1、课时作业16热力学第一定律能量守恒定律基础巩固1下列说法正确的是()A液体中悬浮微粒的无规则运动称为布朗运动B液体分子的无规则运动称为布朗运动C物体从外界吸收热量，其内能一定增加D物体对外界做功，其内能一定减少解析：布朗运动是悬浮颗粒的无规则运动，反映了液体分子的无规则运动，故A正确，B错误；根据热力学第一定律UWQ.物体从外界吸收热量，其内能不一定增加，物体对外界做功，其内能也不一定减少，故C、D错误答案：A2关于吸热与升温，下列说法正确的是()A当物体吸收热量时，其温度一定升高B当物体温度升高时，一定吸收了热量C加热质量相同的两杯同样的水，温度升得高的，吸热一定多D对质量相同的物体加热，温
2、度升得高的，吸热一定多解析：物体吸收热量，可能同时对外做功，内能不一定增加，温度不一定升高，A选项错误；物体温度升高，内能增加，但可能是因为外界对物体做功，不一定吸热，B选项错误；质量相同的水，分子数相同，温度升得高的，分子平均动能也增加得多，总动能也增加得多，所以吸热一定多，C选项正确；质量相同的物体，分子数不一定相同，因此虽然分子平均动能增加得多，总动能不一定增加得多，吸热就不一定多，D选项错误答案：C3在热力学第一定律的表达式UQW中，关于U、Q、W各个物理量的正、负，下列说法中正确的是()A外界对物体做功时W为正，吸热时Q为负，内能增加时U为正B物体对外界做功时W为负，吸热时Q为正，内
3、能增加时U为负C物体对外界做功时W为负，吸热时Q为正，内能增加时U为正D外界对物体做功时W为负，吸热时Q为负，内能增加时U为负解析：外界对物体做功时W为正，反之为负；吸热时Q为正，反之为负；内能增加时U为正，反之为负，故C正确答案：C图14(多选)用密封性好、充满气体的塑料袋包裹易碎品，如图1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()A体积减小，内能增大B体积减小，压强减小C对外界做负功，内能增大D对外界做正功，压强减小解析：一定质量的气体，被挤压时体积减小，外界对气体做功，由于绝热，根据热力学第一定律，气体内能增大，温度升高，由气态方程可知，压强必然增大可见A、C项
4、正确答案：AC图25如图2所示，有两个同样的球，其中a球放在水平面上，b球用细线悬挂起来，现供给两球相同的热量，则两球升高的温度(水平面和细线均为绝热物质)()AtbtaBtbtaCtbta D无法比较解析：两球温度升高，体积膨胀，a球重心上升，重力势能增加，b球重心下降，重力势能减少两球吸收相同的热量，a球吸收的热量一部分用于升高温度，一部分用于增加重力势能；b球吸收的热量全部用于升温，同时减少的重力势能也用于升温，因此b球温度升高得更多答案：A图36(多选)如图3所示，a、b、c、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，ab的延长线过原点，以下说法正确的是
5、()A从状态d到c，气体不吸热也不放热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，气体吸热解析：从状态d到c，温度不变，理想气体内能不变，但是由于压强减小，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，同时体积减小，外界对气体做动，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，同时体积增大，所以气体要对外做功，故C对；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，而在这个过程中气体的体积没有变化，就没有做功，气体内能的增
