【全优设计】高中物理 课时训练16热力学第一定律　能量守恒定律 新人教版选修22.doc

课时训练16热力学第一定律能量守恒定律1.下列对能量的转化和守恒定律的认识正确的是()a.某种形式的能量减少,一定存在其他形式能量的增加b.某个物体的能量减少,必然有其他物体的能量增加c.不需要任何外界的动力而持续对外做功的机器永动机是不可能制成的d.石子从空中落下,最后停止在地面上,说明机械能消失了答案:abc解析:a选项是指不同形式的能量间的转化,转化过程中能量是守恒的。b选项是指能量在不同的物体间发生转移,转移过程中是守恒的。这正好是能量守恒定律的两个方面转化与转移。任何永动机都是不可能制成的,它违背了能量守恒定律。所以a、b、c正确。d选项中石子的机械能在变化,比如受空气阻力作用,机械能可能减少,但机械能并没有消失,能量守恒定律表明能量既不会创生,也不会消失,故d是错的。2.如图所示,固定容器及可动活塞p都是绝热的,中间有一导热的固定隔板b,b的两边分别盛有气体甲和乙。现将活塞p缓慢地向b移动一段距离,已知气体的温度随其内能的增加而升高。则在移动p的过程中()a.外力对乙做功;甲的内能不变b.外力对乙做功;乙的内能不变c.乙传递热量给甲;乙的内能增加d.乙的内能增加;甲的内能不变答案:c解析:将活塞p缓慢地向b移动的过程中,外力对乙做功,乙的内能增加,温度升高,由于固定隔板b导热,所以乙将传递热量给甲,甲、乙两部分气体的温度最终相同,均高于初态温度,所以甲、乙内能均增加,故选c项。3.对于一个大气压下100 的水变成100的水蒸气的过程中,下列说法中正确的是()a.内能增加,对外界做功,一定是吸热b.内能不变,对外界做功,从外界吸热c.内能减少,不对外界做功,向外界放热d.内能增加,对外界做功,向外界放热答案:a解析:水变成同温度的水蒸气的过程中,分子的平均动能不变,克服分子力做功,分子势能增加,故内能增加,一定是从外界吸收热量,a正确。4.如图,水平放置的密封汽缸内的气体被一竖直隔板分隔为左右两部分,隔板可在汽缸内无摩擦滑动,右侧汽缸内有一电热丝。汽缸壁和隔板均绝热。初始时隔板静止,左右两边气体温度相等。现给电热丝提供一微弱电流,通电一段时间后切断电源。当缸内气体再次达到平衡时,与初始状态相比()a.右边气体温度升高,左边气体温度不变b.左右两边气体温度都升高c.左边气体压强增大d.右边气体内能的增加量等于电热丝放出的热量答案:bc解析:当电热丝通电后,右边的气体温度升高,体积膨胀,将隔板向左推,对左边的气体做功,根据热力学第一定律,左边气体内能增加,气体的温度升高。根据气体定律左边的气体压强增大,b、c正确;右边气体内能的增加值为电热丝发出的热量减去对左边的气体所做的功,d错。5.某汽车后备箱内安装有撑起箱盖的装置,它主要由汽缸和活塞组成。开箱时,密闭于汽缸内的压缩气体膨胀,将箱盖顶起,如图所示。在此过程中,若缸内气体与外界无热交换,忽略气体分子间相互作用,则缸内气体()a.对外做正功,分子的平均动能减小b.对外做正功,内能增大c.对外做负功,分子的平均动能增大d.对外做负功,内能减小答案:a解析:缸内气体膨胀,对外做正功,即w0,缸内气体与外界无热交换,即q=0,由热力学第一定律w+q=u可知,ut1,则该过程中()a.气体的内能一定是增加的b.气体可能向外界放热c.气体一定从外界吸收热量d.气体对外界做正功答案:ab解析:理想气体内能只考虑分子动能,t2 t1,故分子动能增加,内能一定是增加的,u取正值。根据热力学第一定律u=w+q,理想气体被压缩,外界对气体做功,w取正值,但不知w与u数值,q可正可负。7.一定量的气体从外界吸收热量2.66105j,内能增加4.25105 j,是气体对外界做功还是外界对气体做功?做了多少功?答案:外界对气体做功1.59105j解析:由热力学第一定律u=w+q得:w=u-q=4.25105j-2.66105j=1.59105j。w取正值,说明是外界对气体做功,做了1.59105j的功。8.如图所示是用导热性能良好的材料制成的气体实验装置,开始时封闭的空气柱长度为22 cm,现在用竖直向下的外力f压缩气体,使封闭空气柱长度变为2 cm,人对活塞做功100 j,大气压强为p0=1105pa,不计活塞重力。问:(1)若用足够长的时间缓慢压缩气体,求压缩后气体的压强为多大?(2)若以适当的速度压缩气体,向外散失的热量为20 j,则气体的内能增加多少?(活塞的横截面积s=1 cm2)答案:(1)1.1106pa(2)82 j解析:(1)设压缩后气体的压强为p,活塞的横截面积为s,l0=22 cm,l=2 cm,v0=l0s,v=ls缓慢压缩气体温度不变,由玻意耳定律得: