功和内能练习
一、单选题
质量相同温度相同可看成理想气体的氢气和氧气,它们的
A. 分子数相同 B. 内能相同
C. 分子的平均速率相同 D. 分子的平均动能相同
关于热现象和热学规律,下列说法正确的是
A. 布朗运动表明了构成悬浮微粒的分子在做无规则运动
B. 两个分子的间距从极近逐渐增大到10r0(r0为平衡位置时分子间距)的过程中,分子间的引力和斥力都在减小
C. 物体的内能变化时,它的温度一定改变
D. 两个分子的间距从极近逐渐增大到10r0(r0为平衡位置时分子间距)的过程中,它们的分子势能一直减小
下列关于物体内能的说法正确的是(????)
A. 同一个物体,运动时比静止时的内能大
B. 1?kg?0?℃的水的内能比1?kg?0?℃的冰的内能大
C. 一定质量的某种物质,内能增加,温度一定升高
D. 物体的内能损失时,机械能必然会减小
夏天,有一打满气的自行车轮胎,若将手放于气门嘴口,突然将气门打开,则手的感受(????)
A. 变热 B. 变凉
C. 与原来温度一样 D. 不确定
如图所示,在玻璃瓶中放入少量水,用中间插有玻璃管的橡皮塞盖紧瓶口,然后往瓶中打气,当气压达到足够大时,橡皮塞从瓶口冲出,原来透明的瓶内充满了白雾,这一实验现象表明(????)
A. 气体对外界做功,瓶内气体温度升高,内能减少
B. 外界对气体做功,瓶内气体温度升高,内能增加
C. 气体对外界做功,瓶内气体温度降低,内能减少
D. 外界对气体做功,瓶内气体温度降低,内能增加
如图,在研究功与内能改变的关系时,将一小块易燃物放在厚玻璃筒底部,用力向下压活塞,可以将易燃物点燃.关于该实验,下列说法中正确的是(????)
A. 筒内气体,在被压缩的同时从外界迅速吸收热量,导致气体温度升高
B. 只要最终筒内气体压强足够大,筒内易燃物就会被点燃
C. 若实验中易燃物被点燃,是活塞与筒壁间摩擦生热导致的
D. 若要将易燃物点燃向下压活塞的力要大,速度要快
下列关于物体内能的说法正确的是(????)
A. 温度为0℃的物体没有内能
B. 物体的内能越大,分子热运动越剧烈
C. 物体的体积增大时,内能一定增大
D. 改变内能的两种常见方式分别是做功和热传递
下列各事例中通过热传递改变物体内能的是(????)
A. 车床上车刀切削工件后发热 B. 擦火柴时火柴头温度升高
C. 用肥皂水淋车刀后车刀降温 D. 搓搓手就会觉得手发热
下列关于温度、热量和内能的说法正确的是(????)。
A. 物体的动能越大温度也就越高
B. 物体的温度越高分子的平均动能也就越大
C. 物体的温度越高每个分子的动能也就越大
D. 内能多的物体放出的热量也越多
如图所示,绝热容器中间用隔板隔开,左侧装有气体,右侧为真空,现将隔板抽掉,让左侧气体自由膨胀到右侧直至平衡,在此过程中(????)
A. 气体对外界做功,温度降低,内能减少
B. 气体对外界做功,温度不变,内能不变
C. 气体不做功,温度不变,内能不变
D. 气体不做功,温度不变,内能减少
二、多选题
下列各种说法中正确的是(????)
A. 物体吸收热量,内能一定增加
B. 液体与大气相接触,表面层内分子所受其他分子的作用表现为相互吸引
C. 判断物质是晶体还是非晶体,可以从该物质是否有规则的几何外形来判断
D. 气体的压强与单位体积内的分子数和温度有关
对于热量、功、内能三个物理量,下列说法正确的是(????)
A. 热量、功、内能的国际单位是相同的
B. 热量、功、内能的物理意义是相同的
C. 热量和功都可以作为物体内能大小的量度
D. 热量和功与过程有关,内能与状态有关
夏天,小明同学把自行车轮胎上的气门芯拔出的时候,会觉得从轮胎里喷出的气体凉,如果把轮胎里的气体视为理想气体,则关于气体喷出的过程,下列说法正确的是(????)
A. 气体的内能减少
B. 气体的内能不变
C. 气体来不及与外界发生热交换,对外做功,温度降低
D. 气体膨胀时,热量散得太快,使气体温度降低了
下列说法正确的是(????)
