第3章 2.热力学第一定律-【勤径学升】2024-2025学年高中物理选择性必修第三册同步练测（人教版2019）

[针对训练] 1.BC“绝热容器”说明与外界没有热交换，压缩气体，外 界对气体做功，内能增加，故 A错误，B正确；对理想气 体而言，内能增加温度升高，由气体压强的定义知，其压 强必变大，故C正确，D错误。 要点： [问题导引] 提示(1)说明做功和热传递都能改变物体的内能。 (2)①三种方式都是热量从一个物体传递到另外一个物 体。②热传递是内能在物体间(或一个物体的不同部 分)转移，做功是其他形式的能和内能之间的转化。 [典例剖析] [例2] AD 做功和传热改变物体内能的本质不同， 因为做功的过程是不同形式的能相互转化的过程，而传 热是同种形式的能量(内能)在不同的物体之间或物体 不同的部分之间传递或转移，A正确；物体内能的变化 取决于做功和传热两种途径，单就一个方面的改变不足 以断定其内能的变化情况，B、C错误，D正确。 [针对训练] 2.D 内能是物体内所有分子动能和势能的总和，宏观 上看，其大小取决于物体的温度、体积、物质的量，温 度高只能说明其分子的平均动能大，因为物质的量 不一定相同，所以并不能说明它的分子总动能大，更 不能说明它的内能大，A错误；热量是一个过程量， 说哪个物体具有热量是毫无意义的，且温度高内能 也不一定大，B错误；热传递的目的是传递内能，但是 物体之间发生热传递的条件并不是内能不相等，而 是温度不同，热传递的最终结果也不是内能相等，而 是温度相同，C错误；热量是热传递过程中内能转移 的量度，是一个过程量，D正确。 【随堂巩固促应用】 1.D 绝热情况下，外界对系统做功，系统的内能增加，且 内能的增加量等于外界对它做的功，故D正确。 2.BD 在外界不做功的情况下，内能的改变量等于传递 的热量，内能增加50 J,一定是吸收了50 J的热量，故 A 错误，B正确；物体内能包括所有分子的动能和势能，内 能由分子数、分子平均动能、分子势能共同决定，所以内 能增加了50J并不一定是分子动能增加了50 J,物体分 子的平均动能有可能不变，这时吸收的50J热量全部用 来增加分子势能，故C错误，D正确。 3.D 热量是物体间进行传热时内能的转移，不能说物体 含有多少热量，故 A错误；物体的内能越大，温度不一 定越高，故 B错误；由于做功和传热都可引起物体内能 的变化，只根据做功无法准确判断物体内能的变化，故 C错误；物体间发生传热的条件是存在温度差，故 D 正确。 2.热力学第一定律 【自主学习探新知】 一、热传递 等价的 二、1.热量 所做的功 2.Q+W 自我诊断 1.(1)×(2)×(3)√ (4)× 2.AB 当气体绝热时，有Q=0,而膨胀时，有W<0,由热 力学第一定律△U=Q+W,可得△U<0,即气体的内能 减小，故 A正确；气体在真空中膨胀时因没有对外做功 的对象，有W=0,而绝热过程Q=0,由△U=Q+W,可 知△U=0,则气体的内能不变，故 B正确；气体吸收热 量时 Q>0,但不清楚做功情况，则无法判断内能的变化 情况，故C错误；外界对气体做功，W>0,而不知道热传 递的情况，则不清楚内能的变化情况，故D错误。 【互动探究解疑难】 要点——[问题导引] 提示(1)由题图可知，气体的变化为等压膨胀，一定是 气体对外做功。 (2)由日常经验可知，理想气体在等压膨胀过程中需要 从外界吸收热量，由盖-吕萨克定律可知，理想气体在等 压膨胀过程中温度升高，内能一定增加。 [典例剖析] [例] [解析] (1)气体从外界吸热，故 Q=4.2× 10?J, 气体对外做功，故W=-6×10?J, 由热力学第一定律有 △U=W+Q=(-6×10?J)+ (4.2×10?J)=-1.8×10?J。 △U为负，说明气体的内能减少了。所以，气体内能减 少了1.8×10?J。 (2)因为气体对外做功，所以气体的体积膨胀，分子间的 距离增大了，分子力做负功，气体分子势能增加。 (3)因为气体内能减少，同时气体分子势能增加，说明气 体分子的平均动能一定减少。 [答案](1)减少 1.8×10?J(2)增加 (3)减少 [针对训练] C 根据热力学第一定律 △U=W+Q,物体内能的变化 与外界对物体做功(或物体对外界做功)、物体从外界吸 热(或向外界放热)这两种情况有关，物体吸收热量，但 有可能同时对外界做功，所以内能有可能不变甚至减 小，故 A错误；同理，物体对外界做功的同时有可能吸 热，所以内能不一定减小，故B错误；若物体吸收的热量 与对外做功相等，则内能不变，故C正确；因放热和对外 做功都会使物体内能减小，所以内能减小，故D错误。 【随堂巩固促应用】 1.ABD 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，则物体的内能必增加，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。 2.B 外界对气体做功 8.0×10?J,记为W=8.0×10?J, 气体内能减少 1.2×10?J,记为△U=-1.2×10?J,根 据热力学第一定律得，Q=△U-W=-1.2×10?J一 8.0×10?J=—2.0×10°J,即它向外传递的热量为2.0× 10?J,B正确。 3.BC 由V-T 图像知，从 A到B的过程中，气体被等温 压缩，外界对气体做正功，气体的内能不变，由热力学第 一定律知，气体放出热量，故 A错误，B正确；从 B到C 的过程中气体做等压变化，温度降低，气体内能减少，故 C正确，D错误。 3.能量守恒定律 4.热力学第二定律 【自主学习探新知】 一、1.转化 转移 保持不变 2.(1)相互转化(2)能量守恒定律 三、1.不可逆的 2.低温 高温 方向性 四、1.完全变成功 自我诊断 1.(1)√ (2)√ (3)× (4)√ (5)× (6)√ 9 ◆高中物理·选择性必修第三册（人载版） 针对训练 C.在热传递过程中，内能大的物体其内能 2.关于物体的内能和热量，下列说法中正确 将减少，内能小的物体其内能将增加，直 的是 () 到两物体的内能相等 A.热水的内能比冷水的内能多 D.热量是热传递过程中内能转移多少的 B.温度高的物体其热量必定多，内能必 量度 定大 随堂巩固促应用 险证反馈迁移运用 1.(功与内能变化的关系)对于一个热力学系 A.一定是物体放出了50J的热量 统，下列关于做功改变系统内能方式的说法 B.一定是物体吸收了50J的热量 正确的是 () C.一定是物体分子动能增加了50J A.如果系统对外界做功，则系统内能一定 D.物体分子的平均动能可能不变 增加 3.(热量、功和内能)关于温度、热量、功和内 B.如果外界对系统做功，则系统内能一定 能，以下说法正确的是 增加 A.同一物体温度高时，含有的热量多 C.如果系统的温度不变，则系统内能一定 B.物体的内能越大，含有的热量就越多，温 不变 度也越高 D.绝热情况下，系统内能的增量等于外界 C.外界对系统做功W,系统内能必定增加 对它做的功 D.发生传热的条件是两物体之间存在温 2.(热传递和内能变化的关系)（多选）在外界 度差 不做功的情况下，物体的内能增加了50J, 提示请完成《索能提升训练》训练八 下列说法中正确的是 ( 2.热力学第一定律 学习目标 1.了解热力学第一定律。 2.能运用热力学第一定律解释自然界中能量的转化，转移问题 自主学习探新知 谋前预习双基落实 一、改变内能的两种方式 二、热力学第一定律 做功与 ,两者在改变系统内能方 1.内容：一个热力学系统的内能变化量等于外 面是 界向它传递的 与外界对它 的和。 50 第三章热力学定律 2.