《热力学第一定律》同步练习4-1

第二节第二节 热力学第一定律热力学第一定律 基基础础达达标标 1 1 关于物体的内能及其变化 以下说法正确的是 关于物体的内能及其变化 以下说法正确的是 A A 物体的温度改变时 其内能必定改变 物体的温度改变时 其内能必定改变 B 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 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 C 物体对外做功 其内能必定改变 物体向外传出一定热量 其内能必定改变 物体对外做功 其内能必定改变 物体向外传出一定热量 其内能必定改变 D D 若物体与外界不发生热交换 则物体的内能必定不改变 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 解析 温度变化物体的分子动能变化 但内能可能不变 温度变化物体的分子动能变化 但内能可能不变 A错 改变内能有两种方式错 改变内能有两种方式 做功和热传递 由热力学第一定律可知 做功和热传递 由热力学第一定律可知B正确 正确 C D错 错 答案 答案 B 2 2 一定量的理想气体在某一过程中 从外界吸收热量 一定量的理想气体在某一过程中 从外界吸收热量2 5 102 5 104 4 J J 气体对外界做功 气体对外界做功1 01 0 10 104 4 J J 则该理想气体的 则该理想气体的 A A 温度降低 密度增大 温度降低 密度增大 B B 温度降低 密度减小 温度降低 密度减小 C C 温度升高 密度增大 温度升高 密度增大 D D 温度升高 密度减小 温度升高 密度减小 解析 解析 由由 U W Q可得理想气体内能变化可得理想气体内能变化 U 1 0 104 J 2 5 104 J 1 5 1 04 J 0 故温度升高 故温度升高 A B两项均错 因为气体对外做功 所以气体一定膨胀 体积变两项均错 因为气体对外做功 所以气体一定膨胀 体积变 大 由大 由 可知密度变小 故可知密度变小 故C项错误 项错误 D项正确 项正确 m V 答案 答案 D 3 3 密闭有空气的薄塑料瓶因降温而变扁 此过程中瓶内空气 密闭有空气的薄塑料瓶因降温而变扁 此过程中瓶内空气 不计分子势能不计分子势能 A A 内能增大 放出热量 内能增大 放出热量 B B 内能减小 吸收热量 内能减小 吸收热量 C C 内能增大 对外界做功 内能增大 对外界做功 D D 内能减小 外界对其做功 内能减小 外界对其做功 解析 解析 不计分子势能时瓶内空气的内能只与其温度有关 温度降低时其内能减小 不计分子势能时瓶内空气的内能只与其温度有关 温度降低时其内能减小 塑料瓶变扁时瓶内空气体积减小 外界对其做功 再由热力学第一定律知此过程中瓶内空塑料瓶变扁时瓶内空气体积减小 外界对其做功 再由热力学第一定律知此过程中瓶内空 气要放出热量 故只有气要放出热量 故只有D正确 正确 答案 答案 D 4 4 如图所示 某同学将空的薄金属筒开口向下压入水中 设水温均匀且恒定 筒内 如图所示 某同学将空的薄金属筒开口向下压入水中 设水温均匀且恒定 筒内 空气无泄漏 不计气体分子间的相互作用 则被淹没的金属筒在缓慢下降的过程中 筒内空气无泄漏 不计气体分子间的相互作用 则被淹没的金属筒在缓慢下降的过程中 筒内 空气的体积减小 则筒内空气空气的体积减小 则筒内空气 A A 从外界吸热 从外界吸热 B B 内能增大 内能增大 C C 向外界放热 向外界放热 D D 内能减小 内能减小 解析 解析 筒缓慢下降过程是等温过程 气体体积减小 外界对气体做正功 筒缓慢下降过程是等温过程 气体体积减小 外界对气体做正功 W为正 为正 又因为不计气体分子间的相互作用 气体内能仅由温度决定 温度不变 又因为不计气体分子间的相互作用 气体内能仅由温度决定 温度不变 U 0 由热力 由热力 学第一定律学第一定律W Q U 知 知Q U W 因此 因此 Q为负值 即向外界放热 故为负值 即向外界放热 故C正确 正确 答案 答案 C 5 5 固定的气缸内由活塞封闭着一定量的理想气体 活塞在拉力 固定的气缸内由活塞封闭着一定量的理想气体 活塞在拉力F F作用下缓慢地向右作用下缓慢地向右 移动 如下图所示 假设气缸壁和活塞都是不导热的材料制成 