第3章 第2节 热力学第一定律 第3节 能量守恒定律 课后达标检测(Word练习)-【学霸笔记·同步精讲】2024-2025学年高中物理选择性必修第三册（人教版）

1．在热力学第一定律的表达式ΔU＝W＋Q中，关于ΔU、W、Q各个物理量的正、负，下列说法正确的是(　　) A．外界对物体做功时W为正，吸热时Q为负，内能增加时ΔU为正 B．物体对外界做功时W为负，吸热时Q为正，内能增加时ΔU为负 C．物体对外界做功时W为负，吸热时Q为正，内能增加时ΔU为正 D．外界对物体做功时W为负，吸热时Q为负，内能增加时ΔU为负 解析：选C。根据公式ΔU＝W＋Q中的符号法则知，C正确。 2．(2024·广东广州一模)如图，一定质量的理想气体，用活塞封闭在开口向上的导热汽缸内。若环境温度不变，活塞与汽缸壁间无摩擦，现对活塞施加向下压力使其缓慢下降，此过程中(　　) A．气体压强增大，内能增加 B．气体压强增大，吸收热量 C.外界对气体做功，气体内能不变 D．气体对外界做功，气体吸收热量 解析：选C。活塞缓慢下降过程，气体体积减小，外界对气体做功，由于环境温度不变，可知气体温度不变，内能不变，根据热力学第一定律ΔU＝W＋Q可知气体放出热量；根据玻意耳定律pV＝C，由于气体体积减小，可知气体压强增大。 3．(2024·北京平谷模拟预测)一定质量的理想气体，在温度保持不变的条件下，若气体体积减小，则(　　) A．气体的内能不变 B．气体可能从外界吸收热量 C．气体的压强可能不变 D．气体压强与体积的乘积变小 解析：选A。一定质量的理想气体，当温度保持不变时，气体内能不变，故A正确；由于气体体积减小，外界一定对气体做了正功，W>0，根据ΔU＝Q＋W可知Q<0，即气体放出热量，故B错误；在温度保持不变时，根据玻意耳定律pV＝C，当体积减小时，压强一定增大，故C、D错误。 4．下列说法错误的是(　　) A．能的转化和守恒定律只适用于物体内能的变化 B．只要有能的转化和转移，就一定遵从能量守恒定律 C．能的转化和守恒定律是人们认识自然和利用自然的有力武器 D．任何一种形式的能在转化为其他形式的能的过程中，消耗多少某种形式的能量，就能得到多少其他形式的能量，且能的总量保持不变 解析：选A。各种形式的能都可以相互转化，并不是只适用于物体内能的变化，且有能的转化和转移，就一定遵从能量守恒定律，A错误，符合题意，B、C、D正确，不符合题意。 5.(2024·广东佛山二模)如图是小魔术“浮沉子”的模型。在密封的矿泉水瓶中，一开口向下、导热良好的小瓶置于矿泉水瓶中，小瓶中封闭一段空气，可看作理想气体。现用手挤压矿泉水瓶，小瓶下沉到底部；松开矿泉水瓶后，小瓶缓慢上浮，上浮过程中小瓶内气体温度保持不变，则上浮过程中小瓶内气体(　　) A．体积不变，内能不变 B．体积不变，压强不变 C．对外界做正功，并放出热量 D．体积增大，对外界做正功 解析：选D。上浮过程中小瓶内气体温度不变，内能不变，压强逐渐减小，根据pV＝C可知气体体积变大，气体对外界做正功，根据热力学第一定律ΔU＝W＋Q，其中ΔU＝0，W<0，可知Q>0，可知小瓶内气体从外界吸热。 6．(2024·广西南宁二模)关于一定质量的理想气体的内能，下列说法正确的是(　　) A．气体在压缩的过程中，内能一定增大 B．气体在放热的过程中，内能一定减小 C．气体在等温压缩过程中，内能一定增大 D．气体在等压膨胀过程中，内能一定增大 解析：选D。