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题型: 单选题
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单选题

关于物体的内能和能量转化,下列说法正确的是(  )

A物体的内能就是组成该物体的所有分子热运动动能的总和

B能量转化一定是从内能大的物体向内能小的物体转化

C自由扩散是不可逆的

D满足能量守恒定律的物理过程都能自发进行

正确答案

C

解析

解:A、物体的内能是组成该物体的所有分子热运动动能和势能的总和.故A错误.

B、宏观热力学过程都有方向性,不可能使热量由低温物体传递到高温物体,而不引起其他变化.内能大不一定温度高,即能量转化不一定是从内能大的物体向内能小的物体转化.故B错误.

C、宏观热力学过程都有方向性,扩散也是,例如:气体向真空的扩散,一个盒子用隔板分为两半,一是真空,一是气体,撤去隔板,气体就会向真空扩散,而决不会出现气体聚集到盒子一角,使其他空间成为真空.还有,两种气体的混合也是,各自向对方扩散,最后成为混合气体,不会倒过来.故C正确.

D、自然界任何一种现象都满足能量守恒定律,所以说能量守恒定律在自然中是普遍成立的.但是满足能量守恒定律的物理过程不是都能自发进行,涉及热现象的宏观过程都具有方向性,如热传递中热量只能自发从高温传给低温物体,要将热量从低温传给高温物体则必须依靠外界的帮助,并不能自发进行.故D不正确.

故选C.

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题型:简答题
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简答题

如图所示,用横截面积为S的活塞在气缸内封闭一定质量的空气,活塞质量为m.在活塞上施加恒力F推动活塞,使气体体积减小.

(1)设上述过程中气体温度保持不变,则气缸内的气体压强______(选填“增大”、“减小”或“不变”),按照分子动理论从微观上解释,这是因为______

(2)设上述过程中活塞下降的最大高度为△h,气体放出的热量为Q,外界大气压强为p0,试求此过程中被封闭气体内能的变化△U.

正确答案

解析

解:(1)气体温度保持不变,体积减小,则气缸内的气体压强增大,按照分子动理论从微观上解释,这是因为体积减小分子的密度增大,单位时间内撞击单位面积的分子数增多.

(2)由热力学第一定律知外界对气体做的功为W=(F+mg+P0S)△h,被封闭气体内能的变化△U=(F+mg+P0S)△h-Q

故答案为:(1)增大,体积减小分子的密度增大,单位时间内撞击单位面积的分子数增多;(2)(F+mg+P0S)△h-Q

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题型: 多选题
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多选题

如图所示,绝热气缸固定在水平地面上,气缸内用绝热活塞封闭着一定质量的理想气体.开始时活塞静止在图示位置,现用力F使活塞缓慢向右移动一段距离,则在此过程中(  )

A缸内气体对活塞做负功

B缸内气体的内能减小

C缸内气体在单位时间内作用于活塞单位面积的冲量增大

D缸内气体分子在单位时间内与活塞碰撞的次数减小

正确答案

B,D

解析

解:由题意可知系统绝热,因此Q=0,气体体积增大,对活塞做正功,根据△U=W+Q可知,气体对外做功,Q=0,因此内能降低,所以温度降低,根据气态方程可知其压强减小,故A错误,B正确;

压强减小,缸内气体在单位时间内作用于活塞单位面积的冲量则减小,故C错误;

被封闭气体温度降低,体积增大,因此气体分子在单位时间内与活塞碰撞的次数减小,故D正确.

故选BD.

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题型: 多选题
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多选题

下列说法中正确的是(  )

A物体甲自发传递热量给物体乙,说明甲物体的温度一定比乙物体的温度高

B物体内能增加,一定是物体从外界吸收了热量

C当温度升高时,每个分子的运动都加快

D布朗运动反映了液体分子的无规则运动

正确答案

A,D

解析

解:A、热量能自发的由高温物体传向低温物体,物体甲自发传递热量给物体乙,说明甲物体的温度一定比乙物体的温度高,故A正确;

B、改变内能的方式有做功和热传递,物体内能增加,不一定是物体从外界吸收了热量,故B错误;

C、温度是分子平均动能的标志,是大量分子运动的统计规律.物体的温度越高,其分子的平均动能越大,不是每个分子的运动都加快.故C错误;

D、布朗运动是由于周围液体分子撞击的冲力不平衡而引起的,所以固体小颗粒的无规则运动反映了周围液体分子的无规则运动.故D正确;

故选:AD.

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题型: 单选题
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单选题

温度降低时,密闭塑料瓶中的气体(  )

A内能增大,放出热量

B内能增大,吸收热量

C内能减小,放出热量

D内能减小,吸收热量

正确答案

C

解析

解:密闭塑料瓶中的气体,温度降低,分子无规则热运动的平均动能减小,即内能减小;

瓶子中气体体积一定,不对外做功,即W=0;

根据公式△U=Q+W,该气体一定放出热量;

故选C.

