活頁(yè)作業(yè)4 熱力學(xué)定律與能量守恒 Word版含解析

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1、活頁(yè)作業(yè)(三十四)　熱力學(xué)定律與能量守恒 1.(2012·廣東高考)景頗族的祖先發(fā)明的點(diǎn)火器如圖所示，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：在壓縮過(guò)程中，外界對(duì)氣體做正功，氣體內(nèi)能增大，溫度升高，壓強(qiáng)變大，選項(xiàng)B正確． 答案：B 2.如圖所示，一絕熱容器被隔板K隔開成a、b兩部分．已知a內(nèi)有一定量的稀薄氣體，b內(nèi)為真空，抽開隔板K后，a內(nèi)氣體進(jìn)入b，最終達(dá)到平衡狀態(tài)．在此過(guò)程中(　　

2、) A．氣體對(duì)外界做功，內(nèi)能減少 B．氣體不做功，內(nèi)能不變 C．氣體壓強(qiáng)變小，溫度降低 D．氣體壓強(qiáng)變小，溫度不變 3．(2012·福建高考)關(guān)于熱力學(xué)定律和分子動(dòng)理論，下列說(shuō)法正確的是(　　) A．一定量氣體吸收熱量，其內(nèi)能一定增大 B．不可能使熱量由低溫物體傳遞到高溫物體 C．若兩分子間距離增大，分子勢(shì)能一定增大 D．若兩分子間距離減小，分子間引力和斥力都增大 解析：一定量氣體吸收熱量，若對(duì)外做功，其內(nèi)能不一定增大，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；可以使熱量由低溫物體傳遞到高溫物體，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；若兩分子間距離從小于平衡位置距離處增大，分子勢(shì)能減小，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；若兩分子間距離減小，分子間引力

3、和斥力都增大，選項(xiàng)D正確． 答案：D 4．(2011·重慶高考)某汽車后備箱內(nèi)安裝有撐起箱蓋的裝置，它主要由汽缸和活塞組成．開箱時(shí)，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(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(　　) A．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：缸內(nèi)氣體膨脹，對(duì)外做正功，即W<0，缸內(nèi)氣體與外界無(wú)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(dòng)能減小，故選項(xiàng)B、C、D錯(cuò)誤，

4、選項(xiàng)A正確． 答案：A 5.(2013·樂山模擬)如圖所示，用一根與絕熱活塞相連的細(xì)線將絕熱汽缸懸掛在某一高度靜止不動(dòng)，汽缸開口向上，汽缸內(nèi)封閉一定質(zhì)量的氣體，缸內(nèi)活塞可以無(wú)摩擦移動(dòng)且不漏氣．現(xiàn)將細(xì)線剪斷，讓汽缸自由下落，下列說(shuō)法正確的是(　　) A．氣體壓強(qiáng)減小，氣體對(duì)外界做功 B．氣體壓強(qiáng)增大，外界對(duì)氣體做功 C．氣體體積減小，氣體內(nèi)能增大 D．氣體體積增大，氣體內(nèi)能減小 6．如圖所示，密閉絕熱的具有一定質(zhì)量的活塞，活塞的上部封閉著氣體，下部為真空，活塞與器壁的摩擦忽略不計(jì)，置于真空中的輕彈簧的一端固定于容器的底部．另一端固定在活塞上，彈簧被壓縮后用繩扎緊，此時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能

