2019-2020年高中物理 第十章 熱力學(xué)定律 第三節(jié) 熱力學(xué)第一定律、能量守恒定律自我小測 新人教版選修3-3.doc
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2019-2020年高中物理 第十章 熱力學(xué)定律 第三節(jié) 熱力學(xué)第一定律、能量守恒定律自我小測 新人教版選修3-3 1.在熱力學(xué)第一定律的表達式ΔU=W+Q中,關(guān)于ΔU、W、Q各個物理量的正、負,下列說法中正確的是( ) A.外界對物體做功時W為正,吸熱時Q為負,內(nèi)能增加時ΔU為正 B.物體對外界做功時W為負,吸熱時Q為正,內(nèi)能增加時ΔU為負 C.物體對外界做功時W為負,吸熱時Q為正,內(nèi)能增加時ΔU為正 D.外界對物體做功時W為負,吸熱時Q為負,內(nèi)能增加時ΔU為負 2.一定量的氣體吸收熱量,體積膨脹并對外做功,則此過程的末態(tài)與初態(tài)相比( ) A.氣體內(nèi)能一定增加 B.氣體內(nèi)能一定減小 C.氣體內(nèi)能一定不變 D.氣體內(nèi)能的增減不能確定 3.(xx課標全國卷Ⅱ)關(guān)于一定量的氣體,下列說法正確的是( ) A.氣體的體積指的是該氣體的分子所能到達的空間的體積,而不是該氣體所有分子體積之和 B.只要能減弱氣體分子熱運動的劇烈程度,氣體的溫度就可以降低 C.在完全失重的情況下,氣體對容器壁的壓強為零 D.氣體從外界吸收熱量,其內(nèi)能一定增加 E.氣體在等壓膨脹過程中溫度一定升高 4.下列對能量守恒定律的認識中,不正確的是( ) A.某種形式的能量減少,一定存在其他形式的能量增加 B.某個物體的能量減少,必然有其他物體的能量增加 C.不需要任何外界的動力而持續(xù)對外做功的機器——永動機是不可能制成的 D.石子從空中落下,最后停止在地面上,說明機械能消失了 5.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 6.如圖所示,固定容器及可動活塞P都是絕熱的,中間有一導(dǎo)熱的固定隔板B,B的兩邊分別盛有氣體甲和乙。現(xiàn)將活塞P緩慢地向B移動一段距離,已知氣體的溫度隨其內(nèi)能的增加而升高。則在移動P的過程中( ) A.外力對乙做功;甲的內(nèi)能不變 B.外力對乙做功;乙的內(nèi)能不變 C.乙傳遞熱量給甲;乙的內(nèi)能增加 D.乙的內(nèi)能增加;甲的內(nèi)能不變 7. 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,dc平行于縱坐標軸,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 8.一定質(zhì)量的氣體從外界吸收了4.2105 J的熱量,同時氣體對外界做了6105 J的功,問: (1)物體的內(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? 9.(xx山東理綜)如圖所示,粗細均勻、導(dǎo)熱良好、裝有適量水銀的U形管豎直放置,右端與大氣相通,左端封閉氣柱長l1=20 cm(可視為理想氣體),兩管中水銀面等高。現(xiàn)將右端與一低壓艙(未畫出)接通,穩(wěn)定后右管水銀面高出左管水銀面h=10 cm。(環(huán)境溫度不變,大氣壓強p0=75 cmHg) (1)求穩(wěn)定后低壓艙內(nèi)的壓強(用“cmHg”作單位)。 (2)此過程中左管內(nèi)的氣體對外界________(填“做正功”“做負功”或“不做功”),氣體將________(填“吸熱”或“放熱”)。 參考答案 1.解析:根據(jù)公式ΔU=W+Q中的符號法則知選項C正確。 答案:C 2.解析:由熱力學(xué)第一定律ΔU=Q+W,氣體吸收熱量,Q>0,體積膨脹對外做功W<0,但不能確定Q與W值的大小,所以不能判斷ΔU的正負,則氣體內(nèi)能的增減也就不能確定,選項D正確。 