2017-2018学年高中创新设计物理粤教版选修3-3：3-2+3 热力学第一定律 能量守恒定律 对点训练 Word版含解析

第二节热力学第一定律
第三节能量守恒定律
热力学第一定律的理解和应用
1．(双选)(2014·广东卷)用密封性好、充满气体的塑料袋包裹易碎品，如图3－2、3－3所示，充气袋四周被挤压时，假设袋内气体与外界无热交换，则袋内气体()
图3－2、3－3
A．体积减小，内能增大
B．体积减小，压强减小
C．对外界做负功，内能增大
D．对外界做正功，压强减小
答案AC
解析充气袋被挤压时，体积减小，压强增大，同时外界对气体做功，又因为袋内气体与外界无热交换，故其内能增大，A、C选项正确．
2．关于内能的变化，以下说法正确的是() A．物体吸收热量，内能一定增大
B．物体对外做功，内能一定减少
C．物体吸收热量，同时对外做功，内能可能不变
D．物体放出热量，同时对外做功，内能可能不变
答案 C
解析根据热力学第一定律，ΔU＝W＋Q，物体内能的变化与做功及热传递两个因素均有关，物体吸收热量，内能也不一定增大，因为物体可能同时对
外做功，故内能有可能不变或减少，A 错；物体对外做功，还有可能吸收热量、内能可能不变或增大，B 错、C 正确；放出热量，同时对外做功，内能一定减少，D 错误．
能量守恒定律的理解和应用
3．自由摆动的秋千摆动幅度越来越小，下列说法正确的是
( )
A ．机械能守恒
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
答案 D
解析 自由摆动的秋千摆动幅度减小，说明机械能在减少，减少的机械能等于克服阻力、摩擦力做的功，增加了内能．
气体实验定律和热力学第一定律的结合
4．(热力学第一定律与气体实验定律的结合)如图3－2、3－4所示，两个截面积
都为S 的圆柱形容器，右边容器高为H ，上端封闭，左边容器上端是一个可以在容器内无摩擦
滑动的质量为M 的活塞．两容器由装有阀门的极细管道相连，容器、活塞和细管都是绝热的．开始时阀门关闭，左边容器中装有理想气体，平衡时活塞到容器底的距离为H ，右边容器内为真空．现将阀门缓慢打开，活塞便缓慢下降，直至系统达到新的平衡，此时理想气体的温度增加为原来的1.4倍，已知外界大气压强为p 0，求此过程中气体内能的增加量．
图3－2、3－4
答案 35(Mg ＋p 0S )H
解析 理想气体发生等压变化．设封闭气体压强为p ，分析活塞受力有pS ＝
Mg＋p0S
设气体初态温度为T，活塞下降的高度为x，系统达到新平衡，由盖—吕萨克
定律HS
T＝
(H－x＋H)S
1.4T
解得x＝3 5H
又因系统绝热，即Q＝0
外界对气体做功为W＝pSx
根据热力学第一定律ΔU＝Q＋W
所以ΔU＝3
5(Mg＋p0S)H。