1、知 能 演 练 轻 松图 413(2010高考广东卷)如图 4 13 所示是密闭的汽缸，外力推动活塞 P 压缩气体，对缸内1.气体做功 800 J，同时气体向外界放热 200 J，缸内气体的( )A温度升高，内能增加 600 JB温度升高，内能减少 200 JC温度降低，内能增加 600 JD温度降低，内能减少 200 J解析：选 A.对一定质量的气体，由热力学第一定律 U WQ 可知，U800 J(200 J)600 J，U 为正表示内能增加了 600 J，对气体来说，分子间距较大，分子势能为零，内能等于所有分子动能的和，内能增加，气体分子的平均动能增加，温度升高，选项 A 正确图 414(
2、2012广安中学高二检测)如图 414 所示，把浸有乙醚的一小团棉花放在厚玻璃筒的2.底部，当很快地向下压活塞时，由于被压缩的气体骤然变热，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做功可以增加物体的热量B做功一定升高物体的温度C做功可以改变物体的内能D做功一定可以增加物体的内能解析：选 C.迅速向下压活塞，实际上是在对玻璃气筒内的气体做功，由于是迅速向下压筒内的气体，做功时间极短，因此实验过程可认为是绝热过程(即 Q0)乙醚达到燃点而燃烧表明气体温度升高内能增大，这说明做功可以改变物体的内能行驶中的汽车制动后滑行一段距离，最后停下；流星在夜空中坠落并发出
3、明亮的光焰；3.降落伞在空中匀速下降；条形磁铁在下落过程中穿过闭合线圈，线圈中产生电流上述不同现象中所包含的相同的物理过程是( )A物体克服阻力做功B物体的动能转化为其他形式的能C物体的势能转化为其他形式的能D物体的机械能转化为其他形式的能解析：选 AD.这四个现象中物体运动过程中都受到运动阻力，汽车主要是制动阻力，流星、降落伞受空气阻力，条形磁铁下落受磁场阻力因而物体都克服阻力做功，A 对四个物体运动过程中，汽车是动能转化成其他形式的能，流星、降落伞、条形磁铁是重力势能转化成其他形式的能，总之是机械能转化成了其他形式的能，D 对(2011高考广东卷)如图 4 15 为某种椅子与其升降部分的结
4、构示意图，M、N 两筒间4.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 415A外界对气体做功，气体内能增大D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，气体体积减小，故外界对气体做功，由热力学第一定律知，Q0，内能的改变取决于做功，因外界对气体做功，故气体的内能增大，A 正确，B、C、D 错误一定质量的气体从外界吸收了 4.2105 J 的热量，同时气体对外做了 6105 J 的功，问：5.(1)物体的内能是增加还是减少？变化量是多少？(2)分
5、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：(1)气体从外界吸热为：Q 4.210 5 J气体对外做功：W610 5 J由热力学第一定律：UWQ( 610 5 J)(4.2 105 J)1.810 5 JU 为负，说明气体的内能减少了，气体内能减少了 1.8105J.(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，气体分子间的作用力表现为引力，克服分子力做功，气体分子势能增加了(3)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：见解析一、选择题下列关于做功和热传递的说法中正确的是( )1.A做功和热传递的实质是相同的B做功和热
6、传递在改变物体内能上是等效的C做功和热传递是对同一过程中的两种说法D做功和热传递是不可能同时发生的解析：选 B.做功和热传递在改变物体内能上是等效的，但本质不同，做功是将其他形式的能转化为内能或将内能转化为其他形式的能；热传递是将一个物体的内能传递给另一个物体或内能在同一物体的不同部分之间进行传递，且做功和热传递可以同时进行，故正确选项为 B.一定质量的理想气体在某一过程中，外界对气体做功 7.0104 J，气体内能减少 1.3105 2.J，则此过程( )A气体从外界吸收热量 2.0105 JB气体向外界放出热量 2.0105 JC气体从外界吸收热量 6.0104 JD气体向外界放出热量 6
7、.0104 J解析：选 B.由热力学第一定律 UWQ ，QUW1.310 5 J7.010 4 J2.010 5 J，负号表示放出热量，所以 B 正确，其他选项错误“第一类永动机”是不可能制成的，这是因为( )3.A它不符合机械能守恒定律B它违背了能的转化和守恒定律C它做功产生的热不符合热功当量D暂时找不到合理的设计方案和理想材料解析：选 B.第一类永动机不可能制成的原因是违背了能的转化和守恒定律，故 B 项正确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 W14.表示外界对气体做的功，W 2表示气体对外界做的功，Q 1表示气体吸收的热量，Q 2表示气体放出的热量，
