高中物理第十章热力学定律第三节热力学第一定律、能量守恒定律自我小测新人教版选修3-31 5页

第三节热力学第一定律、能量守恒定律自我小测1．在热力学第一定律的表达式ΔU＝W＋Q中，关于ΔU、W、Q各个物理量的正、负，下列说法中正确的是(　　)A．外界对物体做功时W为正，吸热时Q为负，内能增加时ΔU为正B．物体对外界做功时W为负，吸热时Q为正，内能增加时ΔU为负C．物体对外界做功时W为负，吸热时Q为正，内能增加时ΔU为正D．外界对物体做功时W为负，吸热时Q为负，内能增加时ΔU为负2．一定量的气体吸收热量，体积膨胀并对外做功，则此过程的末态与初态相比(　　)A．气体内能一定增加B．气体内能一定减小C．气体内能一定不变D．气体内能的增减不能确定3．(2013·课标全国卷Ⅱ)关于一定量的气体，下列说法正确的是(　　)A．气体的体积指的是该气体的分子所能到达的空间的体积，而不是该气体所有分子体积之和B．只要能减弱气体分子热运动的剧烈程度，气体的温度就可以降低C．在完全失重的情况下，气体对容器壁的压强为零D．气体从外界吸收热量，其内能一定增加E．气体在等压膨胀过程中温度一定升高4．下列对能量守恒定律的认识中，不正确的是(　　)A．某种形式的能量减少，一定存在其他形式的能量增加B．某个物体的能量减少，必然有其他物体的能量增加C．不需要任何外界的动力而持续对外做功的机器——永动机是不可能制成的D．石子从空中落下，最后停止在地面上，说明机械能消失了5．某汽车后备箱内安装有撑起箱盖的装置，它主要由汽缸和活塞组成。开箱时，密闭于汽缸内的压缩气体膨胀，将箱盖顶起，如图所示。在此过程中，若缸内气体与外界无热交换，忽略气体分子间相互作用，则缸内气体(　　)A．对外做正功，分子的平均动能减小B．对外做正功，内能增大 C．对外做负功，分子的平均动能增大D．对外做负功，内能减小6．如图所示，固定容器及可动活塞P都是绝热的，中间有一导热的固定隔板B，B的两边分别盛有气体甲和乙。现将活塞P缓慢地向B移动一段距离，已知气体的温度随其内能的增加而升高。则在移动P的过程中(　　)A．外力对乙做功；甲的内能不变B．外力对乙做功；乙的内能不变C．乙传递热量给甲；乙的内能增加D．乙的内能增加；甲的内能不变7.如图所示，a、b、c、d表示一定质量的理想气体状态变化过程中的四个状态，图中ad平行于横坐标轴，dc平行于纵坐标轴，ab的延长线过原点，以下说法正确的是(　　)A．从状态d到c，气体不吸热也不放热B．从状态c到b，气体放热C．从状态a到d，气体对外做功D．从状态b到a，气体吸热8．一定质量的气体从外界吸收了4.2×105J的热量，同时气体对外界做了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？9．(2012·山东理综)如图所示，粗细均匀、导热良好、装有适量水银的U形管竖直放置，右端与大气相通，左端封闭气柱长l1＝20cm(可视为理想气体)，两管中水银面等高。现将右端与一低压舱(未画出)接通，稳定后右管水银面高出左管水银面h＝10cm。(环境温度不变，大气压强p0＝75cmHg) (1)求稳定后低压舱内的压强(用“cmHg”作单位)。(2)此过程中左管内的气体对外界________(填“做正功”“做负功”或“不做功”)，气体将________(填“吸热”或“放热”)。 参考答案1.解析：根据公式ΔU＝W＋Q中的符号法则知选项C正确。答案：C2.