2019年高中物理 第3章 熱力學(xué)基礎(chǔ) 第2、3節(jié) 熱力學(xué)第一定律、能量守恒定律課后知能檢測(cè) 粵教版選修3-3.doc
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2019年高中物理 第3章 熱力學(xué)基礎(chǔ) 第2、3節(jié) 熱力學(xué)第一定律、能量守恒定律課后知能檢測(cè) 粵教版選修3-3 1.一定量的理想氣體在某一過(guò)程中,從外界吸收熱量2.5104 J,氣體對(duì)外界做功1.0104 J,則該理想氣體的( ) A.溫度降低,密度增大 B.溫度降低,密度減小 C.溫度升高,密度增大 D.溫度升高,密度減小 【解析】 由熱力學(xué)第一定律ΔU=W+Q 得:Q=2.5104 J 得:W=-1.0104 J,可知ΔU大于零,氣體內(nèi)能增加,溫度升高,A、B錯(cuò);氣體對(duì)外做功,體積增大,密度減小,C錯(cuò),D對(duì). 【答案】 D 2.氣體膨脹對(duì)外做功100 J,同時(shí)從外界吸收了120 J的熱量,它的內(nèi)能的變化是( ) A.減小20 J B.增大20 J C.減小220 J D.增大220 J 【解析】 研究對(duì)象為氣體,依據(jù)符號(hào)規(guī)則,對(duì)外做功W=-100 J,吸收熱量Q=+120 J.由熱力學(xué)第一定律有:ΔU=W+Q=-100 J+120 J=20 J>0,說(shuō)明氣體的內(nèi)能增加,故選項(xiàng)B正確. 【答案】 B 3.固定的水平汽缸內(nèi)由活塞B封閉著一定量的理想氣體,氣體分子之間的相互作用可以忽略.假設(shè)汽缸的導(dǎo)熱性能很好,環(huán)境的溫度保持不變.若用外力F將活塞B緩慢地向右拉動(dòng),如圖336所示.則在拉動(dòng)活塞的過(guò)程中,關(guān)于汽缸內(nèi)氣體的下列結(jié)論,其中正確的是( ) 圖336 A.氣體對(duì)外界做功,氣體內(nèi)能減小 B.氣體對(duì)外界做功,氣體內(nèi)能不變 C.外界對(duì)氣體做功,氣體內(nèi)能不變 D.氣體向外界放熱,氣體內(nèi)能不變 【解析】 用力F緩慢拉活塞時(shí),氣體膨脹,對(duì)外做功,但由于汽缸的導(dǎo)熱性能很好,環(huán)境溫度又不變,汽缸會(huì)從外界吸收熱量而保持與環(huán)境溫度相同,因而氣體的內(nèi)能不變,故B選項(xiàng)正確. 【答案】 B 4.給旱區(qū)送水的消防車停于水平地面,在緩慢放水過(guò)程中,若車胎不漏氣,胎內(nèi)氣體溫度不變、不計(jì)分子勢(shì)能,則胎內(nèi)氣體( ) A.從外界吸熱 B.對(duì)外界做負(fù)功 C.分子平均動(dòng)能減小 D.內(nèi)能增加 【解析】 選胎內(nèi)氣體為研究對(duì)象.由于氣體溫度不變,氣體狀態(tài)變化遵循玻意耳定律.放水前氣體的壓強(qiáng)大,在放水過(guò)程中,氣體的壓強(qiáng)逐漸減小,體積增大,氣體對(duì)外界做正功,B錯(cuò)誤.由熱力學(xué)第一定律知ΔU=W+Q,氣體溫度不變,分子的平均動(dòng)能不變,內(nèi)能不變,從外界吸收熱量,A正確,C、D錯(cuò)誤. 【答案】 A 5.(雙選)如圖337,一絕熱容器被隔板K隔開成a、b兩部分.已知a內(nèi)有一定量的稀薄氣體,b內(nèi)為真空.抽開隔板K后,a內(nèi)氣體進(jìn)入b,最終達(dá)到平衡狀態(tài).在此過(guò)程中( ) 圖337 A.氣體對(duì)外界做功,內(nèi)能減少 B.氣體不做功,內(nèi)能不變 C.氣體壓強(qiáng)變小,溫度降低 D.氣體壓強(qiáng)變小,溫度不變 【解析】 抽開隔板K,a內(nèi)氣體體積變大,由于b內(nèi)真空,所以a氣體不做功,由熱力學(xué)第一定律可得B正確.內(nèi)能不變,故溫度不變,體積變大,故壓強(qiáng)變小,所以D正確,A、C錯(cuò). 【答案】 BD 6.