高中物理第十章热力学第一定律能量守恒定律课后训练新人教选修.docx
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高中物理第十章热力学第一定律能量守恒定律课后训练新人教选修
3热力学第一定律能量守恒定律
课后集训
基础过关
1.一定量的气体吸收热量,体积膨胀并对外做功,则此过程的末态与初态相比()
A.气体内能一定增加B.气体内能一定减小
C.气体内能一定不变D.气体内能是增是减不能确定
解析:
根据热力学第一定律ΔU=Q+W,一定量气体内能的变化与外界对气体做功(或气体对外界做功)、气体从外界吸热(或向外界放热)两个因素有关.当气体既从外界吸热又对外界做功时,其内能的变化有三种可能:
当Q>W时,内能增加;当Q=W时,内能不变;当Q<W时,内能减小,故选项D正确.
答案:
D
2.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作用,汽车主要是制动阻力,流星、降落伞、是空气阻力,条形磁铁下落受磁场阻力.因而物体都克服阻力做功,A项对.四个物体运动过程中,汽车是动能转化成了其他形式的能,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项对.
答案:
AD
3.下列说法中正确的是()
A.A物体向另一个零摄氏度的B物体传递了20J的热量,则B物体的内能是20J
B.外界向物体传递热量时,物体的内能一定变大
C.外界对物体做的功为正时,物体的内能一定变大
D.外界对物体做的功和传递给物体的热量越多,物体的内能变化越大
解析:
功和热都是过程量,做功和热传递可以使物体的内能改变,A应该是内能变化了20J,B内能可能变化,所以A、B错误.外界对物体做的功为正时,由于该物体可能同时对外放热,物体的内能可能不变,所以C错.
答案:
D
4.如图10-3-1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()
图10-3-1
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
解析:
以气体乙为研究对象,外力对气体乙做功,内能增加,因而气体的温度随其内能的增加而升高.B是固定的导热隔板,通过热传递,乙传递热量给甲,甲的内能增大,固定容器及可动活塞都是绝热的.以系统为研究对象,由热力学第一定律,ΔU=Q+W得Q=0,W为正值,则ΔU增大,故C选项正确.
答案:
C
5.汽车关闭发动机后恰能沿斜坡匀速运动,在这过程中()
A.汽车的机械能守恒
B.汽车的动能和势能相互转化
C.汽车的机械能逐渐转化为内能,总能量逐渐减小
D.汽车的机械能逐渐转化为内能,总能量不变
解析:
汽车沿斜坡匀速运动,说明动能不变,势能减少.减小的势能转化为内能,但总能量不变.
答案:
D
综合运用
6.说出公式ΔU=Q+W中各物理量的正负值的意义.
(1)ΔU为正值时表示___________,为负值时表示___________.
(2)Q为正值时表示___________,为负值时表示___________.
(3)W为正值时表示___________,为负值时表示___________.
答案:
(1)内能增加内能减小
(2)吸收热量放出热量
(3)外界对气体做功物体对外界做功
7.汽缸中的气体膨胀时推动活塞向外运动,若气体对活塞做的功是6×104J,气体的内能减少了8×104J,则在此过程中气体___________(“吸收”或“放出”)的热量是___________J.
答案:
放出2×104
8.一定量的气体,在从一个状态变化到另一个状态的过程中,吸收热量280J,并对外做功120J,则
(1)这些气体的内能发生了哪些变化?
(2)如果这些气体又返回原来的状态,并放出了热量240J,那么在返回过程中是气体对外做功,还是外界对气体做功?
解析:
(1)ΔV=W+Q=-120J+280J=160J内能增加
(2)ΔV′=W′+Q′-160J=W′-240J
W′=80J外界对气体做功
答案:
内能增加160J,外界对气体做功80J.
9.如图10-3-2所示,一个小铁块沿半径为R=0.2m的半球内壁自上端由静止下滑,当滑至半球底部时,速度为1m/s,设此过程中损失的机械能全部变为内能,并有40%被铁块吸收.已知铁的比热容c=0.46×103J/(kg·℃),重力加速度g取10m/s2.求铁块升高的温度.
