高中物理选修12第2章第2节同步练习高中物理练习试题

1高中物理选修1-2同步练习1.做功和热交换都可以改变物体的内能，下列是通过做功形式改变物体内能的是()A．被火烧开的水B．冬天用暖手袋暖手C．用打气筒给自行车胎充气，打气筒变热D．冬天，用手去拿室外的铁块，手感到冷解析：选C.A、B、D属于热交换方式，C是压缩气体做功，属于做功方式改变物体内能．2.在热力学第一定律的表达式ΔU＝Q＋W中，关于ΔU、W、Q各个物理量的正、负，下列说法中正确的是()A．外界对物体做功时W为正，吸热时Q为负，内能增加时ΔU为正B．物体对外界做功时W为负，吸热时Q为正，内能增加时ΔU为负C．物体对外界做功时W为负，吸热时Q为正，内能增加时ΔU为正D．外界对物体做功时W为负，吸热时Q为负，内能增加时ΔU为负解析：选C.由公式ΔU＝Q＋W符号的规定可知，C正确．3.图2－2－2(2011·高考重庆卷)某汽车后备箱内安装有撑起箱盖的装置，它主要由汽缸和活塞组成．开箱时，密闭于汽缸内的压缩气体膨胀，将箱盖顶起，如图2－2－2所示．在此过程中，若缸内气体与外界无热交换，忽略气体分子间相互作用，则缸内气体()A．对外做正功，分子的平均动能减小B．对外做正功，内能增大C．对外做负功，分子的平均动能增大D．对外做负功，内能减小解析：选A.气体膨胀，气体对外做正功，又因气体与外界无热交换，由热力学第一定律可知气体内能减小，因忽略气体分子间相互作用，没有分子势能，所以分子的平均动能减小，选项A正确．4.一定质量的气体经历一缓慢的绝热膨胀过程．设气体分子间的势能可忽略，则在此过程中()A．外界对气体做功，气体分子的平均动能增加B．外界对气体做功，气体分子的平均动能减少C．气体对外界做功，气体分子的平均动能增加D．气体对外界做功，气体分子的平均动能减少2解析：选D.绝热说明气体与外界不发生热交换，即气体既不吸热也不放热，改变物体内能只与做功有关．“气体分子间的势能可忽略”说明气体的内能只与温度有关．如果外界对气体做功，气体内能增加，温度升高，气体分子的平均动能增加，但题目给出的条件是“膨胀”，故只能是气体对外界做功，故选项A、B是错误的；气体对外界做功，内能减少，温度降低，气体分子的平均动能减少，故选项C错，D对．5.(2012·盐城摸底)如图2－2－3甲所示，将封有一定质量空气的密闭塑料袋从海拔500m、气温为18℃的山脚下带到海拔3200m、气温为10℃的山顶上，情形如图乙所示．图________(选填“甲”或“乙”)中袋中气体分子平均动能大．从甲图到乙图过程中，袋内气体减小的内能________(选填“大于”、“等于”或“小于”)气体放出的热量．图2－2－3解析：由于密闭塑料袋从山脚下带到山顶时气压、温度都变低，密闭塑料袋膨胀放热并对外做功．由热力学第一定律ΔU＝－W－Q知，内能的减少大于气体放出的热量．答案：甲大于一、选择题1.如图2－2－4所示，某同学将空的薄金属筒开口向下压入水中．设水温均匀且恒定，筒内空气无泄漏，不计气体分子间相互作用，则被淹没的金属筒在缓慢下降过程中，筒内空气体积减小()图2－2－4A．从外界吸热B．内能增大C．向外界放热D．内能减少解析：选C.金属筒在缓慢下降过程中，气体的压强逐渐增大，水温均匀且恒定，不计气体分子间相互作用，气体温度不变，则气体的内能不变．由气体压强的微观解释可知气体体积必然减小，所以外界对气体做功，由热力学第一定律可知，Q为负值，即气体必然向外界放热．2.下列说法中正确的是()A．做功和热传递是改变物体内能的两种本质不同的物理过程：做功使物体的内能改变，是其他形式的能和内能之间的转化；热传递则不同，它是物体内能的转移B．外界对物体做功，物体的内能一定增大C．物体向外界放热，物体的内能一定增大D．热量是在热传递中，从一个物体向另一个物体或从物体的一部分向另一部分转移的内能的多少解析：选AD.做功和热传递改变物体内能的本质不同，因为做功的过程一定是不同形式的能3相互转化的过程．而热传递是同种形式的能量(内能)在不同的物体之间或物体不同的部分之间传递或转移，故A选项正确．而物体的内能的变化取决于做功和热传递两种途径，单就一个方面不足以断定其内能的变化．故B、C选项不正确，D选项正确．3.下列有关物体内能改变的判断中，正确的是()A．外界对物体做功，物体的内能一定增加B．外界对物体传递热量，物体的内能一定增加C．物体对外界做功，物体的内能可能增加D．物体向外放热，物体的内能可能增加答案：CD4.一个带活塞的汽缸内盛有一定量的气体，若此气体的温度随其内能的增大而升高，则()A．将热量传给气体，其温度必升高B．压缩气体，其温度必升高C．压缩气体，同时气体向外界放热，其温度必不变D．压缩气体，同时将热量传给气体，其温度必升高解析：选D.由于气体的温度随其内能的增大而升高，所以内能增大温度必然升高；由热力学第一定律ΔU＝W＋Q知，当压缩气体，同时将热量传给气体时，其内能增加，温度必升高，D正确；而A、B只是考虑了W或Q的一个方面而忽略了另一方面，故不正确．