【优化方案】2013高考物理总复习 第三节知能演练强化闯关 新人教版选修3-3

1 知能演练强化闯关知能演练强化闯关 1 下列叙述和热力学定律相关 其中正确的是 A 第一类永动机不可能制成 是因为违背了能量守恒定律 B 能量耗散过程中能量不守恒 C 电冰箱的制冷系统能够不断地把冰箱内的热量传到外界 违背了热力学第二定律 D 能量耗散是从能量转化的角度反映出自然界中的宏观过程具有方向性 解析 选 AD 第一类永动机是指不消耗能量却可以不断对外做功的机器 违背了能量守恒 定律 A 正确 电冰箱在电机做功情况下 不断地把冰箱内的热量传到外界 没有违背热 力学第二定律 C 错误 2 2010 高考广东卷 图 3 4 是密闭的汽缸 外力推动活塞P压缩气体 对缸内气体做 功 800 J 同时气体向外界放热 200 J 缸内气体的 图 3 4 A 温度升高 内能增加 600 J B 温度升高 内能减少 200 J C 温度降低 内能增加 600 J D 温度降低 内能减少 200 J 解析 选 A 对一定质量的气体 由热力学第一定律 U W Q可知 U 800 J 200 J 600 J U为正表示内能增加了 600 J 对气体来说 分子间距较大 分子势能为零 内能等于所有分子动能的和 内能增加 气体分子的平均动能增加 温度升高 选项 A 正 确 3 关于热力学定律 下列说法正确的是 A 在一定条件下物体的温度可以降到 0 K B 物体从单一热源吸收的热量可全部用于做功 C 吸收了热量的物体 其内能一定增加 D 压缩气体总能使气体的温度升高 解析 选 B 本题考查热力学温标 热力学第一定律 热力学第二定律 意在考查考生对热 学基础知识的理解 0 K 是低温的极限 任何物体的温度只能接近而不能达到 所以 A 错误 根据热力学第二定律 物体不可能从单一热源吸收热量全部用来对外做功而不产生其他影 响 但在 产生其他影响的情况 下 也可以从单一热源吸收热量全部用来做功 所以 B 正确 内能的改变取决于热传递和做功两个方面 所以 C D 错误 4 2011 高考广东卷 如图 3 5 为某种椅子与其升降部分的结构示意图 M N两筒间密 闭了一定质量的气体 M可沿N的内壁上下滑动 设筒内气体不与外界发生热交换 在M 向下滑动的过程中 图 3 5 A 外界对气体做功 气体内能增大 B 外界对气体做功 气体内能减小 C 气体对外界做功 气体内能增大 D 气体对外界做功 气体内能减小 2 解析 选 A 本题考查热力学第一定律 考查考生对绝热压缩过程中功能关系的分析 由于 筒内气体不与外界发生热交换 因此只有做功改变物体的内能 在M向下滑动的过程中 外界压缩气体对气体做功 根据热力学第一定律可知 气体的内能增加 5 2011 高考重庆卷 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 3 6 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 图 3 6 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 选 A 本题主要考查的是热力学第一定律及温度的微观含义 意在考查考生对温度微 观含义的理解和热力学第一定律的应用 气体膨胀 体积增大对外做功 由热力学第一定 律 U W Q 由于是绝热过程 故气体内能减少 气体温度降低 分子的平均动能减 小 6 2011 高考大纲全国卷 关于一定量的气体 下列叙述正确的是 A 气体吸收的热量可以完全转化为功 B 气体体积增大时 其内能一定减少 C 气体从外界吸收热量 其内能一定增加 D 外界对气体做功 气体内能可能减少 解析 选 AD 本题考查热力学第一 第二定律 主要考查考生对热力学定律概念的理解和 掌握 根据热力学第二定律 不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功 而不引起 其他变化 但气体吸收热量在引起了其他变化的情况下 可以完全转化为功 A 正确 内 能的影响因素有气体的体积和温度 故气体体积增大时 由于温度变化情况未知 故内能 不一定减少 B 错误 内能可以通过做功和热传递改变 气体从外界吸收热量 由于对外 做功情况未知 故内能不一定增加 C 错误 同理外界对气体做功 由于热传递情况未知 故气体内能有可能减少 D 正确 7 2010 高考重庆卷 给旱区送水的消防车停于水平地面 在缓慢放水过程中 若车胎不 漏气 胎内气体温度不变 不计分子间势能 则胎内气体 A 从外界吸热 B 对外界做负功 C 分子平均动能减小 D 内能增加 