课时作业(四十七) 热力学定律 能量守恒.doc

课时作业(四十七)　热力学定律　能量守恒

1．关于热力学定律，下列说法中正确的是(　　)
A．在一定条件下物体的温度可以降到0K
B．物体从单一热源吸收的热量可全部用于做功
C．吸收了热量的物体，其内能一定增加
D．压缩气体总能使气体的温度升高
2．如图所示，A、B两球完全相同，分别浸没在水和水银里的同一深度，A、B用同一种特殊材料制作．当温度稍微升高，球的体积就明显增大，如果水和水银的初温及缓慢升高后的末温都相同，且两球热膨胀后体积也相等，两球也不上升，则(　　)

第2题图

A．A球吸收的热量多
B．B球吸收的热量多
C．A、B球吸收的热量一样多
D．不能确定吸收热量的多少
3．如图所示，一演示用的“永动机”转轮由5根轻轩和转轴构成，轻杆的末端装有用形状记忆合金制成的叶片．轻推转轮后，进入热水的叶片因伸展而“划水”，推动转轮转动．离开热水一，叶片形状迅速恢复，转轮因此能较长时间转动．下列说法正确的是(　　)

第3题图

A．转轮依靠自身惯性转动，不需要消耗外界能量
B．转轮转动所需能量来自形状记忆合金自身
C．转动的叶片不断搅动热水，水温升高
D．叶片在热水中吸收的热量一定大于在空气中释放的热量
4．如图所示将一绝热气缸放在水平的平台上，缸内封闭了一定质量的气体，绝热活塞可无摩擦移动，且不漏气．现使平台绕中心轴匀速转动，气缸和平台相对静止，缸内气体达到新的平衡，则缸内气体(　　)

第4题图

A．压强减小，内能增大
B．压强、内能都减小
C．压强、内能都不变
D．压强增大，内能减小
5．如图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(　　)

第5题图

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
6．如图所示，固定容器及可动活塞P都是绝热的，中间有一导热的固定隔板B，B的两边分别盛有气体甲和乙．现将活塞P缓慢地向B移动一段距离，已知气体的温度随其内能的增加而升高，则在移动P的过程中(　　)

第6题图

A．外力对乙做功；甲的内能不变
B．外力对乙做功；乙的内能不变
C．乙传递热量给甲；乙的内能增加
D．乙的内能增加；甲的内能不变

　第7题图

7．如图所示，玻璃管竖直悬挂，上端封闭、下端开口，管内一个很薄的轻质活塞封闭了一定质量的空气，已知活塞横截面积S＝1 cm2.用力缓慢向下拉活塞，在活塞下降5 cm的过程中，拉力做功为1 J．已知大气压强p0＝1.0×105 Pa，实验中环境温度保持不变且封闭气体与外界有良好的热交换，不计活塞与玻璃管壁间的摩擦．则活塞下降过程中，封闭气体的压强将__________(选填“增大”、“减小”或“不变”)，封闭气体__________(选填“吸收”或“放出”)的热量为__________ J.

第8题图

8．(11年江苏高考)如图所示，内壁光滑的气缸水平放置，一定质量的理想气体被活塞密封在气缸内，外界大气压强为p0.现对气缸缓慢加热，气体吸收热量Q后，体积由V1增大为V2.则在此过程中，气体分子平均动能________(选填“增大”、“不变”或“减小”)，气体内能变化了________．
9．用两种不同的金属丝组成一个回路，接触点1插在热水中，接触点2插在冷水中，如图所示，电流计指针会发生偏转，这就是温差发电现象，这一实验是否违反能量守恒定律？热水和冷水的温度是否会发生变化？简述这一过程中能的转化情况．
第9题图

10．(1)下列说法正确的是(　　)
A．液体的分子势能与液体的体积无关
B．为了保存玉米地水分，可以锄松地面，破坏土壤里的毛细管
C．从微观角度看，气体对容器的压强是大量气体分子对容器壁的频繁碰撞引起的
D．扩散现象可以在液体、气体中进行，不能在固体中发生
(2)如图甲所示是一平面上晶体物质微粒的排列情况，图中三条等长线AB、AC、AD上物质微粒的数目不同，由此得出晶体具有______的性质．如图乙所示，液体表面层分子比较稀疏，分子间距离大于分子平衡距离r0，因此表面层分子间作用表现为______．

　　　甲　　　　　　　　　　　　　乙
第10题图

(3)一定质量的理想气体体积V与热力学温度T的关系图象如图所示，气体在状态A时的压强p0＝1.0X105Pa，线段AB与V轴平行．
①求状态B时的压强为多大？
②气体从状态A变化到状态B过程中，对外界做的功为10J，求该过程中气体吸收的热量为多少？

