2019-2020学年高中物理 第3章 热力学基础 第2节 热力学第一定律 第3节 能量守恒定律课后提能训练 粤教版选修3-3

第2节 热力学第一定律 第3节 能量守恒定律一、选择题：在每小题给出的四个选项中，第14题只有一项符合题目要求，第59题有多项符合题目要求1在恒温水池中，一个气泡缓缓向上升起，在上升过程中()A气泡的体积不变，内能减少，放出热量B气泡的体积缩小，内能不变，放出热量C气泡的体积增大，内能不变，吸收热量D气泡的体积不变，内能增加，吸收热量【答案】C气泡缓慢上升过程，温度不变，内能不变，由于压强减少，体积增加，所以气体对外做功又因为内能不变，所以气体吸收热量2(2018年江西名校一模)下列说法不正确的是()A理想气体在某过程中从外界吸收热量，其内能可能减小B燃气由液态变为气态的过程中分子的分子势能增大C气体的温度升高时，分子的热运动变得剧烈，分子的平均动能增大，撞击器壁时对器壁的作用力增大，故气体的压强一定增大D一定质量的理想气体等温膨胀，一定吸收热量【答案】C理想气体在某过程中从外界吸收热量，若同时对外做功，其内能可能减小，故A正确；燃气气化的过程中吸收热量，温度不变，则分子的平均动能不变，分子势能增大，故B正确；根据理想气体的状态方程C可知，气体的温度升高时，若气体的体积同时增大，则气体的压强不一定增大，故C错误；一定质量的理想气体做等温膨胀的过程中，温度不变，则内能不变，而气体膨胀的过程中体积增大，对外做功，根据热力学第一定律可知，气体一定吸收热量，D正确故选C3(2017年南充名校期末)关于热力学定律，下列说法正确的是()A气体吸热后温度一定升高B对气体做功可以改变其内能C理想气体等压膨胀过程一定放热D热量不可能从低温物体传到高温物体【答案】B根据热力学第一定律，气体吸热的同时如果还对外界做功，其内能即温度不一定增大，故A错误；对气体做功可以改变其内能，故B正确；根据C，可知p不变V增大，则T增大，需要吸热，故C错误；在外界做功的情况下热量可以从低温物体传递到高温物体，故D错误故选B4(2018年石景山一模)快递公司用密封性好、充满气体的塑料袋包裹易碎品，如图所示假设袋内气体与外界没有热交换，当充气袋四周被挤压时，袋内气体()A对外界做负功，内能增大B对外界做负功，内能减小C对外界做正功，内能增大D对外界做正功，内能减小【答案】A充气袋四周被挤压时，气体的体积减小，外界对气体做功，故气体对外界做负功，由于没有热交换，根据热力学第一定律得知气体的内能增大故A正确，B、C、D错误故选A5(2018年惠州模拟)如图所示，一定质量的理想气体从状态A依次经过状态B、C和D后再回到状态A其中，AB和CD为等温过程，BC和DA为绝热过程该循环过程中，下列说法错误的是()AAB过程中，气体对外界做功，吸热BBC过程中，气体分子的平均动能增加CCD过程中，单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数减少DDA过程中，气体吸热【答案】BCDAB过程中，体积增大，气体对外界做功，W0，气体等温变化，内能不变U0，根据热力学第一定律知气体吸热，Q0，故A正确；BC过程中，绝热膨胀，气体对外做功，内能减小，温度降低，气体分子的平均动能减小，故B错误；CD过程中，等温压缩，体积变小，分子数密度变大，单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增多，故C错误；DA过程中，绝热压缩，Q0，故D错误故选BCD6下列过程属于热传递而使物体内能改变的是()A用打气筒给自行车打气时，打气筒下部温度升高B太阳光照在物体上，物体温度升高C食品放入冰箱，温度降低D用铁锤连续打击物体使物体温度升高【答案】BC打气筒给自行车打气，打气筒下部温度升高是因为外部对气体做功，A选项错误；太阳通过热辐射的方式使物体温度升高，属于热传递，B选项正确；冰箱里温度低，食品把热量传递给冰箱里的空气，导致温度降低，C选项正确；铁锤打击物体是通过做功的方式改变物体的内能7如图所示，固定的导热汽缸开口向下，缸内活塞封闭了一定质量的理想气体，活塞可自由移动且不漏气，活塞下挂了一个沙桶，沙桶装满沙子时，活塞静止，然后在沙桶底部钻了一个小洞，让细沙慢慢地漏出，设汽缸外部的大气压强和温度恒定不变，则()A缸内气体压强减小B缸内气体内能增加C外界对缸内气体做功D缸内气体放出热量【答案】CD细沙慢慢漏出的过程中，气体压强增大，体积减小，A选项错误；气体体积减小