高中物理 10_3 热力学第一定律 能量守恒定律课时作业 新人教版选修3-3

10.3 热力学第一定律 能量守恒定律1关于物体内能的变化情况，下列说法中正确的是()A吸热的物体，其内能一定增加B体积膨胀的物体，其内能一定减少C放热的物体，其内能也可能增加D绝热压缩的物体，其内能一定增加解析：改变物体的内能有两种方式，物体吸热，同时对外做功，内能不一定增加，A错；体积膨胀对外做功，但同时吸热时，内能不一定减小，B错；物体放热同时对物体做功，其内能可能增加，C正确；绝热压缩物体，只对物体做功，不发生热传递，其内能一定增加，故选C、D.答案：CD2一定量的气体在某一过程中，外界对气体做了8104 J的功，气体的内能减少了1.2105 J，则下列各式中正确的是()AW8104 J，U1.2105 J，Q4104 JBW8104 J，U1.2105 J，Q2105 JCW8104 J，U1.2105 J，Q2104 JDW8104 J，U1.2105 J，Q4104 J解析：本题主要考查热力学第一定律的应用因为外界对气体做功，W取正值，即W8104 J；内能减少，U取负值，即U1.2105 J；根据UWQ，可知QUW1.210581042105 J，即B选项正确答案：B3在轮胎爆裂这一短暂过程中，关于轮胎内的气体，下列叙述正确的是()A气体膨胀，温度不变B气体膨胀，温度升高C气体膨胀，温度降低 D压强不变，内能增大解析：轮胎爆裂的短暂过程，可以看作是绝热过程，气体膨胀对外做功，气体的内能减小，温度降低，故选项C正确答案：C4一定质量的气体，从状态A变化到状态B的过程中，内能增加了160 J，下列是关于内能变化可能原因的说法，其中不可能的是()A从A到B的绝热过程中，外界对气体做功160 JB从A到B的单纯传热过程中，外界对气体传递了160 J的热量C从A到B的过程中吸热280 J，并对外界做功120 JD从A到B的过程中放热280 J，外界对气体做功120 J解析：由热力学第一定律UWQ可知，A、B、C正确，D错误答案：D5一定质量的理想气体由状态(p1，V1，T1)被压缩至状态(p2，V2，T2)，已知T2T1，则该过程中()A气体的内能一定是增加的B气体可能向外界放热C气体一定从外界吸收热量D气体对外界做正功解析：理想气体没有分子势能，因此温度升高时，气体的内能增加，故A对；由于不能确定做功情况，气体有可能吸热，也有可能放热，应选A、B.答案：AB6.一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导热良好的气缸开口向下，内有理想气体(即分子势能可忽略的气体)，气缸固定不动，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：气缸导热良好，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项正确答案：B7一定量的理想气体在某一过程中，从外界吸收热量2.5104 J，气体对外界做功1.0104 J，则该理想气体的()A温度降低，密度增大 B温度降低，密度减小C温度升高，密度增大 D温度升高，密度减小解析：由热力学第一定律EWQ，Q2.5104 J，W1.0104 J可知E大于零，气体内能增加，温度升高，A、B错；气体对外做功，体积增大，密度减小，C错，D对答案：D8一定质量的理想气体，状态从ABCDA的变化过程可用如图所示的pV图线描述，图中p1、p2、V1、V2和V3为已知量(1)气体状态从A到B是_(填“等容”“等压”或“等温”)过程；(2)状态从B到C的变化过程中，气体的温度_(填“升高”“不变”或“降低”)；(3)状态从C到D的变化过程中，气体_(填“吸热”或“放热”)；(4)状态从ABCD的变化过程中，气体对外界所做的总功为_解析：(1)由图可知，气体状态从A到B的过程为等压过程(2)状态从B到C的过程中，气体发生等容变化，且压强减小，根据C(常量)，则气体的温度降低(3)状态从C到D的过程中，气体发生等压变化，且体积减小，外界对气体做功，即W0，根据C(常量)，则气体的温度T降低，气体的内能减小，由UQW，则QUW0，所以气体放热(4)状态从ABCD的变化过程中，气体对外界所做的总功Wp2(V3V1)p1(V3V2)答案：(1)等压(2)降低(3)放热(4)p2(V3V1)p1(V3V2)9.如图所示，某同学将空的薄金属筒开口向下压入水中设水温均匀且恒定，筒内空气无泄漏，不计气体分子间的相互作用，则被淹没的金属筒在缓慢下降的过程中，筒内空气的体积减小并且()A从外界吸热 B内能增大C向外界放热 D内能减小解析：筒缓慢下降的过程是等温过程，气体体积减小，外界对气体做功，W为正，又因为不计气体分子间的相互作用，气体内能仅由温度决定，温度不变，内能不变，即U0，由热力学第一定律UWQ知QUW，因此Q为负值，即向外界放热，故C正确答案：C10.如图所示，a、b、c、d表示一定质量的理想气体状态变化过程中的四个状态，图中ad平行于横坐标轴，ab的延长线过原点，以下说法正确的是()A从状态d到c，气体不吸热也不放热B从状态c到b，气体放热C从状态a到d，气体对外做功D从状态b到a，气体吸热解析：从状态d到c，温度不变，理想气体内能不变，但因为压强减小，所以体积增大，对外做功，还要保持内能不变，一定要吸收热量，故选项A错；气体从状态c到状态b是一个降压、降温过程，同时体积减小，外界对气体做功，而气体的内能还要减小(降温)就一定要伴随放热的过程，故选项B对；气体从状态a到状态d是一个等压、升温的过程，同时体积增大，所以气体要对外做功，选项C正确；气体从状态b到状态a是个等容变化过程，随压强的增大，气体的温度升高，内能增大，而在这个过程中气体的体积没有变化，就没有做功，气体内能的增大是因为气体吸热的结果，故选项D对答案：BCD11.一定质量的理想气体的状态变化过程表示在如图所示的pV图上，气体先由a状态沿双曲线经等温过程变化到b状态，再沿与横轴平行的直线变化到c状态，a、c两点位于与纵轴平行的直线上，以下说法中正确的是()A由a状态至b状态过程中，气体放出热量，内能不变B由b状态至c状态过程中，气体对外做功，内能增加，平均每个气体分子在单位时间内与器壁碰撞的次数不变Cc状态与a状态相比，c状态分子平均距离较大，分子平均动能较大Db状态与a状态相比，b状态分子平均距离较小，分子平均动能相等解析：由a到b的过程是等温过程，所以内能不发生变化，气体体积减小，所以外界对气体做功，放出热量；由b到c的过程中，是等压变化，体积增大，温度升高，内能增加，而体积增大，所以气体对外界做功，应该吸收热量，虽然压强不变，但是气体分子热运动变得剧烈，碰撞次数改变答案：AD12 (1)密闭在钢瓶中的理想气体，温度升高时压强增大从分子动理论的角度分析，这是由于分子热运动的_增大了该气体在温度T1、T2时的分子速率分布图象如图甲所示，则T1_(选填“大于”或“小于”)T2.(2)如图乙所示，一定质量的理想气体从状态A经等压过程到状态B.此过程中，气体压强p1.0105 Pa，吸收的热量Q7.0102 J，求此过程中气体内能的增量解析：(1)温度升高时，气体分子的平均速率变大，平均动能增大，即分子的速率较大的分子占总分子数比例较大，所以T1T2.(2)等压变化则对外做的功Wp(VBVA)根据热力学第一定律UQW解得U5.8102 J答案：(1)平均动能小于(2)5.0102 J