20xx粵教版高中物理選修3-332-3熱力學(xué)第一定律能量守恒定律(編輯修改稿)
2025-01-14 01:52 本頁面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ＝－ 4 104 J 答案 B 解析 因?yàn)橥饨鐚?duì)氣體做功， W取正值，即 W＝ 8 104 J；內(nèi)能減少， ΔU取負(fù)值，即 ΔU＝－ 105 J；根據(jù)熱力學(xué)第一定律 ΔU＝ W＋ Q，可知 Q＝ ΔU－ W＝－ 105 J－ 8 104 J＝－ 2 105 J，即 B選項(xiàng)正確 ． 2． (熱力學(xué)第一定律 )如圖 2 所示 ， 某同學(xué)將空的薄金屬筒開口向下壓入水中 ． 設(shè)水溫均勻且恒定 ， 筒內(nèi)空氣無泄漏 ， 不計(jì)氣體分子間的相互作用 ， 則被淹沒的金屬筒在緩緩下降的過程中 ， 筒內(nèi)空氣體積減小 ， 且 ( ) A． 從外界吸熱 圖 2 B． 內(nèi)能增大 C． 向外界放熱 D． 內(nèi)能減少 答案 C 解析 本題考查氣體性質(zhì)和熱力學(xué)第一定律，由于不計(jì)氣體分子之間的相互作用，且整個(gè)過程緩慢進(jìn)行，所以可看成溫度不變，即氣體內(nèi)能不變，選項(xiàng) B、 D均錯(cuò)．根據(jù)熱力學(xué)第一定律公式 ΔU＝ W＋ Q，因?yàn)樵谶@個(gè)過程中氣體體積減小，外界對(duì)氣體做功，式中 W取正號(hào)，ΔU＝ 0，所以 Q為負(fù)，即氣體向外放熱，故選項(xiàng) A錯(cuò)， C對(duì)．正確答案為 C. 3． (能量守恒定律 )下面設(shè)想不符合能量守恒定律的是 ( ) A． 利用永久磁鐵間的作用力 ， 造一臺(tái)永遠(yuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的機(jī)械 B． 做一條沒有動(dòng)力系統(tǒng)的船 ， 在水面上行駛 C． 通過太陽照射飛機(jī) ， 即使飛機(jī)不帶燃料也能飛行 D． 利用核動(dòng)力 ， 駕駛地球離開太陽系 答案 A 解析 利用磁場(chǎng)能可以使磁鐵所具有的磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，但由于摩擦力的不可避免性，動(dòng)能最終轉(zhuǎn)化為內(nèi)能使轉(zhuǎn)動(dòng)停止，故 A 不符合 ． 船能利用水流的能量行駛，飛機(jī)可利用光能的可轉(zhuǎn)化性和電能的可收集性，使光能轉(zhuǎn)化為飛機(jī)的動(dòng)能，實(shí)現(xiàn)飛機(jī)不帶燃料也能飛行，故B、 C符合；利用反沖理論，以核動(dòng)力為能源，使地球獲得足夠大的能量，掙脫太陽引力的束縛而離開太陽系，故 D符合 ． 故選 A項(xiàng) ． 4． (熱力學(xué)第一定律與氣體實(shí)驗(yàn)定律的綜合應(yīng)用 )如圖 3是用導(dǎo)熱性能良好的材料制成的氣體實(shí)驗(yàn)裝置 ， 開始時(shí)封閉的氣柱長(zhǎng)度為 22 cm， 現(xiàn)用豎直向下的外力 F 壓縮氣體 ， 使封閉的氣柱長(zhǎng)度變?yōu)?2 cm， 人對(duì)活塞做功 100 J， 大氣壓強(qiáng)為 p0＝ 1 105 Pa，不計(jì)活塞的重力 ． 問 ： (1)若用足夠長(zhǎng)的時(shí)間緩慢壓縮 ， 求壓縮后氣體的壓強(qiáng)多大 ？ (2)若以適當(dāng)?shù)乃俣葔嚎s氣體 ， 向外散失的熱量為 20 J， 則氣體的內(nèi)能增加多少 ？ (活塞的橫截面積 S＝ 1 cm2) 圖 3 答案 (1) 106 Pa (2)82 J 解析 (1)設(shè)壓縮后氣體的壓強(qiáng)為 p，活塞的橫截面積為 S， l0＝ 22 cm， l＝ 2 cm， V0＝ l0S， V＝ lS，緩慢壓縮，氣體溫度不變 由玻意耳定律得 p0V0＝ pV 解出 p＝ 106 Pa (2)大氣壓力對(duì)活塞做功 W1＝ p0S(l0－ l)＝ 2 J 人做功 W2＝ 100 J 由熱力學(xué)第一定律得 ΔU＝ W1＋ W2＋ Q Q＝－ 20 J 解得 ΔU＝ 82 J 題組一 熱力學(xué)第一定律 1． 關(guān)于物體內(nèi)能的變化 ， 以下說法中正確的是 ( ) A． 物體吸收熱量 ， 內(nèi)能一定增大 B． 物體對(duì)外做功 ， 內(nèi)能一定減少 C． 物體吸收熱量 ， 同時(shí)對(duì)外做功 ， 內(nèi)能可能不變 D． 物體放出熱量 ， 同時(shí)對(duì)外做功 ， 內(nèi)能可能不變 答案 C 解析 根據(jù)熱力學(xué)第一定律 ΔU＝ W＋ Q，物體內(nèi)能的變化與外界對(duì)物體做功 (或物體對(duì)外界做功 )和物體從外界吸熱 (或向外界放熱 )兩種因素有關(guān) ． 物體吸收熱量，但有可能同時(shí)對(duì)外做功，故內(nèi)能有可能不變甚至減小，故 A 錯(cuò)；同理，物體對(duì)外做功的同時(shí)有可能吸熱，故內(nèi)能不一定減少， B錯(cuò)；若物體吸收的熱量與對(duì)外做的功相等，則內(nèi)能不變， C正確；而放熱與對(duì)外做功都使物體內(nèi)能減少，故 D錯(cuò) ． 2． 密閉有空氣的薄塑料瓶因降溫而變扁 ， 此過程中瓶?jī)?nèi)空 氣 (不計(jì)分子勢(shì)能的變化 )( ) A． 內(nèi)能增大 ， 放出熱量 B． 內(nèi)能減小 ， 吸收熱量 C． 內(nèi)能增大 ， 對(duì)外界做功 D． 內(nèi)能
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