【名师一号】2021年人教版物理双基限时练-选修3-3：第十章《热力学定律》3

双基限时练(十四)热力学第肯定律能量守恒定律1．(多选题)下列关于物体内能的说法正确的是()A．物体吸取热量，内能肯定增加B．物体放出热量，内能肯定削减C．当做功和热传递同时存在时，物体的内能可能不变D．物体对外做功，内能可能增加解析当物体从外界吸取的热量Q与对外做的功W正好相等时，物体的内能不变，C正确；当物体对外做功时，假犹如时吸取热量Q，且吸取的热量比对外做的功多时，内能就可能增加，D正确．答案CD2．密闭有空气的薄塑料瓶因降温而变扁，此过程中瓶内空气(不计分子势能)()A．内能增大，放出热量B．内能减小，吸取热量C．内能增大，对外界做功D．内能减小，外界对其做功解析不计分子势能，故瓶内空气的内能随温度降低，内能肯定减小，体积减小了，外界对瓶内气体做功，此过程为放热过程，故D选项正确．答案D3．在温度均匀且恒定的水池中，有一小气泡正在缓慢向上浮起，体积渐渐膨胀，在气泡上浮的过程中()A．气泡内的气体向外界放出热量B．气泡内的气体与外界不发生热传递，其内能不变C．气泡内的气体对外界做功，其内能削减D．气泡内的气体对外界做功，同时从水中吸取热量，其内能不变解析小气泡可视为抱负气体，在缓慢上升过程中，保持温度与水温相同，即温度保持不变．抱负气体的内能由温度打算．可知，气泡上升过程中内能不变．即ΔU＝0，由热力学第肯定律ΔU＝W＋Q可知，气泡体积增大，W为负值，则Q为正值，即上升过程为吸热过程．故D选项正确．答案D4．肯定质量气体在某一过程中，外界对气体做了8×104J的功，气体内能削减了1.2×105J，则下列各式正确的是()A．W＝8×104JΔU＝1.2×105JQ＝4×104JB．W＝8×104JΔU＝－1.2×105JQ＝－2×105JC．W＝－8×104JΔU＝1.2×105JQ＝2×105JD．W＝8×104JΔU＝－1.2×105JQ＝－4×104J解析由热力学第肯定律，ΔU＝W＋Q，外界对气体做功，W＝8×104J，内能削减ΔU＝－1.2×105J，则Q＝－2×105J．故B选项正确．答案B5．肯定质量的抱负气体，从某一状态开头，经过一系列变化后又回到开头的状态，用W1表示外界对气体做的功，W2表示气体对外界做的功，Q1表示气体吸取的热量，Q2表示气体放出的热量，则在整个过程中肯定有()A．Q1－Q2＝W2－W1B．Q1＝Q2C．W1＝W2D．Q1>Q2解析由热力学第肯定律ΔU＝W＋Q，即在此过程中ΔU＝W1－W2＋Q1－Q2＝0，则Q1－Q2＝W2－W1，故A选项正确．答案A6．如图为某种椅子与其升降部分的结构示意图，M、N两筒间密闭了肯定质量的气体，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()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，气体内能减小解析本题考查了热力学第肯定律，理解做功和热传递可以转变物体的内能．筒内气体不与外界发生热交换，M向下滑的过程中，外界对气体做功，由热力学第肯定律可知气体内能增大，A正确．答案A7．如图所示，一演示用的“永动机”转轮由5根轻杆和转轴构成，轻杆的末端装有用外形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，叶片外形快速恢复，转轮因此能较长时间转动．下列说法正确的是()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外形记忆合金自身C．转动的叶片不断搅动热水，水温上升D．叶片在热水中吸取的热量肯定大于在空气中释放的热量解析该永动机叶片进入水中，吸取热量而伸展划水，推动转轮转动，离开水面后向空气中放热，叶片外形快速恢复，所以转动的能量来自热水，由于不断向空气释放热量，所以水温渐渐降低，A、B、C错，D对．答案D8．某校开展探究性课外活动，一同学用如图所示的装置争辩气体压强、体积、温度三量之间的变化关系．