2019年高中物理 第3章 热力学基础 第2、3节 热力学第一定律、能量守恒定律课后知能检测 粤教版选修3-3.doc

2019年高中物理 第3章 热力学基础 第2、3节 热力学第一定律、能量守恒定律课后知能检测 粤教版选修3-31一定量的理想气体在某一过程中，从外界吸收热量2.5104 J，气体对外界做功1.0104 J，则该理想气体的()A温度降低，密度增大B温度降低，密度减小C温度升高，密度增大 D温度升高，密度减小【解析】由热力学第一定律UWQ得：Q2.5104 J得：W1.0104 J，可知U大于零，气体内能增加，温度升高，A、B错；气体对外做功，体积增大，密度减小，C错，D对【答案】D2气体膨胀对外做功100 J，同时从外界吸收了120 J的热量，它的内能的变化是()A减小20 JB增大20 JC减小220 J D增大220 J【解析】研究对象为气体，依据符号规则，对外做功W100 J，吸收热量Q120 J由热力学第一定律有：UWQ100 J120 J20 J0，说明气体的内能增加，故选项B正确【答案】B3.固定的水平汽缸内由活塞B封闭着一定量的理想气体，气体分子之间的相互作用可以忽略假设汽缸的导热性能很好，环境的温度保持不变若用外力F将活塞B缓慢地向右拉动，如图336所示则在拉动活塞的过程中，关于汽缸内气体的下列结论，其中正确的是()图336A气体对外界做功，气体内能减小B气体对外界做功，气体内能不变C外界对气体做功，气体内能不变D气体向外界放热，气体内能不变【解析】用力F缓慢拉活塞时，气体膨胀，对外做功，但由于汽缸的导热性能很好，环境温度又不变，汽缸会从外界吸收热量而保持与环境温度相同，因而气体的内能不变，故B选项正确【答案】B4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】选胎内气体为研究对象由于气体温度不变，气体状态变化遵循玻意耳定律放水前气体的压强大，在放水过程中，气体的压强逐渐减小，体积增大，气体对外界做正功，B错误由热力学第一定律知UWQ，气体温度不变，分子的平均动能不变，内能不变，从外界吸收热量，A正确，C、D错误【答案】A5(双选)如图337，一绝热容器被隔板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337A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】抽开隔板K，a内气体体积变大，由于b内真空，所以a气体不做功，由热力学第一定律可得B正确内能不变，故温度不变，体积变大，故压强变小，所以D正确，A、C错【答案】BD6从坝顶上流下的水，冲动水轮机，水轮机又带动发电机，发出电来，这中间的能量转换关系最完整的叙述是()A由水的机械能转化为发电机的机械能B由水的势能转化为水的动能，再转化为电能C由水的势能转化为水的动能，再转化为水轮机的动能，最后转化为电能D由水流的动能转化为水轮机的动能，再转化为发电机的动能，最后转化为电能【解析】从坝顶上流下的水，首先是势能转化为动能，冲动水轮机，转化为水轮机的动能，水轮机又带动发电机，是动能转化为电能，故C叙述最完整【答案】C7如图338所示，一演示用的“永动机”转轮由5根轻杆和转轴构成，轻杆的末端装有用形状记忆合金制成的叶片轻推转轮后，进入热水的叶片因伸展而“划水”，推动转轮转动离开热水后，叶片形状迅速恢复，转轮因此能较长时间转动下列说法正确的是()图338A转轮依靠自身惯性转动，不需要消耗外界能量B转轮转动所需能量来自形状记忆合金自身C转动的叶片不断搅动热水，水温升高D叶片在热水中吸收的热量一定大于在空气中释放的热量【解析】该“永动机”叶片进入水中，吸收热量而伸展划水，推动转轮转动，离开水面后向空气中放热，叶片形状迅速恢复，所以转动的能量来自热水，由于不断向空气释放热量，所以水温逐渐降低，A、B、C错，D对【答案】D8如图339所示，某同学将空的薄金属筒开口向下压入水中设水温均匀且恒定，筒内空气无泄漏，不计气体分子间的相互作用，则被淹没的金属筒在缓缓下降的过程中，筒内空气体积减小()图339A从外界吸热 B内能增大C向外界放热 D内能减少【解析】本题考查气体性质和热力学第一定律，由于不计气体分子之间的相互作用，且整个过程缓慢进行，所以可看成温度不变，即气体内能不变，选项B、D均错热力学第一定律公式UWQ，因为在这个过程中气体体积减小，外界对气体做了功，式中W取正号，U0，所以Q为负，即气体向外放热，故选项A错，C对【答案】C9.如图3310所示，直立容器内部有被隔板隔开的A、B两部分气体，A的密度小，B的密度大，抽去隔板，加热气体使两部分气体均匀混合，设在此过程中气体吸热Q，气体的内能增加为U，则()图3310AUQ BUQCUQ D无法比较【解析】解题的关键是弄清参与转化和转移的各种能量哪些增、哪些减A、B两部分气体开始的合重心在中线以下，混合均匀后，合重心在中线上，所以系统的重力势能增大，根据能量守恒定律可得，吸收的热量应等于增加的重力势能与增加的内能之和，即QEpU，显然，QU.【答案】B10如图3311所示，有两个同样的球，其中a球放在不导热的水平面上，b球用细线悬挂起来，现供给a、b两球相同的热量，则两球升高的温度为()图3311Atatb BtatbCtatb D无法比较【解析】a球：吸收热量等于球的内能增加量与重力势能增加量之和；b球：吸热过程中其重力势能减小吸收热量相同的情况下，tatb，故选B.【答案】B11.如图3312所示，a、b、c、d表示一定质量的理想气体状态变化过程中的四个状态，图中ad平行于横坐标轴，cd平行于纵坐标轴，ab的延长线过原点，以下说法不正确的是()图3312A从状态d到c，气体不吸热也不放热B从状态c到b，气体放热C从状态a到d，气体对外做功D从状态b到a，气体吸热【解析】从状态d到c，温度不变，理想气体内能不变，但是由于压强减小，所以体积增大，对外做功，还要保持内能不变，一定要吸收热量，故A错气体从状态c到状态b是一个降压、降温过程，同时体积减小，外界对气体做功，而气体的内能还要减小(降温)，就一定要伴随放热的过程，故B对气体从状态a到状态d是一个等压、升温的过程，同时体积增大，所以气体要对外做功，故C对；气体从状态b到状态a是一个等容变化过程，随压强的增大，气体的温度升高，内能增大，而在这个过程中气体的体积没有变化，就没有做功，气体内能的增大是因为气体吸热的结果，故D对，故选A.【答案】A12在一个标准大气压下，水在沸腾时，1 g的水由液态变成同温度的水汽，其体积由1.043 cm3变为1 676 cm3.已知水的汽化热为2 263.8 J/g.求：(1)体积膨胀时气体对外界做的功W；(2)气体吸收的热量Q；(3)气体增加的内能U.【解析】取1 g水为研究系统，1 g沸腾的水变成同温度的水汽需要吸收热量，同时由于体积膨胀，系统要对外做功，所以有UQ吸(1)气体在等压(大气压)下膨胀做功：Wp(V2V1)1.013105(1 6761.043)106 J169.7 J.(2)气体吸热：QmL12 263.8 J2 263.8 J.(3)根据热力学第一定律：UQW2 263.8 J(169.7) J2 094.1 J.【答案】(1)169.7 J(2)2 263.8 J(3)2 094.1 J