【名師一號】高中物理 第十章 熱力學(xué)定律 熱力學(xué)第一定律能量守恒定律雙基限時(shí)練 新人教版選修33 .doc

雙基限時(shí)練(十四)熱力學(xué)第一定律能量守恒定律1(多選題)下列關(guān)于物體內(nèi)能的說法正確的是()a物體吸收熱量，內(nèi)能一定增加b物體放出熱量，內(nèi)能一定減少c當(dāng)做功和熱傳遞同時(shí)存在時(shí)，物體的內(nèi)能可能不變d物體對外做功，內(nèi)能可能增加解析當(dāng)物體從外界吸收的熱量q與對外做的功w正好相等時(shí)，物體的內(nèi)能不變，c正確；當(dāng)物體對外做功時(shí)，如果同時(shí)吸收熱量q，且吸收的熱量比對外做的功多時(shí)，內(nèi)能就可能增加，d正確答案cd2密閉有空氣的薄塑料瓶因降溫而變扁，此過程中瓶內(nèi)空氣(不計(jì)分子勢能)()a內(nèi)能增大，放出熱量b內(nèi)能減小，吸收熱量c內(nèi)能增大，對外界做功d內(nèi)能減小，外界對其做功解析不計(jì)分子勢能，故瓶內(nèi)空氣的內(nèi)能隨溫度降低，內(nèi)能一定減小，體積減小了，外界對瓶內(nèi)氣體做功，此過程為放熱過程，故d選項(xiàng)正確答案d3在溫度均勻且恒定的水池中，有一小氣泡正在緩慢向上浮起，體積逐漸膨脹，在氣泡上浮的過程中()a氣泡內(nèi)的氣體向外界放出熱量b氣泡內(nèi)的氣體與外界不發(fā)生熱傳遞，其內(nèi)能不變c氣泡內(nèi)的氣體對外界做功，其內(nèi)能減少d氣泡內(nèi)的氣體對外界做功，同時(shí)從水中吸收熱量，其內(nèi)能不變解析小氣泡可視為理想氣體，在緩慢上升過程中，保持溫度與水溫相同，即溫度保持不變理想氣體的內(nèi)能由溫度決定可知，氣泡上升過程中內(nèi)能不變即u0，由熱力學(xué)第一定律uwq可知 ，氣泡體積增大，w為負(fù)值，則q為正值，即上升過程為吸熱過程故d選項(xiàng)正確答案d4一定質(zhì)量氣體在某一過程中，外界對氣體做了8104 j的功，氣體內(nèi)能減少了1.2105 j，則下列各式正確的是()aw8104 ju1.2105 jq4104 jbw8104 ju1.2105 jq2105 jcw8104 ju1.2105 jq2105 jdw8104 ju1.2105 jq4104 j解析由熱力學(xué)第一定律，uwq，外界對氣體做功，w8104 j，內(nèi)能減少u1.2105 j，則q2105 j故b選項(xiàng)正確答案b5一定質(zhì)量的理想氣體，從某一狀態(tài)開始，經(jīng)過一系列變化后又回到開始的狀態(tài)，用w1表示外界對氣體做的功，w2表示氣體對外界做的功，q1表示氣體吸收的熱量，q2表示氣體放出的熱量，則在整個(gè)過程中一定有()aq1q2w2w1bq1q2cw1w2dq1q2解析由熱力學(xué)第一定律uwq，即在此過程中uw1w2q1q20，則q1q2w2w1，故a選項(xiàng)正確答案a6如圖為某種椅子與其升降部分的結(jié)構(gòu)示意圖，m、n兩筒間密閉了一定質(zhì)量的氣體，m可沿n的內(nèi)壁上下滑動，設(shè)筒內(nèi)氣體不與外界發(fā)生熱交換，在m向下滑動的過程中()a外界對氣體做功，氣體內(nèi)能增大b外界對氣體做功，氣體內(nèi)能減小c氣體對外界做功，氣體內(nèi)能增大d氣體對外界做功，氣體內(nèi)能減小解析本題考查了熱力學(xué)第一定律，理解做功和熱傳遞可以改變物體的內(nèi)能筒內(nèi)氣體不與外界發(fā)生熱交換，m向下滑的過程中，外界對氣體做功，由熱力學(xué)第一定律可知?dú)怏w內(nèi)能增大，a正確答案a7如圖所示，一演示用的“永動機(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”，推動轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)動離開熱水后，葉片形狀迅速恢復(fù)，轉(zhuǎn)輪因此能較長時(shí)間轉(zhuǎn)動下列說法正確的是()a轉(zhuǎn)輪依靠自身慣性轉(zhuǎn)動，不需要消耗外界能量b轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)動所需能量來自形狀記憶合金自身c轉(zhuǎn)動的葉片不斷攪動熱水，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機(jī)葉片進(jìn)入水中，吸收熱量而伸展劃水，推動轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)動，離開水面后向空氣中放熱，葉片形狀迅速恢復(fù)，所以轉(zhuǎn)動的能量來自熱水，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