第10讲 功、热和内能的改变（解析版） 试卷

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第10讲 功、热和内能的改变
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课程标准
课标解读
1.知道热力学第一定律。
2.通过有关史实，了解热力学第一定律和能量守恒定律的发现过程，体会科学探索中的挫折和失败对科学 发现的意义。

1.了解焦耳的两个实验的原理，知道做功和传热的实质。
2.知道做功和传热是改变内能的两种方式，理解做功和传热对改变系统内能是等效的，明确两种方式的区别。
3.明确内能、功、热量、温度四个物理量的区别和联系。


知识精讲

知识点01 焦耳的实验
1．绝热过程：系统不从外界吸热，也不向外界放热的过程。
2．代表性实验
(1)重物下落时带动叶片转动，搅拌容器中的水，水由于摩擦而温度上升；
(2)通过电流的热效应给液体加热。
3．实验结论：在热力学系统的绝热过程中，外界对系统做的功仅由过程的始末两个状态决定，不依赖于做功的具体过程和方式。
4．内能：只依赖于热力学系统自身状态的物理量。
【即学即练1】在焦耳的许多实验中，有两个最具有代表性：一个实验是重物下落时带动叶片转动，搅拌容器中的水，水由于摩擦而温度上升；另一个实验是通过电流的热效应给液体加热．焦耳的这两个实验说明了什么问题？
【解析】绝热过程中，外界对系统做的功仅由过程的始末状态决定，与做功的具体过程和方式无关．
知识点02 功与内能的改变
1．功与内能的改变：在热力学系统的绝热过程中，当系统从状态1经过绝热过程达到状态2时，内能的变化量ΔU＝U2－U1，等于外界对系统所做的功W，即ΔU＝W。
2．理解
(1)ΔU＝W的适用条件是绝热过程；
(2)在绝热过程中：外界对系统做功，系统的内能增加；系统对外做功，系统的内能减少。
【知识拓展】
1．做功与内能变化的关系
(1)做功改变物体内能的过程是其他形式的能(如机械能)与内能相互转化的过程；
(2)在绝热过程中，外界对物体做功，则W>0，外界对物体做多少功，就有多少其他形式的能转化为内能，物体的内能就增加多少；物体对外界做功，则W<0.物体对外界做多少功，就有多少内能转化为其他形式的能，物体的内能就减少多少。
2．功与内能的区别
(1)功是过程量，内能是状态量；
(2)物体的内能大，并不意味着做功多．在绝热过程中，只有内能变化越大时，相应地做功才越多。
【即学即练2】气体在绝热膨胀时它的温度会怎样变化？气体在绝热压缩时它的温度会怎样变化？为什么会发生这样的变化？请分别举一个绝热膨胀和绝热压缩时温度变化的实例。
【答案】温度降低；温度升高；见解析
【解析】根据功与内能的改变关系，在没有热交换，或时间极短系统来不及跟外界进行热交换的情况下，气体对外界做功（即绝热膨胀），气体的内能减少，温度降低；外界对气体做功（即绝热压缩），气体的内能增加，温度升高。
绝热膨胀实例：用打气筒向用橡胶塞塞住的瓶内打气，当橡胶塞跳出时，瓶内的气体迅速膨胀，系统对外做功，因此，气体的内能迅速减少，瓶内气体温度迅速下降，瓶内水蒸气液化，出现白雾。
绝热压缩实例：引火仪实验中，当迅速下压活塞时，引火仪筒内的气体可看作绝热压缩，外界对气体做功，气体内能增加，温度升高，当温度达到易燃物的燃点时，易燃物就被点燃了。

