第4章 4.1 热力学第一定律 4.2 能量守恒定律的发现历程 学业分层测试.docx

《第4章 4.1 热力学第一定律 4.2 能量守恒定律的发现历程 学业分层测试.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第4章 4.1 热力学第一定律 4.2 能量守恒定律的发现历程 学业分层测试.docx（6页珍藏版）》请在三一文库上搜索。

1、学业分层测评（十二）（建议用时：45分钟）学业达标1 .如图4-1-3所示，为焦耳实验装置图，用绝热性能良好的材料将容器包 好，重物下落带动叶片搅拌容器里的水，引起水温升高.关于这个实验，下列说 法正确的是（）图 4-1-3A.这个装置可测定热功当量B.做功增加了水的热量C.做功增加了水的内能D.功和热量是完全等价的，无区别E.在绝热过程中，做功一定增加水的内能【解析】 将做功过程和吸热过程在同等条件下比较，可测出热功当量，故 A正确；做功增加了水的内能，热量只是热传递过程中内能改变的量度，故B 错误，C正确；做功和传热产生的效果相同，但功和热量是不同的概念，D错误.【答案】ACE2 .下列所

2、述现象中属于利用热传导的方式来传热的是（）A.冬天，用手去拿室外的铁块，手感到冷8 .夏天，开空调后一段时间整个房间内温度降低C.在地面上晒小麦D.冬天，用暖水袋暖手E.用金属柄的铁勺子舀沸腾的热水时烫手【解析】 冬天，室外的铁块温度低，手温度高，用手拿铁块时，手上的热 量直接通过热传导的方式传到铁块上.用暖水袋暖手，道理同上.开空调后整个 房间内温度降低，是空气通过对流的方式使热空气降温.晒小麦是依靠太阳热辐 射来吸收热量的，所以A、D、E正确.【答案】ADE3.在热力学第一定律的表达式AU=W+Q中，关于AU、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.

3、物体吸收热量时，Q为正C.内能减少时，AU为正D.内能增加时，AU为正E. W为正，Q为负时，AU 一定为零【解析】 根据公式AU=W+Q及W、Q、AU的符号法则得A、B、D正 确.【答案】ABD4 .下列关于能量转化的现象的说法中，正确的是（）【导学号:35500041A.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】ABE5 .某物体温度升高了，这说明（）A

4、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AU=Q+W来分析，物体温度升高了，一定有物体的内能增 加，AU0,栗满足0可能有多种情况：W0, Q=O;W=0, Q0;W0, Q0;W0, QQ,W0, QW.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】BCD6 .景颇族祖先发明的点火器如图4-1-4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 4-1-4A.气体温度升高，压强不变B.气体温度升高，压强变大C

5、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】BDE7 .器壁导热较好的汽缸放在恒温环境中，如图4-1-5所示.汽缸内封闭着 一定量的气体，气体分子间相互作用的分子力可以忽略不计.当缓慢推动活塞（忽 略摩擦）0向左运动的过程中，有下列说法：图 4-1-5活塞对气体做功，气体的平均动能增加；活塞对气体做功，气体的平均动能不变；气体的单位体积内的分子数增大，压强增大；气体的单位体积内的分子数增大，压强不变；活塞对气体做功，气体的内能不变.其中不正确的是（）A.B.C.D.E.【解析

6、 解决本题的关键是理解缓慢推动活塞Q的物理含义.推动活塞Q 使活塞对气体做功，本来气体的温度应升高，但是由于缓慢推动活塞，所以使气 体增加的内能又以热量的形式释放到周围环境中，由于环境温度恒定，所以汽缸 内气体的温度不变，气体的平均动能不变，忽略分子力时，气体的内能不变， 错误，正确.由于气体被压缩，气体单位体积内的分子数增大，所以单位面 积上汽缸受到气体分子的碰撞次数增多，因此，气体的压强增大，正确，错、口7天.【答案】ABD8 . 一定量的气体内能增加了 3X105 J,(1)若吸收了 2X105 J的热量，则是气体对外界做功，还是外界对气体做功？ 做了多少焦耳的功？(2)若气体对外界做

7、了 4105 J的功，则是气体放热还是从外界吸热？放出 或吸收的热量是多少？【解析】(1)由热力学第一定律AU=Q+W得 W=t-2=3 IO5 J-2 IO5 J= 1 IO5 J外界对气体做功.(2)由 AU=Q+W得 Q=AUW=3X105 J(-4105 J) = 7105 J气体从外界吸热.【答案】(1)外界对气体做功IXIo5 J(2)气体从外界吸热7 X 105 J能力提升9 .如图4-1-6所示，一定质量的理想气体密封在绝热(即与外界不发生热交 换)容器中，容器内装有一可以活动的绝热活塞.今对活塞施以一竖直向下的压 力F使活塞缓慢向下移动一段距离后，气体的体积减小.若忽略活塞与

8、容器壁 间的摩擦，则被密封的气体的下列说法不正确的是()【导学号:35500042图 4-1-6A.温度升高，压强增大，内能减少B.温度降低，压强增大，内能减少C.温度升高，压强增大，内能增加D.温度降低，压强减小，内能增加E.分子的平均动能增加，分子对器壁单位面积碰撞的冲力增大【解析】 由R对密闭的气体做正功，容器及活塞绝热，则系统与外界传 递的热量Q=O,由功和内能的关系知，理想气体内能增大，温度升高，再根据华 =C, V减小，P增大.选项A、B、D不正确.【答案】ABD10 .如图4-1-7所示,A、JB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 4-

9、1-7A.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、图像与热力学第一定律结合的综合分析 题.连接。4、OB,得到两条等容线，故有VVk,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】ADE11 . 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

10、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AU= W+ Q= -120 J+280 J= 160 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，贝U从2状态到1状态的内 能应减少160 J.即AU =-160 J,又Q =-240 J,根据热力学第一定律得 AU =W +Q,所以 W =AU1 -Q =-160 J-(-240 J) =

11、 80 J,即夕卜界 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4-1-8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JF压缩气体，使封闭空气柱 长度变为2 cm,人对活塞做功IOO J,大气压强为Po=Ixlo5 Pa,不计活塞重 力.问：图 4-1-8(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S=I cm2)【解析】(1)设压缩后气体的压强为p,活塞的横截面积为S, o = 22 cm, /=2 Cn1, Vo=IoS, V= IS缓慢压缩气体温度不变，由玻意耳定律得：poVo=pV,解得：P=LlXIO6Pa.(2)大气压力对活塞做功：Wi= POSQO-/) = 2 J人做功也=IOoJ,由热力学第一定律得：AU=Wi + W2 + Q,将 Q=20 J 代入解得 AU= 82 J.【答案】 LIXIO6 Pa 82 J