2017-2018學(xué)年高中創(chuàng)新設(shè)計物理粵教版選修3-3：3-2+3熱力學(xué)第一定律能量守恒定律題組訓(xùn)練

1、第二節(jié)熱力學(xué)第一定律第三節(jié)能量守恒定律(時間： 60 分鐘 )題組一熱力學(xué)第一定律的應(yīng)用1關(guān)于物體內(nèi)能的變化情況，下列說法中正確的是()A吸熱的物體，其內(nèi)能一定增加B體積膨脹的物體，其內(nèi)能一定減少C放熱的物體，其內(nèi)能也可能增加D絕熱壓縮的物體，其內(nèi)能一定增加答案CD解析做功和傳熱都可以改變物體的內(nèi)能，不能依據(jù)一種方式的變化就判斷內(nèi)能的變化2(雙選 )下列過程可能發(fā)生的是()A物體吸收熱量，對外做功，同時內(nèi)能增加B物體吸收熱量，對外做功，同時內(nèi)能減少C外界對物體做功，同時物體吸熱，內(nèi)能減少D物體對外做功，同時物體放熱，內(nèi)能增加答案AB解析當物體吸收的熱量多于對外做的功時，物體的內(nèi)能就增加，A 正

2、確；當物體吸收的熱量少于對外做的功時，物體的內(nèi)能就減少，B 正確；外界對物體做功，同時物體吸熱，則物體的內(nèi)能必增加，C 錯誤；物體對外做功，同時物體放熱，則物體的內(nèi)能必減少，D 錯誤3如圖 32、35 所示是密閉的氣缸，外力推動活塞P 壓縮氣體，對缸內(nèi)氣體做功 800 J，同時氣體向外界放熱200 J，缸內(nèi)氣體的()圖 32、35A溫度升高，內(nèi)能增加600 J第 1頁B溫度升高，內(nèi)能減少200 JC溫度降低，內(nèi)能增加600 JD溫度降低，內(nèi)能減少200 J答案A解析對一定質(zhì)量的氣體，由熱力學(xué)第一定律UWQ 可知，U 800 J (200 J)600 J， U 為正表示內(nèi)能增加了 600 J，對

3、氣體來說，分子間距較大，分子勢能為零，內(nèi)能等于所有分子動能的和，內(nèi)能增加，氣體分子的平均動能增加，溫度升高，選項A 正確4小明同學(xué)將喝空的飲料瓶遺留在車內(nèi)，當夜晚來臨，車內(nèi)溫度降低時，密閉在瓶內(nèi)的氣體 (可視為理想氣體 )將()A內(nèi)能增大，放出熱量B內(nèi)能增大，吸收熱量C內(nèi)能減小，放出熱量D內(nèi)能減小，吸收熱量答案C解析一定質(zhì)量的理想氣體的內(nèi)能由溫度決定，當溫度降低時，內(nèi)能減少，U0，由于體積不變， W0，由熱力學(xué)第一定律U WQ 可得 Q 0，故氣體放熱，正確答案為C 項5給旱區(qū)送水的消防車停于水平地面，在緩慢放水過程中，若車胎不漏氣，胎內(nèi)氣體溫度不變，不計分子間勢能，則胎內(nèi)氣體()A從外界吸熱

4、B對外界做負功C分子平均動能減小D內(nèi)能增加答案A解析胎內(nèi)氣體經(jīng)歷了一個溫度不變、壓強減小、體積增大的過程溫度不變，分子平均動能和內(nèi)能不變體積增大氣體對外界做正功根據(jù)熱力學(xué)第第 2頁一定律氣體一定從外界吸熱6(雙選 )夏季烈日下的高速路面溫度很高，汽車行駛過程中輪胎與路面摩擦也產(chǎn)生大量的熱因此高速行駛的汽車容易爆胎而出現(xiàn)事故，釀成悲劇對車胎爆裂這一現(xiàn)象下列說法正確的是(假設(shè)升溫過程輪胎容積不變)()A車胎爆裂，是車胎內(nèi)氣體溫度升高，氣體分子間斥力急劇增大的結(jié)果B在爆裂前的過程中，氣體溫度升高，分子無規(guī)則熱運動加劇，氣體壓強增大C在車胎突然爆裂的瞬間，氣體內(nèi)能增加D在車胎突然爆裂的瞬間，氣體內(nèi)能減