從壩頂上流下的水,沖動(dòng)水輪機(jī),水輪機(jī)又帶動(dòng)發(fā)電機(jī),發(fā)出電來(lái),這中間的能量轉(zhuǎn)換關(guān)系最完整的敘述是( ) A.由水的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為發(fā)電機(jī)的機(jī)械能 B.由水的勢(shì)能轉(zhuǎn)化為水的動(dòng)能,再轉(zhuǎn)化為電能 C.由水的勢(shì)能轉(zhuǎn)化為水的動(dòng)能,再轉(zhuǎn)化為水輪機(jī)的動(dòng)能,最后轉(zhuǎn)化為電能 D.由水流的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為水輪機(jī)的動(dòng)能,再轉(zhuǎn)化為發(fā)電機(jī)的動(dòng)能,最后轉(zhuǎn)化為電能 【解析】 從壩頂上流下的水,首先是勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能,沖動(dòng)水輪機(jī),轉(zhuǎn)化為水輪機(jī)的動(dòng)能,水輪機(jī)又帶動(dòng)發(fā)電機(jī),是動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能,故C敘述最完整. 【答案】 C 7.如圖338所示,一演示用的“永動(dòng)機(jī)”轉(zhuǎn)輪由5根輕桿和轉(zhuǎn)軸構(gòu)成,輕桿的末端裝有用形狀記憶合金制成的葉片.輕推轉(zhuǎn)輪后,進(jìn)入熱水的葉片因伸展而“劃水”,推動(dòng)轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)動(dòng).離開熱水后,葉片形狀迅速恢復(fù),轉(zhuǎn)輪因此能較長(zhǎng)時(shí)間轉(zhuǎn)動(dòng).下列說(shuō)法正確的是( ) 圖338 A.轉(zhuǎn)輪依靠自身慣性轉(zhuǎn)動(dòng),不需要消耗外界能量 B.轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)動(dòng)所需能量來(lái)自形狀記憶合金自身 C.轉(zhuǎn)動(dòng)的葉片不斷攪動(dòng)熱水,水溫升高 D.葉片在熱水中吸收的熱量一定大于在空氣中釋放的熱量 【解析】 該“永動(dòng)機(jī)”葉片進(jìn)入水中,吸收熱量而伸展劃水,推動(dòng)轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)動(dòng),離開水面后向空氣中放熱,葉片形狀迅速恢復(fù),所以轉(zhuǎn)動(dòng)的能量來(lái)自熱水,由于不斷向空氣釋放熱量,所以水溫逐漸降低,A、B、C錯(cuò),D對(duì). 【答案】 D 8.如圖339所示,某同學(xué)將空的薄金屬筒開口向下壓入水中.設(shè)水溫均勻且恒定,筒內(nèi)空氣無(wú)泄漏,不計(jì)氣體分子間的相互作用,則被淹沒(méi)的金屬筒在緩緩下降的過(guò)程中,筒內(nèi)空氣體積減小( ) 圖339 A.從外界吸熱 B.內(nèi)能增大 C.向外界放熱 D.內(nèi)能減少 【解析】 本題考查氣體性質(zhì)和熱力學(xué)第一定律,由于不計(jì)氣體分子之間的相互作用,且整個(gè)過(guò)程緩慢進(jìn)行,所以可看成溫度不變,即氣體內(nèi)能不變,選項(xiàng)B、D均錯(cuò).熱力學(xué)第一定律公式ΔU=W+Q,因?yàn)樵谶@個(gè)過(guò)程中氣體體積減小,外界對(duì)氣體做了功,式中W取正號(hào),ΔU=0,所以Q為負(fù),即氣體向外放熱,故選項(xiàng)A錯(cuò),C對(duì). 【答案】 C 9.如圖3310所示,直立容器內(nèi)部有被隔板隔開的A、B兩部分氣體,A的密度小,B的密度大,抽去隔板,加熱氣體使兩部分氣體均勻混合,設(shè)在此過(guò)程中氣體吸熱Q,氣體的內(nèi)能增加為ΔU,則( ) 圖3310 A.