高中物理沪科版 (2019)选择性必修 第三册第4章 热力学定律4.1 热力学第一定律当堂达标检测题

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【特供】第1节热力学第一定律-4作业练习一．填空题1．能源的利用过程,实质上是能量的_________过程.2．常温水中用氧化钛晶体和铂黑作电极，在太阳光照射下分解水，可以从两电极上分别获得氢气和氧气．已知分解1mol的水可得到1mol氢气，1mol氢气完全燃烧可以放出2.858×105J的能量，阿伏伽德罗常数NA=6.02×1023mol-1，水的摩尔质量为1.8×10-2kg/mol．则2g水分解后得到氢气分子总数           J；2g水分解后得到的氢气完全燃烧所放出的能量            J．（均保留两位有效数字）3．某热机在工作中从高温热库吸收了8×106 kJ的热量，同时有2×106 kJ的热量排放给了低温热库(冷凝器或大气），则在工作中该热机对外做了　   　kJ的功，热机的效率　  　 ％．4．如图所示，弹簧一端固定于水平台面上，另一端与质量为m活塞拴接在一起，开口向下．质量为M的气缸与活塞一起封闭了一定质量的气体。气缸和活塞均可与外界进行热交换。由于外界环境的温度缓慢降低，被封闭气体向外界释放热量Q，同时其内能减少ΔU。已知大气压强为p0，气缸的横截面积为S，气缸壁厚忽略不计，重力加速度为g 。则①被封气体的体积V　　　　。（填“增大”．“减小”．“不变”）②活塞移动距离x为　　　　；气缸移动距离y为　　　。5．如图所示，太空宇航员的航天服内充有气体，与外界绝热，为宇航员提供适宜的环境，若宇航员出舱前航天服与舱内气体的压强相等，舱外接近真空，在打开舱门的过程中，舱内气压逐渐降低，航天服内气体内能        （选填“增加”．“减少”或“不变”）．为使航天服内气体保持恒温，应给内部气体          （选填“制冷”或“加热”）6．一定质量的理想气体，从初始状态A经状态B．C．D再回到状态A，其体积V与温度T的关系如图所示．图中TA．VA和TD为已知量．
①从状态A到B，气体经历的是          过程（填“等温”“等容”或“等压”）；
②从B到C的过程中，气体的内能       （填“增大”“减小”或“不变”）；
③从C到D的过程中，气体对外         （填“做正功”“做负功”或“不做功”），同时          （填“吸热”或“放热”）；
④气体在状态D时的体积VD=           7．在一间隔热很好的密闭房间中,把正在工作的电冰箱门打开,室内空气温度将__________(选填”升高”．”不变”或”降低”),其原因是_________________________.8．图为电冰箱的工作原理示意图．压缩机工作时，强迫制冷剂在冰箱内外的管道中不断循环．在蒸发器中制冷剂汽化吸收箱体内的热量，经过冷凝器时制冷剂液化，放出热量到箱体外．(1)下列说法正确的是(　　)A．热量可以自发地从冰箱内传到冰箱外B．电冰箱的制冷系统能够不断地把冰箱内的热量传到外界，是因为其消耗了电能C．电冰箱的工作原理不违反热力学第一定律D．电冰箱的工作原理违反热力学第一定律(2)电冰箱的制冷系统从冰箱内吸收的热量与释放到外界的热量相比，有怎样的关系？9．一个汽缸里的气体膨胀时推动活塞做了310J的功，同时气体从外界吸收了420J的热量，则气体的内能       （填“增加”或“减小”）了        J10．某同学从冰箱冷冻室中取出经较长时间冷冻的空烧瓶后，迅速把一个气球紧密地套在瓶口上，并将烧瓶放进盛有热水的烧杯里，气球逐渐膨胀起来，如图所示．烧瓶和气球里的气体内能      （选填“增大”．“不变”或“减小”），外界对气体      （选填“做正功”．“做负功”或“不做功”）11．如图所示，气缸与活塞封闭了一定质量的理想气体．气缸和活塞间无摩擦，且均可与外界进行热交换．若外界环境的温度缓慢升高，则封闭气体的体积将  （增大．减小．不变），同时      （吸热．放热．既不吸热也不放热）12．如图所示，一定质量的理想气体从状态A依次经过状态B．C和D后再回到状态A。 其中，为等温过程，为等容过程，为绝热过程，为等压过程。 在以上过程中，                          阶段气体吸收热量（选填“”．“”．“”或“”）。ABCD四个状态中，温度高低排列次序为               13．某同学给四只一样的气球充入了质量相同的空气（视为理想气体），分两排并列放在光滑的水平面上，再在上面放一轻质硬板，而后他慢慢地站到硬板上，在此过程中气球未爆，且认为气球中气体温度不变，外界对气球中的气体做了6Ｊ的功，则此过程中气球            （填“吸收”或“放出”）的热量为     Ｊ；若换上另外一个人表演时，某个气球突然爆炸，则该气球内的气体的内能      （填“增大”或“减小”）， 气体的温度       （填“升高”或“降低”） 14．若将该密闭气体视为理想气体，气球逐渐膨胀起来的过程中，气体对外做了    0.6J的功，同时吸收了0.9J的热量，则该气体内能变化了      J；若气球在膨胀过程中迅速脱离瓶颈，则该气球内气体的温度        (填“升高”或“降低”)。15．做功与热传递对_______________是等效的,但从能的转化观点来看.它们的区别在于:做功是_______________________________;热传递则是_________________________.
