（江蘇專版）2019年高考物理總復(fù)習(xí) 課時(shí)作業(yè)五十一 熱力學(xué)第一定律能量守恒定律.doc

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課時(shí)作業(yè) 五十一 熱力學(xué)第一定律　能量守恒定律 (限時(shí)：45分鐘) (班級(jí)________　姓名________) 1．木箱靜止于水平地面上，現(xiàn)在用一個(gè)80 N的水平推力推動(dòng)木箱前進(jìn)10 m，木箱受到的摩擦力為60 N，則轉(zhuǎn)化為木箱與地面系統(tǒng)的內(nèi)能U和轉(zhuǎn)化為木箱的動(dòng)能Ek分別是(　　) 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 A．U＝200 J，Ek＝600 J B．U＝600 J，Ek＝200 J C．U＝600 J，Ek＝800 J D．U＝800 J，Ek＝200 J 2．對(duì)于在一個(gè)大氣壓下100 ℃的水變成100 ℃的水蒸氣的過程中，下列說法正確的是(　　) A．水的內(nèi)能增加，對(duì)外界做功，一定是吸熱 B．水的內(nèi)能不變，對(duì)外界做功，從外界吸熱 C．水的內(nèi)能減少，對(duì)外界不做功，向外界放熱 D．水的內(nèi)能增加，對(duì)外界做功，向外界放熱 3．在溫度均勻的液體中，一個(gè)小氣泡由液體的底層緩慢地升到液面，上升過程中氣泡的體積不斷地增大，如將泡內(nèi)氣體看作理想氣體，則氣泡在浮起的過程中(　　) A．放出熱量　　 B．吸收熱量 C．不吸熱也不放熱 D．無(wú)法判斷 4．如圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)a變化到狀態(tài)b，在這一過程中，下列說法正確的是(　　) 第4題圖 A．氣體體積變小 B．氣體溫度降低 C．氣體從外界吸收熱量 D．氣體的內(nèi)能不變 5．(多選)如圖所示，氣墊床是一種可以注入空氣的床墊，睡在氣墊床上可以讓肌肉得到放松，是不少人舒緩神經(jīng)的不錯(cuò)選擇．當(dāng)人從床上起身下床時(shí)，假設(shè)床墊內(nèi)氣體與外界無(wú)熱交換，且密封性良好，則有關(guān)床墊內(nèi)氣體下列說法正確的是(　　) 第5題圖 A．體積增大，內(nèi)能減小 B．體積減小，壓強(qiáng)減小 C．對(duì)外界做負(fù)功，分子平均動(dòng)能增大 D．對(duì)外界做正功，壓強(qiáng)減小 6．(多選)如圖所示，a、b、c、d表示一定質(zhì)量的理想氣體狀態(tài)變化過程中的四個(gè)狀態(tài)，圖中ad平行于橫坐標(biāo)軸，ab的延長(zhǎng)線過原點(diǎn)，dc平行于縱軸，以下說法正確的是(　　) 第6題圖 A．從狀態(tài)d到c，氣體不吸熱也不放熱 B．從狀態(tài)c到b，氣體放熱 C．從狀態(tài)a到d，氣體對(duì)外做功 D．從狀態(tài)b到a，氣體吸熱 7．用隔板將一絕熱容器隔成A和B兩部分，A中盛有一定質(zhì)量的理想氣體，B為真空(如圖①)．現(xiàn)把隔板抽去，A中的氣體自動(dòng)充滿整個(gè)容器(如圖②)，這個(gè)過程稱為氣體的自由膨脹．下列說法正確的是(　　) 第7題圖 A．自由膨脹過程中，氣體分子只作定向運(yùn)動(dòng) B．自由膨脹前后，氣體的壓強(qiáng)不變 C．自由膨脹前后，氣體的溫度不變 D．自由膨脹前后，氣體的溫度降低 8．如圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體密封在絕熱(即與外界不發(fā)生熱交換)氣缸(含活塞)中．今對(duì)活塞施以一豎直向下的壓力F，使活塞緩慢向下移動(dòng)一段距離．則被密封的氣體(　　) 第8題圖 A．