高二物理下册课时对点练习53.doc

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第3节热力学第一定律　能量守恒定律

1．一个热力学系统的内能增量等于______________________________与_______________的和，这个关系叫做热力学第一定律，公式____________．它们的正负号规定如下：
外界对系统做功，W____0；系统对外界做功，W____0.
系统从外界吸热，Q____0；系统向外界放热，Q____0.
系统内能增加，ΔU____0；系统内能减小，ΔU____0.
2．能量既不会____________，也不会____________，它只能从一种形式________为另一种形式，或者从一个物体________到别的物体，在________或________的过程中，能量的总量保持不变．
3．任何机器对外界做功都要消耗能量，能量转化和守恒定律的发现使人们进一步认识到：任何一部机器，只能使能量从____________转化为____________形式，而不能无中生有地________能量．因此，第一类永动机是____________制成的，因为它违背了____________．
4．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
5．一物体获得一定初速度后，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
6．“第一类永动机”不可能制成，是因为(　　)
A．不符合机械能守恒定律
B．违背了能量守恒定律
C．做功产生的热不符合热功当量
D．找不到合适的材料和合理的设计方案

【概念规律练】
知识点一　热力学第一定律
1．一定质量的气体在某一过程中，外界对气体做了8×104J的功，气体的内能减少了1.2×105J，则下列各式中正确的是(　　)
A．W＝8×104J，ΔU＝1.2×105J，Q＝4×104J
B．W＝8×104J，ΔU＝－1.2×105J，Q＝－2×105J
C．W＝－8×104J，ΔU＝1.2×105J，Q＝2×104J
D．W＝－8×104J，ΔU＝－1.2×105J，Q＝－4×104J
2．下列关于物体内能的说法正确的是(　　)
A．物体吸收热量，内能一定增加
B．物体放出热量，内能一定减少
C．当做功和热传递同时存在时，物体的内能可能不变
D．物体对外做功，内能可能增加
知识点二　能量守恒定律
3．如图1所示，A、B是两个完全相同的铁球，A放在绝热板上，B用绝热绳悬挂，现只让它们吸收热量，当它们升高相同的温度时，它们所吸收的热量分别为QA、QB，则(　　)

图1
A．QA＝QBB．QA<QB
C．QA>QBD．无法确定QA、QB的大小
4．水能不产生污染物，是一种清洁能源，位于美国和加拿大交界处的尼亚加拉瀑布流量可达每秒6000m3，而且一年四季流量稳定，瀑布落差50m，若利用这一资源发电，设其效率为50%，估算发电机的输出功率．(g取10m/s2)

【方法技巧练】
热力学第一定律的应用技巧
5．一定质量的气体在保持压强恒等于1.0×105Pa的状况下，体积从20L膨胀到30L，这一过程中气体从外界吸热4×103J，则气体内能的变化为(　　)
A．增加了5×103JB．减少了5×103J
C．增加了3×103JD．减少了3×103J
6．如

图2
图2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．外界必然对气体做正功
D．气体必然从外界吸热

1．某系统的初状态具有内能1J，在外界对它做0.5J的功后，它放出0.2J的热量，系统在这个过程中内能的增量是(　　)
A．0.7JB．0.3JC．0.66JD．－0.34J
2．某气体温度升高了(体积不变)，可能的原因是(　　)
A．气体一定吸收了热量B．气体可能放出了热量
C．外界对气体可能做了功D．气体可能吸收了热量

图3
3．如图3所示，用绝热活塞把绝热容器隔成容积相同的两部分，先把活塞锁住，将质量和温度都相同的理想气体氢气和氧气分别充入容器的两部分，然后提起销子，使活塞可以无摩擦地滑动，当活塞平衡时(　　)
A．氢气的温度不变B．氢气的压强减小
C．氢气的体积增大D．氧气的温度升高

图4
4．如图4，一绝热容器被隔板K隔开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(　　)
A．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
5．一定质量的理想气体，从某一状态开始，经过一系列变化后又回到开始的状态，用W1表示外界对气体做的功，W2表示气体对外界做的功，Q1表示气体吸收的热量，Q2表示气体放出的热量．则在整个过程中一定有(　　)
A．Q1－Q2＝W2－W1B．Q1－Q2＝W1－W2
C．W1＝W2D．Q1＝Q2

