【名師一號】2021年人教版物理雙基限時練-選修3-3：第十章《熱力學(xué)定律》3

雙基限時練(十四)熱力學(xué)第肯定律能量守恒定律1．(多選題)下列關(guān)于物體內(nèi)能的說法正確的是()A．物體吸取熱量，內(nèi)能肯定增加B．物體放出熱量，內(nèi)能肯定削減C．當(dāng)做功和熱傳遞同時存在時，物體的內(nèi)能可能不變D．物體對外做功，內(nèi)能可能增加解析當(dāng)物體從外界吸取的熱量Q與對外做的功W正好相等時，物體的內(nèi)能不變，C正確；當(dāng)物體對外做功時，假猶如時吸取熱量Q，且吸取的熱量比對外做的功多時，內(nèi)能就可能增加，D正確．答案CD2．密閉有空氣的薄塑料瓶因降溫而變扁，此過程中瓶內(nèi)空氣(不計(jì)分子勢能)()A．內(nèi)能增大，放出熱量B．內(nèi)能減小，吸取熱量C．內(nèi)能增大，對外界做功D．內(nèi)能減小，外界對其做功解析不計(jì)分子勢能，故瓶內(nèi)空氣的內(nèi)能隨溫度降低，內(nèi)能肯定減小，體積減小了，外界對瓶內(nèi)氣體做功，此過程為放熱過程，故D選項(xiàng)正確．答案D3．在溫度均勻且恒定的水池中，有一小氣泡正在緩慢向上浮起，體積漸漸膨脹，在氣泡上浮的過程中()A．氣泡內(nèi)的氣體向外界放出熱量B．氣泡內(nèi)的氣體與外界不發(fā)生熱傳遞，其內(nèi)能不變C．氣泡內(nèi)的氣體對外界做功，其內(nèi)能削減D．氣泡內(nèi)的氣體對外界做功，同時從水中吸取熱量，其內(nèi)能不變解析小氣泡可視為抱負(fù)氣體，在緩慢上升過程中，保持溫度與水溫相同，即溫度保持不變．抱負(fù)氣體的內(nèi)能由溫度打算．可知，氣泡上升過程中內(nèi)能不變．即ΔU＝0，由熱力學(xué)第肯定律ΔU＝W＋Q可知，氣泡體積增大，W為負(fù)值，則Q為正值，即上升過程為吸熱過程．故D選項(xiàng)正確．答案D4．肯定質(zhì)量氣體在某一過程中，外界對氣體做了8×104J的功，氣體內(nèi)能削減了1.2×105J，則下列各式正確的是()A．W＝8×104JΔU＝1.2×105JQ＝4×104JB．W＝8×104JΔU＝－1.2×105JQ＝－2×105JC．W＝－8×104JΔU＝1.2×105JQ＝2×105JD．W＝8×104JΔU＝－1.2×105JQ＝－4×104J解析由熱力學(xué)第肯定律，ΔU＝W＋Q，外界對氣體做功，W＝8×104J，內(nèi)能削減ΔU＝－1.2×105J，則Q＝－2×105J．故B選項(xiàng)正確．答案B5．肯定質(zhì)量的抱負(fù)氣體，從某一狀態(tài)開頭，經(jīng)過一系列變化后又回到開頭的狀態(tài)，用W1表示外界對氣體做的功，W2表示氣體對外界做的功，Q1表示氣體吸取的熱量，Q2表示氣體放出的熱量，則在整個過程中肯定有()A．Q1－Q2＝W2－W1B．Q1＝Q2C．W1＝W2D．Q1>Q2解析由熱力學(xué)第肯定律ΔU＝W＋Q，即在此過程中ΔU＝W1－W2＋Q1－Q2＝0，則Q1－Q2＝W2－W1，故A選項(xiàng)正確．答案A6．如圖為某種椅子與其升降部分的結(jié)構(gòu)示意圖，M、N兩筒間密閉了肯定質(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()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)能減小解析本題考查了熱力學(xué)第肯定律，理解做功和熱傳遞可以轉(zhuǎn)變物體的內(nèi)能．筒內(nèi)氣體不與外界發(fā)生熱交換，M向下滑的過程中，外界對氣體做功，由熱力學(xué)第肯定律可知?dú)怏w內(nèi)能增大，A正確．答案A7．如圖所示，一演示用的“永動機(jī)”轉(zhuǎn)輪由5根輕桿和轉(zhuǎn)軸構(gòu)成，輕桿的末端裝有用外形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，葉片外形快速恢復(fù)，轉(zhuǎn)輪因此能較長時間轉(zhuǎn)動．下列說法正確的是()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)動所需能量來自外形記憶合金自身C．轉(zhuǎn)動的葉片不斷攪動熱水，水溫上升D．葉片在熱水中吸取的熱量肯定大于在空氣中釋放的熱量解析該永動機(jī)葉片進(jìn)入水中，吸取熱量而伸展劃水，推動轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)動，離開水面后向空氣中放熱，葉片外形快速恢復(fù)，所以轉(zhuǎn)動的能量來自熱水，由于不斷向空氣釋放熱量，所以水溫漸漸降低，A、B、C錯，D對．答案D8．某校開展探究性課外活動，一同學(xué)用如圖所示的裝置爭辯氣體壓強(qiáng)、體積、溫度三量之間的變化關(guān)系．