第三章 2-3（热力学第一定律、能量守恒定律）-【导与练】2022-2023学年新教材高中物理选择性必修第三册同步全程学习课时作业word（人教版）

2　热力学第一定律 3　能量守恒定律 一、单项选择题:本题共6小题。每小题只有一个选项符合题目要求。 1.(2022·天津河东区月考)一封闭容器中装有一定质量的理想气体,当气体被压缩时(容器壁与外界没有热量交换)(　D　) A.气体对外界做功 B.气体内能不变 C.气体温度不变 D.气体压强增大 解析:当气体被压缩时,外界对气体做功,即W>0;因容器壁与外界没有热量交换,则Q=0,根据热力学第一定律ΔU=W+Q,可知ΔU>0,即气体内能增加,温度升高;根据=C可知,V减小,T变大,则压强p变大,故D正确。 2.关于能量转化,下列说法不正确的是(　A　) A.正在运转中的电风扇是机械能转化为电能 B.燃烧煤是化学能转化为内能 C.电热器是将电能转化为内能 D.水力发电站是使水流的机械能转化为电能 解析:电扇消耗电能使风扇转动,将电能转化为机械能,故A说法错误;燃烧发生化学变化,产生热量,故是化学能转化为内能,故B说法正确;电热器是通电后发热,消耗电能,产生热能,故C说法正确;水力发电站利用水流的机械能产生电能,故D说法正确。 3.(2022·浙江温州一模)如图所示,直立容器内部有被隔板隔开的A、B两部分气体,A的密度小,B的密度大,抽去隔板,加热气体,使两部分气体均匀混合,设在此过程中气体吸收热量为Q、气体内能增加量为ΔU,则(　B　) A.ΔU=Q B.ΔU<Q C.ΔU>Q D.无法比较 解析:因B的密度大,两部分气体混合后,整体重心升高,重力势能增加,吸收的热量一部分用来增加气体内能,一部分用来增加系统重力势能,由能量守恒定律可得ΔU<Q,故B正确。 4.(2022·山西朔州月考)如图所示,A、B两点表示一定质量的某种理想气体的两个状态,当气体从状态A变化到状态B时(　C　) A.气体内能一定增加 B.气体压强变大 C.气体对外界做功 D.气体对外界放热 解析:由题图可知,理想气体的变化为等温膨胀,气体压强减小,气体的内能不变,气体对外做功;由热力学第一定律可知,气体一定从外界吸收热量,故C正确。 5.在一个大气压下,1 kg 100 ℃的水变为1 kg 100 ℃的水蒸气的过程中,下列说法中正确的是(　D　) A.内能不变,对外界做功,一定吸热 B.内能增加,吸收的热量等于内能的增加量 C.内能不变,吸收的热量等于对外界做的功 D.内能增加,从外界吸热,吸收的热量等于对外界做的功和增加的内能之和 解析:水变成同温度的水蒸气时,分子平均动能不变,但分子间距从r0增大到约10r0,体积要扩大约1 000倍,故需克服大气压力对外做功,同时克服分子力做功,分子势能增加,内能增加,由热力学第一定律 ΔU=Q+W,可知Q=ΔU+(-W),故D项正确。 6.(2022·安徽黄山一模)如图所示的柱形容器内封有一定质量的空气。质量为m的光滑活塞与容器都用良好的隔热材料制成,另有质量为M的物体从活塞上方的A点自由下落到活塞上,并随活塞一起到达最低点B后静止。这一过程中,容器内空气内能的改变量ΔU,外界对气体所做的功W与物体及活塞的重力势能变化量的关系是(　C　) A.Mgh+mg·Δh=ΔU+W B.ΔU=W,W=Mgh+mgΔh C.ΔU=W,W<Mgh+mgΔh D.ΔU≠W,W=Mgh+mgΔh 解析:绝热时Q=0,ΔU=W,但物体落在活塞上时,有一部分机械能在碰撞时转化为内能,这些内能没能被封闭气体吸收,因此W<Mgh+mgΔh,故C正确。 二、多项选择题:本题共4小题。每小题有多个选项符合题目要求。 7.下列过程可能发生的是(　AB　) 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.物体对外界做功,同时物体放热,内能增加 解析:根据ΔU=Q+W可知,若Q>0,W<0,但不知具体数量关系,故内能可能增加,可能减少,也可能不变,故A、B正确;但若W>0,Q>0,则ΔU>0,故C错误;若W<0,Q<0,则ΔU<0,故D错误。 8.(2022·上海宝山区二模)如图所示,由导热材料制成的汽缸和活塞将一定质量的理想气体封闭在汽缸内,活塞与汽缸壁之间无摩擦,活塞上方存有少量液体。将一细管插入液体,由于虹吸现象,活塞上方液体逐渐流出。在此过程中,大气压强与外界的温度保持不变。关于这一过程,下列说法正确的是(　AD　) A.汽缸内气体的内能保持不变 B.汽缸内气体的内能不断减小 C.气体对外界做功大于气体从外界吸收的热量 D.气体对外界做功等于气体从外界吸收的热量 解析:被封闭气体温度不变,故汽缸内气体的内能保持不变,A正确,B错误;温度不变,内能不变,体积增大,对外做功,根据ΔU=W+Q,可知气体对外界做功等于气体从外界吸收的热量,D正确,C错误