學(xué)業(yè)分層測(cè)評(píng)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(cè)評(píng)（十二）（建議用時(shí)：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AU=W+Q中，關(guān)于AU、W、Q各個(gè)物理量的正、負(fù)，下歹0說(shuō)法中正確的是（）A. 物體對(duì)外界做功時(shí)W為負(fù)B. 物體吸收熱量時(shí)，Q為正C. 內(nèi)能減少時(shí)，出為正D. 內(nèi)能增加時(shí)，出為正E. W為正，Q為負(fù)時(shí)，出一定為零【解析】根據(jù)公式AU=W+Q及W、Q、AU的符號(hào)法則得A、B、D正確.【答案】ABD一物體獲得一定初速度后，沿著一粗糙斜面上滑，在上滑過(guò)程中，物體和斜面組成的系統(tǒng)的下列說(shuō)法中正確的是（）【導(dǎo)學(xué)號(hào)：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(duì)

2、物體做負(fù)功【解析】物體沿斜面上滑的過(guò)程中，有摩擦力對(duì)物體做負(fù)功，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】BDE景頗族祖先發(fā)明的點(diǎn)火器如圖5-1-2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(duì)筒內(nèi)封閉的氣體，在此壓縮過(guò)程中（）圖5-1-2A. 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(duì)外界做正功D. 外界對(duì)氣體做正功E. 氣體的內(nèi)能增加【解析】壓縮氣體時(shí)，外界對(duì)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】BDE2. 某物體溫度升高了，這說(shuō)明（）A. 該物體一定吸收

3、了熱量B. 該物體可能放出了熱量C. 外界對(duì)物體可能做了功D. 物體可能吸收了熱量E. 外界對(duì)物體一定做了功【解析】由AU=Q+W來(lái)分析，物體溫度升高了，一定有物體的內(nèi)能增加，徵>0,要滿足AU>0可能有多種情況：W>0,Q=0;W=0,Q>0;W>0,Q>0;W>0,Q<0,W>|Q|;W<0,Q>0,Q>|W|.由否定選A;與選項(xiàng)B一致,與選項(xiàng)C一致；與選項(xiàng)D一致，故選項(xiàng)B、C、D正確.【答案】BCD3. 一定量的理想氣體在某一過(guò)程中，從外界吸收熱量2.5X104J,氣體對(duì)外界做功1.0X104j,則該理想氣體的（）A

4、. 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AU=W+Q,Q=2.5X104j,w=1.0X104J可知AU，氣體內(nèi)能增加，溫度升高，C錯(cuò)，D、E對(duì)；氣體對(duì)外做功，體積增大，密度減小，B對(duì)，A錯(cuò).【答案】BDE6.下列關(guān)于第一類永動(dòng)機(jī)的說(shuō)法正確的是（）A. 第一類永動(dòng)機(jī)是不消耗任何能量卻能源源不斷地對(duì)外做功的機(jī)器B. 第一類永動(dòng)機(jī)不能制成的原因是違背了熱力學(xué)第一定律C. 第一類永動(dòng)機(jī)不能制成的原因是技術(shù)問(wèn)題D. 第一類永動(dòng)機(jī)終究有一天能夠?qū)崿F(xiàn)E. 第一類永動(dòng)機(jī)不可能制成是因?yàn)檫`背了能量的轉(zhuǎn)化和守恒定律【解析】第一類永動(dòng)機(jī)是不消耗任何能量卻能源源不

5、斷對(duì)外做功的機(jī)器，這是人們的美好愿望，但它違背了熱力學(xué)第一定律.這也是它不能制成的原因.故A、B、E三項(xiàng)正確，C、D兩項(xiàng)錯(cuò)誤.【答案】ABE密閉有空氣的薄塑料瓶因降溫而變扁，此過(guò)程中瓶?jī)?nèi)空氣（不計(jì)分子勢(shì)能）（）【導(dǎo)學(xué)號(hào)：74320190】A. 內(nèi)能增大B. 內(nèi)能減小C. 對(duì)外界做功D. 外界對(duì)其做功E. 放出熱量【解析】氣體降溫則內(nèi)能減小，變扁則體積減小，外界對(duì)氣體做功，由熱力學(xué)第一定律AU=Q+W可知，氣體一定放出熱量.故選項(xiàng)B、D、E正確.BDE7. 水能是一種活潔能源.位于美國(guó)和加拿大交界處的尼業(yè)加拉瀑布流速達(dá)每秒6000m3,而且是一年四季流量穩(wěn)定，瀑布落差50m.若利用這一資源發(fā)電，

