高中创新设计物理粤教版选修33323 热力学第一定律 能量守恒定律 题组训练

1、第二节热力学第一定律第三节能量守恒定律(时间：60分钟)题组一热力学第一定律的应用1关于物体内能的变化情况，下列说法中正确的是()A吸热的物体，其内能一定增加B体积膨胀的物体，其内能一定减少C放热的物体，其内能也可能增加D绝热压缩的物体，其内能一定增加答案CD解析做功和传热都可以改变物体的内能，不能依据一种方式的变化就判断内能的变化2(双选)下列过程可能发生的是()A物体吸收热量，对外做功，同时内能增加B物体吸收热量，对外做功，同时内能减少C外界对物体做功，同时物体吸热，内能减少D物体对外做功，同时物体放热，内能增加答案AB解析当物体吸收的热量多于对外做的功时，物体的内能就增加，A正确；当物体

2、吸收的热量少于对外做的功时，物体的内能就减少，B正确；外界对物体做功，同时物体吸热，则物体的内能必增加，C错误；物体对外做功，同时物体放热，则物体的内能必减少，D错误3如图32、35所示是密闭的气缸，外力推动活塞P压缩气体，对缸内气体做功800 J，同时气体向外界放热200 J，缸内气体的()图32、35A温度升高，内能增加600 JB温度升高，内能减少200 JC温度降低，内能增加600 JD温度降低，内能减少200 J答案A解析对一定质量的气体，由热力学第一定律UWQ可知，U800 J(200 J)600 J，U为正表示内能增加了600 J，对气体来说，分子间距较大，分子势能为零，内能等于

3、所有分子动能的和，内能增加，气体分子的平均动能增加，温度升高，选项A正确4小明同学将喝空的饮料瓶遗留在车内，当夜晚来临，车内温度降低时，密闭在瓶内的气体(可视为理想气体)将()A内能增大，放出热量 B内能增大，吸收热量C内能减小，放出热量 D内能减小，吸收热量答案C解析一定质量的理想气体的内能由温度决定，当温度降低时，内能减少，U0，由于体积不变，W0，由热力学第一定律UWQ可得Q0，故气体放热，正确答案为C项5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内能增加答案A解析胎内

4、气体经历了一个温度不变、压强减小、体积增大的过程温度不变，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气体一定从外界吸热6(双选)夏季烈日下的高速路面温度很高，汽车行驶过程中轮胎与路面摩擦也产生大量的热因此高速行驶的汽车容易爆胎而出现事故，酿成悲剧对车胎爆裂这一现象下列说法正确的是(假设升温过程轮胎容积不变)()A车胎爆裂，是车胎内气体温度升高，气体分子间斥力急剧增大的结果B在爆裂前的过程中，气体温度升高，分子无规则热运动加剧，气体压强增大C在车胎突然爆裂的瞬间，气体内能增加D在车胎突然爆裂的瞬间，气体内能减少答案BD题组二能量转化与守恒定律7(双选)一物体获得一定初速度后

5、，沿着一粗糙斜面上滑，在上滑过程中，物体和斜面组成的系统()A机械能守恒 B总能量守恒C机械能和内能增加 D机械能减少，内能增加答案BD解析物体沿斜面上滑的过程中，有摩擦力对物体做负功，所以物体的机械能减少，由能量转化和守恒定律知，内能应增加，能的总量不变8如图32、36所示为冲击摆实验装置，一飞行子弹射入沙箱后与沙箱合为一体，共同摆起一定的高度，则下面有关能量的转化的说法中正确的是图32、36A子弹的动能转变成沙箱和子弹的内能B子弹的动能转变成了沙箱和子弹的热能C子弹的动能转变成了沙箱和子弹的动能D子弹动能的一部分转变成沙箱和子弹的内能，另一部分动能转变成沙箱和子弹的机械能答案D解析子弹在射

