粤教版选修33 热力学第一定律 第1课时 作业.docx

3.2热力学第一定律1.对一定量的气体，下列说法中正确的是()a在体积缓慢地不断增大的过程中，气体一定对外界做功b在压强不断增大的过程中，外界对气体一定做功c在体积不断被压缩的过程中，内能一定增加d在与外界没有发生热量交换的过程中，内能一定不变解析：只有当气体体积变化时，才存在做功，当气体膨胀时气体对外界做功，当气体被压缩时，外界对气体做功，由此可知选项a正确，b错误；由热力学第一定律uwq可知，u、w、q相联系，由此可知选项c、d错误答案：a2关于物体的内能及其变化，下列说法中正确的是()a物体与外界发生热传递，物体的内能必定改变b物体对外做功，其内能不一定改变；向物体传递热量，其内能也不一定改变c对物体做功，其内能必定改变；物体向外传递一定热量，其内能一定改变d若物体与外界不发生热交换，则物体的内能必定不改变解析：由热力学第一定律uqw可知，改变物体的内能取决于q、w两个因素，故选项b正确答案：b3一定质量的理想气体，从某一状态开始，经过一系列变化后又回到开始的状态，用w1表示外界对气体做的功，w2表示气体对外界做的功，q1表示气体吸收的热量，q2表示气体放出的热量，则在整个过程中一定有()aq1q2w2w1 bq1q2cw1w2 dq1q2解析：因为该气体从某一状态开始，经过一系列变化后又回到开始的状态，所以内能没有变化，u0，根据热力学第一定律可得w1w2q1q2u0，q1q2w2w1，故选项a正确答案：a4绝热过程中，外界压缩气体做功20 j，下列说法中正确的是()a气体内能一定增加20 j b气体内能增加必定小于20 jc气体内能增加可能小于20 j d气体内能可能不变解析：绝热过程中，做功的过程是能量转化的过程，做了多少功，就有多少内能发生了变化答案：a5一个透热良好的汽缸，缸壁浸在盛水的容器中，迅速下压活塞，压缩中对气体做了2 000 j的功，稳定后使容器中2 kg的水温度升高了0.2 ，假设盛水容器绝热，问压缩前后气体的内能变化了多少？已知水的比热容为4.2103 j/(kg)解析：水的内能增加了u水mct24.21030.2 j1 680 j由于系统绝热，所以气体的内能增加了u气wu水320 j答案：增加了320 j6一定质量的气体经历一缓慢的绝热膨胀过程，设气体分子间的势能可忽略，则在此过程中()a外界对气体做功，气体分子的平均动能增加b外界对气体做功，气体分子的平均动能减少c气体对外界做功，气体分子的平均动能增加d气体对外界做功，气体分子的平均动能减少解析：绝热过程是指气体膨胀过程未发生热传递，膨胀过程气体体积增大，外界对气体做的功w0，由uu2u1w可知，u0，气体内能减少由于气体分子间的势能忽略，故气体分子的平均动能减少故d项正确答案：d7(1)若理想气体在绝热过程中对外做功，则气体内能怎样变化？(2)若理想气体在等容过程中吸收热量，则气体内能怎样变化？答案：(1)若理想气体在绝热过程中对外做功，则外界对系统做功w0，由uw得u0，则内能一定减少(2)若理想气体在等容过程中吸收热量，则q0，由uq得u 0，则内能一定增加8 分别以p、v、t表示气体的压强、体积、温度一定质量的理想气体，其初始状态表示为(p0、v0、t0)，若分别经历如下两种变化过程：从(p0、v0、t0)变为(p1、v1、t1)的过程中，温度保持不变(t1t0)；从(p0、v0、t0)变为(p2、v2、t2)的过程中，既不吸热，也不放热在上述两种变化过程中，如果v1v2v0，则()ap1p2，t1t2 bp1p2，t1t2cp1p2，t1t2 dp0p2，t1t2解析：气体状态从(p0、v0、t0)变为(p2、v2、t2)的过程中，既不吸热，也不放热，则q0，由于v2v0，气体膨胀对外做功，则w0，由热力学第一定律可知，其内能减少，则t0t2，由于t0t1，故t1t2；由理想气体状态方程，两个变化过程分别满足p0v0p1v1已知v1v2由联立得：p2t0p1t2，因为t0t2，所以p2p1，a选项正确答案：a题后反思：(1)理想气体的内能完全由温度决定9.一定质量的气体吸收热量，体积膨胀并对外做功，由此过程的末态与初态相比()a气体内能一定增加b气体内能一定减小c气体内能一定不变d气体内能是增是减不能确定解析：选d气体吸收热量q0，气体对外做功w0，若|q|w|，根据热力学第一定律知u0，内能增加；若|q|w|，则u0，内能减小；若|q|w|，则u0，内能不变，故d对。10.如图1所示，直立容器内部有被隔板隔开的a、b两部分气体，a的密度小，b的密度大，抽出隔板，加热气体使两部分气体均匀混合，设在此过程中气体吸热为q，气体内能增量为u，则()图1auq buqcuq d无法比较解析：选ba、b两部分气体密度不同，混合后其重力势能将发生变化，刚开始时a、b气体的合重心在中线下方，均匀混合后重心在中线上，重心上升了，所以气体的重力势能增加了，由能量守恒定律知，吸收的热量一部分增加气体的内能，一部分增加重力势能，即quep，所以qu，故b对。11.如图2所示为冲击摆实验装置，一水平飞行的子弹射入沙箱后与沙箱合为一体，共同摆起一定高度，在此过程中有关能量转化的说法中正确的是()图2a子弹的动能转变成沙箱和子弹的内能b子弹的动能转变成沙箱和子弹的重力势能c子弹的动能转变成沙箱和子弹的动能d子弹的动能一部分转变成沙箱和子弹的内能，另一部分转变为沙箱和子弹的机械能解析：选d子弹在射入沙箱瞬间，要克服摩擦阻力做功，有一部分动能转变成沙箱和子弹的内能，一部分动能变成沙箱和子弹的机械能，故d正确。12. (多选)图3为某同学设计的喷水装置，内部装有2 l水，上部密封1 atm的空气0.5 l，保持阀门关闭，再充入1 atm的空气0.1 l，设在所有过程中空气可看作理想气体，且温度不变，下列说法正确的有()图3a充气后，密封气体压强增加b充气后，密封气体的分子平均动能增加c打开阀门后，密封气体对外界做正功d打开阀门后，不再充气也能把水喷光解析：选ac温度不变，分子平均动能不变，充气后由于气体的质量增大，温度、体积基本不变，气体的压强增大，选项a对、b错；打开阀门后，水减少，气体膨胀，密封气体对水做正功，选项c对；如果水全排出，气体压强为p3，p3(20.5)p1(0.50.1)得p30.24p1p1，故不再充气不能把水喷光，选项d错。13如图4所示，一定质量的理想气