10-3-2
解析:
铁块滑到底部产生的内能
ΔE=mgh-
mv2=1.5mJ
升高温度Δt=
=1.3×10-3℃
答案:
1.3×10-3℃
10.根据科学家的考察,比较一致地认为6500万年前地球上发生的那次生物大灭绝(包括恐龙在内的占地球一半左右的生物在一瞬间消失了)是由一颗直径大约是10km、质量是1×1012t的小行星以20—30km/s的速度砸至地球上而导致的.这次碰撞释放的能量相当于6×1013t的TNT炸药爆炸所释放的能量.现在假设有一颗直径是1km的小行星撞上了地球,请估算所释放的能量,并讨论给地球所造成的危害.
解析:
由球体的体积V=
知道,球的直径缩小为原来的
时,其体积减小为原来的
.当小行星的密度和撞击速度不变时,其质量和动能都减小为原来的
,则它与地球撞击所释放的总能量相当于6×1010t的TNT炸药爆炸所释放出的能量,这相当于6万个八级大地震的破坏力,会给地球及居住在地球上的人类和各种生物带来毁灭性的打击.
答案:
见解析
高考理综物理模拟试卷
注意事项:
1.答题前,考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚,将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。
2.选择题必须使用2B铅笔填涂;非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写,字体工整、笔迹清楚。
3.请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效;在草稿纸、试题卷上答题无效。
4.保持卡面清洁,不要折叠,不要弄破、弄皱,不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。
一、单项选择题
1.如图所示,电源电动势E=12V,内阻r=1.0Ω,电阻R1=4.0Ω,R2=7.5Ω,R3=5.0Ω,电容器的电容C=10μF,闭合开关S,电路达到稳定后电容器的电荷量为()
A.
B.
C.
D.
2.如图所示,直线MN左侧空间存在范围足够大,方向垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为B,在磁场中P点有一个粒子源,可在纸面内各个方向射出质量为m,电荷量为q的带正电粒子(重力不计),已知∠POM=60°,PO间距为L,粒子速率均为
,则粒子在磁场中运动的最短时间为
A.
B.
C.
D.
3.将正弦交流电经过整流器处理后,得到的电流波形刚好去掉了半周,如图所示,它的有效值是()
A.2AB.
AC.
AD.1A
4.某住宅小区的应急供电系统,由交流发电机和副线圈匝数可调的理想降压变压器组成,发电机中矩形线圈电阻不计,它可绕轴OO′在磁感应强度为B的匀强磁场中以角速度ω匀速转动。
降压变压器副线圈上的滑动触头P上下移动时可改变输出电压,R0表示输电线电阻。
下列判断正确的是()
A.若发电机线圈某时刻处于图示位置,变压器原线圈的电流瞬时值最大
B.当用户数目增多时,为使用户电压保持不变,滑动触头P应向下滑动
C.若滑动触头P向下滑动,流过R0的电流将减小
D.若发电机线圈的转速减为原来的
,用户获得的功率也将减为原来的
5.如图所示,拉格朗日点L1位于地球和月球连线上,处在该点的物体在地球和月球引力的共同作用下,可与月球一起以相同的周期绕地球运动。
据此,科学家设想在拉格朗日点L1建立空间站,使其与月球同周期绕地球运动。
a1、a2分别表示该空间站与月球向心加速度的大小,ω1、ω2为空间站与月球的公转角速度:
a3、ω3为地球同步卫星向心加速度的大小和其公转的角速度:
a4、ω4为地球的近地卫星的向心加速度大小与公转角速度。
则以下判断正确的是
A.ω2=ω1>ω3=ω4
B.ω1=ω2>ω4>ω3
