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2019年高中物理第10章第3节热力学第一定律能量守恒定律随堂课时作业新人教版选修3-2
一、选择题1~3题为单选题,4题为多选题1.至今为止,第一类永动机从来没有成功过,其原因是 A.机械制造的技术没有过关B.违反了牛顿运动定律C.违反了电荷守恒定律D.违反了能量守恒定律答案D解析第一类永动机不可能制成的原因是违背了能的转化和守恒定律2.在一个与外界没有热交换的房间内打开冰箱门,冰箱正常工作,过一段时间房间内的温度将 A.降低 B.升高C.不变D.无法确定答案B解析取房间内气体及电冰箱有散热装置为系统,外界消耗电能,对系统做功,系统总内能增加3.气体膨胀对外做功100J,同时从外界吸收了120J的热量,它的内能的变化可能是 A.减小20JB.增大20JC.减小220JD.增大220J答案B解析研究对象为气体依符号规则,对外做功W=-100J,吸收热量Q=120J由热力学第一定律有ΔU=W+Q=-100J+120J=20JΔU0,说明气体的内能增加4.苏州市xx~xx学年高二下学期期末下列说法正确的是 A.布朗运动虽然不是液体分子的运动,但是它说明液体分子永不停息地做无规则运动B.给自行车轮胎打气,越来越费力,主要是由于打气过程中分子间斥力逐渐增大,引力逐渐减小的缘故C.一定质量的理想气体在等温膨胀的过程中,既不吸热,也不放热D.非晶体的结构跟液体非常类似,可以看作是粘滞性极大的液体答案AD
二、非选择题5.1为了将空气装入气瓶内,现将一定质量的空气等温压缩,空气可视为理想气体下列图象能正确表示该过程中空气的压强p和体积V关系的是________2在将空气压缩装入气瓶的过程中,温度保持不变,外界做了24kJ的功现潜水员背着该气瓶缓慢地潜入海底,若在此过程中,瓶内空气的质量保持不变,且放出了5kJ的热量在上述两个过程中,空气的内能共减小________kJ,空气________选填“吸收”或“放出”的总热量为________kJ答案1B 25 放出 29解析1根据玻意耳定律pV=C,故选项B正确2将空气压缩装入气瓶的过程中,温度不变,所以内能不变,潜水员背着气瓶潜入海底的过程中,放出5kJ的热量,则ΔU=-5kJ故两过程减小的空气内能为5kJ,在这两个过程中,由热力学第一定律得ΔU=W+Q,Q=ΔU-W=-5-24kJ=-29kJ,“-”说明放出热量6.喷雾器内有10L水,上部封闭有1atm的空气2L关闭喷雾阀门,用打气筒向喷雾器内再充入1atm的空气3L设外界环境温度一定,空气可看作理想气体1当水面上方气体温度与外界温度相等时,求气体压强,并从微观上解释气体压强变化的原因2打开喷雾阀门,喷雾过程中封闭气体可以看成等温膨胀,此过程气体是吸热还是放热?简要说明理由答案
12.5atm 2吸热解析1设气体初态压强为p1,体积为V1;末态压强为p2,体积为V2,由玻意耳定律p1V1=p2V2代入数据得p2=
2.5atm微观解释温度不变,分子平均动能不变,单位体积内分子数增加,所以压强增加2吸热气体对外做功而内能不变,根据热力学第一定律可知气体吸热能力提升
一、选择题1~4题为单选题,5题为多选题1.如图为某种椅子与其升降部分的结构示意图,M、N两筒间密闭了一定质量的气体,M可沿N的内壁上下滑动,设筒内气体不与外界发生热交换,在M向下滑动的过程中 A.外界对气体做功,气体内能增大B.外界对气体做功,气体内能减小C.气体对外界做功,气体内能增大D.气体对外界做功,气体内能减小答案A解析本题考查了热力学第一定律,理解做功和热传递可以改变物体的内能筒内气体不与外界发生热交换,M向下滑的过程中,外界对气体做功,由热力学第一定律可知气体内能增大,A正确2.一定量的理想气体在某一过程中,从外界吸收热量
