- 2022-03-30 发布 |
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文档介绍
高中物理第十章热力学定律第三节热力学第一定律、能量守恒定律自我小测新人教版选修3-31
第三节热力学第一定律、能量守恒定律自我小测1.在热力学第一定律的表达式ΔU=W+Q中,关于ΔU、W、Q各个物理量的正、负,下列说法中正确的是( )A.外界对物体做功时W为正,吸热时Q为负,内能增加时ΔU为正B.物体对外界做功时W为负,吸热时Q为正,内能增加时ΔU为负C.物体对外界做功时W为负,吸热时Q为正,内能增加时ΔU为正D.外界对物体做功时W为负,吸热时Q为负,内能增加时ΔU为负2.一定量的气体吸收热量,体积膨胀并对外做功,则此过程的末态与初态相比( )A.气体内能一定增加B.气体内能一定减小C.气体内能一定不变D.气体内能的增减不能确定3.(2013·课标全国卷Ⅱ)关于一定量的气体,下列说法正确的是( )A.气体的体积指的是该气体的分子所能到达的空间的体积,而不是该气体所有分子体积之和B.只要能减弱气体分子热运动的剧烈程度,气体的温度就可以降低C.在完全失重的情况下,气体对容器壁的压强为零D.气体从外界吸收热量,其内能一定增加E.气体在等压膨胀过程中温度一定升高4.下列对能量守恒定律的认识中,不正确的是( )A.某种形式的能量减少,一定存在其他形式的能量增加B.某个物体的能量减少,必然有其他物体的能量增加C.不需要任何外界的动力而持续对外做功的机器——永动机是不可能制成的D.石子从空中落下,最后停止在地面上,说明机械能消失了5.某汽车后备箱内安装有撑起箱盖的装置,它主要由汽缸和活塞组成。开箱时,密闭于汽缸内的压缩气体膨胀,将箱盖顶起,如图所示。在此过程中,若缸内气体与外界无热交换,忽略气体分子间相互作用,则缸内气体( )A.对外做正功,分子的平均动能减小B.对外做正功,内能增大 C.对外做负功,分子的平均动能增大D.对外做负功,内能减小6.如图所示,固定容器及可动活塞P都是绝热的,中间有一导热的固定隔板B,B的两边分别盛有气体甲和乙。现将活塞P缓慢地向B移动一段距离,已知气体的温度随其内能的增加而升高。则在移动P的过程中( )A.外力对乙做功;甲的内能不变B.外力对乙做功;乙的内能不变C.乙传递热量给甲;乙的内能增加D.乙的内能增加;甲的内能不变7.如图所示,a、b、c、d表示一定质量的理想气体状态变化过程中的四个状态,图中ad平行于横坐标轴,dc平行于纵坐标轴,ab的延长线过原点,以下说法正确的是( )A.从状态d到c,气体不吸热也不放热B.从状态c到b,气体放热C.从状态a到d,气体对外做功D.从状态b到a,气体吸热8.一定质量的气体从外界吸收了4.2×105J的热量,同时气体对外界做了6×105J的功,问:(1)物体的内能是增加还是减少?变化量是多少?(2)分子势能是增加还是减少?(3)分子的平均动能是增加还是减少?9.(2012·山东理综)如图所示,粗细均匀、导热良好、装有适量水银的U形管竖直放置,右端与大气相通,左端封闭气柱长l1=20cm(可视为理想气体),两管中水银面等高。现将右端与一低压舱(未画出)接通,稳定后右管水银面高出左管水银面h=10cm。(环境温度不变,大气压强p0=75cmHg) (1)求稳定后低压舱内的压强(用“cmHg”作单位)。(2)此过程中左管内的气体对外界________(填“做正功”“做负功”或“不做功”),气体将________(填“吸热”或“放热”)。 参考答案1.解析:根据公式ΔU=W+Q中的符号法则知选项C正确。