5、為Ep(彈簧處于自然長(zhǎng)度時(shí)的彈性勢(shì)能為零)．現(xiàn)繩突然斷開，彈簧推動(dòng)活塞向上運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)多次往復(fù)運(yùn)動(dòng)后活塞靜止，氣體達(dá)到平衡狀態(tài)．經(jīng)過(guò)此過(guò)程(　　) A．Ep全部轉(zhuǎn)換為氣體的內(nèi)能 B．Ep一部分轉(zhuǎn)換為活塞的重力勢(shì)能，其余部分仍為彈簧的彈性勢(shì)能 C．Ep全部轉(zhuǎn)換為活塞的重力勢(shì)能和氣體的內(nèi)能 D．Ep一部分轉(zhuǎn)換為活塞的重力勢(shì)能，一部分轉(zhuǎn)換為氣體的內(nèi)能，其余部分仍為彈簧的彈性勢(shì)能 解析：當(dāng)繩突然斷開，彈簧推動(dòng)活塞向上運(yùn)動(dòng)，對(duì)氣體做功，靜止時(shí)，彈簧伸長(zhǎng)了一些，但彈簧仍處于被壓縮狀態(tài)，根據(jù)能量轉(zhuǎn)化和能量守恒定律可知，應(yīng)選擇D. 答案：D 7．如圖所示，水平放置的密封汽缸內(nèi)的氣體被一豎直

6、隔板分隔為左右兩部分，隔板可在汽缸內(nèi)無(wú)摩擦滑動(dòng)，右側(cè)氣體內(nèi)有一電熱絲．汽缸壁和隔板均絕熱．初始時(shí)隔板靜止，左右兩邊氣體溫度相等．現(xiàn)給電熱絲提供一微弱電流，通電一段時(shí)間后切斷電源，當(dāng)缸內(nèi)氣體再次達(dá)到平衡時(shí)，與初始狀態(tài)相比(　　) A．右邊氣體溫度升高，左邊氣體溫度不變 B．左右兩邊氣體溫度都升高 C．左邊氣體壓強(qiáng)增大 D．右邊氣體內(nèi)能的增加量等于電熱絲放出的熱量 解析：右邊氣體吸收熱量后，溫度升高，壓強(qiáng)增大，隔板不再平衡，向左移動(dòng)，使右側(cè)氣體對(duì)左側(cè)氣體做功，由于隔板和汽缸均絕熱，使左側(cè)氣體的內(nèi)能增加，溫度升高，體積減小，因此左側(cè)氣體的壓強(qiáng)也增大，當(dāng)隔板再次平衡時(shí)兩邊壓強(qiáng)均增大了，所

7、以選項(xiàng)A錯(cuò)誤，選項(xiàng)B、C正確．右側(cè)氣體對(duì)左側(cè)氣體做了功，根據(jù)熱力學(xué)第一定律ΔU＝W＋Q得右邊氣體內(nèi)能的增加量小于電熱絲放出的熱量，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤． 答案：BC 8．(2012·新課標(biāo)全國(guó)高考)關(guān)于熱力學(xué)定律，下列說(shuō)法正確的是(　　) A．為了增加物體的內(nèi)能，必須對(duì)物體做功或向它傳遞熱量 B．對(duì)某物體做功，必定會(huì)使該物體的內(nèi)能增加 C．可以從單一熱源吸收熱量，使之完全變?yōu)楣? D．不可能使熱量從低溫物體傳向高溫物體 E．功轉(zhuǎn)變?yōu)闊岬膶?shí)際宏觀過(guò)程是不可逆過(guò)程 解析：為了增加物體的內(nèi)能，必須對(duì)物體做功或向它傳遞熱量，選項(xiàng)A正確；對(duì)某物體做功，不一定會(huì)使該物體的內(nèi)能增加，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；可以從

8、單一熱源吸收熱量，使之完全變?yōu)楣?，選項(xiàng)C正確；可以使熱量從低溫物體傳向高溫物體，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；功轉(zhuǎn)變?yōu)闊岬膶?shí)際宏觀過(guò)程是不可逆過(guò)程，選項(xiàng)E正確． 答案：ACE 9．(2013·太原模擬)下列說(shuō)法正確的是(　　) A．液體中懸浮微粒的布朗運(yùn)動(dòng)就是液體分子的無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng) B．物體的溫度越高，分子熱運(yùn)動(dòng)越劇烈，分子的平均動(dòng)能就越大 C．密封在體積不變的容器中的氣體，溫度升高，氣體分子對(duì)器壁單位面積上的平均作用力增大 D．根據(jù)熱力學(xué)第二定律可知，熱量能夠從高溫物體傳到低溫物體，但不能從低溫物體傳到高溫物體 解析：液體中懸浮微粒的布朗運(yùn)動(dòng)就液體分子的無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)的反映，微粒不是分子，微粒的布

