《2018-2019學年高中物理 第十章 熱力學定律 第3節(jié) 熱力學第一定律 能量守恒定律綜合訓練 新人教版選修3-3.doc》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2018-2019學年高中物理 第十章 熱力學定律 第3節(jié) 熱力學第一定律 能量守恒定律綜合訓練 新人教版選修3-3.doc（4頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

第3節(jié)　熱力學第一定律　能量守恒定律 1．一定質(zhì)量的氣體，從狀態(tài)A變化到狀態(tài)B的過程中，內(nèi)能增加了160 J，下列關(guān)于內(nèi)能變化的可能原因的說法，其中不可能的是 A．從A到B的絕熱過程中，外界對氣體做功160 J B．從A到B的單純傳熱過程中，外界對氣體傳遞了160 J 的熱量 C．從A到B的過程中吸熱280 J，并對外界做功120 J D．從A到B的過程中放熱280 J，外界對氣體做功120 J 解析　由熱力學第一定律ΔU＝W＋Q可知，A、B、C正確，D錯誤。 答案　D 2．(多選)下列有關(guān)物體內(nèi)能改變的判斷中，正確的是 A．外界對物體做功，物體的內(nèi)能一定增加 B．外界對物體傳遞熱量，物體的內(nèi)能一定增加 C．物體對外界做功，物體的內(nèi)能可能增加 D．物體向外界放熱，物體的內(nèi)能可能增加 解析　做功與熱傳遞在改變物體的內(nèi)能上是等效的，物體內(nèi)能的變化情況取決于做功與熱傳遞的綜合情況，A、B錯誤，C、D正確。 答案　CD 3．如圖10－3－8所示，固定容器及可動活塞P都是絕熱的，中間有一導熱的固定隔板B，B的兩邊分別盛有氣體甲和乙?，F(xiàn)將活塞P緩慢地向B移動一段距離，已知氣體的溫度隨其內(nèi)能的增加而升高。則在移動P的過程中 圖10－3－8 A．外力對乙做功；甲的內(nèi)能不變 B．外力對乙做功；乙的內(nèi)能不變 C．乙傳遞熱量給甲；乙的內(nèi)能增加 D．乙的內(nèi)能增加；甲的內(nèi)能不變 解析　將活塞P緩慢地向B移動的過程中，外力對乙做功，乙的內(nèi)能增加，溫度升高，由于固定隔板B導熱，所以乙將傳遞熱量給甲，甲、乙兩部分氣體的溫度最終相同，均高于初態(tài)溫度，所以甲、乙內(nèi)能均增加，故選C項。 答案　C [限時30分鐘，滿分50分] 一、選擇題(每小題6分，共30分) 1．一定質(zhì)量的氣體膨脹做功100 J，同時吸熱30 J，則氣體內(nèi)能的增量為 A．130 J　　　　　　　　 B．70 J C．－70 J D．－130 J 解析　氣體膨脹做功W＝－100 J，吸收熱量Q＝30 J，由熱力學第一定律有：ΔU＝W＋Q＝－100 J＋30 J＝－70 J。 答案　C 2.(多選)如圖10－3－9為簡易測溫裝置，玻璃管中一小段水銀封閉了燒瓶內(nèi)一定質(zhì)量的氣體，當溫度升高時 A．瓶內(nèi)氣體的密度增大 B．瓶內(nèi)氣體分子的平均動能增加 C．外界對瓶內(nèi)氣體做正功 圖10－3－9 D．熱傳遞使瓶內(nèi)氣體的內(nèi)能增加 解析　由圖可知，當溫度升高時容器內(nèi)氣體的變化為等壓膨脹，故瓶內(nèi)氣體的密度減小，氣體分子的平均動能增加，瓶內(nèi)氣體對外做正功，選項B對，選項A、C錯誤；由熱力學第一定律ΔU＝W＋Q可知，瓶內(nèi)氣體內(nèi)能增加是由于氣體從外界吸收了熱量，故選項D正確。 答案　BD 3．對于一個大氣壓下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，對外界做功，一定是吸熱 B．水的內(nèi)能不變，對外界做功，從外界吸熱 C．水的內(nèi)能減少，對外界不做功，向外界放熱 D．