第4章4.2知能優(yōu)化訓(xùn)練

1關(guān)于物體內(nèi)能的變化，以下說法中正確的是()A物體吸收熱量，內(nèi)能一定增大B物體對(duì)外做功，內(nèi)能一定減少C物體吸收熱量，同時(shí)對(duì)外做功，內(nèi)能可能不變D物體放出熱量，同時(shí)對(duì)外做功，內(nèi)能可能不變解析：選C.做功和熱傳遞可以改變物體的內(nèi)能，當(dāng)做功和熱傳遞同時(shí)發(fā)生時(shí)，物體的內(nèi)能可能不變，比如物體吸熱的同時(shí)又對(duì)外做功，且吸收的熱量與對(duì)外做的功在數(shù)值上相等，此時(shí)物體的內(nèi)能不發(fā)生變化2一木箱靜止于水平面上，現(xiàn)在用一個(gè)80 N的水平推力推動(dòng)木箱前進(jìn)10 m，木箱受到的摩擦力為60 N，則轉(zhuǎn)化為木箱與地面系統(tǒng)的內(nèi)能U和轉(zhuǎn)化為木箱的動(dòng)能Ek，分別是()AU200 J，Ek600 JBU600 J，Ek200 JCU600 J，Ek800 J DU800 J，Ek200 J解析：選B.由于木箱在推動(dòng)中受到滑動(dòng)摩擦力，其與相對(duì)位移的乘積為物體的內(nèi)能即：U6010 J600 J由能量守恒定律可得：EkW總U8010 J600 J200 J，故B正確3(2011年高考重慶理綜卷)某汽車后備箱內(nèi)安裝有撐起箱蓋的裝置，它主要由汽缸和活塞組成開箱時(shí)，密閉于汽缸內(nèi)的壓縮氣體膨脹，將箱蓋頂起，如圖415所示在此過程中，若缸內(nèi)氣體與外界無熱交換，忽略氣體分子間相互作用，則缸內(nèi)氣體()圖415A對(duì)外做正功，分子的平均動(dòng)能減小B對(duì)外做正功，內(nèi)能增大C對(duì)外做負(fù)功，分子的平均動(dòng)能增大D對(duì)外做負(fù)功，內(nèi)能減小解析：選A.氣體膨脹，氣體對(duì)外做正功，又因氣體與外界無熱交換，由熱力學(xué)第一定律可知?dú)怏w內(nèi)能減小，因忽略氣體分子間相互作用，沒有分子勢(shì)能，所以分子的平均動(dòng)能減小，選項(xiàng)A正確4.如圖416所示，一導(dǎo)熱汽缸放在水平面上，其內(nèi)封閉一定質(zhì)量的某種理想氣體，活塞通過滑輪組與一重物連接，并保持平衡，已知汽缸高度為h，開始活塞在汽缸中央，初始溫度為t攝氏度，活塞面積為S，大氣壓強(qiáng)為p0.物體重力為G，活塞質(zhì)量及一切摩擦不計(jì)，緩慢升高環(huán)境溫度，使活塞上升x，封閉氣體吸收了Q的熱量(汽缸始終未離開地面)求：圖416(1)環(huán)境溫度升高了多少度？(2)氣體的內(nèi)能如何變化？變化了多少？解析：(1)活塞緩慢移動(dòng)，任意狀態(tài)都處于平衡狀態(tài)，故氣體做等壓變化，由蓋呂薩克定律可知：得T(273t)(2)設(shè)汽缸內(nèi)壓強(qiáng)為p，由平衡條件得：pSp0SG封閉氣體對(duì)外做功WpSx(p0SG)x由熱力學(xué)第一定律得：UQ(W)Q(p0SG)x.答案：見解析一、選擇題1關(guān)于物體的內(nèi)能及其變化，以下說法正確的是()A物體的溫度改變時(shí)，其內(nèi)能必定改變B物體對(duì)外做功，其內(nèi)能不一定改變，向物體傳遞熱量，其內(nèi)能也不一定改變C物體對(duì)外做功，其內(nèi)能必定改變物體向外傳出一定熱量其內(nèi)能必定改變D若物體與外界不發(fā)生熱交換，則物體的內(nèi)能必定不改變解析：選B.溫度變化物體的分子動(dòng)能變化，但內(nèi)能可能不變，A錯(cuò)；改變內(nèi)能有兩種方式：做功和熱傳遞，由熱力學(xué)第一定律可知B正確，C、D錯(cuò)2下列關(guān)于做功和熱傳遞的說法中正確的是()A做功和熱傳遞的實(shí)質(zhì)是相同的B做功和熱傳遞在改變物體內(nèi)能上是等效的C做功和熱傳遞是對(duì)同一過程中的兩種說法D做功和熱傳遞是不可能同時(shí)發(fā)生的解析：選B.做功和熱傳遞在改變物體內(nèi)能上是等效的，但本質(zhì)不同，做功是將其他形式的能量轉(zhuǎn)化為內(nèi)能或?qū)?nèi)能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量，熱傳遞是內(nèi)能的轉(zhuǎn)移，且做功和熱傳遞可以同時(shí)進(jìn)行，故B選項(xiàng)正確3“第一類永動(dòng)機(jī)”是不可能制成的，這是因?yàn)樗?)A不符合熱力學(xué)第一定律B做功產(chǎn)生的熱量太少C由于有摩擦、熱損失等因素的存在D找不到合適的材料和合理的設(shè)計(jì)方案解析：選A.第一類永動(dòng)機(jī)是指不消耗能量而且還能對(duì)外做功，故違背了能量的轉(zhuǎn)化與守恒4(2010年高考重慶卷)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(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A.