高中物理-3.2-热力学第一定律、3.3-能量守恒定律每课一练-粤教版选修3-3-.doc

3.2 热力学第一定律、3.3 能量守恒定律 每课一练（粤教版选修3-3）1某系统的初状态具有内能1 J，在外界对它做0.5 J的功后，它放出0.2 J的热量，系统在这个过程中内能的增量是( )A0.7 J B0.3 JC0.66 J D0.34 J2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33(双选)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氢气的体积减小D氧气的温度升高4(双选)图4如图4所示，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，温度不变来源:学科网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( )AQ1Q2W2W1 BQ1Q2W1W2CW1W2 DQ1Q26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5A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，以下说法错误的是( )图6A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(双选)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710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U，动能变化量为Ek；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，由功能关系可得图8W10 W2W3EkW2W3QU W3QU其中，正确的是( )A B来源:Zxxk.ComC D来源:Z&xx&k.Com题号123456来源:Zxxk.Com7891011答案来源:Z&xx&k.Com12.空气压缩机在一次压缩中，活塞对空气做了2105 J的功，同时空气的内能增加了1.5105 J，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2.6105 J的热量，内能增加了4.2105 J，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2.6105 J不变，但是内能只增加了1.6105 J，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)15重1 000 kg的气锤从2.5 m高处落下，打在质量为200 kg的铁块上，要使铁块的温度升高40，气锤至少应落下多少次？(设气锤撞击铁块时做的功有60%用来使铁块温度升高，且铁的比热c0.11 cal/(g)，1 cal4.2 J，g取10 m/s2)参考答案1B 因W0.5 J，Q0.2 J，由热力学第一定律UWQ可知，U0.3 J2A 体积不变，说明外界对气体做的功W0，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U0知Q0，即一定吸热3BD 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，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UWQ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UWQ，无热传递的情况下，氧气内能增加，温度升高4BD 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5A 气体初、末状态相同，内能相同，由热力学第一定律知WQ0，即W2W1Q1Q2，故选项A正确6C 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，U0；但气体的体积在减小，故外界对气体做功，W0；由热力学第一定律UWQ知，Q0，气体向外界放热，故C正确7B 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8D 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9AD 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10D 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11B 由动能定理可知W2W3W1Ek，其中W1pV左pV右0，可知、正确由热力学第一定律UWQ得UW3Q，可知正确，错误综合以上分析可知B正确125104 J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UWQ由题意可知W2105 J，U1.5105 J，代入上式得QUW1.5105 J2105 J5104 J.负号表示空气向外释放热量，即空气向外界传递的热量为5104 J.13外界对气体做功，做功为1.6105 J气体对外界做功，做功为1.0105 J解析 由题意知Q2.6105 J，U4.2105 J，根据UQW，代入可得W1.6105 J，W为正值，外界对气体做功，做功为1.6105 J.同理由题意可知Q2.6105 J，U1.6105 J，利用热力学第一定律得W1.0105 J，这说明气体对外界做功(气体体积变大)，做功为1.0105 J.14.解析 设落到地面时的速率为v，由v22gH得落地时v则铁球在与地面撞击时损失的动能Emv2m()2mv2m2gHmgH由能量守恒定律得，损失的动能全部转化为铁球的内能则UEmgHQ由Qcmt得t即铁球温度升高15247次解析 气锤下落过程中只有重力做功，机械能守恒，因而气锤撞击铁块时动能为Ekmgh103102.5 J2.5104 J由动能定理知气锤撞击铁块所做的功为WEk02.5104 J使铁块温度升高40的热量Qcmt0.1120010340 cal3.696106 J设气锤下落n次才能使铁块温度升高40，由能的转化和守恒定律有：nWQn246.4故气锤至少要下落247次