5.一定量的气体在某一过程中，外界对气体做了8×104J的功，气体的内能减少了1.2×105J，则下列各式中正确的是()A．W＝8×104J，ΔU＝1.2×105J，Q＝4×104JB．W＝8×104J，ΔU＝－1.2×105J，Q＝－2×105JC．W＝－8×104J，ΔU＝1.2×105J，Q＝2×104JD．W＝－8×104J，ΔU＝－1.2×105J，Q＝－4×104J解析：选B.因为外界对气体做功，W取正值，即W＝8×104J；内能减少，ΔU取负值，即ΔU＝－1.2×105J；根据ΔU＝W＋Q，可知Q＝ΔU－W＝－1.2×105－8×104J＝－2×105J，即B选项正确．6.(2011·高考广东卷)如图2－2－5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()图2－2－5A．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，气体内能减小解析：选A.M向下滑动的过程中，气体被压缩，外界对气体做功，又因为与外界没有热交换，所以气体内能增大．7.把浸有乙醚的一小块棉花放在厚玻璃筒的底部，当快速下压活塞时，由于被压缩的空气骤然变热，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4()A．做功可以升高物体的温度B．做功可以改变物体的内能C．做功一定可以增加物体的内能D．做功可以增加物体的热量解析：选B.当快速下压活塞时，对空气做功，改变了气体的内能，使气体的温度升高，达到乙醚的燃点，使浸有乙醚的棉花燃烧起来．故B正确．8.一定质量的理想气体，从某一状态开始，经过一系列变化后又回到开始的状态，用W1表示外界对气体做的功，W2表示气体对外界做的功，Q1表示气体吸收的热量，Q2表示气体放出的热量，则在整个过程中一定有()A．Q1－Q2＝W2－W1B．Q1＝Q2C．W1＝W2D．Q1Q2解析：选A.理想气体的初态和末态相同，则内能变化为零，由热力学第一定律ΔU＝Q＋W得：0＝(Q1－Q2)＋(W1－W2)，即Q1－Q2＝W2－W1，故A正确．9.在温度均匀的液体中，一个小气泡由液体的底层缓慢地升至液面，上升过程中气泡的体积不断增大，则气泡在浮起过程中()A．放出热量B．吸收热量C．不吸热也不放热D．无法判断解析：选B.气体分子之间的距离很大，相互作用力非常小，对气体来说，气体状态变化时，分子势能几乎不变，所以，一定质量的气体的内能变化，就是气体分子热运动的动能总和的变化，即由温度变化所决定．在温度均匀的液体中，一个小气泡由液体的底层缓慢地升至液面的过程中，小气泡温度不变，其内能增量ΔU＝0.上升过程中气泡体积不断增大，气体要对外做功，即W＜0，根据热力学第一定律ΔU＝Q＋W，可知Q＞0.所以气泡在浮起过程中，吸收热量．10.关于物体内能变化的说法，正确的是()A．一定质量的晶体在熔化过程中内能保持不变B．一定质量的气体在体积膨胀过程中内能一定增加C．一定质量的物体在热膨胀过程中内能不一定增加D．一定质量的物体在体积保持不变的过程中，内能一定不变解析：选C.晶体在熔化过程中要吸热，却没有对外做功，故内能增加，A错误；一定质量的气体在膨胀过程中，可能吸热，也可能不吸热，还有可能放热，但一定对外做功，由ΔU＝W＋Q不能确定ΔU，故B错误；物体热膨胀一定是吸收了热量，对外做功不一定小于吸收的热量，内能不一定增加，C正确；物体体积不变，温度可以改变，内能随之变化，D错误．二、非选择题11.一定质量的气体，在膨胀过程中是__________(填“外界对气体”或“气体对外界”)做功，如果膨胀时做的功是135J，同时向外放热85J，则该气体的内能__________(填“增加”或“减少”)了__________J.解析：膨胀过程中，气体的体积增大，所以是气体对外界做功；由ΔU＝W＋Q＝－135J－85J＝－220J知，该气体的内能减少了220J.答案：气体对外界减少22012.一定质量的气体从外界吸收了4.2×105J的热量，同时气体对外做了6.0×105J的功，问：(1)物体的内能是增加还是减少？变化量是多少？5(2)分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：Q＝4.2×105J气体对外做功：W＝－6.0×105J由热力学第一定律：ΔU＝W＋Q＝－6.0×105J＋4.2×105J＝－1.8×105JΔU为负，说明气体的内能减少了．所以，气体内能减少了1.8×105J.(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，分子力做负功，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