2024版新教材高中物理第三章热力学定律微点4热力学第一定律的理解及应用课时作业新人教版选择性必修第三册

微点4热力学第确定律的理解及应用1．确定质量的志向气体在某一过程中，外界对气体做了8×104J的功，气体的内能削减了1.2×105J，则下列各式中正确的是()A．W＝8×104J，ΔU＝1.2×105J，Q＝4×104JB．W＝8×104J，ΔU＝－1.2×105J，Q＝－2×105JC．W＝－8×104J，ΔU＝1.2×105J，Q＝2×104JD．W＝－8×104J，ΔU＝1.2×105J，Q＝－4×104J2.如图所示，内壁光滑的绝热汽缸固定在水平面上，其右端由于有挡板，厚度不计的绝热活塞不能离开汽缸，汽缸内封闭着确定质量的志向气体，活塞距汽缸右端的距离为0.2m．现对封闭气体加热，活塞缓慢移动，一段时间后停止加热，此时封闭气体的压强变为2×105Pa.已知活塞的横截面积为0.04m2，外部大气压强为1×105Pa，加热过程中封闭气体吸取的热量为2000J，则封闭气体的内能变更量为()A.400JB．1200JC．2000JD．2800J3．在探讨大气现象时可把温度、压强相同的一部分气体叫做气团，气团可看做志向气体，将其作为探讨对象．气团直径很大可达几千米，其边缘部分与外界的热交换相对于整个气团的内能来说特殊小，可以忽视不计．气团从地面上升到高空后温度可降低到－50℃，关于气团上升过程中下列说法正确的是()A．气团体积膨胀，对外做功，内能增加，压强减小B．气团体积收缩，外界对气团做功，内能削减，压强增大C．气团体积膨胀，对外做功，内能削减，压强减小D．气团体积收缩，外界对气团做功，内能增加，压强不变4.在如图所示的两端开口的“U”形管中，盛有同种液体，并用管闩K将液体隔成左、右两部分，左边液面比右边液面高．现打开管闩K，从打开管闩到两边液面第一次平齐的过程中，液体向外放热为Q，内能变更量为ΔU，动能变更量为ΔEk；大气对液体做功为W1，重力做功为W2，液体克服阻力做功为W3，由功能关系可得：①W1＝0②W2－W3＝ΔEk③W2－W3＝Q＝ΔU④W3－Q＝ΔU，其中正确的是()A．①②③B．①②④C．②③D．①③5.如图是一自热米饭盒，盒内有一个发热包，遇水发生化学反应而产生大量热量，盖上盒盖便能在10～15分钟内加热食品．自热米饭盒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，下列说法正确的是()A．饭盒爆炸前，盒内气体温度上升，则盒内每一个气体分子速率都增大了B．饭盒爆炸，是盒内气体温度上升，气体压强增大导致的结果C．在饭盒爆炸的瞬间，外界对盒内气体做正功D．在饭盒爆炸的瞬间，盒内气体温度急剧上升6.(多选)如图为一消毒水简易喷洒装置，内部装有确定量的水，水上部是密封的空气，喷洒口管径细小．现保持阀门紧闭，通过打气筒再充入一些空气．设全部过程温度保持不变，下列说法正确的有()A．充气后，密封气体分子单位时间撞击器壁次数增多B．充气后，密封气体的分子平均动能增大C．打开阀门后，密封气体对外界做正功D．打开阀门后，密封气体从外界吸热7．(多选)如图是某种喷雾器示意图，在贮液筒内装入一些药液后将密封盖盖好．多次拉压活塞充气，然后打开喷嘴开关，活塞位置不再变更，药液可以持续地喷出，贮液筒内的空气可视为志向气体，设充气和喷液过程筒内的空气温度可视为不变，下列说法正确的是()A．充气过程中，贮液筒内的气体内能增大B．充气过程中，贮液筒内的气体压强增大，体积也变大C．喷液过程中，贮液筒内的气体压强减小，气体内能减小D．喷液过程中，贮液筒内的气体吸取热量全部用来对外做功8.如图所示，汽缸和活塞与外界均无热交换，汽缸中间有一个固定的导热性良好的隔板，封闭着两部分气体A和B，活塞处于静止平衡状态．现通过电热丝对气体A加热一段时间，后来活塞达到新的平衡．不计气体分子势能，不计活塞与汽缸壁间的摩擦，大气压强保持不变．下列推断正确的是()A．气体A吸热，内能削减B．气体B吸热，对外做功，内能不变C．气体A分子的平均动能增大D．气体A和气体B内每个分子的动能都增大9.某地突发洪涝灾难，救援人员驾驶气垫船施救，到达救援地点后，将围困在水中的群众拉上气垫船，如图所示．若在救援人员将群众拉上气垫船的过程中，气垫船中气垫内的气体视为志向气体温度不变，气垫不漏气，则在该过程中，下列说法正确的是()A．气垫内的气体内能增加B．外界对气垫内的气体做负功C．气垫内的气体从外界吸取热量D．气垫内的气体单位时间、单位面积撞击气垫壁的分子数增加10.