2023春新教材高中物理第3章熱力學(xué)定律第1節(jié)熱力學(xué)第一定律課后提升訓(xùn)練粵教版選擇性

第三章第一節(jié)A組·基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)1．關(guān)于熱傳遞，下列說法中正確的是()A．熱傳遞的實(shí)質(zhì)是溫度的傳遞B．物體間存在著溫度差，才能發(fā)生熱傳遞C．熱傳遞可以在任何情況下進(jìn)行D．物體內(nèi)能發(fā)生改變，一定是吸收或放出了熱量【答案】B【解析】熱傳遞的實(shí)質(zhì)是物體間內(nèi)能的轉(zhuǎn)移，故A錯(cuò)誤．熱傳遞的條件是物體間存在溫度差，高溫物體放出熱量，低溫物體吸收熱量，若兩物體溫度相同，它們之間便不再發(fā)生熱傳遞，即達(dá)到了熱平衡，故B正確，C錯(cuò)誤．物體吸收或放出熱量，內(nèi)能會(huì)發(fā)生變化，但內(nèi)能變化不一定是熱傳遞引起的，還可以通過做功的方式實(shí)現(xiàn)，故D錯(cuò)誤．2．出租車常以天然氣作為燃料，加氣站儲(chǔ)氣罐中天然氣的溫度隨氣溫升高的過程中，若儲(chǔ)氣罐內(nèi)氣體體積及質(zhì)量均不變，則罐內(nèi)氣體(可視為理想氣體)()A．壓強(qiáng)增大，內(nèi)能減小B．吸收熱量，內(nèi)能增大C．壓強(qiáng)減小，分子平均動(dòng)能增大D．對(duì)外做功，分子平均動(dòng)能減小【答案】B【解析】質(zhì)量一定的氣體，由理想氣體狀態(tài)方程體積不變溫度升高，則壓強(qiáng)增大，內(nèi)能增大，則A、C錯(cuò)誤；體積不變氣體不做功，內(nèi)能增大則吸收熱量，則B正確，D錯(cuò)誤．3．(多選)下列現(xiàn)象中，哪些是通過熱傳遞的方式改變物體內(nèi)能的()A．打開電燈開關(guān)，燈絲的溫度升高，內(nèi)能增加B．夏天喝冰鎮(zhèn)汽水來解暑C．冬天搓搓手，會(huì)感覺到手變得暖和起來D．太陽能熱水器在陽光照射下，水的溫度逐漸升高【答案】BD【解析】A是電流做功改變內(nèi)能的，不是熱傳遞；B是汽水與人體間有溫度差，汽水吸熱造成的，它屬于熱傳遞；C是摩擦做功改變內(nèi)能的，也不屬于熱傳遞；D是太陽給熱水器傳熱，通過熱傳遞的方法改變物體內(nèi)能的，故B、D正確．4．如圖所示，在紫銅管內(nèi)滴入乙醚，蓋緊管塞．用手拉住繩子兩端迅速往復(fù)拉動(dòng)，管塞會(huì)被沖開．管塞被沖開前()A．外界對(duì)管內(nèi)氣體做功，氣體內(nèi)能增大B．管內(nèi)氣體對(duì)外界做功，氣體內(nèi)能減小C．管內(nèi)氣體內(nèi)能不變，壓強(qiáng)變大D．管內(nèi)氣體內(nèi)能增大，壓強(qiáng)變大【答案】D【解析】克服繩與金屬管間的摩擦做功，使管壁內(nèi)能增大，溫度升高．通過熱傳遞，乙醚的內(nèi)能增大，溫度升高，直至沸騰，管塞會(huì)被沖開．管塞被沖開前管內(nèi)氣體內(nèi)能增大，壓強(qiáng)變大，D正確．5．(多選)下列關(guān)于分子力和分子勢(shì)能的說法中，正確的是()A．當(dāng)分子力表現(xiàn)為引力時(shí)，分子力和分子勢(shì)能總是隨分子間距離的增大而增大B．當(dāng)分子力表現(xiàn)為引力時(shí)，分子力和分子勢(shì)能總是隨分子間距離的增大而減小C．當(dāng)分子力表現(xiàn)為引力時(shí)，隨著分子間的距離增大，分子力先增大后減小，分子勢(shì)能增大D．