學(xué)業(yè)分層測評 第4章 1 能量守恒定律的發(fā)現(xiàn)+2 熱力學(xué)第一定律

1、.學(xué)業(yè)分層測評十二建議用時：45分鐘學(xué)業(yè)達(dá)標(biāo)1在熱力學(xué)第一定律的表達(dá)式UWQ中，關(guān)于U、W、Q各個物理量的正、負(fù)，以下說法中正確的選項(xiàng)是A物體對外界做功時W為負(fù)B物體吸收熱量時，Q為正C內(nèi)能減少時，U為正D內(nèi)能增加時，U為正EW為正，Q為負(fù)時，U一定為零【解析】根據(jù)公式UWQ及W、Q、U的符號法那么得A、B、D正確【答案】ABD2一物體獲得一定初速度后，沿著一粗糙斜面上滑，在上滑過程中，物體和斜面組成的系統(tǒng)的以下說法中正確的選項(xiàng)是 【導(dǎo)學(xué)號：74320199】A機(jī)械能守恒B總能量守恒C機(jī)械能和內(nèi)能增加D機(jī)械能減少，內(nèi)能增加E摩擦力對物體做負(fù)功【解析】物體沿斜面上滑的過程中，有摩擦力對物體做負(fù)功

2、，所以物體的機(jī)械能減少由能量轉(zhuǎn)化和守恒定律知，內(nèi)能應(yīng)增加，能的總量不變，B、D、E正確【答案】BDE3景頗族祖先創(chuàng)造的點(diǎn)火器如圖5­1­2所示，用牛角做套筒，木制推桿前端粘著艾絨，猛推推桿，艾絨即可點(diǎn)燃，對筒內(nèi)封閉的氣體，在此壓縮過程中 圖5­1­2A氣體溫度升高，壓強(qiáng)不變B氣體溫度升高，壓強(qiáng)變大C氣體對外界做正功D外界對氣體做正功E氣體的內(nèi)能增加【解析】壓縮氣體時，外界對氣體做功，內(nèi)能增加，溫度升高，體積變小，壓強(qiáng)增大，所以B、D、E正確【答案】BDE4某物體溫度升高了，這說明A該物體一定吸收了熱量B該物體可能放出了熱量C外界對物體可能做了功D物體可能

3、吸收了熱量E外界對物體一定做了功【解析】由UQW來分析，物體溫度升高了，一定有物體的內(nèi)能增加，U>0，要滿足U>0可能有多種情況：W>0，Q0；W0，Q>0；W>0，Q>0；W>0，Q<0，W>|Q|；W<0，Q>0，Q>|W|.由否認(rèn)選A；與選項(xiàng)B一致，與選項(xiàng)C一致；與選項(xiàng)D一致，應(yīng)選項(xiàng)B、C、D正確【答案】BCD5一定量的理想氣體在某一過程中，從外界吸收熱量2.5×104 J，氣體對外界做功1.0×104 J，那么該理想氣體的A密度增大B密度減小C溫度降低D溫度升高E內(nèi)能增加【解析】由熱力學(xué)第一定律

4、UWQ，Q2.5×104 J，W1.0×104 J可知U大于零，氣體內(nèi)能增加，溫度升高，C錯，D、E對；氣體對外做功，體積增大，密度減小，B對，A錯【答案】BDE6以下關(guān)于第一類永動機(jī)的說法正確的選項(xiàng)是A第一類永動機(jī)是不消耗任何能量卻能源源不斷地對外做功的機(jī)器B第一類永動機(jī)不能制成的原因是違犯了熱力學(xué)第一定律C第一類永動機(jī)不能制成的原因是技術(shù)問題D第一類永動機(jī)終究有一天可以實(shí)現(xiàn)E第一類永動機(jī)不可能制成是因?yàn)檫`犯了能量的轉(zhuǎn)化和守恒定律【解析】第一類永動機(jī)是不消耗任何能量卻能源源不斷對外做功的機(jī)器，這是人們的美妙愿望，但它違犯了熱力學(xué)第一定律這也是它不能制成的原因故A、B、E三

5、項(xiàng)正確，C、D兩項(xiàng)錯誤【答案】ABE7密閉有空氣的薄塑料瓶因降溫而變扁，此過程中瓶內(nèi)空氣不計(jì)分子勢能 【導(dǎo)學(xué)號：74320190】A內(nèi)能增大B內(nèi)能減小C對外界做功D外界對其做功E放出熱量【解析】氣體降溫那么內(nèi)能減小，變扁那么體積減小，外界對氣體做功，由熱力學(xué)第一定律UQW可知，氣體一定放出熱量應(yīng)選項(xiàng)B、D、E正確【答案】BDE8水能是一種清潔能源位于美國和加拿大交界處的尼亞加拉瀑布流速達(dá)每秒6 000 m3，而且是一年四季流量穩(wěn)定，瀑布落差50 m假設(shè)利用這一資源發(fā)電，設(shè)其效率為50%，估算發(fā)電機(jī)的輸出功率【解析】每秒流下的水量mV6 000×103 kg，由能的轉(zhuǎn)化和守恒知mgh&

