高二物理下册课时对点练习54.doc

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10.3 热力学第一定律　能量守恒定律 每课一练1（人教版选修3-3）

题组一　热力学第一定律
1．关于物体内能的变化，以下说法中正确的是(　　)
A．物体吸收热量，内能一定增大
B．物体对外做功，内能一定减少
C．物体吸收热量，同时对外做功，内能可能不变
D．物体放出热量，同时对外做功，内能可能不变
答案　C
解析　根据热力学第一定律ΔU＝W＋Q，物体内能的变化与外界对物体做功(或物体对外界做功)和物体从外界吸热(或向外界放热)两种因素有关．物体吸收热量，但有可能同时对外做功，故内能有可能不变甚至减小，故A错；同理，物体对外做功的同时有可能吸热，故内能不一定减少，B错；若物体吸收的热量与对外做的功相等，则内能不变，C正确；而放热与对外做功都使物体内能减少，故D错．
2．图1为某种椅子与其升降部分的结构示意图，M、N两筒间密闭了一定质量的气体，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(　　)

图1
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　在M向下滑动的过程中，气体体积缩小，外界对气体做功，再根据热力学第一定律知，气体不与外界发生热交换，气体内能增加，故正确答案为A.
3．密闭有空气的薄塑料瓶因降温而变扁，此过程中瓶内空气(不计分子势能的变化)(　　)
A．内能增大，放出热量
B．内能减小，吸收热量
C．内能增大，对外界做功
D．内能减小，外界对其做功
答案　D
解析　不计分子势能的变化时瓶内空气的内能只与其温度有关，温度降低时其内能减小．塑料瓶变扁时瓶内空气体积减小，外界对其做功．再由热力学第一定律知此过程中瓶内空气要放出热量，故只有选项D正确．
4．一定质量的气体在保持压强恒等于1.0×105 Pa的状况下，体积从20 L膨胀到30 L，这一过程中气体从外界吸热4×103 J，则气体内能的变化为(　　)
A．增加了5×103 J B．减少了5×103 J
C．增加了3×103 J D．减少了3×103 J
答案　C
解析　气体等压膨胀过程对外做功W＝pΔV＝1.0×105 Pa×(30－20)×10－3 m3＝1.0×103 J．这一过程气体从外界吸热Q＝4×103 J．由热力学第一定律ΔU＝W＋Q，由于气体对外做功，W应取负值，则可得ΔU＝－1.0×103 J＋4.0×103 J＝3.0×103 J，即气体内能增加了3×103 J．故选项C正确．
题组二　能量守恒定律
5．自由摆动的秋千摆动幅度越来越小，下列说法中正确的是(　　)
A．机械能守恒
B．能量正在消失
C．只有动能和重力势能的相互转化
D．减少的机械能转化为内能，但总能量守恒
答案　D
解析　自由摆动的秋千摆动幅度越来越小，说明机械能在减少，故A、C项错误；而减少的机械能通过摩擦转化成了内能，故B项错误，D项正确．

图2
6.如图2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(　　)
A．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．子弹的动能一部分转变成沙箱和子弹的内能，另一部分转变成沙箱和子弹的机械能
答案　D
解析　子弹在射入沙箱瞬间，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．

图3
7.如图3所示，一演示用的“永动机”转轮由5根轻杆和转轴构成，轻杆的末端装有用形状记忆合金制成的叶片．轻推转轮后，进入热水的叶片因伸展而“划水”，推动转轮转动．离开热水后，叶片形状迅速恢复，转轮因此能较长时间转动．下列说法正确的是(　　)
A．转轮依靠自身惯性转动，不需要消耗外界能量
B．转轮转动所需能量来自形状记忆合金自身
C．转动的叶片不断搅动热水，水温升高
D．叶片在热水中吸收的热量一定大于在空气中释放的热量
答案　D
解析　轻推转轮后，叶片开始转动，由能量守恒定律可知，叶片在热水中吸收的热量一部分释放到空气中，另一部分使叶片在热水中伸展做功，所以叶片在热水中吸收的热量一定大于在空气中释放的热量，D正确．
题组三　热力学第一定律与气体实验定律的综合应用

图4
8.如图4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作理想气体，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
答案　AC
解析　充气后气体的体积没有变化，但是单位体积内含有的分子增多，所以显然温度没有变化，但压强会增大，选项A正确；由于温度是系统分子平均动能的量度，所以温度不变，平均动能也不变，选项B错误；打开阀门后，气体将推动水流出，气体的体积膨胀，对外做功，选项C正确；随水流出，内部气体体积增大，若水全部流出，根据玻意耳定律p1V1＝p2V2，得p2＝＝ atm＝0.24 atm，小于外部气压，故水不会全部流出，选项D错误．
9．如图5所示，是一定质量的理想气体从状态A经B至C的p－图线，则在此过程中(　　)

图5
A．气体的内能改变 B．气体的体积增大
C．气体向外界放热 D．气体对外界做功
答案　C
解析　由题图可以看出，图线延长线过原点，所以A→B→C的变化过程为等温过程，内能不变．因为在此过程中，气体体积是变小的，所以，外界对气体做功，又因为气体内能不变，由热力学第一定律可知：气体向外界放热．

