－鲁科版选修33 5.1 热力学第一定律 作业.doc

5.1 热力学第一定律 作业1把浸有乙醚的一小块棉花放在厚玻璃筒的底部，当快速下压活塞时，由于被压缩的空气骤然变热，温度升高，达到乙醚的燃点，使浸有乙醚的棉花燃烧起来，此实验的目的是要说明()a做功可以升高物体的温度 b做功可以改变物体的内能c做功一定可以增加物体的内能 d做功可以增加物体的热量【解析】当快速下压活塞时，对空气做功，改变了气体的内能，使气体的温度升高，达到乙醚的燃点，使浸有乙醚的棉花燃烧起来，故b正确2如图所示，一定质量的理想气体密封在绝热(即与外界不发生热交换)容器中，容器内装有一可以活动的绝热活塞今对活塞施加一竖直向下的压力f，使活塞缓慢向下移动一段距离后，气体的体积减小若忽略活塞与容器壁间的摩擦力，则被密封的气体()a温度升高，压强增大，内能减少b温度降低，压强增大，内能减少c温度升高，压强增大，内能增加d温度降低，压强减小，内能增加【解析】由f对密闭的气体做正功知w0，由绝热知q0，由热力学第一定律知理想气体内能增大，t升高，气体分子热运动加剧，v减小，气体分子密度增大，所以压强增大，故选c.3如图所示，一演示用的“永动机”转轮由5根轻杆和转轴构成，轻杆的末端装有用形状记忆合金制成的叶片轻推转轮后，进入热水的叶片因伸展而“划水”，推动转轮转动离开热水后，叶片形状迅速恢复，转轮因此能较长时间转动下列说法正确的是()a转轮依靠自身惯性转动，不需要消耗外界能量b转轮转动所需能量来自形状记忆合金自身c转动的叶片不断搅动热水，水温升高d叶片在热水中吸收的热量一定大于在空气中释放的热量【解析】形状记忆合金进入水后受热形状发生改变而搅动热水，由能量守恒知能量来源于热水，故a、b、c错；由能量守恒知，叶片吸收的能量一部分转化成叶片的动能，一部分释放于空气中，故d对4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【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5一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】由热力学第一定律uwq，q2.5104 j，w1.0104 j可知u大于零，气体内能增加，温度升高，a、b错；气体对外做功，体积增大，密度减小，c错，d对6自由摆动的秋千摆动幅度越来越小，下列说法正确的是()a机械能守恒b能量正在消失c只有动能和重力势能的相互转化d减少的机械能转化为内能，但总能量守恒【解析】自由摆动的秋千摆动幅度越来越小，说明机械能在减少，减少的机械能通过克服阻力做功转化为内能，但总能量不变，故d选项正确7图为某种椅子与其升降部分的结构示意图，m、n两筒间密闭了一定质量的气体，m可沿n的内壁上下滑动，设筒内气体不与外界发生热交换，在m向下滑动的过程中()a外界对气体做功，气体内能增大b外界对气体做功，气体内能减小c气体对外界做功，气体内能增大d气体对外界做功，气体内能减小【解析】m向下滑动的过程中，气体被压缩，外界对气体做功，又因为与外界没有热交换，所以气体内能增大【答案】a8某汽车后备箱内安装有撑起箱盖的装置，它主要由气缸和活塞组成开箱时，密闭于气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【解析】气体膨胀，气体对外做正功，又因气体与外界无热交换，由热力学第一定律可知气体内能减小，因忽略气体分子间相互作用，没有分子势能，所以分子的平均动能减小，选项a正确9.景颇族的祖先发明的点火器如图所示，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()a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【解析】筒内封闭气体被压缩过程中，外界对气体做正功由热力学第一定律uwq知，气体内能增加，温度升高由理想气体状态方程c知，气体压强增大选项a、c、d错误，选项b正确10如图所示，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，抽去隔板，加热气体，使两部分气体均匀混合设在此过程中气体吸热q，气体内能增量为u，则()auqbuqcuq d无法比较【解析】两部分气体混合均匀后，密度相同，则整体重心上移，吸收的热量有一部分转化为重力势能，由能量守恒定律并结合热力学第一定律，可知b正确11一定质量的气体从外界吸收了4.2105 j的热量，同时气体对外做了6105 j的功，问：(1)气体的内能是增加还是减少？变化量是多少？(2)分子势能是增加还是减少？(3)分子的平均动能是增加还是减少？【解析】(1)气体从外界吸热为：q4.2105 j气体对外做功为：w6105 j由热力学第一定律：uwq6105 j4.2105 j1.8105 ju为负，说明气体的内能减少了所以，气体内能减少了1.8105 j.(2)因为气体对外做功，所以气体的体积膨胀，分子间的距离增大了，分子力做负功，气体分子势能增加了(3)因为气体内能减少，同时气体分子势能增加，说明气体分子的平均动能一定减少了12如右下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p01105 pa，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s1 cm2)【解析】(1)设压缩后气体的压强为p，活塞的横截面积为s，l022 cm，l2 cm，v0l0s，v