个物体温度相等

C．高温物体内能多，低温物体内能少

D．两个质量和比热容都相等的物体，若吸收相等的热量，则温度相等

解析：温度是物体分子平均动能大小的量度，表示冷热程度；热量是热传递过程中物体间内能的转移量，内能包括分子动能与分子势能，与温度、体积、物质的量有关。D项，不知道初始温度，只能说温度变化相同。

4．(安徽省六安2017～2018学年高二下学期期中)下列所述现象中属于利用热传导的方式来传热的是( AD )

A．冬天，用手去拿室外的铁块，手感到冷

B．夏天，开空调后一段时间整个房间内温度降低

C．在地面上晒小麦

D．冬天，用暖水袋暖手

解析：冬天，室外的铁块温度低，手温度高，用手拿铁块时，手上的热量直接通过热传导的方式传到铁块上。用暖水袋暖手，道理同上。开空调后整间房间内温度降低，是空气通过对流的方式使热空气降温。晒小麦是依靠太阳热辐射来吸收热量的，所以正确答案为AD。

5．在下述现象中，没有做功而使物体内能改变的是( BD )

A．电流通过电炉而使温度升高

B．在阳光照射下，水的温度升高

C．铁锤敲打铁块，使铁块温度升高

D．夏天在室内放几块冰，室内会变凉快

解析：电流通过电炉做功使电能转化为内能；在阳光照射下，水温度升高是靠太阳的热辐射来升温的；铁锤敲打铁块是做功改变物体内能的过程；室内放上冰块是通过热传递的方式来改变气温的。

6．下列说法中正确的是( AD )

A．做功和热传递是改变物体内能的两种本质不同的物理过程：做功使物体的内能改变，是其他形式的能和内能之间的转化；热传递则不同，它是物体内能的转移

B．外界对物体做功，物体的内能一定增大

C．物体向外界放热，物体的内能一定增大

D．热量是在热传递中，从一个物体向另一个物体或物体的一部分向另一部分转移的内能的多少

解析：做功和热传递改变物体内能的本质不同，因为做功的过程一定是不同形式的能相互转化的过程，而热传递是同种形式的能量(内能)在不同的物体之间或物体不同的部分之间传递或转移，故A选项正确。而物体的内能的变化取决于做功和热传递两种途径，单就一个方面不足以断定其内能的变化。故B、C选项不正确，D选项正确。

二、非选择题

7．阳光照暖了大地，地面辐射又对地面附近的空气加热，形成暖气团升往高空。于是有人认为高山顶上的气温要比地面的高，但实际情况正好相反。你怎么理解这种现象？

答案：把地面附近温度、压强相同的一大团空气作为研究对象(在热力学中称为系统)。这团空气最初在地面附近受热膨胀，密度变小，因而逐渐上升。在上升的过程中，其边缘部分和外界空气的热交换对整个气团没有明显的影响，可以认为气团与外界之间传递的热量Q＝0，因此气团内能的变化仅与做功有关，即ΔU＝W。气团上升时，不断膨胀，对外做功(W<0)，内能减少(ΔU<0)，温度降低，越高的地方，空气的温度越低。

能力提升

一、选择题(1～4题为单选题，5题为多选题)

1．(淄川2016年高二下学期检测)如图所示，活塞将一定质量的气体封闭在直立圆筒形导热的气缸中，活塞上堆放细沙，活塞处于静止，现逐渐取走细沙，使活塞缓慢上升，直到细沙全部取走。若活塞与气缸之间的摩擦可忽略，则在此过程中( C )

A．气体对外做功，气体温度一定降低

B．气体对外做功，内能一定减少

C．气体压强减小，内能可能不变

D．气体从外界吸热，内能一定增加

解析：由于气缸为导热的，则可与外界进行热交换，细沙减少时，气体膨胀对外做功，可能由于与外界进行热交换吸热使内能不变。

2．(湖北省部分重点中学2016年高三模拟)某驾驶员发现中午时车胎内的气压高于清晨时的，且车胎体积增大。若这段时间胎内气体质量不变且可视为理想气体，那么( D )

A．外界对胎内气体做功，气体内能减小

B．外界对胎内气体做功，气体内能增大

C．胎内气体对外界做功，内能减小

D．胎内气体对外界做功，内能增大

解析：对车胎内的理想气体分析知，体积增大为气体对外做功，内能只有动能，而动能的标志为温度，故中午温度升高，内能增大，故选D。

3．如图所示，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，A、B两球用同一种材料制成，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( B )

A．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

解析：两球初末态温度分别相同，初末态体积也相同，所以内能增量相同，但水银中的B球膨胀时对外做功多，所以吸热较多，故选B。

4．下列关于内能与热量的说法中，正确的是( D )

A．马铃薯所含热量高

B．内能越大的物体热量也越多

C．热量总是从内能大的物体流向内能小的物体

D．热量总是从温度高的物体流向温度低的物体

解析：选项A是生活中很常见的说法，但是物理学中的热量是过程量，不是状态量，不能象内能那样蕴含在物体中，选项A错；说法B与说法A存在相同的错误，此外，物体的内能与热量之间，在数量上没有必然联系，选项B错；两物体之间热量的传递方向只与它们的温度有关，与它们的内能无关，选项C错，D对。

5．在外界不做功的情况下，物体的内能增加了50J，下列说法中正确的是( BD )

A．一定是物体放出了50J的热量

B．一定是物体吸收了50J的热量

C．一定是物体分子动能增加了50J

D．物体的分子平均动能可能不变

解析：在外力不做功的情况下，内能的改变等于传递的热量，内能增加，一定是吸收了相等能量的热量，故选项A错误，选项B正确。物体内能包括所有分子的动能和势能，内能由分子数、分子平均动能、分子势能共同决定，所以内能增加了50J并不一定是分子平均动能增加了50J。物体的分子平均动能有可能不变，这时吸收的50J热量全部用来增加分子势能。

二、非选择题

6．若对物体做1200J的功，可使物体温度升高3℃，改用热传递的方式，使物体温度同样升高3℃，那么物体应吸收1200J的热量，如果对该物体做3000J的功，物体的温度升高5℃，表明该过程中，物体还放出(填“吸收”或“放出”)热量1000J。

解析：做功和热传递在改变物体内能上是等效的，因此物体用做功方式温度升高3℃，如用吸热方式，也使温度升高3℃，应吸收1200J的热量。

如对物体做功3000J，温度升高5℃，而物体温度升高5℃，需要的功或热量应为ΔE,1200J＝cm×3，

ΔE＝cm×5，所以ΔE＝2000J

因此物体应放出1000J的热量。

7．某同学为测量地表植物吸收太阳能的本领，做了如下实验：用一面积为0.1m2的水盆盛6kg的水，经太阳垂直照射15min，温度升高5℃，若地表植物每秒接收太阳能的能力与水相等，试计算：

(1)每平方米绿色植物每秒接收的太阳能为多少焦耳？

(2)若绿色植物在光合作用下每吸收1kJ的太阳能可放出0.05L的氧气，则每公顷绿地每秒可放出多少氧气？(1公顷＝104m2)

答案：(1)1.4×103J/(m2·s)　(2)700L

解析：据水升温吸收的热量，便可求出单位面积单位时间吸收的太阳能，进而可求出每公顷绿地每秒放出的氧气。

(1)单位面积单位时间吸收的太阳能为

P＝＝J/(m2·s)

＝1.4×103J/(m2·s)。

(2)氧气的体积为V＝×0.05L＝700L。

2020高中物理 第10章 热力学定律 第2节 热和内能课堂作业 新人教版选修3-3