知识点03 热与内能的改变
1．传热
(1)条件：物体的温度不同；
(2)传热：热从高温物体传到了低温物体。
2．热和内能
(1)热量：在单纯的传热过程中系统内能变化的量度；
(2)热与内能的改变
当系统从状态1经过单纯的传热达到状态2时，内能的变化量ΔU＝U2－U1等于外界向系统传递的热量Q，即ΔU＝Q。
(3)传热与做功在改变系统内能上的异同：
①做功和传热都能引起系统内能的改变；
②做功时，内能与其他形式的能发生转化；传热只是不同物体(或一个物体的不同部分)之间内能的转移。
【知识拓展】
1．在单纯传热的过程中，系统从外界吸收多少热量，系统的内能就增加多少；系统向外界放出多少热量，系统的内能就减少多少．即ΔU＝U2－U1＝Q。
2．传热改变物体内能的过程是不同物体之间(或同一物体不同部分之间)内能的转移。
3．热传递与物体的内能的多少无关，只与两个物体(或一个物体的两部分)的温度差有关，热量总是从高温物体自发地传递到低温物体。
【即学即练3】用铁锤反复敲击铁棒，铁棒的温度会升高，把铁棒放在炭火上烧，铁棒的温度也会升高，这说明了什么问题？
【解析】说明做功和热传递都能改变物体的内能．
能力拓展

考法01 功与内能的改变
【典例1】关于晶体和非晶体及分子势能，以下说法错误的是（　　）
A．气体对外做功，其内能可能增加
B．烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的云母片背面，熔化的蜂蜡呈椭圆形，说明蜂蜡是晶体
C．分子势能可能随分子间距离的增加而增加
D．在合适的条件下，某些晶体可以转变为非晶体，某些非晶体也可以转变为晶体
【答案】B
【解析】A．内能改变两种方式，做功和热传递，由于未说明传热情况，故内能可能增加，A选项不合题意，故A错误；
B．烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的云母片背面，说明云母片导热各向异性，所以云母片是晶体，而非蜂蜡，B选项符合题意，故B正确；
C．当时，间距增大，分子力做负功，分子势能增大，C选项不合题意，故C错误；
D．晶体和非晶体可以相互转变，比如天然的水晶是晶体，而熔融后的玻璃是非晶体，D选项不合题意，故D错误。
故选B。
考法02 热与内能的改变
【典例2】关于温度和内能的理解，下列说法中正确的是( ).
A．温度是分子平均动能的标志，物体温度升高，则物体每一个分子的动能都增大
B．不计分子之间的分子势能，质量和温度相同的氢气和氧气具有相同的内能
C．1g100℃水的内能小于1g100℃水蒸气的内能
D．做功和热传递对改变物体内能是等效的，也就是说做功和热传递的实质是相同的
【答案】C
【解析】试题分析：内能是指物体内部所有分子做无规则运动所具有的动能和分子势能的总和，做功和热传递是改变内能的两种方式．并且做功和热传递对改变内能是等效的．温度是物体的分子热运动平均动能的标志，温度越高，分子平均动能越大．
温度是分子平均动能的标志，物体温度升高分子的平均动能增加，则不是每一个分子的动能都增大，A错误；质量相等的氢气和氧气，温度相同，分子的平均动能相同，而氢气的分子数多，则氢气的内能较大，B错误；水变成水蒸气要吸热，则同质量水的内能小于水蒸气的内能，C正确；做功和热传递对改变物体内能是等效的，但实质不同，做功是其他能和内能的转化，热传递是内能的转移，D错误；
分层提分


