2018-2019学年高中物理教科版选修3-3（课件+检测+学业分层测评）：第4章 1 能量守恒定律的发现+2 热力学第一定律 (3份打包)

学业分层测评(十二) (建议用时：45分钟) [学业达标] 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．物体对外界做功时W为负 B．物体吸收热量时，Q为正 C．内能减少时，ΔU为正 D．内能增加时，ΔU为正 E．W为正，Q为负时，ΔU一定为零 【解析】　根据公式ΔU＝W＋Q及W、Q、ΔU的符号法则得A、B、D正确． 【答案】　ABD 2．一物体获得一定初速度后，沿着一粗糙斜面上滑，在上滑过程中，物体和斜面组成的系统的下列说法中正确的是(　　) 【导学号：74320059】 A．机械能守恒 B．总能量守恒 C．机械能和内能增加 D．机械能减少，内能增加 E．摩擦力对物体做负功 【解析】　物体沿斜面上滑的过程中，有摩擦力对物体做负功，所以物体的机械能减少．由能量转化和守恒定律知，内能应增加，能的总量不变，B、D、E正确． 【答案】　BDE 3．景颇族祖先发明的点火器如图5­1­2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5­1­2 A．气体温度升高，压强不变 B．气体温度升高，压强变大 C．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】　BDE 4．某物体温度升高了，这说明(　　) A．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ΔU＝Q＋W来分析，物体温度升高了，一定有物体的内能增加，ΔU>0，要满足ΔU>0可能有多种情况：①W>0，Q＝0；②W＝0，Q>0；③W>0，Q>0；④W>0，Q<0，W>|Q|；⑤W<0，Q>0，Q>|W|.由①否定选A；④与选项B一致，①③④与选项C一致；②③⑤与选项D一致，故选项B、C、D正确． 【答案】　BCD 5．一定量的理想气体在某一过程中，从外界吸收热量2.5×104 J，气体对外界做功1.0×104 J，则该理想气体的(　　) A．密度增大 B．密度减小 C．温度降低 D．温度升高 E．内能增加 【解析】　由热力学第一定律ΔU＝W＋Q，Q＝2.5×104 J，W＝－1.0×104 J可知ΔU大于零，气体内能增加，温度升高，C错，D、E对；气体对外做功，体积增大，密度减小，B对，A错． 【答案】　BDE 6．下列关于第一类永动机的说法正确的是(　　) A．第一类永动机是不消耗任何能量却能源源不断地对外做功的机器 B．第一类永动机不能制成的原因是违背了热力学第一定律 C．第一类永动机不能制成的原因是技术问题 D．第一类永动机终究有一天能够实现 E．第一类永动机不可能制成是因为违背了能量的转化和守恒定律 【解析】　第一类永动机是不消耗任何能量却能源源不断对外做功的机器，这是人们的美好愿望，但它违背了热力学第一定律．这也是它不能制成的原因．故A、B、E三项正确，C、D两项错误． 【答案】　ABE 7．密闭有空气的薄塑料瓶因降温而变扁，此过程中瓶内空气(不计分子势能) (　　) 【导学号：74320060】 A．内能增大 B．内能减小 C．对外界做功 D．外界对其做功 E．放出热量 【解析】　气体降温则内能减小，变扁则体积减小，外界对气体做功，由热力学第一定律ΔU＝Q＋W可知，气体一定放出热量．故选项B、D、E正确． 【答案】　BDE 8．水能是一种清洁能源．位于美国和加拿大交界处的尼亚加拉瀑布流速达每秒6 000 m3，而且是一年四季流量稳定，瀑布落差50 m．若利用这一资源发电，设其效率为50%，估算发电机的输出功率． 【解析】　每秒流下的水量m＝Vρ＝6 000×103 kg， 由能的转化和守恒知mgh×50%＝Pt. 式中m取6 000×103 kg，t取1 s，h＝50 m， 解得P＝1.5×109 W. 【答案】　1.5×109 W [能力提升] 9．如图5­1­3所示，A、B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5­1­3 A．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OA、OB，得到两条等容线，故有VB＞VA，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