有两个相同的容器，容积固定不变，一个盛有氦气，另一个盛有氢气（看成刚性分子的理想气体），它们的压强和温度都相等，现将 5J的热量传给氢气，使氢气温度升高，如果使氦气也升高同样的温度，则应向氦气传递热量是A. 6JB. 5JC. 3JD. 2J

本题考查理想气体的内能公式以及热量与内能变化的关系。解题的关键思路是先根据理想气体状态方程判断两种气体的物质的量关系，再结合理想气体内能公式分析升高相同温度时内能的变化，最后根据热量与内能变化的关系得出应传递给氦气的热量。

步骤一：根据理想气体状态方程判断物质的量关系

理想气体状态方程为$pV = \nu RT$，其中$p$为压强，$V$为体积，$\nu$为物质的量，$R$为普适气体常量，$T$为温度。
已知两个容器容积$V$相同，氦气和氢气的压强$p$和温度$T$都相等，由理想气体状态方程可知，它们的物质的量$\nu$也相等，即$\nu_{He}=\nu_{H_2}$。

步骤二：分析理想气体内能公式

对于理想气体，其内能公式为$E = \frac{i}{2}\nu RT$，其中$i$为气体分子的自由度。
氦气是单原子分子，其自由度$i_{He}=3$；氢气是刚性双原子分子，其自由度$i_{H_2}=5$。
当温度升高$\Delta T$时，内能的变化量$\Delta E = \frac{i}{2}\nu R\Delta T$。

步骤三：计算氢气升高温度$\Delta T$时的内能变化

已知向氢气传递热量$Q_{H_2}=5J$，因为氢气是理想气体，在等容过程中，吸收的热量全部用来增加内能，即$Q_{H_2}=\Delta E_{H_2}$。
根据内能变化公式$\Delta E_{H_2} = \frac{i_{H_2}}{2}\nu_{H_2} R\Delta T$，将$i_{H_2}=5$代入可得：
$\Delta E_{H_2} = \frac{5}{2}\nu_{H_2} R\Delta T = 5J$

步骤四：计算氦气升高相同温度$\Delta T$时的内能变化

氦气升高相同温度$\Delta T$时，其内能变化量为$\Delta E_{He} = \frac{i_{He}}{2}\nu_{He} R\Delta T$，将$i_{He}=3$代入可得：
$\Delta E_{He} = \frac{3}{2}\nu_{He} R\Delta T$
由于$\nu_{He}=\nu_{H_2}$，设$\nu_{He}=\nu_{H_2}=\nu$，则$\Delta E_{He} = \frac{3}{2}\nu R\Delta T$，$\Delta E_{H_2} = \frac{5}{2}\nu R\Delta T$。
两式相除可得：$\frac{\Delta E_{He}}{\Delta E_{H_2}} = \frac{\frac{3}{2}\nu R\Delta T}{\frac{5}{2}\nu R\Delta T}=\frac{3}{5}$。
将$\Delta E_{H_2} = 5J$代入上式，可得$\Delta E_{He}=\frac{3}{5}\times5J = 3J$。
因为氦气也是在等容过程中，吸收的热量全部用来增加内能，即$Q_{He}=\Delta E_{He}$，所以应向氦气传递热量$Q_{He}=3J$。