本題考查了熱力學(xué)定律由于車胎內(nèi)溫度保持不變，故分子的平均動(dòng)能不變，內(nèi)能不變放水過程中體積增大對(duì)外做功，由熱力學(xué)第一定律可知，胎內(nèi)氣體吸熱A選項(xiàng)正確5一定量的氣體在某一過程中，外界對(duì)氣體做了8104J的功，氣體的內(nèi)能減少了1.2105 J，則下列個(gè)式中正確的是()AW8104J，U1.2105J，Q4104 JBW8104J，U1.2105J，Q2105JCW8104J，U1.2105J，Q2104JDW8104J，U1.2105J，Q4104J解析：選B.由符號(hào)法則可知，外界對(duì)氣體做功W取正，氣體內(nèi)能減少，U為負(fù)值，代入熱力學(xué)第一定律表達(dá)式得Q2105J.故選B.6.(2010年高考廣東理綜卷)圖417是密閉的汽缸，外力推動(dòng)活塞P壓縮氣體，對(duì)缸內(nèi)氣體做功800 J，同時(shí)氣體向外界放熱200 J，缸內(nèi)氣體的() 圖417A溫度升高，內(nèi)能增加600 JB溫度升高，內(nèi)能減少200 JC溫度降低，內(nèi)能增加600 JD溫度降低，內(nèi)能減少200 J解析：選A.對(duì)一定質(zhì)量的氣體，由熱力學(xué)第一定律UWQ可知，U800 J(200 J)600 J，U為正表示內(nèi)能增加了600 J，對(duì)氣體來說，分子間距較大，分子勢(shì)能為零，內(nèi)能等于所有分子動(dòng)能的和，內(nèi)能增加，氣體分子的平均動(dòng)能增加，溫度升高，選項(xiàng)A正確7(2011年高考新課標(biāo)全國卷)對(duì)于一定量的理想氣體，下列說法正確的是()A若氣體的壓強(qiáng)和體積都不變，其內(nèi)能也一定不變B若氣體的內(nèi)能不變，其狀態(tài)也一定不變C若氣體的溫度隨時(shí)間不斷升高，其壓強(qiáng)也一定不斷增大D氣體溫度每升高1 K所吸收的熱量與氣體經(jīng)歷的過程有關(guān)E當(dāng)氣體溫度升高時(shí)，氣體的內(nèi)能一定增大解析：選ADE.A選項(xiàng)，p、V不變，則T不變，氣體的內(nèi)能不變，故選項(xiàng)A正確B選項(xiàng)，內(nèi)能不變，溫度不變，p、V可能變，選項(xiàng)B錯(cuò)誤C選項(xiàng)，氣體溫度升高，壓強(qiáng)不一定增大，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤D選項(xiàng)，氣體溫度每升高1 K吸收的熱量與氣體對(duì)外做功多少有關(guān)，即與經(jīng)歷的過程有關(guān)，故選項(xiàng)D正確E選項(xiàng)，溫度升高，理想氣體的內(nèi)能一定增大，故選項(xiàng)E正確二、非選擇題8風(fēng)沿水平方向以速度v垂直吹向一直徑為d的風(fēng)車葉輪上，設(shè)空氣密度為，風(fēng)的動(dòng)能有50%轉(zhuǎn)化為風(fēng)車的動(dòng)能，風(fēng)車帶動(dòng)水車將水提高h(yuǎn)的高度，效率為80%，則單位時(shí)間最多可提升的水的質(zhì)量m_.解析：設(shè)在t時(shí)間內(nèi)吹在風(fēng)車上的空氣的質(zhì)量為md2vt，風(fēng)的動(dòng)能Ekmv2d2v3t.根據(jù)題意：d3v2t50%80%mgh.則.答案：9一定質(zhì)量的氣體，在從一個(gè)狀態(tài)變化到另一個(gè)狀態(tài)的過程中，吸收熱量280 J，并對(duì)外做功120 J，試問：(1)這些氣體的內(nèi)能發(fā)生了怎樣的變化？(2)如果這些氣體又返回原來的狀態(tài)，并放出了240 J熱量，那么在返回的過程中是氣體對(duì)外界做功，還是外界對(duì)氣體做功？做多少功？解析：(1)由熱力學(xué)第一定律可得UWQ120 J280 J160 J.(2)由于氣體的內(nèi)能僅與狀態(tài)有關(guān)，所以氣體從2狀態(tài)回到1狀態(tài)過程中內(nèi)能的變化應(yīng)等于從1狀態(tài)到2狀態(tài)過程中內(nèi)能的變化，則從2狀態(tài)到1狀態(tài)的內(nèi)能應(yīng)減少160 J即U160 J，又Q240 J，根據(jù)熱力學(xué)第一定律得：UWQWUQ160 J(240 J)80 J即外界對(duì)氣體做功80 J.答案：(1)增加了160 J(2)外界對(duì)氣體做功80 J10(2011年陜西高二質(zhì)檢)山峽水利工程的壩高h(yuǎn)0185 m，正常水位為h175 m，水庫容積V3.931010m3，裝機(jī)容量(發(fā)電機(jī)的總功率)P1.768107 kW