《功和內(nèi)能》試題4

《功和內(nèi)能》試題基礎(chǔ)夯實(shí)一、選擇題(1～4題為單選題，5、6題為多選題)1．下列哪個(gè)實(shí)例說(shuō)明做功改變了系統(tǒng)的內(nèi)能()A．熱水袋取暖 B．用雙手摩擦給手取暖C．把手放在火爐旁取暖 D．用嘴對(duì)手呵氣給手取暖答案：B解析：雙手摩擦做功，使手的內(nèi)能增加，感到暖和；A、C、D都是通過(guò)熱傳遞來(lái)改變系統(tǒng)的內(nèi)能，選項(xiàng)B正確。2.如圖所示，把浸有乙醚的一小團(tuán)棉花放在厚玻璃筒的底部，當(dāng)很快地向下壓活塞時(shí)，由于被壓縮的氣體驟然變熱，溫度升高，達(dá)到乙醚的燃點(diǎn)，使浸有乙醚的棉花燃燒起來(lái)，此實(shí)驗(yàn)的目的是要說(shuō)明()A．做功可以增加物體的熱量B．做功一定升高物體的溫度C．做功可以改變物體的內(nèi)能D．做功一定可以增加物體的內(nèi)能答案：C解析：迅速向下壓活塞，實(shí)際上是在對(duì)玻璃氣筒內(nèi)的氣體做功，由于是迅速向下壓筒內(nèi)的氣體，做功時(shí)間極短，因此實(shí)驗(yàn)過(guò)程可認(rèn)為是絕熱過(guò)程(即Q＝0)。乙醚達(dá)到燃點(diǎn)而燃燒表明氣體溫度升高內(nèi)能增大，這說(shuō)明做功可以改變物體的內(nèi)能。3．(濟(jì)寧市2014～2015學(xué)年高二質(zhì)檢)如圖為某種椅子與其升降部分的結(jié)構(gòu)示意圖，M、N兩筒間密閉了一定質(zhì)量的氣體，M可沿N的內(nèi)壁上下滑動(dòng)，設(shè)筒內(nèi)氣體不與外界發(fā)生熱交換，在M向下滑動(dòng)的過(guò)程中()A．外界對(duì)氣體做功，氣體內(nèi)能增大B．外界對(duì)氣體做功，氣體內(nèi)能減小C．氣體對(duì)外界做功，氣體內(nèi)能增大D．氣體對(duì)外界做功，氣體內(nèi)能減小答案：A解析：本題考查了熱力學(xué)第一定律，理解做功和熱傳遞可以改變物體的內(nèi)能。筒內(nèi)氣體不與外界發(fā)生熱交換，M向下滑的過(guò)程中，外界對(duì)氣體做功，由熱力學(xué)第一定律可知?dú)怏w內(nèi)能增大，A正確。4.如圖所示，厚壁容器的一端通過(guò)膠塞插進(jìn)一個(gè)靈敏溫度計(jì)和一根氣針，另一端有個(gè)用卡子卡住的可移動(dòng)的膠塞。用打氣筒慢慢向筒內(nèi)打氣，使容器內(nèi)的壓強(qiáng)增加到一定程度，這時(shí)讀出溫度計(jì)示數(shù)。打開(kāi)卡子，膠塞沖出容器口后()A．溫度計(jì)示數(shù)變大，實(shí)驗(yàn)表明氣體對(duì)外界做功，內(nèi)能減少B．溫度計(jì)示數(shù)變大，實(shí)驗(yàn)表明外界對(duì)氣體做功，內(nèi)能增加C．溫度計(jì)示數(shù)變小，實(shí)驗(yàn)表明氣體對(duì)外界做功，內(nèi)能減少D．溫度計(jì)示數(shù)變小，實(shí)驗(yàn)表明外界對(duì)氣體做功，內(nèi)能增加答案：C解析：膠塞沖出容器口后，氣體膨脹，對(duì)外做功W<0，由于沒(méi)有時(shí)間進(jìn)行熱交換，由ΔU＝W可知內(nèi)能減少溫度降低，故選項(xiàng)C正確。5．英國(guó)物理學(xué)家焦耳的主要貢獻(xiàn)有()A．發(fā)現(xiàn)了電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的定律，即焦耳定律B．測(cè)量了熱和機(jī)械功之間的當(dāng)量關(guān)系——熱功當(dāng)量C．