粤教版高中物理选修333233《热力学第一定律 能量守恒定律》课时作业Word文档格式.docx

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B．总能量守恒

C．机械能和内能增加

D．机械能减少，内能增加

6．“第一类永动机”不可能制成，是因为（　　）

A．不符合机械能守恒定律

B．违背了能量守恒定律

C．做功产生的热不符合热功当量

D．找不到合适的材料和合理的设计方案

【概念规律练】

知识点一　热力学第一定律

1．一定质量的气体在某一过程中，外界对气体做了8×

104J的功，气体的内能减少了1.2×

105J，则下列各式中正确的是（　　）

A．W＝8×

104J，ΔU＝1.2×

105J，Q＝4×

104J

B．W＝8×

104J，ΔU＝－1.2×

105J，Q＝－2×

105J

C．W＝－8×

105J，Q＝2×

D．W＝－8×

105J，Q＝－4×

2．（双选）下列关于物体内能的说法正确的是（　　）

A．物体吸收热量，内能一定增加

B．物体放出热量，内能一定减少

C．当做功和热传递同时存在时，物体的内能可能不变

D．物体对外做功，内能可能增加

知识点二　能量守恒定律

3．如图1所示，A、B是两个完全相同的铁球，A放在绝热板上，B用绝热绳悬挂，现只让它们吸收热量，当它们升高相同的温度时，它们所吸收的热量分别为QA、QB，则（　　）

图1

A．QA＝QBB．QA<

QB

C．QA>

QBD．无法确定QA、QB的大小

4．水能不产生污染物，是一种清洁能源，位于美国和加拿大交界处的尼亚加拉瀑布流量可达每秒6000m3，而且一年四季流量稳定，瀑布落差50m，若利用这一资源发电，设其效率为50%，估算发电机的输出功率．（g取10m/s2）

【方法技巧练】

热力学第一定律的应用技巧

5．一定质量的气体在保持压强恒等于1.0×

105Pa的状况下，体积从20L膨胀到30L，这一过程中气体从外界吸热4×

103J，则气体内能的变化为（　　）

A．增加了5×

103JB．减少了5×

103J

C．增加了3×

103JD．减少了3×

6．（双选）如

图2

图2所示，A、B两点表示一定质量的某种理想气体的两个状态，当气体从状态A变化到状态B时（　　）

A．体积可能不变

B．有可能经过体积减小的过程

C．外界必然对气体做正功

D．气体必然从外界吸热

1．某系统的初状态具有内能1J，在外界对它做0.5J的功后，它放出0.2J的热量，系统在这个过程中内能的增量是（　　）

A．0.7JB．0.3J

C．0.66JD．－0.34J

2．某气体温度升高了（体积不变），可能的原因是（　　）

A．气体一定吸收了热量

B．气体可能放出了热量

C．外界对气体可能做了功

D．气体可能吸收了热量

图3

3．（双选）如图3所示，用绝热活塞把绝热容器隔成容积相同的两部分，先把活塞锁住，将质量和温度都相同的理想气体氢气和氧气分别充入容器的两部分，然后提起销子，使活塞可以无摩擦地滑动，当活塞平衡时（　　）

A．氢气的温度不变

B．氢气的压强减小

C．氢气的体积减小

D．氧气的温度升高

4．（双选）

图4

如图4所示，一绝热容器被隔板K隔开a、b两部分．已知a内有一定量的稀薄气体，b内为真空．抽开隔板K后，a内气体进入b，最终达到平衡状态．在此过程中（　　）

A．气体对外界做功，内能减少

B．气体不做功，内能不变

C．气体压强变小，温度降低

D．气体压强变小，温度不变

5．一定质量的理想气体，从某一状态开始，经过一系列变化后又回到开始的状态，用W1表示外界对气体做的功，W2表示气体对外界做的功，Q1表示气体吸收的热量，Q2表示气体放出的热量．则在整个过程中一定有（　　）

A．Q1－Q2＝W2－W1B．Q1－Q2＝W1－W2

C．W1＝W2D．Q1＝Q2

6．如图5所示是一定质量的理想气体从状态A经B至C的p—图线，则在此过程中（　　）

图5

A．气体的内能改变B．气体的体积增大

C．气体向外界放热D．气体对外界做功

7．如图6所示，a、b、c、d表示一定质量的理想气体状态变化过程中的四个状态，图中ad平行于横坐标轴，dc平行于纵坐标轴，ab的延长线过原点，以下说法错误的是（　　）

图6

A．从状态d到c，气体不吸热也不放热

B．从状态c到b，气体放热

C．从状态a到d，气体对外做功

D．从状态b到a，气体吸热

8．自由摆动的秋千摆动幅度越来越小，下列说法中正确的是（　　）

B．能量正在消失

C．只有动能和重力势能的相互转化

D．减少的机械能转化为内能，但总能量守恒

9．（双选）行驶中的汽车制动后滑行一段距离，最后停下；

流星在夜空中坠落并发出明亮的火焰；

降落伞在空中匀速下降；

条形磁铁在下落过程中穿过闭合线圈，线圈中产生电流．上述不同现象所包含的相同物理过程是（　　）

A．物体克服阻力做功

B．物体的动能转化为其他形式的能量

C．物体的势能转化为其他形式的能量

D．物体的机械能转化为其他形式的能量

图7

10．如图7所示为冲击摆实验装置，一飞行子弹射入沙箱后与沙箱合为一体，共同摆起一定高度，则下面有关能的转化的说法中正确的是（　　）

A．子弹的动能转变成沙箱和子弹的内能

B．子弹的动能转变成了沙箱和子弹的热能

C．子弹的动能转变成了沙箱和子弹的动能

D．子弹的动能一部分转变成沙箱和子弹的内能，另一部分转变成沙箱和子弹的机械能

11．在图8所示的两端开口的“U”形管中，盛有同种液体，并用阀门K将液体隔成左、右两部分，左边液面比右边液面高．现打开阀门K，从打开阀门到两边液面第一次平齐的过程中，液体向外放热为Q，内能变化量为ΔU，动能变化量为ΔEk；