解析：由热力学第一定律ΔU＝Q＋W，气体吸收热量，Q>0，体积膨胀对外做功W<0，但不能确定Q与W值的大小，所以不能判断ΔU的正负，则气体内能的增减也就不能确定，选项D正确。答案：D百度文库-让每个人平等地提升自我3.解析：气体体积为气体分子所能达到的空间的体积，而气体分子体积很小，体积之和远小于气体体积，A项正确；气体温度反映了分子运动的剧烈程度，分子运动的剧烈程度减弱，温度必然降低，B项正确；气体压强是大量气体分子频繁碰撞容器器壁的结果，在完全失重的情况下，气体对器壁仍产生压强，C项错误；气体从外界吸收热量，但如果同时对外做功，那么气体的内能不一定增加，D项错误；根据气体定律可知，气体在等压膨胀过程中，体积与热力学温度成正比，体积变大，温度升高，E项正确。答案：ABE4.解析：A选项是指不同形式的能量间的转化，转化过程中能量是守恒的。B选项是指能量在不同的物体间发生转移，转移过程中能量是守恒的。这正好是能量守恒定律的两个方面——转化与转移。任何永动机都是不可能制成的，它违背了能量守恒定律。D选项中石子的机械能在变化，比如受空气阻力作用，机械能可能减少，但机械能并没有消失，只是转化成了其他形式的能量。答案：D5.解析：缸内气体膨胀，对外做正功，即W<0，缸内气体与外界无热交换，即Q＝0，由热力学第一定律W＋Q＝ΔU可知，ΔU<0，即缸内气体的内能减小，温度降低，分子的平均动能减小，故选项B、C、D错误，选项A正确。答案：A6.解析：将活塞P缓慢地向B移动的过程中，外力对乙做功，乙的内能增加，温度升高，由于固定隔板B导热，所以乙将传递热量给甲，甲、乙两部分气体的温度最终相同，均高于初态温度，所以甲、乙内能均增加，故选C项。答案：C 7.解析：从状态d到c，温度不变，理想气体内能不变，但是由于压强减小，所以体积增大，对外做功，还要保持内能不变，一定要吸收热量，故选项A错；气体从状态c到b是一个降压、降温过程，同时体积减小，外界对气体做功，而气体的内能还要减小(降温)，就一定要伴随放热的过程，故选项B对；气体从状态a到d是一个等压、升温的过程，同时体积增大，所以气体要对外做功，选项C正确；气体从状态b到a是个等容变化过程，随压强的增大，气体的温度升高，内能增大，而在这个过程中气体的体积没有变化，就没有做功，气体内能的增大是因为气体吸热的结果，故选项D对。答案：BCD8.解析：(1)气体从外界吸热为Q＝4.2×105J气体对外界做功为W＝－6×105J由热力学第一定律知：ΔU＝W＋Q＝－6×105J＋4.2×105J＝－1.8×105JΔU取负值，说明气体的内能减少，减少了1.8×105J。(2)因为气体对外界做功，所以气体的体积增大，分子间距离增大，气体分子间的作用力表现为引力，所以此过程要克服分子力做功，分子势能增加。(3)因为气体内能减少，同时气体的分子势能增加，说明气体分子的平均动能一定减少了。答案：(1)减少　减少了1.8×105J　(2)增加　(3)减少9.解析：(1)设U形管横截面积为S，右端与大气相通时左管中封闭气体压强为p1，右端与一低压舱接通后左管中封闭气体压强为p2，气柱长度为l2，稳定后低压舱内的压强为p。左管中封闭气体发生等温变化，根据玻意耳定律得p1V1＝p2V2①p1＝p0②p2＝p＋ph③V1＝l1S④V2＝l2S⑤由几何关系得h＝2(l2－l1)⑥联立①②③④⑤⑥式，代入数据得p＝50cmHg⑦(2)左管内气体体积增大，说明气体膨胀对外做正功；由于气体温度保持不变，根据热力学第一定律可得W＋Q＝0，故气体从外界吸热。答案：(1)50cmHg　(2)做正功　吸热