2018-2019学年高中物理第十章热力学定律第3节热力学第一定律能量守恒定律课后课时精练新人教版选修3

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1、第3节热力学第一定律、能量守恒定律[对点训练]考点1热力学第一定律的应用1.一个气泡从恒温水槽的底部缓慢向上浮起，(若不计气泡内空气分子势能的变化)则(　　)A.气泡内空气对外做功，内能不变，同时放热B.气泡内空气对外做功，内能不变，同时吸热C.气泡内空气内能减少，同时放热D.气泡内空气内能不变，不吸热也不放热答案　B解析　气泡上升过程中，由于水对气泡的压强减小，气泡的体积增大，故气泡内空气对外做功，缓慢上升指有时间发生热传递，可认为气泡内空气温度是不变的。不计气泡内空气分子势能的变化，内能不变，故须从外界吸收热量，且吸收的热

2、量等于对外界所做的功。答案为B。2.在一个大气压下，1kg100℃的水变为1kg100℃的水蒸气的过程，下列说法中正确的是(　　)A.内能不变，对外界做功，一定是吸热过程B.内能增加，吸收的热量等于内能的增加C.内能不变，吸收的热量等于对外界做的功D.内能增加，从外界吸热，吸收的热量等于对外界做的功和增加的内能答案　D解析　水变成同温度的水蒸气时，分子间距从r0增大到约10r0，体积要扩大约1000倍，故需克服大气压力对外做功，同时克服分子力做功，分子势能增加，内能增加，由热力学第一定律ΔU＝Q＋W，则Q＝ΔU－W，其中W为负

3、值，故选项D正确。3.如图所示，直立容器内部有被隔板隔开的A、B两部分气体，A的密度小，B的密度大，抽去隔板，加热气体，使两部分气体均匀混合，设在此过程中气体吸热Q、气体内能增量为ΔU，则(　　)A.ΔU＝QB．ΔUQD．无法比较答案　B解析　两部分气体混合后，因B的密度大，重心升高，重力做负功，由热力学第一定律W＋Q＝ΔU，得ΔU

4、变D.物体对外做功，同时吸热，物体的内能不变答案　BC解析　依据热力学第一定律W＋Q＝ΔU可知，对A：W>0，Q<0，可能出现ΔU>0、ΔU<0或ΔU＝0，所以A有可能，不符合题意；对B：W>0、Q>0，只能出现ΔU>0，不可能出现ΔU＝0，即B不可能，B符合题意；对C：W<0，Q<0，只能出现ΔU<0，不可能出现ΔU＝0，即C不可能，C符合题意；对D:W<0，Q>0，可能出现ΔU>0、ΔU<0或ΔU＝0，所以D有可能，不符合题意。考点2能量守恒定律的应用5.在一个与外界没有热交换的房间里打开冰箱门，冰箱正常工作，过一段时间房

5、间内的温度将如何变化(　　)A.降低B．升高C．不变D．无法确定答案　B解析　冰箱消耗电能使冰箱内外发生热交换而达到内部制冷，把冰箱与房间看做一个系统，打开冰箱门后，冰箱与房间内的热交换发生在系统内，系统内部无法使系统总能量发生变化。但系统消耗电能增加了系统的总能量，根据能的转化与守恒定律，系统增加的能量转化为内能使房间的温度升高。B项正确。6.如图所示，一演示用的“永动机”转轮由5根轻杆和转轴构成，轻杆的末端装有用形状记忆合金制成的叶片。轻推转轮后，进入热水的叶片因伸展而“划水”，推动转轮转动。离开热水后，叶片形状迅速恢复，

6、转轮因此能较长时间转动。下列说法正确的是(　　)A.转轮依靠自身惯性转动，不需要消耗外界能量B.转轮转动所需能量来自形状记忆合金自身C.转动的叶片不断搅动热水，水温升高D.叶片在热水中吸收的热量一定大于在空气中释放的热量答案　D解析　形状记忆合金从热水中吸收热量后，伸展划水时一部分热量转变为水和转轮的动能，另一部分释放到空气中，根据能量守恒定律可知只有D项正确。7.某同学想要估测每秒钟太阳辐射到地球表面上的能量，他用一个横截面积S＝3.2×10－2m2的保温圆筒，内装有质量为m＝0.4kg的水，让太阳光垂直照射t＝3min，水

7、升高的温度Δt＝2.2℃。已知水的比热容c＝4.2×103J/(kg·℃)，地球半径为R＝6400km，试求出太阳向地球表面辐射能量的功率。答案　8.2×1016W解析　太阳以热辐射的方式向地球表面传递热量。根据公式Q＝cmΔt先求出单位时间内辐射到地球表面单位面积上的功率，再求总功率。太阳辐射到水中的能量Q＝cmΔt＝4.2×103×0.4×2.2J≈3.7×103J，太阳光在1s内垂直照射到1m2面积上的功率P＝＝W/m2≈6.4×102W/m2，太阳辐射到地球表面上能量的功率P′＝P×πR2＝6.4×102×3.14×(

8、6400×103)2W＝8.2×1016W。[综合训练]8.(多选)对于一定质量的理想气体，下列说法正确的是(　　)A.若气体的压强和体积都不变，其内能也一定不变B.若气体的内能不变，其状态也一定不变C.若气体的温度随时间不断升高，其压强也一定不断增大D.气体温度每升高1K所