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    物理:10.3《热力学第一定律 能量守恒定律》同步检测(人教版选修3-3)

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    高中人教版 (新课标)3 热力学第一定律 能量守恒定律测试题

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    这是一份高中人教版 (新课标)3 热力学第一定律 能量守恒定律测试题,共10页。
    第三节 热力学第一定律 能量守恒定律基础夯实1.至今为止,第一类永动机从来没有成功过,其原因是(  )A.机械制造的技术没有过关B.违反了牛顿运动定律C.违反了电荷守恒定律D.违反了能量守恒定律答案:D解析:第一类永动机不可能制成的原因是违背了能的转化和守恒定律。2.行驶中的汽车制动后滑行一段距离,最后停下;流星在夜空中坠落并发出明亮的火焰;降落伞在空中匀速下降;条形磁铁在下落过程中穿过闭合线圈,线圈中产生电流。上述不同现象中所包含的相同的物理过程是(  )A.物体克服阻力做功B.物体的动能转化为其他形式的能量C.物体的势能转化为其他形式的能量D.物体的机械能转化为其他形式的能量答案:AD解析:这四个现象中,物体运动过程都受到阻力,汽车主要是制动阻力,流星降落是空气阻力,条形磁铁下落过程受到磁场阻力。因而物体都克服阻力做功。A选项对。四个物体运动过程中,汽车是动能转化为内能,流星、降落伞、条形磁铁是重力势能转化为内能或其他形式的能,总之是机械能转化为其他形式的能。D选项正确。3.在一个与外界没有热交换的房间内打开冰箱门,冰箱正常工作,过一段时间房间内的温度将(  )A.降低   B.升高C.不变   D.无法确定答案:B解析:取房间内气体及电冰箱(有散热装置)为系统,外界消耗电能,对系统做功,系统总内能增加。4(2012·南通市高三期末)如图为某种椅子与其升降部分的结构示意图,MN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(  )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,气体内能减小答案:A解析:本题考查了热力学第一定律,理解做功和热传递可以改变物体的内能。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,由热力学第一定律可知气体内能增大,A正确。5(2012·青岛模拟)(1)为了将空气装入气瓶内,现将一定质量的空气等温压缩,空气可视为理想气体。下列图象能正确表示该过程中空气的压强p和体积V关系的是________(2)在将空气压缩装入气瓶的过程中,温度保持不变,外界做了24 kJ的功。现潜水员背着该气瓶缓慢地潜入海底,若在此过程中,瓶内空气的质量保持不变,且放出了5 kJ的热量。在上述两个过程中,空气的内能共减小________kJ,空气________(选填吸收放出)的总热量为________kJ答案:(1)B (2)5 放出 29解析:(1)根据玻意耳定律pVC,故选项B正确。(2)将空气压缩装入气瓶的过程中,温度不变,所以内能不变,潜水员背着气瓶潜入海底的过程中,放出5kJ的热量,则ΔU=-5kJ。故两过程减小的空气内能为5kJ,在这两个过程中,由热力学第一定律得ΔUWQQΔUW(524)kJ=-29kJ说明放出热量。点评:本题考查了玻意耳定律,热力学第一定律,主要考查学生的理解能力和推理能力。6(江苏新海中学高二期中)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(设外界环境温度一定,空气可看作理想气体)(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原因。(2)打开喷雾阀门,喷雾过程中封闭气体可以看成等温膨胀,此过程气体是吸热还是放热?简要说明理由。答案:(1)2.5atm (2)吸热解析:(1)设气体初态压强为p1,体积为V1;末态压强为p2,体积为V2,由玻意耳定律p1V1p2V2代入数据得p22.5atm微观解释:温度不变,分子平均动能不变,单位体积内分子数增加,所以压强增加。(2)吸热。气体对外做功而内能不变,根据热力学第一定律可知气体吸热。能力提升1.(南通市高二检测)如图所示,某容器内部有被隔板隔开的AB两部分气体,A的密度小,B的密度大,抽出隔板并加热气体,使两气体混合均匀,设在此过程AB两部分气体吸热为Q,内能的增量为E,则(  )AE<Q   BEQCE>Q   D.无法比较答案:A2(2012·淄博市高二质检)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.内能增加答案:A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ΔUWQΔU0W<0,故Q>0,气体从外界吸热,选项A正确。3.如图所示容器中,AB各有一个可自由移动的轻活塞,活塞下是水,上为空气,大气压恒定。AB底部由带有阀门K的管道相连,整个装置与外界绝热。原先A中水面比B中高,打开阀门,使A中的水逐渐向B中流,最后达到平衡。在这个过程中,下面说法正确的是(  )A.大气压力对水做功,水的内能增加B.水克服大气压力做功,水的内能减少C.大气压力对水不做功,水的内能不变D.大气压力对水不做功,水的内能增加答案:D解析:WP·S·ΔhP·ΔV可知大气压力对AB两管中水做功代数和为零,但由于水的重心下降 ,重力势能减小,由能量守恒定律可知水的内能增加,D对。4.如图所示,活塞将一定质量的气体封闭在直立圆筒形导热的汽缸中,活塞上堆放细沙,活塞处于静止,现逐渐取走细沙,使活塞缓慢上升,直到细沙全部取走。若活塞与汽缸之间的摩擦可忽略,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,内能一定减少C.气体压强可能增大,内能可能不变D.气体从外界吸热,内能一定增加答案:A解析:由于汽缸为导热的,则可与外界进行热交换,细沙减少时,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。5.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到状态cbc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PbPc,在过程abac中吸收的热量分别为QabQac,则(填入选项前的字母,有填错的不得分)(  )APb>PcQab>Qac   BPb>PcQab<QacCPb<PcQab>Qac   DPb<PcQab<Qac答案:C6.在一个标准大气压下,水在沸腾时,1g的水由液态变成同温度的水汽,其体积由1.043cm3变为1676cm3。已知水的汽化热为2263.8J/g。求:(1)体积膨胀时气体对外界做的功W(2)气体吸收的热量Q(3)气体增加的内能ΔU答案:(1)169.7J (2)2263.8J (3)2094.1J解析:1g水为研究系统,1g沸腾的水变成同温度的水汽需要吸收热量,同时由于体积膨胀,系统要对外做功,所以有ΔU<Q(1)气体在等压(大气压)下膨胀做功:Wp(V2V1)1.013×105×(16761.043)×106J169.7J(2)气体吸热:QmL1×2263.8J2263.8J(3)根据热力学第一定律:ΔUQW2263.8J(169.7)J2094.1J7.如图是用导热性能良好的材料制成的气体实验装置,开始时封闭的空气柱长度为3cm,此时气压表显示容器内压强为p11.0×105Pa,现在将活塞缓慢向下推动,直到封闭空气柱长度变为2cmg10m/s2。问:(1)最终气压表的示数是多少?(2)若快速压缩气体过程中,气体内能增加1.5J,气体放出的热量为1.4J,那么活塞对气体做功是多少?答案:(1)1.5×105Pa (2)2.9J解析:(1)缓慢压缩,气体温度不变。L03cmL2cmp01.0×105Pa设压缩后气体压强为p,由玻意耳定律:p0L0SpLS解得;p1.5×105Pa(2)由热力学第一定律:ΔUWQWΔUQ1.5J(1.4J)2.9J 

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