新教材同步系列2024春高中物理第三章熱力學(xué)定律第二節(jié)能量守恒定律及其應(yīng)用課后提升訓(xùn)練粵教版選擇性必修第三冊

第三章其次節(jié)A組·基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)1．在一個與外界沒有熱交換的房間內(nèi)打開冰箱門，冰箱正常工作，過一段時間房間內(nèi)的溫度將()A．降低 B．上升C．不變 D．無法確定【答案】B【解析】取房間內(nèi)氣體及電冰箱(有散熱裝置)為系統(tǒng)，冰箱消耗電能，對系統(tǒng)做功，系統(tǒng)總內(nèi)能增加，房間內(nèi)溫度上升，B正確．2．如圖所示，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，抽出隔板，加熱氣體使兩部分氣體勻整混合，設(shè)在此過程中氣體吸熱為Q，氣體內(nèi)能增量為ΔU，則()A．ΔU＝Q B．ΔU＜QC．ΔU＞Q D．無法比較【答案】B【解析】A、B兩部分氣體密度不同，混合后其重力勢能將發(fā)生變更，剛起先時A、B氣體的合重心在中線下方，勻整混合后重心在中線上，重心上升了，所以氣體的重力勢能增加了，由能量守恒定律知，吸取的熱量一部分增加氣體的內(nèi)能，一部分增加重力勢能，即Q＝ΔU＋ΔEp，所以Q＞ΔU，故B正確．3．如圖所示容器中，A、B各有一個可自由移動的輕活塞，活塞下是水，上為空氣，大氣壓恒定．A、B底部由帶有閥門K的管道相連，整個裝置與外界絕熱．原先A中水面比B中高，打開閥門，使A中的水漸漸向B中流，最終達(dá)到平衡．在這個過程中，下面說法正確的是()A．大氣壓力對水做功，水的內(nèi)能增加B．水克服大氣壓力做功，水的內(nèi)能削減C．大氣壓力對水不做功，水的內(nèi)能不變D．大氣壓力對水不做功，水的內(nèi)能增加【答案】D【解析】由W＝p·S·Δh＝p·ΔV可知大氣壓力對A、B兩管中水做功代數(shù)和為零，但由于水的重心下降，重力勢能減小，由能量守恒定律可知水的內(nèi)能增加，D正確．4．(多選)景頗族的祖先獨(dú)創(chuàng)的點(diǎn)火器如圖所示，用牛角做套筒，木制推桿前端粘著艾絨，猛推推桿，艾絨即可點(diǎn)燃，對筒內(nèi)封閉的氣體，在此壓縮過程中的下列說法中不正確的是()A．氣體溫度上升，壓強(qiáng)不變B．氣體溫度上升，壓強(qiáng)變大C．氣體對外界做正功，氣體內(nèi)能增加D．外界對氣體做正功，氣體內(nèi)能削減【答案】ACD【解析】由于套筒內(nèi)封閉著確定質(zhì)量的氣體，當(dāng)猛推推桿時推桿快速壓縮氣體，外界對氣體做正功．由于這一過程進(jìn)行得很快，可以看成是一個近似的絕熱過程，即整個系統(tǒng)來不及向外界傳遞熱量．依據(jù)熱力學(xué)第確定律，這時外力做的功只能用來增加氣體的內(nèi)能，這就使氣體分子的運(yùn)動加劇，引起氣體分子平均動能增加，氣體溫度上升，所以艾絨即刻被點(diǎn)燃．由于被封閉的氣體質(zhì)量不變，溫度上升，而體積變小，則由氣體狀態(tài)方程知壓強(qiáng)變大．故B選項正確，其他選項都錯．5．能源是社會發(fā)展的基礎(chǔ)，下列關(guān)于能量守恒和能源的說法正確的是()A．能量是守恒的，能源是取之不盡，用之不竭的B．