3.能量守恒定律
A级 必备知识基础练
1.秋千摆动幅度越来越小,关于该过程,下列说法正确的是( )
A.机械能守恒
B.能量正在消失
C.只有动能和重力势能的相互转化
D.减少的机械能转化为内能,但总能量守恒
2.(2022上海浦东新高二期末)在下列家用电器中,把电能主要转化为机械能的是 ( )
A.吸尘器 B.充电器
C.电水壶 D.电烤箱
3.下列关于能量守恒定律的认识,不正确的是( )
A.某种形式的能量减少,一定存在其他形式的能量增加
B.某个物体的能量减少,必然有其他物体的能量增加
C.对物体做功,物体的内能可能减小
D.石子从空中落下,最后停止在地面上,说明石子的能量消失了
4.如图所示,绝缘支座上,C球带正电,枕形导体A、B靠在一起,现将A、B分开,分别接触一个小电机的两个接线柱,如果小电动机非常灵敏,它便会开始转动。当电动机还没有停止时,又立刻把A、B在C附近碰一下再分开,再和小电动机两接线柱接触,如此下去,小电动机便能不停地转动。则下列说法正确的是( )
A.A、B分开后A左端带正电,B右端带负电
B.A、B分开前,AB是一个等势体
C.上述过程违背了能量守恒定律
D.上述过程说明永动机可以制成
5.(多选)(2021吉林白城高二期末)下列设想符合能量守恒的有( )
A.利用永磁铁和软铁的作用,做一架机器永远地运动下去
B.制造一架飞机,不带燃料,利用太阳能就能飞行
C.做一只船,利用水的流动,逆水行驶,不用其他力
D.利用核动力,使飞船驶离太阳系
6.(2022广东阳江高二期末)在一个与外界没有热交换的房间内打开冰箱门,冰箱正常工作,过一段时间房间内的温度将 ( )
A.降低 B.升高
C.不变 D.无法确定
B级 关键能力提升练
7.(2022江苏仪征高二期末)有一种叫作“压电陶瓷”的电子元件,当对它挤压或拉伸时,它的两端就会形成一定的电压,这种现象称为压电效应。一种燃气打火机,就是应用了该元件的压电效应制成的。只要用大拇指压一下打火机上的按钮,压电陶瓷片就会产生10~20 kV的高压,形成火花放电,从而点燃可燃气体。在上述过程中,压电陶瓷片完成的能量转化是 ( )
A.化学能转化为电能
B.内能转化为电能
C.化学能转化为光能
D.机械能转化为电能
8.如图所示,直立容器内部被隔板隔开的A、B两部分气体(A、B两部分体积等大),A的密度小,B的密度大,加热气体,并取出隔板使两部分气体混合均匀,设此过程中气体吸热为Q,气体内能的增量为ΔU,则( )
A.ΔU=Q B.ΔUC.ΔU>Q D.无法比较
9.如图所示,A、B是两个完全相同的热胀冷缩明显的金属球,初温相同。A放在绝热板上,B用绝热绳悬挂。现只让它们吸热,当它们升高相同的温度时,吸热分别为QA、QB,则( )
A.QA=QB B.QAC.QA>QB D.无法确定
10.如图所示,一演示用的永动机转轮由5根轻杆和转轴构成,轻杆的末端装有用形状记忆合金制成的叶片。轻推转轮后,进入热水的叶片因伸展而“划水”,推动转轮转动。离开热水后,叶片形状迅速恢复,转轮因此能较长时间转动。下列说法正确的是( )
A.转轮依靠自身惯性转动,不需要消耗外界能量
B.转轮转动所需能量来自形状记忆合金自身
C.转动的叶片不断搅动热水,水温升高
D.叶片在热水中吸收的热量一定大于在空气中释放的热量
11.(2022江苏盐城实验高级中学高二期中)如图所示,容器A、B中各有一个可自由移动的活塞。活塞下面是水,上面为大气,大气压恒定。A、B间用带有阀门K的管道相连,整个装置与外界隔热。A容器的横截面面积大于B容器的横截面面积,A的液面高于B的液面。开启阀门后,A中的水逐渐流向B,直至两边液面相平。在这个过程中大气压是否对水做功 水的内能会怎样变化
