粵教版選修33 熱力學(xué)第一定律 第1課時(shí) 作業(yè).docx

3.2熱力學(xué)第一定律1.對(duì)一定量的氣體，下列說(shuō)法中正確的是()a在體積緩慢地不斷增大的過(guò)程中，氣體一定對(duì)外界做功b在壓強(qiáng)不斷增大的過(guò)程中，外界對(duì)氣體一定做功c在體積不斷被壓縮的過(guò)程中，內(nèi)能一定增加d在與外界沒(méi)有發(fā)生熱量交換的過(guò)程中，內(nèi)能一定不變解析：只有當(dāng)氣體體積變化時(shí)，才存在做功，當(dāng)氣體膨脹時(shí)氣體對(duì)外界做功，當(dāng)氣體被壓縮時(shí)，外界對(duì)氣體做功，由此可知選項(xiàng)a正確，b錯(cuò)誤；由熱力學(xué)第一定律uwq可知，u、w、q相聯(lián)系，由此可知選項(xiàng)c、d錯(cuò)誤答案：a2關(guān)于物體的內(nèi)能及其變化，下列說(shuō)法中正確的是()a物體與外界發(fā)生熱傳遞，物體的內(nèi)能必定改變b物體對(duì)外做功，其內(nèi)能不一定改變；向物體傳遞熱量，其內(nèi)能也不一定改變c對(duì)物體做功，其內(nèi)能必定改變；物體向外傳遞一定熱量，其內(nèi)能一定改變d若物體與外界不發(fā)生熱交換，則物體的內(nèi)能必定不改變解析：由熱力學(xué)第一定律uqw可知，改變物體的內(nèi)能取決于q、w兩個(gè)因素，故選項(xiàng)b正確答案：b3一定質(zhì)量的理想氣體，從某一狀態(tài)開(kāi)始，經(jīng)過(guò)一系列變化后又回到開(kāi)始的狀態(tài)，用w1表示外界對(duì)氣體做的功，w2表示氣體對(duì)外界做的功，q1表示氣體吸收的熱量，q2表示氣體放出的熱量，則在整個(gè)過(guò)程中一定有()aq1q2w2w1 bq1q2cw1w2 dq1q2解析：因?yàn)樵摎怏w從某一狀態(tài)開(kāi)始，經(jīng)過(guò)一系列變化后又回到開(kāi)始的狀態(tài)，所以內(nèi)能沒(méi)有變化，u0，根據(jù)熱力學(xué)第一定律可得w1w2q1q2u0，q1q2w2w1，故選項(xiàng)a正確答案：a4絕熱過(guò)程中，外界壓縮氣體做功20 j，下列說(shuō)法中正確的是()a氣體內(nèi)能一定增加20 j b氣體內(nèi)能增加必定小于20 jc氣體內(nèi)能增加可能小于20 j d氣體內(nèi)能可能不變解析：絕熱過(guò)程中，做功的過(guò)程是能量轉(zhuǎn)化的過(guò)程，做了多少功，就有多少內(nèi)能發(fā)生了變化答案：a5一個(gè)透熱良好的汽缸，缸壁浸在盛水的容器中，迅速下壓活塞，壓縮中對(duì)氣體做了2 000 j的功，穩(wěn)定后使容器中2 kg的水溫度升高了0.2 ，假設(shè)盛水容器絕熱，問(wèn)壓縮前后氣體的內(nèi)能變化了多少？已知水的比熱容為4.2103 j/(kg)解析：水的內(nèi)能增加了u水mct24.21030.2 j1 680 j由于系統(tǒng)絕熱，所以氣體的內(nèi)能增加了u氣wu水320 j答案：增加了320 j6一定質(zhì)量的氣體經(jīng)歷一緩慢的絕熱膨脹過(guò)程，設(shè)氣體分子間的勢(shì)能可忽略，則在此過(guò)程中()a外界對(duì)氣體做功，氣體分子的平均動(dòng)能增加b外界對(duì)氣體做功，氣體分子的平均動(dòng)能減少c氣體對(duì)外界做功，氣體分子的平均動(dòng)能增加d氣體對(duì)外界做功，氣體分子的平均動(dòng)能減少解析：絕熱過(guò)程是指氣體膨脹過(guò)程未發(fā)生熱傳遞，膨脹過(guò)程氣體體積增大，外界對(duì)氣體做的功w0，由uu2u1w可知，u0，氣體內(nèi)能減少由于氣體分子間的勢(shì)能忽略，故氣體分子的平均動(dòng)能減少故d項(xiàng)正確答案：d7(1)若理想氣體在絕熱過(guò)程中對(duì)外做功，則氣體內(nèi)能怎樣變化？(2)若理想氣體在等容過(guò)程中吸收熱量，則氣體內(nèi)能怎樣變化？