2024版新教材高中物理第三章熱力學(xué)定律微點4熱力學(xué)第一定律的理解及應(yīng)用課時作業(yè)新人教版選擇性必修第三冊

微點4熱力學(xué)第確定律的理解及應(yīng)用1．確定質(zhì)量的志向氣體在某一過程中，外界對氣體做了8×104J的功，氣體的內(nèi)能削減了1.2×105J，則下列各式中正確的是()A．W＝8×104J，ΔU＝1.2×105J，Q＝4×104JB．W＝8×104J，ΔU＝－1.2×105J，Q＝－2×105JC．W＝－8×104J，ΔU＝1.2×105J，Q＝2×104JD．W＝－8×104J，ΔU＝1.2×105J，Q＝－4×104J2.如圖所示，內(nèi)壁光滑的絕熱汽缸固定在水平面上，其右端由于有擋板，厚度不計的絕熱活塞不能離開汽缸，汽缸內(nèi)封閉著確定質(zhì)量的志向氣體，活塞距汽缸右端的距離為0.2m．現(xiàn)對封閉氣體加熱，活塞緩慢移動，一段時間后停止加熱，此時封閉氣體的壓強變?yōu)?×105Pa.已知活塞的橫截面積為0.04m2，外部大氣壓強為1×105Pa，加熱過程中封閉氣體吸取的熱量為2000J，則封閉氣體的內(nèi)能變更量為()A.400JB．1200JC．2000JD．2800J3．在探討大氣現(xiàn)象時可把溫度、壓強相同的一部分氣體叫做氣團，氣團可看做志向氣體，將其作為探討對象．氣團直徑很大可達幾千米，其邊緣部分與外界的熱交換相對于整個氣團的內(nèi)能來說特殊小，可以忽視不計．氣團從地面上升到高空后溫度可降低到－50℃，關(guān)于氣團上升過程中下列說法正確的是()A．氣團體積膨脹，對外做功，內(nèi)能增加，壓強減小B．氣團體積收縮，外界對氣團做功，內(nèi)能削減，壓強增大C．氣團體積膨脹，對外做功，內(nèi)能削減，壓強減小D．氣團體積收縮，外界對氣團做功，內(nèi)能增加，壓強不變4.在如圖所示的兩端開口的“U”形管中，盛有同種液體，并用管閂K將液體隔成左、右兩部分，左邊液面比右邊液面高．現(xiàn)打開管閂K，從打開管閂到兩邊液面第一次平齊的過程中，液體向外放熱為Q，內(nèi)能變更量為ΔU，動能變更量為ΔEk；大氣對液體做功為W1，重力做功為W2，液體克服阻力做功為W3，由功能關(guān)系可得：①W1＝0②W2－W3＝ΔEk③W2－W3＝Q＝ΔU④W3－Q＝ΔU，其中正確的是()A．①②③B．①②④C．②③D．①③5.如圖是一自熱米飯盒，盒內(nèi)有一個發(fā)熱包，遇水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生大量熱量，蓋上盒蓋便能在10～15分鐘內(nèi)加熱食品．自熱米飯盒的蓋子上有一個透氣孔，假如透氣孔堵塞，簡潔造成小型爆炸，下列說法正確的是()A．飯盒爆炸前，盒內(nèi)氣體溫度上升，則盒內(nèi)每一個氣體分子速率都增大了B．飯盒爆炸，是盒內(nèi)氣體溫度上升，氣體壓強增大導(dǎo)致的結(jié)果C．在飯盒爆炸的瞬間，外界對盒內(nèi)氣體做正功D．在飯盒爆炸的瞬間，盒內(nèi)氣體溫度急劇上升6.(多選)如圖為一消毒水簡易噴灑裝置，內(nèi)部裝有確定量的水，水上部是密封的空氣，噴灑口管徑細?。F(xiàn)保持閥門緊閉，通過打氣筒再充入一些空氣．設(shè)全部過程溫度保持不變，下列說法正確的有()A．充氣后，密封氣體分子單位時間撞擊器壁次數(shù)增多B．充氣后，密封氣體的分子平均動能增大C．打開閥門后，密封氣體對外界做正功D．