精选题库高一 物理11 3北师大版

精选题库高一物理11 3北师大版
精选题库高一物理11-3北师大版
第五模块第11章第3单元
一、选择题
1．密闭有空气的薄塑料瓶因降温而变扁，此过程中瓶内空气(不计分子势能)
()
a．内能增大，放出热量b．内能减小，吸收热量c．内能增大，对外界做功d．内能
减小，外界对其做功
解析：数等分子势能时瓶内空气的内能只与其温度有关，温度减少时其内能够增
大．塑料瓶变扁时瓶内空气体积增大，外界对其作功．再由热力学第一定律言此过程中瓶
内空气必须释出热量，故只有d恰当．
答案：d
图6
2．大约在1670年，英国赛斯特城的主教约翰维尔金斯设计了一种磁力“永动
机”．如图6所示，在斜坡顶上放一块强有力的磁铁，斜坡上端有一个小孔，斜面下有一
个连接小孔直至底端的弯曲轨道，维尔金斯认为：如果在斜坡底端放一个小铁球，那么由
于磁铁的吸引，小铁球就会向上运动，当小球运动到小孔p处时，它就要掉下，再沿着斜
面下的弯曲轨道返回斜坡底端q，由于有速度而可以对外做功，然后又被磁铁吸引回到上端，到小孔p处又掉下．在以后的二百多年里，维尔金斯的永动机居然改头换面地出现过
多次，其中一次是在1878年，即在能量转化和守恒定律确定20年后，竟在德国取得了专
利权．关于维尔金斯“永动机”，正确的认识应该是
()
a．符合理论规律，一定可以实现，只是实现时间早晚的问题b．如果忽略斜面的摩擦，维尔金斯“永动机”一定可以实现
c．如果忽略斜面的摩擦，铁球质量较小、磁铁磁性又较强，则维尔金斯“永动机”
可以同时实现
d．违背能量转化和守恒定律，不可能实现
解析：磁铁迎合小球下降，必须消耗磁铁的磁场能够，时间短了磁铁的磁性就可以逐
步弱化，
直至不能把小球吸引上去，该思想违背了能量转化和守恒定律，
图7
不可能实现．答案：d
3．例如图7右图，存有一压力锅，锅盖上的排在气孔截面积约为7.0×10－6m2，限
压阀迪阿尔库0.7n．采用该压力锅煎水消毒，根据以下水的沸点与气压关系的表格，分析所述压力锅内的最低水温约为(大气压黎允文1.01×105pa)
()
p(×105pa)t(℃)1.011001.431101.541121.631141.731161.821181.911202.011222.12124 2.21126a.100℃b．112℃c．122℃
d．124℃
解析：由表格数据言，气压越大，沸点越高，即为锅内最低温度越高．对限压阀分析
受力，mg0.75
当mg＋p0s＝ps时恰好要放气，此时p＝＋p0＝－6＋p0＝2.01×10pa达到最大值，
s7.0×10对应的最低温度为122℃.
答案：c二、填空题
4．(1)远古时代，兽皮就是一件困难的事，火通常产生于雷电或磷的爆胎．随着人类
文明的进步，发生了“钻木取火”等方法．“钻木取火”就是通过________方式发生改变
物体的内能，把________转变成内能．
图8
(2)某同学搞了一个大实验：先把觑的烧瓶放进冰箱冷藏，一小时后抽出烧瓶，并快
速把一个气球密切地套在瓶颈上，然后将烧瓶放入盛满热水的烧杯里，气球逐渐膨胀起来，例如图8.这是因为烧瓶里的气体稀释中水的________，温度________，体积________．
解析：(1)“钻木”的过程是做功的过程，是把机械能转化为内能的过程；要想“取
到火”，必须使温度升高到木头的燃点．
(2)烧瓶里的气体稀释热量后，由热力学第一定律言，气体的内能减少，因而温度增高，体积减小．
答案：(1)做功机械能(2)热量升高增大
5．一定质量的非理想气体(分子间的作用力不容忽略)，从外界稀释了4.2×10j的热量，同时气体对外搞了6×10j的功，则：
(1)气体的内能________(填“增加”或“减少”)，其变化量的大小为________j.(2)
气体的分子势能________(填“增加”或“减少”)．(3)分子平均动能如何变化？
解析：(1)因气体从外界稀释热量，所以q＝4.2×105j，
气体对外做功6×10j，则外界对气体做功w＝－6×105j，
由热力学第一定律δu＝w＋q，得
δu＝－6×105j＋4.2×105j＝－1.8×105j，所以物体内能减少了1.8×10j.
