課后作業(yè)2一熱力學第一定律(2019人教版選擇性必修第三冊)

課后作業(yè)(二)熱力學第一定律1．關于內能的變化，以下說法正確的是()A．物體吸收熱量，內能一定增大B．物體對外做功，內能一定減少C．物體吸收熱量，同時對外做功，內能可能不變D．物體放出熱量，同時對外做功，內能可能不變解析根據熱力學第一定律，ΔU＝W＋Q，物體內能的變化與做功及熱傳遞兩個因素均有關，物體吸收熱量，內能也不一定增大，因為物體可能同時對外做功，故內能有可能不變或減少，A錯；物體對外做功，還有可能吸收熱量、內能可能不變或增大，B錯、C正確；放出熱量，同時對外做功，內能一定減少，D錯誤．答案C2．關于物體內能的變化情況，下列說法中正確的是()A．吸熱的物體，其內能一定增加B．體積膨脹的物體，其內能一定減少C．放熱的物體，其內能也可能增加D．絕熱壓縮的物體，其內能一定增加解析做功和傳熱都可以改變物體的內能，不能依據一種方式的變化就判斷內能的變化．答案CD3．下列過程可能發(fā)生的是()A．物體吸收熱量，對外做功，同時內能增加B．物體吸收熱量，對外做功，同時內能減少C．外界對物體做功，同時物體吸熱，內能減少D．外界對物體做功，同時物體放熱，內能增加解析當物體吸收的熱量多于對外做的功時，物體的內能就增加，A正確；當物體吸收的熱量少于對外做的功時，物體的內能就減少，B正確；外界對物體做功，同時物體吸熱，則物體的內能必增加，C錯誤；當物體放出的熱量少于外界對物體做的功時，物體的內能增加，D正確．答案ABD4．如圖所示是密閉的汽缸，外力推動活塞P壓縮氣體，對缸內氣體做功800J，同時氣體向外界放熱200J，缸內氣體的()A．溫度升高，內能增加600JB．溫度升高，內能減少200JC．溫度降低，內能增加600JD．溫度降低，內能減少200J解析對一定質量的氣體，由熱力學第一定律ΔU＝W＋Q可知，ΔU＝800J＋(－200J)＝600J，ΔU為正表示內能增加了600J，對氣體來說，分子間距較大，分子勢能為零，內能等于所有分子動能的和，內能增加，氣體分子的平均動能增加，溫度升高，選項A正確．答案A5．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，胎內氣體溫度不變，不計分子間勢能，則胎內氣體()A．從外界吸熱 B．對外界做負功C．分子平均動能減小 D．內能增加解析胎內氣體經歷了一個溫度不變、壓強減小、體積增大的過程．溫度不變，分子平均動能和內能不變．體積增大，氣體對外界做正功．根據熱力學第一定律氣體一定從外界吸熱．答案A6．如圖所示，某同學將空的薄金屬筒開口向下壓入水中．設水溫均勻且恒定，筒內空氣無泄漏，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，筒內空氣體積減小，空氣一定()A．從外界吸熱 B．內能增大C．向外界放熱 D．內能減小解析本題考查氣體性質和熱力學第一定律，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，即氣體內能不變，選項B、D均錯；熱力學第一定律ΔU＝W＋Q，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，ΔU＝0，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.答案C7．如圖所示，一絕熱容器被隔板K隔開成a、b兩部分．已知a內有一定量的稀薄氣體，b內為真空．抽開隔板K后，a內氣體進入b，最終達到平衡狀態(tài)．在此過程中()A．氣體對外界做功，內能減少B．氣體不做功，內能不變C．氣體壓強變小，溫度降低D．氣體壓強變小，溫度不變答案BD8．如圖所示，a，b，c，d表示一定質量的理想氣體狀態(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()A．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，氣體吸熱解析從狀態(tài)d到c，溫度不變，理想氣體內能不變，但是由于壓強減小，所以體積增大，對外做功，還要保持內能不變，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，氣體內能的增大是因為氣體吸熱的結果，故D對．答案BCD9．如圖為某種椅子與其升降部分的結構示意圖，M、N兩筒間密閉了一定質量的氣體，M可沿N的內壁上下滑動，設筒內氣體不與外界發(fā)生熱交換，在M向下滑動的過程中()A．