水的內(nèi)能增加，對外界做功，向外界放熱 解析　水變成水蒸氣的過程是吸熱的過程，又因氣體膨脹對外界做功，分子間距增大，分子勢能增加，由此判斷可知A對。 答案　A 4．帶有活塞的汽缸內(nèi)封閉一定量的理想氣體。氣體開始處于狀態(tài)a，然后經(jīng)過過程ab到達狀態(tài)b或經(jīng)過過程ac到達狀態(tài)c，b、c狀態(tài)溫度相同，如圖10－3－10所示。設(shè)氣體在狀態(tài)b和狀態(tài)c的壓強分別為pb和pc，在過程ab和ac中吸收的熱量分別為Qab和Qac，則 圖10－3－10 A．pb＞pc，Qab＞Qac B．pb＞pc，Qab＜Qac C．pb＜pc，Qab＞Qac D．pb＜pc，Qab＜Qac 解析　狀態(tài)b和狀態(tài)c相比，溫度相同，b狀態(tài)氣體體積大，則b狀態(tài)壓強小，故pb＜pc。由狀態(tài)a到b和a到c，氣體溫度的變化量相同，故內(nèi)能增加量ΔU相同，而a到c過程氣體不做功，即W＝0，而a到b過程體積膨脹，對外做功，W＜0，所以根據(jù)熱力學第一定律ΔU＝Q＋W可得，a到b過程吸熱更多，故Qab＞Qac，C項正確。 答案　C 5．如圖10－3－11所示，在豎直放置的圓柱容器內(nèi)，用活塞密封一部分氣體，活塞質(zhì)量為m，容器的橫截面積為S，活塞與容器壁間無摩擦，平衡時容器內(nèi)的密閉氣體的壓強為p，外界大氣壓恒為p0。當氣體從外界吸收熱量Q、活塞升高h后再次平衡(可認為氣體壓強恒為p不變)。則在此過程中密閉氣體增加的內(nèi)能等于 圖10－3－11 A．Q B．Q－mgh C．Q－mgh－p0Sh D．Q－mgh＋p0Sh 解析　氣體前后兩個狀態(tài)用1和2表示，對應(yīng)內(nèi)能為U1和U2，當氣體從狀態(tài)1變化到狀態(tài)2時，能流圖如圖所示，從能流圖可以看出：ΔU＝Q－W＝Q－mgh－p0Sh。 答案　C 二、非選擇題(共20分) 6．(10分)如圖10－3－12所示的圓柱形容器內(nèi)用活塞密封一定質(zhì)量的理想氣體，容器橫截面積為S，活塞質(zhì)量為m，大氣壓強為p0，重力加速度為g，活塞處于靜止狀態(tài)，現(xiàn)對容器緩緩加熱使容器內(nèi)的氣體溫度升高t ℃，活塞無摩擦地緩慢向上移動了h，在此過程中氣體吸收的熱量為Q，問： 圖10－3－12 (1)被密封的氣體對外界做了多少功？ (2)被密封的氣體內(nèi)能變化了多少？ 解析　(1)活塞緩慢上移，氣體推動活塞的力F＝mg＋p0S，則氣體對外界做功W＝(mg＋p0S)h。 (2)由熱力學第一定律得W＋Q＝ΔU，其中因為是氣體對外界做功，功代入負值運算，得到ΔU＝－(p0S＋mg)h＋Q。 答案　(1)(p0S＋mg)h　(2)－(p0S＋mg)h＋Q 7．(10分)一定質(zhì)量的氣體，在從一個狀態(tài)變化到另一個狀態(tài)的過程中，吸收熱量280 J，并對外做功120 J，試問： (1)這些氣體的內(nèi)能發(fā)生了怎樣的變化？ (2)如果這些氣體又返回原來的狀態(tài)，并放出了240 J熱量，那么在返回的過程中是氣體對外界做功，還是外界對氣體做功？做功多少？ 解析　(1)由熱力學第一定律可得 ΔU＝W＋Q＝－120 J＋280 J＝160 J，即氣體內(nèi)能增加了160 J。 (2)由于氣體的內(nèi)能僅與狀態(tài)有關(guān)，所以氣體從②狀態(tài)回到①狀態(tài)過程中內(nèi)能的變化應(yīng)等于從①狀態(tài)到②狀 態(tài)過程中內(nèi)能的變化，則從②狀態(tài)到①狀態(tài)的內(nèi)能應(yīng)減少160 J，即 ΔU′＝－160 J，又Q′＝－240 J，根據(jù)熱力學第一定律得：ΔU′＝W′＋Q′ 所以W′＝ΔU′－Q′＝－160 J－(－240 J)＝80 J 即外界對氣體做功80 J。 答案　(1)增加了160 J　(2)外界對氣體做功　80 J