20xx人教版高中物理選修3-3第十章第3講熱力學(xué)第一定律能量守恒定律學(xué)案練習(xí)(編輯修改稿)
2025-01-03 20:05 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 能一定減少 C．物體吸收熱量，同時(shí)對外做功，內(nèi)能可能不變 D．物體放出熱量，同時(shí)對外做功，內(nèi)能可能不變 答案 C 解析 根據(jù)熱力學(xué)第一定律， ΔU＝ W＋ Q，物體內(nèi)能的變化與做功及熱傳遞兩個(gè)因素均有關(guān)，物體吸收熱量，內(nèi)能也不一定增大，因?yàn)槲矬w可能同時(shí)對外做功，故內(nèi)能有可能不變或減少， A錯；物體對外做功，還有可能吸收熱量、內(nèi)能可能不變或增大， B 錯、 C 正確；放出熱量，同時(shí)對外做功，內(nèi)能一定減少， D錯誤． 能量守恒定律的理解和應(yīng)用 3．自由擺動的秋千擺動幅度越來越小，下列說法正確的是 ( ) A．機(jī)械能守恒 B．能量正在消失 C．只有動能和重力勢能的相互轉(zhuǎn)化 D．減少的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，但總能量守恒 答案 D 解析 自由擺動的秋千擺動幅度減小，說明機(jī)械能在減少，減少的機(jī)械能等于克服阻力做的功，增加了內(nèi)能． 氣體實(shí)驗(yàn)定律和熱力學(xué)第一定律的結(jié)合 4．如圖 10－ 3－ 3 所 示，兩個(gè)截面積都為 S的圓柱形容器，右邊容器高為 H，上端封閉，左邊容器上端是一個(gè)可以在容器內(nèi)無摩擦滑動的質(zhì)量為 M 的活塞．兩容器由裝有閥門的極細(xì)管道相連，容器、活塞和細(xì)管都是絕熱的．開始時(shí)閥門關(guān)閉，左邊容器中裝有理想氣體，平衡時(shí)活塞到容器底的距離為 H，右邊容器內(nèi)為真空．現(xiàn)將閥門緩慢打開，活塞便緩慢下降，直至系統(tǒng)達(dá)到新的平衡，此時(shí)理想氣體的溫度增加為原來的 倍，已知外界大氣壓強(qiáng)為 p0，求此過程中氣體內(nèi)能的增加量． 圖 10－ 3－ 3 答案 35(Mg＋ p0S)H 解析 理想氣體發(fā)生等壓變化．設(shè)封閉氣體壓強(qiáng)為 p，分析活塞受力有 pS＝ Mg＋ p0S 設(shè)氣體初態(tài)溫度為 T，活塞下降的高度為 x，系統(tǒng)達(dá)到新平衡，由蓋 — 呂薩克定律 HST ＝ ?H－ x＋ H? 解得 x＝ 35H 又因系統(tǒng)絕熱，即 Q＝ 0 外界對氣體做功為 W＝ pSx 根據(jù)熱力學(xué)第一定律 ΔU＝ Q＋ W 所以 ΔU＝ 35(Mg＋ p0S)H (時(shí)間： 60分鐘 ) 題組一 熱力學(xué)第一定律的應(yīng)用 1．關(guān)于物體內(nèi)能的變化情況，下列說法中正確的是 ( ) A．吸熱的物體，其內(nèi)能一定增加 B．體積膨脹的物體，其內(nèi)能一定減少 C．放熱的物體，其內(nèi)能也可能增加 D．絕熱壓縮的物體，其內(nèi)能一定增加 答案 CD 解析 做功和傳熱都可以改變物體的內(nèi)能，不能依據(jù)一種方式的變化就判斷內(nèi)能的變化． 2．下列過程可能發(fā)生的是 ( ) A．物體吸收熱量，對外做功，同時(shí)內(nèi)能增加 B．物體吸收熱量，對外做功，同時(shí)內(nèi)能減少 C．外界對物體做功，同時(shí)物體吸熱，內(nèi)能減少 D．外界對物體做功，同時(shí)物體放熱，內(nèi)能增加 答案 ABD 解析 當(dāng)物體吸收的熱量多于對外做的功時(shí)，物體的內(nèi)能就增加， A正確；當(dāng)物體吸收的熱量少于對外做的功時(shí)，物體的內(nèi)能就減少， B正確；外界對物體做功，同時(shí)物體吸熱，則物體的內(nèi)能必增加， C錯誤；當(dāng)物體放出的熱量少于外界對物體做的功時(shí)，物體的內(nèi)能增加， D正確． 3．如圖 10－ 3－ 4 所示是密閉的汽缸，外力推動活塞 P 壓縮氣體，對缸內(nèi)氣體做功 800 J，同時(shí)氣體向外界放熱 200 J，缸內(nèi)氣體的 ( ) 圖 10－ 3－ 4 A．溫度升高，內(nèi)能增加 600 J B．溫度升高，內(nèi)能減少 200 J C．溫度降低，內(nèi)能增加 600 J D．溫度降低，內(nèi)能減少 200 J 答案 A 解析 對一定質(zhì)量的氣體，由熱力學(xué)第一定律 ΔU＝ W＋ Q可知， ΔU＝ 800 J＋ (－ 200 J)＝ 600 J， ΔU為正表示內(nèi)能增加了 600 J，對氣體來說，分子間距較大，分子勢能為零，內(nèi)能等于所有分子動能的和，內(nèi)能增加，氣體分子的平均動能增加，溫度升高，選項(xiàng) A正確． 4．給旱區(qū)送 水的消防車停于水平地面，在緩慢放水過程中，若車胎不漏氣，胎內(nèi)氣體溫度不變，不
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