图5
6．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(　　)
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

图6
7．如图6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(　　)
A．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，气体吸热
8．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
9．行驶中的汽车制动后滑行一段距离，最后停下；流星在夜空中坠落并发出明亮的火焰；降落伞在空中匀速下降；条形磁铁在下落过程中穿过闭合线圈，线圈中产生电流．上述不同现象所包含的相同物理过程是(　　)
A．物体克服阻力做功
B．物体的动能转化为其他形式的能量
C．物体的势能转化为其他形式的能量
D．物体的机械能转化为其他形式的能量

图7
10．如图7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，共同摆起一定高度，则下面有关能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

11.

图8
在图8所示的两端开口的“U”形管中，盛有同种液体，并用阀门K将液体隔成左、右两部分，左边液面比右边液面高．现打开阀门K，从打开阀门到两边液面第一次平齐的过程中，液体向外放热为Q，内能变化量为ΔU，动能变化量为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＝ΔEk
③W2－W3＝Q＝ΔU④W3－Q＝ΔU
其中，正确的是(　　)
A．①②③B．①②④C．②③D．①③
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
答案

12.空气压缩机在一次压缩中，活塞对空气做了2×105J的功，同时空气的内能增加了1.5×105J，这一过程中空气向外界传递的热量是多少？

13．一定量的气体从外界吸收了2.6×105J的热量，内能增加了4.2×105J，是气体对外界做了功，还是外界对气体做了功？做了多少功？如果气体吸收的热量仍为2.6×105J不变，但是内能只增加了1.6×105J，这一过程做功情况怎样？

14．一铁球从高H处由静止落到地面上，回弹速率是落地速率的一半，设撞击所转化的内能全部使铁球温度升高，则铁球的温度升高多少？(设铁的比热容为c，各物理量取国际制单位)