5、少答案BD題組二能量轉(zhuǎn)化與守恒定律7(雙選 )一物體獲得一定初速度后，沿著一粗糙斜面上滑，在上滑過程中，物體和斜面組成的系統(tǒng)()A機械能守恒B總能量守恒C機械能和內(nèi)能增加D機械能減少，內(nèi)能增加答案BD解析物體沿斜面上滑的過程中，有摩擦力對物體做負功，所以物體的機械能減少，由能量轉(zhuǎn)化和守恒定律知， 內(nèi)能應(yīng)增加，能的總量不變8如圖 32、36 所示為沖擊擺實驗裝置， 一飛行子彈射入沙箱后與沙箱合為一體，共同擺起一定的高度， 則下面有關(guān)能量的轉(zhuǎn)化的說法中正確的是圖 32、36A子彈的動能轉(zhuǎn)變成沙箱和子彈的內(nèi)能B子彈的動能轉(zhuǎn)變成了沙箱和子彈的熱能C子彈的動能轉(zhuǎn)變成了沙箱和子彈的動能D子彈動能的一部分轉(zhuǎn)

6、變成沙箱和子彈的內(nèi)能，另一部分動能轉(zhuǎn)變成沙箱和子彈的機械能第 3頁答案D解析子彈在射入沙箱瞬間，要克服摩擦阻力做功，一部分動能轉(zhuǎn)變成沙箱和子彈的內(nèi)能，另一部分動能轉(zhuǎn)變成沙箱和子彈的機械能題組三氣體實驗定律與熱力學(xué)第一定律的結(jié)合9如圖 32、37 所示，某同學(xué)將空的薄金屬筒開口向下壓入水中設(shè)水溫均勻且恒定，筒內(nèi)空氣無泄漏，不計氣體分子間的相互作用，則被淹沒的金屬筒在緩緩下降過程中，筒內(nèi)空氣體積減小，空氣一定()圖 32、37A從外界吸熱B內(nèi)能增大C向外界放熱D內(nèi)能減小答案C解析本題考查氣體性質(zhì)和熱力學(xué)第一定律，由于不計氣體分子之間的相互作用，且整個過程緩慢進行，所以可看成溫度不變，即氣體內(nèi)能不變

7、，選項B、D 均錯；熱力學(xué)第一定律UWQ，因為在這個過程中氣體體積減小，外界對氣體做了功， 式中 W 取正號，U0，所以 Q 為負，即氣體向外放熱，故選項 A 錯、 C 對正確答案為C.10(雙選 )如圖 32、38 所示，一絕熱容器被隔板K 隔開成 a，b 兩部分已知 a 內(nèi)有一定量的稀薄氣體，b 內(nèi)為真空抽開隔板K 后， a 內(nèi)氣體進入 b，最終達到平衡狀態(tài)在此過程中()圖 32、38A氣體對外界做功，內(nèi)能減少B氣體不做功，內(nèi)能不變C氣體壓強變小，溫度降低D氣體壓強變小，溫度不變答案BD解析因 b 內(nèi)為真空，所以抽開隔板后， a 內(nèi)氣體可以 “自發(fā) ”進入 b，氣體第 4頁不做功，又因容器