参考答案与试题解析1．【答案】转化和传递【解析】2．【答案】6.6×1022；3.2×104【解析】①由题意1g水分解得到的氢气分子总数为N=,2g水分解后得到氢气分子总数，故：N=2/18×6.02×1023=6.6×1022个；
②氢气完全燃烧所放出热量Q=2/18×2.858×105J=3.2×104J3．【答案】6×106  ；     75【解析】根据热力学第一定律可得，，所以在工作中该热机对外做功为，热机的效率为％故答案为：，75％ 4．【答案】①  减小②  0    ；【解析】5．【答案】减小，加热【解析】根据热力学第一定律△U=W+Q，Q=0，气体急剧膨胀，气体对外界做功，W取负值，可知△U为负值，即内能减小．
为使航天服内气体保持恒温，应给内部气体加热．6．【答案】①等容；②不变；③做负功；④【解析】①由图知从状态A到B，对应的体积不变，故气体经历的是等容变化；
②理想气体的内能置于温度有关，从B到C的过程中温度不变，则气体的内能不变；
③从C到D的过程中体积变小，则外界对气体做功，即气体对外界做负功，但温度降低，根据热力学第一定律知气体放热； 7．【答案】升高,电动机工作时部分电能转化为热能【解析】8．【答案】(1)BC  (2)由热力学第一定律可知，电冰箱制冷系统从冰箱内吸收了热量，同时消耗了电能，释放到外界的热量比从冰箱内吸收的热量多【解析】(1)热力学第一定律是热现象中内能与其他形式能的转化规律，是能的转化和守恒定律的具体表现，适用于所有的热学过程，故C正确，D错误；根据热力学第二定律可知，热量不能自发地从低温物体传到高温物体，必须借助于其他系统做功，A错误，B正确，故选B．C.(2)由热力学第一定律可知，电冰箱制冷系统从冰箱内吸收了热量，同时消耗了电能，释放到外界的热量比从冰箱内吸收的热量多9．【答案】增加，110【解析】气体吸收了420J的热量，故Q=420J；
对外做的功是310J，故W=-310J；
根据热力学第一定律，有：△U=Q+W=420J-310J=110J．即增加了110J10．【答案】增大．做负功【解析】由于热水的温度较高，将烧瓶放进盛满热水的烧杯里，气球吸收了热水的热量，温度升高，内能增大，体积增大，逐渐膨胀起来对外做功11．【答案】增大，吸热【解析】当外界环境的温度缓慢升高时，气缸内理想气体压强不变．根据盖-吕萨克定律V/T＝c得知，温度升高，体积增大．
由题气缸内理想气体温度升高，内能增大，△U＞0，气体膨胀，气体对外界做功，W＜0，根据热力学第一定律△U=W+Q得
Q＞0，则气体吸热．12．【答案】．    TA=TB ＞TD＞TC【解析】13．【答案】放出 6J减小降低【解析】根据热力学第一定律，气球中气体温度不变，外界对气球中的气体做了6Ｊ的功，则放出6J热量；若气球突然爆炸，则该气球内的气体的内能减小，温度降低。 14．【答案】0.3  降低【解析】15．【答案】改变物体的内能,能量的转化,能量的转移【解析】