学教科版选修33 4.2热力学第一定律 作业（1） (1).docx

2017-2018学年度教科版选修3-3 4.2热力学第一定律 作业（1）1如图所示，用一跟与活塞相连的细线将绝热气缸悬挂在某一高度静止不动，气缸开口向上，内封闭一定质量的气体，缸内活塞可自由活动且不漏气现将绳剪断，让气缸自由下落，则下列说法正确的是（ ） a. 气体压强减小，内能增大b. 外界对气体做功，气体内能不变c. 气体的压强增大，内能增大d. 气体对外界做功，气体内能减小2下列说法正确的是a. 能量耗散表明，能量的总量并不守恒b. 随着科技的发展，能量是可以凭空产生的c. 随着科技的发展，永动机是可以制成的d. 某种形式的能量减少，一定有其他形式的能量增加，能的总量保持不变3如图所示，固定的气缸内由活塞b封闭着一定质量的理想气体，在外力f作用下，将活塞b缓慢地向右拉动在拉动活塞的过程中，假设气缸壁的导热性能良好，环境的温度保持不变，则下列说法正确的是 a. 气体从外界吸热，内能增加b. 气体向外界放热，内能减少c. 气体对外界做功，气体压强变小d. 外界对气体做功，气体压强变小4对于一定质量的气体，忽略分子间的相互作用力。当气体温度降低时，下列说法中正确的是a. 气体一定向外界放出热量 b. 气体一定对外界做功c. 气体的内能可能增加 d. 气体分子的平均动能一定减小5如图，一定质量的理想气体从状态a出发，经过等容过程ab到达状态b，再经过等温过程bc到达状态c，最后经等压过程ca回到状态a下列说法正确的是（）a. 在过程ab中气体的内能增加b. 在过程ca中气体的内能增加c. 在过程ab中气体对外界做功d. 在过程bc中气体从外界吸收热量6如图甲所示，光滑水平面上有a、b两个小球，a球向b球运动并与b球发生正碰后粘合在一起共同运动，其碰前和碰后的s-t图像如图乙所示，已知ma=5kg，若b球的质量为mb，两球因碰撞而损失的机械能为e，则a. mb=1kg b. mb=2kg c. e=15j d. e=35j7如图甲所示，光滑水平面上放着长木板b，质量为m2kg的木块a以速度v02m/s滑上原来静止的长木板b的上表面，由于a、b之间存在有摩擦，之后，a、b的速度随时间变化情况如乙图所示，重力加速度g10m/s2。则下列说法正确的是（ ）a. a、b之间动摩擦因数为0.1b. 长木板的质量m2kgc. 长木板长度至少为2md. a、b组成系统损失机械能为4j8一定质量的理想气体（分子力不计），体积由v膨胀到v，如果通过压强不变的过程实现，对外做功大小为w1，传递热量的值为q1，内能变化为u1；如果通过温度不变的过程来实现，对外做功大小为w2，传递热量的值为q2，内能变化为u2，则a. w1w2 b. q1q2 c. u1u2 d. u1=u29一定质量的理想气体从状态a开始，经历三个过程a到b，b到c，c到a回到原状态，其v-t图像如图所示，pa、pb、pc分别表示状态a、b、c的压强，下列说法正确的是_a由a到b的过程中气体一定吸热bpcpb=pac由b到c的过程中，气体放出的热量一定大于外界对气体做的功d由b到c的过程中，每一个气体分子的速率都减小e由c到a的过程中气体分子的平均动能不变10下列说法正确的是_a空气中的小雨滴呈球形是水的表面张力作用的结果b高原地区水的沸点较低，这是高原地区温度较低的缘故c自行车打气越打越困难主要是因为胎内气体分子间相互排斥的原因d干湿泡温度计的湿泡显示的温度低于干泡显示的温度，这是湿泡外纱布中的水蒸发吸热的结果e如果两个系统分别与状态确定的第三个系统处于热平衡，那么这两个系统间也必定处于热平衡11下列说法中正确的是_a. 气体如果失去了容器的约束就会散开，这是因为气体分子之间存在势能b. 