6、入沙箱瞬间，要克服摩擦阻力做功，一部分动能转变成沙箱和子弹的内能，另一部分动能转变成沙箱和子弹的机械能题组三气体实验定律与热力学第一定律的结合9如图32、37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缓下降过程中，筒内空气体积减小，空气一定()图32、37A从外界吸热 B内能增大C向外界放热 D内能减小答案C解析本题考查气体性质和热力学第一定律，由于不计气体分子之间的相互作用，且整个过程缓慢进行，所以可看成温度不变，即气体内能不变，选项B、D均错；热力学第一定律UWQ，因为在这个过程中气体体积减小，外界对气体做了功

7、，式中W取正号，U0，所以Q为负，即气体向外放热，故选项A错、C对正确答案为C.10(双选)如图32、38所示，一绝热容器被隔板K隔开成a，b两部分已知a内有一定量的稀薄气体，b内为真空抽开隔板K后，a内气体进入b，最终达到平衡状态在此过程中()图32、38A气体对外界做功，内能减少B气体不做功，内能不变C气体压强变小，温度降低D气体压强变小，温度不变答案BD解析因b内为真空，所以抽开隔板后，a内气体可以“自发”进入b，气体不做功，又因容器绝热，不与外界发生热量传递，根据热力学第一定律可以判断其内能不变，温度不变，由玻意耳定律可知：气体体积增大，压强必然变小，综上可判断B、D项正确11(双选)

8、如图32、39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，dc平行于纵坐标轴，ab的延长线过原点，以下说法正确的是()图32、39A从状态d到c，气体不吸热也不放热B从状态c到b，气体放热C从状态a到d，气体对外做功D从状态b到a，气体放热答案BC解析从状态d到c，温度不变，理想气体内能不变，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，一定要吸收热量，故A错；气体从状态c到状态b是一个降压、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)，就一定要伴随放热的过程，故B对；气体从状态a到状态d是一个等压、升温的过

9、程，同时体积增大，所以气体要对外做功，C正确；气体从状态b到状态a是个等容变化过程，随压强的增大，气体的温度升高，内能增大，而在这个过程中气体的体积没有变化，就没有做功，气体内能的增大是因为气体吸热的结果，故D错误题组四综合应用12如图32、310所示，一定质量的理想气体从状态A先后经过等压、等容和等温过程完成一个循环，A、B、C状态参量如图所示，气体在状态A的温度为27 ，求：图32、310(1)气体在状态B的温度TB；(2)气体从ABC状态变化过程中与外界交换的总热量Q.答案(1)600 K(2)2p0V0解析(1)A到B的过程是等压变化有代入数据得TB600 K(327 )(2)根据热力

10、学第一定律有UQW其中W2p0V0解得Q2p0V0(吸热)13如图32、311所示，导热材料制成的截面积相等，长度均为45 cm的气缸A、B通过带有阀门的管道连接初始时阀门关闭，厚度不计的光滑活塞C位于B内左侧，在A内充满压强pA2.8×105 Pa的理想气体，B内充满压强pB1.4×105 Pa的理想气体，忽略连接气缸的管道体积，室温不变，现打开阀门，求：图32、311(1)平衡后活塞向右移动的距离和B中气体的压强；(2)自打开阀门到平衡，B内气体是吸热还是放热(简要说明理由)答案(1)15 cm2.1×105 Pa(2)放热，答案见解析解析(1)活塞向右运动后

11、，对A气体，有pALSp(Lx)S对B气体，有pBLSp(Lx)S得x15 cmp2.1×105 Pa(2)活塞C向右移动，对B中气体做功，而气体做等温变化，内能不变，由热力学第一定律可知B内气体放热14如图32、312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，现用竖直向下的外力F压缩气体，使封闭的空气柱长度为2 cm，人对活塞做功100 J，大气压强为p01×105 Pa，不计活塞的重力问：图32、312(1)若用足够长的时间缓慢压缩，求压缩后气体的压强多大？(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)答案(1)1.