2019-2020学年高中物理 第10章 热力学定律 3 热力学第一定律 能量守恒定律提能训练（含解析）新人教版选修3-3

热力学第一定律 能量守恒定律基础达标1某系统的初状态具有内能1 j，在外界对它做0.5 j的功后，它放出0.2 j的热量，系统在这个过程中内能的增量是()a0.7 jb0.3 j c0.66 jd0.34 j【答案】b解析：因w0.5 j，q0.2 j，由热力学第一定律uwq可知，u0.3 j2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【答案】d解析：自由摆动的秋千摆动幅度减小，说明机械能在减少，减少的机械能等于克服阻力、摩擦力做的功，增加了内能3(多选)(2018双鸭山模拟)根据热力学第一定律，下列说法正确的是()a电冰箱的工作过程表明，热量可以从低温物体向高温物体传递b空调机在制冷过程中，从室内吸收的热量少于向室外放出的热量c科技的进步可以使内燃机成为单一热源的热机d对能源的过度消耗将使自然界的能量不断减少，形成能源危机【答案】ab解析：热量可以从低温物体向高温物体传递，但要引起其他变化，a正确；空调机在制冷过程中，从室内吸收的热量少于向室外放出的热量，因为电能也部分转化为热能，b正确；不可能从单一热源吸热全部用来对外做功而不引起其他变化，c错误；对能源的过度消耗将形成能源危机，但自然界的总能量守恒，d错误；故选ab4(多选)下列说法中正确的是()a气体的温度升高时，并非所有分子的速率都增大b盛有气体的容器做减速运动时，容器中气体的内能随之减小c理想气体在等容变化过程中，气体对外不做功，气体的内能不变d一定质量的理想气体经等温压缩后，其压强一定增大【答案】ad解析：气体的温度升高，分子热运动的平均速率增大，并非所有分子的速率都增大，故a正确气体的内能为所有分子的平均动能和势能之和，与机械运动无关，故b错误由热力学第一定律uwq，当w0时不能确定u0，故c错误一定质量的理想气体经等温压缩后，由玻意耳定律知，气体压强一定增大，故d正确5(多选)关于物体的内能，下列说法中正确的是()a外界对物体做功，物体的内能不一定增加b不通过做功的过程，内能也可以从一个物体传递到另一个物体c不发生热传递，物体内能总保持不变d外力对物体做1 j的功，物体就一定增加1 j的内能【答案】ab解析：物体的内能改变的物理过程有两种：一个是做功；另一个是热传递可以利用其中的一种过程来改变物体的内能，也可以通过两种过程共同来改变物体的内能6(多选)关于物体的内能，下列说法中正确的是()a相同质量的两种物体，升高相同的温度，内能增量一定相同b一定量0 的水结成0 的冰，内能一定减少c一定量气体克服外界压力膨胀，但不吸热也不放热，内能一定减少d一定量气体吸收热量而保持体积不变，内能可能减少【答案】bc解析：内能的改变不仅仅决定于温度的变化，还与物体的比热、质量、体积等因素有关在无热传递的情况下，气体膨胀对外做功，内能一定减少气体体积不变，即意味着气体不对外界做功，外界也不对气体做功，吸收热量，内能一定会增加能力提升7一定质量的理想气体，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()aq1q2w2w1bq1q2w1w2cw1w2dq1q2【答案】a解析：气体初、末状态相同，内能相同，由热力学第一定律知wq0，即w2w1q1q2，故选项a正确8(多选)(2018茂名模拟)4只充满理想气体的相同气球平放在木板上，气球上放一轻质塑料板将一重物放在轻质塑料板中间位置(球内气体温度视为不变)，则球内气体()a压强变大，体积变小b压强变小，体积变大c内能不变，从外界吸热d内能不变，对外界放热【答案】ad解析：将一重物放在轻质塑料板中间位置的过程中，球内气体压强增大，根据气体状态方程c得体积减小体积减小，外界对气体做功，温度不变，则内能不变，根据势力学第一定律知气体放热9(多选)如图所示，a、b、c、d表示一定质量的理想气体状态变化过程中的四个状态，图中ad平行于横坐标轴，ab的延长线过原点，dc平行于纵轴以下说法正确的是()a从状态d到c，气体不吸热也不放热b从状态c到b，气体吸热c从状态a到d，气体对外做功d从状态b到a，气体吸热【答案】cd解析：从状态d到c，温度不变，气压减小，根据理想气体状态方程c知体积增加，体积增加说明对外做功，温度不变说明内能不变，根据热力学第一定律公式uwq知气体吸收热量，故a错误；从状态c到b，由c及t减小知气体体积减小，外界对气体做功，温度降低，内能减小，根据热力学第一定律知气体放热，故b错误；从状态a到d，气压不变，温度升高，根据理想气体状态方程c，故体积增加，温度升高说明内能增加，体积增加说明对外做功，根据热力学第一定律公式uwq，故气体吸收热量，故c正确；从状态b到a，ab的延长线过原点，是等容变化，温度升高说明内能增加，体积不变说明气体不做功，根据热力学第一定律公式uwq，气体吸收热量，故d正确10关于气体的内能，下列说法正确的是_a质量和温度都相同的气体，内能一定相同b气体温度不变，整体运动速度越大，其内能越大c气体被压缩时，内能可能不变d一定量的某种理想气体的内能只与温度有关e一定量的某种理想气体在等压膨胀过程中，内能一定增加【答案】cde解析：质量和温度都相同的气体，虽然分子平均动能相同，但是可能是不同的气体，则其摩尔质量不同，即分子个数不同，所以内能不一定相同，a错误；宏观运动和微观运动没有关系，所以宏观运动动能大，内能不一定大，b错误；根据c可知如果等温压缩，则内能不变，等压膨胀，温度升高，内能一定增大，c、e正确；理想气体的分子势能为零，所以理想气体的内能等于分子动能，而分子动能和温度有关，d正确11(2019延安名校模拟)如图所示，在竖直放置的圆柱形容器内用质量为m的活塞密封一部分气体，活塞与容器壁间能无摩擦滑动，容器的横截面积为s.开始时气体的温度为t0，活塞与容器底的距离为h0.将整个装置放在大气压恒为p0的空气中后，当气体从外界吸收热量q，活塞缓慢上升d后再次平衡求：(1)外界空气的温度是多少？(2)在此过程中密闭气体的内能增加了多少？【答案】(1)t0(2)q(mgp0s)d解析：(1)取密闭气体为研究对象，活塞上升过程为等压变化由盖吕萨克定律得解得外界的空气温度为tt0(2)活塞上升的过程，密闭气体克服大气压力和活塞的重力做功，所以外界对气体做的功w(mgp0s)d根据热力学第一定律得密闭气体增加的内能uqwq(mgp0s)d12(2019徐州名校模拟)如图所示，一圆柱形绝热汽缸竖直放置，通过绝热活塞封闭着一定质量的理想气体活塞的质量为m，横截面积为s，与容器底部相距h，此时封闭气体的温度为t1.现通过电热丝缓慢加热气体，当气体吸收热量q时，气体温度上升到t2.已知大气压强为p0，重力加速度为g，不计活塞与汽缸的摩