2019年高中物理 第5章 第1、2節(jié) 熱力學(xué)第一定律 能量的轉(zhuǎn)化與守恒課后知能檢測 魯科版選修3-3.doc
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2019年高中物理 第5章 第1、2節(jié) 熱力學(xué)第一定律 能量的轉(zhuǎn)化與守恒課后知能檢測 魯科版選修3-3 1.把浸有乙醚的一小塊棉花放在厚玻璃筒的底部,當(dāng)快速下壓活塞時,由于被壓縮的空氣驟然變熱,溫度升高,達(dá)到乙醚的燃點(diǎn),使浸有乙醚的棉花燃燒起來,此實(shí)驗(yàn)的目的是要說明( ) A.做功可以升高物體的溫度 B.做功可以改變物體的內(nèi)能 C.做功一定可以增加物體的內(nèi)能 D.做功可以增加物體的熱量 【解析】 當(dāng)快速下壓活塞時,對空氣做功,改變了氣體的內(nèi)能,使氣體的溫度升高,達(dá)到乙醚的燃點(diǎn),使浸有乙醚的棉花燃燒起來,故B正確. 【答案】 B 2.(xx福建高考)一定量的理想氣體在某一過程中,從外界吸收熱量2.5104 J,氣體對外界做功1.0104 J,則該理想氣體的( ) A.溫度降低,密度增大 B.溫度降低,密度減小 C.溫度升高,密度增大 D.溫度升高,密度減小 【解析】 由熱力學(xué)第一定律ΔU=W+Q,Q=2.5104 J,W=-1.0104 J可知ΔU大于零,氣體內(nèi)能增加,溫度升高,A、B錯;氣體對外做功,體積增大,密度減小,C錯,D對. 【答案】 D 3.(xx龍巖檢測)自由擺動的秋千擺動幅度越來越小,下列說法正確的是( ) A.機(jī)械能守恒 B.能量正在消失 C.只有動能和重力勢能的相互轉(zhuǎn)化 D.減少的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,但總能量守恒 【解析】 自由擺動的秋千擺動幅度越來越小,說明機(jī)械能在減少,減少的機(jī)械能通過克服阻力做功轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,但總能量不變,故D選項(xiàng)正確. 【答案】 D 圖5-1-3 4.(xx福建高考)如圖5-1-3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.今對活塞施加一豎直向下的壓力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(qiáng)增大,內(nèi)能減少 B.溫度降低,壓強(qiáng)增大,內(nèi)能減少 C.溫度升高,壓強(qiáng)增大,內(nèi)能增加 D.溫度降低,壓強(qiáng)減小,內(nèi)能增加 【解析】 由F對密閉的氣體做正功知W>0,由絕熱知Q=0,由熱力學(xué)第一定律知理想氣體內(nèi)能增大,T升高,氣體分子熱運(yùn)動加劇,V減小,氣體分子密度增大,所以壓強(qiáng)增大,故選C. 【答案】 C 5.(xx江蘇高考)如圖5-1-4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)輪因此能較長時間轉(zhuǎn)動.下列說法正確的是( ) 圖5-1-4 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】 形狀記憶合金進(jìn)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. 【答案】 D 6.對于一個大氣壓下100 ℃的水變成100 ℃的水蒸氣的過程中,下列說法中正確的是( ) A.內(nèi)能增加,對外界做功,一定是吸熱 B.內(nèi)能不變,對外界做功,從外界吸熱 C.內(nèi)能減少,不對外界做功,向外界放熱 D.內(nèi)能增加,對外界做功,向外界放熱 【解析】 水變成同溫度的水蒸氣的過程中,分子的平均動能不變,克服分子力做功,分子勢能增加,故內(nèi)能增加,一定是從外界吸收熱量,A正確. 【答案】 A 7.(xx廣東高考)圖5-1-5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( ) 圖5-1-5 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】 M向下滑動的過程中,氣體被壓縮,外界對氣體做功,又因?yàn)榕c外界沒有熱交換,所以氣體內(nèi)能增大. 