，外界对气体做功，C选项正确；由于汽缸导热，温度恒定不变，因此内能不变，缸内气体放出热量，D选项正确8如图所示为电冰箱的工作原理图压缩机工作时，强迫制冷剂在冰箱内外的管道中不断循环，那么，下列说法正确的是()A在冰箱外的管道中，制冷剂迅速膨胀并放出热量B在冰箱内的管道中，制冷剂迅速膨胀并吸收热量C在冰箱外的管道中，制冷剂被剧烈压缩并放出热量D在冰箱内的管道中，制冷剂被剧烈压缩并吸收热量【答案】BC制冷剂被压缩时，外界对其做功温度升高放出热量，在冰箱内制冷剂迅速膨胀，对外做功温度下降，从而吸收热量故B、C正确9如图所示，带有活塞的汽缸中封闭一定质量的理想气体将一个半导体NTC热敏电阻R(电阻R随温度的升高阻值减小)置于汽缸中，热敏电阻与容器外的电源E和电流表A组成闭合回路，汽缸和活塞具有良好的绝热(与外界无热交换)性能若发现电流表的读数增大时，以下判断正确的是()A气体一定对外做功B气体体积一定增大C气体内能一定增大D气体压强一定增大【答案】CD电流表读数增大，说明热敏电阻温度升高，由于汽缸绝热，故气体温度升高，则内能一定增大，C正确；气体压强也一定增大，D正确二、非选择题10(2018年乐山模拟)下列说法正确的是_A能源在利用过程中有能量耗散，这表明能量不守恒B物体的内能在宏观上只与其所处状态及温度有关C一辆空载的卡车停于水平地面，在缓慢装沙的过程中，若车胎不漏气，胎内气体温度不变，不计分子间势能，则胎内气体向外界放热D对于一定量的理想气体，如果压强不变，体积增大，那么它一定从外界吸热E当分子间作用力表现为斥力时，分子势能随分子间距离的减小而增大【答案】CDE能源在利用过程中有能量耗散，但能量是守恒的，故A错误；物体的内能在宏观上与温度、体积、物质的量有关，故B错误；不计分子势能，气体为理想气体，又因为温度不变，故内能变化量UWQ0，装沙过程中轮胎受地面挤压力增大，导致体积V会变小，外界对气体做功W0，所以QW0，所以气体向外界放热，故C正确；对于一定量的理想气体，如果压强不变，体积增大，则由理想气体状态方程可知，温度一定增大，内能增大，同时气体对外做功，则由热力学第一定律可知，它一定从外界吸热，故D正确；当分子间作用力表现为斥力时，距离减小时分子力做负功，则分子势能随分子间距离的减小而增大，E正确11在一个标准大气压下，水在沸腾时，1 g的水由液态变成同温度的水汽，其体积由1.043 cm3变为1 676 cm3.已知水的汽化热为2 263.8 J/g，大气压强为1.013105 Pa，求：(1)体积膨胀时气体对外界做的功W；(2)气体吸收的热量Q；(3)气体增加的内能U.【答案】(1)169.7 J(2)2 263.8 J(3)2 094.1 J解析：取1 g水为研究系统，把大气视为外界.1 g沸腾的水变成同温度的水汽需要吸收热量，同时由于体积膨胀，系统要对外界做功(1)气体在等压(大气压)下膨胀对外界做功Wp(V2V1)1.013105(1 6761.043)106 J169.7 J.(2)由水的汽化热可得气体吸热Q12 263.8 J2 263.8 J.(3)根据热力学第一定律得UQW2 263.8 J(169.7) J2 094.1 J.12如图所示，一直立的汽缸用一质量为m的活塞封闭一定量的理想气体，活塞横截面积为S，汽缸内壁光滑且缸壁是导热的开始活塞被固定，打开固定螺栓K，活塞下落，经过足够长时间后，活塞停在B点，已知ABh，大气压强为p0，重力加速度为g.(1)求活塞停在B点时缸内封闭气体的压强；(2)设周围环境温度保持不变，求整个过程中通过缸壁传递的热量Q(一定量理想气体的内能仅由温度决定)【答案】(1)p0(2)(p0Smg)h解析：(1)设封闭气体的压强为p，活塞受力平衡p0SmgpS解得pp0.(2)由于气体的温度不变，则内能的变化E0由热力学第一定律EWQ可得放热Q(p0Smg)h.13如图所示，用轻质活塞在汽缸内封闭一定质量理想气体，活塞与汽缸壁间摩擦忽略不计，开始时活塞距汽缸底高度h10.50 m给汽缸加热，活塞缓慢上升到距离汽缸底h20.80 m处，同时缸内气体吸收Q450 J的热量已知活塞横截面积S5.0103 m2，大气压强p01.0105 Pa.求：(1)缸内气体对活塞所做的功W；(2)此过程中缸内气体增加的内能U.【答案】(1)150 J(2)300 J解析：(1)活塞缓慢上升，视为等压过程，则气体对活塞做功WFhp0Sh150 J.(2)根据热力学定律UWQ150 J450 J300 J.6