学粤教版选修33 3.2热力学第一定律 作业（3）.docx

2017-2018学年度粤教版选修3-3 3.2热力学第一定律 作业（3）1用下述通过做功方式改变物体内能的是（ ）a. 搓搓手会感到手暖和些 b. 汽油机气缸内被压缩的气体c. 车刀切下的炽热的铁屑 d. 物体在阳光下被晒黑2如图所示，一个圆柱形气缸，中间有一隔板，板壁上有一孔，并有一闸门k，右侧有一不漏气的活塞p.开始时闸门k关闭，气缸左侧充有一些空气，活塞p位于气缸右侧，隔板与活塞p间为真空.气缸和隔板都是导热的。第一步：打开闸门k，空气将充满气缸的左右两侧；第二步：向左缓慢推动活塞p，直至紧挨隔板，关闭闸门k，然后再把活塞p拉至气缸右侧的初始位置。下列的说法中正确的是（）a. 经过这两步操作，气缸、活塞及缸内气体组成的系统又恢复到开始的状态，并且没有引起其他变化b. 第一步操作后，气体充满左右两侧的过程中，气体要从外界吸收热量c. 第二步操作过程中，气体要向外部散热d. 这整个过程中，有机械能向内能转化3如图所示，固定在地面上的水平汽缸内由活塞b封闭着一定量的气体，气体分子之间的相互作用力可以忽略.假设汽缸壁的导热性能很好，环境的温度保持不变.若用外力f将活塞b缓慢地水平向右拉动，则在拉动活塞的过程中，关于此汽缸内气体的下列结论，其中正确的是()a. 气体做等温膨胀，分子的平均速率不变，气体的压强不变b. 气体做等温膨胀，气体分子单位时间对汽缸壁单位面积碰撞的次数将变少c. 因为气体内能不变，所以气体从外界吸收的热能全用来对外做功d. 气体是从单一热源吸热，全用来对外做功，因此此过程违反热力学第二定律4如图，一定质量的理想气体从状态a出发，经过等容过程ab到达状态b，再经过等温过程bc到达状态c，最后经等压过程ca回到状态a下列说法正确的是（）a. 在过程ab中气体的内能增加 b. 在过程ca中外界对气体做功c. 在过程ab中气体对外界做功 d. 在过程bc中气体从外界吸收热量5如图所示，由电动机带动着倾角q37的足够长的传送带以速率v4m/s顺时针匀速转动。一质量m2kg的小滑块以平行于传送带向下v2m/s的速率滑上传送带，已知小滑块与传送带间的动摩擦因数m，取g10m/s2，sin370.6，cos370.8，则小滑块从接触传送带到与传送带相对静止的时间内a. 小滑块的加速度大小为1m/s2b. 重力势能增加了120jc. 小滑块与传送带因摩擦产生的内能为84jd. 电动机多消耗的电能为336j6图示为倾角为30的斜面轨道，质量为m的木箱与轨道的动摩擦因数为。木箱在轨道顶端时，将质量为m的货物装入木箱，然后木箱载着货物沿轨道无初速滑下，与轻弹簧被压缩至最短时，自动卸货装置立刻将货物卸下，然后木箱恰好被弹回到轨道顶端。下列选项正确的是a. 在木箱与货物从顶端滑到最低点的过程中，减少的重力势能全部转化为弹簧的弹性势能b. 箱不与弹簧接触时，上滑的加速度大于下滑的加速度c. m2md. m2m7下列说法中正确的是（ ）a. 物体运动的速度越大，物体的内能就越大 b. 要使物体的温度升高，一定要从外界吸热c. 气体的温度越高，分子平均动能就越大 d. 气体的温度升高时分子间的距离就增大8对于一定质量的气体，下列过程不可能发生的是（ ）a. 气体的压强增大，温度升高，气体对外界做功b. 气体的压强增大，温度不变，气体向外界放热c. 气体的压强减小，温度降低，气体从外界吸热d. 气体的压强减小，温度升高，外界对气体做功9一个气泡从恒温水槽的底部缓慢向上浮起，（若不计气泡内空气分子势能的变化）则（）a. 气泡对外做功，内能不变，同时放热b. 气泡对外做功，内能不变，同时吸热c. 气泡内能减少，同时放热d. 气泡内能不变，不吸热也不放热10如图所示,一个粗细均匀的u形管内装有同种液体,液体质量为m。在管口右端用盖板a密闭,两边液面高度差为h，u形管内液体的总长度为3h,现拿去盖板,液体开始运动, 由于管壁的阻力作用,最终管内液体停止运动,则该过程中产生的内能为( )a. mgh b. mgh c. mgh d. mgh11关于热力学定律的说法正确的是（_）a机械功可以全部转化为热量，但热量不可能全部转化为机械功b热量能够从高温物体传到低温物体，也可能从低温物体传到高温物体c做功和热传递具有相同的物理本质d热力学系统没有对外做功，物体吸热，物体的内能一定增加e若一定质量的某理想气体的内能增加，则其温度一定升高12关于物体的内能，下列说法正确的是_a.橡皮筋被拉伸时，分子间势能增加b.物体内部所有分子动能的总和叫做物体的内能c.一定质量的00c的冰融化为00c的水时，分子势能增加d.