2019-2020年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

2019-2020年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．xx·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．xx·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＝75cmHg1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C

2.解析由热力学第一定律ΔU＝Q＋W，气体吸收热量，Q0，体积膨胀对外做功W0，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

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ABE

4.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D

5.解析缸内气体膨胀，对外做正功，即W0，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，ΔU0，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A

6.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BCD

8.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

1.8×105J2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＝p2V2

①p1＝p0

②p2＝p＋ph

③V1＝l1S

④V2＝l2S

⑤由几何关系得h＝2l2－l1

⑥联立

①②③④⑤⑥式，代入数据得p＝50cmHg

⑦2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150cmHg　2做正功　吸热。