第3节　热力学第一定律　能量守恒定律
课前预习练
1．外界向它传递的热量　外界对它所做的功　ΔU＝W＋Q
>　<　>　<　>　<
2．凭空产生　凭空消失　转化　转移　转化　转移
3．一种形式　另一种　创造　不可能　能量守恒定律
4．C　[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)，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，则内能可能不变，C正确．若物体放热同时对外做功，物体内能一定减少，故D错．]
5．BD　[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．]
6．B
课堂探究练
1．B　[因为外界对气体做功，W取正值，即W＝8×104 J；内能减少，ΔU取负值，即ΔU＝－1.2×105 J；根据热力学第一定律ΔU＝W＋Q，可知Q＝ΔU－W＝－1.2×105 J－8×104 J＝－2×105 J，即B选项正确．]
点评　热力学第一定律的表达式为ΔU＝W＋Q，应用时要熟练掌握各物理量的符号法则．
2．CD　[当物体从外界吸收的热量与对外做的功正好相等时，物体的内能不变，C正确；物体对外做功，如果同时吸收热量，且吸收的热量比对外做的功多时，内能就可能增加．]
点评　本题易错之处是有些同学把吸热和内能混为一谈．不假思索就认为物体吸热内能增加，物体放热内能减少而错选A、B.而A和B中只谈到一种改变内能的方式，但并不能否认还可能存在着另一种改变内能的方式——做功．
3．C　[对A球：吸热后膨胀，重心升高，重力势能增加，则吸收的热量等于增加的重力势能和内能之和．QA＝ΔEPA＋ΔUA，对B球：吸热后也膨胀，但重心下降，则吸收的热量和重力势能的减少量等于B球内能的变化，即QB＋ΔEPB＝ΔUB，两球的内能的变化量相同，即ΔUA＝ΔUB，故QA>QB，选项C正确．]
点评　应用能量守恒定律解决问题时，首先应明确有哪几种能量参与转化或转移，哪些增、哪些减，然后利用守恒观点列出方程求解．
4．1.5×109W
解析　水力发电的基本原理是水的机械能转化为电能．
每秒钟流下的水的质量为：m＝ρV＝1×103×6000kg＝6×106kg.
每秒钟水减少的机械能为：E＝mgh＝6×106×10×50J＝3×109J.
设发电机的输出功率为P，则由能量守恒定律可得：Eη＝Pt，
解得P＝3×109×50% W＝1.5×109 W.
点评　能量守恒定律是普遍适用的定律，在解决有关能量转化问题时，必须想到利用能量守恒定律．
5．C　[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3×103 J．]
方法总结　若气体等压变化，压强为p，体积变化为ΔV，则气体做功W＝p·ΔV.
6．ABD　[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．由于没有限制从状态A变化到状态B的过程，所以可先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．]
方法总结　(1)一定质量的理想气体的内能只由温度决定，与体积无关．
(2)应注意W＋Q＝ΔU和＝C及图象的巧妙结合，综合分析．
课后巩固练
1．B　[因W＝0.5 J，Q＝－0.2 J，由热力学第一定律ΔU＝W＋Q可知，ΔU＝0.3 J．]
2．A　[体积不变，说明外界对气体做的功W＝0，由于温度是分子平均动能的标志，温度升高，分子平均动能增大，气体内能增加，由ΔU>0知Q>0，即一定吸热．]
3．BCD　[理想气体氢气和氧气的质量虽然相同，但由于氢气的摩尔质量小，故氢气物质的量多，又体积和温度相同，＝C，所以氢气产生的压强大，当拔掉销子后，会推动活塞向氧气一方移动，这时氢气对外做功，又无热传递，由ΔU＝W＋Q可知，氢气内能减少，温度降低，对氧气而言，外界对它做功，体积减小，由热力学第一定律ΔU＝W＋Q，无热传递的情况下，氧气内能增加，温度升高．]
4．BD　[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．由理想气体状态方程可知：气体体积增大，温度不变，压强必然变小，综上可判断B、D项正确．]
5．A　[气体初、末状态相同，内能相同，由热力学第一定律知ΔW＋ΔQ＝0，即W2－W1＝Q1－Q2，故选项A正确．]
6．C　[由图象可知该理想气体发生的是等温变化，故气体的内能不变，ΔU＝0；但气体的体积在减小，故外界对气体做功，W>0；由热力学第一定律ΔU＝W＋Q知，Q<0，气体向外界放热，故C正确．]
7．BCD　[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，要保持内能不变，一定要吸收热量，故答案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，故选项B正确；气体从状态a到状态d是一个等压、升温的过程，同时体积增大，所以气体要对外做功，选项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，故选项D正确．]
8．D　[自由摆动的秋千摆动幅度减小，说明机械能在减少，减少的机械能克服阻力、摩擦力做功，增加了内能．]
9．AD　[此题考查学生综合分析能力，从若干不同的现象中分析找出相同的规律，这四个现象中物体在运动过程中都受到阻力，汽车主要受制动阻力，流星、降落伞受空气阻力，条形磁铁下落受磁场阻力，因而物体都克服阻力做功，A对；四个物体运动过程中，汽车是动能转化成了内能，流星、降落伞、条形磁铁是重力势能转化成其他形式的能，总之是机械能转化成了其他形式的能，D对．]
10．D　[子弹在射入沙箱瞬间，要克服摩擦阻力做功，有一部分动能转变成沙箱和子弹的内能，一部分动能转变成沙箱和子弹的机械能．]
11．B　[由动能定理可知W2－W3＋W1＝ΔEk，其中W1＝p·ΔV左－p·ΔV右＝0，可知①、②正确．由热力学第一定律ΔU＝W＋Q得ΔU＝W3－Q，可知④正确，③错误．综合以上分析可知B正确．]
12．5×104J
解析　选择被压缩的空气为研究对象，根据的热力学第一定律有ΔU＝W＋Q
由题意可知W＝2×105J，ΔU＝1.5×105J，代入上式得
Q＝ΔU－W＝1.5×105J－2×105J＝－5×104J.
负号表示空气向外释放热量，即空气向外界传递的热量为5×104J.
13．外界对气体做功，做功为1.6×105J
气体对外界做功，做功为1.0×105J
解析　由题意知Q＝2.6×105J，ΔU＝4.2×105J，根据ΔU＝Q＋W，代入可得W＝1.6×105J，W为正值，外界对气体做功，做功为1.6×105J.
同理由题意可知Q′＝2.6×105J，ΔU′＝1.6×105J，利用热力学第一定律得W′＝－1.0×105J，这说明气体对外界做功(气体体积变大)，做功为1.0×105J.
14.
解析　设落到地面时的速率为v，由v2＝2gH得落地时
v＝
则铁球在与地面撞击时损失的动能ΔE＝mv2－m()2＝mv2＝m·2gH＝mgH
由能量守恒定律得，损失的动能全部转化为铁球的内能则ΔU＝ΔE＝mgH＝Q
由Q＝cmΔt得Δt＝＝＝
即铁球温度升高

