学习方略》2013-2014学年高中物理鲁科版选修3-3课时训练·速提升第5章 第1节热力学第一定律.doc

温馨提示： 此套题为Word版，请按住Ctrl,滑动鼠标滚轴，调节合适的观看比例，答案解析附后。关闭Word文档返回原板块。课时训练速提升【基础达标】1.(基础理论辨析题)关于热力学第一定律,下列说法正确的是()A.理想气体的内能等于所有气体分子的动能的总和,与做功和热传递情况有关B.理想气体的内能与气体的体积有关C.气体体积减小,外界一定对气体做正功D.物体的内能增加了,物体一定从外界吸收了热量E.气体对外界做了功,气体的内能一定减少F.外界对气体做了正功,气体吸收热量,则气体的内能一定增加2.关于做功和热传递,下列说法中正确的是()A.冷和热的物体混合时,热的物体把温度传给冷的物体,最后温度相同B.做功和热传递在改变物体内能上是等效的,因此对物体做功就是对物体传热C.做功和热传递是改变物体内能的两种不同的物理过程D.高温的物体具有的热量多,低温的物体具有的热量少3.对一定质量的气体,下列说法正确的是()A.在体积缓慢地不断增大的过程中,气体一定对外界做功B.在压强不断增大的过程中,外界对气体一定做功C.在体积不断被压缩的过程中,内能一定增加D.在没有与外界发生热量交换的过程中,内能一定不变4.永动机是不可制成的,这是因为永动机()A.不符合机械能守恒定律B.违背了能的转化和守恒定律C.制造永动机的技术不过关D.无法解决机械摩擦问题5.在热力学第一定律的表达式U=W+Q中关于U、W、Q各个物理量的正、负,下列说法中正确的是()A.外界对物体做功时W为正,吸热时Q为负,内能增加时U为正B.物体对外界做功时W为负,吸热时Q为正,内能增加时U为负C.物体对外界做功时W为负,吸热时Q为正,内能增加时U为正D.外界对物体做功时W为负,吸热时Q为负,内能增加时U为负6.(2013北京高考)下列说法正确的是()A.液体中悬浮微粒的无规则运动称为布朗运动B.液体分子的无规则运动称为布朗运动C.物体从外界吸收热量,其内能一定增加D.物体对外界做功,其内能一定减少7.下列过程不可能发生的是()A.物体吸收热量,对外做功,同时内能增加B.物体吸收热量,对外做功,同时内能减少C.外界对物体做功,同时物体吸热,内能减少D.外界对物体做功,同时物体放热,内能增加8.一定质量的理想气体从外界吸收了4.2105J的热量,同时气体对外做了6105J的功,问：(1)气体的内能是增加还是减少?变化量是多少?(2)分子的平均动能是增加还是减少?【能力提升】1.(2011江苏高考)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,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2.某汽车后备箱内安装有撑起箱盖的装置,它主要由气缸和活塞组成。开箱时,密闭于气缸内的压缩气体膨胀,将箱盖顶起,如图所示。在此过程中,若缸内气体与外界无热交换,忽略气体分子间相互作用,则缸内气体()A.对外做正功,分子的平均动能减小B.对外做正功,内能增大C.对外做负功,分子的平均动能增大D.对外做负功,内能减小3.如图所示是一定质量的理想气体从状态A经B至C的p -图线,则在此过程中()A.气体的内能改变B.气体的体积增大C.气体向外界放热D.气体对外界做功4.一定质量的理想气体,从某一状态开始,经过一系列变化后又回到开始的状态。用W1表示外界对气体做的功,W2表示气体对外界做的功,Q1表示气体吸收的热量,Q2表示气体放出的热量,则在整个过程中一定有()A.Q1-Q2=W2-W1B.Q1-Q2=W1-W2C.W1=W2 D.Q1=Q25.(能力挑战题)如图所示,一导热气缸放在水平面上,其内封闭一定质量的某种理想气体。活塞通过滑轮组与一重物连接,并保持平衡,已知气缸高度为h,开始活塞在气缸中央,初始温度为t摄氏度,活塞面积为S,大气压强为p0,物体重力为G,活塞质量及一切摩擦不计。缓慢升高环境温度,使活塞上升x,封闭气体吸收了Q的热量。(气缸始终未离开地面)求：(1)环境温度升高了多少摄氏度?(2)气体的内能如何变化?变化了多少?答案解析【基础达标】1.【解析】选A、C、F。