教科版物理选修3-3：第四章2知能演练轻松闯关

1、图413(2010·高考广东卷)如图413所示是密闭的汽缸，外力推动活塞P压缩气体，对缸内气体做功800 J，同时气体向外界放热200 J，缸内气体的()A温度升高，内能增加600 JB温度升高，内能减少200 JC温度降低，内能增加600 JD温度降低，内能减少200 J解析：选A.对一定质量的气体，由热力学第一定律UWQ可知，U800 J(200 J)600 J，U为正表示内能增加了600 J，对气体来说，分子间距较大，分子势能为零，内能等于所有分子动能的和，内能增加，气体分子的平均动能增加，温度升高，选项A正确图414(2012·广安中学高二检测)如图414所示，把浸

2、有乙醚的一小团棉花放在厚玻璃筒的底部，当很快地向下压活塞时，由于被压缩的气体骤然变热，温度升高，达到乙醚的燃点，使浸有乙醚的棉花燃烧起来，此实验的目的是要说明()A做功可以增加物体的热量B做功一定升高物体的温度C做功可以改变物体的内能D做功一定可以增加物体的内能解析：选C.迅速向下压活塞，实际上是在对玻璃气筒内的气体做功，由于是迅速向下压筒内的气体，做功时间极短，因此实验过程可认为是绝热过程(即Q0)乙醚达到燃点而燃烧表明气体温度升高内能增大，这说明做功可以改变物体的内能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光焰；降落伞在空中匀速下降；条形磁铁在下落过程中穿过闭

3、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C物体的势能转化为其他形式的能D物体的机械能转化为其他形式的能解析：选AD.这四个现象中物体运动过程中都受到运动阻力，汽车主要是制动阻力，流星、降落伞受空气阻力，条形磁铁下落受磁场阻力因而物体都克服阻力做功，A对四个物体运动过程中，汽车是动能转化成其他形式的能，流星、降落伞、条形磁铁是重力势能转化成其他形式的能，总之是机械能转化成了其他形式的能，D对(2011·高考广东卷)如图415为某种椅子与其升降部分的结构示意图，M、N两筒间密闭了一定质量的气体，M可沿N的内壁上下滑动

4、，设筒内气体不与外界发生热交换，在M向下滑动的过程中()图415A外界对气体做功，气体内能增大D外界对气体做功，气体内能减小C气体对外界做功，气体内能增大D气体对外界做功，气体内能减小解析：选A.M向下滑动的过程中，气体体积减小，故外界对气体做功，由热力学第一定律知，Q0，内能的改变取决于做功，因外界对气体做功，故气体的内能增大，A正确，B、C、D错误一定质量的气体从外界吸收了4.2×105 J的热量，同时气体对外做了6×105 J的功，问：(1)物体的内能是增加还是减少？变化量是多少？(2)分子势能是增加还是减少？(3)分子的平均动能是增加还是减少？解析：(1)气体从外界

5、吸热为：Q4.2×105 J气体对外做功：W6×105 J由热力学第一定律：UWQ(6×105 J)(4.2×105 J)1.8×105 JU为负，说明气体的内能减少了，气体内能减少了1.8×105J.(2)因为气体对外做功，所以气体的体积膨胀，分子间的距离增大了，气体分子间的作用力表现为引力，克服分子力做功，气体分子势能增加了(3)因为气体内能减少，同时气体分子势能增加，说明气体分子的平均动能一定减少了答案：见解析一、选择题下列关于做功和热传递的说法中正确的是()A做功和热传递的实质是相同的B做功和热传递在改变物体内能上是等效的C做

6、功和热传递是对同一过程中的两种说法D做功和热传递是不可能同时发生的解析：选B.做功和热传递在改变物体内能上是等效的，但本质不同，做功是将其他形式的能转化为内能或将内能转化为其他形式的能；热传递是将一个物体的内能传递给另一个物体或内能在同一物体的不同部分之间进行传递，且做功和热传递可以同时进行，故正确选项为B.一定质量的理想气体在某一过程中，外界对气体做功7.0×104 J，气体内能减少1.3×105 J，则此过程()A气体从外界吸收热量2.0×105 JB气体向外界放出热量2.0×105 JC气体从外界吸收热量6.0×104 JD气体向外界放出

7、热量6.0×104 J解析：选B.由热力学第一定律UWQ，QUW1.3×105 J7.0×104 J2.0×105 J，负号表示放出热量，所以B正确，其他选项错误“第一类永动机”是不可能制成的，这是因为()A它不符合机械能守恒定律B它违背了能的转化和守恒定律C它做功产生的热不符合热功当量D暂时找不到合理的设计方案和理想材料解析：选B.第一类永动机不可能制成的原因是违背了能的转化和守恒定律，故B项正确一定质量的理想气体，从某一状态开始，经过一系列变化后又回到开始的状态，用W1表示外界对气体做的功，W2表示气体对外界做的功，Q1表示气体吸收的热量，Q2表示气