打開閥門后，密封氣體從外界吸熱7．(多選)如圖是某種噴霧器示意圖，在貯液筒內(nèi)裝入一些藥液后將密封蓋蓋好．多次拉壓活塞充氣，然后打開噴嘴開關(guān)，活塞位置不再變更，藥液可以持續(xù)地噴出，貯液筒內(nèi)的空氣可視為志向氣體，設(shè)充氣和噴液過程筒內(nèi)的空氣溫度可視為不變，下列說法正確的是()A．充氣過程中，貯液筒內(nèi)的氣體內(nèi)能增大B．充氣過程中，貯液筒內(nèi)的氣體壓強增大，體積也變大C．噴液過程中，貯液筒內(nèi)的氣體壓強減小，氣體內(nèi)能減小D．噴液過程中，貯液筒內(nèi)的氣體吸取熱量全部用來對外做功8.如圖所示，汽缸和活塞與外界均無熱交換，汽缸中間有一個固定的導(dǎo)熱性良好的隔板，封閉著兩部分氣體A和B，活塞處于靜止平衡狀態(tài)．現(xiàn)通過電熱絲對氣體A加熱一段時間，后來活塞達到新的平衡．不計氣體分子勢能，不計活塞與汽缸壁間的摩擦，大氣壓強保持不變．下列推斷正確的是()A．氣體A吸熱，內(nèi)能削減B．氣體B吸熱，對外做功，內(nèi)能不變C．氣體A分子的平均動能增大D．氣體A和氣體B內(nèi)每個分子的動能都增大9.某地突發(fā)洪澇災(zāi)難，救援人員駕駛氣墊船施救，到達救援地點后，將圍困在水中的群眾拉上氣墊船，如圖所示．若在救援人員將群眾拉上氣墊船的過程中，氣墊船中氣墊內(nèi)的氣體視為志向氣體溫度不變，氣墊不漏氣，則在該過程中，下列說法正確的是()A．氣墊內(nèi)的氣體內(nèi)能增加B．外界對氣墊內(nèi)的氣體做負功C．氣墊內(nèi)的氣體從外界吸取熱量D．氣墊內(nèi)的氣體單位時間、單位面積撞擊氣墊壁的分子數(shù)增加10.某同學(xué)用如圖所示的噴壺對教室進行消毒．閉合閥門K，向下壓壓桿A可向瓶內(nèi)儲氣室充氣，多次充氣后按下按柄B打開閥門K，消毒液會自動經(jīng)導(dǎo)管從噴嘴處噴出．設(shè)充氣和噴液過程中瓶內(nèi)氣體溫度保持不變，則()A．噴液過程中，外界對瓶內(nèi)氣體做正功B．噴液過程中，瓶內(nèi)氣體從外界吸取熱量C．充氣過程中，瓶內(nèi)氣體的分子平均動能增大D．充氣過程中，瓶內(nèi)全部氣體分子的速率均不變11.如圖a，一臺四沖程內(nèi)燃機，活塞在壓縮沖程某段時間內(nèi)移動的距離為0.1m，這段過程活塞對氣體的壓力慢慢增大，其做的功相當于2×103N的恒力使活塞移動相同距離所做的功(圖b甲).內(nèi)燃機工作時汽缸溫度高于環(huán)境溫度，該過程中壓縮氣體傳遞給汽缸的熱量為25J.(1)求上述壓縮過程中氣體內(nèi)能的變更量；(2)燃燒后的高壓氣體對活塞做功，氣體推動活塞移動0.1m，其做的功相當于9×103N的恒力使活塞移動相同距離所做的功(圖b乙)，該做功過程氣體傳遞給汽缸的熱量為30J，求此做功過程氣體內(nèi)能的變更量．

微點4熱力學(xué)第確定律的理解及應(yīng)用1．答案：B解析：由符號法則可知，外界對氣體做功W取正，氣體內(nèi)能削減，ΔU為負值，代入熱力學(xué)第確定律表達式得Q＝－2×105J．故選項B正確．2．答案：B解析：由題意可知，氣體先等壓變更，到活塞運動到擋板處再發(fā)生等容變更，等壓變更過程氣體對外做功，做功為W＝－p0Sx＝－1×105×0.04×0.2J＝－800J，由熱力學(xué)第確定律可知，封閉氣體的內(nèi)能變更量為ΔU＝W＋Q＝(－800＋2000)J＝1200J，故B正確．