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2012年人教版高中物理选修3-3 10.3热力学第一定律能量守恒定律(解析版)
一、选择题
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1. 难度:中等

关于物体内能的改变,下列说法中正确的是 (      )

A.能够改变物体内能的物理过程有两种:做功和热传递

B.物体吸收热量,它的内能一定增加

C.物体放出热量,它的内能一定减少

D.外界对物体做功,物体的内能不一定增加

 

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2. 难度:中等

关于吸热与升温,下列说法正确的是(      )    

A.当物体吸收热量时,其温度一定升高

B.当物体温度升高时,一定吸收了热量

C.对质量相同的两杯同样的水,温度升得高的,吸热一定多

D.对质量相同的物体加热,温度升得高的,吸热一定多   

 

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3. 难度:中等

做功和热传递都能改变物体的内能,在下列改变物体内能的事例中,属于做功过程的是 (.     )

A.炉火上的壶水逐渐升温的过程     B.把烧红的铁块投入水中,铁块温度降低的过程

C.物体在阳光下被晒热的过程       D.柴油机气缸内气体被压缩的过程

 

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4. 难度:中等

一定量的气体,从外界吸收热量6.2×105J,内能增加4.7×105J。则下列说法中正确的是(    )

A.气体对外做功1.5×105J         B.外界对气体做功1.7×105J

C.气体对外做功1.7×105J         D.外界对气体做功1.5×105J

 

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5. 难度:中等

在恒温水池中,一个气泡缓缓向上升起,在上升过程中(     )

A.气泡的体积不变,内能减少,放出热量

B.气泡的体积缩小,内能不变,放出热量

C.气泡的体积增大,内能不变,吸收热量

D.气泡的体积不变,内能增加,吸收热量

 

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6. 难度:中等

一定质量的理想气体沿p-V坐标图中曲线所示的方向发生变化,其中曲线DBA是以p轴、V轴为渐近线的双曲线的一部分,则 (      )

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A.气体由A变到B,一定是吸热的

B.气体由B变为A,一定是吸热的

C.气体由A变到B再变到A,吸热多于放热

D.气体由A变到B再变到A,放热多于吸热

 

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7. 难度:中等

有关物体的内能,以下说法正确的是 (      )

A.1g、00C的水的内能比1g、00C的冰的内能大

B.电流通过电阻后电阻发热,它的内能增加是通过热传递方式实现的

C.气体膨胀,它的内能一定减少

D.橡皮筋被拉伸时,分子间势能增加

 

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8. 难度:中等

要使质量一定的理想气体由某一状态经过一系列状态变化,最后再回到初始状态。下列各过程可能实现这个要求的是 (      )

A.先等容放热,再等压升温,最后等温放热

B.先等温膨胀,再等压升温,最后等容吸热

C.先等容吸热,再等温膨胀,最后等压降温

D.先等压升温,再等容吸热,最后等温放热

 

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9. 难度:中等

如果将自行车内胎充气过足,又放在阳光下受到暴晒,车胎极易爆裂,关于这一现象的描述,下列说法正确的是(暴晒过程中内胎容积几乎不变)(      )

A.车胎爆裂,是车胎内气体温度升高,气体分子间斥力急剧增大的结果

B.在爆裂前的过程中,气体温度升高,分子无规则热运动加剧,气体压强增大

C.在车胎突然爆裂的瞬间,气体内能增加

D.在车胎突然爆裂的瞬间,气体内能减少

 

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10. 难度:中等

飞机在万米高空飞行时,舱外气温往往在-50℃以下。在研究大气现象时可把温度、压强相同的一部分气体作为研究对象,叫做气团。气团直径可达几千米,由于气团很大,边缘部分与外界的热交换对整个气团没有明显影响,可以忽略。高空气团温度很低的原因可能是 (      )

A.地面的气团上升到高空的过程中膨胀,同时对外放热,使气团自身温度降低

B.地面的气团上升到高空的过程中收缩,同时从周围吸收热量,使周围温度降低

C.地面的气团上升到高空的过程中膨胀,气团对外做功,气团内能大量减少,气团温度降低

D.地面的气团上升到高空的过程中收缩,外界对气团做功,故周围温度降低

 

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11. 难度:中等

 图中活塞将气缸分成甲、乙两气室,已知活塞连同拉杆是绝热的,且不漏气.以 E 、 E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 (      )

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A.E不变,E减小          B.E增大,E不变  

C.E增大,E减小          D.E不变,E不变

 

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12. 难度:中等

一定质量的理想气体的状态变化过程表示在如图所示的P-V图上,气体先由a状态沿双曲线经等温过程变化到b状态,再沿与横轴平行的直线变化到c状态,a、c两点位于与纵轴平行的直线上,以下说法中正确的是 (      )

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A.由a状态至b状态过程中,气体放出热量,内能不变

B.由b状态至c状态过程中,气体对外做功,内能增加

C.c状态与a状态相比,c状态分子平均距离较大,分子平均动能较大

D.b状态与a状态相比,b状态分子平均距离较小,分子平均动能较小

 

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13. 难度:中等

关于电冰箱的工作原理,请作以下研究:如图所示为电冰箱的工作原理图,毛细管压缩机工作时,强迫制冷剂在冰箱内外的管道中不断循环。下列说法中正确的是 (       )