3.能量守恒定律
1.D 秋千摆动幅度越来越小,说明机械能在减少,故A、C项错误;而减少的机械能通过摩擦转化成了内能,故B项错误,D项正确。
2.A 吸尘器装备有电动机,能够把电能转化为机械能;充电器是变压器,是升高或者降低电压的装置;电水壶是把电能转化为内能的电器;电冰箱是把热量从低温物体转移到高温物体的装置,同时会产生热量。故选A。
3.D 根据能量守恒定律得知,某种形式的能减少,其他形式的能一定增加,故A正确;某个物体的总能量减少,根据能量守恒定律得知,必然有其他物体的能量增加,故B正确;对物体做功,但若物体同时向外界放热,物体的内能可能减小,故C正确;石子在运动和碰撞中机械能转化为物体及周围物体的内能,能量并没有消失,故D错误。
4.B 由静电感应可知,A、B分开前,由于C球带正电,所以枕形导体A带负电,枕形导体B带正电,由于C球存在,所以A、B分开后,A左端带负电,B右端带正电,分开前A、B处于静电平衡状态,所以A、B是一个等势体,故A错误,B正确;上述过程在把A、B分开的过程中要克服A、B之间的静电力做功,把机械能转化为电能,再把电能转化为机械能,此过程是能量不断转化的过程,不违背能量守恒定律,但需要消耗机械能,永动机不可能制成,故C、D错误。
5.BD 由能量守恒定律知第一类永动机不可能制成,A错误;飞机利用太阳能克服阻力做功,符合能量守恒定律,B正确;利用水的动能使船逆水行驶,增加船的重力势能无法实现其转化,C错误;利用核能使飞船驶离太阳系符合能量守恒定律,D正确。
6.B 取房间内气体及电冰箱(有散热装置)为系统,外界消耗电能,对系统做功,系统总内能增加。
7.D 根据题意用大拇指压一下打火机上的按钮,压电陶瓷片就会产生10~20 kV的高压,形成火花放电,从而点燃可燃气体。转化前要消耗机械能,转化后得到了电能,所以为机械能转化为电能。故选D。
8.B 因A部分气体密度小,B部分气体密度大,以整体为研究对象,开始时,气体的重心在中线以下,混合均匀后,气体的重心在中线上,所以有重力做负功,使气体的重力势能增大,由能量守恒定律可知,吸收的热量Q有一部分转化为气体的重力势能,另一部分转化为内能。故B项正确。
9.C A、B升高相同的温度,根据Q=cmΔt可知,升温需要的能量是相同的。由于受热膨胀,A的重心升高,重力势能增加,QA一部分用于升温,一部分用于增加重力势能ΔEp,即QA=Q+ΔEp;B的重心降低,重力势能减小,QB和减少的重力势能ΔEp共同用于升温,即Q=QB+ΔEp;显然QA>QB。故选项C正确。
10.D 形状记忆合金进入水后受热形状发生改变而搅动热水,由能量守恒知能量来源于热水,故A、B、C错误;由能量守恒知,叶片吸收的能量一部分转化成叶片的动能,一部分在空气中释放,故D正确。
11.答案 不做功 增加
解析 A容器中大气压力对水做功为WA=p0SAhA
B容器中大气压力对水做功为WB=-p0SBhB
因为水的总体积保持不变,则有SAhA=SBhB
大气压力做的总功为W=WA+WB=0
则在这个过程中大气压没有对水做功2.热力学第一定律
A级 必备知识基础练
1.(2022甘肃舟曲第一中学高二期末)一定量的气体在某一过程中,外界对气体做了8×104 J的功,气体的内能减少了1.2×105 J,则下列各式正确的是( )
A.W=8×104 J,ΔU=1.2×105 J,Q=4×104 J