當(dāng)分子力表現(xiàn)為斥力時(shí)，分子力和分子勢(shì)能總是隨分子間距離的減小而增大【答案】CD【解析】當(dāng)分子力表現(xiàn)為引力時(shí)，分子間距離r>r0，隨分子間距離的增大，分子力先增大后減小，分子勢(shì)能增大，A、B錯(cuò)誤，C正確．當(dāng)分子力表現(xiàn)為斥力時(shí)，分子間距離r<r0，隨分子間距離的減小，分子力和分子勢(shì)能都增大，D正確．6．如圖所示，厚壁容器的一端通過膠塞插進(jìn)一只靈敏溫度計(jì)和一根氣針，另一端有個(gè)用卡子卡住的可移動(dòng)的膠塞．用打氣筒慢慢向筒內(nèi)打氣，使容器內(nèi)的壓強(qiáng)增加到一定程度，這時(shí)讀出溫度計(jì)示數(shù)．打開卡子，膠塞沖出容器后()A．溫度計(jì)示數(shù)變大，實(shí)驗(yàn)表明氣體對(duì)外界做功，內(nèi)能減少B．溫度計(jì)示數(shù)變大，實(shí)驗(yàn)表明外界對(duì)氣體做功，內(nèi)能增加C．溫度計(jì)示數(shù)變小，實(shí)驗(yàn)表明氣體對(duì)外界做功，內(nèi)能減少D．溫度計(jì)示數(shù)變小，實(shí)驗(yàn)表明外界對(duì)氣體做功，內(nèi)能增加【答案】C【解析】根據(jù)功是能量轉(zhuǎn)化的量度，對(duì)外做了多少功，就意味著轉(zhuǎn)化了多少能量．本實(shí)驗(yàn)中由于是厚壁容器，打開卡子后，氣體迅速膨脹，這樣的過程可以當(dāng)作絕熱過程，由此判斷，轉(zhuǎn)化的應(yīng)是系統(tǒng)的內(nèi)能，即氣體對(duì)外做功，系統(tǒng)的內(nèi)能減少，溫度降低，C正確．7．如圖所示，絕熱容器中間用隔板隔開，左側(cè)裝有氣體，右側(cè)為真空．現(xiàn)將隔板抽掉，使左側(cè)氣體自由膨脹直至達(dá)到平衡，則在此過程中(不計(jì)氣體的分子勢(shì)能)()A．氣體對(duì)外界做功，溫度降低，內(nèi)能減少B．氣體對(duì)外界做功，溫度不變，內(nèi)能不變C．氣體不做功，溫度不變，內(nèi)能不變D．氣體不做功，溫度不變，內(nèi)能減少【答案】C【解析】抽掉隔板后，氣體膨脹，體積增大，但由于右側(cè)為真空，所以氣體自由膨脹不做功，因而內(nèi)能不變，溫度不變，故C正確．B組·能力提升8．如圖所示，活塞將汽缸分成甲、乙兩氣室，汽缸、活塞(連同拉桿)是絕熱的，且不漏氣．用E甲、E乙分別表示甲、乙兩氣室中氣體的內(nèi)能，則在將拉桿緩慢向外拉的過程中，下列說法不正確的是()A．E甲不變，E乙減小 B．E甲不變，E乙增大C．E甲增大，E乙不變 D．E甲增大，E乙減小【答案】D【解析】本題解題的關(guān)鍵是明確甲、乙兩氣室氣體都經(jīng)歷絕熱過程，內(nèi)能的改變?nèi)Q于做功的情況．對(duì)于甲室內(nèi)的氣體，在拉桿緩慢向外拉的過程中，活塞左移，壓縮氣體，外界對(duì)甲室氣體做功，其內(nèi)能應(yīng)增大；對(duì)乙室內(nèi)的氣體，活塞左移，氣體膨脹，氣體對(duì)外界做功，內(nèi)能應(yīng)減??；所以選項(xiàng)D正確．9．如圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體，由狀態(tài)a經(jīng)過ab過程到達(dá)狀態(tài)b或者經(jīng)過ac到達(dá)狀態(tài)c；設(shè)氣體在狀態(tài)b和狀態(tài)c的溫度分別為Tb和Tc，在過程ab和ac中吸收的熱量分別為Qab和Qac，則()A．Tb>Tc，Qab>Qac B．Tb＝Tc，Qab>QacC．Tb>Tc，Qab<Qac D．