第三章熱力學定律1功、熱和內能的改變基礎過關練題組一焦耳的實驗1.如圖所示是焦耳研究熱與功之間關系的兩個典型實驗,那么從焦耳的這兩個實驗中可得出的結論是()A.熱量可由高溫物體傳給低溫物體B.機械能守恒C.在各種不同的絕熱過程中,系統狀態的改變與做功方式無關,僅與做功數量有關D.在各種不同的絕熱過程中,系統狀態的改變不僅與做功方式有關,還與做功數量有關題組二功與內能的改變2.絕熱過程中,外界壓縮氣體做功20J,下列說法中正確的是()A.氣體內能一定增加20JB.氣體內能增加必定小于20JC.氣體內能增加可能小于20JD.氣體內能可能不變3.如圖所示為某種椅子與其升降部分的結構示意圖,M、N兩筒間密閉了一定質量的氣體,M可沿N的內壁上下滑動。設筒內氣體不與外界發生熱交換,在M向下滑動的過程中()A.外界對氣體做功,氣體內能增加B.外界對氣體做功,氣體內能減少C.氣體對外界做功,氣體內能增加D.氣體對外界做功,氣體內能減少4.如圖是壓力保溫瓶的結構簡圖,活塞a與液面之間密閉了一定質量的氣體。假設封閉氣體為理想氣體且與外界沒有熱交換,則向下壓a的過程中,瓶內氣體()A.內能增大B.體積增大C.壓強不變D.溫度不變5.如圖所示,在紫銅管內滴入乙醚,蓋緊管塞。用手拉住繩子兩端迅速往復拉動,管塞會被沖開。管塞被沖開前()A.外界對管內氣體做功,氣體內能增大B.管內氣體對外界做功,氣體內能減小C.管內氣體內能不變,壓強變大D.管內氣體內能增大,壓強變大題組三熱與內能的改變6.(2019湖南岳陽高二下檢測)(多選)在外界不做功的情況下,物體的內能增加了50J,下列說法中正確的是()A.一定是物體放出了50J的熱量B.一定是物體吸收了50J的熱量C.一定是物體分子的動能增加了50JD.物體分子的平均動能可能不變7.出租車常以天然氣作為燃料,加氣站儲氣罐中天然氣的溫度隨氣溫升高的過程中,若儲氣罐內氣體體積及質量均不變,則罐內氣體(可視為理想氣體)()A.壓強增大,內能減小B.吸收熱量,內能增大C.壓強減小,分子平均動能增大D.對外做功,分子平均動能減小8.(2019河北唐山第十一中學高二下期中)做功和傳熱都能夠改變物體的內能,對鐵絲加熱,鐵絲溫度升高,是用方法改變物體內能的;用錘子敲打鐵絲,鐵絲溫度也升高,是用方法改變物體內能的。

能力提升練題組一功與內能的改變1.()如圖所示,厚壁容器的一端通過膠塞插進一支靈敏溫度計和一根氣針,另一端有個用卡子卡住的可移動膠塞。用打氣筒緩慢地向容器內打氣,使容器內的壓強增加到一定程度,這時讀出溫度計示數。打開卡子,膠塞沖出容器后()A.溫度計示數變大,實驗表明氣體對外界做功,內能減少B.溫度計示數變大,實驗表明外界對氣體做功,內能增加C.溫度計示數變小,實驗表明氣體對外界做功,內能減少D.溫度計示數變小,實驗表明外界對氣體做功,內能增加2.(2020江蘇徐州高三上質檢,)如圖所示,用隔板將一密閉絕熱汽缸分成兩部分,隔板左側充有理想氣體,隔板右側與絕熱活塞之間是真空。現將隔板抽開,氣體會自發擴散至整個汽缸,該過程氣體的內能(選填“增大”“減小”或“不變”);待氣體狀態達到穩定后,緩慢推壓活塞至原隔板處,該過程中,氣體溫度(選填“升高”“降低”或“不變”)。易錯

3.(2020河南創新發展聯盟高二下聯考,)一定質量的理想氣體經歷如圖所示的A→B、B→C、C→A三個變化過程,則C→A過程中氣體分子平均動能(選填“增大”或“減小”),A→B過程中(選填“外界對氣體”或“氣體對外界”)做功,B→C(圖中為雙曲線的一部分)過程中氣體的內能(選填“增大”“減小”或“不變”)。深度解析

題組二熱與內能的改變4.()(多選)如圖所示,絕熱汽缸中間用固定栓將可無摩擦移動的導熱隔板固定,隔板質量不計,左右兩室分別充有一定量的氫氣和氧氣(視為理想氣體)。初始時,兩室氣體的溫度相同,氫氣的壓強大于氧氣的壓強,松開固定栓直至系統重新達到平衡,下列說法中正確的是()A.初始時氫分子的平均動能大于氧分子的平均動能B.系統重新達到平衡時,氫氣的內能比初始時的小C.松開固定栓直至系統重新達到平衡的過程中,有熱量從氧氣傳遞到氫氣D.松開固定栓直至系統重新達到平衡的過程中,氧氣的內能先增大后減小5.()(多選)如圖所示,絕熱的汽缸與絕熱的活塞A、B密封一定質量的理想氣體后水平放置在光滑地面上,不計活塞與汽缸壁的摩擦,現用電熱絲給汽缸內的氣體加熱,在加熱過程中,下列說法正確的是()A.汽缸仍保持靜止B.活塞A、B均向左移動C.密封氣體的內能一定增加D.汽缸中單位時間內作用在活塞A和活塞B上的分子個數相同6.(原創題,)若對物體做1500J的功,可使物體溫度升高5℃;若改用傳熱的方式,使物體溫度同樣升高5℃,那么物體應吸收J的熱量。如果先在絕熱過程中對該物體做3000J的功,物體的溫度升高10℃;再經過單純的傳熱過程物體放出600J的熱量,則物體的溫度又降低℃。深度解析

