2018學(xué)年高中物理 第四章 能量守恒與熱力學(xué)定律 熱力學(xué)第一定律習(xí)題 教科版選修3-3.doc
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熱力學(xué)第一定律 一、選擇題 1.有一個(gè)小氣泡從水池底緩慢地上升,氣泡跟水不發(fā)生熱傳遞,而氣泡內(nèi)氣體體積不斷增大,小氣泡上升的過(guò)程中( ). A.由于氣泡克服重力做功,則它的內(nèi)能減少 B.由于重力和浮力的合力對(duì)氣泡做功,則它的內(nèi)能增加 C.由于氣泡內(nèi)氣體膨脹對(duì)外做功,則它的內(nèi)能增加 D.由于氣泡內(nèi)氣體膨脹對(duì)外做功,則它的內(nèi)能減少 2.在光滑水平面上有一木塊保持靜止,射來(lái)的子彈穿過(guò)木塊,下列說(shuō)法中正確的是( ). A.摩擦力做功使木塊內(nèi)能改變 B.子彈損失的機(jī)械能,等于子彈與木塊增加的內(nèi)能 C.子彈損失的機(jī)械能,等于木塊動(dòng)能的增量和木塊、子彈內(nèi)能增量的總和 D.子彈與木塊總動(dòng)能守恒 3.一個(gè)鐵塊沿斜面勻速滑下,關(guān)于物體的機(jī)械能和內(nèi)能的變化,下列判斷中正確的是( ). A.物體的機(jī)械能和內(nèi)能都不變 B.物體的機(jī)械能減小,內(nèi)能不變 C.物體的機(jī)械能增大,內(nèi)能增大 D.物體的機(jī)械能減小,內(nèi)能增大 4.暖瓶中盛有0.5 kg 25℃的水,一個(gè)學(xué)生想用上下?lián)u晃的方法使冷水變?yōu)殚_(kāi)水.設(shè)每搖晃一次水的落差為15 cm,每分鐘搖晃30次.不計(jì)所有熱散失,大約需多長(zhǎng)時(shí)間可以把水“搖開(kāi)”?[c水=4.2103 J/(kg℃),g取10 m/s2] 5.如圖所示,導(dǎo)熱的汽缸開(kāi)口向下,缸內(nèi)活塞封閉了一定質(zhì)量的理想氣體,活塞可自由滑動(dòng)且不漏氣,活塞下掛一個(gè)砂桶,砂桶裝滿沙子時(shí),活塞恰好靜止?,F(xiàn)將砂桶底部鉆一個(gè)小洞,讓細(xì)沙慢慢漏出,汽缸外部溫度恒定不變。則( ). A.缸內(nèi)氣體壓強(qiáng)減小,內(nèi)能增加 B.缸內(nèi)氣體壓強(qiáng)增大,內(nèi)能不變 C.缸內(nèi)氣體壓強(qiáng)增大,內(nèi)能減少 D.外界對(duì)缸內(nèi)氣體做功 6.關(guān)于物體的內(nèi)能和熱量,下列說(shuō)法中正確的有( ). A.熱水的內(nèi)能比冷水的內(nèi)能多 B.溫度高的物體其熱量必定多,內(nèi)能必定大 C.在熱傳遞過(guò)程中,內(nèi)能大的物體其內(nèi)能將減小,內(nèi)能小的物體其內(nèi)能將增大,直到兩物體的內(nèi)能相等 D.熱量是熱傳遞過(guò)程中內(nèi)能轉(zhuǎn)移量的量度 7.以下說(shuō)法正確的是( ). A.熱量是物體在熱傳遞過(guò)程中內(nèi)能的變化 B.熱能是內(nèi)能的通俗且不甚確切的說(shuō)法 C.個(gè)別分子是沒(méi)有溫度可言的 D.熱量有可能從內(nèi)能少的物體傳到內(nèi)能多的物體 8.對(duì)于一定質(zhì)量的氣體( ). A.吸熱時(shí)其內(nèi)能可以不變 B.吸熱時(shí)其內(nèi)能一定不變 C.不吸熱也不放熱時(shí)其內(nèi)能可能減小 D.不吸熱也不放熱時(shí)其內(nèi)能一定不變 9.給鐵絲加熱,鐵絲溫度升高了,用錘子敲打鐵絲,鐵絲溫度也升高,這說(shuō)明( ). A.功和熱本質(zhì)上是相同的 B.功可以轉(zhuǎn)化為熱量 C.做功和熱傳遞對(duì)改變物體內(nèi)能是等效的 D.做功和熱傳遞對(duì)改變物體內(nèi)能的過(guò)程有本質(zhì)區(qū)別 10.對(duì)于一定質(zhì)量的理想氣體,在下列各過(guò)程中,可能發(fā)生的過(guò)程是( ). A.氣體膨脹對(duì)外做功,溫度升高 B.氣體吸熱,溫度降低 C.氣體放熱,壓強(qiáng)增大 D.氣體放熱,溫度不變 11.下列說(shuō)法正確的是( ). A.物體放出熱量,其內(nèi)能一定減小 B.物體對(duì)外做功,其內(nèi)能一定減小 C.物體吸收熱量,同時(shí)對(duì)外做功,其內(nèi)能可能增加 D.