在拉动活塞的过程中 则移动 如下图所示 假设气缸壁和活塞都是不导热的材料制成 在拉动活塞的过程中 则 下列说法正确的是下列说法正确的是 A A 气体对外做功 气体内能减小 气体对外做功 气体内能减小 B B 外力 外力F F做正功 气体内能增加做正功 气体内能增加 C C 气体温度升高 压强减小 气体温度升高 压强减小 D D 每个气体分子的动能都减小 每个气体分子的动能都减小 解析 解析 气体的体积增大 所以气体对外做功 而气缸壁和活塞都是绝热的 所以气气体的体积增大 所以气体对外做功 而气缸壁和活塞都是绝热的 所以气 体的内能减小 体的内能减小 A正确 正确 答案 答案 A 能能力力提提升升 6 6 给旱区送水的消防车停于水平地面 在缓缓放水的过程中 若车胎不漏气 车胎 给旱区送水的消防车停于水平地面 在缓缓放水的过程中 若车胎不漏气 车胎 内气体温度不变 不计分子势能 则车胎内气体内气体温度不变 不计分子势能 则车胎内气体 A A 从外界吸热 从外界吸热 B B 对外界做负功 对外界做负功 C C 分子平均动能减少 分子平均动能减少 D D 内能增加 内能增加 解析 解析 车胎内气体经历了一个温度不变 压强减小 体积增大的过程 不计分子势车胎内气体经历了一个温度不变 压强减小 体积增大的过程 不计分子势 能 温度不变 分子平均动能和内能不变 体积增大气体对外界做正功 根据热力学第一能 温度不变 分子平均动能和内能不变 体积增大气体对外界做正功 根据热力学第一 定律知气体一定从外界吸热 定律知气体一定从外界吸热 A正确 正确 答案 答案 A 7 7 双选双选 一定质量的理想气体的状态变化过程表示在如图所示的一定质量的理想气体的状态变化过程表示在如图所示的p p V V图象上 气体图象上 气体 先由先由a a状态沿双曲线经等温过程变化到状态沿双曲线经等温过程变化到b b状态 再沿与横轴平行的直线变化到状态 再沿与横轴平行的直线变化到c c状态 状态 a a c c两两 点位于与纵轴平行的直线上 以下说法中正确的是点位于与纵轴平行的直线上 以下说法中正确的是 A A 由 由a a状态至状态至b b状态过程中 气体放出热量 内能不变状态过程中 气体放出热量 内能不变 B B 由 由b b状态至状态至c c状态过程中 气体对外做功 内能增加 平均每个气体分子在单位时状态过程中 气体对外做功 内能增加 平均每个气体分子在单位时 间内与器壁碰撞的次数不变间内与器壁碰撞的次数不变 C C c c状态与状态与a a状态相比 状态相比 c c状态分子平均距离较大 分子平均动能较大状态分子平均距离较大 分子平均动能较大 D D b b状态与状态与a a状态相比 状态相比 b b状态分子平均距离较小 分子平均动能相等状态分子平均距离较小 分子平均动能相等 解析 解析 由由a到到b的过程是等温过程 所以内能不发生变化 气体体积减小 所以外界的过程是等温过程 所以内能不发生变化 气体体积减小 所以外界 对气体做功 放出热量 由对气体做功 放出热量 由b到到c的过程中 是等压变化 体积增大 温度升高 内能增加的过程中 是等压变化 体积增大 温度升高 内能增加 而体积增大 所以气体对外界做功 应该吸收热量 虽然压强不变 但是气体分子热运 而体积增大 所以气体对外界做功 应该吸收热量 虽然压强不变 但是气体分子热运 动变得剧烈 碰撞次数改变 综上所述 选项动变得剧烈 碰撞次数改变 综上所述 选项A D正确 正确 答案 答案 AD 8 8 2012 2012 广东卷广东卷 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 A 气体温度升高 压强不变 气体温度升高 压强不变 B B 气体温度升高 压强变大 气体温度升高 压强变大 C C 气体对外界做正功 气体内能增加 气体对外界做正功 气体内能增加 D D 外界对气体做正功 气体内能减少 外界对气体做正功 气体内能减少 解析 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 U W Q知 气体内能增加 温度升高 由理想气体状态方程知 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 选项知 气体压强增大 选项A