届高物理轮复习热力学定律与能量守恒精品练习新人教版选修.docVIP

第三讲　热力学定律与能量守恒 1.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，设活塞移动前后甲内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．ΔEmgh C．ΔEmgh D．以上三种情况均有可能 解析　气体甲体积减小，外界对它做正功，其中包括mgh和乙内气体分子对活塞的力做功W乙，且为正功，ΔE＝mgh＋W乙． 答案　B 2．下列宏观过程能用热力学第二定律解释的是(　　) A．大米和小米混合后小米会自发地填充到大米空隙中，而经过一段时间大米、小米不会自动分开 B．将一滴红墨水滴入一杯清水中，会均匀扩散到整杯水中，经过一段时间，墨水和清水不会自动分开 C．冬季的夜晚，放在室外的物体随气温的降低，不会把内能自发地转化为机械能而动起来 D．随着节能减排措施的不断完善，最终也不会使汽车热机的效率达到100% 解析　热力学第二定律反映的是与热现象有关的宏观过程的方向性的规律，A不属于热现象，A错；由热力学第二定律可知B、C、D正确． 答案　BCD 3．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 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选项正确．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． 答案　AD 4．某同学觉得一只气球体积比较小，于是他用打气筒给气球继续充气，据有关资料介绍，随着气球体积的增大，气球膜的张力所产生的压强逐渐增大，假设充气过程气球内部气体的温度保持不变，且外界大气压强也不变，则充气气球内部气体(　　) A．压强增大 B．单位体积内分子数增多 C．单位体积内分子数减少 D．分子的平均动能增大 解析　随着气球体积的增大，气球膜的张力所产生的压强逐渐增大，充气气球内部气体的压强增大，故选项A正确；温度不变，分子平均动能不变，压强又增大，所以单位体积内分子数增多，故选项B正确． 答案　AB 5.如图是密闭的汽缸，外力推动活塞P压缩气体，对缸内气体做功800J，同时气体向外界放热200J，缸内气体的(　　) A．温度升高，内能增加600J B．温度升高，内能减少200J C．温度降低，内能增加600J D．温度降低，内能减少200J 解析　对气体做功800J，同时气体放出热量200J，由热力学第一定律得ΔU＝W＋Q＝800J－200J＝600J，即气体温度升高，内能增加600J，故A项正确． 答案　A 6．我们绝不会看到：一个放在水平地面上的物体，靠降低温度，可以把内能自发地转化为动能，使这个物体运动起来．其原因是(　　) A．这违反了能量守恒定律 B．在任何条件下内能都不可能转化为机械能，但机械能可以转化为内能 C．机械能和内能的转化过程具有方向性，内能转化成机械能是有条件的 D．以上说法均不正确 解析　机械能和内能可以相互转化，但必须通过做功来实现．由热力学第二定律可知，内能不可能全部转化成机械能，同时不引起其他变化． 答案　C 7.如图所示，水平放置的密封汽缸内的气体被一竖直隔板分隔为左右两部分，隔板可在汽缸内无摩擦滑动，右侧气体内有一电热丝．汽缸壁和隔板均绝热，初始时隔板静止，左右两边气体温度相等．现给电热丝提供一微弱电流，通电一段时间后切断电源．当缸内气体再次达到平衡时，与初始状态相比(　　) A．右边气体温度升高，左边气体温度不变 B．左右两边气体温度都升高 C．左边气体压强增大 D．右边气体内能的增加量等于电热丝放出的热量 解析　当给电热丝通电后，右边的气体温度升高，气体膨胀，将隔板向左推，对左边的气体做功，根据热力学第一定律，内能增加，气体的温度升高，A错、B对．根据气体实验定律可知左边的气体压强增大，C对．右边气体内能的增加量为电热丝放出的热量减去对左边的气体所做的功，D错． 答案　BC 8．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(　　) A．温度升高