题组A 基础过关练
1．下列例子中通过热传递改变物体内能的是（　　）
A．用砂轮磨刀具的时候，刀具的温度升高
B．灼热的火炉使周围物体的温度升高
C．手感到冷时，搓搓手就会觉得暖和些
D．擦火柴时，火柴头上的易燃物质燃烧起来
【答案】B
【解析】A．用砂轮磨刀具的时候，刀具的温度升高，是通过做功的方式改变物体内能，故A不符合题意；
B．灼热的火炉使周围物体的温度升高，是通过热传递的方式改变物体内能，故B符合题意；
C．手感到冷时，搓搓手就会觉得暖和些，是通过做功的方式改变物体内能，故C不符合题意；
D．擦火柴时，火柴头上的易燃物质燃烧起来，是通过做功的方式改变物体内能，故D不符合题意。
故选B。
2．关于做功、传热与内能变化的说法，正确的是（ ）
A．不通过做功的过程，物体的内能也可以改变
B．不对物体做功，物体的内能会保持不变
C．外力对物体做2J的功，物体就一定增加2J的内能
D．物体吸收热量，内能一定增加
【答案】A
【解析】AB．做功和传热都可以改变物体的内能，故A正确B错误；
C．外力对物体做2J的功，若物体与外界没有热交换，则内能一定增加2J，故C错误；
D．物体吸收热量时，如果对外做功，内能不一定增加故D错误。
故选A。
3．关于传热，下列说法正确的是（ ）
A．传热是高温物体的温度传给低温物体 B．不接触的物体之间不会发生传热
C．比热容相同的物体之间不会发生传热 D．温度相同的物体之间不会发生传热
【答案】D
【解析】A．传热的实质是内能从高温物体转移到低温物体，传递的不是温度。选项A错误；
B．不接触的物体之间可以通过热辐射的方式进行传热。选项B错误；
C．热量总是从温度高的物体传递给温度低的物体，和物体的比热容没有关系。选项C错误；
D．传递的条件是两物体的温度不同，温度相同的物体之间不存在温度差，不会发生传热。选项D正确。
故选D。
4．热传递的实质是（ ）
A．内能多的物体把热量传递给内能少的物体 B．热量多的物体把热量传递给热量少的物体
C．高温物体把热量传递给低温物体 D．质量大的物体把热量传递给质量小的物体
【答案】C
【解析】热传递的实质是高温物体把热量传递给低温物体，故C正确，ABD错误；
故选C。
5．下列说法正确的是（ ）
A．只有通过做功，才能改变物体的内能
B．气体被压缩时，外界对气体做功，气体内能减少
C．物体的温度越高，分子热运动的平均动能越大
D．物体分子热运动的动能的总和，就是物体的内能
【答案】C
【解析】A.由热力学第一定律可知，做功和热传递是内能改变的两种方式，A错误；
B.气体被压缩时，外界对气体做功，但是气体可能吸收热量，内能变化无法确定，B错误；
C.温度是描述物体冷热程度的物理量，是物体内分子平均动能大小的标志，温度越高，分子平均动能越大，C正确；
D.内能是物体内分子势能和分子动能的总和，D错误；
故选C。
6．关于物体的内能，下列说法中正确的是（ ）.
A．不同物体，温度相等，内能也相等
B．要使气体分子的平均动能增大，外界必须向气体传热
C．做功和热传递过程都能改变物体的内能，但两种过程的本质不同
D．1g 0℃的水与1g 0℃的冰内能相等
【答案】C
【解析】A．温度相等，只是说明分子的平均动能相等，而不同的物体，分子数一般是不同的，因而所有分子热运动的动能也就不会相同，所有分子的势能一般也不会相同，故由物体内所有分子热运动的动能和分子势能的总和决定的内能也就不会相同，选项A错误。
B．气体分子的平均动能增大的宏观标志是物体的温度升高。想要达到此目的，可以是由外界向气体传热，也可以是外界对物体做功，选项B错误。
C．做功过程是内能与其他形式的能量相互转化的过程，而热传递过程则是物体之间内能转移的过程，两者确实有着本质上的不同，选项C正确。
D．1g 0℃的水与1g 0℃的冰，温度相同说明它们的分子平均动能是相等的，而且它们的分子数也相等，故它们的分子动能总和相等。但在冰熔化为水的过程中需要从外界吸收热量，这些能量将转化成分子势能。由此可知，1g 0℃的水所具有的分子总势能要大于1g 0℃的冰所具有的分子总势能。所以，1g 0℃的水所具有的内能要大于1g 0℃的冰所具有的内能，选项D错误。
故选C。
7．对于热量、功和内能三个物理量，下列各种说法中正确的是（　　）
A．热量和功与过程有关，而内能与状态有关
B．热量、功和内能的物理意义相同
C．热量和功都可以作为内能的量度
D．内能大的物体具有的热量多
【答案】A
【解析】A．热量和功是过程量，与过程有关，而内能是状态量，与状态有关，选项A正确；
B．热量、功和内能是三个不同的物理量，它们的物理意义不同，热量反映了物体内能的变化量多少，功是能量转化的量度，内能是物体内所有分子动能和势能之和，做功和热量都可以改变物体内能变化的量度，故B错误；
C．做功与热传递是改变内能的两种方式，都可以内能变化的量度，而不是内能的量度。故C错误。
D．热量是过程量，不是状态量，不能说内能大的物体具有的热量多，故D错误。
故选A。
8．如图所示的实验装置中，把浸有乙醚的一小块棉花放在厚玻璃筒内底部，当很快向下压活塞时，由于被压缩的气体骤然变热，温度升高达到乙醚的燃点，使浸有乙醚的棉花燃烧起来，此实验的目的是要说明对物体（　　）