第10题图

第11题图

(1)若此时锅内气体的体积为V，摩尔体积为VO，阿伏加德罗常数为NA，写出锅内气体分子数的估算表达式．

(2)假定在一次放气过程中，锅内气体对压力阀及外界做功1.5J，并向外界释放了2.5J的热量，锅内原有气体的内能如何变化？变化了多少？

课时作业(四十七)　热力学定律　能量守恒
　1.B　【解析】 0K是低温的极限，任何物体的温度只能接近而不能达到，所以A错误；根据热力学第二定律，物体不可能从单一热源吸收了热量全部用来对外做功而不产生其他影响，但在“产生其他影响的情况下”，也可以从单一热源吸收热量全部用来做功，所以B正确；吸收了热量的物体，内能也可能减小，C错误；压缩气体，气体的温度也可能降低，D错．
　2.B　【解析】 因为水银密度大于水的密度，且A、B两球浸没深度相同，所以B球所受压力大于A球．要使B球膨胀到等于A球体积，B球克服压力做的功多，故吸收热量也多．
　3.D　【解析】 通过分析题意可知，转轮之所以能够发生转动，是因为叶片能吸收热量，其内能转化为机械能，不是依靠惯性运动的，其转动的能量来自于热水中的内能；A错误，B错误；转动的叶片不断搅动热水，需要消耗能量，水温应不断降低，C错误；根据能量守恒，叶片在热水中吸收的能量应等于叶片的机械能与叶片向空气中释放的能量之和，故D正确．
　4.B　【解析】 以活塞为研究对象，做圆周运动时，合外力提供向心力，即： Fn＝(p0－p气)S＝m，所以p0＞p气，而原来p0＝p气(p0为大气压强)．由于气体的压强变小，活塞向外移动，气体体积增大，即气体对外界做功，绝热气缸无热传递，故气体内能减小，B项正确．
　5.BC　【解析】 首先是右边气体由于电热丝加热而内能增加温度升高，从而压强变大，进而推动活塞向左运动．活塞向左运动过程中，右边气体对左边气体做功，左边气体内能增加温度升高，压强也变大，而右边气体的压强、温度又会降低，当再达到平衡时两边气体压强又相等，但比初始状态的压强大，对右边气体由＝常量知温度比初始状态高，则内能比初始状态大．由能量守恒知，两边气体内能的总增加量应等于电热丝放出的热量，B、C正确．
　6.C　【解析】 当活塞P向B移动时，外力做功，气体乙的内能增加，温度升高，乙通过导热板B向气体甲传热，因此甲的内能增加，故选C.
　7.减小　吸收　0.5　【解析】 由pV＝nRT，而nRT不变，故当V增大时，p减小；活塞下移过程中，克服外部大气压做功为W＝p0S·l＝0.5J，而拉力做功为1J，故封闭气体吸收0.5J的热量．
　8.增大　Q－p0(V2－V1)　【解析】 温度是分子热运动平均动能的标志，温度升高，气体分子平均动能增大．根据热力学第一定律得：ΔU＝Q＋W，而W＝－p0SΔL＝－p0ΔV＝－p0(V2－V1)，所以气体内能变化了ΔU＝Q－p0(V2－V1)．
　9.不违反　热水温度降低，冷水温度升高　热水中的内能减少，一部分转化为电能，一部分传递给冷水．
　【解析】 温差发电现象中产生了电能是因为热水中的内能减少，一部分转化为电能，一部分传递给冷水，不违反能量守恒定律．　
　10.(1)BC　(2)各向异性　引力　(3)0.5×105 Pa　10J
　【解析】 液体的分子势能是由液体分子的相互位置决定的．故A错误．破坏毛细管可以让水份浸润到土壤里，从而保湿．从微观上讲，气体对容器的压强是大量气体分子对容器壁的频繁碰撞引起的，扩散可以在固、液、汽三态中扩散．
(2)晶体沿不同方向的光学性质不同或导热导电性能不同称为各向异性．
由于分子间距离大于分子平衡距离，故表现为引力．
(3)①A→B　p0v0＝pB×2v0　pB＝p0＝0.5×105 Pa
②A→B：ΔU＝0　ΔU＝Q＋W　Q＝－W＝10J
　11.(1)n＝NA　(2)内能减少　减少了4J
　【解析】 (1)设锅内气体分子数为n，则n＝NA.
(2)根据热力学第一定律ΔU＝W－Q及W＝－1.5J和Q＝－2.5J，可得ΔU＝－4J，即锅内气体内能减少，减少了4J.