2024-2025学年高中物理第十章热力学定律第3节热力学第一定律能量守恒定律课时检测新人教版选修3-3

第3节热力学第肯定律能量守恒定律

》随堂演练▼心⑥脸希以练促学•补短场长一.

［随堂检测］

1.（多选）下列关于第一类永动机的说法正确的是（）

A.第一类永动机是不消耗任何能软却能源源不断地对外做功的机器

B.第一类永动机不能制成的缘由是违反了热力学第肯定律

C.第一类永动机不能制成的缘由是技术问题

D.第一类永动机不能制成的缘由是违反了能量守恒定律

解析：选AD.第一类永动机是不消耗任何能量却能源源不断对外做功的机器，这是人们

的美妙愿望，但它违反了能量守恒定律.这也是它不能制成的缘由.故A、D两项正确，B、C

两项错误.

2.如图，容器48各有一个可以自由移动的轻活塞，活塞下

面是水，上面是大气，大气压恒定.力、夕的底部由带阀门4的管

A

道相连，整个装置与外界绝热.原先力中水面比8中的高，打开

阀门，使力中的水渐渐向3中流淌，最终达到平衡.在这个过程中（）

A.大气压对水不做功，水的内能削减

B.水克服大气压做功，水的内能削减

C.大气压对水不做功，水的内能不变

D.大气压对水不做功，水的内能增加

解析；选D.打开阀门A；使力中的水渐渐流向占中，最终水面持平，力中水面下降九，B

中水面上升加，相当于A中S血体积的水移到4中，且S也=5疝”这部分水的重心降低，重

力对水做正功，重力势能减小了.大气压力做功状况是大气压对A容器中的水做正功，对〃

容器中的水做负功.所以，大气压力对水做的总功为65向一次5疝〃，由于S也=5而，所以

大气压对水做的总功为零，又由于系统绝热，与外界没有热交换，只有水的重力做功，重力

势能转化为内能，故选项D正确.

3.（多选）用密封性好、充溢气体的塑料袋包袱易碎品，如图所示，充气袋四周被挤压时，

假设袋内气体与外界无热交换，则袋内气体（）

A.体积减小，内能增大

B.体积减小，压强减小

C.对外界做负功，内能增大

D.对外界做正功，压强减小

解析：选AC.实际气体在温度不太低、压强不太大时可看做志向气体.充气袋被挤压，

气体体积减小，外界对气体做正功，则W>0,即气体对外界做负功，由于袋内气体与外界无热

交换，即。=0,依据热力学第肯定律知，内能增大，温度上升，选项A、C正确；

依据志向气体状态方程可推断压强肯定增大，选项B、I）错误.

4.若一气泡从湖底上升到湖面的过程中温度保持不变，若将气泡内的气体视为志向气体，

气泡从湖底上升到湖面的过程中，对外界做了0.6J的功，则此过程中的气泡（填“汲

取”或“放出”）的热量是J-气泡到达湖面后，温度上升的过程中，乂对外界做了

0.1J的功，同时汲取了0.3J的热量，则此过程中，气泡内气体内能增加了J.

解析：气泡从湖底上升到湖面过程中，WJ—0.6J,20,依据热力学第肯定律

得g0.6J,即汲取热量0.6J.气泡到达湖面后，温度上升的过程中//=-0.1J,Q

=0.3J,则△〃=•'+0=0.2J,即气泡内气体内能增加0.2J.

答案：汲取0.60.2

［课时作业］

一、单项选择题

1.自由摇摆的秋T•摇摆幅度越来越小，下列说法正确的是（）

A.机械能守恒

B.能量正在消逝

C.只有动能和重力势能的相互转化

D.削减的机械能转化为内能，但总能量守恒

解析：选D.自由摇摆的秋千摇摆幅度越来越小，说E月机械能在削减，故A、C项错误.削

减的机械能通过摩擦转化成了内能，故B项错误，D项正确.

2.给旱区送水的消防车停于水平地面，在缓慢放水过程中，若车胎不漏气，胎内气体温

度不变，不计分子间势能，则胎内气体（）

A.从外界吸热B.对外界做负功

C.分子平均动能减小D.内能增加

解析：选A.缓慢放水过程中，胎内气体体积增大、温度不变，由于不计分子势能，内能

不变，故分子平均动能不变，选项C、D错误；由体积增大可知气体对外界做正功，或克服外

界压力做功，选项B错误.由知'40,收0,故00,气体从外界吸热，选项A

正确.

3.肯定质量的志向气体，从某一状态起先，经过一系列改变后又回到起先的状态，JUWi

表示外界对气体做的功，展表示气体对外界做的功，。表示气体汲取的热量，Q表示气体放出

的热量，则在整个过程中肯定有（）

A.。一般一历B.

C.抓=脑1）.

解析：选A.解答本题的切入点是，对肯定质量的志向气体，在某一状态下其内能是确定

的.首先，对肯定质量的志向气体，经过一系列的状态改变后又回到原状态，表明整个过程

中内能的改变为零，即通过做功和热传递引起的内能改变相互抵消，所以A选项正确.

4.带有活塞的汽缸内封闭肯定量的志向气体.气体起先处于状态"然后经过过程9到

达状态力或经过过程ac到达状态c,b、。状态温度相同，如图所示.设气体在状态。和状态

。的压强分别为R,和在过程ab和ac中汲取的热量分别为圆和原，则（）

A.p>p”QGQ求B.p>pe,QKQzc

C.P&Pc,Qa>QacD.P人Pc,Q*&Qac

解析：选C.状态人和状态c相比，温度相同，8状态气体体积大，则〃状态压强小，故

由状态a至IJ6和a至Ijc,气体温度的改变量相同，故内能增加量相同，而a到。过

程气体不做功，即他=0,而a到b过程体积膨胀，对外做功，族0,所以依据热力学第肯定律

△可得，a到。过程吸热更多，故QQQcC项正确.