如果气体做等压变化，气体被压缩的过程中，温度降低，气体内能减小，故A错误；气体在放热的过程中，若外界对气体做功，则气体内能可能增大，故B错误；气体在等温压缩过程中，内能一定不变，故C错误；由盖­吕萨克定律可知，理想气体在等压膨胀过程中气体温度升高，气体内能增大，故D正确。 7．(2024·广东梅州期末)健身球是一种新兴、有趣的体育健身器材。如图所示，健身者正在挤压健身球，健身球内的气体视为理想气体且在挤压过程中温度不变，下列说法正确的是(　　) A．健身球内的气体向外界释放热量 B．健身球内的气体对外界做正功 C．健身球内的气体内能变大 D．健身球内的气体单位时间内撞击单位面积球壁的分子数不变 解析：选A。健身者正在挤压健身球，即外界对气体做正功，故B错误；健身球内的气体视为理想气体，其内能只有分子动能，则内能由温度决定，而温度不变，则健身球内的气体内能不变，故C错误；因外界对气体做正功，W>0，气体内能不变，ΔU＝0，根据热力学第一定律ΔU＝Q＋W可得Q<0，即气体向外界释放热量，故A正确；气体的温度不变，分子平均动能不变，气体体积减小，气体分子数密度增大，则健身球内的气体单位时间内撞击单位面积球壁的分子数变多，故D错误。 8．(多选)为了减少污染，根据相关规定，加油站必须进行“油气回收”，操作如下：油枪从封闭油罐中吸取体积为V的汽油加到汽车油箱，同时抽取加油枪周围体积为1.2V的油气(可视为理想气体)，压入封闭油罐(压至体积为V)。假设油罐及加油枪导热良好且环境温度不变，则将油气压入油罐的过程中，油气(　　) A．压强增大 B．对外做正功 C．向环境放热 D．从环境吸热 解析：选AC。油气压入油罐的过程中，体积减小，外界对气体做功，由于油罐及加油枪导热良好且环境温度不变，则气体的内能不变，根据热力学第一定律可知油气向环境放热，C正确，B、D错误；油气压入油罐的过程中，体积减小，温度不变，根据理想气体状态方程可知压强增大，A正确。 9．一定质量的理想气体从外界吸收了4.2×105 J的热量，同时气体对外做了6×105 J的功，问： (1)物体的内能是增加还是减少？变化量是多少？ (2)分子的平均动能是增加还是减少？ 解析：(1)气体从外界吸收热量，则Q＝4.2×105 J 气体对外做功，则W＝－6×105 J 由热力学第一定律得 ΔU＝W＋Q＝－6×105 J＋4.2×105 J＝－1.8×105 J ΔU为负，说明气体的内能减少了1.8×105 J。 (2)理想气体忽略分子势能，因为气体内能减少，所以气体分子的平均动能一定减少了。 答案：(1)减少　1.8×105 J　(2)减少 10．若将气泡内的气体视为理想气体，气泡从湖底缓慢上升到湖面的过程中，对外界做了0.6 J的功。(设不同深度湖水的温度相同且保持不变) (1)求气泡上升过程中吸收的热量。 (2)气泡到达湖面后，由于太阳的照射，在温度上升的过程中又对外界做了0.1 J的功，同时吸收了0.3 J的热量，则此过程中，气泡内气体的内能增加了多少？ 解析：(1)气体温度不变，内能不变，由热力学第一定律有ΔU1＝Q1＋W1 得Q1＝ΔU1－W1＝0－(－0.6 J)＝0.6 J。 (2)由热力学第一定律得 ΔU2＝Q2＋W2＝0.3 J＋(－0.1 J)＝0.2 J 内能增加了0.2 J。 答案：(1)0.6 J　(2)0.2 J 学科网（北京）股份有限公司 $