时A、B气体的合重心在中线下方,均匀混合后重心在中线上,重心上升了,所以气体的重力势能增加了,由能量守恒定律知,吸收的热量一部分增加气体的内能,一部分增加重力势能,即Q=ΔU+ΔEp,所以Q>ΔU,故B对。
11.如图2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( )
图2
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
解析:选D 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。
12. (多选)图3为某同学设计的喷水装置,内部装有2 L水,上部密封1 atm的空气0.5 L,保持阀门关闭,再充入1 atm的空气0.1 L,设在所有过程中空气可看作理想气体,且温度不变,下列说法正确的有( )
图3
A.充气后,密封气体压强增加
B.充气后,密封气体的分子平均动能增加
C.打开阀门后,密封气体对外界做正功
D.打开阀门后,不再充气也能把水喷光
解析:选AC 温度不变,分子平均动能不变,充气后由于气体的质量增大,温度、体积基本不变,气体的压强增大,选项A对、B错;打开阀门后,水减少,气体膨胀,密封气体对水做正功,选项C对;如果水全排出,气体压强为p3,p3(2+0.5)=p1(0.5+0.1)得p3=0.24p1<p1,故不再充气不能把水喷光,选项D错。
13.如图4所示,一定质量的理想气体从状态A经等压过程到状态B。此过程中,气体压强p=1.0×105 Pa,吸收的热量Q=7.0×102 J,求此过程中气体内能的增量。
图4
解析:等压变化,=,对外做的功W=p(VB-VA),根据热力学第一定律ΔU=Q-W解得ΔU=5.0×102 J。
答案:ΔU=5.0×102 J