《2019-2020学年高中物理 第十章 热力学定律 3 热力学第一定律 能量守恒定律练习（含解析）新人教版选修3-3》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2019-2020学年高中物理 第十章 热力学定律 3 热力学第一定律 能量守恒定律练习（含解析）新人教版选修3-3（6页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、热力学第一定律 能量守恒定律A组素养达标1(多选)二氧化碳是导致“温室效应”的主要原因之一，目前专家们正在研究二氧化碳的深海处理技术在某次实验中，将一定质量的二氧化碳气体封闭在一个可自由压缩的导热容器中，将容器缓慢移到海水某深处，气体体积减为原来的一半，不计温度的变化，二氧化碳可视为理想气体，则此过程中()A封闭气体对外界做正功B封闭气体向外界传递热量C封闭气体分子的平均动能不变D封闭气体从外界吸收热量解析：因为不计气体的温度变化，气体分子的平均动能不变，即U0，选项C正确；因为气体体积减半，故外界对气体做功，即W0，选项A错误；根据热力学第一定律：UWQ，可知Q0，即气体向外界传递热量，选项
2、B正确，D错误答案：BC2(多选)关于气体的内能和热力学定律，下列说法正确的是()A对气体做功可以改变其内能B质量和温度都相同的气体，内能一定相同C一定质量的理想气体在等压膨胀过程中，内能一定增加D一定质量的理想气体温度越高，气体分子运动越剧烈，气体内能越大解析：做功和热传递都能改变物体的内能，所以对气体做功可以改变其内能，故A正确；质量和温度都相同的气体，内能不一定相同，内能还与气体的体积有关，故B错误；由盖吕萨克定律可知，一定质量的理想气体在等压膨胀过程中气体温度升高，气体内能增加，故C正确；一定质量的理想气体温度越高，气体分子运动越剧烈，而气体内能只与温度有关，故温度越高，其内能越大，故
3、D正确答案：ACD3如图是封闭的汽缸，内部封有一定质量的理想气体，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，则缸内气体的()A温度升高，内能增加600 JB温度升高，内能减小200 JC温度降低，内能增加600 JD温度降低，内能减少200 J解析：由热力学第一定律WQU得U800 J(200 J)600 J，一定质量的理想气体的内能大小只与温度有关，U600 J0，故温度一定升高，A选项正确答案：A4出租车常以天然气作为燃料加气站储气罐中天然气的温度随气温升高的过程中，若储气罐内气体体积及质量均不变，则罐内气体(可视为理想气体)()A压强增大，内能减小B
4、吸收热量，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：温度是分子平均动能的宏观标志，故天然气的温度升高过程中，分子平均动能增大，又天然气可视为理想气体，不需要考虑分子势能，而气体质量不变，储气罐内天然气分子数不变，所以气体分子总动能增大，故内能增大，A、D项错；由热力学第一定律可知，气体体积不变，内能增大，则一定从外界吸收热量，B项对；天然气体积不变，随温度升高，气体压强增大，C项错答案：B5.景颇族的祖先发明的点火器如图所示，用牛角做套筒，木制推杆前端粘着艾绒，猛推推杆，艾绒即可点燃对筒内封闭的气体，在此压缩过程中()A气体温度升高，压强不变B气体温度升高，压强变大
5、C气体对外界做正功，气体内能增加D外界对气体做正功，气体内能减少解析：由于套筒内封闭着一定质量的气体，当猛推推杆时推杆迅速压缩气体，外界对气体做正功由于这一过程进行得很快，可以看成是一个近似的绝热过程，即整个系统来不及向外界传递热量根据热力学第一定律，这时外力做的功只能用来增加气体的内能，这就使气体分子的运动加剧，引起气体分子平均动能增加，气体温度升高，所以艾绒即可点燃由于被封闭的气体质量不变，温度升高，而体积变小，则由气体状态方程知压强变大故B选项正确答案：B6(多选)用密封性好、充满气体的塑料袋包裹易碎品，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，