答案:C2.解析:由热力学第一定律ΔU=Q+W,气体吸收热量,Q>0,体积膨胀对外做功W<0,但不能确定Q与W值的大小,所以不能判断ΔU的正负,则气体内能的增减也就不能确定,选项D正确。答案:D百度文库-让每个人平等地提升自我3.解析:气体体积为气体分子所能达到的空间的体积,而气体分子体积很小,体积之和远小于气体体积,A项正确;气体温度反映了分子运动的剧烈程度,分子运动的剧烈程度减弱,温度必然降低,B项正确;气体压强是大量气体分子频繁碰撞容器器壁的结果,在完全失重的情况下,气体对器壁仍产生压强,C项错误;气体从外界吸收热量,但如果同时对外做功,那么气体的内能不一定增加,D项错误;根据气体定律可知,气体在等压膨胀过程中,体积与热力学温度成正比,体积变大,温度升高,E项正确。答案:ABE4.解析:A选项是指不同形式的能量间的转化,转化过程中能量是守恒的。B选项是指能量在不同的物体间发生转移,转移过程中能量是守恒的。这正好是能量守恒定律的两个方面——转化与转移。任何永动机都是不可能制成的,它违背了能量守恒定律。D选项中石子的机械能在变化,比如受空气阻力作用,机械能可能减少,但机械能并没有消失,只是转化成了其他形式的能量。答案:D5.解析:缸内气体膨胀,对外做正功,即W<0,缸内气体与外界无热交换,即Q=0,由热力学第一定律W+Q=ΔU可知,ΔU<0,即缸内气体的内能减小,温度降低,分子的平均动能减小,故选项B、C、D错误,选项A正确。答案:A6.解析:将活塞P缓慢地向B移动的过程中,外力对乙做功,乙的内能增加,温度升高,由于固定隔板B导热,所以乙将传递热量给甲,甲、乙两部分气体的温度最终相同,均高于初态温度,所以甲、乙内能均增加,故选C项。答案:C 7.解析:从状态d到c,温度不变,理想气体内能不变,但是由于压强减小,所以体积增大,对外做功,还要保持内能不变,一定要吸收热量,故选项A错;气体从状态c到b是一个降压、降温过程,同时体积减小,外界对气体做功,而气体的内能还要减小(降温),就一定要伴随放热的过程,故选项B对;气体从状态a到d是一个等压、升温的过程,同时体积增大,所以气体要对外做功,选项C正确;气体从状态b到a是个等容变化过程,随压强的增大,气体的温度升高,内能增大,而在这个过程中气体的体积没有变化,就没有做功,气体内能的增大是因为气体吸热的结果,故选项D对。答案:BCD8.解析:(1)气体从外界吸热为Q=4.2×105J气体对外界做功为W=-6×105J由热力学第一定律知:ΔU=W+Q=-6×105J+4.2×105J=-1.8×105JΔU取负值,说明气体的内能减少,减少了1.8×105J。(2)因为气体对外界做功,所以气体的体积增大,分子间距离增大,气体分子间的作用力表现为引力,所以此过程要克服分子力做功,分子势能增加。(3)因为气体内能减少,同时气体的分子势能增加,说明气体分子的平均动能一定减少了。答案:(1)减少 减少了1.8×105J (2)增加 (3)减少9.解析:(1)设U形管横截面积为S,右端与大气相通时左管中封闭气体压强为p1,右端与一低压舱接通后左管中封闭气体压强为p2,气柱长度为l2,稳定后低压舱内的压强为p。左管中封闭气体发生等温变化,根据玻意耳定律得p1V1=p2V2①p1=p0②p2=p+ph③V1=l1S④V2=l2S⑤由几何关系得h=2(l2-l1)⑥联立①②③④⑤⑥式,代入数据得p=50cmHg⑦(2)左管内气体体积增大,说明气体膨胀对外做正功;由于气体温度保持不变,根据热力学第一定律可得W+Q=0,故气体从外界吸热。答案:(1)50cmHg (2)做正功 吸热查看更多