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题型: 多选题
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多选题

(2015•湛江校级模拟)某洒水车停于水平地面上,在缓慢放水洒向花草过程中,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压强减小

正确答案

A,D

解析

解:C、D、洒水车在缓慢洒水的过程中,整体质量会变小,对轮胎的压力变小,所以轮胎内气体的压强变小,因是缓慢的,温度不变,由理想气体的状态方程可知气体的体积会变大,温度不变,分子平均动能不变;气体的质量不变,所以气体的内能不变.故D正确,C错误;

A、B、气体的体积增大的过程中,气体对外做正功,W为负;根据热力学第一定律:△E=W+Q可知,气体一定从外界吸收热量.故A正确,B错误.

故选:AD

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题型: 单选题
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单选题

关于热现象和热学规律,下列说法中正确的是(  )

A热量不可能由低温物体传给高温物体

B用打气筒的活塞压缩气体很费力,说明分子间有斥力

C在某过程中,气体的内能不变,却对外做功,这并不违反热力学第一定律

D给物体加热,物体分子的热运动一定会变剧烈,分子的平均动能一定会增大

正确答案

C

解析

解:A、根据热力学第二定律得知:热量能自发地从高温传到低温物体,但不可能从低温传到高温物体而不产生其他影响;若在外界的影响下,热量也能从低温物体传给高温物体.故A错误.

B、气体分子间距较大,分子作用力很小.用打气筒的活塞压缩气体很费力,是因为气筒内压强很大造成的,不能说明分子间有斥力.故B错误;

C、在某过程中,气体的内能不变,却对外做功,可能吸热,故并不违反热力学第一定律,故C正确;

D、给物体加热,若物体对外做功,内能不一定增大,温度不一定升高,分子的平均动能不一定增大,故D错误.

故选:C.

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题型: 单选题
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单选题

关于热现象的说法,正确的是(  )

A热量不可能由低温物体传给高温物体而不发生其他变化

B气体压强越大,气体分子的平均动能就越大

C外界对气体做功,气体的内能一定增加

D温度升高,物体内每个分子的热运动速率都增大

正确答案

A

解析

解:A、热力学第一定律的内容:热量不可能由低温物体传给高温物体而不发生其他变化,A正确;

B、气体分子的平均动能由温度决定,B错误;

C、改变内能的方式有两种:做功和热传递,所以外界对气体做功,气体的内能不一定增加,C错误;

D、温度升高,物体内分子的平均动能增大,并不是每个分子的动能都增大,D错误;

故选A

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题型: 单选题
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单选题

一个带活塞的气缸内封闭有一定量的气体,对气缸内的气体,下列说法正确的是(  )

A气体吸收热量,气体温度一定升高

B压缩气体,气体温度可能降低

C压缩气体,同时气体向外界放热,气体温度一定不变

D压缩气体,同时气体从外界吸热,气体温度一定不变

正确答案

B

解析

解:A、根据热力学第一定律,△E=W+Q,气体吸收热量,若同时对外做功,气体的内能不一定增大,温度不一定升高.故A错误;

B、根据热力学第一定律,压缩气体,若同时放出热量,气体温度可能降低.故B正确;

C、根据热力学第一定律,压缩气体,若同时放出热量,气体温度可能降低.故C错误;

D、根据热力学第一定律,压缩气体,外界对物体做功,同时气体从外界吸热,气体温度一定升高.故D错误.

故选:B

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题型: 单选题
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单选题

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转动的叶片不断搅动热水,水温升高

B转轮转动所需能量来自形状记忆合金自身

C转轮依靠自身惯性转动,不需要消耗外界能量

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

正确答案

D

解析

解:A、转轮转动的过程中克服摩擦力做功,转轮的速度越来越小,所以要维持转轮转动需要外力做功.故A错误.

B、要维持转轮转动需要外力做功,转轮转动所需能量不能由转轮自己提供.故B错误.

C、转动的叶片不断搅动热水的过程是水对转轮做功的过程,同时水会向四周放出热量,根据热力学第一定律可知水的内能减小,故水温降低,故C错误.

D、根据热力学第二定律,物体不可能从单一热源吸收能量全部用来对外做功而不引起其变化,故叶片在热水中吸收的热量一定大于在空气中释放的热量.故D正确.

故选:D.

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题型: 单选题
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单选题

下列说法正确的是(  )

A当分子间的距离减小时,分子势能一定增加

B布朗运动不是液体分子的热运动,而是布朗颗粒分子的热运动

C热传导过程、机械能与内能转化过程都具有方向性

D一定质量的理想气体在发生等温变化时内能不改变,因而与外界一定不发生热交换

正确答案

C

解析

解:A、分子距离在大于平衡距离且分子间距离减小时,分子势能减小;分子距离在小于平衡距离且分子间距离减小时,分子势能增加,故A错误;

B、布朗运动是颗粒运动,实质上反映了水分子无规则运动.故B错误;

C、热量可以自发地从高温物体传递给低温物体,但却不能自发地从低温物体传递到高温物体,若能从低温物体传递到高温物体,必须依靠外界的帮助,则说明能量转移具有方向性.热传导过程、机械能与内能转化过程都具有方向性,故C正确;

D、一定质量的理想气体在发生等温变化时内能不改变,即△U=0,

根据热力学第一定律得△U=W+Q=0,

所以理想气体可以吸收热量并且对外做功,也可以对气体做功并放出热量,故D错误.

