选修3-3 10.3 热力学第一定律 能量守恒定律 同步练习(word含答案)

选修3-3 10.3 热力学第一定律 能量守恒定律 同步练习
一、单项选择题（共10小题；共40分）
1. 【 北京高考 】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
2. 如图所示，直立容器内部被隔板隔开的 ， 两部分气体， 的密度小， 的密度大，加热气体，并使两部分气体混合均匀，设此过程中气体吸热为 ，气体内能的增量为 ，则
A. B. C. D. 无法比较
3. 如图所示是焦耳研究热与功之间关系的两个典型实验，那么从焦耳的这两个实验中可得出的结论是
A. 热量可由高温物体传给低温物体
B. 机械能守恒
C. 在各种不同的绝热过程中，系统状态的改变与做功方式无关，仅与做功数量有关
D. 在各种不同的绝热过程中，系统状态的改变不仅与做功方式有关，还与做功数量有关
4. 划着一根火柴这一过程中包含的能的转化过程是
A. 势能转化为动能 B. 原子核能转化为光能
C. 化学能转化为内能 D. 机械能转化为化学能
5. 密闭绝热的具有一定质量的活塞上部封闭着理想气体，下部为真空，不计摩擦，将弹簧的一端固定于容器的底部，另一端固定在活塞上，弹簧被压缩后，用绳扎紧，此时弹簧的弹性势能为 。现绳突然断开，弹簧推动活塞向上运动，经过多次往复运动后活塞静止，气体达到平衡态，经过此过程
A. 全部转换为气体的内能
B. 一部分转换成活塞的重力势能，其余部分仍为弹簧的弹性势能
C. 全部转换成活塞的重力势能和气体的内能
D. 部分转换成活塞的重力势能和气体的内能，其余部分仍为弹簧的弹性势能
6. 如图所示，厚壁容器的一端通过胶塞插进一支灵敏温度计和一根气针，另一端有个用卡子卡住的可移动胶塞。用打气筒缓慢地向容器内打气，使容器内的压强增加到一定程度，这时读出温度计示数。打开卡子，胶塞冲出容器后
A. 温度计示数变大，实验表明气体对外界做功，内能减少
B. 温度计示数变大，实验表明外界对气体做功，内能增加
C. 温度计示数变小，实验表明气体对外界做功，内能减少
D. 温度计示数变小，实验表明外界对气体做功，内能增加
7. 子弹在射入放在光滑水平面上的木块的过程中，下列说法中正确的是
A. 子弹损失的动能全部转化为木块的动能
B. 子弹损失的动能全部转化为木块的内能
C. 子弹损失的动能全部转化为子弹和木块的内能
D. 子弹损失的动能全部转化为木块的动能和子弹与木块的内能
8. 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
9. 如图，在汽缸内活塞的左边封闭着一定质量的理想气体（汽缸与活塞均绝热），压强和大气压相同。把汽缸和活塞固定，使汽缸内气体升高一定的温度，气体吸收的热量为 ，内能的增加量为 ；如果活塞可以自由滑动（活塞与汽缸间无摩擦，不漏气），也使汽缸内气体温度升高相同温度，其吸收的热量为 ，内能的增加量为 ，则
A. B. C. D.
10. 如图所示的容器中， 、 各有一个可自由移动的活塞，活塞下面是水，上面是大气，大气压恒定， 、 的底部由带阀门 的管道相连，整个装置与外界绝热，原先 中水面比 中高，打开阀门，使 中的水逐渐向 中流，最后达到平衡，在这个过程中
A. 大气压力对水做功，水的内能增加
B. 水克服大气压力做功，水的内能减少
C. 大气压力对水不做功，水的内能不变
D. 大气压力对水不做功，水的内能增加
二、填空题（共4小题；共20分）
11. 水从落差为 高的瀑布顶端落下，如果开始时水的势能的 用来使水的温度升高，水落下后温度升高 。［水的比热容为 ］
12. 从广义上说，我们使用的能量大多来自太阳。例如，大海中的水被太阳 ，变成云，变成雨，降落在高山上，汇成河流。所以我们说从水力发电站输出的电能来自太阳。煤和石油的能量同样来自太阳，太阳能通过 等途径变成了煤和石油中的 能。
13. 做功和传热都能够改变物体的内能，对铁丝加热，铁丝温度升高，是用 方法改变物体内能的；用锤子敲打铁丝，铁丝温度也升高，是用 方法改变物体内能的。