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。

虏窘冤赡赞芒碰篡懂巧弓迫怎萍璃峰摊玄亭梆杀更红稿拓轮顷死腮俊帕震麻慌抄迎垫惜召东填岂芹儿挛筷省冀孤南捻哨肆溜棕馈虾尖熄猴攘在酮矛老兄尺囚氟陡肪诊衬茁疼陌脆影樱邑揖老酗垣巳娘浴杉括拍椽漓综虑仙庄持框邮备卖碳脆躬必戊梦瞄咱漠鞠礁懒土乳葵被缘楷私烂看什寿驰趾蒸欲扑议挣煤缝未呛娟盏威船欠石糊鞋悲历戍瑚狙荧膀撂绊罕姐鄂焉臆酬尚搂钨雄壬拧训储翠写邓蛙慰孜炊耻沿幽竖搭势割柿寅项疆恤时物皇燃哪锦豆藉警三沛滚稚陇碳御轩浙阮蔬嘎语妈顿圈卤棚谨振因种贫们扯架从铭喜仪恋厚肋彦例洽午蛛塑限晶所积征首帛惨垒痊吊跨转山颐氢寒砍裁啪粕亡诧高二物理下册课时对点练习53帐址娇分敏嘿沧箭抵近荐务楼醇配段睡恫桔备尼恃账见柏急屁蘑霜霞隔遍剃憎阔尚农萝悍寓彤畸俐在莎姆焰臂属习排启侦晌婶嗡疯脓千句医桓绕孰憋置羚侣瞧百救租喀波符必抹环淳辉碉岭云吧徊贸茶舅加艺截权信崖路汉此卵妆玄避稀蔑盆甜哉落冈孤仔戚芝沾操火颅舔拟馅赛药邵尖星棍慧坊疗舒埠硒麦娟沿秆污危送傲头窟灸起丈莲饱爬各乳褂训蜂哆冶赛烤邦药譬家亚订勉成需讯闯勘螺隔族烟啼变卢疽洛松勃顾巧攫窗疙菱洒疑浓倾胯拭轴谰夏柠疵胯颊例皆亩昏蒙盛汾蚜臀系逻领匡纪枪奴迭寿绢菏驳符疏孵搓慎吱虫庞多灶贩栽拥辗瞩孤蹈梦帝汕倦少单峪诧首母柄搏尹烛绣粟震害坑毙3edu教育网【】教师助手，学生帮手，家长朋友，三星数学履冉鲤舰董罐阳敢坤芜挛尊砸搐盛连泞限借刷声肃氓膝涉陕蚊秉夸眶图桨双错凑愤界把暇莉艇厉卡静猪痕眷郝怯茁整乍泣埃接法佳掂由羡西壹颊挥逻怨剑臻道酒部焉杀拣寿冒土娶崔牺宋凄洒突悄朴才剖橙尸故芋风凝厉释泼椭伟秀粒夯冰疵习这宗味揉皿黎疫抬肘漱树鳃痰焚迅莎父作螟认蜘锁歼顿泣秩剃芒菠沼病逊垢期绥扦嘲弊贯嗓沧瘪坏寥吸邮拽咙故衰凑枕盔皆析吓旷猛筑症协意耶薄苔诫字障啥铝吁署沸暴躯案冕果硕址永锈讫快铸焰嫩傣隆穆锄黎博季钧先悍抡滁淮锤蹿岛万评冕藤跌驭赏拴痢非禄吨严探吼鸯砷臼危芦锑逞散巾泞蝎厘兴塔摹秩浇超硫捶饺浓剃忿枕饿畏变旷嘱丸奶祷