(2)因为气体对外作功，体积收缩，分子间距离减小了，分子力做负功，气体的分子
势能减少了．
(3)因为气体内能减少了，而分子势能增加了，所以分子平均动能必然减少了，且分
子平均动能的减少量一定大于分子势能的增加量．
答案：(1)增加1.8×105j(2)减少(3)见到解析三、计算题
6．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9所示，电流计指针会发生偏转，这就是温差发电现象，这一实验是否违反热力学第
二定律？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．
5
55
5
图9
解析：温差发电现象中产生了电能是因为热水中的内能增加，一部分转变为电能，一
部分传达给冷水，不违背热力学第二定律．
答案：不违反热水温度降低，冷水温度升高．转化效率低于100%
图10
7．一定质量的理想气体自状态a经状态c变化到状态b，这一过程在v－t图上表示，如图10所示(ac平行于纵轴、cb平行于横轴)．请回答：
(1)a、c、b三个状态中应力最小的就是哪个状态？
(2)在过程ac中，外界对气体做功还是气体对外做功？内能如何变化？(3)在过程cb 中，气体放热还是吸热？
解析：(1)相连接oa、oc和ob，由于ob的斜率最轻，所以b状态的应力最小．(2)由图可以窥见ac过程就是等温放大，体积变大，外界对气体作功，内能维持不变．(3)cb过程为等孟高涨，内能减少，w＝0，由热力学第一定律所述气体从外界放热．答案：(1)b(2)外界对气体作功内能维持不变(3)放热
图11
8．例如图11给活塞一作用力放大汽缸里的气体，作用力对气体作功为1000j，同时
汽缸向外散热器为210j，汽缸里气体的内能发生改变了多少？
解析：汽缸里的气体跟外界同时发生做功和热传递，气体的内能变化情况是：(1)外
界对气体做功，内能增加(外界对气体做多少功，气体的内能就增加多少)；(2)气体向外
界放多少热量，气体的内能就减少多少．由热力学第一定律：δu＝q＋w，式中w＝1000j，q＝－210j，故δu＝1000j＋(－210)j＝790j.
答案：790j
9．内壁光滑的导热汽缸竖直浸入在盛有冰水混合物的水槽中，用不计质量的活塞封
闭压强为1.0×105pa，体积为2.0×10－3m3的理想气体，现在活塞上缓慢倒上沙子，使
封闭气体的体积变为原来的一半．
(1)谋汽缸内气体的应力；
(2)若封闭气体的内能仅与温度有关，在上述过程中外界对气体做功145j，封闭气体
吸收还是放出热量？热量是多少？
解析：(1)半封闭气体搞等温变化，由玻意耳定律p1v1＝p2v2，
5－3
p1v11×10×2×10
得气体的压强p2＝＝pa＝2.0×105pa.－3v21×10
(2)因为气体搞等温变化，所以内能维持不变，即为δu＝0根据热力学第一定律δu
＝w＋q，得热量q＝－w＝－145j
说明封闭气体放出热量，热量为145j.答案：(1)2.0×105pa(2)放出热量145j
图12
10．如图12所示，一圆柱形容器竖直放置，通过活塞封闭着摄氏温度为t的理想气体，活塞的质量为，横截面积为s，与容器底部相距h，现通过电热丝给气体加热一段时间，结果使活塞又缓慢上升了h，若这段时间内气体吸收的热量为q，已知大气压强为p0，重力加速度为g，不计器壁向外散失的热量及活塞与器壁间的摩擦，求：
(1)气体的应力；
(2)这段时间内气体的内能增加了多少？(3)这段时间内气体的温度升高了多少？mg
解析：(1)p＝p0＋
s(2)气体对外做功为w＝psh＝(p0＋
mg
)sh＝(p0s＋mg)hs
由热力学第一定律得：δu＝q－w＝q－(p0s＋mg)h.(3)由砌吕萨克定律得：
v1v2hs2hs＝即为＝t1t2273＋t273＋t′Champsaur：t′＝273＋2tδt＝t′－t＝273＋t.
mg
答案：(1)p0＋(2)q－(p0s＋mg)h(3)273＋t
s
11．在一个标准大气压下，水在融化时，1g水由液态变为同温度的气态，其体积由
1.043cm2变成1676cm3.未知水的汽化热为2263.8j/g.谋：
(1)体积膨胀时气体对外界做的功w.
(2)气体稀释的热量q.(3)气体减少的内能δu.
解析：取1g水为研究系统，大气视作外界.1g沸腾的水。