C.a2 D.a1 6.下图是某同学站在压力传感器上做下蹲-起立的动作时传感器记录的压力随时间变化的图线,纵坐标为压力,横坐标为时间。 由图线可知,该同学的体重约为650N,除此以外,还可以得到以下信息 A.1s时人处在下蹲的最低点 B.2s时人处于下蹲静止状态 C.该同学做了2次下蹲-起立的动作 D.下蹲过程中人始终处于失重状态 二、多项选择题 7.如图所示的电路,电源电动势为E,内阻为r,Rt为光敏电阻(光照强度增加时,其电阻值减小)。 现增加光照强度,则B灯______,A灯变亮______(填变暗、变亮),电源路端电压______(填增大、不变、减小) 8.如图所示,一竖直圆弧形槽固定于水平地面上,O为圆心,AB为沿水平方向的直径。 若在A点以初速度v1沿AB方向平抛一小球,小球将击中槽壁上的最低点D点;若A点小球抛出的同时,在C点以初速度v2沿BA方向平抛另一相同质量的小球并也能击中D点,已知∠COD=60°,且不计空气阻力,则 A.两小球同时落到D点 B.两小球初速度大小之比为 ∶3 C.两小球落到D点时的速度方向与OD线夹角相等 D.两小球落到D点时重力的瞬时功率之比为 9.如图所示,质量为m、长为L的导体棒电阻为R,初始时静止于光滑的水平轨道上,电源电动势为E,内阻不计.匀强磁场的磁感应强度为B,其方向与轨道平面成θ角斜向上方,开关闭合后导体棒开始运动,则(). A.导体棒向左运动 B.开关闭合瞬间导体棒MN所受安培力为 C.开关闭合瞬间导体棒MN所受安培力为 D.开关闭合瞬间导体棒MN的加速度为 10.封闭在气缸内一定质量的理想气体由状态A变到状态D,其体积V与热力学温度T关系如图所示,O、A、D三点在同一直线上.则() A.由状态A变到状态B过程中,气体吸收热量 B.由状态B变到状态C过程中,气体从外界吸收热量,内能增加 C.C状态气体的压强小于D状态气体的压强 D.D状态时单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数比A状态少 E.D状态与A状态,相等时间内气体分子对器壁单位面积的冲量相等 三、实验题 11.如下左图所示,倾角为θ粗糙斜面固定在光滑水平面上.质量为m=1kg,初速度为v0的小木块距斜面底端的位置开始上滑,若从此时开始计时,小木块滑回底端前速度v的平方随路程变化的关系图象如下右图所示,取g=10m/s2,小木块与斜面的动摩擦因数是 ;(斜面底端与水平面平滑连接).求: (1)小木块在斜面上的位移及 ; (2)从小木块在斜面上运动全程产生热量. 12.如图所示,xOy坐标系位于竖直平面内,在其第一象限以O点为园心的 圆形区域内存在一个有界匀强磁场,磁场的磁感应强度大小为B,方向垂直于坐标平面向外。 在第二象限内存在沿y轴负方向的匀强电场,电场强度E= 。 质量为m、带电荷量为+q的粒子从电场中与y轴距离为L的M点以大小为v0的初速度沿x轴正方向射出,穿过y轴上的P点,从磁场边界上的N点(图中未画出)射人磁场,最后粒子从O点沿x轴负方向射出磁场,不计粒子重力。 求: (1)粒子经过P点时的速度。 (2)粒子在磁场中运动轨迹的半径与磁场半径的比值和粒子在磁场中运动的时间。 四、解答题 13.如图所示,半径为r的圆球在水平绳AB的拉力作用下静止在斜面上,已知圆球质量为m,水平绳AB长为l,重力加速度为g,求: (1)水平绳AB对圆球的拉力大小; (2)斜面对圆球的支持力大小 14.如图所示,与水面平行的单色细灯管AB在水面下方h= m处,灯管长度L=1m。 由B点发出的某条光线射到水面时入射角为37°,其折射光线与水面夹角也为37°,取sin37°=0.6,cos37°=0.8。 求: (i)水对此单色光的折射率n; (ii)水面上有光线射出的区域面积S。 【参考答案】 一、单项选择题 题号 1 2 3 4 5 6 答案 B B D B D B 二、多项选择题 7.变暗变暗减小 8.BD 9.BD 10.ADE 三、实验题 11. (1)3m,沿着斜面向下; (2) 12. (1) ,与y轴负方向成30度斜角右下方 (2) 四、解答题 13. (1) (2) 14.(i) (ii) 高考理综物理模拟试卷 注意事项: 1.答题前,考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚,将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。 