3．答案：C解析：據(jù)熱力學(xué)第確定律：ΔU＝W＋Q，忽視氣團與外界的熱交換，ΔU＝W，氣團上升過程中，外界壓強隨高度上升而變小，氣團體積膨脹，對外做功，導(dǎo)致內(nèi)能大量削減而溫度降低，ABD錯誤，C正確．4．答案：B解析：由動能定理可知W2－W3＋W1＝ΔEk其中W1＝p×ΔV左－p×ΔV右＝0，可知①②正確．由熱力學(xué)第確定律ΔU＝W＋Q，得ΔU＝W3－Q可知④正確，③錯誤．故B正確，ACD錯誤．5．答案：B解析：飯盒爆炸前，盒內(nèi)氣體溫度上升，分子的平均動能增大，但并不是盒內(nèi)每一個氣體分子速率都增大了，故A錯誤；飯盒爆炸前，盒內(nèi)氣體溫度上升，分子的平均動能增大，所以氣體壓強增大導(dǎo)致飯盒爆炸，故B正確；在飯盒爆炸的瞬間，氣體體積增大，氣體對外界做正功，故C錯誤；依據(jù)熱力學(xué)第確定律可知，爆炸前氣體溫度上升，內(nèi)能增大，在飯盒爆炸的瞬間，氣體對外界做功，其內(nèi)能應(yīng)減小，盒內(nèi)氣體溫度急劇下降，故D錯誤．6．答案：ACD解析：充氣后，溫度和體積不變，密封氣體的分子平均動能不變，氣體分子數(shù)增大，密封氣體分子單位時間撞擊器壁次數(shù)增多，氣體壓強增大，大于外界大氣壓強，打開閥門后，密封氣體對外界做正功，且內(nèi)能不變，由熱力學(xué)第確定律可知密封氣體從外界吸熱，故A、C、D正確，B錯誤．7．答案：AD解析：充氣過程筒內(nèi)的空氣溫度可視為不變，則分子的平均動能不變；充氣的過程中分子的總個數(shù)增加，則內(nèi)能增加，而充氣的過程中氣體的體積不變，故A正確，B錯誤；噴液過程筒內(nèi)的空氣溫度可視為不變，則分子的平均動能不變，氣體的內(nèi)能也不變；藥液可以持續(xù)地噴出，氣體體積增大，對外做功，由于沒有其他的變更，可知貯液筒內(nèi)的氣體吸取熱量全部用來對外做功，故C錯誤，D正確．8．答案：C解析：由題意可知氣體A發(fā)生等容變更，則W＝0，依據(jù)ΔU＝W＋Q可知，氣體A吸取熱量，內(nèi)能增加，溫度上升，氣體A分子的平均動能變大，但并不是每個分子的動能都增大，C正確，AD錯誤；因為中間是導(dǎo)熱隔板，所以氣體B吸取熱量，溫度上升，內(nèi)能增加，依據(jù)eq\f(pV,T)＝C，又因為壓強不變，故體積變大，氣體對外做功，B錯誤．9．答案：D解析：由于該過程中氣墊內(nèi)的氣體溫度不變，因此氣墊內(nèi)的氣體內(nèi)能不變，該過程中氣墊內(nèi)的氣體壓強增大，依據(jù)玻意耳定律可知，氣墊內(nèi)的氣體體積減小，外界對氣墊內(nèi)的氣體做正功，結(jié)合熱力學(xué)第確定律可知，該過程中氣墊內(nèi)的氣體放熱，選項ABC均錯誤；由于溫度不變，氣墊內(nèi)的氣體分子平均動能不變，而氣體壓強增大，因此該過程中氣墊內(nèi)的氣體單位時間、單位面積撞擊氣墊壁的分子數(shù)增加，選項D正確．10．答案：B解析：噴液過程中儲氣室內(nèi)氣體體積增大，瓶內(nèi)氣體對外做功，A錯誤；噴液過程中瓶內(nèi)氣體對外做功而溫度保持不變，由熱力學(xué)第確定律ΔU＝Q＋W可知，瓶內(nèi)氣體從外界吸取熱量，B正確；充氣過程中，瓶內(nèi)氣體溫度保持不變，分子平均動能不變，C錯誤；充氣過程中，瓶內(nèi)氣體的平均速率不變，但不是全部氣體分子的速率均不變，D錯誤．11．答案：(1)175J(2)