題組三功、熱、內能與內能的改變的綜合7.()下列關于內能與熱量的說法中,正確的是()A.馬鈴薯所含熱量高B.內能越大的物體熱量也越多C.熱量總是從內能大的物體傳向內能小的物體D.熱量總是從溫度高的物體傳向溫度低的物體8.()下列關于做功和傳熱的說法中正確的是()A.做功和傳熱在改變物體內能上是等效的B.只要外界對物體做功,物體的內能就一定改變C.傳熱的條件是物體間存在內能差D.做功和傳熱改變物體內能的實質是一樣的

答案全解全析基礎過關練1.C焦耳通過多次實驗,最后得到的結論是,在各種不同的絕熱過程中,系統狀態的改變與做功方式無關,僅與做功數量有關,故選項C正確。2.A絕熱過程中,做功的過程是能量轉化的過程,做了多少功,就有多少內能發生變化,故A正確。3.A因為M、N間被封氣體的體積減小,所以外界對氣體做功,即W>0;又因為氣體不與外界發生熱交換,所以ΔU=W,則ΔU>0,氣體內能增加,故A正確。4.A向下壓a的過程中,外界對氣體做功,氣體與外界沒有熱交換,則瓶內氣體內能增大,溫度升高,選項A正確,D錯誤;向下壓a的過程中,瓶內氣體體積減小,壓強增大,選項B、C錯誤。5.D外力克服繩與紫銅管間的摩擦做功,使管壁內能增大,溫度升高。通過熱傳遞,乙醚的內能增大,溫度升高,直至汽化,管塞被沖開。管塞被沖開前管內氣體內能增大,壓強變大,選項D正確。6.BD在外界不做功的情況下,內能的改變量等于傳遞的熱量,內能增加了50J,一定是吸收了50J的熱量,故A錯,B對;物體內能包括所有分子熱運動動能和分子勢能,內能增加了50J,并不一定是分子的動能增加了50J,物體分子的平均動能有可能不變,這時吸收的50J熱量全部用來增加分子勢能,故C錯誤,D正確。7.B因儲氣罐內氣體體積不變,故氣體對外界不做功。罐內氣體從外界吸收熱量,氣體體積及質量均不變,溫度升高,分子平均動能增大,內能增大,壓強變大。只有B正確。8.答案傳熱做功解析做功和傳熱都能夠改變物體的內能,對鐵絲加熱,鐵絲溫度升高,是用傳熱方法改變物體內能的;用錘子敲打鐵絲,鐵絲溫度也升高,是用做功的方法改變物體內能的。能力提升練1.C打開卡子,膠塞沖出容器后,密封氣體體積增大,氣體膨脹對外做功,氣體內能減少,同時溫度降低,溫度計示數變小,故C正確。2.答案不變升高解析抽開隔板后,氣體體積變大,但隔板右側是真空,氣體不對外做功,絕熱汽缸沒有發生傳熱,由ΔU=W可知氣體的內能不變。氣體被壓縮的過程中,外界對氣體做功(W>0),絕熱汽缸沒有發生傳熱(Q=0),由ΔU=W可知,氣體內能增大,理想氣體分子的平均動能變大,溫度升高。易錯警示一般情況下,氣體的體積變化時,外界與氣體之間有做功情況,但是氣體向真空中膨脹(自由膨脹)時,氣體不做功。3.答案減小氣體對外界不變解析由題圖得C→A過程中氣體壓強減小,體積不變,據pVT=C可知,氣體溫度降低,則氣體分子平均動能減小;A→B過程中氣體體積增大,則氣體對外界做功;B→C(圖中為雙曲線)過程中pV乘積不變,據pVT=C可知,該過程為等溫變化名師點睛本題綜合考查了理想氣體狀態方程的應用、氣體的內能、功與內能的改變。圖線反映了氣體體積的變化情況,由此可以知道外界與氣體之間做功的情況。4.CD溫度是分子平均動能的標志,溫度相同,則分子的平均動能相同,與分子質量無關。初始時,兩部分氣體溫度相同,故分子的平均動能相同,故A錯誤。松開固定栓至系統達到平衡的過程中,先是氫氣對氧氣做功,氫氣內能減少、溫度降低,氧氣內能增加、溫度升高,由于存在溫度差,故會發生傳熱,最后兩者溫度相同,故氧氣內能又減小,等于初始值,所以兩種氣體的內能與初始時相同,故B錯誤,C、D正確。5.AC對汽缸整體分析,外部各個方向上受到大氣的壓力平衡,所以汽缸保持靜止,故選項A正確;用電熱絲給汽缸內的氣體加熱后,汽缸內的氣體溫度升高,內能增大,壓強變大,活塞A、B均向外運動,故選項B錯誤,C正確;活塞A的面積大于活塞B的面積,單位時間內作用在活塞A和活塞B上的分子個數不同,故選項D錯誤。6.答案15002解析做功和傳熱在改變物體內能上是等效的,因此如用傳熱的方式,也使物體溫度升高5℃,物體應吸收1500J的熱量。如對物體做功3000J,溫度升高10℃,則物體溫度改變1℃,需要外界做功或吸收熱量300J,因此物體放出600J的熱量,物體的溫度降低2℃。名師點睛本題綜合考查了功與內能的改變,熱與內能的改變。在絕熱過程中,功是內能變化的量度;在單純傳熱的過程中,熱量是內能改變的量度。同一物體,改變相同的溫度所需要的能量是相同的。7.D熱量是過程量,只有在涉及能量的轉移時才有意義,不能說物體具