2.选择题必须使用2B铅笔填涂;非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写,字体工整、笔迹清楚。 3.请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效;在草稿纸、试题卷上答题无效。 4.保持卡面清洁,不要折叠,不要弄破、弄皱,不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。 一、单项选择题 1.如图所示,物体甲放置在水平地面上,通过跨过定滑轮的轻绳与小球乙相连,整个系统处于静止状态。 现对小球乙施加一个水平力F,使小球乙缓慢上升一小段距离,整个过程中物体甲保持静止,甲受到地面的摩擦力为f,则该过程中 A.f变小,F变大B.f变小,F变小 C.f变大,F变小D.f变大,F变大 2.如图所示,一理想变压器的原线圈接有电压为U的交流电,副线圈接有电阻R1、光敏电阻R2(阻值随光照增强而减小),开关K开始时处于闭合状态,下列说法正确的是 A.当光照变弱时,变压器的输入功率增加 B.当滑动触头P向下滑动时,电阻R1消耗的功率增加 C.当开关K由闭合到断开,原线圈中电流变大 D.当U增大时,副线圈中电流变小 3.如图所示,直线a、b和c、d是处于匀强电场中的两组平行线,M、N、P、Q是它们的交点,四点处的电势分别为 、 、 、 。 一电子由M点分别运动到N点和P点的过程中,电场力所做的负功相等,则 A.直线a位于某一等势面内, B.直线c位于某一等势面内, C.若电子有M点运动到Q点,电场力做正功 D.若电子有P点运动到Q点,电场力做负功 4.如图所示,ABC为一光滑细圆管构成的3/4圆轨道,固定在竖直平面内,轨道半径为R(比细圆管的半径大得多),OA水平,OC竖直,最低点为B,最高点为C。 在A点正上方某位置有一质量为m的小球(可视为质点)由静止开始下落,刚好进入细圆管内运动。 已知细圆管的内径稍大于小球的直径,不计空气阻力。 下列说法正确的是() A.若小球刚好能达到轨道的最高点C,则释放点距A点的高度为1.5R B.若释放点距A点竖直高度为2R,则小球经过最低点B时轨道对小球的支持力为7mg C.若小球从C点水平飞出恰好能落到A点,则释放点距A点的高度为2R D.若小球从C点水平飞出后恰好能落到A点,则小球在C点圆管的作用力为1.5mg 5.如图为天文学家观测到的旋涡星系的旋转曲线,该曲线在旋涡星系发光区之外并没有按天文学家预想的那样,而是和预想曲线发生了较大偏差,这引起了科学家们极大的兴趣。 我们知道,根据人造卫星运行的速度和高度,就可以测出地球的总质量。 根据地球绕太阳运行的速度和地球与太阳的距离,就可以测出太阳的总质量。 同理,根据某个星系内恒星或气团围绕该星系中心运行的速度和它们与“星系中心”的距离,天文学家就可以估算出这个星系在该恒星或气团所处范围内物质的质量和分布。 经天文学家计算分析得出的结论是: 旋涡星系的总质量远大于星系中可见星体质量的总和。 请根据本题所引用的科普材料判断以下说法正确的是() A.根据牛顿定律和万有引力定律推导出的旋涡预想曲线应该是图中上面那条曲线 B.旋涡星系的观测曲线和预想曲线的较大差别说明万有引力定律错了,需要创建新的定律 C.旋涡星系的旋转曲线中下降的曲线部分意味着星系中很可能包含了更多的不可见的物质 D.旋涡星系的旋转曲线中平坦的曲线部分意味着星系中很可能包含了更多的不可见的物质 6.如图所示,某原子的三个能级的能量分别为E1、E2和E3.a、b、c为原子跃迁所发出的三种波长的光,下列判断正确的是. A.E1>E2>E3 B.(E3-E2)>(E2-E1) C.b光的波长最长 D.c光的频率最高 二、多项选择题 7.下列说法正确的是_________。 A.空调机既能致热又能致冷,说明热传递不存在方向性 B.当分子间距离减小时,分子势能不一定减小 C.在完全失重的情况下,气体对容器壁仍然有压强 D.只要知道气体的摩尔体积和阿伏伽德罗常数,就可以算出气体分子的体积 E.只要能减弱气体分子热运动的剧烈程度,气体的温度就可以降低 8.