第三章 热力学定律 B卷 能力提升卷-2020-2021学年新教材高中物理选择性必修第三册【创新思维】同步AB卷（人教版）

１５．(１)１．５×１０５J　(２)减少了３×１０４J 解析:(１)外界对气体做的功 W＝p􀅰ΔV＝p(V－V′) 解得W＝１．５×１０５J. (２)由热力学第一定律得,汽缸内气体内能的 变化量 ΔU＝－Q＋W＝－１．８×１０５J＋１．５×１０５J＝ －３×１０４J 即气体内能减少了３×１０４J. １６．(１)２．８×１０－２ m３　(２)放热　大于 解析:(１)当汽缸下潜至９９０m 时,设封闭气体 的压强为p,温度为T,体积为V,由题意可知 p＝１００atm 根据理想气体状态方程得p０V０ T０ ＝pVT 代入数据得V＝２．８×１０－２ m３. (２)下潜过程中温度降低,则 ΔU＜０,封闭气体 体积减小,则W＞０,由 ΔU＝Q＋W 知,Q＜０, 放热,且|Q|＞W. １７．(１)p０ SL ２ 　 (２)减少了１２mv ２＋p０ SL ２ 解析:(１)设大气作用在活塞上的压力为F,则 F＝p０S 根据功的定义式得W＝F􀅰L２ 解得W＝p０ SL ２ . (２)设活塞离开汽缸时动能为Ek,则 Ek＝ １ ２mv ２ 根据能量守恒定律得,缸内气体内能的改变量 ΔU＝－１２mv ２－p０ SL ２ 即内能减少了１ ２mv ２＋p０ SL ２ . １８．(１)２Δx (２７３＋t) h K (２)增加　Q－(p０S－G)Δx 解析:(１)活塞缓慢移动,任意时刻都处于平衡 状态,故气体做等压变化, 由盖 吕萨克定律可知V T＝ ΔV ΔT 得 ΔT＝２Δx (２７３＋t) h K . (２)气体温度升高,内能增加. 设汽缸内压强为p,由平衡条件得 pS＝p０S－G 封闭气体对外做功 W＝pSΔx＝(p０S－G)Δx 由热力学第一定律得 ΔU＝Q＋(－W)＝Q－(p０S－G)Δx. 第三章　热力学定律 B卷 １．D　气体内能变化由做功和传热共同决定,A 错 误;温度升高,分子的平均动能增大,但部分分 子速率可能减小,B错误;理想气体压强和体积 增大,温度一定增大,内能一定增大,C错误;一 切涉及 热 现 象 的 宏 观 过 程 都 是 不 可 逆 的,D 正确. ２．B　储气罐内气体体积及质量均不变,温度升 高,气体从外界吸收热量,分子平均动能增大, 内能增大,压强变大,因气体体积不变,故外界 对气体不做功,故B正确. ３．D　由题意,气体由 A 状态至B 状态过程中发 生了等温变化,内能不变,气体的体积减小,外 界对气体做功,根据热力学第一定律可知,气体 放出热量,故 A 错误.由B 状态至C 状态过程 中,气体的体积增大,对外做功,温度升高,内能 增大,故B错误.C 状态与A 状态相比,体积相 同,分子平均距离相等,故 C错误.B 状态与A 状态相比,B 状态体积小,分子平均距离较小, 温度相等,则分子平均动能相等,故 D正确. ４．C　往瓶内打气,压缩瓶内气体做功,使瓶内气 体内能增加,温度升高;当瓶塞跳起时,瓶内气 体对瓶塞做功,瓶内气体的内 能 减 少,温 度 降 低,瓶内水蒸气因遇冷发生液化,生成小水滴, 即“白雾”,故C正确. ５．C　由V＝CpT 可知V T 图像的斜率越大,压 强p 越小,故pB＜pC;由热力学第一定律有Q ＝ΔU－W,因 TB ＝TC,所以 ΔUAB ＝ΔUAC,而 WAB＜０,WAC ＝０,故 QAB ＞QAC.综 上 所 述 C 正确. 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 —６４— ６．C　胶塞冲出容器口后,气体迅速膨胀(可看作 绝热过程),对外做功,W＜０,由 ΔU＝W 可知内 能减小,温度降低,故C正确. ７．D　以活塞为研究对象,设初态时气体压强为 p１,活塞质量为m,横截面积为S,末态时压强为 p２,初态F弹 ＞mg＋p１S,由题意可得末态位置 必须 高 于 初 位 置,否 则 不 能 平 衡,则 由 ΔU＝ W＋Q 和Q＝０(绝热)知,W 为正,ΔU 也必为 正,内能增加,活塞重力势能增加,末态时,由力 的平衡条件知F弹′＝mg＋p２S,仍然具有一部 分弹性势能,D正确. ８．B　外界大气压力对水银做功,使水银进入试管 内,两装置将同样多的水银压入管中,故