B.W=8×104 J,ΔU=-1.2×105 J,Q=-2×105 J
C.W=-8×104 J,ΔU=1.2×105 J,Q=2×105 J
D.W=-8×104 J,ΔU=-1.2×105,Q=-4×104 J
2.如图所示,给旱区送水的消防车停于水平地面。在缓慢放水过程中,若车胎不漏气,胎内气体温度不变,不计分子间势能,则胎内气体( )
A.从外界吸热 B.对外界做负功
C.分子平均动能减小 D.内能增加
3.如图所示,一个内壁光滑、导热良好的汽缸悬挂在天花板上,轻质活塞上方封闭着理想气体,外界环境温度不变,若用向下的力F缓慢将活塞向下拉动一小段距离,则( )
A.缸内气体的温度可能降低
B.缸内气体分子的平均动能会减小
C.缸内气体会吸热
D.若拉力F对活塞做的功为W,则缸内气体的内能减少了W
4.(2022山东菏泽一模)一个充气气球用绳子系着一块石头正在湖水中缓慢下沉,越往下水温越低,气球导热良好,则气球内气体( )
A.内能增加
B.对外界做正功
C.减少的内能小于放出的热量
D.减少的内能大于放出的热量
5.(2022广东江门一模)水枪是孩子们喜爱的玩具,常见的气压式水枪储水罐的示意图如图所示。从储水罐充气口充入气体,达到一定压强后,关闭充气口,将阀门M打开,水即从枪口喷出。若在水不断喷出的过程中,罐内气体温度始终保持不变,则气体的内能 (选填“变大”“变小”或“不变”),要 (选填“对外界放热”或“从外界吸热”)。
6.绝热汽缸倒扣在水平地面上(汽缸顶部侧壁有一小口),缸内装有一电热丝,缸内有一光滑的绝热活塞,封闭一定质量的理想气体,活塞下吊着一重力为G的重物,活塞重力为G0,活塞的截面积为S,开始时封闭气柱的高为h,气体的温度为T1,大气压强为p0。现给电热丝缓慢加热,若气体吸收热量Q时,活塞下降了h,问:
(1)气体的温度升高多少
(2)气体的内能增加多少
B级 关键能力提升练
7.(多选)(2022甘肃舟曲第一中学高二期末)如图所示,一定量的理想气体从状态a变化到状态b,其过程如p-V图像中从a到b的线段所示。在此过程中( )
A.气体内能一直增加
B.气体温度一直降低
C.外界一直对气体做功
D.气体一直从外界吸热
8.一定质量的理想气体由状态a经状态b、c到状态d,其体积V与热力学温度T关系如图所示,O、a、d三点在同一直线上,ab和cd平行于横轴,bc平行于纵轴,则下列说法正确的是( )
A.从状态a到状态b,气体放热
B.从状态a到状态b,每个气体分子的动能都增大
C.从状态b到状态c,气体对外做功,内能减小
D.从状态a到状态d,气体内能增加
9.(2022宁夏石嘴山第三中学高二期末)一定质量的理想气体p-V变化图像如图所示,气体从1→2→3的过程对外做的功为W1,从外界吸收的热量为Q1,气体内能的变化量为ΔU1;气体从1→4→3的过程对外做的功为W2,从外界吸收的热量为Q2,气体内能的变化量为ΔU2,则它们之间的关系正确的是( )
A.W1ΔU2
B.W1Q2,ΔU1<ΔU2
C.W1>W2,Q1>Q2,ΔU1=ΔU2
D.W1>W2,Q110.(2022黑龙江哈九中二模)如图所示,封闭有一定质量理想气体的内壁光滑的导热汽缸固定在水平桌面上,且开口向右放置;缸内有一横截面积为0.01 m2的活塞,其到汽缸底部的距离为10 cm;活塞通过轻绳连接了一个质量为1 kg的小物体,轻绳跨在定滑轮上,滑轮左侧细绳水平,右侧连接小物体的细绳竖直,轻绳恰好处于伸直状态。开始时汽缸内、外压强相同,且均为1.01×105 Pa,汽缸内气体温度为101 K,不计一切摩擦,g取10 m/s2,现缓慢降低汽缸内气体的温度。