6、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m=Vp=6000X103kg,由能的轉(zhuǎn)化和守恒知mghx50%=Pt.式中m取6000x103kg,t取1s,h=50m,解得P=1.5X109W.【答案】1.5X109W能力提升如圖5-1-3所示，A、B兩點(diǎn)表示一定質(zhì)量的某種理想氣體的兩個(gè)狀態(tài).當(dāng)氣體自狀態(tài)A變化到狀態(tài)B時(shí)（）圖5-1-3A. 體積必然變大B. 不可能經(jīng)過(guò)體積減小的過(guò)程C. 外界必然對(duì)氣體做正功D. 氣體必然從外界吸熱E. 氣體必然對(duì)外界做功【解析】本題是氣體狀態(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Vb>Va,所

7、以A正確；由于沒(méi)有限制自狀態(tài)A變化到狀態(tài)B的過(guò)程，所以可先減小氣體的體積再增大氣體的體積到B狀態(tài)，故B錯(cuò)誤；因?yàn)闅怏w體積增大，所以是氣體對(duì)外做功，C錯(cuò)誤，E正確；因?yàn)闅怏w對(duì)外界做功，而氣體的溫度乂升高，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】ADE如圖4-1-2所示，一絕熱容器被隔板K隔開(kāi)a、b兩部分.已知a內(nèi)有一定量的稀薄氣體，b內(nèi)為真空，抽開(kāi)隔板K后，a內(nèi)氣體進(jìn)入b,最終達(dá)到平衡狀態(tài).在此過(guò)程中()【導(dǎo)學(xué)號(hào)：74320191】圖4-1-2A. 氣體對(duì)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

8、氣體與外界沒(méi)有熱交換，Q=0.稀薄氣體向真空中擴(kuò)散沒(méi)有做功，W=0.根據(jù)熱力學(xué)第一定律知稀薄氣體的內(nèi)能不變，則溫度不變.稀薄氣體體積增大，壓強(qiáng)必減小.選項(xiàng)B、D、E正確.【答案】BDE8. 一定質(zhì)量的氣體，在從一個(gè)狀態(tài)變化到另一個(gè)狀態(tài)的過(guò)程中，吸收熱量280J,并對(duì)外做功120J,試問(wèn)：(1) 這些氣體的內(nèi)能發(fā)生了怎樣的變化？(2) 如果這些氣體乂返回原來(lái)的狀態(tài)，并放出了240J熱量，那么在返回的過(guò)程中是氣體對(duì)外界做功，還是外界對(duì)氣體做功？做多少功？【解析】(1)由熱力學(xué)第一定律可得U=W+Q=120J+280J=160J.(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(guò)程中內(nèi)能

9、的變化應(yīng)等于從1狀態(tài)到2狀態(tài)過(guò)程中內(nèi)能的變化，則從2狀態(tài)到1狀態(tài)的內(nèi)能應(yīng)減少160J.即AU'=160J,乂Q'=240J,根據(jù)熱力學(xué)第一定律得U'=W+Q'，所以W=AU'Q'=160J(-240J)=80J,即外界對(duì)氣體做功80J.【答案】(1)增加了160J(2)外界對(duì)氣體做功80J9. 如圖4-1-3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(kāi)始時(shí)封閉的空氣柱長(zhǎng)度為22cm,現(xiàn)在用豎直向下的外力F壓縮氣體，使封閉空氣柱長(zhǎng)度變?yōu)?cm,人對(duì)活塞做功100J,大氣壓強(qiáng)為p0=1X105Pa,不計(jì)活塞重力.問(wèn)：圖4-1-3(1) 若用足夠長(zhǎng)的時(shí)間緩慢壓縮氣體，求壓縮后氣體的壓強(qiáng)為多大？(2) 若以適當(dāng)?shù)乃俣葔嚎s氣體，向外散失的熱量為20J,則氣體的內(nèi)能增加多少？(活塞的橫截面積S=1cm2)【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,10=22cm,1=2cm,V0=I0S,V