溫度升高，內(nèi)能減少 B．溫度降低，內(nèi)能減少 C．溫度升高，內(nèi)能增加 D．溫度降低，內(nèi)能增加 9．如圖所示，內(nèi)壁光滑的氣缸水平放置，一定質(zhì)量的理想氣體被活塞密封在氣缸內(nèi)，外界大氣壓強(qiáng)為p0.現(xiàn)對(duì)氣缸緩慢加熱，氣體吸收熱量Q后，體積由V1增大為V2.則在此過程中，氣體分子平均動(dòng)能________(選填“增大”、“不變”或“減小”)，氣體內(nèi)能變化了________． 第9題圖 10．一定質(zhì)量的理想氣體由狀態(tài)A→B→C變化，其有關(guān)數(shù)據(jù)如圖所示．已知狀態(tài)A、C的溫度均為27 ℃，求： (1)該氣體在狀態(tài)B的溫度； (2)上述過程氣體從外界吸收的熱量． 第10題圖　　　　 11．(17年鹽城三模)如圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A經(jīng)等壓過程到狀態(tài)B，此過程中 ，氣體壓強(qiáng)p＝2.0105 Pa，放出的熱量Q＝300 J，求氣體在： (1)狀態(tài)B時(shí)的體積； (2)此過程中內(nèi)能的變化． 第11題圖　　　　　　 12．(16年江蘇模擬)如圖所示，一直立的氣缸用一質(zhì)量為m的活塞封閉一定質(zhì)量的理想氣體，活塞橫截面積為S，氣缸內(nèi)壁光滑且缸壁是導(dǎo)熱的，開始活塞被固定，打開固定螺栓K后活塞緩慢下落，經(jīng)過足夠長(zhǎng)時(shí)間后，活塞停在B點(diǎn)，已知AB＝h，大氣壓強(qiáng)為p0，重力加速度為g，求： (1)活塞停在B點(diǎn)時(shí)缸內(nèi)封閉氣體的壓強(qiáng)； (2)設(shè)周圍環(huán)境溫度保持不變，求整個(gè)過程中通過缸壁傳遞的熱量Q(一定質(zhì)量理想氣體的內(nèi)能僅由溫度決定)． 第12題圖　　 課時(shí)作業(yè)(五十一)　熱力學(xué) 第一定律　能量守恒定律1.B　【解析】　由于木箱在推動(dòng)中受到滑動(dòng)摩擦力，其與相對(duì)位移的乘積為系統(tǒng)的內(nèi)能增量，即U＝6010 J＝600 J，由能量守恒定律可得Ek＝W總－U＝8010 J－600 J＝200 J．故正確答案為B. 2．A　【解析】　在一個(gè)大氣壓下100 ℃的水變成100 ℃的水蒸氣的過程中，溫度不變但要吸收熱量，體積增大，對(duì)外做功；由于溫度不變，體積增大，所以分子的動(dòng)能不變，分子勢(shì)能增加，內(nèi)能增加．故A正確． 3．B　【解析】　由熱力學(xué)第一定律ΔU＝Q＋W，由于小氣泡體積不斷增大，外界對(duì)氣體做負(fù)功，又因?yàn)槭呛銣匾后w中，所以ΔU＝0，Q＞0，應(yīng)該吸收熱量，故選B. 4．C　【解析】　觀察圖象得理想氣體從狀態(tài)a到狀態(tài)b溫度升高理想氣體從狀態(tài)a到狀態(tài)b溫度升高、壓強(qiáng)不變，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程知道體積增大，AB錯(cuò)誤．溫度升高理想氣體內(nèi)能增加，即ΔU為正，氣體體積增大，即氣體對(duì)外做功，則W為負(fù)，所以根據(jù)熱力學(xué)第一定律ΔU＝W＋Q得知Q必定為正，即氣體一定從外界吸收熱量，故C項(xiàng)正確． 5．AD　【解析】　當(dāng)人從床上起身下床時(shí)，床將逐漸恢復(fù)原狀，氣體的體積增大，即氣體對(duì)外界做正功，根據(jù)熱力學(xué)第一定律可以知道內(nèi)能減小，溫度降低，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程＝C可以判斷壓強(qiáng)減小，所以AD正確． 6．