高中物理必修一必修3第3讲13

高效作业知能提升

一、选择题

1．图1－3－4为焦耳实验装置简图，用绝热性能良好的材料将容器包好，重物下落带动叶片搅拌容器里的水，引起水温升高，关于这个实验，下列说法正确的是()

图1－3－4

A．这个装置可测定热功当量

B．做功增加了水的热量

C．做功增加了水的内能

D．功和热量是完全等价的，无区别

解析：使相同的水升高相同的温度可采用加热和做功两种方法，用这个装置测出叶片对水做的功，即可知道热功当量，A对．对水做功可使水的内能变大，而与热量无关，B错，C对．功是不同形式的能量转化的量度，热量是同种能量(内能)转移的量度，D错．答案：AC

2．下列说法正确的是()

A．外界对一物体做功，此物体的内能一定增加

B．机械能完全转化成内能是不可能的

C．将热量传给一个物体，此物体的内能一定改变

D．一定量气体对外做功，气体的内能不一定减少

解析：根据热力学第一定律，ΔU＝W＋Q，可判断D正确．外界对物体做功，同时物体可能放热，内能不一定增加，故A错．物体的机械能可通过克服摩擦做功全部转化成内能，故B错．物体吸热可能同时对外做功，物体的内能不一定改变，故C错．答案：D

3．如图1－3－5所示，两个相通的容器P、Q间装有阀门K，P 中充满气体，Q内为真空，整个系统与外界没有热交换．打开阀门K 后，P中的气体进入Q中，最终达到平衡，则()

图1－3－5

A．气体体积膨胀，内能增加

B．气体分子势能减少，内能增加

C．气体分子势能增加，压强可能不变

D．Q中气体不可能自发地全部退回到P中

解析：整个系统与外界没有热交换，Q＝0.气体体积变大，但Q 内为真空，气体对外界不做功，W＝0.由ΔU＝W＋Q可以判定ΔU＝0，此过程气体内能不变，气体温度不变．气体发生等温变化，体积

变大，压强变小．根据热力学第二定律，Q中气体不可能自发地全部退回到P中．

答案：D

4．在一个大气压下，1 kg 100 ℃的水变为1 kg 100 ℃的水蒸气的过程，下列说法中正确的是()

A．内能不变，对外界做功，一定是吸热过程

B．内能增加，吸收的热量等于内能的增加量

C．内能不变，吸收的热量等于对外界做的功

D．内能增加，从外界吸热，吸收的热量等于对外界做的功和增加的内能

解析：水变成同温度的水蒸气时，分子间距从r0增大到约10r0，体积要扩大约1000倍，故需克服大气压力对外做功，同时克服分子力做功，分子势能增加，内能增加，由热力学第一定律ΔU＝Q＋W，则Q＝ΔU－W，其中W为负值，故选项D正确．

答案：D

5．图1－3－6所示为电冰箱的工作原理示意图．压缩机工作时，强迫制冷剂在冰箱内外的管道中不断循环，在蒸发器中制冷剂汽化吸收箱体内的热量，经过冷凝器时制冷剂液化，放出热量到箱体外．下列说法正确的是()

图1－3－6

A．热量可以自发地从冰箱内传到冰箱外

B．电冰箱的制冷系统能够不断地把冰箱内的热量传到外界，是因为其消耗了电能

C．电冰箱的工作原理不违反热力学第一定律

D．电冰箱的工作原理违反热力学第一定律

解析：由热力学第二定律可知，热量不能自发地从低温物体传给高温物体，除非有外界的影响或帮助．电冰箱把热量从低温的内部传到高温的外部，需要压缩机的帮助并消耗电能，答案是B、C.

答案：BC

6．(2010·高考重庆卷)给旱区送水的消防车停于水平地面，在缓慢放水过程中，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．内能增加

解析：本题意在考查考生理解气体压强的产生，理解并能正确应

用理想气体状态方程与热力学第一定律．根据p ＝p 0＋Mg S

可知，当车的载重减小时，胎内气体的压强减小，而胎内气体温度不变，由于胎内的气体不计分子间的势能，故可视为理想气体．由一定质量的理想

气体状态方程pV T

＝恒量可知，胎内气体的体积增大，胎内气体对外界做正功，B 错误；由于胎内气体的温度不变，所以气体的平均分子动能不变，胎内气体的内能不变，C 、D 错误；由热力学第一定律ΔE ＝W ＋Q 可知，气体从外界吸热，A 正确．

答案：A

7．(2010·高考广东卷)如图1－3－7是密闭的汽缸，外力推动活塞P 压缩气体，对缸内气体做功800 J ，同时气体向外界放热200 J ，缸内气体的( )

图1－3－7

A ．温度升高，内能增加600 J

B ．温度升高，内能减少200 J

C ．温度降低，内能增加600 J

D ．温度降低，内能减少200 J

解析：本题考查气体的内能、热力学第一定律．对气体做功800

J，同时气体放出热量200 J，由热力学第一定律得ΔU＝W＋Q＝800 J－200 J＝600 J，即气体温度升高，内能增加600 J，故A项正确．答案：A

8．(2010·高考全国卷Ⅱ)如图1－3－8，一绝热容器被隔板K隔开成a、b两部分，已知a内有一定量的稀薄气体，b内为真空．抽开隔板K后，a内气体进入b，最终达到平衡状态．在此过程中，()

图1－3－8

A．气体对外界做功，内能减少

B．气体不做功，内能不变

C．气体压强变小，温度降低

D．气体压强变小，温度不变

解析：本题考查热力学第一定律，气体的压强的微观解释，气体的内能等知识点．b室为真空，则a气体体积膨胀对外不做功，由热力学第一定律ΔU＝W＋Q知，在绝热时，气体的内能不变，A项错，B项对．又气体是稀薄气体，则只有动能，因此气体的温度不变，由pV

T＝C知，气体的压强减小，C项错，D项对．

答案：BD

9．如图1－3－9，水平放置的密封汽缸内的气体被一竖直隔板分隔为左右两部分，隔板可在汽缸内无摩擦滑动，右侧气体内有一电