- 2022-03-30 发布 |
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文档介绍
新课标人教版选修3-33热力学第一定律能量守恒定律
高中物理选修3-3同步训练试题解析一、选择题1.奥运祥云火炬的燃烧系统由燃气罐(内有液态丙烷)、稳压装置和燃烧器三部分组成.当稳压阀打开以后,燃气以气态从气罐里出来,经过稳压阀后进入燃烧室进行燃烧.则以下说法中正确的是( )A.燃气由液态变为气态的过程中要对外做功B.燃气由液态变为气态的过程中分子的分子势能减少C.燃气在燃烧室燃烧的过程是熵增加的过程D.燃气燃烧后释放在周围环境中的能量很容易被回收再利用解析: 燃气由液态变为气态的过程中体积膨胀,对外做功,故A选项正确,燃气在膨胀过程中克服分子间引力做功分子势能增大,故B选项错误,由熵增原理可知C选项A确,D选项错误.答案: AC2.如图,一绝热容器被隔板K隔开成a、b两部分.已知a内有一定量的稀薄气体,b内为真空.抽开隔板K后,a内气体进入b,最终达到平衡状态.在此过程中( )A.气体对外界做功,内能减少B.气体不做功,内能不变C.气体压强变小,温度降低D.气体压强变小,温度不变解析: a内气体向真空中扩散,体积膨胀,但不做功,A错误.由于是绝热器不从外界吸收热量,据热力学第一定律Δu=W+Q可知气体内能不变,B正确。a内气体为理想气体,理想气体内能只与温度有关,内能不变,气体的温度不变,由玻义耳定律知气体的压强减小,C错误D正确.答案: BD3.如图所示,一气缸竖直放置,用一质量为m的活塞在缸内封闭了一定量的理想气体,在气缸的底部安装有一根电热丝,用导线和外界电源相连,已知气缸壁和活塞都是绝热的,气缸壁与活塞间光滑接触且不漏气.现接通电源,电热丝对缸内气体缓慢加热.关于气缸内气体,下列说法中正确的是( )A.单位时间内气缸单位面积上气体分子撞击次数减少B.所有分子的速率都增加C.分子平均动能增大D.对外做功,内能减少5 答案: AC4.一定质量的理想气体由状态Ⅰ(p1,V1,T1)被压缩至状态Ⅱ(p2,V2,T2),已知T2>T1,则该过程中( )A.气体的内能一定是增加的B.气体可能向外界放热C.气体一定从外界吸收热量D.气体对外界做正功解析: 理想气体没有分子势能,因此温度升高时,气体的内能增加,故A对;由于不能确定做功情况,因此气体有可能吸热,也有可能放热,应选A、B.答案: AB5.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,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,故答案A错;气体从状态c到状态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.故答案B对;气体从状态a到状态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,答案C正确;气体从状态b到状态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,故答案D对.答案: BCD6.如图所示的导热气缸内,用活塞封闭一定质量的理想气体,如果迅速向下压活塞时气体的温度会骤然升高(设为甲过程).如果缓慢地向下压活塞时,里面的气体温度不变(设为乙过程).已知甲、乙两个过程中气体初态和末态的体积相同,不考虑活塞与气缸的摩擦,则下列说法正确的是( )A.甲过程中气体的内能增加,乙过程中气体的内能不变B.两过程中外界对气体做的功一样多C.乙过程中气体的压强不变,甲过程中气体的压强不断增大D.乙过程的末态气体压强比甲过程的末态气体压强小解析: 温度是理想气体分子平均动能的标志,由题意知甲过程中气体温度升高,乙过程中气体温度不变,所以A项正确.外界对气体做功W=·ΔV,体积变化相同,但甲过程平均压强大于乙过程平均压强,B项错;乙过程为等温压缩过程,压强变大,C项错.