A．做功可以增加物体的热量 B．做功可以改变物体的内能
C．做功一定会升高物体的温度 D．做功一定可以使物态发生变化
【答案】B
【解析】当用力压活塞时，活塞压缩玻璃筒内的空气，对空气做功，空气的内能增加，温度升高，当达到乙醚着火点时，筒内棉花就会燃烧起来，此实验说明了：外界对物体做功，物体的内能增加。
故选B。
9．下列说法正确的是（ ）
A．悬浮在空气中的PM2.5颗粒的运动是分子热运动
B．一定质量的晶体在熔化过程中，其内能保持不变，分子势能增大
C．由于液体表面层分子间平均距离大于液体内部分子间平均距离，液体表面存在张力
D．在温度不变的条件下，增大饱和汽的体积，最终会减少饱和汽的压强
【答案】C
【解析】A．PM2.5是指空气中直径小于等于2.5微米的固体颗粒物，因此它的运动不属于分子热运动，选项A错误；
B．一定质量的晶体在熔化过程中，温度不变，分子的平均动能不变，但溶化过程要吸热，所以内能增大，选项B错误；
C．由于液体表面层分子间平均距离大于液体内部分子间平均距离，分子力体现为引力，液体表面存在张力，选项C正确；
D．饱和汽压只与温度有关，选项D错误。
故选C。
10．下列四幅图的有关说法中，不正确的是（　　）

A．分子间距离为时，分子势能最小
B．估测油酸分子直径d时，可把油酸分子简化为球形处理
C．食盐晶体中的钠、氯离子按一定规律分布，具有空间上的周期性
D．猛推活塞，密闭的气体温度升高，压强变大，气体对外界做正功
【答案】D
【解析】A．如图所示，分子间距离为时，分子势能最小，A正确，不符合题意；