数学表达式：△U (3)系统从外界吸收热量5J,内能可能增加 赵自我诊断 5J. () (4)系统内能减少，一定是系统对外界做 1.判断下列说法的正误（正确的画“√”，错误 了功。 ( ) 的画“X”)。 2.(多选)对于一定质量的理想气体，下列说法 (1)外界对系统做功，系统的内能一定增加。 正确的是 ( A.在大气中绝热膨胀时，气体内能减少 ) B.在真空中绝热膨胀时，气体内能不变 (2)系统内能增加，一定是系统从外界吸收 C.气体吸收热量，气体的内能一定增加 了热量。 ( D.外界对气体做功，气体内能一定增加 互动探究解疑难 要点归纳重难突玻 要点 对热力学第一定律的理解与应用 2问题导引 口探究升华 如图所示，一定质量的理想气体由a状 1.对公式△U=Q十W中△U、Q、W符号的 态变化到b状态，请在图像基础上思考以下 规定 问题： 符号 Q W △U 物体吸收热量 外界对物体做功 内能增加 物体故出热量 物休对外界做功 内能藏少 (1)在变化过程中是气体对外做功，还是外 2.几种特殊情况 (1)若过程是绝热的，即Q=0,则△U=W, 界对气体做功？ 物体内能的增加量等于外界对物体做的功。 (2)在变化过程中气体吸热，还是向外放热？ (2)若过程中不做功，即W=0,则△J=Q,物 气体内能增加了，还是减少了？ 体内能的增加量等于物体从外界吸收的热量。 (3)若过程的始末状态物体的内能不变，即 △U=0,则W=一Q(或Q=一W),外界对物 体做的功等于物体放出的热量（或物体吸收 的热量等于物体对外界做的功)。 3.判断是否做功的方法 一般情况下外界对物体做功与否，需看物体 的体积是否变化。 (1)若物体体积增大，表明物体对外界做功， W<0。 (2)若物体体积减小，表明外界对物体做功， W>0。 51 ◆高中物理·选择性必修第三册（人载版） 典例剖析 川总结提升川 [例]一定质量的气体从外界吸收了4.2× : 应用热力学第一定律解题的一般步骤 (1)根据符号法则写出各已知量(W、Q、△U)的 10J的热量，同时气体对外做了6×10J 正负： 的功，问： (2)根据方程△U=W十Q求出未知量： (1)物体的内能是增加还是减少？变化量是 (3)再根据未知量结果的正负来确定吸热，放热 情况或做功情况。 多少？ (2)分子势能是增加还是减少？ 口针对训练 (3)分子的平均动能是增加还是减少？ 关于物体内能的变化，以下说法中正确的是 () A.物体吸收热量，内能一定增大 B.物体对外做功，内能一定减小 C.物体吸收热量，同时对外做功，内能可能 不变 D.物体放出热量，同时对外做功，内能可能 不变 随堂巩固促应用 坠证反馈迁移运用 1,(对热力学第一定律的理解)（多选）下列过 C.W=8.0×10J,△U=-1.2×10J,Q= 程可能发生的是 2×10J A.物体吸收热量，对外做功，同时内能一直 D.W=8.0×10J,△U=-1.2×103J,Q= 增加 -4.0×10'J B.物体吸收热量，对外做功，同时内能减少 3.(气体实验定律和热力学第一定律的综合应 C.外界对物体做功，同时物体吸热，内能 用)（多选）一定质量的理想气体从状态A 减少 经过状态B变化到状态C,其V-T图像如 D.外界对物体做功，同时物体放热，内能 图所示。下列说法正确的有 () 增加 2.(用△U=W+Q进行计算)一定质量的气体 在某一过程中，外界对气体做功8.0× 10J.气体内能减少1,2×10°J,传递热量 为Q,则下列各式正确的是 () A.A→B的过程中，气体对外界做功 A.W=8.0×10J,△U=-1.2×10J,Q= B.A→B的过程中，气体放出热量 4.0×10J C.B→C的过程中，气体压强不变 B.W=8.0×10J,△U=-1.2×10J,Q D.A→BC的过程中，气体内能一直增加 -2×10J 提示，请完成《素能提升训练》训练九 52