外界對氣體做功，氣體內能增大B．外界對氣體做功，氣體內能減小C．氣體對外界做功，氣體內能增大D．氣體對外界做功，氣體內能減小解析本題考查了熱力學第一定律，理解做功和熱傳遞可以改變物體的內能。筒內氣體不與外界發(fā)生熱交換，M向下滑的過程中，外界對氣體做功，由熱力學第一定律可知氣體內能增大，A正確。答案A10．一定量的理想氣體在某一過程中，從外界吸收熱量2.5×104J，氣體對外界做功1.0×104J，則該理想氣體的()A．溫度降低，密度增大 B．溫度降低，密度減小C．溫度升高，密度增大 D．溫度升高，密度減小解析由熱力學第一定律ΔU＝W＋Q，Q＝2.5×104J，W＝－1.0×104J可知ΔU大于零，氣體內能增加，溫度升高，A、B錯；氣體對外做功，體積增大，密度減小，C錯，D對。答案D11．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，胎內氣體溫度不變，不計分子間勢能，則胎內氣體()A．從外界吸熱 B．對外界做負功C．分子平均動能減小 D．內能增加解析緩慢放水過程中，胎內氣體壓強減小，氣體膨脹對外界做正功，選項B錯；胎內氣體溫度不變，故分子平均動能不變，選項C錯；由于不計分子間勢能，氣體內能只與溫度有關，溫度不變，內能不變，選項D錯；由ΔU＝W＋Q知ΔU＝0，W<0，故Q>0，氣體從外界吸熱，選項A正確。答案A12．如圖所示容器中，A，B各有一個可自由移動的輕活塞，活塞下是水，上為空氣，大氣壓恒定。A、B底部由帶有閥門K的管道相連，整個裝置與外界絕熱。原先A中水面比B中高，打開閥門，使A中的水逐漸向B中流，最后達到平衡。在這個過程中，下面說法正確的是()A．大氣壓力對水做功，水的內能增加B．水克服大氣壓力做功，水的內能減少C．大氣壓力對水不做功，水的內能不變D．大氣壓力對水不做功，水的內能增加解析由W＝P·S·Δh＝P·ΔV可知大氣壓力對A、B兩管中水做功代數(shù)和為零，但由于水的重心下降，重力勢能減小，由能量守恒定律可知水的內能增加，D對。答案D13.如圖所示，活塞將一定質量的氣體封閉在直立圓筒形導熱的氣缸中，活塞上堆放細沙，活塞處于靜止，現(xiàn)逐漸取走細沙，使活塞緩慢上升，直到細沙全部取走。若活塞與氣缸之間的摩擦可忽略，則在此過程中()A．氣體對外做功，氣體溫度可能不變B．氣體對外做功，內能一定減少C．氣體壓強減小，內能可能不變D．氣體從外界吸熱，內能一定增加解析由于氣缸為導熱的，則可與外界進行熱交換，細沙減少時，氣體膨脹對外做功，可能由于與外界進行熱交換吸熱使內能不變。答案AC14.如圖所示，倒懸的導熱汽缸中封閉著一定質量的理想氣體，輕質活塞可無摩擦地上下移動，活塞的橫截面積為S，活塞的下面吊著一個重為G的物體，大氣壓強恒為p0，起初環(huán)境的熱力學溫度為T0時，活塞到汽缸底面的距離為L.當環(huán)境溫度逐漸升高，導致活塞緩慢下降，該過程中活塞下降了0.1L，汽缸中的氣體吸收的熱量為Q.求：(1)汽缸內部氣體內能的增量ΔU；(2)最終的環(huán)境溫度T.解析(1)密封氣體的壓強p＝p0－(G/S)密封氣體對外做功W＝pS×0.1L由熱力學第一定律ΔU＝Q－W得ΔU＝Q－0.1p0SL＋0.1LG(2)該過程是等壓變化，由蓋—呂薩克定律有eq\f(LS,T0)＝eq\f(L＋0.1LS,T)解得T＝1.1T0答案(1)Q－0.1p0SL＋0.1LG(2)1.1T015．如圖所示，兩個截面積都為S的圓柱形容器，右邊容器高為H，上端封閉，左邊容器上端是一個可以在容器內無摩擦滑動的質量為M的活塞．兩容器由裝有閥門的極細管道相連，容器、活塞和細管都是絕熱的．開始時閥門關閉，左邊容器中裝有理想氣體，平衡時活塞到容器底的距離為H，右邊容器內為真空．現(xiàn)將閥門緩慢打開，活塞便緩慢下降，直至系統(tǒng)達到新的平衡，此時理想氣體的溫度增加為原來的1.4倍，已知外界大氣壓強為p0，求此過程中氣體內能的增加量．解析理想氣體發(fā)生等壓變化．設封閉氣體壓強為p，分析活塞受力有pS＝Mg＋p0S設氣體初態(tài)溫度為T，活塞下降的高度為x，系統(tǒng)達到新平衡，由蓋—呂薩克定律eq\f(HS,T)＝eq\f(H－x＋HS,1.4T)解得x＝eq\f(3,5)H又因系統(tǒng)絕熱，即Q＝0外界對氣體做功為W＝pSx根據熱力學第一定律ΔU＝Q＋W所以ΔU＝eq\f(3,5)(Mg＋p0S)H答案eq\f(3,5)(Mg＋p0S)H16．如圖所示，一定質量的理想氣體從狀態(tài)A先后經過等壓、等容和等溫過程完成一個循環(huán)，A、B