课时梯级训练(15) 热力学第一定律 能量守恒定律（Word练习）-【优化指导】2023-2024学年新教材高中物理选择性必修第三册（人教版2019）

课时梯级训练(15)　热力学第一定律　能量守恒定律 1．泉城济南，以泉闻名。小张同学在济南七十二名泉之一的珍珠泉游览时，发现清澈幽深的泉池底部，不断有气泡生成，上升至水面破裂。气泡在泉水中上升的过程中，以下判断正确的是(　　) A.气泡对泉水做正功，气泡吸收热量 B.气泡对泉水做正功，气泡放出热量 C.泉水对气泡做正功，气泡吸收热量 D.泉水对气泡做正功，气泡放出热量 A　解析：气泡上升的过程中，外部的压强逐渐减小，气泡膨胀对外做功，由于外部恒温，在上升过程中气泡内空气的温度始终等于外界温度，则内能不变，根据热力学第一定律ΔU＝W＋Q知，气泡内能不变，同时对外做功，所以必须从外界吸收热量，且吸收的热量等于对外界所做的功，A正确。 2．一定质量的气体在某一过程中，外界对气体做了8×104 J的功，气体的内能减少了1.2×105 J，则下列各式正确的是(　　) A.W＝8×104 J，ΔU＝1.2×105 J，Q＝4×104 J B.W＝8×104 J，ΔU＝－1.2×105 J，Q＝－2×105 J C.W＝－8×104 J，ΔU＝1.2×105 J，Q＝2×104 J D.W＝－8×104 J，ΔU＝－1.2×105 J，Q＝－4×104 J B　解析：因为外界对气体做功，W取正值，即W＝8×104 J；气体内能减少，ΔU取负值，即ΔU＝－1.2×105 J；根据热力学第一定律ΔU＝Q＋W，可知Q＝ΔU－W＝－1.2×105 J－8×104 J＝－2×105 J，B正确。 3．(多选)下列关于永动机的说法正确的是(　　) A.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 B.永动机不能制成的原因是违背了热力学第一定律 C.永动机不能制成的原因是技术问题 D.永动机不能制成的原因是违背了能量守恒定律 AD　解析：永动机是不消耗任何能量却能源源不断对外做功的机器，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，A、D正确，B、C错误。 4．(多选)下列过程可能发生的是(　　) 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.外界对物体做功，同时物体放热，内能增加 ABD　解析：当物体吸收的热量多于物体对外做的功时，物体的内能就增加，A正确；当物体吸收的热量少于物体对外做的功时，物体的内能就减少，B正确；外界对物体做功，同时物体吸热，则物体的内能一定增加，C错误；当物体放出的热量少于外界对物体做的功时，物体的内能增加，D正确。 5．(多选)一定质量的理想气体，经历如图所示的循环，该过程每个状态视为平衡态，各状态参数如图所示，已知a状态的体积为2.0×10-3 m3，则下列说法正确的是(　　) A.各状态气体体积Va＝Vb＞Vc＝Vd B.b→c过程中，气体吸热 C.c→d过程中，气体内能增加 D.d→a过程中，外界对气体做功200 J BD　解析：根据＝C可知，过原点的直线为等容线，且斜率越大的等容线对应的气体体积越小，由题图可知Va＝Vb＜Vc＝Vd，A错误；b→c过程中，气体的体积变大，对外做功，温度升高，内能增加，根据热力学第一定律可知气体吸热，B正确；c→d过程中，气体温度降低，则气体内能减小，C错误；d→a过程中，气体体积减小，又因为Vd＝Vc，根据理想气体状态方程可知＝，代入数据解得Vc＝Vd＝4.0×10-3 m3，外界对气体做功W＝pΔV＝1.0×105×(4.0×10-3－2.0×10-3) J＝200 J，D正确。 6．(多选)如图所示，用隔板将一个绝热汽缸分成两部分，隔板左侧充有理想气体，隔板右侧与绝热活塞之间是真空。现将隔板抽开，气体会自发扩散至整个汽缸。待气体达到稳定后，缓慢推压活塞，将气体压回到原来的体积。假设整个系统不漏气。下列说法正确的是(　　) A.气体自发扩散前后内能相同 B.气体在被压缩的过程中内能增大 C.在自发扩散过程中，气体对外界做功 D.气体在被压缩的过程中，外界对气体做功 ABD　解析：因为汽缸、活塞都是绝热的，隔板右侧是真空，所以理想气体在自发扩散的过程中，既不吸热也不放热，也不对外界做功。根据热力学第一定律可知，气体自发扩散前后，内能不变，A正确，C错误；气体被压缩的过程中，外界对气体做功，气体内能增大，B、D正确。 7．(2023·渭南高二统考期末)如图甲所示，在竖直放置的圆柱形容器内用横截面积S＝100 cm2的质量不计且光滑的活塞密封一定质量的气体，活塞上静置一个质量为m的重物。图乙是密闭气体从状态A变化到状态B的V-T图像，密闭气体在状态A的压强pA＝1.03×105 Pa，从状态A变化到状态B的过程中吸收热量Q＝500 J。已知外界大气压强p0＝1.01×10