2019_2020学年高中物理第10章热力学定律课时作业12功和内能热和内能热力学第一定律能量守恒定律含解析新人教版选修3_3.doc

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1、课时作业(十二)1关于物体的内能，下列说法正确的是()A不通过做功的过程，机械能也能转化为内能B不通过做功的过程，内能也可从一个物体传递给另一个物体C不发生热传递，物体内能总保持不变D外力对物体做1 J的功，物体就一定增加1 J的内能解析做功和热传递都可改变物体的内能，做功的过程是能的转化过程，热传递是能的转移，B项正确答案B2关于物体的内能和热量，下列说法中正确的有()A热水的内能比冷水的内能多B温度高的物体其热量必定多，内能必定大C在热传递过程中，内能大的物体其内能将减小，内能小的物体其内能将增大，直到两物体的内能相等D热量是热传递过程中内能转移量的量度解析物体的内能由温度、体积及物体的质

2、量决定，不只由温度决定，故选项A、B都不对在自发的热传递过程中，热量是由高温物体传给低温物体，而内能大的物体不一定温度高，在热传递过程中完全有可能内能大的物体内能继续增大，内能小的物体内能继续减小，故选项C是错误的关于热量的论述，选项D是正确的答案D3一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解析由符号法则可知，外界

3、对气体做功W取正，气体内能减少，U为负值，代入热力学第一定律表达式得Q2105 J故选B项答案B4下列过程不可能发生的是()A对物体做功，同时物体放热，物体的内能不变B对物体做功，同时物体吸热，物体的内能不变C物体对外做功，同时物体放热，物体的内能不变D物体对外做功，同时物体吸热，物体的内能不变解析对物体做功W0，物体放热Q0，由UQW知，U可以为零，内能可能不变，温度不变，A项有可能发生；对物体做功W0，物体吸热Q0，则U一定大于零，温度升高，B项不可能发生；物体对外做功W0，放热Q0，则U一定小于零，C项不可能发生；物体对外做功W0，吸热Q0，则U可能为零，D项可能发生答案BC5.如图所示

4、，活塞将一定质量的气体封闭在直立圆筒形良好导热的汽缸中，活塞上堆放细沙，活塞处于静止，现逐渐取走细沙，使活塞缓慢上升，直到细沙全部取走若活塞与汽缸之间的摩擦可忽略，外界温度不变，则在此过程中()A气体对外做功，内能不变B气体对外做功，内能一定减少C气体放出热量，内能一定减少D气体从外界吸热，内能一定增加解析由于汽缸是导热的，则可以与外界进行热交换，外界温度不变，使气体温度也不变，则内能不变细沙减少时，气体膨胀对外做功，由UQW知，气体从外界吸热答案A6.带有活塞的汽缸内封闭一定量的理想气体气体开始处于状态a；然后经过过程ab到达状态b，或经过过程ac到达状态c，b、c状态温度相同，如VT图所示

5、设气体在状态b和状态c的压强分别为pb和pc，在过程ab和ac中吸收的热量分别为Qab和Qac，则()Apbpc，QabQacBpbpc，QabQacCpbpc，QabQac Dpbpc，QabQac解析VT图线的斜率越大，压强p越小，故pbpc.由热力学第一定律，有QUW，因TbTc，所以UabUac，而WabWac，故QabQac.综上可知C项正确答案C7.一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

6、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AD8.如图所示，一定质量的理想气体密封在绝热(即与外界不发生热交换)容器中，容器内装有一可以活动的绝热活塞现对活

7、塞施以一竖直向下的压力F，使活塞缓慢向下移动一段距离后，气体的体积减小若忽略活塞与容器壁间的摩擦力，则被密封的气体()A温度升高，压强增大，内能减少B温度降低，压强增大，内能减少C温度升高，压强增大，内能增加D温度降低，压强减小，内能增加解析向下压缩活塞，对气体做功，气体的内能增加，温度升高，对活塞受力分析可得出气体的压强增大，故选项C正确答案C9如下图所示，绝热气缸中间用固定栓将可无摩擦移动的导热隔板(质量不计)固定，左右两室分别充有一定量的氢气和氧气(视为理想气体)初始时，两室气体的温度相等，氢气的压强大于氧气的压强，松开固定栓直至系统重新达到平衡下列说法中正确的是()A初始时氢气分子的平