5.如图所示，在竖直放置的圆柱容器内，用活塞密封一部分气体，活塞质量为加，容器的

横截面积为S,活塞与容器壁间无摩擦，平衡时容器内的密闭气体的压强为夕，外界大气压恒

为小当气体从外界汲取热量。、活塞上升力后再次平衡（可认为气体压强恒为夕不变）.则在

此过程中密闭气体增加的内能等于（）

A.QB.Q—mgh

C.Q—mgh—poShD.Q-mgh+psSh

解析：选C.气体前后两个状态用1和2表示，对应内能为占和%当气体从状态1改变

到状态2时，能流图如图所示.从能流图可以看出：△U=Q—W=Q-mgh-mSh.

6.现在的出租车常以自然气作为燃料•，加气站储气罐中自然气的温度随气温上升的过程

中，若储气罐内气体体积及质量均不变，则罐内气体（可观为志向气体）（）

对外做功

k（从外界吸热

A.压强增大，内能减小

B.汲取热量，内能增大

C.压强减小，分子平均动能增大

D.对外做功，分子平均动能减小

解析：选B.储气罐内气体体积及质量均不变，温度上升，气体从外界汲取热量，分子平

均动能增大，内能增大，压强变大.因气体体积不变，故外界对气体不做功，只有B正确.

二、多项选择题

7.如图，内壁光滑、导热良好的汽缸中用活塞封闭有肯定质量的志向气体.当环境温度

上升时，缸内气体（）

A.内能增加

B.对外做功

C.压强增大

D.分子间的引力和斥力都增大

解析：选AB.当环境温度上升时，压强不变，缸内气体膨胀对外做功，志向气体不考虑

分子力，内能仅由物质的量和温度确定，温度上升，气体的内能增加，正确选项为A、B.

8.试验室内，某同学月导热性能良好的汽缸和活塞将肯定质量的志向气体封闭在汽缸内

（活塞与汽缸壁之间无摩擦），待活塞静止后，再用一个装有与室温温度相同的水的小滴管贴

近活塞，将滴管内的水缓慢滴注在活塞上方，如图所示.在此过程中，若大气压强与室内的

温度均保持不变，则下列说法正确的是（）

A.单位时间内，缸内气体分子对活塞撞击的次数保持不变

B.汽缸内气体的内能不变

C.外界对缸内气体做的功等于缸内气体向外界释放的热量

D.外界对缸内气体做的功等于缸内气体增加的内能

解析♦：选BC.此过程是等温改变，即内能不变，依据热力学第肯定律可知外界对缸内气

体做的功等于缸内气体向外界释放的热量，故B、C正确、D错误；此过程压强增大体积缩小,

由压强的微观含义可知A错误.

9.如图所示，A.8两点表示肯定质品的某种志向气体的两个状态，当气体从状态力改变

到状态〃时（）

•A

•B

0T

A.体积必定变大

B.有可能经过体积减小的过程

C.外界必定对气体做正功

【）.气体必定从外界吸热

解析•：选ABD.连接用、0B,得到两条等容线，故有%＞匕，所以A正确；由于没有限制

从状态力改变到状态8的过程，所以可先减小气体的体枳再增大气体的体积到6状态，故B

正确；因为气体体积增大，所以是气体对外做功，C错误；因为气体对外界做功，而气体的温

度又上升，内能增大，由热力学第肯定律知气体肯定从外界吸热，D正确.

10.如图所示，a、b、c、d表示肯定质量的志向气体状态改变过程中的四个状态，图中

ad平行于横坐标轴，“平行于纵坐标轴，力的延长线过原点.以下说法正确的是（）

p

ad

Q

0T

A.从状态d到c,气体不吸热也不放热

B.从状态。到人气体放热

C.从状态a到"，气体对外做功

D.从状态〃到a,气体吸热

解析：选BCD.从状态"到c,温度不变，志向气体内能不变，但是由于压强减小，所以

体积增大，对外做功，还要保持内能不变，肯定要汲取热量，故A错误.气体从状态c到状

态。是•个降压、降温过程，同时体积减小，外界对气体做功，而气体的内能还要减小（降温），

就肯定要伴随放热的过程，故B正确.气体从状态a到状态d是一个等压、升温的过程，同

时体积增大，所以气体要对外做功，故C正确.气体从状态〃到状态a是一个等容改变过程,

随压强的增大，气体的温度上升，内能增大，而在这个过程中气体的体积没有改变，就没有

做功，气体内能的增大是因为气体吸热的结果，故D正确.

三、非选择题

11.爆米花酥脆可口、老少皆宜，是很多人宠爱的休闲零食，如图为高压爆米花的装置原

理图，玉米在铁质的密闭容器内被加热，封闭气体被加热成高温高压气体，当打开容器盖后,

“啜”的一声气体快速膨胀，压强急剧减小，玉米粒就“爆炸”成了爆米花.设当地温度为

力=27°C,大气压为R,已知密闭容器打开前的气体压强达到4小试分析：

(1)容器内的气体看做志向气体，求容器内气体的温度.

(2)假定在一次打开的过程中，容器内气体膨胀对外界做功15kJ,并向外释放了20kJ

的热量，容器内原有气体的内能如何改变？改变了多少？

解析：(1)依据查