高中物理 第十章 熱力學(xué)定律 3 熱力學(xué)第一定律能量守恒定律分層訓(xùn)練 新人教版選修33

1、3 熱力學(xué)第一定律能量守恒定律a級(jí)抓基礎(chǔ)1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升高c不變 d無法確定解析：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：b2.如圖所示是密閉的氣缸，外力推動(dòng)活塞p壓縮氣體，對(duì)缸內(nèi)氣體做功800 j，同時(shí)氣體向外界放熱200 j，缸內(nèi)氣體的()a溫度升高，內(nèi)能增加600 jb溫度升高，內(nèi)能減少200 jc溫度降低，內(nèi)能增加600 jd溫度降低，內(nèi)能減少200 j解析：對(duì)一定質(zhì)量的氣體，由熱力學(xué)第一定律uwq可知，u800 j(200 j)600 j，u為正表示內(nèi)能增加

2、了600 j，對(duì)氣體來說，分子間距較大，分子勢(shì)能為零，內(nèi)能等于所有分子動(dòng)能的和，內(nèi)能增加，氣體分子的平均動(dòng)能增加，溫度升高，選項(xiàng)a正確答案：a3在熱力學(xué)第一定律的表達(dá)式uwq中關(guān)于u、w、q各個(gè)物理量的正、負(fù)，下列說法中正確的是()a外界對(duì)物體做功時(shí)w為正，吸熱時(shí)q為負(fù)，內(nèi)能增加時(shí)u為正b物體對(duì)外界做功時(shí)w為負(fù)，吸熱時(shí)q為正，內(nèi)能增加時(shí)u為負(fù)c物體對(duì)外界做功時(shí)w為負(fù)，吸熱時(shí)q為正，內(nèi)能增加時(shí)u為正d外界對(duì)物體做功時(shí)w為負(fù)，吸熱時(shí)q為負(fù)，內(nèi)能增加時(shí)u為負(fù)解析：外界對(duì)物體做功時(shí)w為正，反之為負(fù)；吸熱時(shí)q為正，反之為負(fù)；內(nèi)能增加時(shí)u為正，反之為負(fù)故c正確答案：c4(多選)一定質(zhì)量的理想氣體，如果體積

3、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wqu可知a、c正確答案：ac5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

4、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：a6如圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)a經(jīng)等壓過程到狀態(tài)b.此過程中，氣體壓強(qiáng)p1.0×105 pa，吸收的熱量q7.0×102 j，求此過程中氣體內(nèi)能的增量解析：等壓變化，對(duì)外做的功wp(vbva)根據(jù)熱力學(xué)第一定律uqw，解得u5.0×102 j.答案：5.0×102 jb級(jí)提能力7.如圖所示，某同學(xué)將空的薄金屬筒開口向下壓入水中設(shè)水溫均勻且恒定，筒內(nèi)空氣無泄漏，不計(jì)氣體分子間的相互作用，則被淹

5、沒的金屬筒在緩緩下降過程中，筒內(nèi)空氣體積減小，空氣一定()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：本題考查氣體性質(zhì)和熱力學(xué)第一定律，由于不計(jì)氣體分子之間的相互作用，且整個(gè)過程緩慢進(jìn)行，所以可看成溫度不變，即氣體內(nèi)能不變，選項(xiàng)b、d均錯(cuò)熱力學(xué)第一定律公式uwq，因?yàn)樵谶@個(gè)過程中氣體體積減小，外界對(duì)氣體做了功，式中w取正號(hào)，u0，所以q為負(fù)，即氣體向外放熱，故選項(xiàng)a錯(cuò)，c對(duì)正確選項(xiàng)為c.答案：c8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：因不計(jì)分子勢(shì)能，所以瓶?jī)?nèi)空氣內(nèi)能

6、由溫度決定，內(nèi)能隨溫度降低而減小空氣內(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：b9(多選)如圖所示，絕熱氣缸中間用固定栓將可無摩擦移動(dòng)的導(dǎo)熱隔板固定，隔板質(zhì)量不計(jì)，左右兩室分別充有一定量的氫氣和氧氣(視為理想氣體)初始時(shí)，兩室氣體的溫度相等，氫氣的壓強(qiáng)大于氧氣的壓強(qiáng)，松開固定栓直至系統(tǒng)重新達(dá)到平衡，下列說法中正確的是()a初始時(shí)氫分子的平均動(dòng)能大于氧分子的平均動(dòng)能b系統(tǒng)重新達(dá)到平衡時(shí)，氫氣的內(nèi)能比初始時(shí)的小c松開固定栓直至系統(tǒng)重新達(dá)到平衡的過程中有熱量從氧氣傳遞到氫氣d松開固定栓直至系統(tǒng)重新達(dá)到平衡的過程中，氧氣的內(nèi)能先增大后減小解析：溫度是分

7、子平均動(dòng)能的標(biāo)志，a錯(cuò)；松開固定栓直至系統(tǒng)重新達(dá)到平衡的過程中，氫氣對(duì)氧氣做功，由于隔板導(dǎo)熱，最終溫度相同，系統(tǒng)與外界無熱交換，最終溫度等于初始溫度，b錯(cuò)，c、d正確答案：cd10.如圖所示，倒懸的導(dǎo)熱汽缸中封閉著一定質(zhì)量的理想氣體，輕質(zhì)活塞可無摩擦地上下移動(dòng)，活塞的橫截面積為s，活塞的下面吊著一個(gè)重為g的物體，大氣壓強(qiáng)恒為p0.起初環(huán)境的熱力學(xué)溫度為t0時(shí)，活塞到汽缸底面的距離為l.當(dāng)環(huán)境溫度逐漸升高，導(dǎo)致活塞緩慢下降，該過程中活塞下降了0.1l，汽缸中的氣體吸收的熱量為q.求：(1）汽缸內(nèi)部氣體內(nèi)能的增量u；(2）最終的環(huán)境溫度t.解析：(1）密封氣體的壓強(qiáng)pp0密封氣體對(duì)外做功wps&#

8、215;0.1l由熱力學(xué)第一定律uqw得uq0.1p0sl0.1lg(2）該過程是等壓變化，由蓋呂薩克定律有，解得t1.1t0答案：(1）q0.1p0sl0.1lg(2）1.1t011.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u.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u<q吸.(1）氣體在等壓(大氣壓）下膨脹做功為：wp(v2v1）1.013×105×(1 6761.043）×106 j169.7 j.(2）氣體吸熱為：qml1×2 263.8 j2 263.8 j.(3）根據(jù)熱力學(xué)第一定律，得uqw2 263.8 j(169.7）j2 094.1 j.答案：(1）169.7 j(2）2 263.8 j(3）2 094.1 j6edbc3191f2351dd815ff33d4435f3756edbc3191f2351dd815ff3