某同学用如图所示的喷壶对教室进行消毒．闭合阀门K，向下压压杆A可向瓶内储气室充气，多次充气后按下按柄B打开阀门K，消毒液会自动经导管从喷嘴处喷出．设充气和喷液过程中瓶内气体温度保持不变，则()A．喷液过程中，外界对瓶内气体做正功B．喷液过程中，瓶内气体从外界吸取热量C．充气过程中，瓶内气体的分子平均动能增大D．充气过程中，瓶内全部气体分子的速率均不变11.如图a，一台四冲程内燃机，活塞在压缩冲程某段时间内移动的距离为0.1m，这段过程活塞对气体的压力慢慢增大，其做的功相当于2×103N的恒力使活塞移动相同距离所做的功(图b甲).内燃机工作时汽缸温度高于环境温度，该过程中压缩气体传递给汽缸的热量为25J.(1)求上述压缩过程中气体内能的变更量；(2)燃烧后的高压气体对活塞做功，气体推动活塞移动0.1m，其做的功相当于9×103N的恒力使活塞移动相同距离所做的功(图b乙)，该做功过程气体传递给汽缸的热量为30J，求此做功过程气体内能的变更量．

微点4热力学第确定律的理解及应用1．答案：B解析：由符号法则可知，外界对气体做功W取正，气体内能削减，ΔU为负值，代入热力学第确定律表达式得Q＝－2×105J．故选项B正确．2．答案：B解析：由题意可知，气体先等压变更，到活塞运动到挡板处再发生等容变更，等压变更过程气体对外做功，做功为W＝－p0Sx＝－1×105×0.04×0.2J＝－800J，由热力学第确定律可知，封闭气体的内能变更量为ΔU＝W＋Q＝(－800＋2000)J＝1200J，故B正确．3．答案：C解析：据热力学第确定律：ΔU＝W＋Q，忽视气团与外界的热交换，ΔU＝W，气团上升过程中，外界压强随高度上升而变小，气团体积膨胀，对外做功，导致内能大量削减而温度降低，ABD错误，C正确．4．答案：B解析：由动能定理可知W2－W3＋W1＝ΔEk其中W1＝p×ΔV左－p×ΔV右＝0，可知①②正确．由热力学第确定律ΔU＝W＋Q，得ΔU＝W3－Q可知④正确，③错误．故B正确，ACD错误．5．答案：B解析：饭盒爆炸前，盒内气体温度上升，分子的平均动能增大，但并不是盒内每一个气体分子速率都增大了，故A错误；饭盒爆炸前，盒内气体温度上升，分子的平均动能增大，所以气体压强增大导致饭盒爆炸，故B正确；在饭盒爆炸的瞬间，气体体积增大，气体对外界做正功，故C错误；依据热力学第确定律可知，爆炸前气体温度上升，内能增大，在饭盒爆炸的瞬间，气体对外界做功，其内能应减小，盒内气体温度急剧下降，故D错误．6．答案：ACD解析：充气后，温度和体积不变，密封气体的分子平均动能不变，气体分子数增大，密封气体分子单位时间撞击器壁次数增多，气体压强增大，大于外界大气压强，打开阀门后，密封气体对外界做正功，且内能不变，由热力学第确定律可知密封气体从外界吸热，故A、C、D正确，B错误．7．答案：AD解析：充气过程筒内的空气温度可视为不变，则分子的平均动能不变；充气的过程中分子的总个数增加，则内能增加，而充气的过程中气体的体积不变，故A正确，B错误；喷液过程筒内的空气温度可视为不变，则分子的平均动能不变，气体的内能也不变；药液可以持续地喷出，气体体积增大，对外做功，由于没有其他的变更，可知贮液筒内的气体吸取热量全部用来对外做功，故C错误，D正确．8．答案：C解析：由题意可知气体A发生等容变更，则W＝0，依据ΔU＝W＋Q可知，气体A吸取热量，内能增加，温度上升，气体A分子的平均动能变大，但并不是每个分子的动能都增大，C正确，AD错误；因为中间是导热隔板，所以气体B吸取热量，温度上升，内能增加，依据eq\f(pV,T)＝C，又因为压强不变，故体积变大，气体对外做功，B错误．9．答案：D解析：由于该过程中气垫内的气体温度不变，因此气垫内的气体内能不变，该过程中气垫内的气体压强增大，依据玻意耳定律可知，气垫内的气体体积减小，外界对气垫内的气体做正功，结合热力学第确定律可知，该过程中气垫内的气体放热，选项ABC均错误；由于温度不变，气垫内的气体分子平均动能不变，而气体压强增大，因此该过程中气垫内的气体单位时间、单位面积撞击气垫壁的分子数增加，选项D正确．10．答案：B解析：喷液过程中储气室内气体体积增大，瓶内气体对外做功，A错误；喷液过程中瓶内气体对外做功而温度保持不变，由热力学第确定律ΔU＝Q＋W可知，瓶内气体从外界吸取热量，B正确；充气过程中，瓶内气体温度保持不变，分子平均动能不变，C错误；充气过程中，瓶内气体的平均速率不变，但不是全部气体分子的速率均不变，D错误．11．答案：(1)175J(2)