第一次計(jì)算了氣體分子的速度D．與W·湯姆孫合作研究了氣體自由膨脹降溫的實(shí)驗(yàn)答案：ABCD解析：認(rèn)真閱讀、學(xué)習(xí)焦耳的有關(guān)資料，了解掌握焦耳的有關(guān)事跡以及一些科學(xué)研究過(guò)程，明確物理學(xué)家焦耳對(duì)自然科學(xué)的主要貢獻(xiàn)。6.一定質(zhì)量的氣體封閉在絕熱的氣缸內(nèi)，當(dāng)用活塞壓縮氣體時(shí)，一定增大的物理量有(不計(jì)氣體分子勢(shì)能)()A．氣體體積 B．氣體分子密度C．氣體內(nèi)能 D．氣體分子的平均動(dòng)能答案：BCD解析：外力做功，氣體體積減小，分子密度增大，內(nèi)能增加，溫度升高，分子的平均動(dòng)能增加。二、非選擇題7．冬季，由于溫度太低，很難啟動(dòng)摩托車(chē)(在農(nóng)村啟動(dòng)195型拖拉機(jī)也會(huì)遇到類(lèi)似情況)。這時(shí)駕駛者往往先關(guān)閉油門(mén)，連續(xù)踏下啟動(dòng)搖桿若干次，然后再打開(kāi)油門(mén)，踏下啟動(dòng)搖桿即可啟動(dòng)，運(yùn)用的原理是什么？答案：連續(xù)踏下啟動(dòng)搖桿，活塞不斷壓縮氣缸里的氣體做功，增加氣體的內(nèi)能，使氣體的溫度升高，當(dāng)達(dá)到汽油的燃點(diǎn)后，即可啟動(dòng)。8．有一個(gè)10m高的瀑布，水流在瀑布頂端時(shí)速度為2m/s，在瀑布底與巖石的撞擊過(guò)程中，有10%的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為水的內(nèi)能，請(qǐng)問(wèn)水的溫度上升了多少攝氏度？[已知水的比熱容為×103J/(kg·℃)，g取10m/s2]答案：×10－3解析：根據(jù)機(jī)械能守恒定律知，水流到達(dá)瀑布底時(shí)的動(dòng)能Ek＝eq\f(1,2)mv2＋mgh。水吸收熱量Q與溫度變化Δt滿足關(guān)系Q＝cmΔt。由題意知，有10%的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為水的內(nèi)能，所以(eq\f(1,2)mv2＋mgh)×10%＝cmΔt。代入數(shù)據(jù)得：Δt＝×10－3℃能力提升一、選擇題(1～3題為單選題，4、5題為多選題)1.(煙臺(tái)市2014～2015學(xué)年高三模擬)如圖所示，瓶?jī)?nèi)裝有少量的水，瓶口已塞緊，水上方空氣中有水蒸氣，用打氣筒向瓶?jī)?nèi)打氣，當(dāng)塞子從瓶口跳出時(shí)，瓶?jī)?nèi)出現(xiàn)“白霧”，這一現(xiàn)象產(chǎn)生的原因可以用下面三句話解釋：甲，水蒸氣凝結(jié)成小水珠；乙，瓶?jī)?nèi)氣體推動(dòng)瓶塞做功，內(nèi)能減小；丙，溫度降低。三句話正確的順序是()A．甲乙丙 B．乙丙甲C．丙甲乙 D．乙甲丙答案：B解析：根據(jù)題意因果順序的進(jìn)程為：空氣推動(dòng)瓶塞做功——空氣內(nèi)能減小——瓶?jī)?nèi)空氣溫度降低——瓶?jī)?nèi)水蒸氣液化成小水珠即“白霧”，而瓶塞跳起的原因是用打氣筒往瓶?jī)?nèi)打氣使氣體壓強(qiáng)增大所致。2.如圖所示，活塞將氣缸分成甲、乙兩氣室，氣缸、活塞(連同拉桿)是絕熱的，且不漏氣。以E甲、E乙分別表示甲、乙兩氣室中氣體的內(nèi)能，則在將拉桿緩慢向外拉的過(guò)程中()A．E甲不變，E乙減小 B．E甲不變，E乙增大C．E甲增大，E乙不變 D．E甲增大，E乙減小答案：D解析：本題解題的關(guān)鍵是明確甲、乙兩氣室氣體都?xì)v經(jīng)絕熱過(guò)程，內(nèi)能改變?nèi)Q于做功的情況。