B．估测油酸分子直径d时，可把油酸分子简化为球形处理，B正确，不符合题意；
C．食盐晶体中的钠、氯离子按一定规律分布，具有空间上的周期性，C正确，不符合题意；
D．猛推活塞，密闭的气体温度升高，压强变大，外界对气体做正功，D错误，符合题意。
故选D。
题组B 能力提升练
1．有关热学的说法，正确的是（　　）
A．热量一定是从内能大的物体传递到内能小的物体
B．气体温度升高，分子的平均动能一定增大
C．随着科技的进步，物体的温度可以降低到
D．要使气体的分子平均动能增大，外界必须向气体传热
【答案】B
【解析】A．发生热传递的条件是两物体有温度差，高温物体的内能转移到低温物体，使高温物体降温，低温物体升温，直到两者温度相同，热传递才停止。与两物体比热、体积、内能的大小均无关，故A错误；
B．温度是分子平均动能的标志，当气体温度升高，分子的平均动能一定增大。故B正确；
C．是一切低温的极限，不能达到，故C错误；
D．温度是分子的平均动能的标志，要使气体的分子平均动能增大，必需提高气体体的温度，可以是气体从外界吸收热量，也可以是外界对气体做功。故D错误。
故选B。
2．下列关于内能变化的说法中正确的是（ ）
A．电流通过电阻，电阻会发热，其内能增加是通过热传递方式实现
B．一定量气体经加热，其内能一定增加
C．气体膨胀，它的内能一定减少
D．橡皮筋被拉长时，内能增加
【答案】D
【解析】A．流通过电阻，电阻发热，它的内能增加是通过“电流做功”方式实现的，A错误；
B．在对气体加热的同时，如果气体体积变大，对外做功，根据热力学第一定律，其内能的变化情况不能确定，B错误；
C．由热力学第一定律可知
DU = Q + W
所以仅仅气体膨胀对外做功，它的内能不一定减小，C错误；
D．拉伸橡皮筋时，外界对橡皮筋做了功，由于橡皮筋温度几乎不变不需要考虑传热，则橡皮筋的内能应该增加，D正确。
故选D。
3．在研究气体性质时，若分子间距离足够大，可以不计分子大小和分子间相互作用力，我们把它叫做理想气体。对于一定质量的某种理想气体，下列说法正确的是（ ）
A．气体温度升高，每一个分子的动能都增大
B．气体温度升高，气体分子的平均动能增大
C．外界对气体做功，气体内能一定增大
D．气体对外界放热，气体内能一定减小
【答案】B
【解析】A．气体温度升高，绝大多数气体分子的动能都增大，但个别分子的动能也可能减小，A错误；
B．温度是分子平均动能的标志，因此温度升高，气体分子的平均动能一定增大，B正确；
C．物体内能的变化与做功和热传递两个因素有关。外界对气体做功，同时物体有可能向外界放出热量，内能有可能不变甚至减小，C错误；
D．物体内能的变化与做功和热传递两个因素有关。气体对外界放热，同时也有可能外界对气体做功，气体的内能不一定减小，D错误。
故选B。
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逸出，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，经过一段较长时间后，再次打开开关，这时出现的现象是（　　）
A．筒外空气流向筒内
B．筒内空气流向筒外
C．筒内外有空气变换，处于动态平衡，筒内空气质量不变
D．筒内外无空气交换
【答案】B
【解析】因高压空气急剧外逸时，气体没有时间充分与外界发生热交换，可近似看成绝热膨胀过程。气体对外做功，内能减小，所以关闭开关时，筒内气体温度较外界低，再经过较长时间后，筒内外气体温度相同。对筒内剩余气体分析，属于等容升温过程，其压强要变大，大于外界气压，所以再打开开关时，筒内气体要流向筒外。
故选B。
5．两物体接触后发生了热传递，说法正确的是（　　）
A．内能大的物体向内能小的物体传递热量
B．密度大的物体向密度小的物体传递热量
C．含热量多的物体向含热量少的物体传递
D．分子平均动能大的物体向分子平均动能小的物体传递
【答案】D
【解析】热传递时是热量从温度高的物体传向温度低的物体，而温度是平均动能大小的标志，温度越高，分子平均动能越大。因此两物体接触后发生了热传递时，是分子平均动能大的物体向分子平均动能小的物体传递。选项D正确，ABC错误。
故选D。
6．下列说法中正确的是（　　）
A．物体的分子热运动动能的总和就是物体的内能
B．对于同一种气体，温度越高，分子平均动能越大
C．要使气体的分子平均动能增大，外界必须向气体传热
D．一定质量的气体，温度升高时，分子间的平均距离一定增大
【答案】B
【分析】此题既考查物体内能的概念，也涉及热和功的关系，还跟分子动理论有关，因此它不单纯是知识题，也考查推理能力。
【解析】A．物体的内能是物体内所有分子的热运动的动能和势能的总和，选项A错误；
B．温度是分子平均动能的标志，对于同一种气体，温度越高，说明它的分子平均动能越大，选项B正确；
C．要使气体的分子平均运动增大，即温度升高，有两种方式：一是通过热传递，即外界向气体传热；二是通过做功，外界对气体做功，也可以使气体温度升高，选项C错误；
D．一定质量的气体，压强、体积、温度三者是相互联系的，温度升高可能发生“热膨胀”，从而体积增大，但气体体积还跟压强有关，如果温度升高的同时，压强也增大，则气体的体积是否变大还不能确定，选项D错误。
故选B。
7．某物体的温度升高了，那么下列说法正确的是（　　）
A．物体内所有分子的动能都增大了
B．物体内分子的平均动能增大了
C．物体的分子势能一定增大了
D．物体一定吸收了热量
【答案】B
【解析】AB．温度是分子平均动能大小的标志，温度升高，则物体内分子的平均动能增大了，但物体内所有分子的动能不一定都增大，选项A错误，B正确；
C．分子势能大小取决于分子间的距离，温度升高，分子间的距离不一定增大，因此物体的分子势能不一定增大，选项C错误；
D．温度升高，可能是由于做功引起的，物体不一定吸收了热量，选项D错误。
故选B。
8．研究气体的性质时，可以设想有一种气体可以不计分子大小和分子间相互作用力，我们把它叫做理想气体。对于一定质量的某种理想气体，下列说法正确的是（　　）
A．气体温度升高，每一个分子的动能都增大 B．气体温度升高，气体分子的平均动能增大
C．气体压强是气体分子间的斥力产生的 D．气体对外界做功，气体内能一定减小
【答案】B
【解析】AB．气体温度升高，气体分子的平均动能增大，但也有少数气体分子的动能减小，A错误，B正确；
C．气体压强是气体分子持续撞击产生的， C错误；
D．根据热力学第一定律