6、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：袋内气体与外界无热交换即Q0，袋四周被挤压时，体积V减小，外界对气体做正功，根据热力学第一定律UWQ，气体内能增大，则温度升高，由常数知压强增大，选项A、C正确，B、D错误答案：AC7.如图所示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，现在用竖直向下的外力F压缩气体，使封闭空气柱长度变为2 cm，人对活塞做功100 J，大气压强为p01105 Pa，不计活塞重力问：(1)若用足够长的时间缓慢压缩气体，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，
7、则气体的内能增加多少？(活塞的横截面积S1 cm2)解析：(1)设压缩后气体的压强为p，活塞的横截面积为S，L022 cm，L2 cm，V0L0S，VLS，缓慢压缩气体温度不变，由玻意耳定律得p0V0pV，解得p1.1106 Pa.(2)大气压力对活塞做功W1p0S(L0L)2 J，人对活塞做功W2100 J，由热力学第一定律得UW1W2Q，将Q20 J代入解得U82 J.答案：(1)1.1106 Pa(2)82 JB组素养提升8.(多选)如图所示为某同学设计的喷水装置，内部装有2 L水，上部密封1 atm的空气0.5 L，保持阀门关闭，再充入1 atm的空气0.1 L，设在所有过程中空气可看
8、做理想气体，且温度不变，下列说法正确的有()A充气后，密封气体压强增加B充气后，密封气体的分子平均动能增加C打开阀门后，密封气体对外界做正功D打开阀门后，不再充气也能把水喷光解析：温度不变，分子平均动能不变，充气后由于气体的质量增大，温度、体积基本不变，气体的压强增大，选项A对，B错；打开阀门后，水减少，气体膨胀，密封气体对水做正功，选项C对；如果水全排出，气体压强为p3，p3(20.5)p1(0.50.1)得p30.24p1p1，故不再充气不能把水喷光，选项D错答案：AC9.如图所示，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
9、的温度为27 ，求：(1)气体在状态B的热力学温度TB；(2)气体从ABC状态变化过程中与外界交换的总热量Q.解析：(1)A到B过程是等压变化，由盖吕萨克定律得代入数据得TB600 K.(2)根据热力学第一定律有UQW其中U0，W2p0V0解得Q2p0V0(吸热)答案：(1)600 K(2)2p0V010.如图所示在绝热汽缸内，有一绝热轻活塞封闭一定质量的气体，开始时缸内气体温度为27 ，封闭气柱长为9 cm，活塞横截面积S50 cm2.现通过汽缸底部电阻丝给气体加热一段时间，此过程中气体吸热22 J，稳定后气体温度变为127 .已知大气压强等于1105 Pa，活塞与汽缸间无摩擦，求：(1)加
10、热后活塞到汽缸底部的距离(2)此过程中气体内能改变了多少解析：(1)取被封闭的气体为研究的对象，开始时气体的体积为L1S，温度为：T1(27327)K300 K，末状态的体积为L2S，温度为：T2(273127)K400 K气体做等压变化，则：代入数据得：L212 cm.(2)在该过程中，气体对外做功：WFLp0S(L2L1)110550104(129)102 J15 J，由热力学第一定律：UQW22 J15 J7 J.答案：(1)12 cm(2)7 JC组学霸冲刺11如图所示，导热材料制成的截面积相等、长度均为45 cm的汽缸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
11、于B内左侧，在A内充满压强pA2.8105 Pa的理想气体，B内充满压强pB1.4105 Pa的理想气体，忽略连接汽缸的管道体积，室温不变，现打开阀门，求：(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)解析：(1)设平衡后活塞向右移动的距离为x，活塞向右移动达到稳定后，对A气体，有pALSp(Lx)S对B气体，有pBLSp(Lx)S得x15 cmp2.1105 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内气体放热答案：(1)15 cm2.1105 Pa(2)放热，理由见解析- 5 -
