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    物理:10.1《功和内能》同步检测(人教版选修3-3)
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    人教版 (新课标)选修3选修3-3第十章 热力学定律1 功和内能随堂练习题

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    这是一份人教版 (新课标)选修3选修3-3第十章 热力学定律1 功和内能随堂练习题,共10页。

    1.下列哪个实例说明做功改变了系统的内能( )
    A.热水袋取暖 B.用双手摩擦给手取暖
    C.把手放在火炉旁取暖 D.用嘴对手呵气给手取暖
    答案:B
    解析:双手摩擦做功,使手的内能增加,感到暖和;A、C、D都是通过热传递来改变系统的内能,选项B正确。
    2.(建陵中学高二期末)物体获得一定初速度后,沿着粗糙斜面上滑,在上滑过程中,物体和斜面组成的系统( )
    A.机械能守恒 B.动能与内能之和守恒
    C.机械能和内能都增加 D.机械能减少,内能增加
    答案:D
    解析:铁块上滑时克服摩擦力做功,铁块损失的机械能转化为铁块和斜面的内能,因此铁块的温度会略有升高,内能增加。此题情景就像冬天两手相互搓搓会感到暖和一样。
    3.有一个小气泡从水池底缓慢地上升,气泡跟水不发生热传递,而气泡内气体体积不断增大,小气泡上升过程中( )
    A.由于气泡克服重力做功,则它的内能减少
    B.由于重力和浮力的合力对气泡作功,则它的内能增加
    C.由于气泡内气体膨胀做功,则它的内能增加
    D.由于气泡内气体膨胀做功,则它的内能减少
    答案:D
    解析:气泡膨胀时,对外做功,内能减少。
    4.用金属制成的气缸中装有柴油和空气的混合物,有可能使气缸中的柴油达到燃点的过程是( )
    A.迅速向里推活塞 B.迅速向外拉活塞
    C.缓慢向里推活塞 D.缓慢向外拉活塞
    答案:A
    解析:要使柴油达到燃点,必须使柴油和空气的混合物内能增大,温度升高,可通过做功过程来实现,因此,应向里推活塞,使外界对气体做功。但应迅速推动还是缓慢推动呢?若是绝热气缸,无论迅速推动还是缓慢推动,只要外界对气体做功,其内能一定增大,温度升高,而金属气缸是导热的,要使温度升高,则应迅速向里推活塞,使气体与外界来不及发生热交换。
    5.如图所示,瓶内装有少量的水,瓶口已塞紧,水上方空气中有水蒸气,用打气筒向瓶内打气,当塞子从瓶口跳出时,瓶内出现“白雾”,这一现象产生的原因可以用下面三句话解释:甲,水蒸气凝结成小水珠;乙,瓶内气体推动瓶塞做功,内能减小;丙,温度降低。三句话正确的顺序是( )
    A.甲乙丙 B.乙丙甲
    C.丙甲乙 D.乙甲丙
    答案:B
    解析:根据题意因果顺序的进程为:空气推动瓶塞做功——空气内能减小——瓶内空气温度降低——瓶内水蒸气液化成小水珠即“白雾”,而瓶塞跳起的原因是用打气筒往瓶内打气使气体压强增大所致。
    6.一个飞行速度是500m/s的子弹,当它射入物体时,产生热量的一半被子弹吸收,则子弹升高的温度是________。[子弹是铜质的,铜的比热是390J/(kg·℃)]
    答案:160℃
    解析:设子弹升高的温度为Δt则cmΔt=eq \f(1,2)mv2×eq \f(1,2),Δt=eq \f(mv2,4cm)=eq \f(5002,4×390)℃=160℃。此过程中子弹动能的减少的一半被子弹吸收,转化为子弹的内能。
    7.冬季,由于温度太低,很难启动摩托车(在农村启动195型拖拉机也会遇到类似情况)。这时驾驶者往往先关闭油门,连续踏下启动摇杆若干次,然后再打开油门,踏下启动摇杆即可启动,运用的原理是什么?
    答案:连续踏下启动摇杆,活塞不断压缩汽缸里的气体做功,增加气体的内能,使气体的温度升高,当达到汽油的燃点后,即可启动。
    8.(江苏南京模拟)如图所示,绝热隔板S把绝热的汽缸分隔成体积相等的两部分,S与气缸壁的接触是光滑的。两部分中分别盛有相同质量、相同温度的同种气体a和b。气体分子之间相互作用可忽略不计。现通过电热丝对气体a缓慢加热一段时间后,a、b各自达到新的平衡状态。试分析a、b两部分气体与初状态相比,体积、压强、温度、内能各如何变化?
