高中物理-功和内能

高中物理-功和内能

在绝热气缸中封闭着两部分同种类的气体A和B，中间用绝热活塞隔开，活塞用销钉固定着。开始时两部分气体的体积和温度都相同，气体A的质量大于气体B的质量。撤去销钉后活塞可以自由移动，最后达到平衡。关于B部分气体的内能和压强的大小

A．内能增加，压强不变B．内能不变，压强不变

C．内能增加，压强增大D．内能不变，压强增大

【参考答案】C

【试题解析】因为气体A的质量大于气体B的质量，故开始时气体A的压强大于气体B的压强，撤去销钉后，A气体膨胀对B气体做功，故B气体内能增加，压强增大，选C。【知识补给】

功和内能

（1）气体做功的特征是气体体积的变化，若气体只有压强的变化而无体积的变化，气体不做功。

（2）做功的对象是实物，故气体向真空膨胀不做功。

（3）理想气体被绝热压缩，则内能增加，温度升高，体积减小，压强一定增大；理想气体绝热膨胀，则内能减少，温度降低，压强一定增大。

如图所示，内壁光滑的绝热气缸竖直立于地面上，绝热活塞将一定质量的理想气体封闭在气缸中，活塞静止时处于A位置。现将一重物轻轻地放在活塞上，活塞最终静止在B 位置。则活塞在B位置时与活塞在A位置时相比较

A．气体的内能可能相同

B．气体的温度一定不同

C．单位体积内的气体分子数不变

D．单位时间内气体分子撞击单位面积气缸壁的次数一定增多

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使活塞缓慢向右移动一段距离，则在此过程中

A．外界对缸内气体做正功

B．缸内气体的内能不变

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．在单位时间内缸内气体分子与活塞碰撞的次数减少

如图所示，用绝热活塞把绝热容器隔成容积相同的两部分，先把活塞锁住，将质量和温度都相同的理想气体氢气和氧气分别充入容器的两部分，然后提起销子，使活塞可以无摩擦地滑动，当活塞平衡时

A．氢气的温度不变B．氢气的压强减小

C．氢气的体积减小D．氧气的温度升高

绝热气缸的质量为M，绝热活塞的质量为m，活塞与气缸壁之间无摩擦且不漏气，气缸中密封一部分理想气体，最初气缸被销钉固定在足够长的光滑固定斜面上。如图所示，现拔去销钉，让气缸在斜面上自由下滑，当活塞与气缸相对静止时，被封气体与原来气缸静止在斜面上时相比较，下列说法中正确的是

A．气体的压强不变B．气体的内能减小

C．气体的温度升高D．气体的体积增大

如图是一个绝热容器，挡板A上方为理想气体，挡板A下方为真空。现在把挡板A突然抽走，使气体充满整个容器，再用绝热活塞B把气体压回到初始位置。已知B与容器接触良好，不漏气。则在第一个过程中，气体的温度________，第二个过程中气体的温度________。（填“不变”、“升高”或“降低”）

【参考答案】

BD 由于气体被绝热压缩，所以气体的内能增大，温度升高，分子平均功能增大，又因单位体积内分子数增多，所以单位时间内气体分子撞击单位面积气缸壁的次数一定增多，AC错误，BD正确。

D 用力使绝热活塞缓慢向右移动一段距离，对气体对外做功，内能减小，AB错误；由于内能减小，分子平均速率减小，同时体积变大，单位体积内的平均分子数减少，则缸内气体在单位时间内作用于活塞单位面积的冲量减小，在单位时间内缸内气体分子与活塞碰撞的次数减少，C错误，D错误。

BD 理想气体氢气和氧气的质量虽然相同，但由于氢气的摩尔质量小，故氢气物质的量多，又体积和温度相同，所以氢气的压强大，当拔掉销子后，会推动活塞向氧气一边移动，即氢气绝热膨胀，对外做功，内能减少，温度降低；氧气被绝热压缩，外界对它做功，内能增加，温度升高；氢气的压强减小，氧气的压强增大，AC错误，BD正确。

BD 设被封闭气体压强为p，大气压强为p0，开始时活塞静止，有mg sin θ+p0S=pS，后来气缸在斜面上自由下滑，当活塞与气缸相对静止时p=p0，故被封闭气体压强减小，A 错误；拔去销钉到活塞与气缸相对静止过程，随着气体压强减小，气缸的加速度减小，活塞的加速度增大，气缸的加速度始终大于活塞的加速度，则气体体积增大，对外做功，内能减小，温度降低，C错误，BD正确。

不变升高

第一个过程中因挡板A下面是真空，故气体绝热膨胀时并不做功，气体内能不变，温度不

变；第二个过程中活塞B对气体做功，气体被绝热压缩，故气体内能增加，温度升高。