高中物理---功和内能练习 (2)

高中物理---功和内能练习

基础夯实

一、选择题(1～4题为单选题,5题为多选题)

1．下列哪个实例说明做功改变了系统的内能( B )

A．热水袋取暖B．用双手摩擦给手取暖

C．把手放在火炉旁取暖D．用嘴对手呵气给手取暖

解析：双手摩擦做功,使手的内能增加,感到暖和；A、C、D都是通过热传递来改变系统的内能,选项B正确。

2．如图是压力保温瓶的结构简图,活塞a与液面之间密闭了一定质量

的气体。假设封闭气体为理想气体且与外界没有热交换,则向下压a的过

程中,瓶内气体( A )

A．内能增大B．体积增大

C．压强不变D．温度不变

解析：向下压a的过程中,外界对气体做功,瓶内气体内能增大,选项A正确。向下压a 的过程中,瓶内气体体积减小,压强增大,温度升高,选项B、C、D错误。

3．下列有关焦耳及焦耳实验的说法中正确的有( D )

A．焦耳是法国物理学家,他的主要贡献是焦耳定律及热功当量

B．焦耳实验中用到的容器可以用普通玻璃杯代替

C．焦耳实验中的研究对象是容器中的水

D．焦耳实验中要使容器及其中的水升高相同的温度,实验中悬挂重物的质量、下落的高度可以不相同,但做功必须相同

解析：焦耳是英国物理家,A错误；焦耳实验的要求是研究对象为绝热系统,普通玻璃杯达不到绝热要求,B错误；实验的研究对象是容器及其中的水组成的系统,C错误；要使水及容器升高相同的温度即内能增加相同,则必须做功相同,D正确。

4．如图所示,在紫铜管内滴入乙醚,盖紧管塞。用手拉住绳子两端迅速往复拉动,管塞会被冲开。管塞被冲开前( D )

A．外界对管内气体做功,气体内能增大

B．管内气体对外界做功,气体内能减小

C．管内气体内能不变,压强变大

D．管内气体内能增大,压强变大

解析：克服绳与金属管间的摩擦做功,使管壁内能增大,温度升高。通过热传递,乙醚的内能增大,温度升高,直至沸腾,管塞会被冲开。管塞被冲开前管内气体内能增大,压强变大。

选项D 正确。

5．早些年农村的小孩子常用旧圆珠笔芯做一种玩具,铁丝的一端缠绕棉花,用水打湿后从一端塞入笔芯内,将笔芯的另一端用力在马铃薯上触一下拔出来,然后用力推铁丝,马铃薯小块高速飞出,能打出十几米远。下列说法正确的是( AC )

A ．在推铁丝而马铃薯小块未飞出的过程中,笔芯内密封的气体的温度升高

B ．在推铁丝而马铃薯小块未飞出的过程中,气体对外做功

C ．马铃薯小块高速飞出的动能来自于气体内能

D ．马铃薯小块高速飞出时外界对笔芯内气体做功

解析：在快速推铁丝而马铃薯小块未飞出的过程中,笔芯内密封的气体经历绝热压缩的过程,外界对气体做功,内能增加,故笔芯内密封的气体的温度升高,故A 正确；在推铁丝而马铃薯小块未飞出的过程中,气体被压缩,是外界对气体做功,故B 错误；封闭气体经历绝热膨胀过程,推出马铃薯,故马铃薯小块高速飞出的动能来自于气体内能,这里的气体类似弹簧,故C 正确,D 错误。

二、非选择题

6．冬季,由于温度太低,很难启动摩托车(在农村启动195型拖拉机也会遇到类似情况)。这时驾驶者往往先关闭油门,连续踏下启动摇杆若干次,然后再打开油门,踏下启动摇杆即可启动,运用的原理是什么？

答案：连续踏下启动摇杆,活塞不断压缩气缸里的气体做功,增加气体的内能,使气体的温度升高,当达到汽油的燃点后,即可启动。

7．有一个10m 高的瀑布,水流在瀑布顶端时速度为2m/s,在瀑布底与岩石的撞击过程中,有10%的动能转化为水的内能,请问水的温度上升了多少摄氏度？[已知水的比热容为4.2×103

J/(kg·℃),g 取10m/s 2

]

答案：2.4×10－3

℃

解析：根据机械能守恒定律知,水流到达瀑布底时的动能E k ＝12mv 2

＋mgh 。

水吸收热量Q 与温度变化Δt 满足关系Q ＝cm Δt 。 由题意知,有10%的动能转化为水的内能,所以 (12

mv 2

＋mgh )×10%＝cm Δt 。 代入数据得：Δt ＝2.4×10－3

℃。

能力提升

一、选择题(1～4题为单选题,5题为多选题)

1.如图所示,瓶内装有少量的水,瓶口已塞紧,水上方空气中有水蒸气,

用打气筒向瓶内打气,当塞子从瓶口跳出时,瓶内出现“白雾”,这一现象产

生的原因可以用下面三句话解释：甲,水蒸气凝结成小水珠；乙,瓶内气体推

动瓶塞做功,内能减小；丙,温度降低。三句话正确的顺序是( B )

A．甲、乙、丙B．乙、丙、甲

C．丙、甲、乙D．乙、甲、丙

解析：根据题意因果顺序的进程为：空气推动瓶塞做功——空气内能减小——瓶内空气温度降低——瓶内水蒸气液化成小水珠即“白雾”,而瓶塞跳起的原因是用打气筒往瓶内打气使气体压强增大所致。

2．(四川成都高二检测)如图所示,活塞将气缸分成甲、乙两气室,

气缸、活塞(连同拉杆)是绝热的,且不漏气。以E甲、E乙分别表示甲、乙

两气室中气体的内能,则在将拉杆缓慢向外拉的过程中( D )

A．E甲不变,E乙减小B．E甲不变,E乙增大

C．E甲增大,E乙不变D．E甲增大,E乙减小

解析：本题解题的关键是明确甲、乙两气室气体都历经绝热过程,内能改变取决于做功的情况。对甲室内的理想气体,在拉杆缓慢向外拉的过程中,活塞左移,压缩气体,外界对甲室气体做功,其内能应增大；对乙室内的气体,活塞左移,气体膨胀,气体对外界做功,内能应减小。

3.如图所示,气缸放置在水平地面上,质量为m的活塞将气缸分成甲、乙

两气室,两气室中均充有气体,气缸、活塞是绝热的且不漏气。开始活塞被销

钉固定,现将销钉拔掉,活塞最终静止在距原位置下方h处,设活塞移动前后甲

气体内能的变化量为ΔE,不计气体重心改变的影响,下列说法正确的是( B ) A．ΔE＝mgh B．ΔE>mgh

C．ΔE

解析：气体甲体积减小,外界对它做正功,其中包括mgh和乙气体分子对活塞的力做功W E＝mgh＋W乙。

乙,且为正功,Δ

4．金属筒内装有与外界温度相同的压缩空气,打开筒的开关,筒内高压空气迅速向外溢出,待筒内外压强相等时,立即关闭开关。在外界保持恒温的条件下,经过一段较长的时间后,再次打开开关,这时出现的现象是( B )

A．筒外空气流向筒内

B．筒内空气流向筒外

C．筒内外有空气交换,处于动态平衡,筒内空气质量不变

D．筒内外无空气交换

解析：因高压空气急剧外溢时,气体来不及充分与外界发生热交换,可近似看成绝热膨胀