2019-2020年高中物理《10.3 熱力學第一定律 能量守恒定律》同步訓練 新人教版選修3-3 .doc
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2019-2020年高中物理《10.3 熱力學第一定律 能量守恒定律》同步訓練 新人教版選修3-3 一、選擇題 1.奧運祥云火炬的燃燒系統(tǒng)由燃氣罐(內(nèi)有液態(tài)丙烷)、穩(wěn)壓裝置和燃燒器三部分組成.當穩(wěn)壓閥打開以后,燃氣以氣態(tài)從氣罐里出來,經(jīng)過穩(wěn)壓閥后進入燃燒室進行燃燒.則以下說法中正確的是( ) A.燃氣由液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)的過程中要對外做功 B.燃氣由液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)的過程中分子的分子勢能減少 C.燃氣在燃燒室燃燒的過程是熵增加的過程 D.燃氣燃燒后釋放在周圍環(huán)境中的能量很容易被回收再利用 解析: 燃氣由液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)的過程中體積膨脹,對外做功,故A選項正確,燃氣在膨脹過程中克服分子間引力做功分子勢能增大,故B選項錯誤,由熵增原理可知C選項A確,D選項錯誤. 答案: AC 2.如圖,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)氣體進入b,最終達到平衡狀態(tài).在此過程中( ) A.氣體對外界做功,內(nèi)能減少 B.氣體不做功,內(nèi)能不變 C.氣體壓強變小,溫度降低 D.氣體壓強變小,溫度不變 解析: a內(nèi)氣體向真空中擴散,體積膨脹,但不做功,A錯誤.由于是絕熱器不從外界吸收熱量,據(jù)熱力學第一定律Δu=W+Q可知氣體內(nèi)能不變,B正確。a內(nèi)氣體為理想氣體,理想氣體內(nèi)能只與溫度有關(guān),內(nèi)能不變,氣體的溫度不變,由玻義耳定律知氣體的壓強減小,C錯誤D正確. 答案: BD 3.如圖所示,一氣缸豎直放置,用一質(zhì)量為m的活塞在缸內(nèi)封閉了一定量的理想氣體,在氣缸的底部安裝有一根電熱絲,用導線和外界電源相連,已知氣缸壁和活塞都是絕熱的,氣缸壁與活塞間光滑接觸且不漏氣.現(xiàn)接通電源,電熱絲對缸內(nèi)氣體緩慢加熱.關(guān)于氣缸內(nèi)氣體,下列說法中正確的是( ) A.單位時間內(nèi)氣缸單位面積上氣體分子撞擊次數(shù)減少 B.所有分子的速率都增加 C.分子平均動能增大 D.對外做功,內(nèi)能減少 答案: AC 4.一定質(zhì)量的理想氣體由狀態(tài)Ⅰ(p1,V1,T1)被壓縮至狀態(tài)Ⅱ(p2,V2,T2),已知T2>T1,則該過程中( ) A.氣體的內(nèi)能一定是增加的 B.氣體可能向外界放熱 C.氣體一定從外界吸收熱量 D.氣體對外界做正功 解析: 理想氣體沒有分子勢能,因此溫度升高時,氣體的內(nèi)能增加,故A對;由于不能確定做功情況,因此氣體有可能吸熱,也有可能放熱,應(yīng)選A、B. 答案: AB 5.如圖所示,a、b、c、d表示一定質(zhì)量的理想氣體狀態(tài)變化過程中的四個狀態(tài),圖中ad平行于橫坐標軸,ab的延長線過原點,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,故答案A錯;氣體從狀態(tài)c到狀態(tài)b是一個降壓、降溫過程,同時體積減小,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.故答案B對;氣體從狀態(tài)a到狀態(tài)d是一個等壓、升溫的過程,同時體積增大,所以氣體要對外做功,答案C正確;氣體從狀態(tài)b到狀態(tài)a是個等容變化過程,隨壓強的增大,氣體的溫度升高,內(nèi)能增大,而在這個過程中氣體的體積沒有變化,就沒有做功,氣體內(nèi)能的增大是因為氣體吸熱的結(jié)果,故答案D對. 答案: BCD 6.如圖所示的導熱氣缸內(nèi),用活塞封閉一定質(zhì)量的理想氣體,如果迅速向下壓活塞時氣體的溫度會驟然升高(設(shè)為甲過程).如果緩慢地向下壓活塞時,里面的氣體溫度不變(設(shè)為乙過程).已知甲、乙兩個過程中氣體初態(tài)和末態(tài)的體積相同,不考慮活塞與氣缸的摩擦,則下列說法正確的是( ) A.甲過程中氣體的內(nèi)能增加,乙過程中氣體的內(nèi)能不變 B.兩過程中外界對氣體做的功一樣多 C.乙過程中氣體的壓強不變,甲過程中氣體的壓強不斷增大 D.乙過程的末態(tài)氣體壓強比甲過程的末態(tài)氣體壓強小 解析: 溫度是理想氣體分子平均動能的標志,由題意知甲過程中氣體溫度升高,乙過程中氣體溫度不變,所以A項正確. 