能量的耗散反映了能量是不守恒的C．開發(fā)新能源，是緩解能源危機(jī)的重要途徑D．對能源的過度消耗將使自然界的能量不斷減小，形成能源危機(jī)【答案】C【解析】能量是守恒的，能源是能夠供應(yīng)可利用能量的物質(zhì)，并不是取之不盡，用之不竭的，A錯誤；能量的耗散是一種形式能量轉(zhuǎn)化為另一種形式的能量，能量守恒定律是自然界的規(guī)律之一，B錯誤；開發(fā)新能源，是緩解能源危機(jī)的重要途徑，C正確；對能源的過度消耗將形成“能源危機(jī)”，但自然界的能量不變，D錯誤．6．(多選)下列過程可能發(fā)生的是()A．物體吸取熱量，同時對外做功，內(nèi)能增加B．物體吸取熱量，同時對外做功，內(nèi)能削減C．外界對物體做功，同時物體吸熱，內(nèi)能削減D．外界對物體做功，同時物體放熱，內(nèi)能增加【答案】ABD【解析】當(dāng)物體吸取的熱量多于物體對外做的功時，物體的內(nèi)能就增加，A正確；當(dāng)物體吸取的熱量少于物體對外做的功時，物體的內(nèi)能就削減，B正確；外界對物體做功，同時物體吸熱，由熱力學(xué)第確定律可知物體的內(nèi)能必增加，C錯誤；當(dāng)物體放出的熱量少于外界對物體做的功時，物體的內(nèi)能增加，D正確．7．(多選)下列關(guān)于能量的說法，正確的是()A．地面上滾動的足球最終停下來，說明能量消逝了B．能量有不同的表現(xiàn)形式，并可以相互轉(zhuǎn)化，但總量不變C．伽利略的斜面試驗(yàn)表明白小球在運(yùn)動過程中某個量是守恒的D．人類對太陽能的利用說明能量可以憑空產(chǎn)生【答案】BC【解析】依據(jù)能量守恒定律，能量既不會憑空產(chǎn)生，也不會憑空消逝，它只會從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，或者從一個物體轉(zhuǎn)移到其他物體，而能量的總量保持不變，A、D錯誤，B正確；伽利略的斜面試驗(yàn)表明白小球在運(yùn)動過程中某個量是守恒的，C正確．8．(多選)如圖所示，A、B兩點(diǎn)表示確定質(zhì)量的某種志向氣體的兩個狀態(tài)，當(dāng)氣體從狀態(tài)A變更到狀態(tài)B時()A．體積必定變大B．有可能經(jīng)過體積減小的過程C．外界必定對氣體做正功D．氣體必定從外界吸熱【答案】ABD【解析】本題是氣體狀態(tài)變更、圖像與熱力學(xué)第確定律結(jié)合的綜合分析題．連接OA、OB，得到兩條等容線，故有VB>VA，A正確．由于沒有限制從狀態(tài)A變更到狀態(tài)B的過程，所以可先減小氣體的體積再增大氣體的體積到B狀態(tài)，B正確．因?yàn)闅怏w體積增大，所以是氣體對外界做功，C錯誤．因?yàn)闅怏w對外界做功，而氣體的溫度又上升，內(nèi)能增大，由熱力學(xué)第確定律知?dú)怏w確定從外界吸熱，D正確．B組·實(shí)力提升9．(多選)如圖所示，用絕熱活塞把絕熱容器隔成容積相同的兩部分，先把活塞鎖住，將質(zhì)量和溫度都相同的志向氣體氫氣和氧氣分別充入容器的兩部分，然后提起銷子，使活塞可以無摩擦地滑動，當(dāng)活塞平衡時()A．氫氣的溫度不變 B．氫氣的壓強(qiáng)減小C．氫氣的體積增大 D．