理想气体的内能等于气体所有分子动能的总和,其内能的改变由做功和热传递共同决定,故A项正确;理想气体的内能只与温度有关,与气体的体积无关,故B项错;气体体积减小,则外界一定对气体做正功,C项正确;物体的内能增加了,物体可能从外界吸收了热量,也可能是外界对物体做了功,也可能二者都有,故D项错;气体对外界做了功,但不知道热传递的情况,不能确定气体内能的变化,E项错;外界对气体做了正功,气体吸收了热量,则气体的内能一定增加,F项正确。2.【解析】选C。热的物体把热量传给冷的物体,温度不能传递,A项错;做功和热传递在改变物体内能上是等效的,但做功和热传递是两种不同的物理过程,故B项错,C项对;热量与过程对应,不能说高温的物体具有的热量多,低温的物体具有的热量少,D项错。3.【解析】选A。当体积增大时,气体一定对外做功,A正确;气体压强增大,但体积不一定会减小,所以外界不一定对气体做功,B错;当气体体积不断被压缩时,外界对气体做功,因气体与外界之间能量交换不确定,所以气体的内能不一定增加,C错;在气体与外界没有热量交换时,气体对外做功或外界对气体做功,都可以使气体的内能发生变化,D错。4.【解析】选B。永动机不可制成的原因是违背了能的转化和守恒定律,故B项正确。5.【解析】选C。外界对物体做功时W为正,反之为负;吸热时Q为正,反之为负;内能增加时U为正,反之为负。故C正确。6.【解题指南】解答本题时应从以下两点进行分析:(1)利用布朗运动的定义进行分析判断。(2)结合热力学第一定律分析物体内能的变化。【解析】选A。布朗运动是颗粒的无规则运动,反映了液体分子的无规则运动,故A正确,B错误;根据热力学第一定律U=W+Q,物体从外界吸收热量,其内能不一定增加,物体对外界做功,其内能也不一定减少,故C、D错误。7.【解析】选C。根据热力学第一定律U=W+Q可知,做功和热传递都可以改变物体的内能。但C项中内能一定是增加的,故C项不可能发生。8.【解析】(1)气体从外界吸热：Q=4.2105J气体对外做功：W=-6105J由热力学第一定律：U=W+Q=-6105J+4.2105J=-1.8105JU为负,说明气体的内能减少了。所以,气体内能减少了1.8105J。(2)因为理想气体的内能等于所有分子动能的总和,气体的内能减少了,气体的分子总数没有发生变化,故气体分子的平均动能一定减少了。答案：(1)减少1.8105J(2)减少【能力提升】1.【解析】选D。该永动机叶片进入水中,吸收热量而伸展划水,推动转轮转动,内能转化为机械能是它转动的原因,故A错;离开水面后向空气中放热,叶片形状迅速恢复,所以转动的能量来自热水,由于不断向空气释放热量,所以水温逐渐降低,C错;由热力学第一定律知,叶片在热水中吸收的热量应等于叶片的机械能与向空气中释放的热量之和,故D对。【总结提升】永动机不可能制成(1)第一类永动机概念：不消耗能量的机器。结果：无一例外地归于失败。原因：违背能量守恒原理。(2)永动机给我们的启示人类利用和改造自然时,必须遵循自然规律。2.【解析】选A。开箱时气缸内气体膨胀,对外做正功,气体与外界无热交换,即Q=0,由热力学第一定律U=W+Q,知U0,内能减少;气体分子间相互作用不计,无分子势能,所以气体温度降低,平均动能减小,故答案为A。【变式备选】一定质量的理想气体在某一过程中,外界对气体做功7.0104J,气体内能减少1.3105J,则此过程()A.气体从外界吸收热量2.0105JB.气体向外界放出热量2.0105JC.气体从外界吸收热量6.0104JD.气体向外界放出热量6.0104J【解析】选B。根据热力学第一定律,U=W+Q,所以Q=U-W=-1.3105J-7.0104J=-2.0105J,即气体向外界放出热量2.0105J,故B正确。3.【解析】选C。由图线可知气体的温度不发生变化,故气体的内能不发生变化,A项错;由A经B至C的过程,体积变小,外界对气体做功,而温度不变则气体的内能不变,故气体要向外放热,B、D项错,C项正确。4.【解析】选A。气体初、末状态相同,内能相同,由热力学第一定律知W+Q=0,即W2-W1=Q1-Q2,故选项A正确。5.【解题指南】外界对活塞的作用力不变,所以气体做等压变化,气体对外做功是气体的压力做功。【解析】(1)活塞缓慢移动,任意时刻都处于