(1)求小物体刚离开地面时缸内气体的温度。
(2)从开始降低温度到活塞移动至距汽缸底部6 cm时,缸内气体共放出热量10 J,求此过程中缸内气体内能的变化量(活塞移动过程中汽缸不漏气)。
2.热力学第一定律
1.B 外界对气体做了8×104 J的功,则W=8×104 J,气体内能减少了1.2×105 J,则ΔU=-1.2×105 J,由热力学第一定律ΔU=W+Q可得Q=-2×105 J,故B正确,A、C、D错误。
2.A 缓慢放水过程中,胎内气体压强减小,气体膨胀对外界做正功,选项B错误;胎内气体温度不变,故分子平均动能不变,选项C错误;由于不计分子间势能,气体内能只与温度有关,温度不变,内能不变,选项D错误;ΔU=W+Q,ΔU=0,W<0,故Q>0,气体从外界吸热,选项A正确。
3.C 缓慢向下拉动活塞,缸内气体对外做功,温度会降低,但由于导热良好的汽缸会吸热,最终温度与外界相同,分子平均动能不变,气体内能不变,故A、B错误,C正确;根据以上分析结合热力学第一定律知,若拉力F对活塞做的功为W,则缸内气体吸热,内能不变,故D错误。
4.C 充气气球用绳子系着一块石头正在湖水中缓慢下沉,越往下水温越低,内能降低,A错误;充气气球用绳子系着一块石头在下沉的过程中,水温越来越低,压强逐渐增大,根据理想气体状态方程=C,气球体积减小,对外界做负功,B错误;气球下沉时,气球内气体内能减小,外界对气球做功,根据热力学第一定律ΔU=Q+W,由于外界对气球做功,因此放出的热量大于减小的内能,C正确,D错误。
5.答案 不变 从外界吸热
解析 气体温度不变,则气体的内能不变;气体体积增大,则气体对外做功,由热力学第一定律ΔU=W+Q可知气体从外界吸热。
6.答案 (1)T1 (2)Q-(p0S-G-G0)h
解析 (1)活塞下降的过程,气体发生的是等压膨胀
则
即,求得T2=2T1
气体的温度升高了ΔT=T2-T1=T1。
(2)汽缸内气体的压强为p=p0-
活塞向下运动的过程中,对外做功
W=pSh=p0Sh-(G+G0)h
根据热力学第一定律可知,气体的内能增加量为ΔU=Q-W=Q+(G+G0)h-p0Sh=Q-(p0S-G-G0)h。
7.AD 由图可知气体的P、V一直增加,由理想气体状态方程=C知,气体温度一直增加,故A正确;一定量的理想气体内能只与温度有关,温度一直增加,气体的内能一直增加,故B错误;体积增大,气体一直对外做功,即外界一直对气体做负功,气体内能一直增加,根据热力学第一定律ΔU=Q+W可知气体一直从外界吸热,故D正确,C错误。
8.D 气体从状态a到状态b体积不变,发生的是等容变化,气体不做功W=0,温度升高,内能增加ΔU>0,根据热力学第一定律ΔU=W+Q,可知Q>0,气体吸收热量,故A错误;气体从状态a到状态b,温度升高,分子平均动能增大,但不是每个气体分子的动能都会增大,故B错误;由状态b变到状态c的过程中,温度不变,内能不变,ΔU=0,故C错误;从状态a到状态d温度升高,故气体内能增加,故D正确。
9.C 初态和末态温度相同,因此两个热力学过程内能变化相同;在p-V图像中,图线与横轴所围面积表示气体对外界做功的多少,故W1>W2,根据热力学第一定律ΔU=W+Q,可得Q1>Q2,C正确。
10.答案 (1)100 K (2)30 J
解析 (1)当重物刚离开地面时,地面对重物的支持力为零,设此时绳的拉力为F,活塞受力平衡p0S=p2S+F
小物体受力平衡F=mg
