新教材同步系列2024春高中物理第三章热力学定律第一节热力学第一定律课后提升训练粤教版选择性必修第三册

第三章第一节A组·基础达标1．关于热传递，下列说法中正确的是()A．热传递的实质是温度的传递B．物体间存在着温度差，才能发生热传递C．热传递可以在任何状况下进行D．物体内能发生变更，确定是吸取或放出了热量【答案】B【解析】热传递的实质是物体间内能的转移，故A错误．热传递的条件是物体间存在温度差，高温物体放出热量，低温物体吸取热量，若两物体温度相同，它们之间便不再发生热传递，即达到了热平衡，故B正确，C错误．物体吸取或放出热量，内能会发生变更，但内能变更不愿定是热传递引起的，还可以通过做功的方式实现，故D错误．2．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(可视为志向气体)()A．压强增大，内能减小B．吸取热量，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【答案】B【解析】质量确定的气体，体积不变温度上升，则压强增大，内能增大，A、C错误；体积不变的气体不做功，内能增大则须要吸取热量，B正确，D错误．3．(多选)下列现象中，哪些是通过热传递的方式变更物体内能的()A．打开电灯开关，灯丝的温度上升，内能增加B．夏天喝冰镇汽水来解暑C．冬天搓搓手，会感觉到手变得温煦起来D．太阳能热水器在阳光照耀下，水的温度渐渐上升【答案】BD【解析】A是电流做功变更内能的，不是热传递；B是汽水与人体间有温度差，汽水吸热造成的，它属于热传递；C是摩擦做功变更内能的，也不属于热传递；D是太阳给热水器传热，通过热传递的方法变更物体内能的，故B、D正确．4．如图所示，在紫铜管内滴入乙醚，盖紧管塞．用手拉住绳子两端快速往复拉动，管塞会被冲开．管塞被冲开前()A．外界对管内气体做功，气体内能增大B．管内气体对外界做功，气体内能减小C．管内气体内能不变，压强变大D．管内气体内能增大，压强变大【答案】D【解析】克服绳与金属管间的摩擦做功，使管壁内能增大，温度上升．通过热传递，乙醚的内能增大，温度上升，直至沸腾，管塞会被冲开．管塞被冲开前管内气体内能增大，压强变大，D正确．5．(多选)(2024年中山联考)自热锅因其便于加热和便利携带，越来越受到户外驴友的欢迎．自热锅内有一个发热包，遇水发生化学反应而产生大量热能，不须要明火，温度可超过100℃，能在15分钟内快速加热食品．自热锅的盖子上有一个透气孔，假如透气孔堵塞，简洁造成小型爆炸．对于这种现象下列说法正确的是()A．自热锅爆炸前，锅内气体温度上升B．自热锅爆炸前，锅内气体内能增加C．自热锅爆炸时，锅内气体温度降低D．自热锅爆炸时，锅内气体内能增加【答案】ABC【解析】自热锅内有一个发热包，遇水发生化学反应而产生大量热能，可知自热锅爆炸前，锅内气体温度上升，锅内气体内能增加，A正确；自热锅爆炸时，由于时间极短，锅内气体对外做功，且来不及与外界发生热传递，依据热力学第确定律可知，锅内气体内能减小，锅内气体温度降低，C正确，D错误．6．(2024年广州阶段检测)如图，用隔板将一绝热汽缸分成两部分，隔板左侧充有志向气体，隔板右侧与绝热活塞之间是真空．现将隔板抽开，气体会自发扩散至整个汽缸．待气体达到稳定后，缓慢推压活塞，将气体压回到原来的体积．假设整个系统不漏气．下列说法错误的是()A．气体自发扩散前后内能相同B．气体在被压缩的过程中内能增大C．气体在自发扩散过程中，气体对外界不做功D．气体在被压缩的过程中，气体对外界做功【答案】D【解析】抽开隔板时，由于右方是真空，气体做自由扩散，气体没有对外做功，又没有热传递，则依据ΔU＝Q＋W可知，气体的内能不变，A、C正确，不符合题意；气体被压缩的过程中，外界对气体做功，又没有热传递，依据ΔU＝Q＋W可知，气体内能增大，B正确，不符合题意，D错误，符合题意．7．(2024年宜春期末)飘在空气中的氢气球，在缓慢上升变大的过程中，不考虑气温的变更，以下说法正确的是()A．外界对气体做功，同时向外界放出热量B．球内气体对外做功，同时向外界放出热量C．球内气体对外做功，同时从外界吸取热量D．球内气体压强增大【答案】C【解析】氢气球缓慢上升，体积变大，则泡内气体对外做功，温度不变，则内能不变，则气体同时从外界吸取热量，C正确，A、B错误．氢气球的体积变大，温度不变，则压强减小，D错误．B组·实力提升8．如图所示，活塞将汽缸分成甲、乙两气室，汽缸、活塞(连同拉杆)是绝热的，且不漏气．