10.3 热力学第一定律 能量守恒定律-2020-2021学年高二物理针对训练（人教版选修3-3）

《10.3 热力学第一定律 能量守恒定律》针对训练 1．奥运祥云火炬的燃烧系统由燃气罐（内有液态丙烷）、稳压装置和燃烧器三部分组成。当稳压阀打开以后，燃气以气态从气罐里出来，经过稳压阀后进入燃烧室进行燃烧。则以下说法中正确的是 A．燃气由液态变为气态的过程中要对外做功 B．燃气由液态变为气态的过程中分子的分子势能减少 C．燃气在燃烧室燃烧的过程是熵增加的过程 D．燃气燃烧后释放在周围环境中的能量很容易被回收再利用 【答案】AC 【解析】燃气由液态变为气态的过程中体积膨胀，对外做功，故A选项正确，燃气在膨胀过程中克服分子间引力做功分子势能增大，故B选项错误，由熵增原理可知C选项正确，D选项错误。 2．如图，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，最终达到平衡状态。在此过程中 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 【答案】BD 【解析】a内气体向真空中扩散，体积膨胀，但不做功，A错误。由于是绝热器不从外界吸收热量，据热力学第一定律Δu＝W＋Q可知气体内能不变，B正确。a内气体为理想气体，理想气体内能只与温度有关，内能不变，气体的温度不变，由玻义耳定律知气体的压强减小，C错误D正确。 3．如图所示，一气缸竖直放置，用一质量为m的活塞在缸内封闭了一定量的理想气体，在气缸的底部安装有一根电热丝，用导线和外界电源相连，已知气缸壁和活塞都是绝热的，气缸壁与活塞间光滑接触且不漏气。现接通电源，电热丝对缸内气体缓慢加热。关于气缸内气体，下列说法中正确的是 A．单位时间内气缸单位面积上气体分子撞击次数减少 B．所有分子的速率都增加 C．分子平均动能增大 D．对外做功，内能减少 【答案】AC 【解析】电热丝对缸内气体缓慢加热过程中，气缸内气体压强不变，而气体分子的平均动能增大，根据压强的微观含义得知，单位时间内气缸单位面积上气体分子撞击次数减少．故A正确。气缸内气体温度升高，分子平均动能增大，由于分子运动是无规则的，不是所有分子的速率都增加，故B错误，C正确。在缸内封闭的是一定量的理想气体，温度升高，其内能增大，根据盖?吕萨克定律得知，气体的体积增大，气体对外做功，但是气体的温度不变，内能不变．故D错误。故选AC。 4．一定质量的理想气体由状态Ⅰ（p1，V1，T1）被压缩至状态Ⅱ（p2，V2，T2），已知T2>T1，则该过程中 A．气体的内能一定是增加的 B．气体可能向外界放热 C．气体一定从外界吸收热量 D．气体对外界做正功 【答案】AB 【解析】理想气体没有分子势能，因此温度升高时，气体的内能增加，故A对；由于不能确定做功情况，因此气体有可能吸热，也有可能放热，应选A、B。 5．如图所示，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 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 【答案】BCD 【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，故答案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，外界对气体做功，而气体的内能还要减小(降温)就一定要伴随放热的过程．故答案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，答案C正确；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，气体内能的增大是因为气体吸热的结果，故答案D对。 6．如图所示的导热气缸内，用活塞封闭一定质量的理想气体，如果迅速向下压活塞时气体的温度会骤然升高（设为甲过程）。如果缓慢地向下压活塞时，里面的气体温度不变（设为乙过程）。已知甲、乙两个过程中气体初态和末态的体积相同，不考虑活塞与气缸的摩擦，则下列说法正确的是 A．甲过程中气体的内能增加，乙过程中气体的内能不变 B．两过程中外界对气体做的功一样多 C．乙过程中气体的压强不变，甲过程中气体的压强不断增大 D．乙过程的末态气体压强比甲过程的末态气体压强小 【答案】D 【解析】温度是理想气体分子平均动能的标志，由题意知甲过程中气体温度升高，乙过程中气体温度不变，所以A项正确。外界对气体做功W＝P·ΔV，体积变化相同，但甲过程平均压强大于乙过程平均压强，B项错；乙过程为等温压缩过程，压强变大，C项错。可以将两过程末态看做一个等容过程，甲过程末态温度较高，压强较大，D项正确。 7．某汽车后备箱内安装有撑起箱