物體放出熱量,同時(shí)對(duì)外做功,其內(nèi)能可能不變 12.下列過(guò)程可能發(fā)生的是( ). A.物體吸收熱量,對(duì)外做功,同時(shí)內(nèi)能增加 B.物體吸收熱量,對(duì)外做功,同時(shí)內(nèi)能減少 C.外界對(duì)物體做功,同時(shí)物體吸熱,內(nèi)能減少 D.外界對(duì)物體做功,同時(shí)物體放熱,內(nèi)能增加 13.一定量的氣體吸收熱量,體積膨脹并對(duì)外做功則此過(guò)程的末態(tài)與初態(tài)相比( ). A.氣體內(nèi)能一定增加 B.氣體內(nèi)能一定減小 C.氣體內(nèi)能一定不變 D.氣體內(nèi)能是增是減不能確定 二、填空題 14.遠(yuǎn)古時(shí)代,取火是一件困難的事,火一般產(chǎn)生于雷擊或磷的自燃.隨著人類文明的進(jìn)步,出現(xiàn)了“鉆木取火”等方法.“鉆木取火”是通過(guò)________方式改變物體的內(nèi)能,把________轉(zhuǎn)變成內(nèi)能. 15.如圖所示,兩個(gè)相通的容器A、B間裝有閥門(mén)S,A中充滿氣體,分子與分子之間存在著微弱的引力,B為真空。打開(kāi)閥門(mén)S后,A中的氣體進(jìn)入B中,最終達(dá)到平衡,整個(gè)系統(tǒng)與外界沒(méi)有熱交換,則氣體的內(nèi)能 (選填“變小”、“不變”或“變大”),氣體的分子勢(shì)能 (選填“減少”、“不變”或“增大”)。 三、解答題 16.某同學(xué)為測(cè)量地表植物吸收太陽(yáng)能的本領(lǐng)做了如下實(shí)驗(yàn):用一面積為0.1 m2的面盆盛6 kg的水,經(jīng)太陽(yáng)垂直照射15 min,溫度升高5℃,若地表植物招收太陽(yáng)光的能力與水相等,試計(jì)算: (1)每平方米綠色植物每秒接收的太陽(yáng)能為多少? (2)若綠色植物在光合作用中每吸收1 kJ的太陽(yáng)能可以放出0.05 L的氧氣,則每公頃綠地每秒百放出多少升的氧氣?(1公頃=104 m2) 17.一鐵球從高H處由靜止落到地面上,反彈速率是落地速率的一半,設(shè)撞擊所轉(zhuǎn)化的內(nèi)能全部用來(lái)令鐵球溫度升高,則鐵球升高多少?(設(shè)鐵球的比熱容為c,各物理量取國(guó)際制單位) 18.子彈以200 m/s的速度射入固定的木板,穿出時(shí)速度為100 m/s,若子彈損失的機(jī)械能完全轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,并有50%被子彈吸收,求子彈的溫度升高多少?[已知子彈的比熱容為130 J/(kg℃)] 【答案與解析】 一、選擇題 1.【答案】D 【解析】在小氣泡上升過(guò)程中,重力和浮力的合力對(duì)氣泡做的功,或者氣泡克服重力做的功,只能改變氣泡的機(jī)械能,而不能影響氣泡內(nèi)氣體的內(nèi)能,故A、B錯(cuò)誤.在上升的過(guò)程中,氣泡內(nèi)氣體膨脹而對(duì)外界做功,使它的內(nèi)能減小,故D正確. 2.【答案】A、C 【解析】子彈損失的動(dòng)能一部分轉(zhuǎn)化為木塊的動(dòng)能,一部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能. 3.【答案】D 【解析】鐵塊沿斜面勻速下滑時(shí),動(dòng)能不變,勢(shì)能減小,所以鐵塊的機(jī)械能一定減?。F塊沿斜面能勻速滑下,這斜面一定是不光滑的,鐵塊下滑時(shí)克服摩擦力做功,鐵塊損失的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為鐵塊和斜面的內(nèi)能,因此鐵塊的溫度會(huì)略有升高,內(nèi)能增大.此題情景就像冬天兩手相互搓會(huì)感到暖和一樣. 4.【答案】見(jiàn)解析 【解析】此問(wèn)題中能量轉(zhuǎn)化方向是:向上搖時(shí)學(xué)生自身的內(nèi)能通過(guò)對(duì)水做功轉(zhuǎn)化為水的重力勢(shì)能,水下降時(shí)其重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能,再轉(zhuǎn)化為水的內(nèi)能.由于不計(jì)一切熱散失,水的重力勢(shì)能的減少量等于水的內(nèi)能的增加量. 