8、絕熱，不與外界發(fā)生熱量傳遞，根據(jù)熱力學(xué)第一定律可以判斷其內(nèi)能不變，溫度不變，由玻意耳定律可知：氣體體積增大，壓強必然變小，綜上可判斷B、D 項正確11(雙選 )如圖 32、39 所示， a，b，c，d 表示一定質(zhì)量的理想氣體狀態(tài)變化過程中的四個狀態(tài)，圖中ad 平行于橫坐標軸， dc 平行于縱坐標軸， ab 的延長線過原點，以下說法正確的是()圖 32、39A從狀態(tài) d 到 c，氣體不吸熱也不放熱B從狀態(tài) c 到 b，氣體放熱C從狀態(tài) a 到 d，氣體對外做功D從狀態(tài) b 到 a，氣體放熱答案BC解析從狀態(tài) d 到 c，溫度不變，理想氣體內(nèi)能不變，但是由于壓強減小，所以體積增大，對外做功，還要保

9、持內(nèi)能不變，一定要吸收熱量，故A 錯；氣體從狀態(tài) c 到狀態(tài) b 是一個降壓、降溫過程，同時體積減小，外界對氣體做功，而氣體的內(nèi)能還要減小(降溫 )，就一定要伴隨放熱的過程，故B 對；氣體從狀態(tài) a 到狀態(tài) d 是一個等壓、升溫的過程，同時體積增大，所以氣體要對外做功， C 正確；氣體從狀態(tài)b 到狀態(tài) a 是個等容變化過程，隨壓強的增大，氣體的溫度升高，內(nèi)能增大，而在這個過程中氣體的體積沒有變化，就沒有做功，氣體內(nèi)能的增大是因為氣體吸熱的結(jié)果，故D 錯誤題組四綜合應(yīng)用12如圖 32、310 所示，一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A 先后經(jīng)過等壓、等容和等溫過程完成一個循環(huán)，A、B、C 狀態(tài)參量如圖所示

10、，氣體在狀態(tài)A 的溫度為 27 ，求：圖 32、310(1)氣體在狀態(tài) B 的溫度 TB；第 5頁(2)氣體從 ABC 狀態(tài)變化過程中與外界交換的總熱量Q.答案(1)600 K(2)2p0V0VAVB解析(1)A 到 B 的過程是等壓變化有 TA TB代入數(shù)據(jù)得 TB 600 K(327 )(2)根據(jù)熱力學(xué)第一定律有UQ W其中 W 2p0V0解得 Q2p0V0(吸熱 )13如圖 3 2、3 11 所示，導(dǎo)熱材料制成的截面積相等，長度均為45 cm 的氣缸 A、B 通過帶有閥門的管道連接 初始時閥門關(guān)閉， 厚度不計的光滑活塞C位于 B 內(nèi)左側(cè)，在 A 內(nèi)充滿壓強 pA 2.8 105 Pa 的

11、理想氣體， B 內(nèi)充滿壓強pB 1.4 105 Pa 的理想氣體，忽略連接氣缸的管道體積，室溫不變，現(xiàn)打開閥門，求：圖 32、311(1)平衡后活塞向右移動的距離和B 中氣體的壓強；(2)自打開閥門到平衡， B 內(nèi)氣體是吸熱還是放熱 (簡要說明理由 )答案(1)15 cm 2.1 105 Pa(2)放熱，答案見解析解析(1)活塞向右運動后，對A 氣體，有 pA x)SLS p(L對 B 氣體，有 pBLS p(L x)S得 x 15 cmp2.1105 Pa(2)活塞 C 向右移動，對 B 中氣體做功，而氣體做等溫變化，內(nèi)能不變，由熱力學(xué)第一定律可知B 內(nèi)氣體放熱14如圖 3 2、312 是用導(dǎo)熱性能良好的材料制成的氣體實驗裝置，開始時封閉的空氣柱長度為22 cm，現(xiàn)用豎直向下的外力F 壓縮氣體，使封閉的空氣第 6頁柱長度為 2 cm，人對活塞做功 100 J，大氣壓強為 p0 1 105 Pa，不計活塞的重力問：圖 32、312(1)若用足夠長的時間緩慢壓縮，求壓縮后氣體的壓強多大？(2)若以適當?shù)乃俣葔嚎s氣體，向外散失的熱量為20 J，則氣體的內(nèi)能增加多少？ (活塞的橫截面積S