一定质量的理想气体放出热量，它的内能可能增加e.通电时电阻发热，它的内能增加是通过“热传递”方式实现的13如图所示是气缸内理想气体沿abc状态变化的p-v图，其中线段ab，bc分别与p、v轴平行。下列关于气体的说法正确的是_aab过程中，气体吸热 b.bc过程中，气体吸热cab过程中，分子的平均动能减小 d.bc过程中，分子的平均动能减小e.ab过程中，单位时间内分子对器壁单位面积的碰撞次数减少14如图所示，a、b两点表示一定质量的理想气体的两个状态，当气体自状态a变化到状态b时_a.气体分子的速率分布曲线发生变化b.单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数目增多c.有可能经过体积减小的过程d.外界必然对气体做正功e.气体必然从外界吸热15关于分子动理论和热力学定律，下列说法中正确的是_(填正确答案标号选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分。每选错1个扣3分，最低得分为0分)a.空气相对湿度越大时，水蒸发越快b.物体的温度越高，分子平均动能越大c.第二类永动机不可能制成是因为它违反了热力学第一定律d.两个分子的间距由无穷远逐渐减小到难以再减小的过程中，分子间作用力先增大后减小到零，再增大e.若一定量的理想气体对外膨胀做功50j，内能增加80j，则气体一定从外界吸收130j的热量16下列说法正确的是_ 。（填正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得j分。每选错1个扣3分最低得分为0分）a.当液体与大气接触时液体表面层分子的势能比液体内部分子的势能大b.布朗运动虽不是分子运动，但它证明了组成固体颗粒的分子在做无规则运动c.物体内热运动速率越大的分子数占分子总数的比例与温度有关d.自然界一切过程能量都是守恒的，符合能量守恒定律的宏观过程都能自然发生e. 一定质量的理想气体，在等压膨胀过程中，对外做功，分子平均动能增大试卷第5页，总5页本卷由系统自动生成，请仔细校对后使用，答案仅供参考。参考答案1abc【解析】两手相互摩擦，手的温度升高，是克服摩擦力做功，机械能转化成内能，属于做功增加物体的内能，选项a正确；汽油机气缸内被压缩的气体，气缸对气体做功，气体内能增加，选项b正确；车刀切下的炽热的铁屑，车刀对铁削做功，内能增加，选项c正确；物体在阳光下被晒，属于热传递改变内能，选项d错误；故选abc.2cd【解析】气缸和隔板都是导热的，则封闭气体的温度始终与外界温度相同，即保持不变则内能保持不变，右侧为真空则第一步操作后气体将充满左右两侧但不做功，气体内能不变，气体既不从外部吸收热量也不放出热量，b错误；第二步向左缓慢推动活塞p，直至紧挨隔板，外界对气体做功，内能不变，根据热力学第一定律气体向外界放热，c正确；把活塞p拉至气缸右侧的初始位置时，活塞要克服大气压力做功，故存在机械能向内能的转化，d正确a错误。3bc【解析】因气缸导热，气体的温度不变，故气体的分子平均动能不变，内能不变；但由于气体压迫活塞，故气体对外做功，则由热力学第一定律可知，气体应吸热，且吸收的热量等于对外做功；气体的体积增大，则单位体积内的分子数减小；因体积增大，温度不变，故气体的压强减小，故ad均错误，bc正确；故选bc。4abd【解析】从a到b等容升压，根据pvtc可知温度升高，一定质量的理想气体内能决定于气体的温度，温度升高，则内能增加，故a正确；在过程ca中压强不变，体积减小，所以外界对气体做功，故b正确；在过程ab中气体体积不变，根据w=pv可知，气体对外界做功为零，故c错误；在过程bc中，属于等温变化，气体膨胀对外做功，而气体的温度不变，则内能不变；根据热力学第一定律u=w+q可知，气体从外界吸收热量，故d正确；故选abd.点睛：本题主要是考查了理想气体的状态方程和热力学第一定律的知识，要能够根据热力学第一定律判断气体内能的变化与哪些因素有关（功和热量）；热力学第一定律在应用时一定要注意各量符号的意义；u为正表示内能变大，q为正表示物体吸热；w为正表示外界对物体做功5ad【解析】a、由牛顿第二定律可得，解得，故a正确；b、小滑块从接触传送带到相对传送带静止的时间，小滑块的位移，重力势能增加量，故b错误；c、6s内传送带运动的位移，所以相对位移，产生的内能，故c错误；d、小滑块增加的动能，所以电动机多消耗的电能，故d正确；故选ad。