第二章第二节知能演练轻松闯关

知能演练轻松闯关 （5）步1做功和热交换都可以改变物体的内能，下列是通过做功形式改变物体内能的是（）A 被火烧开的水B .冬天用暖手袋暖手C.用打气筒给自行车胎充气，打气筒变热D 冬天，用手去拿室外的铁块，手感到冷解析：选C.A、B、D属于热交换方式，C是压缩气体做功，属于做功方式改变物体内能.2在热力学第一定律的表达式 U = Q + W中，关于 U、W、Q各个物理量的正、负，下列说法中正确的是（A .外界对物体做功时 B .物体对外界做功时C.物体对外界做功时 D .外界对物体做功时）W为正，吸热时W为负，吸热时W为负，吸热时W为负，吸热时解析：选C.由公式 U = Q+ W符号的规定可知，3.Q为负，内能增加时Q为正，内能增加时Q为正，内能增加时Q为负，内能增加时C正确. U为正 U为负 U为正 U为负气汽活图 2-2 2（2011高考重庆卷）某汽车后备箱内安装有撑起箱盖的装置，它主要由汽缸和活塞组成. 开箱时，密闭于汽缸内的压缩气体膨胀，将箱盖顶起，如图2 22所示.在此过程中，若缸内气体与外界无热交换，忽略气体分子间相互作用，则缸内气体（）A .对外做正功，分子的平均动能减小B .对外做正功，内能增大C.对外做负功，分子的平均动能增大D .对外做负功，内能减小解析：选 A.气体膨胀，气体对外做正功，又因气体与外界无热交换，由热力学第一定律可 知气体内能减小，因忽略气体分子间相互作用，没有分子势能，所以分子的平均动能减小， 选项A正确.4一定质量的气体经历一缓慢的绝热膨胀过程.设气体分子间的势能可忽略，则在此过程中（ ）A .外界对气体做功，气体分子的平均动能增加B .外界对气体做功，气体分子的平均动能减少C.气体对外界做功，气体分子的平均动能增加D .气体对外界做功，气体分子的平均动能减少解析：选 D.绝热说明气体与外界不发生热交换，即气体既不吸热也不放热，改变物体内能只与做功有关.“气体分子间的势能可忽略”说明气体的内能只与温度有关.如果外界对气体做功，气体内能增加，温度升高，气体分子的平均动能增加，但题目给出的条件是“膨胀”， 故只能是气体对外界做功，故选项A、B是错误的；气体对外界做功，内能减少，温度降低,气体分子的平均动能减少，故选项C错，D对.5. （2012盐城摸底）如图2-2-3甲所示，将封有一定质量空气的密闭塑料袋从海拔500 m、气温为18 C的山脚下带到海拔3200 m、气温为10 C的山顶上，情形如图乙所示图（选填“甲”或“乙”）中袋中气体分子平均动能大从甲图到乙图过程中，袋内气 体减小的内能 （选填“大于”、“等于”或“小于”）气体放出的热量.I乙图 2-2 3解析：由于密闭塑料袋从山脚下带到山顶时气压、温度都变低，密闭塑料袋膨胀放热并对外做功由热力学第一定律 U = W Q知，内能的减少大于气体放出的热量.答案：甲大于 课时作业 一、选择题1如图2 24所示，某同学将空的薄金属筒开口向下压入水中设水温均匀且恒定，筒内 空气无泄漏，不计气体分子间相互作用， 则被淹没的金属筒在缓慢下降过程中，筒内空气体积减小（）图 2 2 4A 从外界吸热B 内能增大C.向外界放热D .内能减少解析：选 C.金属筒在缓慢下降过程中，气体的压强逐渐增大，水温均匀且恒定，不计气体分子间相互作用，气体温度不变，则气体的内能不变. 由气体压强的微观解释可知气体体积 必然减小，所以外界对气体做功，由热力学第一定律可知，Q为负值，即气体必然向外界放热八、2下列说法中正确的是（）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从物体的一部分向另一部分转移的内能 的多少解析：选AD.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.3下列有关物体内能改变的判断中，正确的是（）A .外界对物体做功，物体的内能一定增加B .外界对物体传递热量，物体的内能一定增加C.物体对外界做功，物体的内能可能增加D .物体向外放热，物体的内能可能增加答案：CD4一个带活塞的汽缸内盛有一定量的气体，若此气体的温度随其内能的增大而升高，则（）A .将热量传给气体，其温度必升高B .压缩气体，其温度必升高C.压缩气体，同时气体向外界放热，其温度必不变D .压缩气体，同时将热量传给气体，其温度必升高解析：选D.