高中人教版 (新课标)3 热力学第一定律 能量守恒定律课时训练

这是一份高中人教版 (新课标)3 热力学第一定律 能量守恒定律课时训练，共4页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。

1．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
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。答案：B
2．一木块沿斜面向下滑，下列说法正确的是( )
A．不管斜面是否光滑，下滑过程中重力对木块做了功，它的内能将增大
B．若斜面光滑且不计空气阻力，木块滑到斜面底部时，速度增大，内能也将增大
C．若斜面粗糙，木块在重力作用下虽速度增大，但它的内能并不改变
D．若斜面粗糙，木块的机械能减小，而它的内能将增大
解析：斜面光滑且不计空气阻力时，木块下滑过程中机械能守恒，内能不变；斜面粗糙，木块下滑时要克服摩擦力做功，故木块机械能减小，由能量守恒定律它的内能将增大。D正确。
答案：D
3.如图10－3－3所示为冲击摆实验装置，一水平飞行的子弹射入沙箱后与沙箱合为一体，共同摆起一定高度，在此过程中有关能量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 图10－3－3
B．子弹的动能转变成沙箱和子弹的重力势能
C．子弹的动能转变成沙箱和子弹的动能
D．子弹的动能一部分转变成沙箱和子弹的内能，另一部分转变为沙箱和子弹的机械能
解析：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，一部分动能变成沙箱和子弹的机械能，故D正确。
答案：D
4. (2011·江苏高考)如图10－3－4所示，一演示用的“永动机”转轮由5根轻杆和转轴构成，轻杆的末端装有用形状记忆合金制成的叶片，轻推转轮后，进入热水的叶片因伸展而“划水”，推动转轮转动。离开热水后，叶片形状迅速恢复，转轮因此能较长时间转动。下列说法正确的是( ) 图10－3－4
A．转轮依靠自身惯性转动，不需要消耗外界能量
B．转轮转动所需能量来自形状记忆合金自身
C．转动的叶片不断搅动热水，水温升高[D．叶片在热水中吸收的热量一定大于在空气中释放的热量解析：该永动机叶片进入水中，吸收热量而伸展划水，推动转轮转动，离开水面后向空气中放热，叶片形状迅速恢复，所以转动的能量来自热水，由于不断向空气释放热量，所以水温逐渐降低，A、B、C错，D对。
答案：D
5.某校开展探究性课外活动，一同学用如图10－3－5所示的装置研究气体压强、体积、温度三量之间的变化关系。该同学选用导热良好的汽缸将其开口向下，内装理想气体，并将汽缸固定不动，但缸内活塞可自由滑动且不漏气，他把一温度计通过缸底小孔插入缸内，插口处密封良好，活塞下挂一个沙桶，沙桶装满沙子时活塞恰好静止。他把沙桶底部钻一个小洞，让细沙慢慢漏出，外部环境温度恒定，由此可确定( ) 图10－3－5
A．外界对气体做功，内能增大
B．外界对气体做功，温度计示数不变
C．气体体积减小，温度计示数减小
D．外界对气体做功，温度计示数增大
解析：因细沙慢慢漏出，沙桶重力减少，故活塞上移，外界对气体做功，因汽缸导热性能良好，细沙是慢慢漏出，外部环境温度又不变，故此过程汽缸内气体及时向外界放热而保持缸内气体温度不变。
答案：B
6.如图10－3－6中活塞将汽缸分成甲、乙两气室，汽缸、活塞(连同拉杆)是绝热的，且不漏气。以E甲、E乙分别表示甲、乙两气室中气体的内能，则在将拉杆缓慢向外拉的过程中( )
A．E甲不变，E乙减小 B．E甲增大，E乙不变 图10－3－6
C．E甲增大，E乙减小 D．E甲不变，E乙不变
解析：因两气室、汽缸、活塞(连同拉杆)是绝热的，即不存在两气室、外界之间的热交换。当将拉杆缓慢向外拉的过程中，乙气室中的气体对外做功，E乙减小；活塞对甲气室中的气体做功，E甲增大，故C选项正确。
答案：C
7．分别以p、V、T表示气体的压强、体积、温度，一定质量的理想气体，其初始状态表示为(p0、V0、T0)。若分别经历如下两种变化过程：
①从(p0、V0、T0)变为(p1、V1、T1)的过程中，温度保持不变(T1＝T0)；
②从(p0、V0、T0)变为(p2、V2、T2)的过程中，既不吸热，也不放热。
在上述两种变化过程中，如果V1＝V2>V0，则( )
A．p1>p2，T1>T2 B．p1>p2，T1C．p1T2
解析：过程①是等温膨胀，遵守玻意耳定律，过程②是绝热膨胀，系统对外做功，内能减少，温度降低，遵循理想气体状态方程，故A正确。
答案：A
8.如图10－3－7所示，绝热汽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 图10－3－7
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
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，C、D正确。
答案：CD
二、非选择题(本题共2小题，共18分，解答时应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤，有数值计算的要注明单位)
9．(9分)空气压缩机在一次压缩中，活塞对空气做了2×105 J的功，同时空气的内能增加了1.5×105 J，这一过程中空气向外界传递的热量是多少？
解析：选择被压缩的空气为研究对象，根据热力学第一定律有ΔU＝W＋Q。
由题意可知W＝2×105 J，ΔU＝1.5×105 J，代入上式得
Q＝ΔU－W＝1.5×105 J－2×105 J＝－5×104 J。
负号表示空气向外界释放热量，即空气向外界传递的热量为5×104 J。
答案：5×104 J
10．(9分)在一个标准大气压下，水在沸腾时，1 g的水由液态变成同温度的水汽，其体积由1.043 cm3变为1 676 cm3。已知水的汽化热为2 263.8 J/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。
解析：取1 g水为研究系统，1 g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ΔU(1)气体在等压(大气压)下膨胀做功：
W＝p(V2－V1)
＝1.013×105×(1 676－1.043)×10－6 J＝169.7 J。
(2)气体吸热：Q＝mL＝1×2 263.8 J＝2 263.8 J。
(3)根据热力学第一定律：
ΔU＝Q＋W＝2 263.8 J＋(－169.7)J＝2 094.1 J
答案：(1)169.7 J (2)2 263.8 J (3)2 094.1 J