新教材同步系列2024春高中物理第三章熱力學(xué)定律第一節(jié)熱力學(xué)第一定律課后提升訓(xùn)練粵教版選擇性必修第三冊(cè)

第三章第一節(jié)A組·基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)1．關(guān)于熱傳遞，下列說法中正確的是()A．熱傳遞的實(shí)質(zhì)是溫度的傳遞B．物體間存在著溫度差，才能發(fā)生熱傳遞C．熱傳遞可以在任何狀況下進(jìn)行D．物體內(nèi)能發(fā)生變更，確定是吸取或放出了熱量【答案】B【解析】熱傳遞的實(shí)質(zhì)是物體間內(nèi)能的轉(zhuǎn)移，故A錯(cuò)誤．熱傳遞的條件是物體間存在溫度差，高溫物體放出熱量，低溫物體吸取熱量，若兩物體溫度相同，它們之間便不再發(fā)生熱傳遞，即達(dá)到了熱平衡，故B正確，C錯(cuò)誤．物體吸取或放出熱量，內(nèi)能會(huì)發(fā)生變更，但內(nèi)能變更不愿定是熱傳遞引起的，還可以通過做功的方式實(shí)現(xiàn)，故D錯(cuò)誤．2．出租車常以自然氣作為燃料，加氣站儲(chǔ)氣罐中自然氣的溫度隨氣溫上升的過程中，若儲(chǔ)氣罐內(nèi)氣體體積及質(zhì)量均不變，則罐內(nèi)氣體(可視為志向氣體)()A．壓強(qiáng)增大，內(nèi)能減小B．吸取熱量，內(nèi)能增大C．壓強(qiáng)減小，分子平均動(dòng)能增大D．對(duì)外做功，分子平均動(dòng)能減小【答案】B【解析】質(zhì)量確定的氣體，體積不變溫度上升，則壓強(qiáng)增大，內(nèi)能增大，A、C錯(cuò)誤；體積不變的氣體不做功，內(nèi)能增大則須要吸取熱量，B正確，D錯(cuò)誤．3．(多選)下列現(xiàn)象中，哪些是通過熱傳遞的方式變更物體內(nèi)能的()A．打開電燈開關(guān)，燈絲的溫度上升，內(nèi)能增加B．夏天喝冰鎮(zhèn)汽水來解暑C．冬天搓搓手，會(huì)感覺到手變得溫煦起來D．太陽能熱水器在陽光照耀下，水的溫度漸漸上升【答案】BD【解析】A是電流做功變更內(nèi)能的，不是熱傳遞；B是汽水與人體間有溫度差，汽水吸熱造成的，它屬于熱傳遞；C是摩擦做功變更內(nèi)能的，也不屬于熱傳遞；D是太陽給熱水器傳熱，通過熱傳遞的方法變更物體內(nèi)能的，故B、D正確．4．如圖所示，在紫銅管內(nèi)滴入乙醚，蓋緊管塞．用手拉住繩子兩端快速往復(fù)拉動(dòng)，管塞會(huì)被沖開．管塞被沖開前()A．外界對(duì)管內(nèi)氣體做功，氣體內(nèi)能增大B．管內(nèi)氣體對(duì)外界做功，氣體內(nèi)能減小C．管內(nèi)氣體內(nèi)能不變，壓強(qiáng)變大D．管內(nèi)氣體內(nèi)能增大，壓強(qiáng)變大【答案】D【解析】克服繩與金屬管間的摩擦做功，使管壁內(nèi)能增大，溫度上升．通過熱傳遞，乙醚的內(nèi)能增大，溫度上升，直至沸騰，管塞會(huì)被沖開．管塞被沖開前管內(nèi)氣體內(nèi)能增大，壓強(qiáng)變大，D正確．5．(多選)(2024年中山聯(lián)考)自熱鍋因其便于加熱和便利攜帶，越來越受到戶外驢友的歡迎．自熱鍋內(nèi)有一個(gè)發(fā)熱包，遇水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生大量熱能，不須要明火，溫度可超過100℃，能在15分鐘內(nèi)快速加熱食品．自熱鍋的蓋子上有一個(gè)透氣孔，假如透氣孔堵塞，簡(jiǎn)潔造成小型爆炸．對(duì)于這種現(xiàn)象下列說法正確的是()A．自熱鍋爆炸前，鍋內(nèi)氣體溫度上升B．自熱鍋爆炸前，鍋內(nèi)氣體內(nèi)能增加C．自熱鍋爆炸時(shí)，鍋內(nèi)氣體溫度降低D．自熱鍋爆炸時(shí)，鍋內(nèi)氣體內(nèi)能增加【答案】ABC【解析】自熱鍋內(nèi)有一個(gè)發(fā)熱包，遇水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生大量熱能，可知自熱鍋爆炸前，鍋內(nèi)氣體溫度上升，鍋內(nèi)氣體內(nèi)能增加，A正確；自熱鍋爆炸時(shí)，由于時(shí)間極短，鍋內(nèi)氣體對(duì)外做功，且來不及與外界發(fā)生熱傳遞，依據(jù)熱力學(xué)第確定律可知，鍋內(nèi)氣體內(nèi)能減小，鍋內(nèi)氣體溫度降低，C正確，D錯(cuò)誤．