高中物理 第三章 熱力學(xué)基礎(chǔ) 第二節(jié) 熱力學(xué)第一定律 第三節(jié) 能量守恒定律分層訓(xùn)練 粵教版選修33

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1、 第二節(jié) 熱力學(xué)第一定律 第三節(jié) 能量守恒定律 [A級(jí)　抓基礎(chǔ)] 1．下列說法正確的是(　　) A．在等容過程中，氣體可以對(duì)外界做功 B．外界對(duì)物體做功，物體的內(nèi)能一定增加 C．氣體放出熱量，氣體的內(nèi)能可能增加 D．絕熱過程中外界對(duì)氣體做功，氣體的內(nèi)能可能減小 解析：在等容過程中，氣體的體積不變，不對(duì)外界做功，A錯(cuò)；做功和熱傳遞單方面不能確定物體的內(nèi)能是增加還是減小，故B錯(cuò)C對(duì)；絕熱過程中外界對(duì)氣體做功，氣體的內(nèi)能一定增加，D錯(cuò)． 答案：C 2．在一個(gè)與外界沒有熱交換的房間內(nèi)打開冰箱門，冰箱正常工作，過一段時(shí)間房間內(nèi)的溫度將(　　) A．降低　　　　　　 B．升

2、高 C．不變 D．無(wú)法確定 解析：取房間內(nèi)氣體及電冰箱(有散熱裝置)為系統(tǒng)，外界消耗電能，對(duì)系統(tǒng)做功，系統(tǒng)總內(nèi)能增加． 答案：B 3．(多選)一定質(zhì)量的理想氣體，如果體積膨脹，同時(shí)吸收熱量，下列關(guān)于該氣體內(nèi)能變化的說法中正確的是(　　) A．如果氣體對(duì)外做的功大于吸收的熱量，氣體內(nèi)能將減少 B．如果氣體對(duì)外做的功小于吸收的熱量，氣體內(nèi)能將減少 C．如果氣體對(duì)外做的功等于吸收的熱量，氣體內(nèi)能將不變 D．如果氣體對(duì)外做的功等于吸收的熱量，氣體內(nèi)能可能改變 解析：體積膨脹，則氣體的壓力一定對(duì)外做功．W<0，吸收熱量Q>0，所以氣體內(nèi)能的變化要比較二者的大小關(guān)系，由W＋Q＝ΔU可

3、知A、C正確． 答案：AC 4．對(duì)于一個(gè)大氣壓下100 ℃的水變成100 ℃的水蒸氣的過程中，下列說法正確的是(　　) A．水的內(nèi)能增加，對(duì)外界做功，一定是吸熱 B．水的內(nèi)能不變，對(duì)外界做功，從外界吸熱 C．水的內(nèi)能減少，對(duì)外界不做功，向外界放熱 D．水的內(nèi)能增加，對(duì)外界做功，向外界放熱 解析：水變成水蒸氣的過程是吸熱的過程，又因氣體膨脹對(duì)外界做功，分子間距增大，分子勢(shì)能增加，由此判斷可知A對(duì)． 答案：A 5．下列說法正確的是(　　) A．物體放出熱量，其內(nèi)能一定減小 B．物體對(duì)外做功，其內(nèi)能一定減小 C．物體吸收熱量，同時(shí)對(duì)外做功，其內(nèi)能可能增加 D．物體放出熱量，

4、同時(shí)對(duì)外做功，其內(nèi)能可能不變 解析：由熱力學(xué)第一定律ΔU＝W＋Q知做功和熱傳遞是改變內(nèi)能的兩方式則A、B錯(cuò)誤；物體放出熱量，Q＜0，同時(shí)對(duì)外做功，W＜0，則ΔU＜0，故內(nèi)能一定減少，故D錯(cuò)誤；物體吸收熱量，同時(shí)對(duì)外做功W，如二者相等，則內(nèi)能可能不變，若Q＞W(wǎng)，則內(nèi)能增加，若W＞Q，則內(nèi)能減少，故C正確． 答案：C 6．氣體溫度計(jì)結(jié)構(gòu)如圖所示．玻璃測(cè)溫泡A內(nèi)充有理想氣體，通過細(xì)玻璃管B和水銀壓強(qiáng)計(jì)相連．開始時(shí)A處于冰水混合物中，左管C中水銀面在O點(diǎn)處，右管D中水銀面高出O點(diǎn)h1＝14 cm.后將A放入待測(cè)恒溫槽中，上下移動(dòng)D，使左管C中水銀面仍在O點(diǎn)處，測(cè)得右管D中水銀面高出O點(diǎn)h2＝44