当气体对外界做功时，同时气体从外界吸收热量，内能不一定减小，D错误。
故选B。
9．高温物体甲和低温物体乙发生热传递，最后达到热平衡，这个过程的实质是（　　）
A．甲把内能传给乙，最后甲、乙两者温度相等
B．甲把内能传给乙，最后甲、乙两者内能相等
C．甲把温度传给乙，最后甲、乙两者温度相等
D．甲把温度传给乙，最后甲、乙两者内能相等
【答案】A
【解析】宏观上甲的温度降低，乙的温度升高，因而有的同学会错误地认为甲物体向乙物体传递了温度，而实质上是甲将内能传递给了乙；热传递完成后，最后甲、乙两物体达到热平衡，即两者温度相同，并不是内能相等，故A正确，BCD错误。
故选A。
10．如图所示，在大口的玻璃瓶内装一些水，水的上方有水蒸气。然后用一与打气筒相连的活塞密闭瓶口，并给瓶内打气，当打到某一状态时，瓶塞会跳起来。当瓶塞跳起时，我们会看到瓶内出现了“白雾”。对于“白雾”的形成，下列说法正确的是（ ）

A．这些“白雾”是当瓶塞跳起后外界的水蒸气在瓶口遇冷形成的小水珠
B．这是打气筒向瓶内打进去的水蒸气
C．这是瓶内的水向外膨胀形成的水雾
D．瓶内空气推动瓶塞做功，空气的内能减小，温度降低，使水蒸气液化形成小水滴
【答案】D
【解析】当用打气筒向瓶内打气时，外界对系统做功，使系统的内能增加，温度升高，压强增大，使瓶塞从瓶口中喷出形成“白雾”的原因是，在塞子突然跳起时，气体绝热膨胀对外做功，内能减少，温度下降，水蒸气有一部分被液化成小水滴，形成“白雾”，故选项D正确，ABC错误。
故选D。
题组C 培优拔尖练
1．如图所示，A、B两装置均由一支一端封闭、一端开口且带有玻璃泡的管状容器和水银槽组成，除玻璃泡在管上的位置不同外，其他条件都相同。将两管抽成真空后，开口向下竖直插入水银槽中（插入过程没有空气进入管内），水银柱上升至图示位置停止。假设这一过程水银与外界没有热交换，则下列说法正确的是（　　）

