专题10.3热力学第一定律能量守恒定律-课时同步2017-2018学年高二物理人教版（选修3-3）
文档属性
| 名称 | 专题10.3热力学第一定律能量守恒定律-课时同步2017-2018学年高二物理人教版（选修3-3） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 173.7KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2018-08-23 12:18:42 | ||
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文档简介
第十章 热力学定律
第3节 热力学第一定律 能量守恒定律
1．要使一定质量的理想气体由某一状态经过一系列状态变化，最后回到初始状态。下列各过程可能实现这一要求的是
A．先等容放热，再等压升温，最后再等温放热
B．先等温膨胀，再等压升温，最后再等容吸热
C．先等容吸热，再等温膨胀，最后再等压降温
D．先等压升温，再等容吸热，最后再等温放热
【答案】AC
【名师点睛】本题根据理想气体状态方程直接判断即可，关键记住公式；也可以根据气体压强的微观意义判断。
2．如图所示是密闭的气缸，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，缸内气体的
A．温度升高，内能增加600 J
B．温度升高，内能减少200 J
C．温度降低，内能增加600 J
D．温度降低，内能减少200 J
【答案】A
【解析】对一定质量的气体，由热力学第一定律ΔU＝W＋Q可知，ΔU＝800 J＋(－200 J)＝600 J，ΔU为正表示内能增加了600 J，对气体来说，分子间距较大，分子势能为零，内能等于所有分子动能的和，内能增加，气体分子的平均动能增加，温度升高，选项A正确。
3．一定质量的理想气体从状态A经过状态B变化到状态C，其V–T图象如图所示。下列说法正确的有
A．A→B的过程中，气体对外界做功
B．A→B的过程中，气体放出热量
C．B→C的过程中，气体压强不变
D．A→B→C的过程中，气体内能增加
【答案】BC
【解析】由图知，A→B的过程中，温度不变，内能不变，体积减小，故外界对气体做功，由热力学第一定律可知，气体放出热量，A错误，B正确；由理想气体状态方程可得，B→C的过程中，气体压强不变，C正确；A→B→C的过程中，温度降低，气体内能减少，D错误。
4．如图所示，某同学将空的薄金属筒开口向下压入水中。设水温均匀且恒定，筒内空气无泄漏，不计气体分子间的相互作用，则被淹没的金属筒在缓缓下降过程中，筒内空气体积减小，空气一定
A．从外界吸热
B．内能增大
C．向外界放热
D．内能减小
【答案】C
5．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)
A．内能减小，吸收热量
B．内能减小，外界对其做功
C．内能增大，放出热量
D．内能增大，对外界做功
【答案】B
6．如图所示，绝热气缸中间用固定栓将可无摩擦移动的导热隔板固定，隔板质量不计，左右两室分别充有一定量的氢气和氧气（视为理想气体）。初始时，两室气体的温度相等，氢气的压强大于氧气的压强，松开固定栓直至系统重新达到平衡，下列说法中正确的是
A．初始时氢分子的平均动能大于氧分子的平均动能
B．系统重新达到平衡时，氢气的内能比初始时的小
C．松开固定栓直至系统重新达到平衡的过程中有热量从氧气传递到氢气
D．松开固定栓直至系统重新达到平衡的过程中，氧气的内能先增大后减小
【答案】CD
【解析】温度是分子平均动能的标志，A错；松开固定栓直至系统重新达到平衡的过程中，氢气对氧气做功，由于隔板导热，最终温度相同，系统与外界无热交换，最终温度等于初始温度，B错，CD正确。
7．一定质量的理想气体，如果体积膨胀，同时吸收热量，下列关于该气体内能变化的说法中正确的是