物体温度升高时，速率小的分子数目减少，速率大的分子数目增多c. 一定量100的水变成水蒸气，其分子平均动能增加d. 物体从外界吸收热量，其内能不一定增加e液晶的光学性质具有各向异性12如图所示为定质量的理想气体的p-t图像，虚线ob为第一象限横纵坐标轴的角平分线，ab平行于横轴，bc平行于纵轴，且 ab=bc，ac与ob交于d点。关于气体状态的变化，下列说法正确的是_a.由状态a变化到状态b，气体内能增加b.状态b的体积大于状态d的体积c.由状态c变化到状态b，外界对气体做功等于气体释放的热量d.由状态d变化到状态b，气体吸收热量且对外做功e.若a0b=15，状态c的体积是状态a的体积的3倍试卷第3页，总4页参考答案1c【解析】设大气压为p0，气缸质量为m，横截面积为s，则气缸内气体压强p=p0mgs，剪断细线后，气缸自由下落，处于完全失重状态，气缸内气体压强p=p0，缸内气体压强变大，所以气体体积减小，外界对气体做功，汽缸绝热，气体内能增大，所以c正确，abd错误。点睛：气缸自由下落时，活塞对气体就没有压力了，此时气体的压强和大气压强相同，分析出气体压强即可解决本题。2d【解析】能量耗散指的是任何其它形式的能量都有自发变为内能的倾向，其本质是有序运动最终要变为无序运动，这是由热力学第二定律所揭示的，但能量的总量依然守恒，故a错误；能量既不会凭空消失，也不会凭空产生，它只会从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到另一个物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变，故b错误；永动机违背了能量守恒定律，是不可能制成的，故c错误；根据能量守恒定律可知，某种形式的能量减少，一定有其他形式的能量增加，能的总量保持不变，故d正确。所以d正确，abc错误。3c【解析】气体体积变大，故气体对外界做功，故w0，；又气缸壁的导热性能良好，环境的温度保持不变，故气体做等温变化，温度不变即内能不变，即u=0；由热力学第一定律：u=w+q得：q=-w0，故气体从外界吸热；由pvt=c可知，温度不变，气体体积变大，则气体压强变小，故abd错误，c正确；故选c。4d【解析】a、气体温度降低，内能减小，其原因可能是气体对外界做功，并不一定向外界放出热量，故a错误；b、温度降低，可能是向外界放出热量，但气体一定对外界做功，故b错误；c、温度降低，分子的平均动能变小，忽略分子间的相互作用力，则不考虑分子势能，故内能变小，故c错误；d、温度是气体分子的平均动能的标志，因气体温度降低，气体分子的平均动能一定减小；故d正确；故选d。【点睛】本题应明确理想气体分子势能忽略不变，故温度是理想气体内能的标志；温度越高，则理想气体的分子的平均动能增大。5ad【解析】从a到b等容升压，根据pvt=c，可知温度升高，一定质量的理想气体内能决定于气体的温度，温度升高，则内能增加，a正确；在过程ca中压强不变，体积减小，所以外界对气体做功，根据pvt=c可知温度降低，则内能减小，b错误；在过程ab中气体体积不变，根据w=pv可知，气体对外界做功为零，c错误；在过程bc中，属于等温变化，气体膨胀对外做功，而气体的温度不变，则内能不变；根据热力学第一定律u=w+q可知，气体从外界吸收热量，d正确【点睛】本题主要是考查了理想气体的状态方程和热力学第一定律的知识，要能够根据热力学第一定律判断气体内能的变化与哪些因素有关（功和热量）；热力学第一定律在应用时一定要注意各量符号的意义；u为正表示内能变大，q为正表示物体吸热；w为正表示外界对物体做功6ac【解析】s-t图像的斜率表示速度，图在碰撞前a球的速度