1、如图所示,活塞将汽缸分成甲、乙两气室,汽缸、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,则在将拉杆缓慢向左拉的过程中( )
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
【答案】D
【解析】接触面是绝热面,拉动拉杆,对乙部分气体来讲,气体推动活塞对活塞做功,内能减小,温度降低;对甲部分气体来讲,活塞压缩气体做功,内能增大
2、对于一定质量的理想气体,下列说法正确的是( )
A.该气体放出热量时,其内能一定减小
B.该气体膨胀对外做功时,其内能一定减小
C.该气体吸收热量同时对外膨胀做功,其内能可能增加
D.该气体放出热量同时膨胀对外做功,其内能可能不变
【答案】C
【解析】由ΔU=W+Q可知,改变物体内能的方式有两种:做功和热传递.该气体放热,Q<0,但做功W未知,所以内能不一定减小,故选项A错误;该气体对外做功,W<0,但Q未知,所以内能不一定减小,故选项B错误;该气体吸收热量,Q>0,同时对外做功,W<0,ΔU可能是正值也可能是负值,所以内能可能增加,故选项C正确;该气体放出热量,Q<0,同时对外做功,W<0,所以ΔU<0,即气体内能一定减小,故选项D错误
3、如图所示为冲击摆实验装置,一水平飞行的子弹射入沙箱后与沙箱合为一体,共同摆起一定高度,在此过程中有关能量转化的说法中正确的是( )
A.子弹的动能转变成沙箱和子弹的内能
B.子弹的动能转变成沙箱和子弹的重力势能
C.子弹的动能转变成沙箱和子弹的动能
D.子弹的动能一部分转变成沙箱和子弹的内能,另一部分转变为沙箱和子弹的机械能
【答案】D
【解析】子弹在射入沙箱瞬间,要克服摩擦阻力做功,有一部分动能转变成沙箱和子弹的内能,一部分动能变成沙箱和子弹的机械能,故D正确
4、(多选)一定质量理想气体的状态变化过程表示在如图所示的pV图上,气体先由a状态沿双曲线经等温过程变化到b状态,再沿与横轴平行的直线变化到c状态,a、c两点位于与纵轴平行的直线上,以下说法中正确的是( )
A.由a状态至b状态过程中,气体放出热量,内能不变
B.由b状态至c状态过程中,气体对外做功,内能减少
C.c状态与a状态相比,c状态分子平均距离较大,分子平均动能较大
D.b状态与a状态相比,b状态分子平均距离较小,分子平均动能相等
【答案】AD
【解析】由题意知,ab是一条双曲线,说明气体由a状态至b状态过程中发生了等温变化,内能不变,气体的体积减小,外界对气体做功,根据热力学第一定律可知,气体放出热量,故A正确;由b状态至c状态过程中,气体的体积增大,对外做功,温度升高,内能增大,故B错误;c状态与a状态相比,体积相同,分子平均距离相等,故C错误;b状态与a状态相比,b状态体积小,分子平均距离较小,温度相等,则分子平均动能相等,故D正确
5、(多选)如图所示,带有活塞的汽缸中封闭一定质量的理想气体.将一个半导体NTC热敏电阻R(温度降低,电阻变大)置于汽缸中,热敏电阻与容器外的电源E和电流表A组成闭合回路,汽缸和活塞具有良好的绝热(与外界无热交换)性能.若发现电流表的读数增大时,以下判断正确的是( )
A.气体一定对外做功
B.气体体积一定增大
C.气体内能一定增大
D.气体压强一定增大
【答案】CD
【解析】电流表读数增大,说明热敏电阻温度升高,由于汽缸绝热,故气体温度升高,则内能一定增大,C正确;因是绝热过程,内能增加只能外界对气体做功,气体体积变小,压强变大,A、B错误,D正确
6、(多选)如图所示,一定质量的理想气体从pV图象中的状态a变化到状态b,那么在这一过程中,下列说法正确的是( )
A.气体从外界吸收热量
B.气体分子的平均动能减小
C.外界对气体做正功
D.气体分子撞击器壁的作用力增大
【答案】AD
【解析】由pV图象可知,由a到b过程气体的压强和体积均增大,气体对外做功,W<0,根据理想气体状态方程pV/T=C可知,气体温度升高,理想气体内能由温度决定,故内能增加,即ΔU>0,根据ΔU=W+Q可知,Q>0,气体从外界吸收热量,故选项A正确,C错误;温度是分子平均动能的标志,由a到b气体的温度升高,所以气体分子的平均动能增大,气体分子撞击器壁的作用力增大,故选项B错误,D正确
7、如图所示,一定质量的某种理想气体先后发生两种状态变化过程:第一种变化是从状态A到状态B,外界对该气体做功为6 J;第二种变化是从状态A至状态C,该气体从外界吸收的热量为9 J.已知图线AC的反向延长线通过坐标原点O,B、C两状态的温度相同,理想气体的分子势能为零.求:
(1)从状态A到状态C的过程,该气体对外界做的功W1和其内能的增量ΔU1
(2)从状态A到状态B的过程,该气体内能的增量ΔU2及其从外界吸收的热量Q2
【答案】(1)0 J 9 J (2)9 J 3 J
【解析】(1)由题意及题图可知,从状态A到状态C的过程,气体发生等容变化,该气体对外界做的功W1=0 J,根据热力学第一定律有 ΔU1=W1+Q1 内能的增量ΔU1=Q1=9 J. (2)从状态A到状态B的过程,体积减小,温度升高,ΔU2=ΔU1=9 J (状态B和状态C温度相同内能相等),该气体内能的增量根据热力学第一定律有ΔU2=W2+Q2 从外界吸收的热量Q2=ΔU2-W2=3 J