3.2 热力学第一定律-新教材高中物理选择性必修第三册【新课程同步训练】练习手册（人教版）

参考答案与解析 第三章 热力学定律 1.�功、 热和内能的改变 基础练习 1. D 【解析】 温度是分子的平均动能的标志， 一定质量 的水凝结成同温度的冰温度不变， 则分子的平均动能不变； 体积变大， 放出热量， 内能变小， 则分子势能减小。 2. B 【解析】 气体的体积是气体分子所能充满的整个空 间， 气体的内能是分子热运动的动能和分子间的势能之和； 理想气体没有分子势能， 实际气体要考虑分子势能。 3. BD 【解析】 不同形式的能量之间的转化， 一定需要做功。 4． C 【解析】 当用力压活塞时， 活塞压缩玻璃筒内的空 气， 对空气做功， 空气的内能增加， 温度升高， 当达到乙醚 着火点时， 筒内棉花就会燃烧起来。 此实验说明了外界对物 体做功， 物体的内能增加。 5． A 【解析】 物体吸收了热量， 内能增大， 但温度不一 定升高， 例如： 晶体熔化时， 吸收热量， 温度不变； 一个物 体温度升高， 它的内能一定增加。 由吸热公式 Q=cmΔt 可知， 吸收热量的多少由比热容、 质量、 变化的温度共同决定的； 做功和热传递都可以改变物体的内能。 6． A 【解析】 功与热量都是能量转化的量度， 热量和功 都可以作为物体内能变化的量度； 功和热量由过程决定， 内 能由物体的状态决定； 热量、 功和内能是三个不同的物理量， 它们的物理意义不同。 7． C 【解析】 做功与热传递在改变物体的内能的效果上 是等效的， 但从能的转化观点来看它们的区别在于： 做功是 其他形式的能转化为内能， 能量的形式变化必须做功； 热传 递则是内能在物体间发生转移， 能量的形式没有变化。 提升练习 8. BC 【解析】 物体内能的改变， 可以通过做功或热传递 来实现； 由能量守恒定律可知， 物体内能的增加， 一定伴随 其他形式能量的减少； 焦耳的这套实验装置证明了热量和功 之间存在确定的数量关系， 就是热功当量； 热量与功是两个 不同的物理量。 9. C 【解析】 力 F 向下压活塞时， 外力对气体做功， 因 和外界没有热交换， 故气体的内能增加； 理想气体不计分子 势能， 故气体的分子平均动能增加， 气体温度升高； 由理想 气体的状态方程可知， 因温度升高、 气体体积减小， 故气体 的压强增大。 10. B 【解析】 玉米爆开前通过从锅吸热增加内能， 不是 做功改变内能， A 错误， B 正确； 玉米膨胀对外做功， 玉米 粒内能会减少， CD 错误。 11. C 【解析】 气体膨胀， 说明气体对外做功， 胶塞冲出 容器口时间极短， 可以认为是绝热过程， 因此内能减少， 理 想气体内能减少， 温度一定降低。 2.�热力学第一定律 基础练习 1. D 【解析】 在打气过程中， 压缩气体做功， 使气体内 能增大， 温度升高， 所以气筒壁的温度明显高于打气前的温 度。 在这个过程中机械能转化为内能。 2. A 【解析】 当向下压气筒的时候， 外界对气筒内气体 做功， 内能增大， 气体温度大于气筒壁温度， 气体就会向气 筒壁传热； 利用太阳能加热水， 属于热传递改变物体的内能； 爆竹爆炸时内能转化为机械能； 水蒸气将壶盖顶起属于内能 转化为机械能。 3． B 【解析】 绝热过程说明功等于内能的变化， 系统对 外做功， 内能减少。 4． D 【解析】 气体膨胀， 活塞把重物逐渐举高说明气体 对外做功， 绝热汽缸说明功等于内能的变化， 内能减少， 理 想气体不计分子势能， 所以温度降低。 5. A 【解析】 自行车内胎充气过足， 又放在阳光下暴晒， 气体吸热温度升高， 压强增大， 车胎突然爆裂的瞬间， 气体 内能减少。 6. A 【解析 】 向上拉活塞 ， 气体体积变大 ， 压强变小 ， 气体温度降低， 分子平均动能减小； 拉力 F 对活塞做功大于 气体对活塞做功， 根据热力学第一定律判断气体内能的变化。 7. B 【解析】 外界对气体做了 9×10 4 J 的功， 则 W=9×10 4 J ， 气体的内能减少了 1.2×10 5 J ， 则 ΔU=-1.2×10 5 J ； 由热力学第 一定律可得 Q=ΔU-W=-2.1×10 5 J ， 气体向外放出的热量为 2.1×10 5 J 。 提升练习 8. BD 【解析】 内能与物体的状态有关， 比如同质量、 同 温度的水和冰的内能就不同， 故 A 错误； 热量是热传递过程 中物体内能变化的量度； 物体温度升高， 分子平均运动加剧， 不是每个分子的动能都增加； 物体的内能增大不一定是温度 升高， 也许是对物体做功。 9. C 【解析】 右侧为真空， 气体自由膨胀做功 “没有对 象”， 当然不做功。 根据热力学第一定律 ΔU=W+Q 判断气体 内能的变化。 理想气体， 内能由温度决定， 内能不变， 温度