6、大是因为气体吸热的结果，故D对答案：BCD7(2019年高考课标全国卷)某容器中的空气被光滑活塞封住，容器和活塞绝热性能良好，空气可视为理想气体初始时容器中空气的温度与外界相同，压强大于外界现使活塞缓慢移动，直至容器中的空气压强与外界相同此时，容器中空气的温度_(填“高于”“低于”或“等于”)外界温度，容器中空气的密度_(填“大于”“小于”或“等于”)外界空气的密度解析：由题意可知，容器与活塞绝热性能良好，容器内气体与外界不发生热交换，故Q0，但活塞移动的过程中，容器内气体压强减小，则容器内气体正在膨胀，气体对外界做功，即W0，根据热力学第一定律可知：UQW0，故容器内气体内能减小，温度降低，
7、低于外界温度最终容器内气体压强和外界气体压强相同，根据理想气体状态方程：pVnRT，又，m为容器内气体的质量，联立得：.取容器外界质量也为m的一部分气体，由于容器内温度T低于外界温度，故容器内气体密度大于外界空气密度答案：(1)低于(2)大于综合应用8某一密闭容器中密封着一定质量的某种实际气体，气体分子间的相互作用力表现为引力关于实际气体的下列说法中正确的是()A若密闭容器沿竖直方向向上做加速直线运动，则密闭容器内的气体只对器壁的底部有作用力B若气体膨胀对外界做功，则分子势能一定增大C若容器绝热，气体被压缩，外界对气体做功，则气体的每个分子动能一定增加D若气体从外界吸收的热量等于膨胀对外界做的
8、功，则气体分子的平均动能一定不变解析：密闭容器沿竖直方向向上做加速直线运动的情况下，密闭容器内的气体对整个容器器壁各处压强仍相同，对整个器壁都有作用力，所以A错误；体积膨胀，分子间距离增大，分子力做负功，气体的分子势能增加，B正确；外界对气体做功，由于器壁绝热，故气体既不吸热也不放热，根据热力学第一定律，气体内能增大，而气体的分子势能减小，故气体的分子平均动能增大，但不是每一个分子的动能均增大，故C错误；气体从外界吸收的热量等于膨胀对外界做的功，所以内能不变，但分子势能增大了，所以分子平均动能一定减小，即D错误答案：B9(2019年连云港摸底)(多选)如图4所示，倒悬的导热气缸中有一个可无摩擦
9、上下移动且不漏气的活塞A，活塞A的下面吊着一个重物，汽缸中封闭着一定质量的理想气体起初各部分均静止不动，大气压强保持不变对于汽缸内的气体，当其状态缓慢发生变化时，下列判断正确的是()图4A若环境温度升高，则气体的压强一定增大B当活塞向下移动时，外界一定对气体做正功C保持环境温度不变，缓慢增加重物的质量，气体一定会吸热D若环境温度降低，缓慢增加重物的质量，气体体积可能保持不变解析：若环境温度升高，气体等压膨胀，气体的压强不变，选项A错误；当活塞向下移动时，气体对外界做正功，选项B错误；保持环境温度不变，缓慢增加重物的质量，气体压强减小，体积增大，对外做功，内能不变，气体一定会吸热，选项C正确；若
10、环境温度降低，气体温度降低，压强减小，缓慢增加重物的质量，气体体积可能保持不变，选项D正确答案：CD图510(2017年高考课标全国卷)(多选)如图5，一定质量的理想气体从状态a出发，经过等容过程ab到达状态b，再经过等温过程bc到达状态c，最后经等压过程ca回到初态a.下列说法正确的是()A在过程ab中气体的内能增加B在过程ca中外界对气体做功C在过程ab中气体对外界做功D在过程bc中气体从外界吸收热量E在过程ca中气体从外界吸收热量解析：ab过程，气体压强增大，体积不变，则温度升高，内能增加，A项正确；ab过程发生等容变化，气体对外界不做功，C项错误；一定质量的理想气体内能仅由温度决定，b
11、c过程发生等温变化，内能不变，bc过程，气体体积增大，气体对外界做正功，根据热力学第一定律可知气体从外界吸热，D项正确；ca过程发生等压变化，气体体积减小，外界对气体做正功，B项正确；ca过程，气体温度降低，内能减小，外界对气体做正功，根据热力学第一定律可知气体向外界放热，E项错误答案：ABD11. 图6气体温度计结构如图6所示玻璃测温泡A内充有理想气体，通过细玻璃管B和水银压强计相连开始时A处于冰水混合物中，左管C中水银面在O点处，右管D中水银面高出O点h114 cm.后将A放入待测恒温槽中，上下移动D，使C中水银面仍在O点处，测得D中水银面高出O点h244 cm.(已知外界大气压为1个标准