9、朗運(yùn)動(dòng)不是液體分子的無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；物體的溫度越高，分子熱運(yùn)動(dòng)越劇烈，分子的平均動(dòng)能就越大，選項(xiàng)B正確；密封在體積不變的容器中的氣體，溫度升高，氣體分子對(duì)器壁單位面積上的平均作用力增大，選項(xiàng)C正確；根據(jù)熱力學(xué)第二定律可知，熱量能夠從高溫物體傳到低溫物體，但不能自發(fā)從低溫物體傳到高溫物體，但是可以采用某種方法使熱量從低溫物體傳到高溫物體，選項(xiàng)D錯(cuò)誤． 答案：BC 10．一定質(zhì)量的理想氣體由狀態(tài)A變化到狀態(tài)B，壓強(qiáng)隨體積變化的關(guān)系如圖，這個(gè)過(guò)程(　　) A．氣體的密度一直變小 B．氣體的溫度一直降低 C．氣體一直對(duì)外界做功 D．氣體一直向外界放熱 解析：從A到B氣體體積

10、增大，對(duì)外做功，選項(xiàng)C正確；由ρ＝得，選項(xiàng)A正確；等壓變化，由＝C(常量)可知，氣體溫度一直升高，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；溫度升高，氣體內(nèi)能增加，而氣體對(duì)外做功，由ΔU＝W＋Q可得，氣體一直吸熱，選項(xiàng)D錯(cuò)誤． 答案：AC 11．如圖所示，p -V圖中，一定質(zhì)量的理想氣體由狀態(tài)A經(jīng)過(guò)程Ⅰ變至狀態(tài)B時(shí)，從外界吸收熱量420 J，同時(shí)膨脹對(duì)外做功300 J．當(dāng)氣體從狀態(tài)B經(jīng)過(guò)程Ⅱ回到狀態(tài)A時(shí)，外界壓縮氣體做功200 J，判斷此過(guò)程中氣體吸熱還是放熱，并求出熱量的多少？ 12．一太陽(yáng)能空氣集熱器，底面及側(cè)面為隔熱材料，頂面為透明玻璃板，集熱器容積為V0，開始時(shí)內(nèi)部封閉氣體的壓強(qiáng)為p0.經(jīng)過(guò)太陽(yáng)曝曬，氣體

11、溫度由T0＝300 K升至T1＝350 K. (1)求此時(shí)氣體的壓強(qiáng)； (2)保持T1＝350 K不變，緩慢抽出部分氣體，使氣體壓強(qiáng)再變回到p0.求集熱器內(nèi)剩余氣體的質(zhì)量與原來(lái)總質(zhì)量的比值．判斷在抽氣過(guò)程中剩余氣體是吸熱還是放熱，并簡(jiǎn)述原因． 解析：(1)設(shè)升溫后氣體的壓強(qiáng)為p1， 由查理定律得＝① 代入數(shù)據(jù)得p1＝p0.② (2)抽氣過(guò)程可等效為等溫膨脹過(guò)程，設(shè)膨脹后氣體的總體積為V，由玻意耳定律得p1V0＝p0V2③ 聯(lián)立②③式得 V2＝V0④ 設(shè)剩余氣體的質(zhì)量與原來(lái)總質(zhì)量的比值為k， 由題意得k＝⑤ 聯(lián)立④⑤式得k＝ 吸熱，因?yàn)槌闅膺^(guò)程中剩余氣體溫度不變，故內(nèi)能不變，而剩余氣體膨脹對(duì)外做功，所以根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知剩余氣體要吸熱． 答案：(1)p0　(2)　吸熱　原因見解析