【立体设计】高考物理 第11章 第3讲 热力学定律与能量守恒课后限时作业 新人教版选修33.docVIP

【立体设计】2012高考物理 第11章 第3讲 热力学定律与能量守恒课后限时作业 新人教版选修3-3 1.下列说法中正确的是( )a.任何物体的内能就是组成物体的所有分子热运动动能的总和b.只要对内燃机不断改进，就可以把内燃机得到的全部内能转化为机械能c.做功和热传递在改变内能的方式上是不同的d.满足能量守恒定律的物理过程都能自发进行【解析】内能的改变有两种方式：做功是不同形式能之间的转化，热传递是同种能之间的转移，故c正确.内能是物体内所有分子动能和势能之和，故a错.由热力学第二定律可知：热机的效率达不到100%，且一切与热现象有关的宏观过程都是有方向性的，故b、d均错.【答案】c2.在热力学第一定律的表达式u=w+q中，关于u、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u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u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u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u为负【答案】c3如图所示，导热性能良好的汽缸固定在水平地面上，用活塞把一定质量的理想气体封闭在汽缸中，汽缸的内壁光滑，现用水平外力f作用于活塞杆，使活塞缓慢地向右移动，由状态变化到状态，如果环境温度保持恒温，则在此过程中，下列说法正确的是( )a每个气体分子的速率都不变b单位时间内汽缸单位面积上气体分子撞击次数减少c气体内能不变，从外界吸热，并对外界做功d气体是从单一热源吸热，全部用来对外做功，此过程不违反热力学第二定律【答案】b、c、d4.（10分）如图所示，pv图中，一定质量的理想气体由状态a经过acb过程至状态b，气体对外做功160 j，吸收热量240 j；气体又从状态b经bda过程回到状态a，这一过程中外界对气体做功200 j.求：（1）acb过程中气体的内能是增加还是减少？变化量是多少？（2）bda过程中气体是吸热还是放热？吸收或放出的热量是多少？【解析】（1）acb过程内能增加.acb过程中w1=-160 j，q1=240 j，由热力学第一定律ub-ua=w1+q1=80 j，气体内能的变化量为80 j.（2）bda过程中气体放热.因为一定质量理想气体的内能只是温度的函数，bda过程中气体内能变化量ua-ub=-80 j.由题知w2=200 j，由热力学第一定律ua-ub=w2+q2，q2=-280 j，放出热量280 j.【答案】（1）增加80 j （2）放热280 j5.（12分）一定质量的气体分子之间的作用力表现为引力，从外界吸收了4.2105 j的热量，同时气体对外做了6105 j的功.（1）物体的内能变化多少？（2）分子势能是增加还是减少？（3）分子平均动能如何变化？【解析】（1）因气体从外界吸收热量，所以q=4.2105 j，气体对外做功6105 j，则外界对气体做功w=-6105 j，据热力学第一定律u=w+q,得u=-6105 j+4.2105 j=-1.8105 j，所以物体内能减少了1.8105 j.(2)因为气体对外做功，体积膨胀，分子间距离增大了，分子力做负功，气体的分子势能增加了.（3）因为气体内能减少了，而分子势能增加了，所以分子平均动能必然减少了，且分子平均动能的减少量一定大于分子势能的增加量.【答案】（1）1.8105 j （2）增加 （3）减少6.（23分）（1）分子甲固定，分子乙从无穷远处以动能ek向分子甲运动，直到不能再靠近为止，其分子势能ep随距离r变化如图所示，则两分子在逐渐靠近至d的过程中，分子乙的动能 （选填“先增大后减小”、“先减小后增大”或“保持不变”），在d点时，两分子间的作用力为 （填“引力”、“斥力”或“零”）.（2）如图为一定质量的某种理想气体由状态a经过状态c变为状态b的图象，下列说法正确的是 ( )a.该气体在状态a时的内能等于在状态b时的内能b.该气体在状态a时的内能等于在状态c时的内能c.该气体由状态a至状态b为吸热过程d.该气体由状态a至状态c对外界所做的功大于从状态c至状态b对外界所做的功（3）如图所示的圆柱形容器内用活塞密封一定质量的理想气体，容器横截面积为s，活塞质量为m，大气压强为p0，重力加速度为g，活塞处于静止状态，现对容器缓缓加热使容器内的气体温度升高t ，活塞无摩擦地缓慢向上移动了h，在此过程中气体吸收的热量为q,问：被密封的气体对外界做了多少功？被密封的气体内能变化了多少？【解析】（1）分子乙在向分子甲靠近过程中，分子力做功实现了分子势能和分子动能的转化；由分子势能和距离的关系图象，可以看出，分子势能先减小后增大，则分子动能是先增大后减小.分子势能最小的时候，正好分子引力和分子斥力相等，d点分子势能为零，此时分子力为斥力.（2）由气体的状态方程，pava/ta=pbvb/tb=pcvc/tc,可求得ta=tbtc，而理想气体的内能是由温度决定的，温度高内能大，温度低内能小.故气体在状态a时的内能等于在状态b时的内能大于在状态c时的内能.（3）活塞缓慢上移，气体推动活塞的力f=mg+p0s，则气体对活塞做功w=（mg+p0s)h.由