答案：(1)若理想氣體在絕熱過(guò)程中對(duì)外做功，則外界對(duì)系統(tǒng)做功w0，由uw得u0，則內(nèi)能一定減少(2)若理想氣體在等容過(guò)程中吸收熱量，則q0，由uq得u 0，則內(nèi)能一定增加8 分別以p、v、t表示氣體的壓強(qiáng)、體積、溫度一定質(zhì)量的理想氣體，其初始狀態(tài)表示為(p0、v0、t0)，若分別經(jīng)歷如下兩種變化過(guò)程：從(p0、v0、t0)變?yōu)?p1、v1、t1)的過(guò)程中，溫度保持不變(t1t0)；從(p0、v0、t0)變?yōu)?p2、v2、t2)的過(guò)程中，既不吸熱，也不放熱在上述兩種變化過(guò)程中，如果v1v2v0，則()ap1p2，t1t2 bp1p2，t1t2cp1p2，t1t2 dp0p2，t1t2解析：氣體狀態(tài)從(p0、v0、t0)變?yōu)?p2、v2、t2)的過(guò)程中，既不吸熱，也不放熱，則q0，由于v2v0，氣體膨脹對(duì)外做功，則w0，由熱力學(xué)第一定律可知，其內(nèi)能減少，則t0t2，由于t0t1，故t1t2；由理想氣體狀態(tài)方程，兩個(gè)變化過(guò)程分別滿足p0v0p1v1已知v1v2由聯(lián)立得：p2t0p1t2，因?yàn)閠0t2，所以p2p1，a選項(xiàng)正確答案：a題后反思：(1)理想氣體的內(nèi)能完全由溫度決定9.一定質(zhì)量的氣體吸收熱量，體積膨脹并對(duì)外做功，由此過(guò)程的末態(tài)與初態(tài)相比()a氣體內(nèi)能一定增加b氣體內(nèi)能一定減小c氣體內(nèi)能一定不變d氣體內(nèi)能是增是減不能確定解析：選d氣體吸收熱量q0，氣體對(duì)外做功w0，若|q|w|，根據(jù)熱力學(xué)第一定律知u0，內(nèi)能增加；若|q|w|，則u0，內(nèi)能減??；若|q|w|，則u0，內(nèi)能不變，故d對(duì)。10.如圖1所示，直立容器內(nèi)部有被隔板隔開(kāi)的a、b兩部分氣體，a的密度小，b的密度大，抽出隔板，加熱氣體使兩部分氣體均勻混合，設(shè)在此過(guò)程中氣體吸熱為q，氣體內(nèi)能增量為u，則()圖1auq buqcuq d無(wú)法比較解析：選ba、b兩部分氣體密度不同，混合后其重力勢(shì)能將發(fā)生變化，剛開(kāi)始時(shí)a、b氣體的合重心在中線下方，均勻混合后重心在中線上，重心上升了，所以氣體的重力勢(shì)能增加了，由能量守恒定律知，吸收的熱量一部分增加氣體的內(nèi)能，一部分增加重力勢(shì)能，即quep，所以qu，故b對(duì)。11.如圖2所示為沖擊擺實(shí)驗(yàn)裝置，一水平飛行的子彈射入沙箱后與沙箱合為一體，共同擺起一定高度，在此過(guò)程中有關(guān)能量轉(zhuǎn)化的說(shuō)法中正確的是()圖2a子彈的動(dòng)能轉(zhuǎn)變成沙箱和子彈的內(nèi)能b子彈的動(dòng)能轉(zhuǎn)變成沙箱和子彈的重力勢(shì)能c子彈的動(dòng)能轉(zhuǎn)變成沙箱和子彈的動(dòng)能d子彈的動(dòng)能一部分轉(zhuǎn)變成沙箱和子彈的內(nèi)能，另一部分轉(zhuǎn)變?yōu)樯诚浜妥訌椀臋C(jī)械能解析：選d子彈在射入沙箱瞬間，要克服摩擦阻力做功，有一部分動(dòng)能轉(zhuǎn)變成沙箱和子彈的內(nèi)能，一部分動(dòng)能變成沙箱和子彈的機(jī)械能，故d正確。12. (多選)圖3為某同學(xué)設(shè)計(jì)的噴水裝置，內(nèi)部裝有2 l水，上部密封1 atm的空氣0.5 l，保持閥門關(guān)閉，再充入1 atm的空氣0.1 l，設(shè)在所有過(guò)程中空氣可看作理想氣體，且溫度不變，下列說(shuō)法正確的有()圖3a充氣后，密封氣體壓強(qiáng)增加b充氣后，密封氣體的分子平均動(dòng)能增加c打開(kāi)閥門后，密封氣體對(duì)外界做正功d打開(kāi)閥門后，不再充氣也能把水噴光解析：選ac溫度不變，分子平均動(dòng)能不變，充氣后由于氣體的質(zhì)量增大，溫度、體積基本不變，氣體的壓強(qiáng)增大，選項(xiàng)a對(duì)、b錯(cuò)；打開(kāi)閥門后，水減少，氣體膨脹，密封氣體對(duì)水做正功，選項(xiàng)c對(duì)；如果水全排出，氣體壓強(qiáng)為p3，p3(20.5)p1(0.50.1)得p30.24p1p1，故不再充氣不能把水噴光，選項(xiàng)d錯(cuò)。13如圖4所示，一定質(zhì)量的理想氣