2019高中物理 第四章 能量守恒与热力学定律 热力学第一定律习题 教科版选修3-3.doc

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1、1热力学第一定律热力学第一定律一、选择题一、选择题 1有一个小气泡从水池底缓慢地上升，气泡跟水不发生热传递，而气泡内气体体积不断增大， 小气泡上升的过程中（ ） A由于气泡克服重力做功，则它的内能减少B由于重力和浮力的合力对气泡做功，则它的内能增加C由于气泡内气体膨胀对外做功，则它的内能增加D由于气泡内气体膨胀对外做功，则它的内能减少2在光滑水平面上有一木块保持静止，射来的子弹穿过木块，下列说法中正确的是（ ） A摩擦力做功使木块内能改变B子弹损失的机械能，等于子弹与木块增加的内能C子弹损失的机械能，等于木块动能的增量和木块、子弹内能增量的总和D子弹与木块总动能守恒3一个铁块沿斜面匀速滑下，关

2、于物体的机械能和内能的变化，下列判断中正确的是（ ） A物体的机械能和内能都不变 B物体的机械能减小，内能不变C物体的机械能增大，内能增大 D物体的机械能减小，内能增大4暖瓶中盛有 0.5 kg 25的水，一个学生想用上下摇晃的方法使冷水变为开水设每摇晃一 次水的落差为 15 cm，每分钟摇晃 30 次不计所有热散失，大约需多长时间可以把水“摇开”？c水=4.2103 J（kg） ，g 取 10 ms25如图所示，导热的汽缸开口向下，缸内活塞封闭了一定质量的理想气体，活塞可自由滑动且不漏气，活塞下挂一个砂桶，砂桶装满沙子时，活塞恰好静止。现将砂桶底部钻一个小洞，让细沙慢慢漏出，汽缸外部温度恒定

3、不变。则（ ） A缸内气体压强减小，内能增加B缸内气体压强增大，内能不变C缸内气体压强增大，内能减少D外界对缸内气体做功6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27以下说法正确的是（ ） A热量是物体在热传递过程中内能的变化B热能是内能的通俗且不甚确切的说法C个别分子是没有温度可言的D热量有可能从内能少的物体传到内能多的物体8对于一定质量的气体（ ） A吸热时其内能可以不变B吸热时其内能一定不变

4、C不吸热也不放热时其内能可能减小D不吸热也不放热时其内能一定不变9给铁丝加热，铁丝温度升高了，用锤子敲打铁丝，铁丝温度也升高，这说明（ ） A功和热本质上是相同的B功可以转化为热量C做功和热传递对改变物体内能是等效的D做功和热传递对改变物体内能的过程有本质区别10对于一定质量的理想气体，在下列各过程中，可能发生的过程是（ ） A气体膨胀对外做功，温度升高 B气体吸热，温度降低C气体放热，压强增大 D气体放热，温度不变11下列说法正确的是（ ） A物体放出热量，其内能一定减小 B物体对外做功，其内能一定减小 C物体吸收热量，同时对外做功，其内能可能增加 D物体放出热量，同时对外做功，其内能可能不

5、变12下列过程可能发生的是（ ） A物体吸收热量，对外做功，同时内能增加B物体吸收热量，对外做功，同时内能减少C外界对物体做功，同时物体吸热，内能减少D外界对物体做功，同时物体放热，内能增加13一定量的气体吸收热量，体积膨胀并对外做功则此过程的末态与初态相比（ ） A气体内能一定增加 B气体内能一定减小C气体内能一定不变 D气体内能是增是减不能确定 二、填空题二、填空题 14远古时代，取火是一件困难的事，火一般产生于雷击或磷的自燃随着人类文明的进步，出 现了“钻木取火”等方法 “钻木取火”是通过_方式改变物体的内能，把_转变成内 能315如图所示，两个相通的容器 A、B 间装有阀门 S，A 中

6、充满气体，分子与分子之间存在着微弱的引力，B 为真空。打开阀门 S 后，A 中的气体进入 B 中，最终达到平衡，整个系统与外界没有热交换，则气体的内能 （选填“变小” 、 “不变”或“变大” ） ，气体的分子势能 （选填“减少” 、“不变”或“增大” ） 。三、解答题三、解答题 16某同学为测量地表植物吸收太阳能的本领做了如下实验：用一面积为 0.1 m2的面盆盛 6 kg 的水，经太阳垂直照射 15 min，温度升高 5，若地表植物招收太阳光的能力与水相等，试计算：（1）每平方米绿色植物每秒接收的太阳能为多少？（2）若绿色植物在光合作用中每吸收 1 kJ 的太阳能可以放出 0.05 L 的氧

