2018-2019學(xué)年高中物理 第5章 熱力學(xué)定律 5.1 熱力學(xué)第一定律 5.2 能量的轉(zhuǎn)化與守恒題組訓(xùn)練 魯科版選修3-3.doc

第1節(jié)熱力學(xué)第一定律第2節(jié)能量的轉(zhuǎn)化與守恒(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外界對物體做功，同時物體放熱，內(nèi)能增加答案ABD解析當(dāng)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正確；當(dāng)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；當(dāng)物體放出的熱量少于外界對物體做的功時，物體的內(nèi)能增加，D正確3如圖51、24所示是密閉的汽缸，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51、24A溫度升高，內(nèi)能增加600 JB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，U800 J(200 J)600 J，U為正表示內(nèi)能增加了600 J，對氣體來說，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(xiàng)A正確4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(jì)分子間勢能，則胎內(nèi)氣體()A從外界吸熱 B對外界做負(fù)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(qiáng)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)第一定律氣體一定從外界吸熱題組二氣體實(shí)驗(yàn)定律與熱力學(xué)第一定律的結(jié)合5如圖51、25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(jì)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51、25A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(jì)氣體分子之間的相互作用，且整個過程緩慢進(jìn)行，所以可看成溫度不變，即氣體內(nèi)能不變，選項(xiàng)B、D均錯；熱力學(xué)第一定律UWQ，因?yàn)樵谶@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(fù)，即氣體向外放熱，故選項(xiàng)A錯、C對正確答案為C.6(2014廣東理綜)用密封性好、充滿氣體的塑料袋包裹易碎品，如圖51、26所示，充氣袋四周被擠壓時，假設(shè)袋內(nèi)氣體與外界無熱交換，則袋內(nèi)氣體()圖51、26A體積減小，內(nèi)能增大B體積減小，壓強(qiáng)減小C對外界做負(fù)功，內(nèi)能增大D對外界做正功，壓強(qiáng)減小答案AC解析袋內(nèi)氣體與外界無熱交換即Q0，袋四周被擠壓時，體積V減小，外界對氣體做正功，根據(jù)熱力學(xué)第一定律UWQ，氣體內(nèi)能增大，則溫度升高，由常數(shù)知壓強(qiáng)增大，選項(xiàng)A、C正確，B、D錯誤7如圖51、27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(jìn)入b，最終達(dá)到平衡狀態(tài)在此過程中()圖51、27A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(qiáng)變小，溫度降低D氣體壓強(qiáng)變小，溫度不變答案BD解析由于絕熱容器中b部分內(nèi)為真空，所以a部分內(nèi)氣體向b中擴(kuò)散時，氣體不做功，盡而可知W0，Q0，由熱力學(xué)第一定律UWQ知，U0，溫度不變，而氣體的體積增大，由玻意耳定律可知，氣體的壓強(qiáng)減小，故選項(xiàng)B、D正確8如圖51、28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(biāo)軸，dc平行于縱坐標(biāo)軸，ab的延長線過原點(diǎn)，以下說法正確的是()圖51、28A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，氣體吸熱答案BCD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(qiáng)減小，所以體積增大，對外做功，還要保持內(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(qiáng)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?yàn)闅怏w吸熱的結(jié)果，故D對題組三能量轉(zhuǎn)化與守恒定律9一顆子彈以某一水平速度擊中了靜止在光滑水平面上的木塊，并從中穿出對于這一過程，下列說法中正確的是()A子彈減少的機(jī)械能等于木塊增加的機(jī)械能B子彈減少的動能等于木塊增加的動能C子彈減少的機(jī)械能等于木塊增加的動能與木塊增加的內(nèi)能之和D子彈減少的動能等于木塊增加的動能與子彈和木塊增加的內(nèi)能之和答案D解析射穿木塊的過程中，由于相互間摩擦力的作用使得子彈的動能減小，木塊獲得動能，同時產(chǎn)生熱量，且系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量在數(shù)值上等于系統(tǒng)機(jī)械能的損失A，B項(xiàng)沒有考慮到系統(tǒng)增加的內(nèi)能，C項(xiàng)中應(yīng)考慮的是系統(tǒng)減少的機(jī)械能等于系統(tǒng)增加的內(nèi)能故正確答案為D.10汽車關(guān)閉發(fā)動機(jī)后，沿斜面勻速下滑的過程中()A汽車的機(jī)械能守恒B汽車的動能和勢能相互轉(zhuǎn)化C汽車的機(jī)械能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能，汽車的總能量減少D汽車的機(jī)械能逐漸轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，汽車的總能量守恒答案C解析汽車能勻速下滑，一定受阻力作用，克服阻力做功，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，一部分內(nèi)能散發(fā)出去，汽車的總能量減少11一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(jī)械能守恒 B總能量守恒C機(jī)械能和內(nèi)能增加 D機(jī)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(fù)功，所以物體的機(jī)械能減少，由能量轉(zhuǎn)化和守恒定律知，內(nèi)能應(yīng)增加，能的總量不變題組四綜合應(yīng)用12如圖51、29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，氣體在狀態(tài)A的溫度為27 ，求：圖51、29(1)氣體在狀態(tài)B的溫度TB；(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)TB600 K(2)Q2p0V0解析(1)A到B的過程是等壓變化有代入數(shù)據(jù)得TB600 K(327 )(2)根據(jù)熱力學(xué)第一定律有UQW其中W2p0V0解得Q2p0V0(吸熱)13如圖51、210是用導(dǎo)熱性能良好的材料制成的氣體實(shí)驗(yàn)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，使封閉的空氣柱長度為2 cm，人對活塞做功100 J，大氣壓強(qiáng)為p01105 Pa，不計(jì)活塞的重力問：圖51、210(1)若用足夠長的時間緩慢壓縮，求壓縮后氣體的壓強(qiáng)多大？(2)若以適當(dāng)?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S1 cm2)答案(1)1.1106 Pa(2)82 J解析(1)設(shè)壓縮后氣體的壓強(qiáng)為p，活塞的橫截面積為S，l022 cm，l2 cm，V0l0S，VlS，緩慢壓縮，氣體溫度不變由玻意耳定律得p0V0pV解出p1.1106 Pa(2)大氣壓力對活塞做功W1p0S(l0l)2 J人做功W2100 J由熱力學(xué)第一定律UW1W2QQ20 J解出U82 J