設(shè)把水“搖開(kāi)”需t min,水升溫ΔT,由W=ΔU得: 30 mgΔht=cmΔT, . 即把水“搖開(kāi)”大約需7103 min,約為5天. 遇到該類問(wèn)題,一部分學(xué)生往往不知如何入手,但認(rèn)真理解題意,抓住問(wèn)題的關(guān)鍵,解決問(wèn)題也并不困難.另外,要特別注意運(yùn)用Q=cmΔt時(shí),單位要用國(guó)際單位. 5.【答案】BD 【解析】設(shè)活塞質(zhì)量為m,橫截面積為S,大氣壓為p0,則以活塞為研究對(duì)象,根據(jù)平衡條件得:汽缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng),由于m減小,則p增大,即氣體的壓強(qiáng)增大,氣體被壓縮,外界對(duì)氣體做功。由于汽缸是導(dǎo)熱的,氣體的溫度與環(huán)境相等,保持不變,其內(nèi)能不變。故B、D正確,A、C錯(cuò)誤。 6.【答案】D 【解析】物體的內(nèi)能由溫度、體積及物體的質(zhì)量決定,并不只由溫度決定,故選項(xiàng)A、B都不對(duì).在熱傳遞過(guò)程中,熱量是由高溫物體傳給低溫物體,而內(nèi)能大的物體不一定溫度高,在熱傳遞過(guò)程中完全有可能內(nèi)能大的物體內(nèi)能繼續(xù)增大,內(nèi)能小的物體內(nèi)能繼續(xù)減小,故選項(xiàng)C是錯(cuò)誤的.關(guān)于熱量的論述.選項(xiàng)D是正確的. 7.【答案】B、C、D 8.【答案】A、C 9.【答案】C 10.【答案】A、B、C、D 11.【答案】C 【解析】物體內(nèi)能的改變方式有兩種:做功和熱傳遞,只說(shuō)某一種方式我們無(wú)法判斷內(nèi)能是否變化,故A、B選項(xiàng)錯(cuò)誤;物體放出熱量又同時(shí)對(duì)外做功內(nèi)能一定減小,故D選項(xiàng)錯(cuò)誤;物體吸收熱量同時(shí)對(duì)外做功,內(nèi)能可能增大、減小或不變,故C選項(xiàng)正確。 12.【答案】A、B、D 【解析】當(dāng)物體吸收的熱量多于對(duì)外做的功時(shí),物體的內(nèi)能就增加,A正確;當(dāng)物體吸收的熱量比對(duì)外做功的數(shù)值少時(shí),物體的內(nèi)能就減少,B正確;外界對(duì)物體做功,同時(shí)物體吸熱,則物體的內(nèi)能必增加.C錯(cuò)誤:當(dāng)物體放出的熱量比外界對(duì)物體做功的數(shù)值少時(shí),物體的內(nèi)能增加,D正確. 13.【答案】D 【解析】氣體的內(nèi)能是由做功和熱傳遞共同決定的,現(xiàn)在吸收熱量和對(duì)外做功同時(shí)進(jìn)行,不知兩者具體的數(shù)量關(guān)系,無(wú)法判斷內(nèi)能的變化情況,故選D. 二、填空題 14.【答案】做功 機(jī)械能 15.【答案】不變、增大 【解析】打開(kāi)閥門(mén),氣體膨脹,因?yàn)橛疫吺钦婵?,所以不?duì)外做功,絕熱過(guò)程,故由熱力學(xué)第一定律可得,氣體的內(nèi)能不變,溫度就不變;由于體積增大,即分子間的作用力將更小,所以氣體分子勢(shì)能增大. 三、解答題 16.【答案】見(jiàn)解析 【解析】(1)每平方米綠色植物每秒吸收的太陽(yáng)能為: . (2)每公頃綠地每秒吸收的太陽(yáng)能為:Q=1.4103104 J=1.4104 kJ,放出的氧氣體積V=1.41040.05 L=700 L. 17.【答案】見(jiàn)解析 【解析】設(shè)落到地面時(shí)的速率為v,則v2=2gH,得落地時(shí)的速率,則鐵球在與地面撞擊時(shí)損失的動(dòng)能 。 由能量守恒定律得,損失的動(dòng)能全部轉(zhuǎn)化為鐵球的內(nèi)能, 則 。 由 ΔU=Q,Q=mcΔt得。 18.【答案】見(jiàn)解析 【解析】子彈穿過(guò)木板的過(guò)程中損失的機(jī)械能 。 因全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能并有50%被子彈吸收, 則有 Q=ΔE50%, 即 cmΔt=ΔE50%, 。- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來(lái)的問(wèn)題本站不予受理。
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