1、课时作业16热力学第一定律能量守恒定律时间：45分钟一、单项选择题1.如图是密闭的汽缸，外力推动活塞P压缩气体，对缸内气体做功800 J，同时气体向外界放热200 J，缸内气体的(A)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解析：由题意知W800 J，Q200 J，由热力学第一定律，得UWQ600 J，可见内能增加600 J因气体的内能仅是温度的函数，内能增加，则温度升高，故A项正确2对于一定质量的物体(或系统)，有(C)A吸热物体的温度一定会升高B只要气体的体积、温度变化，则气体的内能一定改变C外界对系统做功，系
2、统内能可能不变D物体温度不变，则其内能一定也不变解析：物体的内能是否改变在于系统吸热和做功的总和，所以A、D两项错误；物体的体积和温度改变，不能确定其内能是否改变，故B项错误，C项正确3在光滑水平面上停放一木块，一子弹水平射穿木块对此过程，下列说法中正确的是(A)A摩擦力(子弹与木块间)对木块做的功等于木块动能的增加量B摩擦力对木块做的功完全转化为木块的内能C子弹减少的机械能等于子弹与木块增加的内能D子弹减少的机械能等于木块增加的动能与内能之和解析：对木块由动能定理可判断出A项正确，子弹克服摩擦力做功而减少的机械能，转化为木块、子弹的内能和木块的动能，故B、C、D三项错误，故选A项4.如图，一
3、定质量的理想气体，由状态a经过ab过程到达状态b或者经过ac过程到达状态c.设气体在状态b和状态c的温度分别为Tb和Tc，在过程ab和ac中吸收的热量分别为Qab和Qac.则(C)ATbTc，QabQac BTbTc，QabQac DTbTc，QabQac解析：本题考查理想气体的图象问题，意在考查考生的推理能力，难度中等偏易根据理想气体状态方程有：，所以有TaQac，所以C项正确，A、B、D项错误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(A)A气体对外
4、做功，气体温度可能不变B气体对外做功，内能一定减少C气体压强可能增大，内能可能不变D气体从外界吸热，内能一定增加解析：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二、多项选择题6如图所示，绝热汽缸中间用固定栓将可无摩擦移动的导热隔板(质量不计)固定，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(CD)A初始时氢气分子的平均动能大于氧分子的平均动能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
5、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：初始时，两室气体的温度相同，故分子平均动能相等，A错；因为汽缸是绝热的，所以汽缸内气体的总的内能守恒，由于隔板导热，重新平衡后两种气体温度仍相同，即气体内能仍相等，所以每种气体内能均不变，B错；氢气通过隔热板对氧气做功，而内能不变，由热力学第一定律可知氢气一定吸收了来自氧气的热量，C正确；达到平衡的过程中，氢气对氧气做功，氧气内能增加；热量从氧气传递到氢气，氧气内能又减小，D正确7如图所示，一绝热容器被隔板K隔开成a、b两部分已知a内有一定量的稀薄气体，b内为真空抽开隔板K后，a内气体进入b，最
6、终达到平衡状态在此过程中(BD)A气体对外界做功，内能减少B气体不做功，内能不变C气体压强变小，温度降低D气体压强变小，温度不变解析：因b内为真空，抽开隔板K后，a内气体对外界不做功，由UWQ知内能不变，故选项A错误、选项B正确稀薄气体可看作理想气体，其内能只与温度有关，气体的内能不变，温度也不变，由p1V1p2V2和V1p2，即气体压强变小，故选项C错误、选项D正确8关于热学现象和热学规律，下列说法中正确的是(CD)A布朗运动就是液体分子的热运动B用活塞压缩汽缸里的空气，对空气做功2.0105 J，同时空气的内能增加1.5105 J，则空气从外界吸热0.5105 JC第一类永动机不可能制成是
7、因为它违背了能量守恒定律D一定质量的气体，如果保持温度不变，体积越小，则压强越大解析：布朗运动是小颗粒的运动，只是间接反映了液体分子的无规则运动，故选项A是错误的由热力学第一定律UWQ可知，空气向外界散热0.5105 J的热量，故选项B是错误的第一类永动机违背了能量守恒定律，故选项C是正确的一定质量的气体，在保持温度不变的条件下，体积越小，气体分子与容器壁碰撞的次数越多，故压强越大，因此选项D是正确的三、非选择题9(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B.(2)在将空气压缩装入气瓶的过程中，温度保持不变，
8、外界做了24 kJ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5 kJ的热量在上述两个过程中，空气的内能共减小5 kJ，空气放出(选填“吸收”或“放出”)的总热量为29 kJ.解析：(1)根据玻意耳定律pVC，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5 kJ的热量，则U5 kJ.故两过程减小的空气内能为5 kJ，在这两个过程中，由热力学第一定律得UWQ，QUW(524) kJ29 kJ，“”说明放出热量10喷雾器内有10 L水，上部封闭有1 atm的空气2 L关闭喷雾阀门，用打气筒向喷雾器
9、内再充入1 atm的空气3 L(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p1V1p2V2代入数据得p22.5 atm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答案：(1)2.5 atm见解析(2)吸热见解析11爆米花酥脆可口、老少皆宜，是许
10、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t127 ，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15 kJ，并向外释放了20 kJ的热量，容器内原有气体的内能如何变化？变化了多少？解析：(1)根据查理定律：p1p0，T1300 K，p24p0.解得：T21 200 K，则t2927 .(2)由热力学第一定律UQW得U20 kJ15 kJ35 kJ，故内能减少35 kJ.答案：(1)927 (2)减少35 kJ