6、#215;50%Pt.式中m取6 000×103 kg，t取1 s，h50 m，解得P1.5×109 W.【答案】1.5×109 W才能提升9如圖5­1­3所示，A、B兩點(diǎn)表示一定質(zhì)量的某種理想氣體的兩個狀態(tài)當(dāng)氣體自狀態(tài)A變化到狀態(tài)B時圖5­1­3A體積必然變大B不可能經(jīng)過體積減小的過程C外界必然對氣體做正功D氣體必然從外界吸熱E氣體必然對外界做功【解析】此題是氣體狀態(tài)變化、圖像與熱力學(xué)第一定律結(jié)合的綜合分析題連接OA、OB，得到兩條等容線，故有VBVA，所以A正確；由于沒有限制自狀態(tài)A變化到狀態(tài)B的過程，所以可先減小氣體的

7、體積再增大氣體的體積到B狀態(tài)，故B錯誤；因?yàn)闅怏w體積增大，所以是氣體對外做功，C錯誤，E正確；因?yàn)闅怏w對外界做功，而氣體的溫度又升高，內(nèi)能增大，由熱力學(xué)第一定律知?dú)怏w一定從外界吸熱，D正確【答案】ADE10如圖4­1­2所示，一絕熱容器被隔板K隔開a、b兩部分a內(nèi)有一定量的稀薄氣體，b內(nèi)為真空，抽開隔板K后，a內(nèi)氣體進(jìn)入b，最終到達(dá)平衡狀態(tài)在此過程中 【導(dǎo)學(xué)號：74320191】圖4­1­2A氣體對外界做功B氣體不做功C氣體壓強(qiáng)變小，溫度降低D氣體壓強(qiáng)變小，溫度不變E內(nèi)能不變【解析】絕熱容器內(nèi)的稀薄氣體與外界沒有熱交換，Q0.稀薄氣體向真空中擴(kuò)散沒有做功

8、，W0.根據(jù)熱力學(xué)第一定律知稀薄氣體的內(nèi)能不變，那么溫度不變稀薄氣體體積增大，壓強(qiáng)必減小選項(xiàng)B、D、E正確【答案】BDE11一定質(zhì)量的氣體，在從一個狀態(tài)變化到另一個狀態(tài)的過程中，吸收熱量280 J，并對外做功120 J，試問：1這些氣體的內(nèi)能發(fā)生了怎樣的變化？ 2假如這些氣體又返回原來的狀態(tài)，并放出了240 J熱量，那么在返回的過程中是氣體對外界做功，還是外界對氣體做功？做多少功？【解析】1由熱力學(xué)第一定律可得UWQ120 J280 J160 J.2由于氣體的內(nèi)能僅與狀態(tài)有關(guān)，所以氣體從2狀態(tài)回到1狀態(tài)過程中內(nèi)能的變化應(yīng)等于從1狀態(tài)到2狀態(tài)過程中內(nèi)能的變化，那么從2狀態(tài)到1狀態(tài)的內(nèi)能應(yīng)減少16

9、0 J即U160 J，又Q240 J，根據(jù)熱力學(xué)第一定律得UWQ，所以WUQ160 J240 J80 J，即外界對氣體做功80 J.【答案】1增加了160 J2外界對氣體做功80 J12如圖4­1­3所示是用導(dǎo)熱性能良好的材料制成的氣體實(shí)驗(yàn)裝置，開場時封閉的空氣柱長度為22 cm，如今用豎直向下的外力F壓縮氣體，使封閉空氣柱長度變?yōu)?2 cm，人對活塞做功100 J，大氣壓強(qiáng)為p01×105 Pa，不計(jì)活塞重力問：圖4­1­31假設(shè)用足夠長的時間緩慢壓縮氣體，求壓縮后氣體的壓強(qiáng)為多大？2假設(shè)以適當(dāng)?shù)乃俣葔嚎s氣體，向外散失的熱量為20 J，那么氣體的內(nèi)能增加多少？活塞的橫截面積S1 cm2【解析】1設(shè)壓縮后氣體的壓強(qiáng)為p，活塞的橫截面積為S，l022 cm，l2 cm，V0