解析 选 A 缓慢放水过程中 胎内气体体积增大 温度不变 内能不变 分子平均动能不 变 选项 C D 错误 由体积增大可知气体对外界做正功 选项 B 错误 由热力学第一定律 可知气体从外界吸热 选项 A 正确 8 2010 高考福建卷 如图 3 7 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 3 图 3 7 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 选 C 容器绝热 活塞对气体做功 由热力学第一定律可知 气体内能增加 温度是 分子平均动能的标志 且气体内能增加 故温度一定升高 由pV T C可知 气体压强增 大 C 正确 9 2011 高考江苏卷 如图 3 8 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 图 3 8 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 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 解析 选 D 本题考查永动机问题 意在考查学生的理解能力 通过分析题意可知 转轮之 所以能够发生转动 是因为叶片能吸收热量 其内能转化为机械能 不是依靠惯性运动的 其转动的能量来自于热水中的内能 A 错误 B 错误 转动的叶片不断搅动热水 需要吸收 的能量应等于叶片的机械能与叶片向空气中释放的能量之和 故 D 正确 10 A B两装置均由一支一端封闭 一端开口且带有玻璃泡的管状容器和水银槽组成 除 玻璃泡在管上的位置不同外 其他条件都相同 将两管状容器抽成真空后 开口竖直向下 插入水银槽中 插入过程中没有空气进入管状容器内 两水银柱上升至如图 3 9 所示位置 然后停止 假设这一过程中水银与外界没有热交换 则下列说法正确的是 图 3 9 A A中水银的内能增量大于B中水银的内能增量 B B中水银的内能增量大于A中水银的内能增量 C A和B中水银体积保持不变 故内能增量相同 D A和B中水银温度始终相同 故内能增量相同 解析 选 B 在水银进入管状容器中的过程中 大气压力对水银做功 把大气的能量转化为 水银的内能和重力势能 在一定的大气压下 A B中水银柱在稳定后 两者的高度是相同 的 且进入管中的水银体积相同 所以大气压力做功相同 但两装置中水银重力势能的增 量不同 所以两者内能的改变也不同 由图可知B中水银的重力势能较小 所以B管中水 银的内能增量较大 故选项 B 正确 11 2012 江苏常州模拟 1 根据热力学定律和分子动理论 下列说法正确的是 A 气体的温度越高 气体分子无规则运动的平均动能越大 4 B 物体的温度为 0 时 物体分子的平均动能为零 C 分子势能一定随分子间距离的增大而增大 D 给物体加热 物体的内能不一定增加 2 如图 3 10 所示 p V图中 一定质量的理想气体由状态A经过程 变至状态B时 从外界吸收热量 420 J 同时膨胀对外做功 300 J 当气体从状态B经过程 回到状态A时 外界压缩气体做功 200 J 求此过程中气体吸收或放出的热量是多少 图 3 10 解析 1 温度是气体分子平均动能的标志 A 项正确 0 时分子仍有动能 当温度趋近 于绝对零度时 分子的平均动能才趋近于零 B 项错 因不知分子间距是大于平衡位置还 是小于平衡位置 无法判断分子势能的变化特点 C 项错 由热力学第一定律 U Q W 知 改变物体内能的方式有做功和热传递两种 故 D 项正确 2 一定质量的理想气体由状态A经过程 变至状态B时 从外界吸收的热量Q1大于气体 膨胀对外做的功W1 气体内能增加 由热力学第一定律 气体内能的增加量为 U Q1 W1 420 J 300 J 120 J 气体由状态B经过程 回到状态A时 气体内 能将减少 120 J 而此过程中外界又压缩气体做了W2 200 J 的功 因而气体必向外界放 热 则Q2 U W2 120 J 200 J 320 J 答案 1 AD 2 放热 320 J 12 2011 高考山东卷 气体温度计结构如图 3 11 所示 玻璃测温泡A内充有理想气体 通过细玻璃管B和水银压强计相连 开始时A处于冰水混合物中 左管C中水银面在O点 处 右管D中水银面高出O点h1 14 cm 后将A放入待测恒温槽中 上下移动D 使C中 水银面仍在O点处 测得D中水银面高出O点h2 44 cm 已知外界大气压为 1 个标准大 气压 1 标准大气压相当于 76 cmHg 图 3 11 1 求恒温槽的温度 2 此过程A内气体内能