大气对液体做功为W1，重力做功为W2，液体克服阻力做功为W3，由功能关系可得

图8

①W1＝0②W2－W3＝ΔEk

③W2－W3＝Q＝ΔU④W3－Q＝ΔU

其中，正确的是（　　）

A．①②③B．①②④

C．②③D．①③

题号

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

答案

12.空气压缩机在一次压缩中，活塞对空气做了2×

105J的功，同时空气的内能增加了1.5×

105J，这一过程中空气向外界传递的热量是多少？

13．一定量的气体从外界吸收了2.6×

105J的热量，内能增加了4.2×

105J，是气体对外界做了功，还是外界对气体做了功？

做了多少功？

如果气体吸收的热量仍为2.6×

105J不变，但是内能只增加了1.6×

105J，这一过程做功情况怎样？

14．一铁球从高H处由静止落到地面上，回弹速率是落地速率的一半，设撞击所转化的内能全部使铁球温度升高，则铁球的温度升高多少？

（设铁的比热容为c，各物理量取国际制单位）

15．重1000kg的气锤从2.5m高处落下，打在质量为200kg的铁块上，要使铁块的温度升高40℃，气锤至少应落下多少次？

（设气锤撞击铁块时做的功有60%用来使铁块温度升高，且铁的比热c＝0.11cal/（g·

℃），1cal＝4.2J，g取10m/s2）

课前预习练

1．物体吸收的热量Q　外界对物体做的功W　ΔU＝Q＋W>

　<

　>

2．凭空产生　凭空消失　转化　转移　转化　转移

3．一种形式　另一种　创造　不可能　能量守恒定律

4．C　[根据热力学第一定律ΔU＝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）两种因素有关．物体吸收热量，但有可能同时对外做功，故内能有可能不变甚至减小，故A错．同理，物体对外做功的同时有可能吸热，故内能不一定减少，B错．若物体吸收的热量与对外做的功相等，则内能可能不变，C正确．若物体放热同时对外做功，物体内能一定减少，故D错．]

5．BD　[物体沿斜面上滑的过程中，有摩擦力对物体做负功，所以物体的机械能减少．由能量转化和守恒定律知，内能应增加，能的总量不变．]

6．B

课堂探究练

1．B　[因为外界对气体做功，W取正值，即W＝8×

104J；

内能减少，ΔU取负值，即ΔU＝－1.2×

105J；

根据热力学第一定律ΔU＝W＋Q，可知Q＝ΔU－W＝－1.2×

105J－8×

104J＝－2×

105J，即B选项正确．]

方法总结　热力学第一定律的表达式为ΔU＝W＋Q，应用时要熟练掌握各物理量的符号法则．

2．CD　[当物体从外界吸收的热量与对外做的功正好相等时，物体的内能不变，C正确；

物体对外做功，如果同时吸收热量，且吸收的热量比对外做的功多时，内能就可能增加．]

方法总结　本题易错之处是有些同学把吸热和内能混为一谈．不假思索就认为物体吸热内能增加，物体放热内能减少而错选A、B.而A和B中只谈到一种改变内能的方式，但并不能否认还可能存在着另一种改变内能的方式——做功．

3．C　[对A球：

吸热后膨胀，重心升高，重力势能增加，则吸收的热量等于增加的重力势能和内能之和．QA＝ΔEPA＋ΔUA，对B球：

吸热后也膨胀，但重心下降，则吸收的热量和重力势能的减少量等于B球内能的变化，即QB＋ΔEPB＝ΔUB，两球的内能的变化量相同，即ΔUA＝ΔUB，故QA>

QB，选项C正确．]

方法总结　应用能量守恒定律解决问题时，首先应明确有哪几种能量参与转化或转移，哪些增、哪些减，然后利用守恒观点列出方程求解．

4．1.5×

109W

解析　水力发电的基本原理是水的机械能转化为电能．

每秒钟流下的水的质量为：

m＝ρV＝1×

103×

6000kg＝6×

106kg.

每秒钟水减少的机械能为：

E＝mgh＝6×

106×

10×

50J＝3×

109J.

设发电机的输出功率为P，则由能量守恒定律可得：

Eη＝Pt，

解得P＝3×

109×

50%W＝1.5×

109W.

方法总结　能量守恒定律是普遍适用的定律，在解决有关能量转化问题时，必须想到利用能量守恒定律．

5．C　[气体等压膨胀过程对外做功W＝pΔV＝1.0×

105Pa×

（30－20）×

10－3m3＝1.0×

103J．这一过程气体从外界吸热Q＝4×