学业分层测评 第4章 1 能量守恒定律的发现+2 热力学第一定律

1、.学业分层测评十二建议用时：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，以下说法中正确的选项是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的符号法那么得A、B、D正确【答案】ABD2一物体获得一定初速度后，沿着一粗糙斜面上滑，在上滑过程中，物体和斜面组成的系统的以下说法中正确的选项是 【导学号：74320199】A机械能守恒B总能量守恒C机械能和内能增加D机械能减少，内能增加E摩擦力对物体做负功【解析】物体沿斜面上滑的过程中，有摩擦力对物体做负功

2、，所以物体的机械能减少由能量转化和守恒定律知，内能应增加，能的总量不变，B、D、E正确【答案】BDE3景颇族祖先创造的点火器如图5­1­2所示，用牛角做套筒，木制推杆前端粘着艾绒，猛推推杆，艾绒即可点燃，对筒内封闭的气体，在此压缩过程中 图5­1­2A气体温度升高，压强不变B气体温度升高，压强变大C气体对外界做正功D外界对气体做正功E气体的内能增加【解析】压缩气体时，外界对气体做功，内能增加，温度升高，体积变小，压强增大，所以B、D、E正确【答案】BDE4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

3、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，U>0，要满足U>0可能有多种情况：W>0，Q0；W0，Q>0；W>0，Q>0；W>0，Q<0，W>|Q|；W<0，Q>0，Q>|W|.由否认选A；与选项B一致，与选项C一致；与选项D一致，应选项B、C、D正确【答案】BCD5一定量的理想气体在某一过程中，从外界吸收热量2.5×104 J，气体对外界做功1.0×104 J，那么该理想气体的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

4、UWQ，Q2.5×104 J，W1.0×104 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】BDE6以下关于第一类永动机的说法正确的选项是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犯了热力学第一定律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可以实现E第一类永动机不可能制成是因为违犯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，这是人们的美妙愿望，但它违犯了热力学第一定律这也是它不能制成的原因故A、B、E三

5、项正确，C、D两项错误【答案】ABE7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 【导学号：74320190】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】气体降温那么内能减小，变扁那么体积减小，外界对气体做功，由热力学第一定律UQW可知，气体一定放出热量应选项B、D、E正确【答案】BDE8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假设利用这一资源发电，设其效率为50%，估算发电机的输出功率【解析】每秒流下的水量mV6 000×103 kg，由能的转化和守恒知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】此题是气体状态变化、图像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

7、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4­1­2所示，一绝热容器被隔板K隔开a、b两部分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，最终到达平衡状态在此过程中 【导学号：74320191】图4­1­2A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

8、，W0.根据热力学第一定律知稀薄气体的内能不变，那么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假如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，那么从2状态到1状态的内能应减少16

9、0 J即U160 J，又Q240 J，根据热力学第一定律得UWQ，所以WUQ160 J240 J80 J，即外界对气体做功80 J.【答案】1增加了160 J2外界对气体做功80 J12如图4­1­3所示是用导热性能良好的材料制成的气体实验装置，开场时封闭的空气柱长度为22 cm，如今用竖直向下的外力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p01×105 Pa，不计活塞重力问：图4­1­31假设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假设以适当的速度压缩气体，向外散失的热量为20 J，那么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，V0