高中物理第5章热力学定律第1节热力学第一定律第2节能量的转化与守恒学业分层测评鲁科版.docx

第1节 热力学第一定律 第2节 能量的转化与守恒 (建议用时：45分钟)学业达标1在热力学第一定律的表达式UWQ中，关于U、W、Q各个物理量的正、负，下列说法中正确的是()A物体对外界做功时W为负B物体吸收热量时，Q为正C内能减少时，U为正D内能增加时，U为正EW为正，Q为负时，U一定为零【解析】根据公式UWQ及W、Q、U的符号法则得A、B、D正确【答案】ABD2下列关于能量转化的现象的说法中，正确的是()A用太阳灶烧水是太阳能转化为内能B电灯发光是电能转化为光能C核电站发电是电能转化为内能D生石灰放入盛有凉水的烧杯里，水温升高是动能转化为内能E跳高运动员跳起时，体内的化学能转化为机械能【解析】核电站发电是核能转化为电能，生石灰放入水中使水温升高，是化学能转化为内能【答案】ABE3. 某物体温度升高了，这说明()A该物体一定吸收了热量B该物体可能放出了热量C外界对物体可能做了功D物体可能吸收了热量E外界对物体一定做了功【解析】由UQW来分析，物体温度升高了，一定有物体的内能增加，U0，要满足U0可能有多种情况：W0，Q0；W0，Q0；W0，Q0；W0，Q|Q|；W0，Q|W|.由否定选A；与选项B一致，与选项C一致；与选项D一致，故选项B、C、D正确【答案】BCD4一定量的理想气体在某一过程中，从外界吸收热量2.5104 J，气体对外界做功1.0104 J，则该理想气体的()A密度增大B密度减小C温度降低D温度升高E内能增加【解析】由热力学第一定律UWQ，Q2.5104 J，W1.0104 J可知U大于零，气体内能增加，温度升高，C错，D、E对；气体对外做功，体积增大，密度减小，B对，A错【答案】BDE5下列关于第一类永动机的说法正确的是()A第一类永动机是不消耗任何能量却能源源不断地对外做功的机器B第一类永动机不能制成的原因是违背了热力学第一定律C第一类永动机不能制成的原因是技术问题D第一类永动机终究有一天能够实现E第一类永动机不可能制成是因为违背了能量的转化和守恒定律【解析】第一类永动机是不消耗任何能量却能源源不断对外做功的机器，这是人们的美好愿望，但它违背了热力学第一定律这也是它不能制成的原因故A、B、E三项正确，C、D两项错误【答案】ABE6密闭有空气的薄塑料瓶因降温而变扁，此过程中瓶内空气(不计分子势能)()A内能增大B内能减小C对外界做功D外界对其做功E放出热量【解析】气体降温则内能减小，变扁则体积减小，外界对气体做功，由热力学第一定律UQW可知，气体一定放出热量故选项B、D、E正确【答案】BDE7空气压缩机在一次压缩过程中，活塞对气缸中空气做功为2105 J，空气的内能增加了1.5105 J，则气体_(选填“吸”或“放”)热为_J.【解析】由热力学第一定律：UQW得：1.5105 J2105 JQ，所以Q5104 J，故放热【答案】放51048水能是一种清洁能源位于美国和加拿大交界处的尼亚加拉瀑布流速达每秒6 000 m3，而且是一年四季流量稳定，瀑布落差50 m若利用这一资源发电，设其效率为50%，估算发电机的输出功率.【导学号：30110063】【解析】每秒流下的水量mV6 000103 kg，由能的转化和守恒知mgh50%Pt.式中m取6 000103 kg，t取1 s，h50 m，解得P1.5109 W.【答案】1.5109 W能力提升9如图513所示，A、B两点表示一定质量的某种理想气体的两个状态当气体自状态A变化到状态B时()图513A体积必然变大B不可能经过体积减小的过程C外界必然对气体做正功D气体必然从外界吸热E气体必然对外界做功【解析】本题是气体状态变化、图象与热力学第一定律结合的综合分析题连接OA、OB，得到两条等容线，故有VBVA，所以A正确；由于没有限制自状态A变化到状态B的过程，所以可先减小气体的体积再增大气体的体积到B状态，故B错误；因为气体体积增大，所以是气体对外做功，C错误，E正确；因为气体对外界做功，而气体的温度又升高，内能增大，由热力学第一定律知气体一定从外界吸热，D正确【答案】ADE10如图514所示，一绝热容器被隔板K隔开a、b两部分已知a内有一定量的稀薄气体，b内为真空，抽开隔板K后，a内气体进入b，最终达到平衡状态在此过程中()【导学号：30110064】图514A气体对外界做功B气体不做功C气体压强变小，温度降低D气体压强变小，温度不变E内能不变【解析】绝热容器内的稀薄气体与外界没有热交换，Q0.稀薄气体向真空中扩散没有做功，W0.根据热力学第一定律知稀薄气体的内能不变，则温度不变稀薄气体体积增大，压强必减小选项B、D、E正确【答案】BDE11一定质量的气体，在从一个状态变化到另一个状态的过程中，吸收热量280 J，并对外做功120 J，试问：(1)这些气体的内能发生了怎样的变化？(2)如果这些气体又返回原来的状态，并放出了240 J热量，那么在返回的过程中是气体对外界做功，还是外界对气体做功？做多少功？【解析】(1)由热力学第一定律可得UWQ120 J280 J160 J.(2)由于气体的内能仅与状态有关，所以气体从2状态回到1状态过程中内能的变化应等于从1状态到2状态过程中内能的变化，则从2状态到1状态的内能应减少160 J即U160 J，又Q240 J，根据热力学第一定律得UWQ，所以WUQ160 J(240 J)80 J，即外界对气体做功80 J.【答案】(1)增加了160 J(2)外界对气体做功80 J12如图515所示是用导热性能良好的材料制成的气体实验装置，开始时封闭的空气柱长度为22 cm，现在用竖直向下的外力F压缩气体，使封闭空气柱长度变为2 cm，人对活塞做功100 J，大气压强为p01105 Pa，不计活塞重力问：图515(1)若用足够长的时间缓慢压缩气体，求压缩后气体的压强为多大？(2)若以适当的速度压缩气体，向外散失的热量为20 J，则气体的内能增加多少？(活塞的横截面积S1 cm2)【解析】(1)设压缩后气体的压强为p，活塞的横截面积为S，l022 cm，l2 cm，V0l0S，VlS