A．如果气体对外做的功大于吸收的热量，气体内能将减少
B．如果气体对外做的功小于吸收的热量，气体内能将减少
C．如果气体对外做的功等于吸收的热量，气体内能将不变
D．如果气体对外做的功等于吸收的热量，气体内能可能改变
【答案】AC
【解析】体积膨胀，则气体的压力一定对外做功。W<0，吸收热量Q>0，所以气体内能的变化要比较二者的大小关系，由W＋Q＝ΔU可知A、C正确。
8．对于一个大气压下100 ℃的水变成100 ℃的水蒸气的过程中，下列说法正确的是
A．水的内能增加，对外界做功，一定是吸热
B．水的内能不变，对外界做功，从外界吸热
C．水的内能减少，对外界不做功，向外界放热
D．水的内能增加，对外界做功，向外界放热
【答案】A
【解析】水变成水蒸气的过程是吸热的过程，又因气体膨胀对外界做功，分子间距增大，分子势能增加，由此判断可知A对。
9．如图所示，一轻活塞将体积为V，温度为的理想气体，密封在内壁光滑的圆柱形导热气缸内。已知大气压强为，大气温度为，气体内能U与温度T的关系为U=aT（a为正的常数）。在气缸内气体温度缓慢降为的过程中，求：
（1）气体内能的减少量；
（2）气体放出的热量Q。
【答案】（1） （2）
【名师点睛】结合题目给出的条件即可求出气体内能减少量；找出初状态和末状态的物理量，由查理定律和盖·吕萨克定律求体积，根据功的公式和内能表达式求放出的热量。
10．在如图所示的坐标系中，一定质量的某种理想气体发生以下两种状态变化：第一种变化是从状态A到状态B，外界对该气体做功为6 J；第二种变化是从状态A到状态C，该气体从外界吸收的热量为9 J，图线AC的反向延长线通过坐标原点O，B、C两状态的温度相同，理想气体的分子势能为零，求：
（1）从状态A到状态C的过程，外界对该气体做的功和气体内能的增量；
（2）从状态A到状态B的过程，该气体内能的增量及其从外界吸收的热量
【答案】（1）9 J （2）9 J，3 J
【名师点睛】本题关键抓住气体的内能是状态量，由气体的温度决定。
11．如图所示，一定质量的理想气体从状态A经等压过程到状态B。此过程中，气体压强p＝1.0×105 Pa，吸收的热量Q＝7.0×102 J，求此过程中气体内能的增量。
【答案】5.0×102 J
【解析】等压变化，
对外做的功W＝p(VB－VA)
根据热力学第一定律ΔU＝Q－W
解得ΔU＝5.0×102 J
第3节 热力学第一定律 能量守恒定律
1．要使一定质量的理想气体由某一状态经过一系列状态变化，最后回到初始状态。下列各过程可能实现这一要求的是
A．先等容放热，再等压升温，最后再等温放热
B．先等温膨胀，再等压升温，最后再等容吸热
C．先等容吸热，再等温膨胀，最后再等压降温
D．先等压升温，再等容吸热，最后再等温放热
【答案】AC
【名师点睛】本题根据理想气体状态方程直接判断即可，关键记住公式；也可以根据气体压强的微观意义判断。
2．如图所示是密闭的气缸，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，缸内气体的
A．温度升高，内能增加600 J
B．温度升高，内能减少200 J
C．温度降低，内能增加600 J
D．温度降低，内能减少200 J
【答案】A
【解析】对一定质量的气体，由热力学第一定律ΔU＝W＋Q可知，ΔU＝800 J＋(－200 J)＝600 J，ΔU为正表示内能增加了600 J，对气体来说，分子间距较大，分子势能为零，内能等于所有分子动能的和，内能增加，气体分子的平均动能增加，温度升高，选项A正确。
3．一定质量的理想气体从状态A经过状态B变化到状态C，其V–T图象如图所示。下列说法正确的有
A．A→B的过程中，气体对外界做功
B．A→B的过程中，气体放出热量
C．B→C的过程中，气体压强不变
D．A→B→C的过程中，气体内能增加
【答案】BC
【解析】由图知，A→B的过程中，温度不变，内能不变，体积减小，故外界对气体做功，由热力学第一定律可知，气体放出热量，A错误，B正确；由理想气体状态方程可得，B→C的过程中，气体压强不变，C正确；A→B→C的过程中，温度降低，气体内能减少，D错误。