8、均动能大于氧分子的平均动能B系统重新达到平衡时，氢气的内能比初始时的小C松开固定栓直至系统重新达到平衡的过程中，有热量从氧气传递到氢气D松开固定栓直至系统重新达到平衡的过程中，氧气的内能先增大后减小解析初始时，两室气体的温度相同，故分子平均动能相等，A项错；因为气缸是绝热的，所以气缸内气体的总的内能守恒，由于隔板导热，重新平衡后两种气体温度仍相同，即气体内能仍相等，所以每种气体内能均不变，B项错；氢气通过隔热板对氧气做功，而内能不变，由热力学第一定律可知氢气一定吸收了来自氧气的热量，C项正确；达到平衡的过程中，氢气对氧气做功，氧气内能增加；热量从氧气传递到氢气，氧气内能又减小，D项正确答案CD

9、10.如图所示，汽缸放置在水平地面上，质量为m的活塞将汽缸分成甲、乙两气室，两气室中均充有气体，汽缸、活塞是绝热的且不漏气开始活塞被销钉固定，现将销钉拔掉，活塞最终静止在距原位置下方h处，设活塞移动前后甲气体内能的变化量为E，不计气体重心改变的影响，下列说法正确的是()AEmgh BEmghCEmgh D以上三种情况均有可能解析气体甲体积减小，外界对它做正功等于mgh和乙气体分子对活塞的力做功W乙之和，则EmghW乙答案B11一定量的气体从外界吸收了2.6105 J的热量，内能增加了4.2105 J，是气体对外界做了功，还是外界对气体做了功？做了多少功？如果气体吸收的热量仍为2.6105 J不

10、变，但是内能只增加了1.6105 J，这一过程做功情况怎样？解析由题意知Q2.6105 J，U4.2105 J，根据UQW，代入可得W1.6105 J，W为正值，外界对气体做功，做功为1.6105 J.同理由题意可知Q2.6105 J，U1.6105 J，利用热力学第一定律得W1.0105 J，这说明气体对外界做功，做功为1.0105 J.答案外界对气体做功，做功为1.6105 J气体对外界做功，做功为1.0105 J12(1)如图所示，一演示用的“永动机”转轮由5根轻杆和转轴构成，轻杆的末端装有用形状记忆合金制成的叶片轻推转轮后，进入热水的叶片因伸展而“划水”，推动转轮转动离开热水后，叶片形

11、状迅速恢复，转轮因此能较长时间转动下列说法正确的是()A转轮依靠自身惯性转动，不需要消耗外界能量B转轮转动所需能量来自形状记忆合金自身C转动的叶片不断搅动热水，水温升高D叶片在热水中吸收的热量一定大于在空气中释放的热量(2)如图所示，内壁光滑的气缸水平放置，一定质量的理想气体被活塞密封在气缸内，外界大气压强为p0.现对气缸缓慢加热，气体吸收热量Q后，体积由V1增大为V2.则在此过程中，气体分子平均动能_(选填“增大”“不变”或“减小”)，气体内能变化了_解析(1)形状记忆合金进入水后受热形状发生改变而搅动热水，由能量守恒知能量来源于热水，故A、B、C项错；由能量守恒知，叶片吸收的能量一部分转化

12、成叶片的动能，一部分释放于空气中，故D项对(2)加热后，气体温度升高，平均动能增大UQWQp0S0dQp0(V2V1)答案(1)D(2)增大Qp0(V2V1)13.爆米花酥脆可口、老少皆宜，是许多人喜爱的休闲零食如图为高压爆米花的装置原理图，玉米在铁质的密闭容器内被加热，封闭气体被加热成高温高压气体，当打开容器盖后，“砰”的一声气体迅速膨胀，压强急剧减小，玉米粒就“爆炸”成了爆米花设当地温度为t127 ，大气压为p0，已知密闭容器打开前的气体压强达到4p0.试分析：(1)将容器内的气体看作理想气体，求容器内气体的温度(2)假定在一次打开的过程中，容器内气体膨胀对外界做功15 kJ，并向外释放了20 kJ的热量，容器内原有气体的内能如何变化？变化了多少？解析(1)根据查理定律p1p0，T1300 K，p24p0.解得T21 200 K，则t2927 .(2)由热力学第一定律UQW得U20 kJ15 kJ35 kJ，故内能减少35 kJ.答案(1)927 (2)减少35 kJ7