8、体放出的热量，则在整个过程中一定有()AQ1Q2W2W1BQ1Q2CW1W2 DQ1Q2解析：选A.理想气体的初态和末态相同，则温度相同，理想气体的内能变化为零由热力学第一定律：UW总Q总(W1W2)(Q1Q2)，0(W1W2)(Q1Q2)，所以W2W1Q1Q2，所以A选项正确温室效应严重威胁着人类生态环境的安全，为了减少温室效应造成的负面影响，有的科学家受到了啤酒在较高压强下能够溶解大量的二氧化碳的启发，设想了一个办法：可以用压缩机将二氧化碳送入深海底，永久贮存起来海底深处，压强很大，温度很低，海底深水肯定能够溶解大量的二氧化碳，这样就为温室气体二氧化碳找到了一个永远的“家”，从而避免温室效

9、应在将二氧化碳送入深海底的过程中，以下说法正确的是()A压缩机对二氧化碳做功，能够使其内能增大B二氧化碳与海水间的热传递能够使其内能减少C二氧化碳分子平均动能会减少D每一个二氧化碳分子的动能都会减少解析：选ABC.压缩机压缩气体对气体做功，气体温度升高，内能增大，A对；二氧化碳压入海底时比海水温度高，因此将热量传递给海水而内能减小，B是对的二氧化碳温度降低，分子平均动能减小，但不是每个分子的动能都减小，C正确，D错图416如图416所示，密闭绝热容器内有一绝热的具有一定质量的活塞，活塞的上部封闭着气体，下部为真空，活塞与器壁的摩擦忽略不计置于真空中的轻弹簧的一端固定于容器的底部，另一端固定在活

10、塞上弹簧被压缩后用绳扎紧，此时弹簧的弹性势能为Ep(弹簧处在自然长度时的弹性势能为零)现绳突然断开，弹簧推动活塞向上运动，经过多次往复运动后活塞静止，气体达到平衡态经过此过程()AEp全部转换为气体的内能BEp一部分转换成活塞的重力势能，其余部分仍为弹簧的弹性势能CEp全部转换成活塞的重力势能和气体的内能DEp一部分转换成活塞的重力势能，一部分转换为气体的内能，其余部分仍为弹簧的弹性势能解析：选D.依题可知，断开绳子，活塞最终静止后的位置高于初始位置，Ep的能量转化有三种形式：活塞的重力势能、气体的内能及弹簧的弹性势能，故D正确图417带有活塞的汽缸内封闭一定量的理想气体气体开始处于状态a，然

11、后经过过程ab到达状态b或经过过程ac到达状态c，b、c状态温度相同，如图417所示设气体在状态b和状态c的压强分别为pb和pc，在过程ab和ac中吸收的热量分别为Qab和Qac，则()Apb>pc，Qab>QacBpb>pc，Qab<QacCpb<pc，Qab>Qac Dpb<pc，Qab<Qac解析：选C.根据C，且Vb>Vc，所以pb<pc，A、B错；根据热力学第一定律WQU得：Qab>Qac，C对D错图418(2012·大竹中学高二检测)一物理实验爱好者开展探究性课外活动研究气体压强、体积、温度三量间的变化关系

12、导热良好的汽缸开口向下，内有理想气体(即分子势能可忽略的气体)，汽缸固定不动，缸内活塞可自由滑动且不漏气一温度计通过缸底小孔插入缸内，插口处密封良好，活塞下挂一个沙桶，沙桶装满沙子时，活塞恰好静止现给沙桶底部钻一个小洞，细沙慢慢漏出，外部环境温度恒定，则() A绳的拉力对沙桶做正功，所以气体对外界做功B外界对气体做功，温度计示数不变C气体体积减小，同时从外界吸热D外界对气体做功，温度计示数增加解析：选B.汽缸导热良好，细沙慢慢漏出，故活塞缓慢上升，有足够的时间与外界进行热交换，故温度不变，而压强变大由理想气体状态方程可得体积减小，外界对气体做功，而内能又不变，故向外界放热，B项正确二、非选择题

13、(2012·达县中学高二检测)水能不产生污染物，是一种清洁能源，位于美国和加拿大交界处的尼亚加拉瀑布流量可达每秒6000 m3，而且是一年四季流量稳定，瀑布落差50 m，若利用这一资源发电，设其效率为50%，估算发电机的输出功率(g取10 m/s2)解析：每秒钟流下的水的质量为mV1×103×6000 kg6×106 kg每秒钟水减少的机械能为Emgh6×106×10×50 J3×109 J设发电机的输出功率为P，则由能量守恒定律可得EP×1 s解得：P3×109×50% W1.5×109 W.答案：1.5×109 W图419(2012·温江中学高二检测)爆米花酥脆可口、老少皆宜，是许多人喜爱的休闲零食，如图419为高压爆米花的装置原理图，玉米在铁质的密闭容器内被加热，封闭气体被加热成高温高压气体，当打开容器盖后，“嘭”的一声气体迅速膨胀，压强急剧减小，玉米粒就“爆炸”成了爆米花设当地温度为t127 °C，大气压为p0，已知密闭容器打开前的气体压强达到4p0.试分析：(1)容器内的气体看做理想气体，求容器内气体的温度；(2)假定在一次打开的过程中，容器内气体