1、2.热力学第一定律3.能量守恒定律课后训练巩固提升基础巩固1.自由摆动的秋千摆动幅度越来越小,下列说法正确的是()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,但总能量守恒答案：D2.关于物体内能的变化,以下说法正确的是()A.物体吸收热量,内能一定增大B.物体对外做功,内能一定减少C.物体吸收热量,同时对外做功,内能可能不变D.物体放出热量,同时对外做功,内能可能不变答案：C解析：做功和热传递都可以改变物体的内能,当做功和热传递同时发生时,物体的内能可能不变,比如物体吸热的同时又对外做功,且吸收的热量与对外做的功在数值上相等,此时物体的内能不发生变
2、化。故正确选项只有C。3.(多选)如图所示,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,筒内空气无泄漏,不计气体分子间相互作用,则被淹没的金属筒在缓慢下降过程中,筒内空气体积减小,下列说法正确的是()A.从外界吸热B.向外界放热C.分子势能不变D.内能减小答案：BC解析：水温恒定,即空气分子平均动能不变;不计分子间相互作用,即分子势能不变,由此可知空气内能不变。筒内空气体积减小,说明外界对空气做功,根据热力学第一定律知空气放出热量。4.如图所示,有一导热性良好的汽缸放在水平面上,活塞与汽缸壁间的摩擦不计,汽缸内用一定质量的活塞封闭了一定质量的气体,忽略气体分子间的相互作用(即分子势
3、能视为零),忽略环境温度的变化,现缓慢推倒汽缸,在此过程中()A.气体吸收热量,内能不变B.汽缸内分子的平均动能增大C.单位时间内撞击汽缸壁单位面积上的分子数增多D.汽缸内分子撞击汽缸壁的平均作用力增大答案：A解析：由题图可知,该过程气体对外做功,由于忽略环境温度变化,温度不变,内能不变,由热力学第一定律可知,气体吸收热量,内能不变。A正确。5.(多选)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汽缸中,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。若活塞与汽缸之间的摩擦可忽略,则在此过程中,下列说法正确的是()A.气体对外做功,气体温度可能不变B.气
4、体对外做功,内能可能不变C.气体压强可能增大,内能可能不变D.气体从外界吸热,内能一定增加答案：AB解析：由于汽缸是导热的,则可以与外界进行热交换,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,但压强减小。6.一定质量的气体,在从一个状态变化到另一个状态的过程中,吸收热量280 J,并对外做功120 J,试问:(1)这些气体的内能发生了怎样的变化?(2)如果这些气体又返回原来的状态,并放出了240 J热量,那么在返回的过程中是气体对外界做功,还是外界对气体做功?做多少功?答案：(1)增加了160 J(2)外界对气体做功80 J解析：(1)由热力学第一定律可得U=W+Q=
5、-120J+280J=160J。(2)由于气体的内能仅与状态有关,所以气体从2状态回到1状态过程中内能的变化应等于从1状态到2状态过程中内能的变化,则从2状态到1状态的内能应减少160J,即U=-160J,又Q=-240J,根据热力学第一定律得U=W+Q,所以W=U-Q=-160J-(-240J)=80J,即外界对气体做功80J。能力提升1.(多选)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的下列说法正确的是()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
6、能减少。由能量守恒定律知,内能应增加,能的总量不变,B、D正确。2.(多选)如图所示,一定质量的理想气体由a状态变化到b状态,下列说法正确的有()A.外界对气体做功B.气体对外界做功C.气体向外界放热D.气体从外界吸热答案：BD解析：由题图可看出从a到b气体体积增大,温度升高,内能增大,气体对外界做功,气体从外界吸收热量,故选BD。3.(多选)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：根据热力学第一定律U=W+Q,做功和热传递都可
7、以改变物体的内能,故由此可确定A、B、D正确,C错误。4.下图是密闭的汽缸,外力推动活塞P压缩气体,对汽缸内气体做功800 J,同时气体向外界放热200 J。对汽缸内气体的说法正确的是()A.温度升高,内能增加600 JB.温度升高,内能减少200 JC.温度降低,内能增加 600 JD.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U=W+Q可知,U=800J+(-200J)=600J,U为正表示内能增加了600J,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,气体分子的平均动能增加,温度升高,选项A正确。5.一定质量的气体内能增加
8、了3105 J,(1)若吸收了2105 J的热量,则是气体对外界做功,还是外界对气体做功?做了多少功?(2)若气体对外界做了4105 J的功,则是气体放热还是从外界吸热?放出或吸收的热量是多少?答案：(1)外界对气体做功1105 J(2)气体从外界吸热7105 J解析：(1)由热力学第一定律U=Q+W得W=U-Q=3105J-2105J=1105J外界对气体做功。(2)由U=Q+W得Q=U-W=3105J-(-4105J)=7105J气体从外界吸热。6.下图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为22 cm,现在用竖直向下的外力F压缩气体,使封闭空气柱长度变为 2 c
9、m,人对活塞做功100 J,大气压强为p0=1105 Pa,不计活塞重力。(1)若用足够长的时间缓慢压缩气体,求压缩后气体的压强为多大?(2)若以适当的速度压缩气体,向外散失的热量为20 J,则气体的内能增加多少?活塞的横截面积S=1 cm2。答案：(1)1.1106 Pa(2)82 J解析：(1)设压缩后气体的压强为p,活塞的横截面积为S,l0=22cm,l=2cm,V0=l0S,V=lS缓慢压缩气体,温度不变,由玻意耳定律得p0V0=pV,解得p=1.1106Pa。(2)大气压力对活塞做功W1=p0S(l0-l)=2J人做功W2=100J,由热力学第一定律得U=W1+W2+Q,将Q=-20J代入解得U=82J。