對(duì)甲室內(nèi)的理想氣體，在拉桿緩慢向外拉的過(guò)程中，活塞左移，壓縮氣體，外界對(duì)甲室氣體做功，其內(nèi)能應(yīng)增大；對(duì)乙室內(nèi)的氣體，活塞左移，氣體膨脹，氣體對(duì)外界做功，內(nèi)能應(yīng)減小。3.如圖所示，氣缸放置在水平地面上，質(zhì)量為m的活塞將氣缸分成甲、乙兩氣室，兩氣室中均充有氣體，氣缸、活塞是絕熱的且不漏氣。開(kāi)始活塞被銷(xiāo)釘固定，現(xiàn)將銷(xiāo)釘拔掉，活塞最終靜止在距原位置下方h處，設(shè)活塞移動(dòng)前后甲氣體內(nèi)能的變化量為ΔE，不計(jì)氣體重心改變的影響，下列說(shuō)法正確的是()A．ΔE＝mgh B．ΔE>mghC．ΔE<mgh D．以上三種情況均有可能答案：B解析：氣體甲體積減小，外界對(duì)它做正功，其中包括mgh和乙氣體分子對(duì)活塞的力做功W乙，且為正功，ΔE＝mgh＋W乙。4.如圖所示，絕熱的容器內(nèi)密閉一定質(zhì)量的氣體(不考慮分子間的作用力)，用電阻絲緩慢對(duì)其加熱時(shí)，絕熱活塞無(wú)摩擦地上升，下列說(shuō)法正確的是()A．單位時(shí)間內(nèi)氣體分子對(duì)活塞碰撞的次數(shù)減少B．電流對(duì)氣體做功，氣體對(duì)外做功，氣體內(nèi)能可能減少C．電流對(duì)氣體做功，氣體又對(duì)外做功，其內(nèi)能可能不變D．電流對(duì)氣體做功一定大于氣體對(duì)外做功答案：AD解析：由題意知，氣體壓強(qiáng)不變，活塞上升，體積增大，由eq\f(pV,T)＝恒量知，氣體溫度升高，內(nèi)能一定增加，由能的轉(zhuǎn)化和守恒知，電流對(duì)氣體做功一定大于氣體對(duì)外做功，B、C均錯(cuò)，D項(xiàng)正確。由氣體壓強(qiáng)的微觀解釋知溫度升高，氣體分子與活塞碰一次對(duì)活塞的沖量增大，而壓強(qiáng)不變，因此單位時(shí)間內(nèi)對(duì)活塞的碰撞次數(shù)減少，A對(duì)。5．如圖所示，帶有活塞的氣缸中封閉著一定質(zhì)量的理想氣體(不考慮氣體分子勢(shì)能)，氣缸和活塞均具有良好的絕熱性能。將一個(gè)熱敏電阻置于氣缸中，熱敏電阻與氣缸外的歐姆表連接，氣缸固定不動(dòng)，缸內(nèi)活塞可自由移動(dòng)且不漏氣，活塞下掛一沙桶，沙桶裝滿沙子時(shí)活塞恰好靜止?，F(xiàn)將沙桶底部鉆一小洞，細(xì)沙緩緩漏出。則下列說(shuō)法正確的是()A．外界對(duì)氣體做功，氣體的內(nèi)能增大B．氣體對(duì)外界做功，氣體的內(nèi)能減小C．氣體的壓強(qiáng)增大，體積減小D．歐姆表的指針逐漸向右偏轉(zhuǎn)答案：ACD解析：沙子漏出，活塞上移壓縮氣體，氣體的體積減小內(nèi)能增大，故A、C正確，B錯(cuò)誤；溫度升高，熱敏電阻的阻值變小，歐姆表指針右偏，D正確。二、非選擇題6．汽車(chē)內(nèi)胎放完氣后，氣門(mén)的溫度可達(dá)到0℃以下，請(qǐng)你解釋一下原因。答案：以內(nèi)胎中的氣體為系統(tǒng)，氣體推動(dòng)周?chē)髿庾龉Γ?對(duì)外界氣體做功)大氣的內(nèi)能增加，內(nèi)胎中的氣體內(nèi)能減少，溫度降低。如果在較短時(shí)間內(nèi)做較多的功，氣門(mén)來(lái)不及吸熱，氣門(mén)溫度就可達(dá)到0℃以下。7．暖瓶中有0.5kg、25℃的水，一人想用上下?lián)u晃的方法使冷水變?yōu)殚_(kāi)水，設(shè)每搖晃一次水的落差為15cm，每分鐘搖晃30次，不計(jì)所有熱散失，他約需多