解得p2=1×105 Pa
汽缸内气体等容变化,根据查理定律
其中p1=p0
T1=101 K
解得T2=100 K。
(2)气体温度从101 K降温至100 K过程中,外界对气体做功W1=0
继续降温,活塞向左移动过程中,外界对气体做功W2=p2S(h1-h2)
解得W2=40 J
根据热力学第一定律ΔU=W+Q
其中Q=-10 J4.热力学第二定律
A级 必备知识基础练
1.(多选)下列说法正确的是( )
A.热传导过程是可逆的
B.机械能向内能的转化过程是不可逆的
C.气体的扩散过程是可逆的
D.气体向真空中的膨胀是不可逆的
2.第二类永动机不可能制成,是因为( )
A.违背了能量守恒定律
B.热量总是从高温物体传递到低温物体
C.机械能不能全部转化为内能
D.内能不能全部转化为机械能,而不引起其他变化
3.我们绝不会看到:一个放在水平地面上的物体,靠降低温度,可以把内能自发地转化为动能,使这个物体运动起来。其原因是( )
A.这违反了能量守恒定律
B.在任何条件下内能都不可能转化为机械能,只有机械能转化为内能
C.机械能和内能的转化过程具有方向性,内能转化为机械能是有条件的
D.以上说法均不正确
4.(多选)对于热力学定律,下列说法正确的是( )
A.第一类永动机不可能实现,因为违背了能量守恒定律
B.热力学第一定律指出,不可能达到绝对零度
C.热力学第一定律指出,一个热力学系统的内能增量等于外界向它传递的热量与外界对它所做的功的和
D.热力学第二定律指出,从单一热源吸收的热量不能全部用来对外做功而不产生其他影响
5.下列哪个现象属于能量耗散( )
A.利用水流发电变成电能
B.电能通过灯泡中的电阻丝转化为光能
C.电池的化学能转化为电能
D.火炉把房子烤暖
6.(2022新疆乌鲁木齐第八中学高二期末)以下现象违背热力学第二定律的有( )
A.一杯热茶在打开盖后,茶会自动变凉
B.没有漏气、没有摩擦的理想热机,其效率可能是100%
C.桶中浑浊的泥水静置一段时间后,泥沙下沉,上面的水变清,泥、水自动分离
D.在地面上运动的物体逐渐停下来,机械能全部变为内能
7.(2022辽宁大连高二期中)关于煤、石油、天然气作为能源的共同特点,下列说法错误的是( )
A.来自太阳辐射的能量
B.可再生能源,取之不尽,用之不竭
C.污染环境的能源
D.不可再生能源,用一点,少一点
B级 关键能力提升练
8.(2022福建霞浦第一中学高三阶段练习)根据热力学第二定律,下列判断不正确的是( )
A.热机中燃气的内能不可能全部变成机械能
B.电流的能不可能全部变成内能
C.在火力发电机中,燃料的内能不可能全部变成电能
D.在热传导中,热量不可能自发地从低温物体传递给高温物体
9.下列过程可能发生的是( )
A.某种物质从高温热源吸收20 kJ的热量,全部转化为机械能,而没有产生其他任何影响
B.打开一高压密闭容器,其内气体自发溢出后又自发跑进去,恢复原状
C.利用一些手段,使低温物体温度更低,高温物体的温度更高
D.将两瓶不同液体混合,待扩散后它们又自发地完全分开
10.(2022江苏南通高二开学考试)小华提出了下列4个设想方案,从理论上讲可行的是( )
A.制作一个装置从海水中吸收内能全部用来做功
B.将屋顶盖上太阳能板,可直接用太阳能来解决照明和热水问题
C.制作一种制冷设备,使温度降至绝对零度以下
D.汽车尾气中各类有害气体排入大气后严重污染了空气,想办法使它们自发分离,既清洁了空气,又变废为宝