ΔU=Q B.ΔU<Q C.ΔU>Q D.無(wú)法比較 【解析】 解題的關(guān)鍵是弄清參與轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的各種能量哪些增、哪些減.A、B兩部分氣體開始的合重心在中線以下,混合均勻后,合重心在中線上,所以系統(tǒng)的重力勢(shì)能增大,根據(jù)能量守恒定律可得,吸收的熱量應(yīng)等于增加的重力勢(shì)能與增加的內(nèi)能之和,即Q=ΔEp+ΔU,顯然,Q>ΔU. 【答案】 B 10.如圖3311所示,有兩個(gè)同樣的球,其中a球放在不導(dǎo)熱的水平面上,b球用細(xì)線懸掛起來(lái),現(xiàn)供給a、b兩球相同的熱量,則兩球升高的溫度為( ) 圖3311 A.Δta>Δtb B.Δta<Δtb C.Δta=Δtb D.無(wú)法比較 【解析】 a球:吸收熱量等于球的內(nèi)能增加量與重力勢(shì)能增加量之和;b球:吸熱過(guò)程中其重力勢(shì)能減?。諢崃肯嗤那闆r下,Δta<Δtb,故選B. 【答案】 B 11.如圖3312所示,a、b、c、d表示一定質(zhì)量的理想氣體狀態(tài)變化過(guò)程中的四個(gè)狀態(tài),圖中ad平行于橫坐標(biāo)軸,cd平行于縱坐標(biāo)軸,ab的延長(zhǎng)線過(guò)原點(diǎn),以下說(shuō)法不正確的是( ) 圖3312 A.從狀態(tài)d到c,氣體不吸熱也不放熱 B.從狀態(tài)c到b,氣體放熱 C.從狀態(tài)a到d,氣體對(duì)外做功 D.從狀態(tài)b到a,氣體吸熱 【解析】 從狀態(tài)d到c,溫度不變,理想氣體內(nèi)能不變,但是由于壓強(qiáng)減小,所以體積增大,對(duì)外做功,還要保持內(nèi)能不變,一定要吸收熱量,故A錯(cuò).氣體從狀態(tài)c到狀態(tài)b是一個(gè)降壓、降溫過(guò)程,同時(shí)體積減小,外界對(duì)氣體做功,而氣體的內(nèi)能還要減小(降溫),就一定要伴隨放熱的過(guò)程,故B對(duì).氣體從狀態(tài)a到狀態(tài)d是一個(gè)等壓、升溫的過(guò)程,同時(shí)體積增大,所以氣體要對(duì)外做功,故C對(duì);氣體從狀態(tài)b到狀態(tài)a是一個(gè)等容變化過(guò)程,隨壓強(qiáng)的增大,氣體的溫度升高,內(nèi)能增大,而在這個(gè)過(guò)程中氣體的體積沒(méi)有變化,就沒(méi)有做功,氣體內(nèi)能的增大是因?yàn)闅怏w吸熱的結(jié)果,故D對(duì),故選A. 【答案】 A 12.在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下,水在沸騰時(shí),1 g的水由液態(tài)變成同溫度的水汽,其體積由1.043 cm3變?yōu)? 676 cm3.已知水的汽化熱為2 263.8 J/g.求: (1)體積膨脹時(shí)氣體對(duì)外界做的功W; (2)氣體吸收的熱量Q; (3)氣體增加的內(nèi)能ΔU. 【解析】 取1 g水為研究系統(tǒng),1 g沸騰的水變成同溫度的水汽需要吸收熱量,同時(shí)由于體積膨脹,系統(tǒng)要對(duì)外做功,所以有ΔU<Q吸. (1)氣體在等壓(大氣壓)下膨脹做功:W=p(V2-V1)=1.013105(1 676-1.043)10-6 J=169.7 J. (2)氣體吸熱:Q=mL=12 263.8 J=2 263.8 J. (3)根據(jù)熱力學(xué)第一定律:ΔU=Q+W=2 263.8 J+(-169.7) J=2 094.1 J. 【答案】 (1)169.7 J (2)2 263.8 J (3)2 094.1 J- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來(lái)的問(wèn)題本站不予受理。
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