A. 一定量100℃的水变成100℃的水蒸气,其分子之间的势能增加
B. 蔗糖受潮后粘在一起形成的糖块看起来没有确定的几何形状,是非晶体
C. 理想气体在等压膨胀过程中一定要吸收热量
D. 已知阿伏加德罗常数、气体的摩尔质量和密度可以估算出气体分子的直径
E. 水和酒精混合后总体积减小,说明分子间有空隙
如图所示,绝热气缸中间用固定栓将可无摩擦移动的导热隔板固定,隔板质量不计,左右两室分别充有一定量的氢气和氧气(视为理想气体)。初始时,两室的气体温度相等,氢气的压强大于氧气的压强,松开固定栓直至系统重新达到平衡,下列说法中正确的是
A. 初始时氢分子的平均动能等于氧分子的平均动能
B. 系统重新达到平衡时,氢气的内能比初始时的小
C. 松开固定栓直至系统重新达到平衡的过程中,有热量从氧气传到氢气
D. 松开固定栓直至系统重新达到平衡的过程中,氧气的内能先增大后减小
三、填空题
现代社会中汽车是一种重要的交通工具,很多汽车使用的发动机是四冲程汽油机,在它的工作的过程中,_______冲程将内能转化为机械能。一台单缸四冲程汽油机,飞轮转速是1200r/min,该汽油机每秒钟内对外做功____次。
现有下列四个物理过程:?①池水在阳光照射下温度升高;?②用锤子敲击钉子,钉子变热;?③写在纸上的墨水干了;?④用锉刀锉铁块,铁块变热。其中通过做功改变物体内能的过程有??????????;通过热传递改变物体内能的过程有??????????。(填写编号即可)
如图,在上端有活塞的厚玻璃管底部,放一小块硝化棉,用手很快地向下压缩,管内的硝化棉会燃烧。在这下压过程中,厚玻璃管中气体的体积减小,压强______,温度______。
外力对物体做功100J,物体向外放热20J,在这个过程中气体的内能______ (填增大或减小或不变)内能的改变量是______ J.
答案和解析
1.【答案】D
【解答】
A.氧气和氢气的摩尔质量不同,质量相等的氧气和氢气的摩尔数不同,所以分子数也不相同,故A错误。
B.理想气体分子势能为零;温度是分子平均动能的标志,温度相同时,氧气和氢气的分子平均动能相同,质量相同的氧气和氢气,氧气的分子数比氢气分子数少,分子平均动能相同,所以氧气的内能要比氢气的内能小,故B错误。
CD.温度相同时,氧气和氢气的分子平均动能相同,但由于氧气分子的质量比氢气分子质量大,所以它们的平均速率并不相等,故C错误,D正确。
2.【答案】B
【解答】
A. 布朗运动是悬浮微粒的无规则运动,表明液体分子在做无规则运动,选项A错误;
B. 两个分子的间距从极近逐渐增大到10r0(r0为平衡位置时分子间距)的过程中,分子间的引力和斥力都在减小,选项B正确;
C. 物体的内能与物体的温度、体积等都有关系,则当物体的内能变化时,它的温度不一定改变,选项C错误;
D. 两个分子的间距从极近逐渐增大到10r0(r0为平衡位置时分子间距)的过程中,分子力先做正功,后做负功,则它们的分子势能先减小后增加,选项D错误;
3.【答案】B
【解答】
A.物体的内能与其宏观运动状况无关,故选项A错误;
B.水凝固成冰时放出热量,所以1kg0℃的水内能比1kg0℃的冰内能大,故选项B正确;
C.物体的内能增大,可能是分子势能增大导致的,分子的平均动能不一定增大,温度不一定升高,故C错误;
D.使物体保持静止,降低温度,当忽略物体的体积变化时,物体的内能减少,机械能可以认为不变,故选项D错误。
4.【答案】B
【解答】
气体膨胀对外做功,内能减小,温度降低,B正确,ABC错误。。
5.【答案】C
【解答】
雾是小液滴,它是由水蒸气的液化而形成的。其具体过程是:瓶内的气体压强增大到一定程度,对瓶塞做功,将瓶塞打出,气体对外做功,将内能转化为机械能,气体的内能减少,温度降低,瓶中的水蒸气遇冷液化而形成白雾,故C正确,ABD错误。
6.【答案】D
【解答】
A.?筒内气体在被压缩时外界对气体做功,导致气体温度升高,由于本实验的要求是迅速下压活塞,这样时间较短并且玻璃筒较厚,筒内气体几乎来不及从外界迅速吸收热量,所以气体温度升高不是从外界吸收热量造成的,故A错误;
B.气体温度与内能有关,改变内能的方式是做功与热传递,筒内气体压强大,不代表温度高,如果缓慢下压,筒内气体就有足够时间与外界发生热交换,温度几乎不升高,故B错误;
C.活塞与筒壁间摩擦力很小,行程也较小,所以塞与筒壁间摩擦生热几乎可以忽略,不至于把易燃物点燃,?故C错误;
D. 该实验成功的关键是气体体积变化要大,同时要来不及与外界发生热交换,这就要求向下压活塞的力要大,速度要快,故D正确。
7.【答案】D
【解答】