Tb＝Tc，Qab<Qac【答案】B【解析】因?yàn)閜bVb＝pcVc，故Tb＝Tc，所以ac和ab兩個(gè)過程的內(nèi)能變化量相同；而ac過程是個(gè)等容過程，做功是零，故Qac＝ΔU，又因?yàn)閍b過程是個(gè)等壓過程，體積增大，故氣體對(duì)外做功，故Qab＝ΔU＋W，所以Qab>Qac，B正確．10．如圖為某種椅子與其升降部分的結(jié)構(gòu)示意圖，M、N兩筒間密閉了一定質(zhì)量的氣體，M可沿N的內(nèi)壁上下滑動(dòng)，設(shè)筒內(nèi)氣體不與外界發(fā)生熱交換，在M向下滑動(dòng)的過程中()A．外界對(duì)氣體做功，氣體內(nèi)能增大B．外界對(duì)氣體做功，氣體內(nèi)能減小C．氣體對(duì)外界做功，氣體內(nèi)能增大D．氣體對(duì)外界做功，氣體內(nèi)能減小【答案】A【解析】本題考查了熱力學(xué)第一定律，理解做功和熱傳遞可以改變物體的內(nèi)能．筒內(nèi)氣體不與外界發(fā)生熱交換，M向下滑動(dòng)的過程中，外界對(duì)氣體做功，由熱力學(xué)第一定律可知?dú)怏w內(nèi)能增大，A正確．11．下列四幅圖中，能正確反映分子間作用力F和分子勢(shì)能Ep隨分子間距離r變化關(guān)系的圖線是()ABCD【答案】B【解析】當(dāng)r<r0時(shí)，分子力表現(xiàn)為斥力，隨分子間距離r增大，分子勢(shì)能Ep減?。?dāng)r>r0時(shí)，分子力表現(xiàn)為引力，隨分子間距離r增大，分子勢(shì)能Ep增大．當(dāng)r＝r0時(shí)，分子力為零，此時(shí)分子勢(shì)能最?。蔅正確．12．分子勢(shì)能隨分子間距離r的變化情況可以在如圖所示的圖像中表現(xiàn)出來，根據(jù)圖像回答：(1)從圖中看到分子間距離在r0處，分子勢(shì)能最小，試說明理由．(2)圖中分子勢(shì)能為零的點(diǎn)選在什么位置，在這種情況下分子勢(shì)能可以大于零，可以小于零，也可以等于零，對(duì)嗎？(3)如果選兩個(gè)分子相距r0時(shí)分子勢(shì)能為零，分子勢(shì)能有什么特點(diǎn)？解：(1)如果分子間距離約為10－10m數(shù)量級(jí)，分子的作用力的合力為零，此距離為r0．當(dāng)分子距離小于r0時(shí)，分子間的作用力表現(xiàn)為斥力，要減小分子間的距離必須克服斥力做功，因此，分子勢(shì)能隨分子間距離的減小而增大．如果分子間距離大于r0時(shí)，分子間的相互作用表現(xiàn)為引力，要增大分子間的距離必須克服引力做功，因此，分子勢(shì)能隨分子間距離的增大而增大．從以上兩種情況綜合分析，分子間距離以r0為數(shù)值基準(zhǔn)，r不論減小或增大，分子勢(shì)能都增大．所以說，在平衡位置處是分子勢(shì)能最低點(diǎn)．(2)由題圖可知，分子勢(shì)能為零的點(diǎn)選在了兩個(gè)分子相距無窮遠(yuǎn)的位置．因?yàn)榉肿釉谄胶馕恢锰幨欠肿觿?shì)能的最低點(diǎn)，據(jù)題圖也可以看出：在這種情況下分子勢(shì)能可以大于零，可以小于零，也可以等于零．(3)因?yàn)榉肿釉谄胶馕恢锰幨欠肿觿?shì)能最低點(diǎn)，最低點(diǎn)的分子勢(shì)能為零，所以此種情況的特點(diǎn)為分子勢(shì)能大于等于零．13．在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，水在沸騰時(shí)，1g的水由液態(tài)變成同溫度的水汽，其體積由1.043cm3變?yōu)?676cm3．已知水的汽化熱為2263.8J/g．求：(1)體積膨脹時(shí)氣體對(duì)外界做的功W；(2)氣體吸收的熱量Q；(3)氣體增加的內(nèi)能ΔU．解：取1g水為研究系統(tǒng)，1g沸騰的水變成同溫度的水汽需要吸