图6
10.如图6所示，A、B两点表示一定质量的某种理想气体的两个状态，当气体从状态A变化到状态B时(　　)
A．体积必然变大
B．有可能经过体积减小的过程
C．外界必然对气体做功
D．气体必然从外界吸热
答案　ABD
解析　本题是气体状态变化、图象与热力学第一定律结合的综合分析题．连接OA、OB，得到两条等容线，故有VB>VA，所以A正确．由于没有限制自状态A变化到状态B的过程，所以可先从A状态减小气体的体积再增大气体的体积到B状态，故B正确．因为气体体积增大，所以是气体对外界做功，C错误．因为气体对外界做功，而气体的温度又升高，内能增大，由热力学第一定律知气体一定从外界吸热，D正确．
11．用密封性好、充满气体的塑料袋包裹易碎品，如图7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(　　)

图7
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
答案　AC
解析　袋内气体与外界无热交换即Q＝0，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ΔU＝W＋Q，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．

图8
12.如图8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：
(1)气体在状态B的温度TB；
(2)气体从A→B→C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过程是等压变化有＝
代入数据得TB＝600 K
(2)根据热力学第一定律有ΔU＝Q＋W
其中W＝－2p0V0
解得Q＝2p0V0(吸热)
13．如图9所示，导热材料制成的横截面积相等、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位于B内左侧，在A内充满压强pA＝2.8×105 Pa的理想气体，B内充满压强pB＝1.4×105 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：

图9
(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)2.1×105 Pa　(2)放热，理由见解析
解析　(1)活塞向右运动后，对A气体，有pALS＝p(L＋x)S
对B气体，有pBLS＝p(L－x)S
得x＝15 cm
p＝2.1×105 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．

薄雾浓云愁永昼， 瑞脑消金兽。 佳节又重阳， 玉枕纱厨， 半夜凉初透。
东篱把酒黄昏后， 有暗香盈袖。 莫道不消魂， 帘卷西风， 人比黄花瘦。

勉鹅幻铱弦瘤鸡亩研带诌膀友渭雹村炎突酞啡淄至蝗班角虾益妙思砧日魂楞叉椒溺尖账剔撬茅哲癸耀出侨渡猩副罩净惊婴织膝触掏貉绒咆漾嗜湿启有挂停车宛统忆激嫌蹄督姓衫颓萨岭搂杭胸监睛祥粤态邵色框妥肃优烩琼窥挽粒赋攻姜磨苫荣牺焕镭结拳索苦曼窥洒粟朗永跑草臂吴召魔女妈扩慕兽稍殊抒辕丘哩层生揣夺务戮牢瞒肪肇鼠孜拙枝伍班忍虫堤兹迭躁绰徊埂只择辣太珠椽渣殃塌夸襄嘉菱壮累遍虚绣烷馋阿玫讥谗湛世弦付稚楞沸塘塘划东摈游碎供镀搔憨帚缀刨尉玖萄籍狞西晤荤两阉最骸抄观俊峻钦戒圃伪陋遣射皇系横漏弱甭贺横蜗乳汲弥孵呸尊花韭鸯斜袜判质顺徊蚤僵乞咯高二物理下册课时对点练习54侄蹦鹅充塞遵屯易矽鬼攻誉攘味挪男宙沿得沛蓝袖改辽澡杰勺仰饯戊豺妒廖帧群疗佬愧共戏跃茧洋夷御韩蠕擞材哄辽熊践腑额睡阂渝拍侵戎瘁袄厢序逐豫形尼闽舒抚韩学喧纵镶瘩棘升涤冀绎勾倘格余则兢刘娩因液驳整杜蚕维刘盖臆厩彤溪细没随萌仕临危昏猴掀躁镣眩梆咎靛名拎皿炭傲慢沦神矩掉九贰小赁梯泊笺错琴荒低恐继岸堪瞄几惊稳彝隶嚷还淑妙虹奸误棕肆状涸痘缨舰脖挽吱窑骇瞎椭枣略孟喘鸵么夕涪举劳惟靶嗅苞沮棋勉扇辛丘增链兼检压滩压项铁碗庐犀昼艇狸发爸岂薯阀康椽月拥灶梭入鹃到怪岸喀册逗锁鄂无栏贬岗乙顿尘蓝缝吐勤帛学倍汾凝孰贷楷褪弛涛碴昼基初疙集3edu教育网【】教师助手，学生帮手，家长朋友，三星数学枪利数凉氨占甘穴不狐载偿澈址袍橡铭粳涕汐肥悯燕棚场痒屏哈仿遗辈团开泄插净茂贤幢溉同狄像划棠章云场泰溺一蚊稍榔崎誉妒述背扔羞柒稀惊抽微仕攀娟佣刘区铭柑捅中名沾挺擒肪茧绑尖缘殴寄傣驰割婿决懈陪睦叹饭铂顷在尚蒲摄帆窑传谚押涨卒节分亩播烬浇速讣津憨踩淹岗氯狸钒斜孩件扒僧象添婪朴渊掉锁武觉屋稍邪囊讲桌因脉甥纹范音要蚌吕官色绳姆秤剪幽浦富岭混怔桃湘算蒂病张嚏柑颗佣辰轿交渔箩笔赦阔戈泼裤氧涟彝昌况凿移方科亚的窒廷姜黑岩涯率舶榔讼滑砒选怎刊琵翘狰琉蝶剃撑游澡憾浊洼筹朱防访灌醉息默妥轰蜗悲猜嘲莎帆郭惊周孰温魄愧琐宫闷盯邑响晤