11.(多选)如图所示为电冰箱的工作原理示意图。压缩机工作时,使制冷剂在冰箱内外的管道中不断循环。在蒸发器中制冷剂汽化,吸收箱体内的热量,经过冷凝器时制冷剂液化,放出热量到箱体外。下列说法正确的是( )
A.热量可以自发地从冰箱内传到冰箱外
B.电冰箱的制冷系统能够不断地把冰箱内的热量传到外界,是因为其消耗了电能
C.电冰箱的工作原理不违背热力学第二定律
D.电冰箱的工作原理违背了热力学第二定律
12.(多选)用两种不同的金属丝组成一个回路,接触点1插在热水中,接触点2插在冷水中,如图所示,电流计指针会发生偏转,这就是温差发电现象。关于这一现象,正确的说法是( )
A.这一实验过程不违反热力学第二定律
B.在实验过程中,热水一定降温,冷水一定升温
C.在实验过程中,热水内能全部转化成电能,电能则部分转化成冷水的内能
D.在实验过程中,热水的内能只有部分转化成电能,电能则全部转化成冷水的内能
4.热力学第二定律
1.BD 这四个过程都是与热现象有关的宏观过程,根据热力学第二定律可知,它们都是不可逆的,故A、C错误,B、D正确。
2.D 第二类永动机的设想并不违背能量守恒定律,但违背了涉及热量的能量转化过程是有方向性的规律,故选项A错误;在引起其他变化的情况下,热量可以由低温物体非自发地传递到高温物体,故B错误;机械能可以全部转化为内能,C错误;由所学知识知D正确。
3.C 机械能和内能可以相互转化,但必须通过做功来实现。由热力学第二定律可知,内能不可能全部转化为机械能,同时不引起其他变化。故C正确。
4.ACD 第一类永动机既不消耗能量又能源源不断对外做功,违背了能量守恒定律,所以不可能制成,故A正确。绝对零度无法到达不是热力学第一定律指出的,故B错误。据热力学第一定律ΔU=Q+W可知,一个热力学系统的内能增量等于外界向它传递的热量与外界对它所做的功之和,故C正确。据热力学第二定律知D正确。
5.D 能量耗散是指其他形式的能转化为内能,最终流散在周围环境中无法重新收集并加以利用的现象,能够重新收集并加以利用的不能称为能量耗散。电能、光能都可以重新收集并加以利用,如用光作为能源的手表等,只有当用电灯照明时的光能被墙壁吸收之后变为周围环境的内能,才无法重新吸收并加以利用,但本题没有告诉光能用来做什么,故不能算能量耗散,只有火炉把房子烤暖后使燃料的化学能转化成内能并流散在周围的环境中,无法重新收集并加以利用,才是能量耗散。故D正确。
6.B 热茶自动变凉是热量从高温物体传递到低温物体,不违背热力学第二定律;任何热机效率都不可能达到100%,违背热力学第二定律;泥、水分离是机械能向内能的转化,不违背热力学第二定律;物体因摩擦力而停下来,是机械能向内能的转化,是自发过程,不违背热力学第二定律。故选B。
7.B 关于煤、石油、天然气作为能源的共同特点,都是来自太阳辐射的能量,A正确,不符合题意;关于煤、石油、天然气作为能源的共同特点,都是不可再生能源,不是取之不尽,用之不竭的,B错误,符合题意;关于煤、石油、天然气作为能源的共同特点,都是污染环境的能源,C正确,不符合题意;关于煤、石油、天然气作为能源的共同特点,都是不可再生能源,用一点,少一点,D正确,不符合题意。
8.B 根据热力学第二定律可知,热机中燃气的内能不可能全部变成机械能,选项A正确,不符合题意;电流的能可以全部变成内能,选项B错误,符合题意;根据热力学第二定律可知,在火力发电机中,燃料的内能不可能全部变成电能,选项C正确,不符合题意;在热传导中,热量不可能自发地从低温物体传递给高温物体,选项D正确,不符合题意。