该同学选用导热良好的气缸将其开口向下，内装抱负气体，并将气缸固定不动，但缸内活塞可自由滑动且不漏气，他把一温度计通过缸底小孔插入缸内，插口处密封良好，活塞下挂一个沙桶，沙桶装满沙子时活塞恰好静止．他把沙桶底部钻一个小洞，让细沙渐渐漏出，外部环境温度恒定，由此可确定()A．外界对气体做功，内能增大B．外界对气体做功，温度计示数不变C．气体体积减小，温度计示数减小D．外界对气体做功，温度计示数增大解析因细沙渐渐漏出，沙桶重力削减，故活塞上移，外界对气体做功，因气缸导热性能良好，细沙是渐渐漏出，外部环境温度又不变，故此过程气缸内气体准时向外界放热而保持缸内气体温度不变．答案B9．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．内能增加解析缓慢放水过程中，胎内气体压强减小，气体膨胀对外界做正功，选项B错；胎内气体温度不变，故分子平均动能不变，选项C错；由于不计分子间势能，气体内能只与温度有关，温度不变，内能不变，选项D错；由ΔU＝W＋Q知ΔU＝0，W<0，故Q>0，气体从外界吸热，选项A正确．答案A10．如图所示，活塞将肯定质量的气体封闭在直立圆筒形导热的气缸中，活塞上堆放细沙，活塞处于静止，现渐渐取走细沙，使活塞缓慢上升，直到细沙全部取走．若活塞与气缸之间的摩擦可忽视，则在此过程中()A．气体对外做功，气体温度可能不变B．气体对外做功，内能肯定削减C．气体压强可能增大，内能可能不变D．气体从外界吸热，内能肯定增加解析由于气缸为导热的，则可与外界进行热交换，细沙削减时，气体膨胀对外做功，可能由于与外界进行热交换吸热使内能不变．答案A11．(多选题)如图所示，a、b、c、d表示肯定质量的抱负气体状态变化过程中的四个状态，图中ad平行于横坐标轴，ab的延长线过原点，以下说法正确的是()A．从状态d到c，气体不吸热也不放热B．从状态c到b，气体放热C．从状态a到d，气体对外做功D．从状态b到a，气体吸热解析从状态d到c，温度不变，抱负气体内能不变，但是由于压强减小，所以体积增大，对外做功，还要保持内能不变，肯定要吸取热量，故A错．气体从状态c到状态b是一个降压、降温过程，同时体积减小，外界对气体做功，而气体的内能还要减小(降温)就肯定要伴随放热的过程，故B对．气体从状态a到状态d是一个等压、升温的过程，同时体积增大，所以气体要对外做功，C正确．气体从状态b到状态a是个等容变化过程，随压强的增大，气体的温度上升，内能增大，而在这个过程中气体的体积没有变化，就没有做功，气体内能的增大是由于气体吸热的结果，故D对．答案BCD12．(多选题)肯定质量的抱负气体自状态A经状态C变化到状态B.这一过程在V－T图上表示如图所示，则()A．在过程AC中，外界对气体做功B．在过程CB中，外界对气体做功C．在过程AC中，气体压强不断变大D．在过程CB中，气体压强不断变小解析A→C过程，等温变化，体积变小，外界对气体做功，A正确．C→B过程，体积不变，外界对气体不做功，B错误．A→C过程中，体积变小，分子密集程度变大，压强变大，C正确．C→B，体积不变，分子密集程度不变，温度上升，分子平均动能变大，故压强变大，D错误．答案AC13．肯定质量的气体从外界吸取热量2.66×105J，内能增加4.25×105J，是气体对外界做功还是外界对气体做功？做了多少功？解析选择肯定量的气体为争辩对象．依据热力学第一定律ΔU＝Q＋W，得W＝ΔU－Q＝4.25×105J－2.66×105J＝1.59×105J.W为正值，表示是外界对气体做功，做功的大小是1.59×105J.答案外界对气体做功1.59×105J14．喷雾器内有10L水，上部封闭有1atm的空气2L．关闭喷雾阀门，用打气筒向喷雾器内再充入1atm的空气3L(设外界环境温度肯定，空气可看作抱负气体)．(1)当水面上方气体温度与外界温度相等时，求气体压强，并从微观上解释气体压强变化的缘由．(2)打开喷雾阀门，喷雾过程中封闭气体可以看成等温膨胀，此过程气体是吸热