高中物理选择性必修第三册课后习题 第3章 热力学定律 习题课二 热力学定律的综合应用.docVIP

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习题课二热力学定律的综合应用

课后·训练提升

基础巩固

一、单项选择题

1.下列说法正确的是()

A.热量能够从高温物体传到低温物体,但不能从低温物体传到高温物体

B.内能可以全部转化为机械能而不引起其他变化

C.不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功,而不引起其他变化

D.不违反能量守恒定律的过程一定能实现

答案:C

解析:热量能够自发地从高温物体传到低温物体;热量也能在一定条件下从低温物体传到高温物体,但要引起其他的变化,选项A错误。根据热力学第二定律,机械能可能全部转化为内能而不引起其他变化,反过来则不行,选项B错误。根据热力学第二定律可知,不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功,而不引起其他变化,选项C正确。不违反能量守恒定律的过程不一定能实现,可能违反热力学第二定律,例如第二类永动机,选项D错误。

2.用活塞压缩汽缸里的空气,对空气做了900J的功,同时汽缸里的空气向外散热210J,则汽缸里空气的内能()

A.增加了900J

B.增加了690J

C.减少了690J

D.减少了210J

答案:B

解析:由题意可知W=900J,Q=-210J,根据热力学第一定律得ΔU=W+Q=690J,汽缸里空气的内能增加了690J,选项B正确,A、C、D错误。

3.一定质量的理想气体,由状态A开始,经历①②两个不同过程到达状态C,T-p图像如图所示,下列说法正确的是()

A.过程①气体对外放热

B.在A到B的过程中,气体从外界吸收热量

C.在B到C的过程中,气体对外界做正功

D.单位时间内,状态A比状态C器壁单位面积上分子碰撞的次数多

答案:C

解析:由题中图像可知过程①为过原点的直线,可知温度与压强成正比,根据理想气体状态方程pVT=C可知该过程气体的体积保持不变,气体不对外界做功,温度升高,内能增大,根据热力学第一定律可知需要从外界吸收热量,选项A错误;由题中图像可知过程②中,由A到B过程,气体温度不变,内能

4.如图所示,A、B是两个完全相同的球,分别浸没在水和水银的同一深度内,A、B两球用同一种材料制成,当温度稍微升高时,球的体积会明显变大,如果开始水和水银的温度相同,且两液体温度同时缓慢升高同一值,两球膨胀后,体积相等,仍浸没在液体中,深度相同。则()

A.A球吸收的热量较多

B.B球吸收的热量较多

C.两球吸收的热量一样多

D.两球对外做的功一样多

答案:B

解析:水和水银的初温相同(两球的初温相同),当两液体温度同时缓慢地升高同一值,两球的末温相同,所以两球内能变化相同,根据热力学第一定律ΔU=Q+W,吸收的热量除了使两球内能增加相同的量外还要克服液体的压力做功,由于水银的密度比水的密度大,所以B球吸收的热量较多,选项B正确。

二、多项选择题

5.如图所示,A、B两点表示一定质量的某种理想气体的两个状态,当气体从状态A变化到状态B时()

A.体积必然变大

B.有可能经过体积减小的过程

C.外界必然对气体做正功

D.气体必然从外界吸热

答案:ABD

解析:连接OA、OB,得到两条等容线,根据p=CVT,故有VBVA,即气体从状态A变化到状态B时体积变大,选项A正确。由于没有限制自状态A变化到状态B的过程,所以可先从A状态减小气体的体积再增大气体的体积到状态B,选项B正确。因为气体体积增大,所以是气体对外界做功,选项C错误。

6.下列说法正确的是()

A.随着科技的发展,永动机是可以制成的

B.在低速运动时,宏观物体的运动遵循牛顿运动定律

C.“既要马儿跑,又让马儿不吃草”违背了能量守恒定律,因而是不可能的

D.有种“全自动”手表,不用上发条,也不用任何形式的电源,却能一直走动,说明能量可以凭空产生

答案:BC

解析:永动机违反能量守恒定律,即使随着科技的发展,永动机也是不可以制成的,选项A错误;牛顿运动定律适用于宏观低速的物体运动,选项B正确;“既要马儿跑,又让马儿不吃草”违背了能量守恒定律,因而是不可能的,选项C正确;由能量守恒定律可知,能量是不能凭空产生的,选项D错误。

7.如图所示,一定质量的理想气体在状态A时压强为2.0×105Pa,经历A→B→C→A的过程,整个过程中气体向外界放出61.8J热量,下列说法正确的是()

A.整个过程中,气体对外界做的功为61.8J

B.在C→A过程中,外界对气体做的功为200J

C.在A→B过程中,气体从外界吸收的热量为138.2J

D.在A→B、B→C、C→A三个过程中,气体内能变化大小相等

答案:BC

解析:由题意知,经历A→B→C→A的过程后,气体内能不变,由热力学第一定律得ΔU=W+Q,即ΔU=0,且Q0,则W0,即外界对气体做功,且做功大小与放出的