外界對氣體做功W=ΔV,體積變化相同,但甲過程平均壓強大于乙過程平均壓強,B項錯;乙過程為等溫壓縮過程,壓強變大,C項錯. 可以將兩過程末態(tài)看做一個等容過程,甲過程末態(tài)溫度較高,壓強較大,D項正確. 答案: AD 7.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,密閉于汽缸內(nèi)的壓縮氣體膨脹,將箱蓋頂起,如圖所示.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( ) A.對外做正功,分子的平均動能減小 B.對外做正功,內(nèi)能增大 C.對外做負功,分子的平均動能增大 D.對外做負功,內(nèi)能減小 解析: 氣體膨脹,氣體對外做正功,又因氣體與外界無熱交換,由熱力學第一定律可知氣體內(nèi)能減小,因忽略氣體分子間相互作用,沒有分子勢能,所以分子的平均動能減小,選項A正確. 答案: A 8.如圖所示,一定質(zhì)量的理想氣體密封在絕熱(即與外界不發(fā)生熱交換)容器中,容器內(nèi)裝有一可以活動的絕熱活塞.今對活塞施以一豎直向下的壓力F,使活塞緩慢向下移動一段距離后,氣體的體積減?。艉雎曰钊c容器壁間的摩擦力,則被密封的氣體( ) A.溫度升高,壓強增大,內(nèi)能減少 B.溫度降低,壓強增大,內(nèi)能減少 C.溫度升高,壓強增大,內(nèi)能增加 D.溫度降低,壓強減小,內(nèi)能增加 解析: 對理想氣體絕熱壓縮時,外界對氣體做功,由熱力學第一定律得,氣體的內(nèi)能增加,溫度升高,又因氣體體積減小,分子密度增大,溫度升高,分子平均動能增大,故氣體的壓強增大,C對. 答案: C 9.一定質(zhì)量的理想氣體的狀態(tài)變化過程表示在如圖所示的p-V圖上,氣體先由a狀態(tài)沿雙曲線經(jīng)等溫過程變化到b狀態(tài),再沿與橫軸平行的直線變化到c狀態(tài),a、c兩點位于與縱軸平行的直線上,以下說法中正確的是( ) A.由a狀態(tài)至b狀態(tài)過程中,氣體放出熱量,內(nèi)能不變 B.由b狀態(tài)至c狀態(tài)過程中,氣體對外做功,內(nèi)能增加,平均每個氣體分子在單位時間內(nèi)與器壁碰撞的次數(shù)不變 C.c狀態(tài)與a狀態(tài)相比,c狀態(tài)分子平均距離較大,分子平均動能較大 D.b狀態(tài)與a狀態(tài)相比,b狀態(tài)分子平均距離較小,分子平均動能相等 解析: 由a到b的過程是等溫過程,所以內(nèi)能不發(fā)生變化,氣體體積減小,所以外界對氣體做功,放出熱量;由b到c的過程中,是等壓變化,體積增大,溫度升高,內(nèi)能增加,而體積增大,所以氣體對外界做功,應(yīng)該吸收熱量,雖然壓強不變,但是氣體分子熱運動變得劇烈,碰撞次數(shù)改變. 答案: AD 二、非選擇題 10.一定質(zhì)量的理想氣體在某一過程中,外界對氣體做功7.0104 J,氣體內(nèi)能減少1.3105 J,則此過程________.(填選項前的編號) ①氣體從外界吸收熱量2.0105 J?、跉怏w向外界放出熱量2.0105 J?、蹥怏w從外界吸收熱量2.0104 J?、軞怏w向外界放出熱量6.0104 J 解析: 答案:?、? 11. (1)如圖所示,一演示用的“永動機”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,轉(zhuǎn)輪因此能較長時間轉(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 (2)如圖所示,內(nèi)壁光滑的氣缸水平放置,一定質(zhì)量的理想氣體被活塞密封在氣缸內(nèi),外界大氣壓強為p0.現(xiàn)對氣缸緩慢加熱,氣體吸收熱量Q后,體積由V1增大為V2.則在此過程中,氣體分子平均動能________(選填“增大”、“不變”或“減小”),氣體內(nèi)能變化了________. 解析: (1)形狀記憶合金進入水后受熱形狀發(fā)生改變而攪動熱水,由能量守恒知能量來源于熱水,故A、B、C錯;由能量守恒知,葉片吸收的能量一部分轉(zhuǎn)化成葉片的動能,一部分釋放于空氣中,故D對. (2)加熱后,氣體溫度升高,平均動能增大. ΔU=Q+W=Q-p0S0d=Q-p0(V2-V1) 答案: (1)D (2)增大 Q-p0(V2-V1) 12.如圖所示,一定質(zhì)量理想氣體由狀態(tài)A經(jīng)過程I變至狀態(tài)B時,從外界吸收熱量420 J,同時膨脹對外做功300 J.當氣體從狀態(tài)B經(jīng)過Ⅱ回到狀態(tài)A時,外界壓縮氣體做功200 J.求過程Ⅱ中氣體是吸熱還是放熱,熱量是多少?- 1.請仔細閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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