5、 cm(已知外界大氣壓為1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓相當(dāng)于76 cmHg)． (1)求恒溫槽的溫度． (2)此過程A內(nèi)氣體內(nèi)能________(選填“增大”或“減小”)，氣體不對(duì)外做功，氣體將________(選填“吸熱”或“放熱”)． 解析：(1)設(shè)恒溫槽的溫度為T2，由題意知T1＝273 K，A內(nèi)氣體發(fā)生等容變化， 根據(jù)查理定律得 ＝，① p1＝p0＋ph1，② p2＝p0＋ph2，③ 聯(lián)立①②③式，代入數(shù)據(jù)得 T2＝364 K(或91 ℃)． (2)由上一問可得氣體的溫度升高，故氣體的內(nèi)能是增大的，又因?yàn)闅怏w不對(duì)外做功，由熱力學(xué)第一定律知?dú)怏w將吸熱． 答案：(

6、1)364 K(或91 ℃)　(2)增大　吸熱 [B級(jí)　提能力] 7．重慶出租車常以天然氣作為燃料，加氣站儲(chǔ)氣罐中天然氣的溫度隨氣溫升高的過程中，若儲(chǔ)氣罐內(nèi)氣體體積及質(zhì)量均不變，則罐內(nèi)氣體(可視為理想氣體)(　　) A．壓強(qiáng)增大，內(nèi)能減小 B．吸收熱量，內(nèi)能增大 C．壓強(qiáng)減小，分子平均動(dòng)能增大 D．對(duì)外做功，分子平均動(dòng)能減小 解析：質(zhì)量一定的氣體，由理想氣體狀態(tài)方程體積不變溫度升高，則壓強(qiáng)增大內(nèi)能增大，則A、C錯(cuò)誤；體積不變氣體不做功，內(nèi)能增大則吸收熱量，則B正確，D錯(cuò)誤；從微觀角度來(lái)說：溫度升高分子平均動(dòng)能增大． 答案：B 8．如圖所示，某同學(xué)將空的薄金屬筒開口向下壓入水中

7、．設(shè)水溫均勻且恒定，筒內(nèi)空氣無(wú)泄漏，不計(jì)氣體分子間相互作用，則被淹沒的金屬筒在緩慢下降過程中，筒內(nèi)空氣體積減小，(　　) A．從外界吸熱 B．內(nèi)能增大 C．向外界放熱 D．內(nèi)能減小 解析：水溫恒定，即空氣分子平均動(dòng)能不變；不計(jì)分子間相互作用，即分子勢(shì)能不變，由此可知空氣內(nèi)能不變．筒內(nèi)空氣體積減小，說明外界對(duì)空氣做功，根據(jù)熱力學(xué)第一定律知空氣放出熱量．正確選項(xiàng)為C. 答案：C 9．密閉有空氣的薄塑料瓶因降溫而變扁，此過程中瓶?jī)?nèi)空氣(不計(jì)分子勢(shì)能)(　　) A．內(nèi)能減小，吸收熱量 B．內(nèi)能減小，外界對(duì)其做功 C．內(nèi)能增大，放出熱量 D．內(nèi)能增大，對(duì)外界做功 解析：因

8、不計(jì)分子勢(shì)能，所以瓶?jī)?nèi)空氣內(nèi)能由溫度決定，內(nèi)能隨溫度降低而減?。諝鈨?nèi)能減小、外界對(duì)空氣做功，根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知空氣向外界放熱．故A、C、D錯(cuò)誤，B正確． 答案：B 10.如圖所示，直立容器內(nèi)部有被隔板隔開的A、B兩部分氣體，A的密度小，B的密度大，抽去隔板，加熱氣體使兩部分氣體均勻混合，設(shè)在此過程中氣體吸熱Q，氣體的內(nèi)能增加為ΔU，則(　　) A．ΔU＝Q B．ΔUQ D．無(wú)法比較 解析：解題的關(guān)鍵是弄清參與轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的各種能量哪些增、哪些減．A、B兩部分氣體開始的合重心在中線以下，混合均勻后，合重心在中線上，所以系統(tǒng)的重力勢(shì)能增大，根據(jù)能量守恒定律

9、可得，吸收的熱量應(yīng)等于增加的重力勢(shì)能與增加的內(nèi)能之和，即Q＝ΔEp＋ΔU，顯然，Q>ΔU. 答案：B 11．在1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，水在沸騰時(shí)，1 g的水由液態(tài)變成同溫度的水汽，其體積由1.043 cm3變?yōu)? 676 cm3.已知水的汽化熱為2 263.8 J/g.求： (1)體積膨脹時(shí)氣體對(duì)外界做的功W； (2)氣體吸收的熱量Q； (3)氣體增加的內(nèi)能ΔU. 解析：取1 g水為研究系統(tǒng)，1 g沸騰的水變成同溫度的水汽需要吸收熱量，同時(shí)由于體積膨脹，系統(tǒng)要對(duì)外做功，所以有ΔU

10、3)10－6 J＝169.7 J. (2)氣體吸熱：Q＝mL＝12 263.8 J＝2 263.8 J. (3)根據(jù)熱力學(xué)第一定律： ΔU＝Q＋W＝2 263.8 J＋(－169.7)J＝2 094.1 J. 答案：(1)169.7 J　(2)2 263.8 J　(3)2 094.1 J 6EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F375