    答案:汽缸和隔板绝热,电热丝对气体a加热,a温度升高,压强增大,体积增大,内能增大;
    a对b做功,b的体积减小,温度升高,压强增大,内能增大。
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    1.(2012·新华高二检测)如图所示,活塞将气缸分成甲、乙两气室,气缸、活塞(连同拉杆)是绝热的,且不漏气。以E甲、E乙分别表示甲、乙两气室中气体的内能,则在将拉杆缓慢向外拉的过程中( )
    A.E甲不变,E乙减小 B.E甲不变,E乙增大
    C.E甲增大,E乙不变 D.E甲增大,E乙减小
    答案:D
    解析:本题解题的关键是明确甲、乙两气室气体都历经绝热过程,内能改变取决于做功的情况。对甲室内的理想气体,在拉杆缓慢向外拉的过程中,活塞左移,压缩气体,外界对甲室气体做功,其内能应增大;对乙室内的气体,活塞左移,气体膨胀,气体对外界做功,内能应减小。
    2.(2012·攀枝花市高三检测)如图所示,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________。(填选项前的字母)。
    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
    答案:C
    解析:向下压缩活塞,对气体做功,气体的内能增加,温度升高,对活塞受力分析可得出气体的压强增大,故C选项正确。
    3.如图所示,汽缸放置在水平地面上,质量为m的活塞将汽缸分成甲、乙两气室,两气室中均充有气体,汽缸、活塞是绝热的且不漏气。开始活塞被销钉固定,现将销钉拔掉,活塞最终静止在距原位置下方h处,设活塞移动前后甲气体内能的变化量为ΔE,不计气体重心改变的影响,下列说法正确的是( )
    A.ΔE=mgh B.ΔE>mgh
    C.ΔE答案:B
    解析:气体甲体积减小,外界对它做正功,其中包括mgh和乙气体分子对活塞的力做功W乙,且为正功,ΔE=mgh+W乙。
    4.金属筒内装有与外界温度相同的压缩空气,打开筒的开关,筒内高压空气迅速向外溢出,待筒内外压强相等时,立即关闭开关。在外界保持恒温的条件下,经过一段较长的时间后,再次打开开关,这时出现的现象是( )
    A.筒外空气流向筒内
    B.筒内空气流向筒外
    C.筒内外有空气交换,处于动平衡态,筒内空气质量不变
    D.筒内外无空气交换
    答案:B
    解析:因高压空气急剧外溢时,气体来不及充分与外界发生热交换,可近似看成绝热膨胀过程,气体对外做功,内能减少,所以关闭开关时,筒内气体温度较外界偏低,再经过较长时间后,筒内外气体温度相同。对筒内剩余气体分析,属等容升温过程,压强要升高,大于外界气压,所以再打开开关时,筒内气体要流向筒外。
    5.(辽宁沈阳模拟)如图所示,绝热的容器内密闭一定质量的气体(不考虑分子间的作用力),用电阻丝缓慢对其加热时,绝热活塞无摩擦地上升,下列说法正确的是( )
    A.单位时间内气体分子对活塞碰撞的次数减少
    B.电流对气体做功,气体对外做功,气体内能可能减少
    C.电流对气体做功,气体又对外做功,其内能可能不变
    D.电流对气体做功一定大于气体对外做功
    答案:AD
    解析:由题意知,气体压强不变,活塞上升,体积增大,由eq \f(pV,T)=恒量知,气体温度升高,内能一定增加,由能的转化和守恒知,电流对气体做功一定大于气体对外做功,B、C均错,D项正确。由气体压强的微观解释知温度升高,气体分子与活塞碰一次对活塞的冲量增大,而压强不变;单位时间内对活塞的冲量不变。因此单位时间内对活塞的碰撞次数减少,A对。
    6.(2010·绵阳中学高二期末)如图所示,带有活塞的气缸中封闭着一定质量的理想气体(不考虑气体分子势能),气缸和活塞均具有良好的绝热性能。将一个热敏电阻置于气缸中,热敏电阻与气缸外的欧姆表连接,气缸固定不动,缸内活塞可自由移动且不漏气,活塞下挂一沙桶,沙桶装满沙子时活塞恰好静止。现将沙桶底部钻一小洞,细沙缓缓漏出。则下列说法正确的是( )
    A.外界对气体做功,气体的内能增大
    B.气体对外界做功,气体的内能减小
    C.气体的压强增大,体积减小
    D.欧姆表的指针逐渐向右偏转
    答案:ACD
    7.汽车内胎放完气后,气门的温度可达到0℃以下,请你解释一下原因。
    答案:以内胎中的气体为系统,气体推动周围大气做功,(对外界气体做功)大气的内能增加,内胎中的气体内能减少,温度降低。如果在较短时间内做较多的功,气门来不及吸热,气门温度就可达到0℃以下。
    8.用5N的力垂直于活塞推动压缩绝热汽缸的气体,活塞的位移为0.1m时,气体内能的变化量是多少?内能增加了还是减少了?
    答案:增加了0.5J
    解析:外界对气体做功W=Fs=5N×0.1m=0.5J,气体内能增加,增加量为0.5J。
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