BCD　【解析】　從狀態(tài)d到c，溫度不變，理想氣體內(nèi)能不變，但是由于壓強(qiáng)減小，所以體積增大，對(duì)外做功，要保持內(nèi)能不變，一定要吸收熱量，故A錯(cuò)誤；氣體從狀態(tài)c到b是一個(gè)降壓、降溫過程，同時(shí)體積減小，外界對(duì)氣體做功，而氣體的內(nèi)能還要減小(降溫)，就一定要伴隨放熱的過程，故B正確；氣體從狀態(tài)a到d是一個(gè)等壓、升溫的過程，同時(shí)體積增大，所以氣體要對(duì)外做功，C正確；氣體從狀態(tài)b到a是個(gè)等容變化過程，隨壓強(qiáng)的增大，氣體的溫度升高，內(nèi)能增大，而在這個(gè)過程中氣體體積沒有變化，所以就沒有做功，氣體內(nèi)能的增大是因?yàn)闅怏w吸熱的結(jié)果，故D正確． 7．C　【解析】　A項(xiàng)，氣體分子時(shí)刻在做無(wú)規(guī)則的熱運(yùn)動(dòng)，宏觀上氣體向B擴(kuò)散，但單個(gè)分子不會(huì)做定向運(yùn)動(dòng)，故A項(xiàng)錯(cuò)誤．B項(xiàng)，自由膨脹后，由于等溫過程中體積增大，則壓強(qiáng)會(huì)減小，故B項(xiàng)錯(cuò)誤．C項(xiàng)，由于B為真空，自由膨脹過程中不受阻力作用，因此氣體不做功，即W＝0，由于容器絕熱，因此Q＝0，由ΔU＝W＋Q可知，氣體內(nèi)能不變，因此溫度也不變，故C項(xiàng)正確． 8．C　【解析】　絕熱過程，氣體的體積減小，外界對(duì)氣體做功，W＞0.絕熱過程，氣體不對(duì)外放出熱量也不吸收熱量，Q＝0.根據(jù)熱力學(xué)第一定律ΔU＝W＋Q，可知ΔU＞0，所以理想氣體的內(nèi)能增加、溫度升高，分子平均動(dòng)能增大． 9．增大　Q－p0(V2－V1)　【解析】　溫度是分子熱運(yùn)動(dòng)平均動(dòng)能的標(biāo)志，溫度升高，氣體分子平均動(dòng)能增大．根據(jù)熱力學(xué)第一定律得：ΔU＝Q＋W，而W＝－p0SΔL＝－p0ΔV＝ －p0(V2－V1)，所以氣體內(nèi)能變化了ΔU＝Q－p0(V2－V1)． 10．－153 ℃　3105 J　【解析】　(1)狀態(tài)A、C的溫度均為27 ℃， TA＝TC＝273＋27＝300 K，狀態(tài)A到狀態(tài)B為等容變化＝代入數(shù)據(jù)得TB＝120 K即為tB＝－153 ℃.(2)狀態(tài)A到狀態(tài)B為等容過程，外界對(duì)氣體不做功； 狀態(tài)B到狀態(tài)C，W＝－PB(VC－VB)＝－3105 J; TA＝TC，ΔU＝0，由熱力學(xué)第一定律ΔU＝Q＋W，代入數(shù)據(jù)得Q＝3105 J即氣體從外界吸收熱量為3105 J. 11．610－3 m3　500 J　【解析】　氣體從狀態(tài)A到狀態(tài)B發(fā)生等壓變化，根據(jù)等壓變化有＝，代入數(shù)據(jù)得：VB＝610－3 m3；氣體從A到B外界對(duì)氣體做的功W＝P(VA－VB)＝800 J 根據(jù)熱力學(xué)第一定律 ΔU＝W＋Q＝800＋(－300)＝500 J. 12．p0＋　(p0S＋mg)h　【解析】　(1)設(shè)活塞停在B點(diǎn)時(shí)缸內(nèi)封閉氣體的壓強(qiáng)為p，對(duì)活塞根據(jù)共點(diǎn)力平衡有：p0S＋mg＝pS　解得：p＝p0＋　(2)由于周圍環(huán)境溫度保持不變，且氣缸缸壁是導(dǎo)熱的，因此整個(gè)過程中封閉理想氣體的溫度不變，即其內(nèi)能不變，有：ΔU＝0，整個(gè)過程中，氣體被壓縮，外界對(duì)氣體做功為： W＝(p0S＋mg)h　根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知，整個(gè)過程中通過缸壁傳遞的熱量為：Q＝W＝(p0S＋mg)h.