用E甲、E乙分别表示甲、乙两气室中气体的内能，则在将拉杆缓慢向左拉的过程中，下列说法正确的是()A．E甲不变，E乙减小 B．E甲不变，E乙增大C．E甲增大，E乙不变 D．E甲增大，E乙减小【答案】D【解析】本题解题的关键是明确甲、乙两气室气体都阅历绝热过程，内能的变更取决于做功的状况．对于甲室内的气体，在拉杆缓慢向左拉的过程中，活塞左移，压缩气体，外界对甲室气体做功，其内能应增大；对乙室内的气体，活塞左移，气体膨胀，气体对外界做功，内能应减小，D正确．9．如图所示，确定质量的志向气体，由状态a到达状态b或者状态c；设气体在状态b和状态c的温度分别为Tb和Tc，在过程ab和ac中吸取的热量分别为Qab和Qac，则()A．Tb>Tc，Qab>Qac B．Tb＝Tc，Qab>QacC．Tb>Tc，Qab<Qac D．Tb＝Tc，Qab<Qac【答案】B【解析】因为pbVb＝pcVc，故Tb＝Tc，所以ac和ab两个过程的内能变更量相同；而ac过程是个等容过程，做功是零，故Qac＝ΔU，又因为ab过程是个等压过程，体积增大，故气体对外做功，故Qab＝ΔU＋W，所以Qab>Qac，B正确．10．如图为某种椅子与其升降部分的结构示意图，M、N两筒间密闭了确定质量的气体，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【答案】A【解析】本题考查了热力学第确定律，理解做功和热传递可以变更物体的内能．筒内气体不与外界发生热交换，M向下滑动的过程中，外界对气体做功，由热力学第确定律可知气体内能增大，A正确．11．(多选)如图，一开口向上的导热汽缸内，用活塞封闭了确定质量的志向气体，活塞与汽缸壁间无摩擦．现用外力作用在活塞上，使其缓慢上升．环境温度保持不变，大气压不变，系统始终处于平衡状态．在活塞上升过程中()A．气体体积渐渐增大，内能增加B．气体压强渐渐减小，内能不变C．气体压强渐渐增大，放出热量D．气体对外界做功，吸取热量【答案】BD【解析】活塞上升，体积渐渐增大，志向气体的内能与温度相关联，温度保持不变，则内能不变，A错误；依据志向气体状态方程eq\f(pV,T)＝c，可知体积增大，温度不变，故压强减小；因为温度不变，内能不变，体积增大，气体对外界做功，依据热力学第确定律ΔU＝W＋Q，可知系统吸热，B、D正确，C错误．12．(2024年北京期末)确定质量的志向气体从状态A经过状态B变更到状态C，其V－T图像如图所示．下列说法正确的是()A．A→B的过程中，气体的压强确定变大B．A→B的过程中，气体分子的平均动能变大C．B→C的过程中，气体内能确定增加D．B→C的过程中，气体确定放出热量【答案】D【解析】A→B的过程中，温度不变、体积变大，据eq\f(pV,T)＝c可知，气体的压强确定变小，A错误；A→B的过程中，气体温度不变，分子的平均动能不变，B错误；由志向气体状态方程可得V＝eq\f(c,p)，B→C的过程中，图线为过原点的倾斜直线，气体压强不变，温度降低、体积变小，气体内能确定削减，体积变小外界对气体做功，据热力学第确定律可知，气体确定放出热量，C错误，D正确．13．(2024年武汉阶段检测)如图所示，内壁光滑的足够长导热汽缸竖直悬挂在天花板下，汽缸内封闭确定质量的志向气体．活塞质量m＝4kg，活塞横截面积S＝20cm2.活塞初始状态位于离底部高度h1＝6cm处．假设外界空气热力学温度恒为T0＝300K，大气压强p0＝1×105Pa，g＝10m/s2.求：(1)若用外力将活塞缓慢下拉2cm，求此时汽缸内气体的压强；(2)若对汽缸内气体缓慢加热，当温度升到T＝400K时，气体吸取了30J的热量，求此过程中气体内能的增加量．解：(1)依据题意，对活塞初状态受力分析，由平衡条件有mg＋p1S＝p0S，解得p1＝0.8×105Pa，由玻意耳定律有p1h1S＝p2(h1＋Δh)S，解得p2＝6×104Pa.(2)依据题意可知，该过程是等压变更，由盖－吕萨克定律有eq\f(h1S,T0)＝eq\f(h2S,T)，解得h2＝8cm.外界对气体做功W＝－p1(h2－h1)S＝－3.2J．由热力学第确定律有ΔU＝W＋Q，解得ΔU＝26.8J.14．在一个标准大气压下，水在沸腾时，1g的水由液态变成同温度的水汽，其体积由1.043cm3变为1676cm3.已知水的汽化热为2263.8J/g.求：(1)体积膨胀时气体对外界做的功W；(2)气体吸取的热量Q；(3)气体增加的内能ΔU.解：取1g水为