該同學(xué)選用導(dǎo)熱良好的氣缸將其開口向下，內(nèi)裝抱負(fù)氣體，并將氣缸固定不動，但缸內(nèi)活塞可自由滑動且不漏氣，他把一溫度計(jì)通過缸底小孔插入缸內(nèi)，插口處密封良好，活塞下掛一個沙桶，沙桶裝滿沙子時活塞恰好靜止．他把沙桶底部鉆一個小洞，讓細(xì)沙漸漸漏出，外部環(huán)境溫度恒定，由此可確定()A．外界對氣體做功，內(nèi)能增大B．外界對氣體做功，溫度計(jì)示數(shù)不變C．氣體體積減小，溫度計(jì)示數(shù)減小D．外界對氣體做功，溫度計(jì)示數(shù)增大解析因細(xì)沙漸漸漏出，沙桶重力削減，故活塞上移，外界對氣體做功，因氣缸導(dǎo)熱性能良好，細(xì)沙是漸漸漏出，外部環(huán)境溫度又不變，故此過程氣缸內(nèi)氣體準(zhǔn)時向外界放熱而保持缸內(nèi)氣體溫度不變．答案B9．給旱區(qū)送水的消防車停于水平地面．在緩慢放水過程中，若車胎不漏氣，胎內(nèi)氣體溫度不變，不計(jì)分子間勢能，則胎內(nèi)氣體()A．從外界吸熱 B．對外界做負(fù)功C．分子平均動能減小 D．內(nèi)能增加解析緩慢放水過程中，胎內(nèi)氣體壓強(qiáng)減小，氣體膨脹對外界做正功，選項(xiàng)B錯；胎內(nèi)氣體溫度不變，故分子平均動能不變，選項(xiàng)C錯；由于不計(jì)分子間勢能，氣體內(nèi)能只與溫度有關(guān)，溫度不變，內(nèi)能不變，選項(xiàng)D錯；由ΔU＝W＋Q知ΔU＝0，W<0，故Q>0，氣體從外界吸熱，選項(xiàng)A正確．答案A10．如圖所示，活塞將肯定質(zhì)量的氣體封閉在直立圓筒形導(dǎo)熱的氣缸中，活塞上堆放細(xì)沙，活塞處于靜止，現(xiàn)漸漸取走細(xì)沙，使活塞緩慢上升，直到細(xì)沙全部取走．若活塞與氣缸之間的摩擦可忽視，則在此過程中()A．氣體對外做功，氣體溫度可能不變B．氣體對外做功，內(nèi)能肯定削減C．氣體壓強(qiáng)可能增大，內(nèi)能可能不變D．氣體從外界吸熱，內(nèi)能肯定增加解析由于氣缸為導(dǎo)熱的，則可與外界進(jìn)行熱交換，細(xì)沙削減時，氣體膨脹對外做功，可能由于與外界進(jìn)行熱交換吸熱使內(nèi)能不變．答案A11．(多選題)如圖所示，a、b、c、d表示肯定質(zhì)量的抱負(fù)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(biāo)軸，ab的延長線過原點(diǎn)，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，抱負(fù)氣體內(nèi)能不變，但是由于壓強(qiáng)減小，所以體積增大，對外做功，還要保持內(nèi)能不變，肯定要吸取熱量，故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)就肯定要伴隨放熱的過程，故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，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(qiáng)的增大，氣體的溫度上升，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)能的增大是由于氣體吸熱的結(jié)果，故D對．答案BCD12．(多選題)肯定質(zhì)量的抱負(fù)氣體自狀態(tài)A經(jīng)狀態(tài)C變化到狀態(tài)B.這一過程在V－T圖上表示如圖所示，則()A．在過程AC中，外界對氣體做功B．在過程CB中，外界對氣體做功C．在過程AC中，氣體壓強(qiáng)不斷變大D．在過程CB中，氣體壓強(qiáng)不斷變小解析A→C過程，等溫變化，體積變小，外界對氣體做功，A正確．C→B過程，體積不變，外界對氣體不做功，B錯誤．A→C過程中，體積變小，分子密集程度變大，壓強(qiáng)變大，C正確．C→B，體積不變，分子密集程度不變，溫度上升，分子平均動能變大，故壓強(qiáng)變大，D錯誤．答案AC13．肯定質(zhì)量的氣體從外界吸取熱量2.66×105J，內(nèi)能增加4.25×105J，是氣體對外界做功還是外界對氣體做功？做了多少功？解析選擇肯定量的氣體為爭辯對象．依據(jù)熱力學(xué)第一定律ΔU＝Q＋W，得W＝ΔU－Q＝4.25×105J－2.66×105J＝1.59×105J.W為正值，表示是外界對氣體做功，做功的大小是1.59×105J.答案外界對氣體做功1.59×105J14．噴霧器內(nèi)有10L水，上部封閉有1atm的空氣2L．關(guān)閉噴霧閥門，用打氣筒向噴霧器內(nèi)再充入1atm的空氣3L(設(shè)外界環(huán)境溫度肯定，空氣可看作抱負(fù)氣體)．(1)當(dāng)水面上方氣體溫度與外界溫度相等時，求氣體壓強(qiáng)，并從微觀上解釋氣體壓強(qiáng)變化的緣由．(2)打開噴霧閥門，噴霧過程中封閉氣體可以看成等溫膨脹，此過程氣體是吸熱