由于气体的温度随其内能的增大而升高，所以内能增大温度必然升高；由热力 学第一定律U=W+Q知，当压缩气体，同时将热量传给气体时，其内能增加，温度必升 高，D正确；而A、B只是考虑了 W或Q的一个方面而忽略了另一方面，故不正确.5定量的气体在某一过程中，外界对气体做了8X 104 J的功，气体的内能减少了1.2X 105J,则下列各式中正确的是（）454A . W= 8X 10 J, U= 1.2X 10 J, Q= 4X 10 J455B. W= 8X 10 J, U=- 1.2 X 10 J, Q=- 2X 10 J454C. W=- 8X 104 J, U = 1.2X 105 J, Q= 2X 104 J454D. W=- 8 X 10 J, U = - 1.2X 10 J, Q=- 4X 10 J解析：选B.因为外界对气体做功，W取正值，即 W= 8X 104 J；内能减少， U取负值，即 U = - 1.2X 105 J；根据 U = W+ Q,可知 Q= A U- W=- 1.2X 105- 8 X 104 J=- 2 X 105 J, 即卩B选项正确.6. （2011高考广东卷）如图2 2-5所示为某种椅子与其升降部分的结构示意图，M、N两筒间密闭了一定质量的气体，M可沿N的内壁上下滑动，设筒内气体不与外界发生热交换，在M向下滑动的过程中（）图 2-2 5A .外界对气体做功，气体内能增大B .外界对气体做功，气体内能减小C.气体对外界做功，气体内能增大D .气体对外界做功，气体内能减小解析：选A.M向下滑动的过程中，气体被压缩，外界对气体做功，又因为与外界没有热交 换，所以气体内能增大.7把浸有乙醚的一小块棉花放在厚玻璃筒的底部，当快速下压活塞时，由于被压缩的空气骤 然变热，温度升高，达到乙醚的燃点，使浸有乙醚的棉花燃烧起来，此实验的目的是要说明（ ）A 做功可以升高物体的温度 B .做功可以改变物体的内能 C.做功一定可以增加物体的内能 D .做功可以增加物体的热量 解析：选B.当快速下压活塞时，对空气做功，改变了气体的内能，使气体的温度升高，达 到乙醚的燃点，使浸有乙醚的棉花燃烧起来.故 B 正确.8. 一定质量的理想气体，从某一状态开始，经过一系列变化后又回到开始的状态，用W1 表示外界对气体做的功， W2表示气体对外界做的功， Qi表示气体吸收的热量， Q2表示气体放 出的热量，则在整个过程中一定有 ()A . Ql Q2= W2 Wi B . Qi= Q2C. Wi = W2D . QiQ2解析：选A.理想气体的初态和末态相同，则内能变化为零，由热力学第一定律 U = Q+ W得：0= (Qi Q2) + (Wi W2)，即 Qi Q2= W2 Wi，故 A 正确.9. 在温度均匀的液体中，一个小气泡由液体的底层缓慢地升至液面，上升过程中气泡的体积不断增大，则气泡在浮起过程中 ()A 放出热量B 吸收热量C.不吸热也不放热D .无法判断解析：选B.气体分子之间的距离很大，相互作用力非常小，对气体来说，气体状态变化时， 分子势能几乎不变， 所以， 一定质量的气体的内能变化， 就是气体分子热运动的动能总和的 变化， 即由温度变化所决定 在温度均匀的液体中， 一个小气泡由液体的底层缓慢地升至液 面的过程中，小气泡温度不变，其内能增量U = 0上升过程中气泡体积不断增大，气体要对外做功，即WV 0,根据热力学第一定律 U = Q+ W,可知Q 0所以气泡在浮起过程中， 吸收热量10. 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 解析：选C.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，由 U=W+Q不能确定 U，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错误二、非选择题11. 一定质量的气体，在膨胀过程中是 (填“外界对气体”或“气体对外界”)做功，如果膨胀时做的功是 i35 J,同时向外放热85 J,则该气体的内能 (填“增加”或“减少” )了 J.解析：膨胀过程中，气体的体积增大，所以是气体对外界做功；由 U = W+ Q = - i35 J 85 J= 220 J知，该气体的内能减少了 220 J.答案：气体对外界 减少 22012. 一定质量的气体从外界吸收了4.2X i05 J的热量，同时气体对外做了 6.0X i05 J的功，问：(1) 物体的内能是增加还是减少？变化量是多少？(2) 分子势能是增加还是减少？(3) 分子的平均动能是增加还是减少？解析：气体从外界吸热：Q = 4.2 X 105 J气体对外做功： W= 6.0X 105 J由热力学第一定律： U = W+ Q = 6.0 X 105 J+ 4.2 X 105 J= 1.8 X 105 J U为负，说明气体的内能减少了所以，气体内能减少了1.8X 105 J.(2)因为气体对外做功，所以气体的体积膨胀，分子间的距离增大了，分子力做负功，气体 分子势能增加了.因为气体内能减少，同时气体分子势能增加，说明气体分子的平均动能一定减少了. 答案：见解析