故选:C.

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题型: 多选题
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多选题

两年来,四川人民(特别是灾区人民)在党中央、国务院以及四川省委、省政府的领导下,发扬了大无畏的战天斗地精神和科学重建精神,学校灾后重建工作取得巨大成就,灾区各地新校园拔地而起.5.12两周年前后,为了庆祝新校园新校舍的落成,不少学校在室外使用巨大的红色气球来烘托气氛.在晴朗的夏日,对密闭的气球从早晨到中午过程(体积变化忽略不计),下列描述中正确的是(  )

A气球内的气体从外界吸收了热量,内能增加

B气球内的气体吸收了的热量,温度升高,吸收的热量大于其内能的增加量

C气球内的气体压强增大,所以单位体积内的分子数增加,单位面积的碰撞频率增加

D气球内的气体虽然分子数不变,但分子对器壁单位时间、单位面积的碰撞时的冲量增大

正确答案

A,D

解析

解:气球吸收了热量,使得温度随气温升高,内能增加;气体受热体积膨胀对外做功,气球内单位体积分子数减少.

A、气球内的气体从外界吸收了热量,内能增加,A正确;

B、吸收的热量等于内能的增量,因为,B体积变化忽略不计,B错误;

C、因为体积膨胀忽略不计,所以单位体积内的分子数不变,C错误;

D、气球内的气体虽然分子数不变,但分子对器壁单位时间、单位面积的碰撞时的冲量增大,因为平均动能增大,D正确;

故选:AD.

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题型: 单选题
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单选题

关于物体内能及其变化,下列说法正确的是(  )

A物体不与外界发生热交换,其内能一定不变化

B物体的速度增大时,其动能增大,内能也增大

C物体对外做功,其内能不一定改变

D晶体熔解时,温度不变,则内能也不变

正确答案

C

解析

解:A、不发生热传递的话,也可以是对外界作功或者外界对物体做功,照样可以改变物体的内能,故A错误;

B、物体宏观的速度与物体的内能无关,物体的速度增大时,其动能增大,内能不一定增大.故B错误;

C、物体对外做功的同时如果从外界吸收热量,那么物体的内能就不一定改变;故C正确;

D、晶体熔解时,温度不变,吸收热量,分子势能增大,则内能也增大.故D错误

故选:C

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题型:填空题
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填空题

汽缸中的气体膨胀时推动活塞向外运动,若气体对活塞做的功是2.6×103J,气体的内能减少了5.4×103J,则在此过程中气体______(“吸收”或“放出”)的热量为______J.

正确答案

放出

2.8×103

解析

解:对一定质量的气体它膨胀后对外做的功是2.6×103J,J,故W=-2.6×103J;

△U=5.4×103J,

根据热力学第一定律,有:△U=Q+W,

得:Q=5.4×103J-2.6×103J=-2.8×103J.

故答案为:放出; 2.8×103

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题型:简答题
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简答题

如图所示,容器A、B各有一个可自由移动的轻活塞,活塞下面是水,上面是大气,大气压恒定,A、B的底部由带有阀门K的管道相连,整个装置与外界隔热.原先A中水面比B中的高,打开阀门,使A中的水逐渐向B流,最后达到平衡.在整个过程中,水的内能增加了多少?

正确答案

解析

解:打开阀门K后,A中的水逐渐向B中流动,达到平衡时,两边水面达到相同的高度.

设大气压为p,A中活塞的横截面积为S1,活塞向下移动的距离为h1,则对A来说,大气压力对水所做的正功W1=pS1h1=pV1

同时B中活塞上移,设其横截面积为S2,上移距离为h2,对B来说,大气压力对水做的负功W2=-pS2h2=-pV2

因水的压缩很小,可认为水的体积不变,有V1=V2,所以大气压力对水做的总功W=W1+W2=p(V1-V2)=0,即大气压力对连通器中的水不做功.

内能的变化是由做功和热传递引起的,由题目知水与外界不发生热传递,因此内能的变化必然是由做功引起的.大气压力不做功,只有重力做功.

在重力作用下,相当于A中体积为V1的那部分水降到B中V2部分中去了.因V1=V2,所以m1=m2=m,显然重力做正功WG=mg.这部分水重力势能减少,由能量转化和守恒定律知,装置中水减少了的重力势能全部转化为水的内能,所以水的内能增加了mg

答:在整个过程中,水的内能增加了mg

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