第3章 第2节～第3节 热力学第一定律～能量守恒定律（word练习）-【状元桥·优质课堂】2023-2024学年新教材高中物理选择性必修第三册（人教版2019）

（建议用时：40分钟） [基础题组练] 题组一　热力学第一定律 1.下列说法正确的是（　　） A.外界对物体做功，同时物体放热，物体的内能一定减小 B.外界对物体做功，同时物体吸热，物体的内能一定减小 C.物体对外做功，同时物体放热，物体的内能一定减小 D.物体对外做功，同时物体吸热，物体的内能一定减小 答案　C　 解析　外界对物体做功，同时物体放热，根据热力学第一定律可知，当外界对物体做的功大于物体放出的热量时，物体的内能将增大，选项A错误；外界对物体做功，同时物体吸热，根据热力学第一定律可知，物体的内能一定增大，选项B错误；物体对外做功，同时物体放热，根据热力学第一定律可知，物体的内能一定减小，选项C正确；物体对外做功，同时物体吸热，根据热力学第一定律可知，当物体吸收的热量大于对外做的功时，物体的内能将增大，选项D错误. 2.（多选）一定质量的理想气体的压强p与热力学温度T的变化关系图像如图所示，下列说法正确的是（　　） A.A→B的过程中，气体从外界吸收的热量等于其内能的增加量 B.A→B的过程中，气体对外界做功，气体内能增加 C.B→C的过程中，气体体积增大，气体对外界做功 D.B→C的过程中，气体分子与容器壁每秒碰撞的次数增加 答案　AD　 解析　由题图可知，A→B过程气体体积不变而温度升高，可知气体没有对外界做功，根据热力学第一定律ΔU＝W＋Q，可知气体从外界吸收的热量等于其内能的增加量，选项A正确，B错误；B→C过程气体温度不变而压强升高，可知气体体积减小，外界对气体做功，根据压强的微观意义可知，气体分子与容器壁每秒碰撞的次数增加，选项C错误，D正确. 3.如图所示，内壁光滑的绝热汽缸固定在水平面上，其右端由于有挡板，厚度不计的绝热活塞不能离开汽缸，汽缸内封闭着一定质量的理想气体，活塞距汽缸右端的距离为0.2 m.现对封闭气体加热，活塞缓慢移动，一段时间后停止加热，此时封闭气体的压强变为2×105 Pa.已知活塞的横截面积为0.04 m2，外部大气压强为1×105 Pa，加热过程中封闭气体吸收的热量为2 000 J，则封闭气体的内能变化量为（　　） A.400 J B.1 200 J C.2 000 J D.2 800 J 答案　B　 解析　由题意可知，气体先等压变化，到活塞运动到挡板处再发生等容变化，等压变化过程气体对外做功，做功为W＝－pSx＝－1×105×0.04×0.2 J＝－800 J，由热力学第一定律可知，封闭气体的内能变化量为ΔU＝Q＋W＝（2 000－800） J＝1200 J，选项B正确. 题组二　能量守恒定律 4.（多选）下列关于第一类永动机的说法正确的是（　　） A.第一类永动机是不消耗任何能量却可源源不断地对外做功的机器 B.第一类永动机不能制成的原因是违背了热力学第一定律 C.第一类永动机不能制成的原因是技术问题 D.第一类永动机不能制成的原因是违背了能量守恒定律 答案　AD　 解析　第一类永动机是不消耗任何能量却能源源不断地对外做功的机器，这是人们的美好愿望，但它违背了能量守恒定律，这也是它不能制成的原因，选项A、D正确. 5.在一个密闭绝热的房间里，有一电冰箱正在工作，如果打开电冰箱的门，过一段时间后房间的温度会（　　） A.降低 B.不变 C.升高 D.无法判断 答案　C　 解析　冰箱只是把冰箱内的热量移到外面，但在密闭绝热的房间中，冰箱门打开，冰箱在不工作时，整个房间内的热量是不变的，而在工作时有电在做功，产生焦耳热，电能转化为内能，根据能量守恒定律可知室内温度升高了，选项C正确. 题组三　气体实验定律和热力学第一定律综合 6.（多选）夏天，从湖底形成一个气泡，气泡在缓慢上升到湖面的过程中没有破裂，如图所示.若越接近水面，湖内水的温度越高，大气压强没有变化，将气泡内气体看作理想气体.则气泡上升过程中，以下说法正确的是（　　） A.气泡内气体对外界做功 B.气泡内气体分子平均动能增大 C.气泡内气体温度升高导致放热 D.气泡内气体的压强可能不变 答案　AB　 解析　气泡内气体压强p＝p0＋ρgh，气泡上升过程中，其压强减小，温度升高，根据理想气体状态方程＝C，体积一定增大，气泡内气体对外界做功，选项A正确，D错误.温度是分子平均动能的标志，温度升高，气泡内气体分子平均动能增大，气泡内气体内能增大，即ΔU＞0，体积增大，即W＜0，根据热力学第一定律ΔU＝W＋Q可得Q＞0，即气泡内的气体吸热，选项B正确，C错误. 7.如图所示，汽缸内用活塞封闭一定质量的理想气体，汽缸和活塞是绝热的，汽缸固定不动，一条细线左端连接在活塞上，另一端跨过定滑轮后吊着一个装沙的小桶，开始时活塞静止，某时刻开始小桶中的沙缓慢漏出的过程中，不计活塞与汽缸的摩擦，则下列说法正确的是（　　） A.汽缸内的活塞向