6．(2024年廣州階段檢測(cè))如圖，用隔板將一絕熱汽缸分成兩部分，隔板左側(cè)充有志向氣體，隔板右側(cè)與絕熱活塞之間是真空．現(xiàn)將隔板抽開，氣體會(huì)自發(fā)擴(kuò)散至整個(gè)汽缸．待氣體達(dá)到穩(wěn)定后，緩慢推壓活塞，將氣體壓回到原來的體積．假設(shè)整個(gè)系統(tǒng)不漏氣．下列說法錯(cuò)誤的是()A．氣體自發(fā)擴(kuò)散前后內(nèi)能相同B．氣體在被壓縮的過程中內(nèi)能增大C．氣體在自發(fā)擴(kuò)散過程中，氣體對(duì)外界不做功D．氣體在被壓縮的過程中，氣體對(duì)外界做功【答案】D【解析】抽開隔板時(shí)，由于右方是真空，氣體做自由擴(kuò)散，氣體沒有對(duì)外做功，又沒有熱傳遞，則依據(jù)ΔU＝Q＋W可知，氣體的內(nèi)能不變，A、C正確，不符合題意；氣體被壓縮的過程中，外界對(duì)氣體做功，又沒有熱傳遞，依據(jù)ΔU＝Q＋W可知，氣體內(nèi)能增大，B正確，不符合題意，D錯(cuò)誤，符合題意．7．(2024年宜春期末)飄在空氣中的氫氣球，在緩慢上升變大的過程中，不考慮氣溫的變更，以下說法正確的是()A．外界對(duì)氣體做功，同時(shí)向外界放出熱量B．球內(nèi)氣體對(duì)外做功，同時(shí)向外界放出熱量C．球內(nèi)氣體對(duì)外做功，同時(shí)從外界吸取熱量D．球內(nèi)氣體壓強(qiáng)增大【答案】C【解析】氫氣球緩慢上升，體積變大，則泡內(nèi)氣體對(duì)外做功，溫度不變，則內(nèi)能不變，則氣體同時(shí)從外界吸取熱量，C正確，A、B錯(cuò)誤．氫氣球的體積變大，溫度不變，則壓強(qiáng)減小，D錯(cuò)誤．B組·實(shí)力提升8．如圖所示，活塞將汽缸分成甲、乙兩氣室，汽缸、活塞(連同拉桿)是絕熱的，且不漏氣．用E甲、E乙分別表示甲、乙兩氣室中氣體的內(nèi)能，則在將拉桿緩慢向左拉的過程中，下列說法正確的是()A．E甲不變，E乙減小 B．E甲不變，E乙增大C．E甲增大，E乙不變 D．E甲增大，E乙減小【答案】D【解析】本題解題的關(guān)鍵是明確甲、乙兩氣室氣體都閱歷絕熱過程，內(nèi)能的變更取決于做功的狀況．對(duì)于甲室內(nèi)的氣體，在拉桿緩慢向左拉的過程中，活塞左移，壓縮氣體，外界對(duì)甲室氣體做功，其內(nèi)能應(yīng)增大；對(duì)乙室內(nèi)的氣體，活塞左移，氣體膨脹，氣體對(duì)外界做功，內(nèi)能應(yīng)減小，D正確．9．如圖所示，確定質(zhì)量的志向氣體，由狀態(tài)a到達(dá)狀態(tài)b或者狀態(tài)c；設(shè)氣體在狀態(tài)b和狀態(tài)c的溫度分別為Tb和Tc，在過程ab和ac中吸取的熱量分別為Qab和Qac，則()A．Tb>Tc，Qab>Qac B．Tb＝Tc，Qab>QacC．Tb>Tc，Qab<Qac D．Tb＝Tc，Qab<Qac【答案】B【解析】因?yàn)閜bVb＝pcVc，故Tb＝Tc，所以ac和ab兩個(gè)過程的內(nèi)能變更量相同；而ac過程是個(gè)等容過程，做功是零，故Qac＝ΔU，又因?yàn)閍b過程是個(gè)等壓過程，體積增大，故氣體對(duì)外做功，故Qab＝ΔU＋W，所以Qab>Qac，B正確．10．如圖為某種椅子與其升降部分的結(jié)構(gòu)示意圖，M、N兩筒間密閉了確定質(zhì)量的氣體，M可沿N的內(nèi)壁上下滑動(dòng)，設(shè)筒內(nèi)氣體不與外界發(fā)生熱交換，在M向下滑動(dòng)的過程中()A．外界對(duì)氣體做功，氣體內(nèi)能增大B．外界對(duì)氣體做功，氣體內(nèi)能減小C．氣體對(duì)外界做功，氣體內(nèi)能增大D．