A．A中水银的内能增量大于B中水银的内能增量
B．A管内水银的重力势能大于B管的
C．B中水银的内能增量大于A中水银的内能增量
D．A和B中水银体积保持不变，故内能增量相同
【答案】BC
【解析】两种情况下大气压对水银槽内的水银做相同的功，因为玻璃管内吸进的水银一样多，所以水银槽内的液面下降相同的高度，外界大气压力对水银做功，使水银进入试管内，大气压力对水银做的功一部分增加了管内水银的重力势能，另一部分增加了水银的内能；由于A管中的水银重心高，故A管中水银的重力势能增量大，则A管中水银内能的增量小，即B中水银的内能增量大于A中水银的内能增量。
故选BC。
2．下列说法正确的是（　　）
A．铁块熔化成铁水的过程中，温度不变，内能增大
B．物体运动的速度增大，则物体中分子热运动的平均动能增大，物体的内能增大
C．A、B两物体接触时有热量从物体A传到物体B，这说明物体A的内能大于物体B的内能
D．A、B两物体的温度相同时，A、B两物体的内能可能不同，分子的平均速率也可能不同
【答案】AD
【解析】A．铁块熔化成铁水的过程中，虽然温度不变，但要吸热，所以内能增大，故A正确；
B．机械运动速度增大与分子热运动的动能无关，故B错误；
C．A、B两物体接触时有热量从物体A传到物体B，只能说明物体A的温度大于物体B的温度，不能说明物体A的内能大于物体B的内能，故C错误；
D．两物体的温度相同时，内能可能不同，分子的平均动能相同，但由

可知，平均速率可能不同，故D正确。
故选AD。
3．汽车消耗的主要燃料是柴油和汽油．柴油机是靠压缩汽缸内的空气点火的；而汽油机做功冲程开始时，汽缸中的汽油﹣空气混合气是靠火花塞点燃的．但是汽车蓄电池的电压只有12V，不能在火花塞中产生火花，因此，要使用如图所示的点火装置，此装置的核心是一个变压器，该变压器初级线圈通过开关连到蓄电池上，次级线圈接到火花塞的两端，开关由机械控制，做功冲程开始时，开关由闭合变为断开，从而在次级线圈中产生10000V以上的电压，这样就能在火花塞中产生火花了．下列说法正确的是（ ）

A．柴油机的压缩点火过程是通过做功使空气的内能增大的
B．汽油机点火装置的开关若始终闭合，次级线圈的两端也会有高压
C．接该变压器的初级线圈的电源必须是交流电源，否则就不能在次级产生高压
D．汽油机的点火装置中变压器的次级线圈匝数必须远大于初级线圈的匝数
【答案】AD
【解析】A．柴油机是靠压缩柴油与空气混合气体，从而点火，通过做功使空气的内能增大，而汽油机靠火花塞点火，使气体做功，内能增大．故A正确；
B．汽油机点火装置的开关若始终闭合，变压器就没有变化的磁通量，则不能工作，所以次级线圈的两端也不会有高压，故B错误；
C．接该变压器的初级线圈的电源不一定是交流电源，直流也可以，只要使磁通量发生变化，故C错误；
D．由于火花塞需要的电压为10000V，但是电源的电压为12V，所以必须要经过升压变压器才可以得到高的电压，所以变压器左边线圈匝数远少于右边线圈的匝数，导致右边电压被提高，所以变压器的副线圈匝数远大于原线圈匝数，故D正确；
故选AD．
4．下述各种改变物体内能的方法，属于做功方式的是（　　）
A．冷物体接触热物体后变热
B．锯木头时，锯条发热
C．电流通过电炉丝，电炉丝发热
D．物体在火炉旁被烤热
E.热物体在通风的地方凉得快
【答案】BC
【解析】A．冷物体接触热物体后变热是通过热传递改变物体内能，A错误；
B．锯木头时，锯条发热，锯条克服摩擦力做功，B正确；
C．电流做功，电炉丝发热，C正确；
D．物体在火炉旁被烤热是通过热传递改变物体内能，D错误；
E．热物体在通风的地方凉得快是通过热传递改变物体内能，E错误。
故选BC。
5．质量为2kg的水在太阳光的照射下，温度升高5℃，水吸收的热量为______J。这是通过______的方法改变了水的内能。［J/（kg·℃）］
【答案】 热传递
【解析】[1]由太阳光热辐射的能量传递给了水，水吸收能量内能增加，增加的内能等于水所吸收的热量