6bd【解析】a、在木箱与货物从顶端滑到最低点的过程中，减少的重力势能转化为弹簧的弹性势能和内能，故a错误；b、受力分析可知，下滑时加速度为，上滑时加速度为，故b正确；c、设下滑的距离为，根据功能关系有： ，得，也可以根据除了重力、弹性力做功以外，还有其他力（非重力、弹性力）做的功之和等于系统机械能的变化量，故d正确，c错误；点睛：本题考查了牛顿运动定律、功能关系的理解及应用。弄清整个过程的功能转化，从开始到木箱恰好被弹回到轨道顶端过程，系统损失的能量为即的重力势能，全部用来克服摩擦力做功。只看开始和最后两个状态弹簧弹性势能以及m的机械能没有改变，据此可以利用功能关系求解。7c【解析】根据内能定义可知，物体的内能既包括物体分子热运动动能的总和，物体运动的速度越大，物体的内能不一定大，故a错误；改变物体内能的方法有做功和热传递，则要使物体的温度升高，不一定要从外界吸热，故b错误；温度是物体分子平均动能大小的量度，温度越高，分子平均动能越大，故c正确；一定质量的气体，温度升高时，分子平均动能增大，但不能确定分子势能如何变化，故无法判定分子间的平均距离如何改变，故d错误；故选c.点睛：此题关键要知道：影响内能的因素有温度、体积和质量等；温度是分子平均动能的标志；做功和热传递均可以改变物体的内能；分子势能与分子间距离有关.8d【解析】气体的温度升高，压强增大，体积可能膨胀，这个过程气体对外做功，a可能；气体的温度不变，压强增大，则气体体积减小，此过程外界对气体做功.由热力学第一定律，气体要向外界放热，所放的热量等于外界对气体做的功，b可能；气体的温度降低，压强减小，体积可能增大，这个过程气体对外做功，由热力学第一定律，从外界吸收热热量小于对外做功，则温度降低，c可能；当温度升高时，气体的压强减小，说明气体的体积一定变大，这个过程气体对外界做功，d不可能。9b【解析】气泡缓慢上升的过程中，外部的压强逐渐减小，气泡膨胀对外做功，由于外部恒温，可以认为上升过程中气泡内空气的温度始终等于外界温度，则内能不变，由公式u=w+q知须从外界吸收热量，且吸收的热量等于对外界所做的功。b正确，acd错误。故选b。点睛：本题考查了热力学第一定律的应用，记住公式u=w+q及各物理量的正负：u：温度升高为正，温度降低为负；w：外界对气体做功为正，气体对外做功为负；q：吸热为正，放热为负.10c【解析】液体最终停止时两液面等高，相当于把的液柱从右端移到左端，液体重心高度降低了，液体总质量为m，液柱总长度为3h，则液柱的质量为： ，液体减少的机械能转化为内能，由能量守恒定律可知，产生的内能： ，故选项c正确，abd错误。点睛：本题考查了求产生的内能，应用能量守恒定律即可正确解题，解题时要注意：液柱h不能看成质点，要分析其重心下降的高度。11bde【解析】热量也可以全部转化为机械功；例如在等温膨胀过程中，系统吸收的热量全部转化为对外界做的功。选项a错误;根据热传递的规律可知热量能够自发地从高温物体传到低温物体；当外界对系统做功的时，可以使系统从低温物体吸取热量传到高温物体上去，致冷机（例如冰箱和空调）就是这样的装置。但是热量不能自发地从低温物体传到高温物体。选项b正确；做功和热传递具有不同的物理本质，选项c错误；物体没有做功，即w0，物体吸热，q0，由热力学第一定律得知，物体的内能一定增加,选项d正确；一定质量的理想气体的内能只与温度有关，选项e正确；故选bde。12acd【解析】a、橡皮筋被拉伸时，分子力做负功，分子间势能增加，故a正确。b、物体的内能包括分子动能和分子势能，物体内部所有分子动能的总和只是内能的一部分，故b错误。c、一定质量的0的冰融化为0的水时需要吸热，而此时分子平均动能不变，分子动能不变，故分子势能增加，故c正确。d、一定质量的理想气体放出热量，如果同时有外界对它做功，且做功的量大于它放出的热量，它的内能就会增加，故d正确。e、通电时电阻发热，它的内能增加是通过电流做功的方式实现的，故e错误；则选acd。【点睛】明确物体的内能的性质，知道内能包括分子动能和分子势能，其大小取决于宏观中的物质的量、温度和体积，与物体运动动能无关。13bce【解析】从a到b过程中气体等容降压，则温度降低，分子平均动能减小，内能减小，根据热力学第一定律可知，气体向外放热，选项a错误，c正确；压强降低，则单位时间内分子对器壁单位面积上的碰撞次数减小，选项e正确；b到c过程为等压增容，则温度升高，分子平均动能增大，气体的内能增大，又气体对外做功，则气体吸热，选项b正确，d错误；故选bce.14ace【解析】因为气体温度升高，分子的平均动能增加，气体分子的速率分布曲线发生变化，故a正确；温度升高会导致压强增大，而b状态的压强小于a状态的压强，故单位体积内的气体分子数目应减小，故b错误；由于没有限制自状态a变化到状态b的过程，