下列说法正确的是______ A.扩散现象是由物质分子无规则运动引起的 B.只要知道某种物质的摩尔质量和密度,一走可以求出该物质的分子体积 C.布朗运动不是分子运动,但可以反映液体分子的无规则运动 D.水蒸汽凝结成水珠的过程中,分子间斥力减小,引力增大 E.—定质量的某种理想气体在等压膨胀过程中,内能一定增加 9.如图所示,两根通电长直导线A、B垂直于纸面固定放置,二者之间的连线水平,电流方向均垂直于纸面向里,A中电流是B中电流的2倍,此时A受到的磁场作用力大小为F,而在A、B的正中间再放置一根与A、B平行共面的通电长直导线C后,A受到的磁场作用力大小变为2F,则B受到的磁场作用力大小和方向可能为 A.大小为 ,方向水平向右 B.大小为 ,方向水平向左 C.大小为 ,方向水平向右 D.大小为 ,方向水平向左 10.我国原计划在2017年底发射“嫦娥五号”探测器,实现月球软着陆以及采样返回,这意味着我国探月工程“绕、落、回”三步走的最后一步即将完成。 “嫦娥五号”探测器在月球表面着陆的过程可以简化如下,探测器从圆轨道1上A点减速后变轨到椭圆轨道2,之后又在轨道2上的B点变轨到近圆轨道3。 己知探测器在1轨道上周期为T,O为月球球心,C为轨道3上的一点,AC与AO最大夹角为 ,则下列说法正确的是 A.探测器要从轨道2变轨到轨道3需要在B点点火加速 B.探测器在轨道1的速度小于在轨道2经过B点时的速度 C.探测器在轨道2上经过A点时速度最小,加速度最大 D.探测器在轨道3上运行的周期为 三、实验题 11.某学生用图(a)所示的实验装置测量物块与斜面的动摩擦因数。 已知打点计时器所用电源的频率为50Hz,物块下滑过程中所得到的纸带的一部分如图(b)所示,图中标出了5个连续点之间的距离。 (1)物块下滑是的加速度a=_____m/s2;打点C点时物块的速度v=____m/s; (2)已知重力加速度大小为g,求出动摩擦因数,还需测量的物理量是____(填正确答案标号)。 A.物块的质量B.斜面的高度C.斜面的倾角 12.使用如图所示的气垫导轨装置进行实验测物体加速度a。 其中G1、G2为两个光电门,它们与数字计时器相连,当滑行器M通过G1、G2光电门时,光束被遮挡的时间△t1、△t2都可以被测量并记录。 挡光片宽度为d,光电门间距离为s,回答下列问题: (1)物体通过G1的速度为______(用d、△t1表示) (2)物体的加速度a=______(用d、s、△t1和△t2表示) 四、解答题 13.如图所示,一个高为H=60cm,横截面积S=10cm2的圆柱形竖直放置的导热汽缸,开始活塞在汽缸最上方,将一定质量的理想气体封闭在汽缸内,现在活塞上轻放一个质量为5kg的重物,待整个系统稳定后,测得活塞与汽缸底部距离变为h.已知外界大气压强始终为p0=1×105Pa,不计活塞质量及其与汽缸之间的摩擦,取g=10m/s2.求: (1)在此过程中被封闭气体与外界交换的热量; (2)若开始环境温度为27℃,现将汽缸开口朝上整体竖直放在87℃的热水系统中,则稳定后活塞与汽缸底部距离变为多少? 14.如图,边长为L的正方体容器中装有透明液体,容器底部中心有一光源S,发出一垂直于容器底面的细光束。 当容器静止在水平面时液面与容器顶部的距离为 ,光射出液面后在容器顶部O点形成光斑。 当容器沿水平方向做匀变速直线运动时,液面形成稳定的倾斜面,光斑偏离O点光斑的位置与容器运动的加速度有关。 已知该液体的折射率为 ,重力加速度为g。 (i)通过计算分析液面倾角为45°时光能否射出液面; (ii)当容器以大小为 g的加速度水平向右做匀加速运动时,容器顶部的光斑在O点左侧还是右侧? 并求出光斑与O点的距离。 【参考答案】 一、单项选择题 题号 1 2 3 4 5 6 答案 D B B B D D 二、多项选择题 7.BCE 8.ACE 9.BC 10.BD 三、实验题 11. (1)3.251.79 (2)C 12. (1) ; (2) 四、解答题 13. (1)30J (2)0.48m 14.(ⅰ)光线不能射出液面;(ⅱ)
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