（江苏专用）2017高考物理一轮复习 热学 基础课时3 热力学第一定律与能量守恒定律（含解析）（选修3-3）.doc

基础课时3热力学第一定律与能量守恒定律1.景颇族的祖先发明的点火器如图1所示，用牛角做套筒，木制推杆前端粘着艾绒，猛推推杆，艾绒即可点燃。对筒内封闭的气体，在此压缩过程中 。图1a气体温度升高，压强不变b气体温度升高，压强变大c气体对外界做正功，气体内能增加d外界对气体做正功，气体内能减少答案b2一定量的理想气体在某一过程中，从外界吸收热量2.5104 j，气体对外界做功1.0104 j，则该理想气体的 。a温度降低，密度增大 b温度降低，密度减小c温度升高，密度增大 d温度升高，密度减小解析理想气体从外界吸热大于对外界做功，所以内能增大，温度是理想气体内能的标志，内能增大，温度一定升高；气体对外做功，体积膨胀，质量不变，所以密度要减小。d正确。答案d3木箱静止于水平地面上，现在用一个80 n的水平推力推动木箱前进10 m，木箱受到的摩擦力为60 n，则转化为木箱与地面系统的内能u和转化为木箱的动能ek分别是 。au200 j，ek600 j bu600 j，ek200 jcu600 j，ek800 j du800 j，ek200 j解析由于木箱在推动中受到滑动摩擦力，其与相对位移的乘积为系统的内能增量，即u6010 j600 j，由能量守恒定律可得ekw总u8010 j600 j200 j。故选项b正确。答案b4.已知理想气体的内能与温度成正比，如图2所示的实线为汽缸内一定质量的理想气体由状态1到状态2的变化曲线，则在整个过程中汽缸内气体的内能 。图2a先增大后减小b先减小后增大c单调变化d保持不变解析题图中虚线是等温线，由理想气体状态方程c知，在v一定时p，所以汽缸内气体由状态1到状态2时温度先减小后增大，即理想气体的内能先减小后增大，b正确。答案b5. (2016广东汕头一模)如图3所示，一定质量的理想气体从状态a变化到状态b，在这一过程中，下列表述正确的是 。图3a气体从外界吸收热量b气体分子的平均动能减小c外界对气体做正功d气体分子撞击器壁的作用力增大解析ab气体体积增大，对外做功，w0，c错误；pv增大，温度升高，分子平均动能增大，分子撞击器壁的作用力增大，故b错误，d正确；根据uwq，q0，气体吸热，a正确。答案ad6. (2014广东理综，17)用密封性好、充满气体的塑料袋包裹易碎品，如图4所示，充气袋四周被挤压时， 假设袋内气体与外界无热交换，则袋内气体 。图4a体积减小，内能增大 b体积减小，压强减小c对外界做负功，内能增大 d对外界做正功，压强减小解析充气袋被挤压时，气体体积减小，外界对气体做正功，由于袋内气体与外界无热交换，据热力学第一定律判知气体内能增加，故a、c正确；袋内气体温度升高，体积减小，由方程c判知气体压强变大，故b、d错误。答案ac7如图5所示，绝热隔板k把绝热的汽缸分隔成体积相等的两部分，k与汽缸壁的接触是光滑的。两部分中分别盛有相同质量、相同温度的同种气体a和b。气体分子之间相互作用势能可忽略。现通过电热丝对气体a加热一段时间后，a、b各自达到新的平衡 。图5aa的体积增大了，压强变小了bb的温度升高了c加热后a的分子热运动比b的分子热运动更剧烈da增加的内能小于b增加的内能解析a气体吸收热量，体积增大，使隔板k压缩b气体，由热力学第一定律可知，b气体内能增加，即温度升高，b正确；对a、b两部分气体来说，加热前p、v、t皆相等，加热后，papb，vavb，由常数可知，tatb，所以c正确，d错误。答案bc8在一个标准大气压下，1 g水在沸腾时吸收了2 260 j的热量后变成同温度的水蒸气，对外做了170 j的功。已知阿伏加德罗常数na6.01023 mol1，水的摩尔质量m18 g/mol。下列说法中正确的是 。