9.C 根据热力学第二定律,热量不可能从低温物体自发地传递给高温物体,但通过一些手段是可以实现C项所述过程的,故C项正确;内能完全转化为机械能不可能自发地进行,要使内能全部转化为机械能必定要引起其他变化,故A项错误;气体膨胀具有方向性,故B项错误;扩散现象具有方向性,故D项错误。
10.B 根据热力学第二定律知,在不产生其他影响时,内能不能全部转化为机械能,因此从海水中吸收内能全部用来做功而不产生其他影响是不可能实现的,故A错误;利用太阳能最有前途的领域是通过太阳电池将太阳能直接转化为电能再加以利用,解决照明和热水问题,故B正确;绝对零度是温度的极值,是不能达到的,故C错误;根据热力学第二定律可知,汽车尾气中各类有害气体不能自发分离,要在排气管上安装催化转化器,故D错误。
11.BC 热力学第二定律适用于所有的热学过程,选项C正确,选项D错误;热量不能自发地从低温物体传递到高温物体,要想使热量从低温物体传递到高温物体必须借助于其他系统做功,选项A错误,选项B正确。第三章 热力学定律
1.功、热和内能的改变
A级 必备知识基础练
1.下列哪个实例说明做功改变了系统的内能( )
A.热水袋取暖
B.用双手摩擦给手取暖
C.把手放在火炉旁取暖
D.用嘴对手呵气给手取暖
2.(2022上海财经大学附属北郊高级中学高二期中)如图所示的实验装置中,把浸有乙醚的一小块棉花放在厚玻璃筒内底部,当很快向下压活塞时,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对物体( )
A.做功可以增加物体的热量
B.做功可以改变物体的内能
C.做功一定会升高物体的温度
D.做功一定可以使物态发生变化
3.(2022江苏盐城高二期末)在绝热过程中,外界压缩气体做功20 J,下列说法正确的是( )
A.气体内能一定增加20 J
B.气体内能增加必定小于20 J
C.气体内能增加可能小于20 J
D.气体内能可能不变
4.(2022重庆南开中学高二期末)关于传热,下列说法正确的是( )
A.传热是高温物体的温度传给低温物体
B.并不接触的物体之间不会传热
C.比热容相同的物体之间不会传热
D.温度相同的物体之间不会传热
5.(2022上海奉贤致远高级中学高二期中)下列情况通过热传递改变物体内能的是 ( )
A.在火炉上烧开一壶水
B.柴油机的压缩冲程
C.用锯子锯木头,锯子会发热
D.用砂轮磨刀,刀具会变热
6.如图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( )
A.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
7.如图所示,绝热隔板S把绝热的汽缸分隔成体积相等的两部分,S与汽缸壁的接触是光滑的。两部分中分别盛有相同质量、相同温度的同种气体a和b。气体分子之间相互作用可忽略不计。现通过电热丝对气体a缓慢加热一段时间后,a、b各自达到新的平衡状态。试分析a、b两部分气体与初状态相比,体积、压强、温度、内能各如何变化
B级 关键能力提升练
8.(2022湖北黄梅国际育才高级中学高二期中)金属筒内装有与外界温度相同的压缩空气,打开筒的开关,筒内高压空气迅速向外逸出,待筒内外压强相等时,立即关闭开关。在外界保持恒温的条件下,经过一段较长时间后,再次打开开关,这时出现的现象是( )
A.筒外空气流向筒内
B.筒内空气流向筒外
C.筒内外有空气变换,处于动态平衡,筒内空气质量不变
D.筒内外无空气交换
9.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 ( )