A.所有的物体都具有一定的内能。故A错误;
B.物体的内能与物体的温度、体积、还与物体的质量、摩尔质量有关,物体的内能大温度不一定高,则分子的热运动不一定剧烈。故B错误;
C.物体的体积增大时,内能不一定增大,如绝热膨胀的过程中体积增大,气体的内能减少。故C错误;
D.根据热力学第一定律可知,改变内能的两种常见方式分别是做功和热传递。故D正确
8.【答案】C
【解答】
A.车床上车刀切削工件后发热,是利用做功的方式改变物体内能的,故A错误;
B.擦火柴时火柴头温度升高,是摩擦生热机械能转化成内能,属于做功改变内能,故B错误;
C.用肥皂水淋车刀后车刀降温以热传递方式改变物体的内能,使物体的内能减小,温度降低,故C正确;
D.双手相互摩擦,手发热,是克服摩擦力做功,摩擦生热机械能转化成内能,属于做功改变内能,故D错误。
9.【答案】B
【解答】
A.物体的温度和物体的动能没有关系,故A错误;
BC.温度是分子动能的标志,是大量的分子运动的统计规律,对单个的分子没有意义,故C错误,B正确;
D.内能与热量是两个不同的概念,热量与热传递有关,与物体的内能无关,故D错误。
10.【答案】C
【解答】
解:右侧为真空,气体自由膨胀做功“没有对象”,当然不做功。
根据热力学第一定律有:△U=W+Q,
做功W=0,因为是绝热容器,所以没有热交换即:Q=0,
因此内能不变,理想气体,内能由温度决定,所以温度不变;
11.【答案】BD
【解析】解:A、做功和热传递都可以改变内能,物体吸热的同时若对外做功,则物体内能不一定增加,故A错误.
B、液体表面表现为张力,是由于液体表面分子间距离大于液体内部分子间的距离引起的,即分子间表现为引力,故B正确.
C、晶体(单晶体和多晶体)和非晶体的区别:(1)单晶体有整齐规则的几何外形;(2)晶体有固定的熔点;(3)单晶体有各向异性的特点.但是:多晶体既没有整齐规则的几何外形也没有各向异性的特点.所以区分时主要看有无固定的熔点来判断晶体与非晶体,而不是依据外形是否规则,故C错误.
D、由压强的微观解释可知,气体的压强与单位体积内的分子数和温度有关,故D正确.
12.【答案】AD
13.【答案】AC
【解答】
当拔掉自行车的气门芯时,车胎内的压缩空气迅速膨胀对外做功,使其内能减小,温度降低。故AC正确,BD错误。
14.【答案】ACE
【解析】解:
A、温度是分子平均动能的标志,一定量100℃的水变成100℃的水蒸气,温度不变,分子动能不变,但吸收热量,故其分子之间的势能增加,故A正确;
B、蔗糖受潮后粘在一起形成的糖块看起来没有确定的几何形状,但不是非晶体,是多晶体,故B错误;
C、根据理想气体状态方程可知,pVT=C,理想气体等压膨胀,温度升高,内能增大,根据热力学第一定律可知,气体对外做功,一定吸收热量,故C正确;
D、已知阿伏加德罗常数、气体的摩尔质量和密度,可以估算出气体分子占据空间的平均直径,不能算出气体分子的直径,故D错误;
E、水和酒精混合后总体积减小,说明分子间有空隙,故E正确。
15.【答案】ACD
【解析】A.温度是分子平均动能的标志,温度相同,分子的平均动能相同,与分子质量无关,两部分气体温度相同,故分子的平均动能相同,故A正确;
BCD.松开固定栓至系统达到平衡过程中,先是氢气对氧气做功,内能减少,氧气内能增加,温度升高.由于存在温度差,发生热传递,最后两者温度相同,故氧气内能又减小,等于初始值,所以两种气体的内能与初始时相同,故B错误,CD正确;
16.【答案】做功;10
【解答】
四冲程汽油机工作时,做功冲程将内能转化为机械能。1200r/min=20r/s,即每秒飞轮转动20转,根据一个工作循环包括四个冲程,飞轮转两转,对外做功一次可知,此内燃机1s经过10个工作循环,燃气对活塞做功10次。
故答案为:做功;10
17.【答案】②④?;①③
【解答】
题目中池水在阳光照射下温度升高,写在纸上的墨水干了,均为通过吸放热方式改变内能,而锤子敲击钉子后钉子变热,用锉刀锉铁块,铁块变热是通过做功改变其内能的,故其中通过做功改变物体内能的过程有②④?;通过热传递改变物体内能的过程有①③。
18.【答案】变大? 升高
【解析】解:压缩玻璃管内的空气,气体的压强变大,机械能转化为管内空气的内能,空气的内能增加,温度升高,当达到棉花的燃点后,棉花会燃烧。
故答案为:变大;升高。
改变内能的方式有两种,一是做功,二是热传递;下压活塞,对气体做功,增加气体内能。
内能增大,体积减小,则温度升高,压强变大。
19.【答案】增大;80
【解析】
【解答】
解:根据热力学第一定律:ΔE=Q+W=100J?20J=80J,即内能增大80J.