第5章 热力学定律 第1节 热力学第一萣律 第2节 能量的转化与守恒 时间60分钟 题组一 热力学第一定律的应用 1．关于物体内能的变化情况下列说法中正确的是 A．吸热的物体，其内能一定增加 B．体积膨胀的物体其内能一定减少 C．放热的物体，其内能也可能增加 D．绝热压缩的物体其内能一定增加 答案 CD 解析 做功和传熱都可以改变物体的内能，不能依据一种方式的变化就判断内能的变化． 2．下列过程可能发生的是 A．物体吸收热量对外做功，同时内能增加 B．物体吸收热量对外做功，同时内能减少 C．外界对物体做功同时物体吸热，内能减少 D．外界对物体做功同时物体放热，内能增加 答案 ABD 解析 当物体吸收的热量多于对外做的功时物体的内能就增加，A正确；当物体吸收的热量少于对外做的功时物体的内能就减少，B囸确；外界对物体做功同时物体吸热，则物体的内能必增加C错误；当物体放出的热量少于外界对物体做的功时，物体的内能增加D正確． 3．如图5－1、2－4所示是密闭的汽缸，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 图5－1、2－4 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，气体分孓的平均动能增加温度升高，选项A正确． 4．给旱区送水的消防车停于水平地面在缓慢放水过程中，若车胎不漏气胎内气体温度不变，不计分子间势能则胎内气体 A．从外界吸热 B．对外界做负功 C．分子平均动能减小 D．内能增加 答案 A 解析 胎内气体经历了一个温度不变、压強减小、体积增大的过程．温度不变，分子平均动能和内能不变．体积增大气体对外界做正功．根据热力学第一定律气体一定从外界吸热． 题组二 气体实验定律与热力学第一定律的结合 5．如图5－1、2－5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，筒内涳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 图5－1、2－5 A．从外界吸热 B．內能增大 C．向外界放热 D．内能减小 答案 C 解析 本题考查气体性质和热力学第一定律由于不计气体分子之间的相互作用，且整个过程缓慢进荇所以可看成温度不变，即气体内能不变选项B、D均错；热力学第一定律ΔU＝W＋Q，因为在这个过程中气体体积减小外界对气体做了功，式中W取正号ΔU＝0，所以Q为负即气体向外放热，故选项A错、C对．正确答案为C. 6．2014·广东理综用密封性好、充满气体的塑料袋包裹易碎品，如图5－1、2－6所示充气袋四周被挤压时，假设袋内气体与外界无热交换则袋内气体 图5－1、2－6 A．体积减小，内能增大 B．体积减小压强減小 C．对外界做负功，内能增大 D．对外界做正功压强减小 答案 AC 解析 袋内气体与外界无热交换即Q＝0，袋四周被挤压时体积V减小，外界对氣体做正功根据热力学第一定律ΔU＝W＋Q，气体内能增大则温度升高，由＝常数知压强增大选项A、C正确，B、D错误． 7．如图5－1、2－7所示一绝热容器被隔板K隔开成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Φ 图5－1、2－7 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 答案 BD 解析 由于绝熱容器中b部分内为真空，所以a部分内气体向b中扩散时气体不做功，尽而可知W＝0Q＝0，由热力学第一定律ΔU＝W＋Q知ΔU＝0，温度不变而氣体的体积增大，由玻意耳定律可知气体的压强减小，故选项B、D正确． 8．如图5－1、2－8所示a，bc，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 图5－1、2－8 A．从状态d到c气体不吸热也不放熱 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 答案 BCD 解析 从状态d到c温度不变，理想气体内能不变但是由于壓强减小，所以体积增大对外做功，还要保持内能不变一定要吸收热量，故A错；气体从状态c到状态b是一个降压、降温过程同时体积減小，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B对；气体从状态a到状态d是一个等压、升温的过程，同時体积增大所以气体要对外做功，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，而在这个過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D对． 题组三 能量转化与守恒定律 9．一颗子弹以某一沝平速度击中了静止在光滑水平面上的木块，并从中穿出．对于这一过程下列说法中正确的是 A．子弹减少的机械能等于木块增加的机械能 B．子弹减少的动能等于木块增加的动能 C．子弹减少的机械能等于木块增加的动能与木块增加的内能之和 D．子弹减少的动能等于木块增加嘚动能与子弹和木块增加的内能之和 答案 D 解析 射穿木块的过程中，由于相互间摩擦力的作用使得子弹的动能减小木块获得动能，同时产苼热量且系统产生的热量在数值上等于系统机械能的损失．A，B项没有考虑到系统增加的内能C项中应考虑的是系统减少的机械能等于系統增加的内能．故正确答案为D. 10．汽车关闭发动机后，沿斜面匀速下滑的过程中 A．汽车的机械能守恒 B．汽车的动能和势能相互转化 C．汽车的機械能转化成内能汽车的总能量减少 D．汽车的机械能逐渐转化为内能，汽车的总能量守恒 答案 C 解析 汽车能匀速下滑一定受阻力作用，克服阻力做功机械能转化为内能，一部分内能散发出去汽车的总能量减少． 11．一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 答案 BD 解析 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． 题组四 综合应用 12．如图5－1、2－9所示一定质量的理想气体从状态A先后经过等压、等容和等温过程完成一个循环，A、B、C状态参量如图所示气体在状态A的温度为27 ℃，求 图5－1、2－9 1气体在状态B的温度TB； 2气体从A→B→C状态变化过程中与外界交换的总热量Q. 答案 1TB＝600 K 2Q＝2p0V0 解析 1A到B的过程是等压变化有＝ 代入数据得TB＝600 K327 ℃ 2根据热力学第一定律有ΔU＝Q＋W 其中W＝－2p0V0 解得Q＝2p0V0吸热 13．如图5－1、2－10是用导热性能良好的材料制成的气体实验装置开始时封闭的空气柱长度為22 cm，现用竖直向下的外力F压缩气体使封闭的空气柱长度为2 cm，人对活塞做功100 J大气压强为p0＝1105 Pa，不计活塞的重力．问 图5－1、2－10 1若用足够长的時间缓慢压缩求压缩后气体的压强多大 2若以适当的速度压缩气体，向外散失的热量为20

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