[2]这是通过热传递改变了物体的内能；
6．气体温度计结构如图所示．玻璃测温泡A内充有理想气体,通过细玻璃管B和水银压强计相连．开始时A处于冰水混合物中,左管C中水银面在O点处,右管D中水银面高出O点h1=14 cm,后将A放入待测恒温槽中,上下移动D,使C中水银面仍在O点处,测得D中水银面高出O点h2=44 cm。(已知外界大气压为标准大气压,标准大气压相当于76 cm高水银柱产生的压强)

(1)求恒温槽的温度_______；
(2)此过程A内气体内能____(选填“增大”或“减小”),气体不对外做功,气体将____(选填“吸热”或“放热”)。
【答案】T2=364K(或91 ℃) 增大 吸热
【解析】(1)设恒温槽的温度为T2,由题意知T1=273 K
A内气体发生等容变化,根据查理定律得
p1=p0+ph1
p2=p0+ph2
联立代入数据得
T2=364 K(或91 ℃)． ④
(2)此过程中A内气体温度升高,则内能增大;体积不变,则W=0;根据热力学第一定律有
ΔU=Q+W,得Q>0,即气体将吸热
7．能量转化和守恒是自然界中一条普遍规律．请结合相关知识完成下列问题：
（1）机械运动中的能量转化和守恒．
如图所示，以光滑斜面固定在水平面上，斜面倾角为θ，长度为L．一质量为m的小物块由静止开始，由斜面顶端滑到底端，求此过程中重力做的功，并说明能量转化情况．

（2）电磁感应中的能量转化和守恒．
如图所示，在垂直于纸面向里的磁感应强度为B的匀强磁场中，两根光滑平行金属轨道，MN、PQ固定在竖直平面内，相距为L，电阻不计，中间连接阻值为R的电阻．电阻为r的金属导体棒ab垂直于MN、PQ放在导轨上，且与轨道接触良好，以速度v竖直向下做匀速运动．探究此过程中，在时间∆t内重力做的功与感应电流的电功之间的关系，并说明能量转化情况．

（3）机械能与内能转化和守恒．
理想气体的分子可视为质点，分子间除相互碰撞外，无相互作用力．如图所示，正方体容器密封着一定质量的某种理想气体．每个气体分子的质量为m，已知该理想气体分子平均动能与温度的关系为Ek=kT（k为常数，T为热力学温度）．如果该正方体容器以水平速度u匀速运动，某时刻突然停下来，求该容器中气体温度的变化量∆T．（容器与外界不发生热传递）

【答案】见解析
【解析】（1）物块下滑过程中重力做功

重力势能转化为物块的动能，总的机械能不变．
（2）导体棒下落过程产生的电动势

感应电流

因导体棒匀速下落，有

这段时间内感应电流的电功是
；
所以

在此过程中，重力克服安培力做功，重力做功数值等于电流做的功，减少的重力势能等于电路中产生的电能，电能通过电流做功转化为内能．
（3）设气体初始温度为，末温度为，容器中气体分子总数为N；
初始时分子平均动能

末态时分子平均动能

由能量守恒，气体的动能转化为气体的内能

解得