氣體對(duì)外界做功，氣體內(nèi)能減小【答案】A【解析】本題考查了熱力學(xué)第確定律，理解做功和熱傳遞可以變更物體的內(nèi)能．筒內(nèi)氣體不與外界發(fā)生熱交換，M向下滑動(dòng)的過程中，外界對(duì)氣體做功，由熱力學(xué)第確定律可知?dú)怏w內(nèi)能增大，A正確．11．(多選)如圖，一開口向上的導(dǎo)熱汽缸內(nèi)，用活塞封閉了確定質(zhì)量的志向氣體，活塞與汽缸壁間無摩擦．現(xiàn)用外力作用在活塞上，使其緩慢上升．環(huán)境溫度保持不變，大氣壓不變，系統(tǒng)始終處于平衡狀態(tài)．在活塞上升過程中()A．氣體體積漸漸增大，內(nèi)能增加B．氣體壓強(qiáng)漸漸減小，內(nèi)能不變C．氣體壓強(qiáng)漸漸增大，放出熱量D．氣體對(duì)外界做功，吸取熱量【答案】BD【解析】活塞上升，體積漸漸增大，志向氣體的內(nèi)能與溫度相關(guān)聯(lián)，溫度保持不變，則內(nèi)能不變，A錯(cuò)誤；依據(jù)志向氣體狀態(tài)方程eq\f(pV,T)＝c，可知體積增大，溫度不變，故壓強(qiáng)減小；因?yàn)闇囟炔蛔?，?nèi)能不變，體積增大，氣體對(duì)外界做功，依據(jù)熱力學(xué)第確定律ΔU＝W＋Q，可知系統(tǒng)吸熱，B、D正確，C錯(cuò)誤．12．(2024年北京期末)確定質(zhì)量的志向氣體從狀態(tài)A經(jīng)過狀態(tài)B變更到狀態(tài)C，其V－T圖像如圖所示．下列說法正確的是()A．A→B的過程中，氣體的壓強(qiáng)確定變大B．A→B的過程中，氣體分子的平均動(dòng)能變大C．B→C的過程中，氣體內(nèi)能確定增加D．B→C的過程中，氣體確定放出熱量【答案】D【解析】A→B的過程中，溫度不變、體積變大，據(jù)eq\f(pV,T)＝c可知，氣體的壓強(qiáng)確定變小，A錯(cuò)誤；A→B的過程中，氣體溫度不變，分子的平均動(dòng)能不變，B錯(cuò)誤；由志向氣體狀態(tài)方程可得V＝eq\f(c,p)，B→C的過程中，圖線為過原點(diǎn)的傾斜直線，氣體壓強(qiáng)不變，溫度降低、體積變小，氣體內(nèi)能確定削減，體積變小外界對(duì)氣體做功，據(jù)熱力學(xué)第確定律可知，氣體確定放出熱量，C錯(cuò)誤，D正確．13．(2024年武漢階段檢測(cè))如圖所示，內(nèi)壁光滑的足夠長(zhǎng)導(dǎo)熱汽缸豎直懸掛在天花板下，汽缸內(nèi)封閉確定質(zhì)量的志向氣體．活塞質(zhì)量m＝4kg，活塞橫截面積S＝20cm2.活塞初始狀態(tài)位于離底部高度h1＝6cm處．假設(shè)外界空氣熱力學(xué)溫度恒為T0＝300K，大氣壓強(qiáng)p0＝1×105Pa，g＝10m/s2.求：(1)若用外力將活塞緩慢下拉2cm，求此時(shí)汽缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)；(2)若對(duì)汽缸內(nèi)氣體緩慢加熱，當(dāng)溫度升到T＝400K時(shí)，氣體吸取了30J的熱量，求此過程中氣體內(nèi)能的增加量．解：(1)依據(jù)題意，對(duì)活塞初狀態(tài)受力分析，由平衡條件有mg＋p1S＝p0S，解得p1＝0.8×105Pa，由玻意耳定律有p1h1S＝p2(h1＋Δh)S，解得p2＝6×104Pa.(2)依據(jù)題意可知，該過程是等壓變更，由蓋－呂薩克定律有eq\f(h1S,T0)＝eq\f(h2S,T)，解得h2＝8cm.外界對(duì)氣體做功W＝－p1(h2－h(huán)1)S＝－3.2J．由熱力學(xué)第確定律有ΔU＝W＋Q，解得ΔU＝26.8J.14．在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，水在沸騰時(shí)，1g的水由液態(tài)變成同溫度的水汽，其體積由1.043cm3變?yōu)?676cm3.已知水的汽化熱為2263.8J/g.求：(1)體積膨脹時(shí)氣體對(duì)外界做的功W；(2)氣體吸取的熱量Q；(3)氣體增加的內(nèi)能ΔU.解：取1g水為