pV T C D错误 选项错误 选项B正确 正确 答案 答案 B 9 9 若对物体做 若对物体做1 1 200200 J J的功 可使物体温度升高的功 可使物体温度升高3 3 改用热传递的方式 使物体 改用热传递的方式 使物体 温度同样升高温度同样升高3 3 那么物体应吸收多少热量 如果对该物体做 那么物体应吸收多少热量 如果对该物体做3 3 000000 J J的功 物体的温度的功 物体的温度 升高升高5 5 表明该过程中 物体应吸收或放出多少热量 表明该过程中 物体应吸收或放出多少热量 解析 解析 做功和热传递在改变物体内能上是等效的 因此物体用做功方式温度升高做功和热传递在改变物体内能上是等效的 因此物体用做功方式温度升高3 如用吸热方式 也使温度升高 如用吸热方式 也使温度升高3 应吸收应吸收1 200 J的热量 的热量 由题意知 由题意知 1 200 J cm 3 物体温度升高物体温度升高5 时增加的内能时增加的内能 U cm 5 5 J 2 000 J 1 200 3 由热力学第一定律有 由热力学第一定律有 Q U W 2 000 3 000 J 1 000 J 因此 物体放出因此 物体放出1 000 J的热量 的热量 答案 答案 1 200 J 放出放出1 000 J的热量的热量 1010 2012 2012 江苏卷江苏卷 如图所示 一定质量的理想气体从状态如图所示 一定质量的理想气体从状态A A经等压过程到状态经等压过程到状态B B 此过程中 气体压强此过程中 气体压强p p 1 0 101 0 105 5 PaPa 吸收的热量 吸收的热量Q Q 7 0 107 0 102 2 J J 求此过程中气体内能的 求此过程中气体内能的 增量 增量 解析 解析 等压变化等压变化 对外做的功 对外做的功W p VB VA 根据热力学第一定律 根据热力学第一定律 U Q VA TA VB TB W 解得 解得 U 5 0 102 J 答案 答案 5 0 102 J 热传递的三种方式热传递的三种方式 1 1 热传导 热传导 热量从物体温度较高的部分沿着物体传到温度较低的部分 叫做热传导 热传导是热量从物体温度较高的部分沿着物体传到温度较低的部分 叫做热传导 热传导是 固体中热传递的主要方式 在气体或液体中 热传导过程往往和对流同时发生 各种物质固体中热传递的主要方式 在气体或液体中 热传导过程往往和对流同时发生 各种物质 都能够传热 但是不同物质的传热本领不同 善于传热的物质叫做热的良导体 不善于传都能够传热 但是不同物质的传热本领不同 善于传热的物质叫做热的良导体 不善于传 热的物质叫做热的不良导体 各种金属都是热的良导体 其中最善于传热的是银 其次是热的物质叫做热的不良导体 各种金属都是热的良导体 其中最善于传热的是银 其次是 铜和铝 瓷 纸 木头 玻璃 皮革都是热的不良导体 最不善于传热的是羊毛 羽毛 铜和铝 瓷 纸 木头 玻璃 皮革都是热的不良导体 最不善于传热的是羊毛 羽毛 毛皮 棉花 石棉 软木和其他松软的物质 液体中除了水银以外 都不善于传热 气体毛皮 棉花 石棉 软木和其他松软的物质 液体中除了水银以外 都不善于传热 气体 比液体更不善于传热 比液体更不善于传热 热传导是由于大量分子 原子等相互碰撞 使物体的内能从温度较高部分传至较低热传导是由于大量分子 原子等相互碰撞 使物体的内能从温度较高部分传至较低 部分的过程 部分的过程 热传导是依靠物体内部的温度差或两个不同物体直接接触 仅靠物体内部微粒的热热传导是依靠物体内部的温度差或两个不同物体直接接触 仅靠物体内部微粒的热 运动传递了热量 包括 运动传递了热量 包括 1 1 固体与液体 分子碰撞 固体与液体 分子碰撞 2 2 固体与固体间 自由电子运动 固体与固体间 自由电子运动 3 3 气体之间 分子热运动 气体之间 分子热运动 2 2 热对流 热对流 靠液体或气体的流动来传热的方式叫做对流 对流是液体和气体中热传递的主要方靠液体或气体的流动来传热的方式叫做对流 对流是液体和气体中热传递的主要方 式 气体的对流现象比液体更明显 利用对流加热或降温时 必须同时满足两个条件 一式 气体的对流现象比液体更明显 利用对流加热或降温时 必须同时满足两个条件 一 是物质可以流动 二是加热方式必须能促使物质流动 是物质可以流动 二是加热方式必须能促使物质流动 流体中