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A.在冰箱外的管道中,制冷剂迅速膨胀并放出热量

B.在冰箱内的管道中,制冷剂迅速膨胀并吸收热量

C.在冰箱外的管道中,制冷剂被压缩并放出热量

D.在冰箱内的管道中,制冷剂被压缩并吸收热量

 

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14. 难度:中等

一定质量的理想气体,从某一状态开始,经过系列变化后又回一开始的状态,用W1表示外界对气体做的功,W2表示气体对外界做的功Ql表示气体吸收的热量,Q2表示气体放出的热量,则在整个过程中一定有(    )

A.Q1Q2W2W1       B.Q1Q2          C.W1W2      D.Q1Q2

 

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15. 难度:中等

定质量的气体经历一缓慢的绝热膨胀过程。设气体分子间的势能可忽略,则在此过程中(   )

A.外界对气体做功,气体分子的平均动能增加

B.外界对气体做功,气体分子的平均动能减少

C.气体对外界做功,气体分子的平均动能增加

D.气体对外界做功,气体分子的平均动能减少

 

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16. 难度:中等

如图所示,有两个同样的球,其中a球放在水平面上,b球用细线悬挂起来,现供给两球相同的热量,则两球升高的温度 (水平面和细线均为绝热物质)(      )

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A.Δtb>Δta             B.Δtb <Δta

C.Δtb=Δta             D.无法比较

 

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17. 难度:中等

在标准大气压下,1g100℃的水吸收2264J的热量变为1g100℃的水蒸气。在这个过程中,下列四个关系式中正确的是 (               ).         

A.2264J=汽的内能+水的内能                   B.2264J=汽的内能-水的内能

C.2264J>汽的内能-水的内能                   D.2264J<汽的内能-水的内能

 

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18. 难度:中等

如图所示的绝热容器,把隔板抽掉,让左侧气体自由膨胀到右侧直至平衡(     )

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A.气体对外做功,内能减少,温度降低

B.气体对外做功,内能不变,温度不变

C.气体不做功,内能不变,温度不变,压强减小

D.气体不做功,内能减少,压强减小

 

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19. 难度:中等

一定量气体可经不同的过程从状态 (P1、V1、T1) 变到状态 (P2、V2、T2),已知T2>T1,则在这些过程中 (      )                        

A.气体一定都从外界吸收热量         

B.气体和外界交换的热量都是相等的

C.外界对气体所做的功都是相等的      

D.气体内能的变化量都是相等的

 

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20. 难度:中等

如图,固定的导热气缸开口向下,缸内活塞封闭了一定质量的理想气体,活塞可自由移动且不漏气,活塞下挂了一个沙桶,沙桶装满沙子时,活塞静止,然后在沙桶底部钻了一个小洞,让细沙慢慢地漏出,设气缸外部的大气压强和温度恒定不变。则(       )

A.缸内气体压强减小      B.缸内气体内能增加

C.外界对缸内气体做功     D.缸内气体放出热量

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二、填空题
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21. 难度:中等

某系统初状态具有内能a J,在外界对它做了α/2 J的功后,它放出了α/5 J的热量,系统在整个过程中内能的增量为              J。        

 

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22. 难度:中等

一个汽缸里的气体膨胀时推动活塞做了31000J的功,气体的内能应减少            ;如果气体从外界吸收了420J的热量,则气体内能应增加              ;如果上述两个过程同时进行,则气体的内能             (填“增大”或“减小”)了             (填数值)。     

 

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23. 难度:中等

某固态物体放出800 J热量后,温度降低5°C,如果外界对该物体做功1400 J,物体的温度升高10°C,仍为固态,则可推知物体还                            J.

 

三、计算题
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24. 难度:中等

子弹以200m/s的速度射入固定的木板,穿出时速度为100m/s,若子弹损失的机械能完全转换成内能,并有50%被子弹吸收,求子弹温度可升高多少℃? (已知子弹的比热130J/kg·℃)

 

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25. 难度:中等

用活塞压缩汽缸里的空气,使空气的内能增加300J,压缩过程中空气向外界放热84J,则活塞对空气做了多少功?

 

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26. 难度:中等

某热机使用燃烧值q=3.0×107J/kg的燃料,燃烧效率为η1=80%,汽缸中热质将内能转化为机械能的转化效率η2=40%,热机传动部分的机械效率为η3=90%,若热机每小时燃烧m=40kg燃烧,则热机输出的有用功率是多少?  

 

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27. 难度:中等

质量为m千克的物体,在长为L米且和水平面成α角的斜面上,由静止滑下到达底端时速度为v米/秒.已知斜面是不光滑的,求物体和斜面摩擦时产生的热量。(不计空气阻力)

 

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28. 难度:中等

质量M=200g的木块,静止在光滑水平面上,质量m=20g的铅弹(铅的比热容c=126J/(㎏·℃))以水平速度v0=500m/s射入木块,当它射出木块时速度变为vt=300m/s.。木块的速度20m/s。若这一过程中损失的机械能全部转化为内能,其中42%被子弹吸收而使其升温,对铅弹穿过木块过程,求:

(1) 子弹克服摩擦力做的功。

(2) 摩擦力对木块做的功。

(3) 产生的总热量。

(4) 子弹升高的温度。

 

 

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