为v0=61=6m/s，碰撞后两者的共同速度为v=51=5m/s，根据动量守恒定律可得mav0=ma+mbv，解得mb=1kg，a正确b错误；根据能量守恒定律可得e=12mav0212ma+mbv2=1256212652=15j，c正确d错误7ab【解析】由图象可知木板b的加速度为aa=vt=211=1m/s2，根据牛顿第二定律可得mg=maa，解得=0.1，a正确；取a的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得mv0=m+mv，由图知v0=2m/s，v=1m/s，解得m=2kg，b正确；长木板长度至少等于0-1s内ab间位移之差，为l=v0t2=212=1m，c错误；a、b组成系统损失机械能等于系统克服摩擦力做功，为e=mgl=0.12101=2j，d错误【点睛】分析清楚图象的物理意义是解题的前提与关键，要知道加速度是联系力和运动的桥梁，根据v-t图象的斜率能得出物体运动的加速度，由面积求解位移8ac【解析】在pv图象作出等压过程和等温过程的变化图线，如图所示，根据图象与坐标轴所面积表示功，可知：w1w2；第一种情况，根据pvt=c (常数)可知，气体压强不变，体积增大，因此温度升高，u10，根据热力学第一定律有：u1=q1w1；第二种情况等温过程，气体等温变化，u2=0，根据热力学第一定律有：u2=q2w2，则得：q2=w2，由上可得：u1u2,q1q2，故ac正确，bd错误；故选ac。9ace【解析】过程ab中气体的体积不变，没有做功；温度升高，内能增大，所以气体一定吸热。故a正确；设a状态的压强为pa，则由理想气体的状态方程可知：pa3v0t0pb3v03t0，所以：pb=3pa同理：pa3v0t0pcv0t0得：pc=3pa，所以：pc=pbpa故b错误；由b到c的过程中，温度降低，内能减小；体积减小，外界对气体做功；则气体放热；根据热力学第一定律可知，气体放出的热量一定大于外界对气体做的功，选项c正确；温度是分子的平均动能的标志，是大量分子运动的统计规律，对单个的分子没有意义，所以过程bc中气体的温度降低，分子的平均动能减小，并不是每一个分子的速率都减小。故d错误；由c到a的过程中气体的温度不变，则分子的平均动能不变，故e正确。故选ace。点睛：本题考查v-t图象中图象的物理含义，在v-t图象中，图线上各点与坐标原点的连线斜率代表压强，斜率越大压强越小10ade【解析】a空气中的小雨滴呈球形是水的表面张力作用的结果，故a正确；b高原地区水的沸点较低，这是高原地区气压较低的缘故，故b错误；c自行车打气越打越困难主要是因为胎内外压强差逐渐变大的缘故，气体分子间距离较大，可以忽略到相互作用力，故c错误；d湿泡外纱布中的水蒸发吸热导致干湿泡温度计的湿泡显示的温度低于干泡显示的温度，故d正确； e如果两个系统分别与状态确定的第三个系统处于热平衡，那么这两个系统间也必定处于热平衡，故e正确；故选ade11bde【解析】气体分子间的距离比较大，甚至可以忽略分子间作用力，分子势能也就可以忽略不计，所以气体在没有容器约束的情况下散开是分子无规则运动的结果，a错误；在一定温度下，分子速率大小按一定的统计规律分布，物体温度升高时，速率小的分子数目减小，速率大的分子数目增多，b正确；100的水变成100的水蒸气，温度不变，其分子平均动能不变，c错误；做功和热传递都能改变物体的内能，根据热力学第一定律知，物体从外界吸收热量，其内能不一定增加，d正确；液晶的光学性质具有晶体的各向异性，e正确12ace【解析】在ab过程中，做等压变化，温度升高说明内能增加，根据pvt=c可知体积增大，即vbva，a正确；b和d在同一条过o点的直线上，即b