對答案d8某校開展探究性課外活動，一同學(xué)用如圖所示的裝置研究氣體壓強(qiáng)、體積、溫度三量之間的變化關(guān)系該同學(xué)選用導(dǎo)熱良好的氣缸將其開口向下，內(nèi)裝理想氣體，并將氣缸固定不動，但缸內(nèi)活塞可自由滑動且不漏氣，他把一溫度計(jì)通過缸底小孔插入缸內(nèi)，插口處密封良好，活塞下掛一個(gè)沙桶，沙桶裝滿沙子時(shí)活塞恰好靜止他把沙桶底部鉆一個(gè)小洞，讓細(xì)沙慢慢漏出，外部環(huán)境溫度恒定，由此可確定()a外界對氣體做功，內(nèi)能增大b外界對氣體做功，溫度計(jì)示數(shù)不變c氣體體積減小，溫度計(jì)示數(shù)減小d外界對氣體做功，溫度計(jì)示數(shù)增大解析因細(xì)沙慢慢漏出，沙桶重力減少，故活塞上移，外界對氣體做功，因氣缸導(dǎo)熱性能良好，細(xì)沙是慢慢漏出，外部環(huán)境溫度又不變，故此過程氣缸內(nèi)氣體及時(shí)向外界放熱而保持缸內(nèi)氣體溫度不變答案b9給旱區(qū)送水的消防車停于水平地面在緩慢放水過程中，若車胎不漏氣，胎內(nèi)氣體溫度不變，不計(jì)分子間勢能，則胎內(nèi)氣體()a從外界吸熱 b對外界做負(fù)功c分子平均動能減小 d內(nèi)能增加解析緩慢放水過程中，胎內(nèi)氣體壓強(qiáng)減小，氣體膨脹對外界做正功，選項(xiàng)b錯(cuò)；胎內(nèi)氣體溫度不變，故分子平均動能不變，選項(xiàng)c錯(cuò)；由于不計(jì)分子間勢能，氣體內(nèi)能只與溫度有關(guān)，溫度不變，內(nèi)能不變，選項(xiàng)d錯(cuò)；由uwq知u0，w0，氣體從外界吸熱，選項(xiàng)a正確答案a10如圖所示，活塞將一定質(zhì)量的氣體封閉在直立圓筒形導(dǎo)熱的氣缸中，活塞上堆放細(xì)沙，活塞處于靜止，現(xiàn)逐漸取走細(xì)沙，使活塞緩慢上升，直到細(xì)沙全部取走若活塞與氣缸之間的摩擦可忽略，則在此過程中()a氣體對外做功，氣體溫度可能不變b氣體對外做功，內(nèi)能一定減少c氣體壓強(qiáng)可能增大，內(nèi)能可能不變d氣體從外界吸熱，內(nèi)能一定增加解析由于氣缸為導(dǎo)熱的，則可與外界進(jìn)行熱交換，細(xì)沙減少時(shí)，氣體膨脹對外做功，可能由于與外界進(jìn)行熱交換吸熱使內(nèi)能不變答案a11(多選題)如圖所示，a、b、c、d表示一定質(zhì)量的理想氣體狀態(tài)變化過程中的四個(gè)狀態(tài)，圖中ad平行于橫坐標(biāo)軸，ab的延長線過原點(diǎn)，以下說法正確的是()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、降溫過程，同時(shí)體積減小，外界對氣體做功，而氣體的內(nèi)能還要減小(降溫)就一定要伴隨放熱的過程，故b對氣體從狀態(tài)a到狀態(tài)d是一個(gè)等壓、升溫的過程，同時(shí)體積增大，所以氣體要對外做功，c正確氣體從狀態(tài)b到狀態(tài)a是個(gè)等容變化過程，隨壓強(qiáng)的增大，氣體的溫度升高，內(nèi)能增大，而在這個(gè)過程中氣體的體積沒有變化，就沒有做功，氣體內(nèi)能的增大是因?yàn)闅怏w吸熱的結(jié)果，故d對答案bcd12(多選題)一定質(zhì)量的理想氣體自狀態(tài)a經(jīng)狀態(tài)c變化到狀態(tài)b.這一過程在vt圖上表示如圖所示，則()a在過程ac中，外界對氣體做功b在過程cb中，外界對氣體做功c在過程ac中，氣體壓強(qiáng)不斷變大d在過程cb中，氣體壓強(qiáng)不斷變小解析ac過程，等溫變化，體積變小，外界對氣體做功，a正確cb過程，體積不變，外界對氣體不做功，b錯(cuò)誤ac過程中，體積變小，分子密集程度變大，壓強(qiáng)變大，c正確cb，體積不變，分子密集程度不變，溫度升高，分子平均動能變大，故壓強(qiáng)變大，d錯(cuò)誤答案ac13一定質(zhì)量的氣體從外界吸收熱量2.66105 j，內(nèi)能增加4.25105 j，是氣體對外界做功還是外界對氣體做功？做了多少功？解析選擇一定量的氣體為研究對象根據(jù)熱力學(xué)第一定律uqw，得wuq4.25105 j2.66105 j1.59105 j.w為正值，表示是外界對氣體做功，做功的大小是1.59105 j.答案外界對氣體做功1.59105 j14噴霧器內(nèi)有10 l水，上部封閉有1 atm的空氣2 l關(guān)閉噴霧閥門，用打氣筒向噴霧器內(nèi)再充入1 atm的空氣3 l(設(shè)外界環(huán)境溫度一定，空氣可看作理想氣體)(1)當(dāng)水面上方氣體溫度與外界溫度相等時(shí)，求氣體壓強(qiáng)，并從微觀上解釋氣體壓強(qiáng)變化的原因(2)打開噴霧閥門，噴霧過程中封閉氣體可以看成等溫膨脹，此過程氣體是吸熱還是放熱