a分子间的平均距离增大b水分子的热运动变得更剧烈了c水分子总势能的变化量为2 090 jd在整个过程中能量是不守恒的解析液体变成气体后，分子间的平均距离增大了，选项a正确；温度是分子热运动剧烈程度的标志，由于两种状态下的温度是相同的，故两种状态下水分子热运动的剧烈程度是相同的，选项b错误；水发生等温变化，分子平均动能不变，因水分子总数不变，分子的总动能不变，根据热力学第一定律uqw，可得水的内能的变化量u2 260 j170 j2 090 j，即水的内能增大2 090 j，则水分子的总势能增大了2 090 j，选项c正确；在整个过程中能量是守恒的，选项d错误。答案ac9.如图6所示，为测量大气压强的实验装置，将一定质量的气体密封在烧瓶内，烧瓶通过细玻璃管与注射器和装有水银的u形管连接，最初竖直放置的u形管两臂中的水银柱等高，烧瓶中气体体积为800 ml；现用注射器缓慢向烧瓶中注入200 ml的水，稳定后两臂中水银面的高度差为25 cm，不计玻璃管中气体的体积，环境温度不变。求图6(1)大气压强p0(用“cmhg”做压强单位)(2)此过程中外界对烧瓶内的气体 (填“做正功”、“做负功”、“不做功”)，气体将 (填“吸热”或“放热”)。解析(1)设大气压强为p0初状态：p1p0，v1800 ml注入水后：p2p0p，v2600 ml由玻意耳定律得：p1v1p2v2解得：p075 cmhg。(2)气体体积减小，外界对气体做正功，温度不变，气体的内能不变，由热力学第一定律知，应对外放热。答案(1)75 cmhg(2)做正功放热10.一定质量的理想气体，从初始状态a经状态b、c、d再回到a，体积v与温度t的关系如图7所示。图中ta、va和td为已知量。图7(1)从状态a到b，气体经历的是 过程(填“等温”、“等容”或“等压”)。(2)从b到c的过程中，气体的内能 (填“增大”、“减小”或“不变”)。(3)从c到d的过程中，气体对外 (填“做正功”、“做负功”或“不做功”)，同时 (填“吸热”或“放热”)。(4)气体在状态d时的体积vd 。解析(1)由题图可知，从状态a到b，气体体积不变，故是等容变化；(2)从b到c温度不变，即分子平均动能不变，该理想气体的内能不变；(3)从c到d气体体积减小，外界对气体做正功，w0，所以气体对外做负功，同时温度降低，说明内能减小，由热力学第一定律uwq知气体放热；(4)从d到a是等压变化，由得vdva。答案(1)等容(2)不变(3)做负功放热(4)va11一定质量的气体，在从状态1变化到状态2的过程中，吸收热量280 j，并对外做功120 j，试问：(1)这些气体的内能怎样发生变化？变化了多少？(2)如果这些气体又返回原来的状态，并放出了240 j热量，那么在返回的过程中是气体对外界做功，还是外界对气体做功？做功多少？解析(1)由热力学第一定律可得uwq120 j280 j160 j，气体的内能增加了160 j。(2)由于气体的内能仅与状态有关，所以气体从状态2回到状态1的过程中内能应减少，其减少量应等于从状态1到状态2的过程中内能的增加量，则从状态2到状态1的内能应减少160 j，即u160 j，又q240 j，根据热力学第一定律得：uwq，所以wuq160 j(240 j)80 j，即外界对气体做功80 j。答案(1)增加160 j(2)外界对气体做功80 j12(2016山西忻州一中等四校联考)一定质量的理想气体从状态a变化到状态b再变化到状态c，其状态变化过程的pv图象如图8所示。已知该气体在状态a时的温度为27 。图8(1)求该气体在状态b、c时的温度；(2)该气体从状态a到状态c的过程中是吸热还是放热？传递的热量是多少？解析(1)气体从状态a到状态b做等容变化，由查理定律有，解得tb200 k，即tb73 ；气体从状态b到状态c做等压变化，由盖吕萨克定律有，解得tc300 k，即tc27 。(2)因为状