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(cè) 魯科版選修3-3.doc

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(cè) 魯科版選修3-31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(shí)，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(lái)，此實(shí)驗(yàn)的目的是要說(shuō)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(shí)，對(duì)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(lái)，故B正確【答案】B2(xx福建高考)一定量的理想氣體在某一過(guò)程中，從外界吸收熱量2.5104 J，氣體對(duì)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UWQ，Q2.5104 J，W1.0104 J可知U大于零，氣體內(nèi)能增加，溫度升高，A、B錯(cuò)；氣體對(duì)外做功，體積增大，密度減小，C錯(cuò)，D對(duì)【答案】D3(xx龍巖檢測(cè))自由擺動(dòng)的秋千擺動(dòng)幅度越來(lái)越小，下列說(shuō)法正確的是()A機(jī)械能守恒B能量正在消失C只有動(dòng)能和重力勢(shì)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(dòng)的秋千擺動(dòng)幅度越來(lái)越小，說(shuō)明機(jī)械能在減少，減少的機(jī)械能通過(guò)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5134(xx福建高考)如圖513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(dòng)的絕熱活塞今對(duì)活塞施加一豎直向下的壓力F，使活塞緩慢向下移動(dòng)一段距離后，氣體的體積減小若忽略活塞與容器壁間的摩擦力，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(duì)密閉的氣體做正功知W>0，由絕熱知Q0，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(dòng)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】C5(xx江蘇高考)如圖514所示，一演示用的“永動(dòng)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(dòng)轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)動(dòng)離開(kāi)熱水后，葉片形狀迅速恢復(fù)，轉(zhuǎn)輪因此能較長(zhǎng)時(shí)間轉(zhuǎn)動(dòng)下列說(shuō)法正確的是()圖514A轉(zhuǎn)輪依靠自身慣性轉(zhuǎn)動(dòng)，不需要消耗外界能量B轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)動(dòng)所需能量來(lái)自形狀記憶合金自身C轉(zhuǎn)動(dòng)的葉片不斷攪動(dòng)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(dòng)熱水，由能量守恒知能量來(lái)源于熱水，故A、B、C錯(cuò)；由能量守恒知，葉片吸收的能量一部分轉(zhuǎn)化成葉片的動(dòng)能，一部分釋放于空氣中，故D對(duì)【答案】D6對(duì)于一個(gè)大氣壓下100 的水變成100 的水蒸氣的過(guò)程中，下列說(shuō)法中正確的是()A內(nèi)能增加，對(duì)外界做功，一定是吸熱B內(nèi)能不變，對(duì)外界做功，從外界吸熱C內(nèi)能減少，不對(duì)外界做功，向外界放熱D內(nèi)能增加，對(duì)外界做功，向外界放熱【解析】水變成同溫度的水蒸氣的過(guò)程中，分子的平均動(dòng)能不變，克服分子力做功，分子勢(shì)能增加，故內(nèi)能增加，一定是從外界吸收熱量，A正確【答案】A7(xx廣東高考)圖515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(dòng)，設(shè)筒內(nèi)氣體不與外界發(fā)生熱交換，在M向下滑動(dòng)的過(guò)程中()圖515A外界對(duì)氣體做功，氣體內(nèi)能增大B外界對(duì)氣體做功，氣體內(nèi)能減小C氣體對(duì)外界做功，氣體內(nèi)能增大D氣體對(duì)外界做功，氣體內(nèi)能減小【解析】M向下滑動(dòng)的過(guò)程中，氣體被壓縮，外界對(duì)氣體做功，又因?yàn)榕c外界沒(méi)有熱交換，所以氣體內(nèi)能增大【答案】A8(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(kāi)箱時(shí)，密閉于氣缸內(nèi)的壓縮氣體膨脹，將箱蓋頂起，如圖516所示在此過(guò)程中，若缸內(nèi)氣體與外界無(wú)熱交換，忽略氣體分子間相互作用，則缸內(nèi)氣體()圖516A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】氣體膨脹，氣體對(duì)外做正功，又因氣體與外界無(wú)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(méi)有分子勢(shì)能，所以分子的平均動(dòng)能減小，選項(xiàng)A正確【答案】A9.圖517(xx廣東高考)景頗族的祖先發(fā)明的點(diǎn)火器如圖517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(duì)筒內(nèi)封閉的氣體，在此壓縮過(guò)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(duì)外界做正功，氣體內(nèi)能增加D外界對(duì)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(guò)程中，外界對(duì)氣體做正功由熱力學(xué)第一定律UWQ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(cuò)誤，選項(xiàng)B正確【答案】B圖51810(xx三明檢測(cè))如圖518所示，直立容器內(nèi)部有被隔板隔開(kāi)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(guò)程中氣體吸熱Q，氣體內(nèi)能增量為U，則()AUQBUQCUQ D無(wú)法比較【解析】?jī)刹糠謿怏w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(shì)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】B11(xx石家莊高二檢測(cè))一定質(zhì)量的氣體從外界吸收了4.2105 J的熱量，同時(shí)氣體對(duì)外做了6105 J的功，問(wèn)：(1)氣體的內(nèi)能是增加還是減少？變化量是多少？(2)分子勢(shì)能是增加還是減少？(3)分子的平均動(dòng)能是增加還是減少？【解析】(1)氣體從外界吸熱為：Q4.2105 J氣體對(duì)外做功為：W6105 J由熱力學(xué)第一定律：UWQ6105 J4.2105 J1.8105 JU為負(fù)，說(shuō)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(duì)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(shì)能增加了(3)因?yàn)闅怏w內(nèi)能減少，同時(shí)氣體分子勢(shì)能增加，說(shuō)明氣體分子的平均動(dòng)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519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(kāi)始時(shí)封閉的空氣柱長(zhǎng)度為22 cm，圖519現(xiàn)在用豎直向下的外力F壓縮氣體，使封閉空氣柱長(zhǎng)度變?yōu)? cm，人對(duì)活塞做功100 J，大氣壓強(qiáng)為p01105 Pa，不計(jì)活塞重力問(wèn)：(1)若用足夠長(zhǎng)的時(shí)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S1 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，l022 cm，l2 cm，V0l0S，VlS緩慢壓縮氣體溫度不變，由玻意耳定律得：p0V0pV，解得：p1.1106 Pa.(2)大氣壓力對(duì)活塞做功：W1p0S(l0l)2 J人做功W2100 J，由熱力學(xué)第一定律得：UW1W2Q，將Q20 J代入解得U82 J.【答案】(1)1.1106 Pa(2)82 J