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高中物理 第三章 熱力學(xué)基礎(chǔ) 第二節(jié) 熱力學(xué)第一定律 第三節(jié) 能量守恒定律分層訓(xùn)練 粵教版選修33

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1、 第二節(jié) 熱力學(xué)第一定律 第三節(jié) 能量守恒定律 [A級(jí) 抓基礎(chǔ)] 1.下列說(shuō)法正確的是(  ) A.在等容過(guò)程中,氣體可以對(duì)外界做功 B.外界對(duì)物體做功,物體的內(nèi)能一定增加 C.氣體放出熱量,氣體的內(nèi)能可能增加 D.絕熱過(guò)程中外界對(duì)氣體做功,氣體的內(nèi)能可能減小 解析:在等容過(guò)程中,氣體的體積不變,不對(duì)外界做功,A錯(cuò);做功和熱傳遞單方面不能確定物體的內(nèi)能是增加還是減小,故B錯(cuò)C對(duì);絕熱過(guò)程中外界對(duì)氣體做功,氣體的內(nèi)能一定增加,D錯(cuò). 答案:C 2.在一個(gè)與外界沒(méi)有熱交換的房間內(nèi)打開(kāi)冰箱門,冰箱正常工作,過(guò)一段時(shí)間房間內(nèi)的溫度將(  ) A.降低       B.升

2、高 C.不變 D.無(wú)法確定 解析:取房間內(nèi)氣體及電冰箱(有散熱裝置)為系統(tǒng),外界消耗電能,對(duì)系統(tǒng)做功,系統(tǒng)總內(nèi)能增加. 答案:B 3.(多選)一定質(zhì)量的理想氣體,如果體積膨脹,同時(shí)吸收熱量,下列關(guān)于該氣體內(nèi)能變化的說(shuō)法中正確的是(  ) A.如果氣體對(duì)外做的功大于吸收的熱量,氣體內(nèi)能將減少 B.如果氣體對(duì)外做的功小于吸收的熱量,氣體內(nèi)能將減少 C.如果氣體對(duì)外做的功等于吸收的熱量,氣體內(nèi)能將不變 D.如果氣體對(duì)外做的功等于吸收的熱量,氣體內(nèi)能可能改變 解析:體積膨脹,則氣體的壓力一定對(duì)外做功.W<0,吸收熱量Q>0,所以氣體內(nèi)能的變化要比較二者的大小關(guān)系,由W+Q=ΔU可

3、知A、C正確. 答案:AC 4.對(duì)于一個(gè)大氣壓下100 ℃的水變成100 ℃的水蒸氣的過(guò)程中,下列說(shuō)法正確的是(  ) A.水的內(nèi)能增加,對(duì)外界做功,一定是吸熱 B.水的內(nèi)能不變,對(duì)外界做功,從外界吸熱 C.水的內(nèi)能減少,對(duì)外界不做功,向外界放熱 D.水的內(nèi)能增加,對(duì)外界做功,向外界放熱 解析:水變成水蒸氣的過(guò)程是吸熱的過(guò)程,又因氣體膨脹對(duì)外界做功,分子間距增大,分子勢(shì)能增加,由此判斷可知A對(duì). 答案:A 5.下列說(shuō)法正確的是(  ) A.物體放出熱量,其內(nèi)能一定減小 B.物體對(duì)外做功,其內(nèi)能一定減小 C.物體吸收熱量,同時(shí)對(duì)外做功,其內(nèi)能可能增加 D.物體放出熱量,

4、同時(shí)對(duì)外做功,其內(nèi)能可能不變 解析:由熱力學(xué)第一定律ΔU=W+Q知做功和熱傳遞是改變內(nèi)能的兩方式則A、B錯(cuò)誤;物體放出熱量,Q<0,同時(shí)對(duì)外做功,W<0,則ΔU<0,故內(nèi)能一定減少,故D錯(cuò)誤;物體吸收熱量,同時(shí)對(duì)外做功W,如二者相等,則內(nèi)能可能不變,若Q>W(wǎng),則內(nèi)能增加,若W>Q,則內(nèi)能減少,故C正確. 答案:C 6.氣體溫度計(jì)結(jié)構(gòu)如圖所示.玻璃測(cè)溫泡A內(nèi)充有理想氣體,通過(guò)細(xì)玻璃管B和水銀壓強(qiáng)計(jì)相連.開(kāi)始時(shí)A處于冰水混合物中,左管C中水銀面在O點(diǎn)處,右管D中水銀面高出O點(diǎn)h1=14 cm.后將A放入待測(cè)恒溫槽中,上下移動(dòng)D,使左管C中水銀面仍在O點(diǎn)處,測(cè)得右管D中水銀面高出O點(diǎn)h2=44