2.5×104J,气体对外界做功
1.0×104J,则该理想气体的 A.温度降低,密度增大B.温度降低,密度减小C.温度升高,密度增大D.温度升高,密度减小答案D解析由热力学第一定律ΔU=W+Q,Q=
2.5×104J,W=-
1.0×104J可知ΔU大于零,气体内能增加,温度升高,A、B错;气体对外做功,体积增大,密度减小,C错,D对3.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解析缓慢放水过程中,胎内气体压强减小,气体膨胀对外界做正功,选项B错;胎内气体温度不变,故分子平均动能不变,选项C错;由于不计分子间势能,气体内能只与温度有关,温度不变,内能不变,选项D错;由ΔU=W+Q知ΔU=0,W0,故Q0,气体从外界吸热,选项A正确4.如图所示容器中,A,B各有一个可自由移动的轻活塞,活塞下是水,上为空气,大气压恒定A、B底部由带有阀门K的管道相连,整个装置与外界绝热原先A中水面比B中高,打开阀门,使A中的水逐渐向B中流,最后达到平衡在这个过程中,下面说法正确的是 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,水的内能增加答案D解析由W=P·S·Δh=P·ΔV可知大气压力对A、B两管中水做功代数和为零,但由于水的重心下降,重力势能减小,由能量守恒定律可知水的内能增加,D对
5.如图所示,活塞将一定质量的气体封闭在直立圆筒形导热的气缸中,活塞上堆放细沙,活塞处于静止,现逐渐取走细沙,使活塞缓慢上升,直到细沙全部取走若活塞与气缸之间的摩擦可忽略,则在此过程中 A.气体对外做功,气体温度可能不变B.气体对外做功,内能一定减少C.气体压强减小,内能可能不变D.气体从外界吸热,内能一定增加答案AC解析由于气缸为导热的,则可与外界进行热交换,细沙减少时,气体膨胀对外做功,可能由于与外界进行热交换吸热使内能不变
二、非选择题6.在一个标准大气压下,水在沸腾时,1g的水由液态变成同温度的水汽,其体积由
1.043cm3变为1676cm3已知水的汽化热为
2263.8J/g求1体积膨胀时气体对外界做的功W;2气体吸收的热量Q;3气体增加的内能ΔU答案
1169.7J
22263.8J
32094.1J解析取1g水为研究系统,1g沸腾的水变成同温度的水汽需要吸收热量,同时由于体积膨胀,系统要对外做功,所以有ΔUQ吸1气体在等压大气压下膨胀做功W=pV2-V1=
1.013×105×1676-
1.043×10-6J=
169.7J2气体吸热Q=mL=1×
2263.8J=
2263.8J3根据热力学第一定律ΔU=Q+W=
2263.8J+-
169.7J=
2094.1J
7.爆米花酥脆可口、老少皆宜,是许多人喜爱的休闲零食如图为高压爆米花的装置原理图,玉米在铁质的密闭容器内被加热,封闭气体被加热成高温高压气体,当打开容器盖后,“砰”的一声气体迅速膨胀,压强急剧减小,玉米粒就“爆炸”成了爆米花设当地温度为t1=27℃,大气压为p0,已知密闭容器打开前的气体压强达到4p0试分析1将容器内的气体看作理想气体,求容器内气体的温度2假定在一次打开的过程中,容器内气体膨胀对外界做功15kJ,并向外释放了20kJ的热量,容器内原有气体的内能如何变化?变化了多少?答案1927℃ 2减少 35kJ解析1根据查理定律=p1=p0,T1=300K,p2=4p0解得T2=1200K,则t2=927℃2由热力学第一定律ΔU=Q+W得ΔU=-20kJ-15kJ=-35kJ,故内能减少35kJ。