8、则在整个过程中一定有( )AQ 1Q 2W 2W 1 BQ 1Q 2CW 1W 2 DQ 1Q 2解析：选 A.理想气体的初态和末态相同，则温度相同，理想气体的内能变化为零由热力学第一定律：UW 总 Q 总 ( W1W 2)(Q 1Q 2)，0(W 1W 2)( Q1Q 2)，所以W2W 1Q 1 Q2，所以 A 选项正确温室效应严重威胁着人类生态环境的安全，为了减少温室效应造成的负面影响，有的科5.学家受到了啤酒在较高压强下能够溶解大量的二氧化碳的启发，设想了一个办法：可以用压缩机将二氧化碳送入深海底，永久贮存起来海底深处，压强很大，温度很低，海底深水肯定能够溶解大量的二氧化碳，这样就为温室
9、气体二氧化碳找到了一个永远的“家” ，从而避免温室效应在将二氧化碳送入深海底的过程中，以下说法正确的是( )A压缩机对二氧化碳做功，能够使其内能增大B二氧化碳与海水间的热传递能够使其内能减少C二氧化碳分子平均动能会减少D每一个二氧化碳分子的动能都会减少解析：选 ABC.压缩机压缩气体对气体做功，气体温度升高，内能增大，A 对；二氧化碳压入海底时比海水温度高，因此将热量传递给海水而内能减小，B 是对的二氧化碳温度降低，分子平均动能减小，但不是每个分子的动能都减小，C 正确，D 错图 416如图 416 所示，密闭绝热容器内有一绝热的具有一定质量的活塞，活塞的上部封闭6.着气体，下部为真空，活塞与
10、器壁的摩擦忽略不计置于真空中的轻弹簧的一端固定于容器的底部，另一端固定在活塞上弹簧被压缩后用绳扎紧，此时弹簧的弹性势能为 Ep(弹簧处在自然长度时的弹性势能为零)现绳突然断开，弹簧推动活塞向上运动，经过多次往复运动后活塞静止，气体达到平衡态经过此过程( )AE p全部转换为气体的内能BE p一部分转换成活塞的重力势能，其余部分仍为弹簧的弹性势能CE p全部转换成活塞的重力势能和气体的内能DE p一部分转换成活塞的重力势能，一部分转换为气体的内能，其余部分仍为弹簧的弹性势能解析：选 D.依题可知，断开绳子，活塞最终静止后的位置高于初始位置，E p的能量转化有三种形式：活塞的重力势能、气体的内能及
11、弹簧的弹性势能，故 D 正确图 417带有活塞的汽缸内封闭一定量的理想气体气体开始处于状态 a，然后经过过程 ab 到达7.状态 b 或经过过程 ac 到达状态 c，b、c 状态温度相同，如图 417 所示设气体在状态b 和状态 c 的压强分别为 pb和 pc，在过程 ab 和 ac 中吸收的热量分别为 Qab和 Qac，则( )Ap bpc，Q abQac B p bpc，Q abQac Dp bVc，所以 pbQac，C 对 D 错图 418(2012大竹中学高二检测)一物理实验爱好者开展探究性课外活动研究气体压强、体积、8.温度三量间的变化关系导热良好的汽缸开口向下，内有理想气体(即分子
12、势能可忽略的气体)，汽缸固定不动，缸内活塞可自由滑动且不漏气一温度计通过缸底小孔插入缸内，插口处密封良好，活塞下挂一个沙桶，沙桶装满沙子时，活塞恰好静止现给沙桶底部钻一个小洞，细沙慢慢漏出，外部环境温度恒定，则( )A绳的拉力对沙桶做正功，所以气体对外界做功B外界对气体做功，温度计示数不变C气体体积减小，同时从外界吸热D外界对气体做功，温度计示数增加解析：选 B.汽缸导热良好，细沙慢慢漏出，故活塞缓慢上升，有足够的时间与外界进行热交换，故温度不变，而压强变大由理想气体状态方程可得体积减小，外界对气体做功，而内能又不变，故向外界放热，B 项正确二、非选择题(2012达县中学高二检测)水能不产生污
13、染物，是一种清洁能源，位于美国和加拿大交界9.处的尼亚加拉瀑布流量可达每秒 6000 m3，而且是一年四季流量稳定，瀑布落差 50 m，若利用这一资源发电，设其效率为 50%，估算发电机的输出功率( g 取 10 m/s2)解析：每秒钟流下的水的质量为m V110 36000 kg 6106 kg每秒钟水减少的机械能为Emgh610 61050 J 3109 J设发电机的输出功率为 P，则由能量守恒定律可得E P1 s解得：P310 950% W1.510 9 W.答案：1.510 9 W图 419(2012温江中学高二检测) 爆米花酥脆可口、老少皆宜，是许多人喜爱的休闲零食，如图10.419
14、 为高压爆米花的装置原理图，玉米在铁质的密闭容器内被加热，封闭气体被加热成高温高压气体，当打开容器盖后， “嘭”的一声气体迅速膨胀，压强急剧减小，玉米粒就“爆炸”成了爆米花设当地温度为 t127 C，大气压为 p0，已知密闭容器打开前的气体压强达到 4p0.试分析：(1)容器内的气体看做理想气体，求容器内气体的温度；(2)假定在一次打开的过程中，容器内气体膨胀对外界做功 15 kJ，并向外释放了 20 kJ 的热量，容器内原有气体的内能如何变化？变化了多少？解析：(1)根据查理定律： p1T1 p2T2p1p 0，T 1300 K，p 24p 0整理得：T 21200 K，t 2927 C.(2)由热力学第一定律 UQW得 U2015 kJ35 kJ，故内能减少 35 kJ.答案：(1)927 C (2)减少 35 kJ
