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UWQ中，關(guān)于U、W、Q各個(gè)物理量的正、負(fù)，以下說(shuō)法中正確的選項(xiàng)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)，U為正D內(nèi)能增加時(shí)，U為正EW為正，Q為負(fù)時(shí)，U一定為零【解析】根據(jù)公式UWQ及W、Q、U的符號(hào)法那么得A、B、D正確【答案】ABD2一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)的以下說(shuō)法中正確的選項(xiàng)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)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

2、，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】BDE3景頗族祖先創(chuàng)造的點(diǎn)火器如圖5­1­2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5­1­2A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】BDE4某物體溫度升高了，這說(shuō)明A該物體一定吸收了熱量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

3、吸收了熱量E外界對(duì)物體一定做了功【解析】由UQW來(lái)分析，物體溫度升高了，一定有物體的內(nèi)能增加，U>0，要滿足U>0可能有多種情況：W>0，Q0；W0，Q>0；W>0，Q>0；W>0，Q<0，W>|Q|；W<0，Q>0，Q>|W|.由否認(rèn)選A；與選項(xiàng)B一致，與選項(xiàng)C一致；與選項(xiàng)D一致，應(yīng)選項(xiàng)B、C、D正確【答案】BCD5一定量的理想氣體在某一過(guò)程中，從外界吸收熱量2.5×104 J，氣體對(duì)外界做功1.0×104 J，那么該理想氣體的A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

4、UWQ，Q2.5×104 J，W1.0×104 J可知U大于零，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以下關(guān)于第一類永動(dòng)機(jī)的說(shuō)法正確的選項(xiàng)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犯了熱力學(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)終究有一天可以實(shí)現(xiàn)E第一類永動(dòng)機(jī)不可能制成是因?yàn)檫`犯了能量的轉(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斷對(duì)外做功的機(jī)器，這是人們的美妙愿望，但它違犯了熱力學(xué)第一定律這也是它不能制成的原因故A、B、E三

5、項(xiàng)正確，C、D兩項(xiàng)錯(cuò)誤【答案】ABE7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】氣體降溫那么內(nèi)能減小，變扁那么體積減小，外界對(duì)氣體做功，由熱力學(xué)第一定律UQW可知，氣體一定放出熱量應(yīng)選項(xiàng)B、D、E正確【答案】BDE8水能是一種清潔能源位于美國(guó)和加拿大交界處的尼亞加拉瀑布流速達(dá)每秒6 000 m3，而且是一年四季流量穩(wěn)定，瀑布落差50 m假設(shè)利用這一資源發(fā)電，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mV6 000×103 kg，由能的轉(zhuǎn)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如圖5­1­3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5­1­3A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】此題是氣體狀態(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VBVA，所以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

7、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，而氣體的溫度又升高，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】ADE10如圖4­1­2所示，一絕熱容器被隔板K隔開a、b兩部分a內(nèi)有一定量的稀薄氣體，b內(nèi)為真空，抽開隔板K后，a內(nèi)氣體進(jìn)入b，最終到達(dá)平衡狀態(tài)在此過(guò)程中 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：74320191】圖4­1­2A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)的稀薄氣體與外界沒(méi)有熱交換，Q0.稀薄氣體向真空中擴(kuò)散沒(méi)有做功

8、，W0.根據(jù)熱力學(xué)第一定律知稀薄氣體的內(nèi)能不變，那么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】BDE11一定質(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280 J，并對(duì)外做功120 J，試問(wèn)：1這些氣體的內(nèi)能發(fā)生了怎樣的變化？ 2假如這些氣體又返回原來(lái)的狀態(tài)，并放出了240 J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UWQ120 J280 J160 J.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，那么從2狀態(tài)到1狀態(tài)的內(nèi)能應(yīng)減少16

9、0 J即U160 J，又Q240 J，根據(jù)熱力學(xué)第一定律得UWQ，所以WUQ160 J240 J80 J，即外界對(duì)氣體做功80 J.【答案】1增加了160 J2外界對(duì)氣體做功80 J12如圖4­1­3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，開場(chǎng)時(shí)封閉的空氣柱長(zhǎng)度為22 cm，如今用豎直向下的外力F壓縮氣體，使封閉空氣柱長(zhǎng)度變?yōu)?2 cm，人對(duì)活塞做功100 J，大氣壓強(qiáng)為p01×105 Pa，不計(jì)活塞重力問(wèn)：圖4­1­31假設(shè)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假設(shè)以適當(dāng)?shù)乃俣葔嚎s氣體，向外散失的熱量為20 J，那么氣體的內(nèi)能增加多少？活塞的橫截面積S1 cm2【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，l022 cm，l2 cm，V0