可以将两过程末态看做一个等容过程,甲过程末态温度较高,压强较大,D项正确.5 答案: AD7.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,内能减小解析: 气体膨胀,气体对外做正功,又因气体与外界无热交换,由热力学第一定律可知气体内能减小,因忽略气体分子间相互作用,没有分子势能,所以分子的平均动能减小,选项A正确.答案: A8.如图所示,一定质量的理想气体密封在绝热(即与外界不发生热交换)容器中,容器内装有一可以活动的绝热活塞.今对活塞施以一竖直向下的压力F,使活塞缓慢向下移动一段距离后,气体的体积减小.若忽略活塞与容器壁间的摩擦力,则被密封的气体( )A.温度升高,压强增大,内能减少B.温度降低,压强增大,内能减少C.温度升高,压强增大,内能增加D.温度降低,压强减小,内能增加解析: 对理想气体绝热压缩时,外界对气体做功,由热力学第一定律得,气体的内能增加,温度升高,又因气体体积减小,分子密度增大,温度升高,分子平均动能增大,故气体的压强增大,C对.答案: C9.一定质量的理想气体的状态变化过程表示在如图所示的p-V图上,气体先由a状态沿双曲线经等温过程变化到b状态,再沿与横轴平行的直线变化到c状态,a、c两点位于与纵轴平行的直线上,以下说法中正确的是( )5 A.由a状态至b状态过程中,气体放出热量,内能不变B.由b状态至c状态过程中,气体对外做功,内能增加,平均每个气体分子在单位时间内与器壁碰撞的次数不变C.c状态与a状态相比,c状态分子平均距离较大,分子平均动能较大D.b状态与a状态相比,b状态分子平均距离较小,分子平均动能相等解析: 由a到b的过程是等温过程,所以内能不发生变化,气体体积减小,所以外界对气体做功,放出热量;由b到c的过程中,是等压变化,体积增大,温度升高,内能增加,而体积增大,所以气体对外界做功,应该吸收热量,虽然压强不变,但是气体分子热运动变得剧烈,碰撞次数改变.答案: AD二、非选择题10.一定质量的理想气体在某一过程中,外界对气体做功7.0×104J,气体内能减少1.3×105J,则此过程________.(填选项前的编号)①气体从外界吸收热量2.0×105J ②气体向外界放出热量2.0×105J ③气体从外界吸收热量2.0×104J ④气体向外界放出热量6.0×104J解析: 答案: ②11.(1)如图所示,一演示用的“永动机”转轮由5根轻杆和转轴构成,轻杆的末端装有用形状记忆合金制成的叶片.轻推转轮后,进入热水的叶片因伸展而“划水”,推动转轮转动.离开热水后,叶片形状迅速恢复,转轮因此能较长时间转动.下列说法正确的是( )A.转轮依靠自身惯性转动,不需要消耗外界能量B.转轮转动所需能量来自形状记忆合金自身5 C.转动的叶片不断搅动热水,水温升高D.叶片在热水中吸收的热量一定大于在空气中释放的热量(2)如图所示,内壁光滑的气缸水平放置,一定质量的理想气体被活塞密封在气缸内,外界大气压强为p0.现对气缸缓慢加热,气体吸收热量Q后,体积由V1增大为V2.则在此过程中,气体分子平均动能________(选填“增大”、“不变”或“减小”),气体内能变化了________.解析: (1)形状记忆合金进入水后受热形状发生改变而搅动热水,由能量守恒知能量来源于热水,故A、B、C错;由能量守恒知,叶片吸收的能量一部分转化成叶片的动能,一部分释放于空气中,故D对.(2)加热后,气体温度升高,平均动能增大.ΔU=Q+W=Q-p0S0d=Q-p0(V2-V1)答案: (1)D (2)增大 Q-p0(V2-V1)12.如图所示,一定质量理想气体由状态A经过程I变至状态B时,从外界吸收热量420J,同时膨胀对外做功300J.当气体从状态B经过Ⅱ回到状态A时,外界压缩气体做功200J.求过程Ⅱ中气体是吸热还是放热,热量是多少?解析: 气体由状态A经过程Ⅰ过程Ⅱ又回到状态A,初末状态内能不变,由热力学第一定律:ΔU=W+Q,可得:0=420-300+200+Q,Q=-320J,所以第二过程中气体放热320J.答案: 放热 320J5查看更多