人教版高中物理选修3-3课后习题 第十章 热力学定律 3热力学第一定律能量守恒定律.docVIP

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3热力学第一定律能量守恒定律

课后篇巩固提升

基础巩固

1.(多选)下列设想符合能的转化和守恒的有()

A.利用永磁铁和软铁的作用,做一架永远运动下去的机器

B.制造一架飞机,不带燃料,利用太阳能就能飞行

C.做成一只船,利用水的流动,逆水行驶,不用其他力

D.制造一架火箭,利用核动力驶离太阳系

解析根据能量转化与守恒定律可知B、D两项正确。

答案BD

2.一定量的气体吸收热量,体积膨胀并对外做功,则此过程的末态与初态相比()

A.气体内能一定增加

B.气体内能一定减少

C.气体内能一定不变

D.气体内能的增减不能确定

解析由热力学第一定律ΔU=Q+W,气体吸收热量,Q0,体积膨胀对外做功W0,但不能确定Q与W值的大小,所以不能判断ΔU的正负,则气体内能的增减也就不能确定,选项D正确。

答案D

3.下列说法正确的是()

A.物体放出热量,其内能一定减小

B.物体对外做功,其内能一定减小

C.物体吸收热量,同时对外做功,其内能可能增加

D.物体放出热量,同时对外做功,其内能可能不变

解析据热力学第一定律可知,改变物体内能有两种方法:做功和热传递,仅仅根据单一做功或热传递均无法判断内能的变化情况,故A、B错误;物体吸收热量,内能增加,对外做功,内能减少;如果吸收热量比对外做功更多,则物体内能增加,故选项C正确;物体放出热量和对外做功均会使内能减少,故内能一定减少,选项D错误。

答案C

4.一定质量的气体,从状态A变化到另一个状态B的过程中,内能增加了160J,则下列关于内能变化的可能原因的说法中不可能的是()

A.从A到B的绝热过程中,外界对气体做功160J

B.从A到B的单纯热传递过程中,外界对气体传递了160J的热量

C.从A到B过程中吸热280J,并对外做功120J

D.从A到B过程中放热280J,外界对气体做功120J

解析由热力学第一定律ΔU=W+Q可知,A、B、C对,D错。

答案D

5.(多选)一定量的理想气体从状态a开始,经历三个过程ab、bc、ca回到原状态,其p-T图象如图所示。下列判断正确的是()

A.过程ab中气体一定吸热

B.过程bc中气体既不吸热也不放热

C.过程ca中外界对气体所做的功等于气体所放的热

D.a、b和c三个状态中,状态a分子的平均动能最小

E.b和c两个状态中,容器壁单位面积单位时间内受到气体分子撞击的次数不同

解析由p-T图象可知过程ab是等容变化,温度升高,内能增加,体积不变,由热力学第一定律可知过程ab一定吸热,选项A正确;过程bc温度不变,即内能不变,由于过程bc体积增大,所以气体对外做功,由热力学第一定律可知,气体一定吸收热量,选项B错误;过程ca压强不变,温度降低,内能减少,体积减小,外界对气体做功,由热力学第一定律可知,放出的热量一定大于外界对气体做的功,选项C错误;温度是分子平均动能的标志,由p-T图象可知,a状态气体温度最低,则平均动能最小,选项D正确;b、c两状态温度相等,分子平均动能相等,由于压强不相等,所以单位面积单位时间内受到气体分子撞击的次数不同,选项E正确。

答案ADE

6.如图所示,A、B是两个完全相同热胀冷缩明显的金属球,初温相同。A放在绝热板上,B用绝热绳悬挂。现只让它们吸热,当它们升高相同的温度时,吸热分别为QA、QB,则()

A.QA=QB B.QAQB

C.QAQB D.无法确定

解析A、B升高相同的温度,根据Q=cmΔt可知,升温需要的能量是相同的。由于受热膨胀,A的重心升高,重力势能增加,吸热QA一部分用于升温,一部分用于增加重力势能ΔEp,即QA=Q+ΔEp;B的重心降低,重力势能减小,吸热QB和减少的重力势能ΔEp共同用于升温,即Q=QB+ΔEp;显然QAQB。故选项C正确。

答案C

7.(1)空气压缩机在一次压缩过程中,活塞对汽缸中的气体做功为2.0×105J,同时气体的内能增加了1.5×105J。试问:此压缩过程中,气体(选填“吸收”或“放出”)的热量等于J。?

(2)若一定质量的理想气体分别按如图所示的三种不同过程变化,其中表示等压变化的是(选填“A”“B”或“C”)。该过程中气体的内能(选填“增加”“减少”或“不变”)。?

解析(1)由热力学第一定律W+Q=ΔU得Q=ΔU-W=-5×104J,说明气体放出热量5×104J。

(2)由气态方程pVT

答案(1)放出5×104(2)C增加

能力提升

1.

(多选)如图,A、B两点表示一定质量的某种理想气体的两个状态,当气体自状态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