5、 cm(已知外界大氣壓為1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓,1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓相當(dāng)于76 cmHg). (1)求恒溫槽的溫度. (2)此過(guò)程A內(nèi)氣體內(nèi)能________(選填“增大”或“減小”),氣體不對(duì)外做功,氣體將________(選填“吸熱”或“放熱”). 解析:(1)設(shè)恒溫槽的溫度為T2,由題意知T1=273 K,A內(nèi)氣體發(fā)生等容變化, 根據(jù)查理定律得 =,① p1=p0+ph1,② p2=p0+ph2,③ 聯(lián)立①②③式,代入數(shù)據(jù)得 T2=364 K(或91 ℃). (2)由上一問(wèn)可得氣體的溫度升高,故氣體的內(nèi)能是增大的,又因?yàn)闅怏w不對(duì)外做功,由熱力學(xué)第一定律知?dú)怏w將吸熱. 答案:(

6、1)364 K(或91 ℃) (2)增大 吸熱 [B級(jí) 提能力] 7.重慶出租車常以天然氣作為燃料,加氣站儲(chǔ)氣罐中天然氣的溫度隨氣溫升高的過(guò)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(可視為理想氣體)(  ) A.壓強(qiáng)增大,內(nèi)能減小 B.吸收熱量,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 解析:質(zhì)量一定的氣體,由理想氣體狀態(tài)方程體積不變溫度升高,則壓強(qiáng)增大內(nèi)能增大,則A、C錯(cuò)誤;體積不變氣體不做功,內(nèi)能增大則吸收熱量,則B正確,D錯(cuò)誤;從微觀角度來(lái)說(shuō):溫度升高分子平均動(dòng)能增大. 答案:B 8.如圖所示,某同學(xué)將空的薄金屬筒開(kāi)口向下壓入水中

7、.設(shè)水溫均勻且恒定,筒內(nèi)空氣無(wú)泄漏,不計(jì)氣體分子間相互作用,則被淹沒(méi)的金屬筒在緩慢下降過(guò)程中,筒內(nèi)空氣體積減小,(  ) A.從外界吸熱 B.內(nèi)能增大 C.向外界放熱 D.內(nèi)能減小 解析:水溫恒定,即空氣分子平均動(dòng)能不變;不計(jì)分子間相互作用,即分子勢(shì)能不變,由此可知空氣內(nèi)能不變.筒內(nèi)空氣體積減小,說(shuō)明外界對(duì)空氣做功,根據(jù)熱力學(xué)第一定律知空氣放出熱量.正確選項(xiàng)為C. 答案:C 9.密閉有空氣的薄塑料瓶因降溫而變扁,此過(guò)程中瓶?jī)?nèi)空氣(不計(jì)分子勢(shì)能)(  ) A.內(nèi)能減小,吸收熱量 B.內(nèi)能減小,外界對(duì)其做功 C.內(nèi)能增大,放出熱量 D.內(nèi)能增大,對(duì)外界做功 解析:因

8、不計(jì)分子勢(shì)能,所以瓶?jī)?nèi)空氣內(nèi)能由溫度決定,內(nèi)能隨溫度降低而減?。諝鈨?nèi)能減小、外界對(duì)空氣做功,根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知空氣向外界放熱.故A、C、D錯(cuò)誤,B正確. 答案:B 10.如圖所示,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,抽去隔板,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Q,氣體的內(nèi)能增加為ΔU,則(  ) A.ΔU=Q B.ΔUQ D.無(wú)法比較 解析:解題的關(guān)鍵是弄清參與轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的各種能量哪些增、哪些減.A、B兩部分氣體開(kāi)始的合重心在中線以下,混合均勻后,合重心在中線上,所以系統(tǒng)的重力勢(shì)能增大,根據(jù)能量守恒定律

9、可得,吸收的熱量應(yīng)等于增加的重力勢(shì)能與增加的內(nèi)能之和,即Q=ΔEp+ΔU,顯然,Q>ΔU. 答案:B 11.在1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下,水在沸騰時(shí),1 g的水由液態(tài)變成同溫度的水汽,其體積由1.043 cm3變?yōu)? 676 cm3.已知水的汽化熱為2 263.8 J/g.求: (1)體積膨脹時(shí)氣體對(duì)外界做的功W; (2)氣體吸收的熱量Q; (3)氣體增加的內(nèi)能ΔU. 解析:取1 g水為研究系統(tǒng),1 g沸騰的水變成同溫度的水汽需要吸收熱量,同時(shí)由于體積膨脹,系統(tǒng)要對(duì)外做功,所以有ΔU

10、3)10-6 J=169.7 J. (2)氣體吸熱:Q=mL=12 263.8 J=2 263.8 J. (3)根據(jù)熱力學(xué)第一定律: ΔU=Q+W=2 263.8 J+(-169.7)J=2 094.1 J. 答案:(1)169.7 J (2)2 263.8 J (3)2 094.1 J 6EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F375

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