氧氣的溫度上升【答案】BCD【解析】志向氣體氫氣和氧氣的質(zhì)量雖然相同，但由于氫氣的摩爾質(zhì)量小，故氫氣物質(zhì)的量多，又體積和溫度相同，eq\f(pV,T)＝c，所以氫氣產(chǎn)生的壓強(qiáng)大，當(dāng)拔掉銷子后，會推動活塞向氧氣一方移動，這時氫氣對外做功，又無熱傳遞，由ΔU＝W＋Q可知，氫氣內(nèi)能削減，溫度降低，對氧氣而言，外界對它做功，體積減小，由熱力學(xué)第確定律ΔU＝W＋Q，無熱傳遞的狀況下，氧氣內(nèi)能增加，溫度上升．10．(多選)如圖所示，絕熱的容器內(nèi)密閉確定質(zhì)量的氣體(不考慮分子間的作用力)，用電阻絲緩慢對其加熱時，絕熱活塞無摩擦地上升，下列說法正確的是()A．單位時間內(nèi)氣體分子對活塞碰撞的次數(shù)削減B．電流對氣體做功，氣體對外做功，氣體內(nèi)能可能削減C．電流對氣體做功，氣體對外做功，其內(nèi)能確定增加D．電流對氣體做的功確定大于氣體對外做的功【答案】ACD【解析】由題意知，氣體壓強(qiáng)不變，活塞上升，體積增大，由eq\f(pV,T)＝c知，氣體溫度上升，內(nèi)能確定增加，由能的轉(zhuǎn)化和守恒知，電流對氣體做功確定大于氣體對外做功，B錯誤，C、D正確．由氣體壓強(qiáng)的微觀說明知溫度上升，氣體分子與活塞碰一次對活塞的沖擊力增大；而壓強(qiáng)不變，單位時間內(nèi)對活塞的沖擊力不變．因此單位時間內(nèi)對活塞的碰撞次數(shù)削減，A正確．11．(多選)(2024年十堰階段檢測)如圖所示，密閉絕熱容器內(nèi)有一絕熱的具有確定質(zhì)量的活塞，活塞的上部封閉著氣體，下部為真空，活塞與器壁的摩擦忽視不計．置于真空中的輕彈簧的一端固定于容器的底部，另一端固定在活塞上，彈簧被壓縮后用繩扎緊，此時彈簧的彈性勢能為Ep(彈簧處在自然長度時的彈性勢能為零).現(xiàn)繩突然斷開，彈簧推動活塞向上運(yùn)動，經(jīng)過多次往復(fù)運(yùn)動后活塞靜止，氣體達(dá)到平衡狀態(tài)，經(jīng)過此過程()A．絕熱容器內(nèi)氣體的內(nèi)能增加B．絕熱容器內(nèi)氣體的體積增加C．絕熱容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)不變D．彈簧的彈性勢能削減量等于氣體內(nèi)能增加量與活塞重力勢能增加量之和【答案】AD【解析】彈簧推動活塞向上運(yùn)動，經(jīng)過多次往復(fù)運(yùn)動后活塞靜止，氣體達(dá)到平衡狀態(tài)，最終靜止時，活塞相對原來位置上升，氣體體積減小，外界對氣體做正功，由于容器絕熱，依據(jù)熱力學(xué)第確定律可知，氣體的內(nèi)能增加，則氣體溫度上升，依據(jù)志向氣體狀態(tài)方程eq\f(pV,T)＝c，可知?dú)怏w壓強(qiáng)增大，A正確，BC錯誤；依據(jù)能量守恒可知，彈簧的彈性勢能削減量等于氣體內(nèi)能增加量與活塞重力勢能增加量之和，D正確．12．確定質(zhì)量的志向氣體由狀態(tài)a沿abc變更到狀態(tài)c，吸取了340J的熱量，并對外做功120J．若該氣體由狀態(tài)a沿adc變更到狀態(tài)c時，對外做功40J，則這一過程中氣體________(填“吸取”或“放出”)__________J熱量．【答案】吸取260【解析】對該志向氣體由狀態(tài)a沿