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
10.如图所示是压力保温瓶的结构简图,活塞a与液面之间密闭了一定质量的气体。假设封闭气体为理想气体且与外界没有热交换,则向下压a的过程中,瓶内气体( )
A.内能增大 B.体积增大
C.压强不变 D.温度不变
11.如图所示是古人锻造铁器的过程,关于改变物体内能的方式,下列说法正确的是( )
A.加热和锻打属于热传递,淬火属于做功
B.加热属于热传递,锻打和淬火属于做功
C.加热和淬火属于热传递,锻打属于做功
D.加热和淬火属于做功,锻打属于热传递
12.若仅对物体做1 200 J的功,可使物体温度升高3 ℃,若仅用传热的方式,使物体温度同样升高3 ℃,那么物体应吸收 J的热量,如果对该物体做3 000 J 的功,物体的温度升高5 ℃,表明该过程中,物体还 (选填“吸收”或“放出”)热量 J。
1.功、热和内能的改变
1.B 双手摩擦做功,使手的内能增加,感到暖和;A、C、D都是通过传热来改变系统的内能,选项B正确。
2.B 当很快向下压活塞时,活塞压缩玻璃筒内的空气,对空气做功,空气的内能增加,温度升高,当达到乙醚着火点时,筒内棉花就会燃烧起来,此实验说明了外界对物体做功,物体的内能增加。故选B。
3.A 做功的过程是能量转化的过程,在绝热过程中,外界对气体做多少功,气体内能就增加多少,选项A正确。
4.D 传热实质是内能从高温物体转移到低温物体,传递的不是温度,是热量,A错误;不接触的物体之间可以通过热辐射的方式进行传热,B错误;热量总是从温度高的物体传递给温度低的物体,和物体的比热容没有关系,C错误;温度相同的物体之间不存在温度差,不会发生传热,D正确。
5.A 在火炉上烧开一壶水,火的内能传递给水,属于热传递改变物体的内能,故A正确;柴油机的压缩冲程,是做功改变汽缸内气体的内能,故B错误;锯木头时锯条发烫,摩擦生热,属于做功改变物体内能,故C错误;用砂轮磨刀,刀具会变热,属于摩擦生热,将机械能转化为内能,是通过做功的方法使刀具的内能增加的,故D错误。
6.A 筒内气体不与外界发生热交换,当气体体积变小时,外界对气体做功,使气体的内能增大。A正确。
7.答案 见解析
解析 汽缸和隔板绝热,电热丝对气体a加热,a温度升高,压强增大,体积增大,内能增大;a对b做功,b的体积减小,温度升高,压强增大,内能增大。
8.B 因高压空气急剧外逸时,气体没有时间充分与外界发生热交换,可近似看成绝热膨胀过程。气体对外做功,内能减小,所以关闭开关时,筒内气体温度较外界低,再经过较长时间后,筒内外气体温度相同。对筒内剩余气体分析,属于等容升温过程,其压强要变大,大于外界气压,所以再打开开关时,筒内气体要流向筒外,故B正确。
9.B 两球初、末态温度相同,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。
10.A 向下压a的过程中,外界对气体做功,瓶内气体内能增大,选项A正确;向下压a的过程中,瓶内气体体积减小,压强增大,温度升高,选项B、C、D错误。
11.C 用铁锤锻打铁器,铁器会发热,属于做功改变物体内能;用火对铁器加热,铁器从火中吸收热量,把铁器放在水中淬火,铁器向水中放热,所以加热和淬火属于热传递改变物体内能,故选项C正确。
12.答案 1 200 放出 1 000
解析 做功和传热在改变物体内能上是等效的,因此若用吸热方式使温度升高3 ℃,应吸收1 200 J的热量。