12、大气压，1个标准大气压相当于76 cmHg)(1)求恒温槽的温度(2)此过程A内气体内能_(填“增大”或“减小”)，气体不对外做功，气体将_(填“吸热”或者“放热”)解析：(1)设恒温槽的温度为T2，由题意知T1273 K.A内气体发生等容变化，根据查理定律得p1p0pk1p2p0pk2联立式，代入数据得T2364 K(或91 )(2)气体温度升高，内能增加由UWQ知，U0，W0，故Q0即吸热答案：(1)364 K(或91 )(2)增大吸热12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蒸汽，其体积由1.043 cm3变为1 676 cm3.已知水的汽化热为2 263.8 J
13、/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U.解：取1 g水为研究对象，把大气视为外界.1 g沸腾的水变成同温度的水蒸汽需要吸收热量，同时由于体积膨胀，系统要对外做功(1)气体在等压(大气压)下膨胀做功：Wp(V2V1)1.013105(1 6761.043)106 J169.7 J(2)气体吸热：QmL12 263.8 J2 263.8 J(3)根据热力学第一定律：UQW2 263.8 J169.7 J2 094.1 J.13质量M200 g的木块，静止在光滑水平面上，质量m20 g的铅弹(铅的比热容c126 J/kg)以水平速度v0500 m
14、/s射入木块，当它射出木块时速度变为vt300 m/s，木块的速度20 m/s.若这一过程中损失的机械能全部转化为内能，其中42%被子弹吸收而使其升温，对铅弹穿过木块过程，求：(1)子弹克服摩擦力做的功；(2)摩擦力对木块做的功；(3)产生的总热量；(4)子弹升高的温度解：(1)子弹克服摩擦力做的功：W1m(vv)0.02(50023002) J1 600 J(2)摩擦力对木块做的功：W2mv200.2202 J40 J(3)这一过程中损失的机械能为：WW1W2(1 60040) J1 560 J已知损失的机械能全部转化为内能，则内能的增量，即产生的总热量Q为1 560 J.(4)已知产生的总
15、热量中有42%被子弹吸收而使其升温，则子弹升高的温度为：t260 14.如图7，体积为V，内壁光滑的圆柱形导热气缸顶部有一质量和厚度均可忽略的活塞；气缸内密封有温度为2.4T0、压强为1.2p0的理想气体p0和T0分别为大气的压强和温度，已知：气体内能U和温度T的关系为UT，为正的常量；容器内气体的所有变化过程都是缓慢的，求图7(1)气缸内气体与大气达到平衡时的体积V1；(2)在活塞下降过程中，气缸内气体放出的热量Q.解：气体的状态经过两个阶段的变化，首先体积不变，压强降为大气压；然后压强不变，温度降至T0.根据查理定律和盖吕萨克定律，求出气缸内气体与大气达到平衡时的体积为V1；活塞下降过程是
16、第二阶段，对第二阶段列热力学第一定律，求出气缸内气体放出的热量Q.(1)在气体由压强p1.2p0下降至p0的过程中，气体体积不变，温度由T2.4T0变为T1，由查理定律得在气体温度由T1变为T0的过程中，体积由V减小到V1，气体压强不变，由盖吕萨克定律得由式得V1V(2)在活塞下降过程中，活塞对气体做的功为Wp0(VV1)在这一过程中，气体内能的减少为U(T1T0)由热力学第一定律得，气缸内气体放出的热量为QWU由式得Qp0VT015如图8所示，用面积为S的活塞在汽缸内封闭着一定质量的空气，活塞上放一砝码，活塞和砝码的总质量为m，现对汽缸缓缓加热使汽缸内的空气温度从T1升高到T2，且空气柱的高度增加了l，已知加热时气体吸收的热量为Q，外界大气压强为p0，问： 此过程中被封闭气体的内能变化了多少？图8解：由受力分析和做功分析知，在气体缓缓膨胀过程中，活塞与砝码的压力对气体做负功，大气压力对气体做负功，根据热力学第一定律得UWQmglp0SlQ