【答案】 A 8.(xx重慶高考)某汽車后備箱內(nèi)安裝有撐起箱蓋的裝置,它主要由氣缸和活塞組成.開箱時,密閉于氣缸內(nèi)的壓縮氣體膨脹,將箱蓋頂起,如圖5-1-6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5-1-6 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(fù)功,分子的平均動能增大 D.對外做負(fù)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(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,沒有分子勢能,所以分子的平均動能減小,選項(xiàng)A正確. 【答案】 A 9. 圖5-1-7 (xx廣東高考)景頗族的祖先發(fā)明的點(diǎn)火器如圖5-1-7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( ) A.氣體溫度升高,壓強(qiáng)不變 B.氣體溫度升高,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)能減少 【解析】 筒內(nèi)封閉氣體被壓縮過程中,外界對氣體做正功.由熱力學(xué)第一定律ΔU=W+Q知,氣體內(nèi)能增加,溫度升高.由理想氣體狀態(tài)方程=C知,氣體壓強(qiáng)增大.選項(xiàng)A、C、D錯誤,選項(xiàng)B正確. 【答案】 B 圖5-1-8 10.(xx三明檢測)如圖5-1-8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,抽去隔板,加熱氣體,使兩部分氣體均勻混合.設(shè)在此過程中氣體吸熱Q,氣體內(nèi)能增量為ΔU,則( ) A.ΔU=Q B.ΔU<Q C.ΔU>Q D.無法比較 【解析】 兩部分氣體混合均勻后,密度相同,則整體重心上移,吸收的熱量有一部分轉(zhuǎn)化為重力勢能,由能量守恒定律并結(jié)合熱力學(xué)第一定律,可知B正確. 【答案】 B 11.(xx石家莊高二檢測)一定質(zhì)量的氣體從外界吸收了4.2105 J的熱量,同時氣體對外做了6105 J的功,問: (1)氣體的內(nèi)能是增加還是減少?變化量是多少? (2)分子勢能是增加還是減少? (3)分子的平均動能是增加還是減少? 【解析】 (1)氣體從外界吸熱為:Q=4.2105 J 氣體對外做功為:W=-6105 J 由熱力學(xué)第一定律:ΔU=W+Q=-6105 J+4.2105 J=-1.8105 J ΔU為負(fù),說明氣體的內(nèi)能減少了.所以,氣體內(nèi)能減少了1.8105 J. (2)因?yàn)闅怏w對外做功,所以氣體的體積膨脹,分子間的距離增大了,分子力做負(fù)功,氣體分子勢能增加了. (3)因?yàn)闅怏w內(nèi)能減少,同時氣體分子勢能增加,說明氣體分子的平均動能一定減少了. 【答案】 (1)減少 1.8105 J (2)增加 (3)減少 12.如右下圖5-1-9所示是用導(dǎo)熱性能良好的材料制成的氣體實(shí)驗(yàn)裝置,開始時封閉的空氣柱長度為 22 cm, 圖5-1-9 現(xiàn)在用豎直向下的外力F壓縮氣體,使封閉空氣柱長度變?yōu)? cm,人對活塞做功100 J,大氣壓強(qiáng)為p0=1105 Pa,不計活塞重力.問: (1)若用足夠長的時間緩慢壓縮氣體,求壓縮后氣體的壓強(qiáng)為多大? (2)若以適當(dāng)?shù)乃俣葔嚎s氣體,向外散失的熱量為20 J,則氣體的內(nèi)能增加多少?(活塞的橫截面積S=1 cm2) 【解析】 (1)設(shè)壓縮后氣體的壓強(qiáng)為p,活塞的橫截面積為S,l0=22 cm, l=2 cm,V0=l0S,V=lS 緩慢壓縮氣體溫度不變,由玻意耳定律得: p0V0=pV,解得:p=1.1106 Pa. (2)大氣壓力對活塞做功:W1=p0S(l0-l)=2 J 人做功W2=100 J,由熱力學(xué)第一定律得: ΔU=W1+W2+Q,將Q=-20 J代入解得ΔU=82 J. 【答案】 (1)1.1106 Pa (2)82 J- 1.請仔細(xì)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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