7、气，则每公顷绿地每 秒百放出多少升的氧气？（1 公顷=104 m2）17一铁球从高 H 处由静止落到地面上，反弹速率是落地速率的一半，设撞击所转化的内能全部 用来令铁球温度升高，则铁球升高多少？（设铁球的比热容为 c，各物理量取国际制单位）18子弹以 200 ms 的速度射入固定的木板，穿出时速度为 100 ms，若子弹损失的机械能完 全转化为内能，并有 50被子弹吸收，求子弹的温度升高多少？已知子弹的比热容为 130 J(kg)【答案与解析】 一、选择题一、选择题 1 【答案】D 【解析】在小气泡上升过程中，重力和浮力的合力对气泡做的功，或者气泡克服重力做的功，只 能改变气泡的机械能，而不能

8、影响气泡内气体的内能，故 A、B 错误在上升的过程中，气泡内气体 膨胀而对外界做功，使它的内能减小，故 D 正确 2 【答案】A、C 【解析】子弹损失的动能一部分转化为木块的动能，一部分转化为内能 3 【答案】D 【解析】铁块沿斜面匀速下滑时，动能不变，势能减小，所以铁块的机械能一定减小铁块沿斜 面能匀速滑下，这斜面一定是不光滑的，铁块下滑时克服摩擦力做功，铁块损失的机械能转化为铁块 和斜面的内能，因此铁块的温度会略有升高，内能增大此题情景就像冬天两手相互搓会感到暖和一 样 4 【答案】见解析 【解析】此问题中能量转化方向是：向上摇时学生自身的内能通过对水做功转化为水的重力势能， 水下降时其重

9、力势能转化为动能，再转化为水的内能由于不计一切热散失，水的重力势能的减少量 等于水的内能的增加量设把水“摇开”需 t min，水升温 T，由 W=U 得：430 mght=cmT，34.2 103 (10025)min7 10 min3030 10 0.15c Ttg h即把水“摇开”大约需 7103 min，约为 5 天遇到该类问题，一部分学生往往不知如何入手，但认真理解题意，抓住问题的关键，解决问题也 并不困难另外，要特别注意运用 Q=cmt 时，单位要用国际单位 5 【答案】BD【解析】设活塞质量为m，横截面积为S，大气压为p0，则以活塞为研究对象，根据平衡条件得：汽缸内气体的压强0mg

10、ppS，由于m减小，则p增大，即气体的压强增大，气体被压缩，外界对气体做功。由于汽缸是导热的，气体的温度与环境相等，保持不变，其内能不变。故 B、D 正确，A、C 错误。6 【答案】D 【解析】物体的内能由温度、体积及物体的质量决定，并不只由温度决定，故选项 A、B 都不 对在热传递过程中，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 7 【答案】B、C、D 8 【答案】A、C 9 【答案】C 10 【答案】A、B、C、D 11 【答案】C 【解析】

11、物体内能的改变方式有两种：做功和热传递，只说某一种方式我们无法判断内能是否变 化，故 A、B 选项错误；物体放出热量又同时对外做功内能一定减小，故 D 选项错误；物体吸收热量 同时对外做功，内能可能增大、减小或不变，故 C 选项正确。12 【答案】A、B、D 【解析】当物体吸收的热量多于对外做的功时，物体的内能就增加，A 正确；当物体吸收的热量 比对外做功的数值少时，物体的内能就减少，B 正确；外界对物体做功，同时物体吸热，则物体的内 能必增加C 错误：当物体放出的热量比外界对物体做功的数值少时，物体的内能增加，D 正确 13 【答案】D 【解析】气体的内能是由做功和热传递共同决定的，现在吸收

12、热量和对外做功同时进行，不知两 者具体的数量关系，无法判断内能的变化情况，故选 D二、填空题二、填空题 14 【答案】做功 机械能15 【答案】不变、增大【解析】打开阀门，气体膨胀，因为右边是真空，所以不对外做功，绝热过程，故由热力学第一定律 可得，气体的内能不变，温度就不变；由于体积增大，即分子间的作用力将更小，所以气体分子势能 增大5三、解答题三、解答题 16 【答案】见解析 【解析】 （1）每平方米绿色植物每秒吸收的太阳能为：3 36 4.2 105()/J1.4 10 J0.1 15 60cm tSt（2）每公顷绿地每秒吸收的太阳能为：Q=1.4103104 J=1.4104 kJ，放

13、出的氧气体积 V=1.41040.05 L=700 L 17 【答案】见解析【解析】设落到地面时的速率为 v，则 v2=2gH，得落地时的速率2vgH，则铁球在与地面撞击时损失的动能2 2113 2224vEmvmmgH。由能量守恒定律得，损失的动能全部转化为铁球的内能，则 3 4UEmgH 。由 U=Q，Q=mct 得3 34 4mgHQgHtmcmcc 。18 【答案】见解析 【解析】子弹穿过木板的过程中损失的机械能2222 1212111()222Emvmvm vv。因全部转化为内能并有 50被子弹吸收， 则有 Q=E50%， 即 cmt=E50%，222212121() 50%() 50%2 2m vvvvtcmc 22(200100 ) 50%C=57.7 C2 130。