答案:D 3.解析:氣體體積為氣體分子所能達到的空間的體積,而氣體分子體積很小,體積之和遠小于氣體體積,A項正確;氣體溫度反映了分子運動的劇烈程度,分子運動的劇烈程度減弱,溫度必然降低,B項正確;氣體壓強是大量氣體分子頻繁碰撞容器器壁的結(jié)果,在完全失重的情況下,氣體對器壁仍產(chǎn)生壓強,C項錯誤;氣體從外界吸收熱量,但如果同時對外做功,那么氣體的內(nèi)能不一定增加,D項錯誤;根據(jù)氣體定律可知,氣體在等壓膨脹過程中,體積與熱力學(xué)溫度成正比,體積變大,溫度升高,E項正確。 答案:ABE 4.解析:A選項是指不同形式的能量間的轉(zhuǎn)化,轉(zhuǎn)化過程中能量是守恒的。B選項是指能量在不同的物體間發(fā)生轉(zhuǎn)移,轉(zhuǎn)移過程中能量是守恒的。這正好是能量守恒定律的兩個方面——轉(zhuǎn)化與轉(zhuǎn)移。任何永動機都是不可能制成的,它違背了能量守恒定律。D選項中石子的機械能在變化,比如受空氣阻力作用,機械能可能減少,但機械能并沒有消失,只是轉(zhuǎn)化成了其他形式的能量。 答案:D 5.解析:缸內(nèi)氣體膨脹,對外做正功,即W<0,缸內(nèi)氣體與外界無熱交換,即Q=0,由熱力學(xué)第一定律W+Q=ΔU可知,ΔU<0,即缸內(nèi)氣體的內(nèi)能減小,溫度降低,分子的平均動能減小,故選項B、C、D錯誤,選項A正確。 答案:A 6.解析:將活塞P緩慢地向B移動的過程中,外力對乙做功,乙的內(nèi)能增加,溫度升高,由于固定隔板B導(dǎo)熱,所以乙將傳遞熱量給甲,甲、乙兩部分氣體的溫度最終相同,均高于初態(tài)溫度,所以甲、乙內(nèi)能均增加,故選C項。 答案:C 7.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,故選項A錯;氣體從狀態(tài)c到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,故選項B對;氣體從狀態(tài)a到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,選項C正確;氣體從狀態(tài)b到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,故選項D對。 答案:BCD 8.解析:(1)氣體從外界吸熱為Q=4.2105 J 氣體對外界做功為W=-6105 J 由熱力學(xué)第一定律知: ΔU=W+Q=-6105 J+4.2105 J=-1.8105 J ΔU取負值,說明氣體的內(nèi)能減少,減少了1.8105 J。 (2)因為氣體對外界做功,所以氣體的體積增大,分子間距離增大,氣體分子間的作用力表現(xiàn)為引力,所以此過程要克服分子力做功,分子勢能增加。 (3)因為氣體內(nèi)能減少,同時氣體的分子勢能增加,說明氣體分子的平均動能一定減少了。 答案:(1)減少 減少了1.8105 J (2)增加 (3)減少 9.解析:(1)設(shè)U形管橫截面積為S,右端與大氣相通時左管中封閉氣體壓強為p1,右端與一低壓艙接通后左管中封閉氣體壓強為p2,氣柱長度為l2,穩(wěn)定后低壓艙內(nèi)的壓強為p。左管中封閉氣體發(fā)生等溫變化,根據(jù)玻意耳定律得 p1V1=p2V2① p1=p0② p2=p+ph③ V1=l1S④ V2=l2S⑤ 由幾何關(guān)系得 h=2(l2-l1)⑥ 聯(lián)立①②③④⑤⑥式,代入數(shù)據(jù)得 p=50 cmHg⑦ (2)左管內(nèi)氣體體積增大,說明氣體膨脹對外做正功;由于氣體溫度保持不變,根據(jù)熱力學(xué)第一定律可得W+Q=0,故氣體從外界吸熱。 答案:(1)50 cmHg (2)做正功 吸熱- 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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