4．如图所示，某同学将空的薄金属筒开口向下压入水中。设水温均匀且恒定，筒内空气无泄漏，不计气体分子间的相互作用，则被淹没的金属筒在缓缓下降过程中，筒内空气体积减小，空气一定
A．从外界吸热
B．内能增大
C．向外界放热
D．内能减小
【答案】C
5．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)
A．内能减小，吸收热量
B．内能减小，外界对其做功
C．内能增大，放出热量
D．内能增大，对外界做功
【答案】B
6．如图所示，绝热气缸中间用固定栓将可无摩擦移动的导热隔板固定，隔板质量不计，左右两室分别充有一定量的氢气和氧气（视为理想气体）。初始时，两室气体的温度相等，氢气的压强大于氧气的压强，松开固定栓直至系统重新达到平衡，下列说法中正确的是
A．初始时氢分子的平均动能大于氧分子的平均动能
B．系统重新达到平衡时，氢气的内能比初始时的小
C．松开固定栓直至系统重新达到平衡的过程中有热量从氧气传递到氢气
D．松开固定栓直至系统重新达到平衡的过程中，氧气的内能先增大后减小
【答案】CD
【解析】温度是分子平均动能的标志，A错；松开固定栓直至系统重新达到平衡的过程中，氢气对氧气做功，由于隔板导热，最终温度相同，系统与外界无热交换，最终温度等于初始温度，B错，CD正确。
7．一定质量的理想气体，如果体积膨胀，同时吸收热量，下列关于该气体内能变化的说法中正确的是
A．如果气体对外做的功大于吸收的热量，气体内能将减少
B．如果气体对外做的功小于吸收的热量，气体内能将减少
C．如果气体对外做的功等于吸收的热量，气体内能将不变
D．如果气体对外做的功等于吸收的热量，气体内能可能改变
【答案】AC
【解析】体积膨胀，则气体的压力一定对外做功。W<0，吸收热量Q>0，所以气体内能的变化要比较二者的大小关系，由W＋Q＝ΔU可知A、C正确。
8．对于一个大气压下100 ℃的水变成100 ℃的水蒸气的过程中，下列说法正确的是
A．水的内能增加，对外界做功，一定是吸热
B．水的内能不变，对外界做功，从外界吸热
C．水的内能减少，对外界不做功，向外界放热
D．水的内能增加，对外界做功，向外界放热
【答案】A
【解析】水变成水蒸气的过程是吸热的过程，又因气体膨胀对外界做功，分子间距增大，分子势能增加，由此判断可知A对。
9．如图所示，一轻活塞将体积为V，温度为的理想气体，密封在内壁光滑的圆柱形导热气缸内。已知大气压强为，大气温度为，气体内能U与温度T的关系为U=aT（a为正的常数）。在气缸内气体温度缓慢降为的过程中，求：
（1）气体内能的减少量；
（2）气体放出的热量Q。
【答案】（1） （2）
【名师点睛】结合题目给出的条件即可求出气体内能减少量；找出初状态和末状态的物理量，由查理定律和盖·吕萨克定律求体积，根据功的公式和内能表达式求放出的热量。
10．在如图所示的坐标系中，一定质量的某种理想气体发生以下两种状态变化：第一种变化是从状态A到状态B，外界对该气体做功为6 J；第二种变化是从状态A到状态C，该气体从外界吸收的热量为9 J，图线AC的反向延长线通过坐标原点O，B、C两状态的温度相同，理想气体的分子势能为零，求：
（1）从状态A到状态C的过程，外界对该气体做的功和气体内能的增量；
（2）从状态A到状态B的过程，该气体内能的增量及其从外界吸收的热量
【答案】（1）9 J （2）9 J，3 J
【名师点睛】本题关键抓住气体的内能是状态量，由气体的温度决定。
11．如图所示，一定质量的理想气体从状态A经等压过程到状态B。此过程中，气体压强p＝1.0×105 Pa，吸收的热量Q＝7.0×102 J，求此过程中气体内能的增量。
【答案】5.0×102 J
【解析】等压变化，
对外做的功W＝p(VB－VA)
根据热力学第一定律ΔU＝Q－W
解得ΔU＝5.0×102 J