物理（教科版选修33）练习第4章12能量守恒定律的发现热力学第一定律（课下作业）

课下作业(十一)能量守恒定律的发现热力学第一定律一、选择题1．(多选)关于物体内能的改变，下列说法中正确的是()A．能够改变物体内能的物理过程有两种：做功和热传递B．物体吸收热量，它的内能一定增加C．物体放出热量，它的内能一定减少D．外界对物体做功，物体的内能不一定增加解析：当物体从外界吸收的热量与对外界做的功正好相等时，物体的内能不变；当物体对外做功时，如果同时吸收热量，且吸收的热量比对外做的功多时，内能就可能增加．答案：AD2．(2017·全国卷Ⅱ)(多选)如图，用隔板将一绝热汽缸分成两部分，隔板左侧充有理想气体，隔板右侧与绝热活塞之间是真空．现将隔板抽开，气体会自发扩散至整个汽缸．待气体达到稳定后，缓慢推压活塞，将气体压回到原来的体积．假设整个系统不漏气．下列说法正确的是()A．气体自发扩散前后内能相同B．气体在被压缩的过程中内能增大C．在自发扩散过程中，气体对外界做功D．气体在被压缩的过程中，外界对气体做功E．气体在被压缩的过程中，气体分子的平均动能不变解析：气体向真空膨胀时不受阻碍，气体不对外做功，由于汽缸是绝热的，没有热交换，所以气体扩散后内能不变，选项A正确．气体被压缩的过程中，外界对气体做功，且没有热交换，根据热力学第一定律，气体的内能增大，选项B、D正确．气体在真空中自发扩散的过程中气体不对外做功，选项C错误．气体在压缩过程中，内能增大，由于一定质量的理想气体的内能完全由温度决定，温度越高，内能越大，气体分子的平均动能越大，选项E错误．答案：ABD3．一木块沿斜面向下滑，下列说法正确的是()A．不管斜面是否光滑，下滑过程中重力对木块做了功，它的内能将增大B．若斜面光滑且不计空气阻力，木块滑到斜面底部时，速度增大，内能也将增大C．若斜面粗糙，木块在重力作用下虽速度增大，但它的内能并不改变D．若斜面粗糙，木块的机械能减小，而它的内能将增大解析：斜面光滑且不计空气阻力时，木块下滑过程中机械能守恒，内能不变；斜面粗糙，木块下滑时要克服摩擦力做功，故木块机械能减小，由能量守恒定律它的内能将增大．D正确．答案：D4．一定质量的气体在某一过程中，外界对气体做了8×104J的功，气体的内能减少了1.2×105J，则下列各式中正确的是()A．W＝8×104J，ΔU＝1.2×105J，Q＝4×104JB．W＝8×104J，ΔU＝－1.2×105J，Q＝－2×105JC．W＝－8×104J，ΔU＝1.2×105J，Q＝2×104JD．W＝－8×104J，ΔU＝－1.2×105J，Q＝－4×104J解析：由热力学第一定律ΔU＝W＋Q，及符号的规定知，W＝8×104J，ΔU＝－1.2×105J，可解得Q＝－2×105J，所以选B．答案：B5．(多选)如图所示，带有活塞的汽缸中封闭一定质量的理想气体．将一个半导体NTC热敏电阻R置于汽缸中，热敏电阻与容器外的电源E和电流表A组成闭合回路，汽缸和活塞具有良好的绝热(与外界无热交换)性能．若发现电流表的读数增大时，以下判断正确的是()A．气体一定对外做功 B．气体体积一定增大C．气体内能一定增大 D．气体压强一定增大解析：电流表读数增大，说明热敏电阻温度升高，由于汽缸绝热，故气体温度升高，则内能一定增大，C正确；气体压强也一定增大，D正确．答案：CD6．(多选)对于一定量的理想气体，下列说法正确的是()A．若气体的压强和体积都不变，其内能也一定不变B．若气体的内能不变，其状态也一定不变C．若气体的温度随时间不断升高，其压强也一定不断增大D．气体温度每升高1K所吸收的热量与气体经历的过程有关E．当气体温度升高时，气体的内能一定增大解析：理想气体的内能只由温度决定，由理想气体状态方程eq\f(pV,T)＝C可知，若气体的压强和体积都不变，温度T也不变，所以内能也一定不变，A、E选项正确．若气体的内能不变，则温度T不变，但气体的压强和体积可以改变，B项错误．若气体的温度升高，体积增大，其压强可以不变，C项错误．由热力学第一定律ΔU＝Q＋W知，D选项正确．答案：ADE二、非选择题7．如图所示，一个质量为20kg的绝热汽缸竖直放置，绝热活塞的质量为5kg，处于静止状态时被封闭气体的高度为50cm，现在在活塞上方加一15kg的物体，待稳定后，被封闭气体的高度变为40cm解析：由能的转化与守恒定律可知，内能的增加等于活塞和物体重力势能的减少，ΔU＝ΔE＝(M＋m)gh＝(15＋5)×10×(50－40)×10－2J＝20J．答案：20J8．一定质量的气体从外界吸收了4.2×105J的热量，同时气体对外做了6×105J的功，问：(1)物体的内能是增加还是减少？变化量是多少？(2)分子势能是增加还是减少？(3)分子的平均动能是增加还是减少？解析：(1)气体从外界吸热为Q＝4.2×105J气体对外做功W＝－6×105J由热力学第一定律ΔU＝W＋Q＝－6×105J＋4.2×105J＝－1.8×105JΔU为负，说明气体的内能减少了．所以，气体内能减少了1.8×105J．(2)因为气体