14. 吸盘挂钩的工作原理如图甲、乙所示。使用时，按住锁扣把吸盘紧压在墙上（如图甲），吸盘中的空气被挤出一部分。然后将锁扣扳下（如图乙），让锁扣以盘为依托把吸盘向外拉出，这样吸盘就会牢牢地被固定在墙壁上。若气体可视为理想气体，在拉起吸盘的过程中，吸盘内气体的温度始终不变，则在拉起吸盘后，吸盘内气体的压强与拉起前的相比 （填“增大”“不变”或“减小”），吸盘内空气的密度 （填“大于”“等于”或“小于”）外界空气的密度，吸盘内气体的内能 （填“增大”“不变”或“减小”），此过程中吸盘内的气体要 （填“吸收”或“放出”）热量。
三、解答题（共3小题；共39分）
15. 你认为本章的学习重点是什么 你在学习这个内容时遇到了什么困难，是如何解决的
16. 某同学做太阳能集热箱实验，他将 的水封闭在集热箱内，用温度计测量出不同时刻水的温度，并记录了下表数据：
试回答：
（1）比较各时刻水的温度变化情况，总结规律。
（2）试计算从 ，集热箱收集的太阳能总量是多少
17. 绝热汽缸倒扣在水平地面上（底部没有密封），缸内装有一电热丝，光滑的绝热活塞上方封闭了一定质量的理想气体，活塞下吊着一重为 的重物，活塞重为 ，活塞的横截面积为 ，开始汽缸内封闭气柱的高为 ，气体的温度为 ，大气压强为 。现通过电热丝给气体加热，活塞缓慢下降（物体始终未碰到地面），当气体吸收热量为 时，活塞下降了 。
（1）气体的温度升高了多少
（2）气体的内能增加了多少
答案
第一部分
1. C
【解析】根据热力学第一定律 判断，只有 项正确。
2. B
【解析】因 部分气体密度小， 部分气体密度大，以整体气体为研究对象，开始时，气体的重心在中线以下，混合均匀后，气体的重心应在中线上，所以有重力做负功，使气体的重力势能增大，由能量守恒定律可知，吸收的热量 有一部分增加气体的重力势能，另一部分增加内能。故正确答案为B。
3. C
【解析】焦耳通过多次实验，最后得到的结论是，在各种不同的绝热过程中，系统状态的改变与做功方式无关，仅与做功数量有关，故选项C正确。
4. C
5. D
6. C
【解析】打开卡子，胶塞冲出容器后，密封气体体积增大，气体膨胀对外做功，气体内能减少，同时温度降低，温度计示数变小，故C正确。
7. D
8. C
9. B
【解析】对一定质量的理想气体，其内能由温度决定，两种情况下气体温度变化情况相同，气体内能变化量相等，则 ，C、D项均错误。第一种情况，汽缸与活塞都固定不动，气体体积不变，气体不做功，；第二种情况，活塞自由移动，气体温度升高，压强不变，则气体体积增大，气体对外做功，，由热力学第一定律 可知，，，则 ，A项错误，B项正确。
10. D
【解析】根据连通器原理，打开阀门 后，最终 、 中的水面将相平，如图所示
中水面下降， 中水面上升，设 的横截面积为 ，水面下降距离为 ， 的横截面积为 ，水面上升距离为 ，由于水的总体积保持不变，则有 ， 中大气压力对水做的功 ， 中大气压力对水做的功 ，大气压力对水做的总功 ，因为 ，所以 ，即大气压力对水不做功；由于水的重心降低，重力势能减小，由能量守恒定律知水的内能增加。故D正确，A、B、C错误。
第二部分
11.
【解析】
12. 蒸发；光合作用；化学
13. 传热；做功
【解析】做功和传热都能够改变物体的内能，对铁丝加热，铁丝温度升高，是用传热方法改变物体内能的；用锤子敲打铁丝，铁丝温度也升高，是用做功的方法改变物体内能的。
14. 减小；小于；不变；吸收
【解析】在吸盘被拉起的过程中，吸盘内封闭气体的体积增大，由于温度不变，所以由玻意耳定律可知吸盘内气体的压强减小，在锁扣未扳下之前，吸盘内空气密度与外界空气密度相同，当锁扣扳下之后，由于吸盘内气体的质量不变，但体积增大，所以其密度变小。一定质量理想气体的内能仅与温度有关，由于在锁扣扳下的过程中吸盘内气体的温度不变，所以气体的内能不变，在锁扣扳下的过程中，由于气体的体积增大，所以气体要对外界做功，但气体的内能又不发生变化，故由热力学第一定律可知，此过程中气体要从外界吸收热量。
第三部分
15. 略
16. （1） 每隔相同的时间，水的温度升高不同，说明上午从 太阳辐射逐渐增强。或每隔相同的时间，集热箱收集到的热量不同，说明上午从 太阳辐射逐渐增强。
（2）
17. （1）
【解析】活塞下降的过程，缸内封闭气体发生的是等压膨胀，
根据盖 吕萨克定律有 ，即 ，
解得 。
所以气体的温度升高了 。
（2）
【解析】汽缸内封闭气体的压强为 ，
活塞向下运动的过程中，气体对外做功， 取负值，
，
根据热力学第一定律可知气体内能的增加量为
。
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