2019高中物理 第十章 热力学定律 3 热力学第一定律能量守恒定律分层训练 新人教版选修3-3.doc

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1、13 3 热力学第一定律能量守恒定律热力学第一定律能量守恒定律A 级 抓基础1在一个与外界没有热交换的房间内打开冰箱门，冰箱正常工作，过一段时间房间内的温度将( )A降低 B升高C不变 D无法确定解析：取房间内气体及电冰箱(有散热装置)为系统，外界消耗电能，对系统做功，系统总内能增加答案：B2.如图所示是密闭的气缸，外力推动活塞P压缩气体，对缸内气体做功 800 J，同时气体向外界放热 200 J，缸内气体的( )A温度升高，内能增加 600 JB温度升高，内能减少 200 JC温度降低，内能增加 600 JD温度降低，内能减少 200 J解析：对一定质量的气体，由热力学第一定律 UWQ可知，

2、U800 J(200 J)600 J，U为正表示内能增加了 600 J，对气体来说，分子间距较大，分子势能为零，内能等于所有分子动能的和，内能增加，气体分子的平均动能增加，温度升高，选项 A 正确答案：A3在热力学第一定律的表达式 UWQ中关于 U、W、Q各个物理量的正、负，下列说法中正确的是( )A外界对物体做功时W为正，吸热时Q为负，内能增加时 U为正B物体对外界做功时W为负，吸热时Q为正，内能增加时 U为负C物体对外界做功时W为负，吸热时Q为正，内能增加时 U为正D外界对物体做功时W为负，吸热时Q为负，内能增加时 U为负解析：外界对物体做功时W为正，反之为负；吸热时Q为正，反之为负；内能

3、增加时U为正，反之为负故 C 正确答案：C24(多选)一定质量的理想气体，如果体积膨胀，同时吸收热量，下列关于该气体内能变化的说法中正确的是( )A如果气体对外做的功大于吸收的热量，气体内能将减少B如果气体对外做的功小于吸收的热量，气体内能将减少C如果气体对外做的功等于吸收的热量，气体内能将不变D如果气体对外做的功等于吸收的热量，气体内能可能改变解析：体积膨胀，则气体的压力一定对外做功W0，所以气体内能的变化要比较二者的大小关系，由WQU可知 A、C 正确答案：AC5对于一个大气压下 100 的水变成 100 的水蒸气的过程中，下列说法正确的是( )A水的内能增加，对外界做功，一定是吸热B水的

4、内能不变，对外界做功，从外界吸热C水的内能减少，对外界不做功，向外界放热D水的内能增加，对外界做功，向外界放热解析：水变成水蒸气的过程是吸热的过程，又因气体膨胀对外界做功，分子间距增大，分子势能增加，由此判断可知 A 对答案：A6如图所示，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：等压变化，对外做的功Wp(VBVA)根据热力学第一定律VA TAVB TBUQW，解得 U5.0102 J.答案：5.0102 JB级 提能力7.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

5、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缓下降过程中，筒内空气体积减小，空气一定( )A从外界吸热3B内能增大C向外界放热D内能减小解析：本题考查气体性质和热力学第一定律，由于不计气体分子之间的相互作用，且整个过程缓慢进行，所以可看成温度不变，即气体内能不变，选项 B、D 均错热力学第一定律公式 UWQ，因为在这个过程中气体体积减小，外界对气体做了功，式中W取正号，U0，所以Q为负，即气体向外放热，故选项 A 错，C 对正确选项为 C.答案：C8密闭有空气的薄塑料瓶因降温而变扁，此过程中瓶内空气(不计分子势能)( )A内能减小，吸收热量B内能减小，外界对其做功C内能

6、增大，放出热量D内能增大，对外界做功解析：因不计分子势能，所以瓶内空气内能由温度决定，内能随温度降低而减小空气内能减小、外界对空气做功，根据热力学第一定律可知空气向外界放热故 A、C、D 错误，B 正确答案：B9(多选)如图所示，绝热气缸中间用固定栓将可无摩擦移动的导热隔板固定，隔板质量不计，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初始时氢分子的平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

7、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：温度是分子平均动能的标志，A 错；松开固定栓直至系统重新达到平衡的过程中，氢气对氧气做功，由于隔板导热，最终温度相同，系统与外界无热交换，最终温度等于初始温度，B 错，C、D 正确答案：CD10.如图所示，倒悬的导热汽缸中封闭着一定质量的理想气体，轻质活塞可无摩擦地上4下移动，活塞的横截面积为S，活塞的下面吊着一个重为G的物体，大气压强恒为p0.起初环境的热力学温度为T0时，活塞到汽缸底面的距离为L.当环境温度逐渐升高，导致活塞缓慢下降，该过程中活塞下降了 0.1L，汽缸中的气体吸收的热量为Q.求：(1）汽缸内部气体内能

8、的增量 U；(2）最终的环境温度T.解析：(1）密封气体的压强pp0G S密封气体对外做功WpS0.1L由热力学第一定律 UQW得 UQ0.1p0SL0.1LG(2）该过程是等压变化，由盖吕萨克定律有，解得T1.1T0LS T0（L0.1L）S T答案：(1）Q0.1p0SL0.1LG(2）1.1T011.在 1 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.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.解析：取 1 g 水为研究系统，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，系统要对外做功，所以有 UQ吸.(1）气体在等压(大气压）下膨胀做功为：Wp(V2V1）1.013105(1 6761.043）106 J169.7 J.(2）气体吸热为：QmL12 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.答案：(1）169.7 J (2）2 263.8 J5(3）2 094.1 J