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2019年高中物理第三节热力学第一定律能量守恒定律知能演练试题新人教版选修3-31.如图是密闭的气缸.外力推动活塞P压缩气体,对缸内气体做功800J,同时气体向外界放热200J,缸内气体的 A.温度升高,内能增加600JB.温度升高,内能减少200JC.温度降低,内能增加600JD.温度降低,内能减少200J解析由题意知W=800J,Q=-200J,由热力学第一定律,得ΔU=W+Q=600J,可见内能增加600J.因气体的内能仅是温度的函数,内能增加,则温度升高,故A项正确.答案A2.对于一定质量的物体或系统,有 A.吸热物体的温度一定会升高B.只要气体的体积、温度变化,则气体的内能一定改变C.外界对系统做功,系统内能可能不变D.物体温度不变,则其内能一定也不变解析物体的内能是否改变在于系统吸热和做功的总和,所以A、D两项错误;物体的体积和温度改变,不能确定其内能是否改变,故B项错误,C项正确.答案C3.双选如下图所示,绝热气缸中间用固定栓将可无摩擦移动的导热隔板质量不计固定,左右两室分别充有一定量的氢气和氧气视为理想气体.初始时,两室气体的温度相等,氢气的压强大于氧气的压强,松开固定栓直至系统重新达到平衡.下列说法中正确的是 A.初始时氢气分子的平均动能大于氧分子的平均动能B.系统重新达到平衡时,氢气的内能比初始时的小C.松开固定栓直至系统重新达到平衡的过程中,有热量从氧气传递到氢气D.松开固定栓直至系统重新达到平衡的过程中,氧气的内能先增大后减小解析初始时,两室气体的温度相同,故分子平均动能相等,A错;因为气缸是绝热的,所以气缸内气体的总的内能守恒,由于隔板导热,重新平衡后两种气体温度仍相同,即气体内能仍相等,所以每种气体内能均不变,B错;氢气通过隔热板对氧气做功,而内能不变,由热力学第一定律可知氢气一定吸收了来自氧气的热量,C正确;达到平衡的过程中,氢气对氧气做功,氧气内能增加;热量从氧气传递到氢气,氧气内能又减小,D正确.答案CD4.在光滑水平面上停放一木块,一子弹水平射穿木块.对此过程,下列说法中正确的是 A.摩擦力子弹与木块间对木块做的功等于木块动能的增加量B.摩擦力对木块做的功完全转化为木块的内能C.子弹减少的机械能等于子弹与木块增加的内能D.子弹减少的机械能等于木块增加的动能与内能之和解析对木块由动能定理可判断出A项正确,子弹克服摩擦力做功而减少的机械能,转化为木块、子弹的内能和木块的动能,故B、C、D三项错误,故选A项.答案A5.双选如图所示,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,温度不变解析因b内为真空,抽开隔板K后,a内气体对外界不做功,由ΔU=W+Q知内能不变,故选项A错误、选项B正确.稀薄气体可看作理想气体,其内能只与温度有关,气体的内能不变,温度也不变,由p1V1=p2V2和V1<V2知p1>p2,即气体压强变小,故选项C错误、选项D正确.答案BD6.若将该密闭气体视为理想气体,气球逐渐膨胀起来的过程中,气体对外做了
0.6J的功,同时吸收了
0.9J的热量,则该气体内能变化了________J;若气球在迅速膨胀过程中,则气球内气体的温度________填“升高”、“降低”或“不变”.解析根据热力学第一定律ΔU=W+Q得ΔU=-
0.6+
0.9=
0.3J;气球在膨胀过程中对外界做功,气球内气体的温度必降低.答案
0.3 降低7.双选关于热学现象和热学规律,下列说法中正确的是 A.布朗运动就是液体分子的热运动B.用活塞压缩汽缸里的空气,对空气做功
2.0×105J,同时空气的内能增加
1.5×105J,则空气从外界吸热
0.5×105JC.第一类永动机不可能制成是因为它违背了能量守恒定律D.一定质量的气体,如果保持温度不变,体积越小,则压强越大解析布朗运动是小颗粒的运动,只是间接反映了液体分子的无规则运动,故选项A是错误的.由热力学第一定律ΔU=W+Q可知,空气向外界散热
0.5×105J的热量,故选项B是错误的.第一类永动机违背了能量守恒定律,故选项C是正确的.一定质量的气体,在保持温度不变的条件下,体积越小,气体分子与容器壁碰撞的次数越多,故压强越大,因此选项D是正确的.答案CD8.带有活塞的汽缸内封闭一定量的理想气体.气体开始处于状态a;然后经过过程ab到达状态b,或经过过程ac到达状态c,b、c状态温度相同,如VT图所示.设气体在状态b和状态c的压强分别为pb和pc,在过程ab和ac中吸收的热量分别为Qab和Qac,则 A.pb>pc,Qab>QacB.pb>pc,Qab<QacC.pb<pc,Qab>QacD.pb<pc,Qab<Qac解析VT图线的斜率越大,压强p越小,故pb<pc.由热力学第一定律有Q=ΔU-W,因Tb=Tc,所以ΔUab=ΔUac,而Wab>Wac,故Qab>Qac.综上可知C项正确.答案C9.一定量的理想气体在某一过程中,从外界吸收热量
2.5×104J,气体对外界做功
1.0×104J,则该理想气体的 A.温度降低,密度增大B.温度降低,密度减小C.温度升高,密度增大D.温度升高,密度减小解析由ΔU=W+Q可得理想气体内能变化ΔU=-
1.0×104J+
2.5×104J=
1.5×104J0,故温度升高,A、B两项均错.因为气体对外做功,所以气体一定膨胀,体积变大,由ρ=可知密度变小,故C项错误,D项正确.答案D10.如图所示的两端开口的U形管中,盛有同种液体,并用阀门K将液体隔成左、右两部分,左边液面比右边液面高.现打开阀门K,从打开阀门到两边液面第一次平齐的过程中,液体向外放热为Q,内能变化量为ΔU,动能变化量为ΔEk;大气对液体做功为W1,重力做功为W2,液体克服阻力做功为W3,由功能关系可得
①W1=0
②W2-W3=ΔEk
③W2-W3=Q=ΔU
④W3-Q=ΔU其中正确的是 A.
①②③B.
①②④C.
②③D.
①③解析由动能定理可知W2-W3+W1=ΔEk,其中W1=p·ΔV左-p·ΔV右=0,可知
①、
②正确.由热力学第一定律ΔU=W+Q得ΔU=W3+Q,可知
④正确、
③错误.综合以上分析可知B正确.答案B。