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1、热力学第一定律能量守恒定律I达标基训丨知识点一热力学第一定律1.(双选)下列过程不可能发生的是( )A. 对物体做功，同时物体放热，物体的内能不变B. 对物体做功，同时物体吸热，物体的内能不变C. 物体对外做功，同时物体放热，物体的内能不变D. 物体对外做功，同时物体吸热，物体的内能不变解析 对物体做功 W 0,物体放热Q 0，则Al一定大于零，B不可能发生；物体对外 做功 W 0，放热Q 0,则 A l可能为零，D可能发生.答案 BC2 .(双选)关于物体的内能，下列说法中正确的是( ).A. 外界对物体做功，物体的内能不一定增加B. 不通过做功的过程，内能也可以从一个物体传递到另一个物体C
2、. 不发生热传递，物体内能总保持不变D. 外力对物体做1 J的功，物体就一定增加1 J的内能解析 物体的内能改变的物理过程有两种：一个是做功；另一个是热传递.可以利用其中的一种过程来改变物体的内能，也可以通过两种过程共同来改变物体的内能.答案 AB3.(双选)下列说法中正确的是( ).A. 气体的温度升高时，并非所有分子的速率都增大B. 盛有气体的容器做减速运动时，容器中气体的内能随之减小C. 理想气体在等容变化过程中，气体对外不做功，气体的内能不变D. 定质量的理想气体经等温压缩后，其压强一定增大解析 气体的温度升高，分子热运动的平均速率增大，并非所有分子的速率都增大，故A正确.气体的内能为
3、所有分子的平均动能和势能之和，与机械运动无关，故B错.由热力学第一定律A U= VW Q当W= 0时不能确定A U= 0，故C错一定质量的理想气体经等温压缩后，由玻意耳定律知，气体压强一定增大，故D正确.答案 AD知识点二能量转化与守恒定律4 汽车关闭发动机后，沿斜面匀速下滑的过程中( )A. 汽车的机械能守恒B. 汽车的动能和势能相互转化C. 汽车的机械能转化成内能，汽车的总能量减少D. 汽车的机械能逐渐转化为内能，汽车的总能量守恒解析汽车能匀速下滑，一定受阻力作用，克服阻力做功，机械能转化为内能，一部分内能 散发出去，汽车的总能量减少.答案 C5 .一物体获得一定初速度后，沿着一粗糙斜面上
4、滑，在上滑过程中，物体和斜面组成的系统( ).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，内能增加解析 物体沿斜面上滑过程中，有摩擦力对物体做负功，所以物体的机械能减少.由能的转化和守恒定律知，内能应增加，能的总量不变.答案 BD6. (双选)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( ).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.答案 BDII综合提升II7. 如图3-2、3-7
5、所示，某同学将空的薄金属筒开口向下压入水中.设水温均匀且恒定， 筒内空气无泄漏，不计气体分子间的相互作用，则被淹没的金属筒在缓缓下降过程中，筒内空气体积减小，空气一定-. - - -1一-三i严 1空气-图 3-2、3-7A.从外界吸热B.内能增大C.向外界放热D.内能减小解析本题考查气体性质和热力学第一定律，由于不计气体分子之间的相互作用，且整个过程缓慢进行，所以可看成温度不变，即气体内能不变，选项B、D匀错.热力学第一定律 U=VW Q因为在这个过程中气体体积减小，外界对气体做了功，式中W取正号， U= 0,所以C为负，即气体向外放热，故选项 A错、C对正确答案为C.答案 C8. (双选)
6、如图3-2、3-8所示，用绝热活塞把绝热容器隔成容积相同的两部分，先把活塞锁住，将质量和温度都相同的理想气体氢气和氧气分别充入容器的两部分，然后提起销子，使活塞可以无摩擦地滑动，当活塞平衡时( ).图 3-2、3-8A.氢气的温度不变B.氢气的压强增加C.氢气的体积增大D氧气的温度升高解析理想气体氢气和氧气的质量虽然相同，但由于氢气的摩尔质量小，故氢气物质的量多，又体积和温度相同，由压强的微观解释可知氢气产生的压强大，当拔掉销子后，会推动活塞向氧气一方移动，这时氢气对外做功，又无热传递，由 U= WW知，氢气内能减少，温度降低，对氧气而言，体积减小，外界对它做功，由热力学第一定律 U= WW
7、Q无热传递的情况下，氧气内能增加，温度升高.答案 CD9 如图3-2、3-9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，以下说法不正确的是( ).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，要保持内能不变，一定要吸收热量， 故答案A错；气体从状态c到状态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）
8、，就一定要伴随 放热的过程，故选项B正确；气体从状态a到状态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到状态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正确.答案 A10 如图3-2、3-10所示的两端开口的“ U形管中，盛有同种液体，并用阀门K将液体隔成左、右两部分，左边液面比右边液面高现打开阀门K,从打开阀门的两边液面第一次平齐的过程中，液体向外放热为 Q内能变化量为 U,动能变化量为云；大气对液体做功为 W,重 力做功为W,液体
9、克服阻力做功为W,由功能关系可得 W= 0 W W= E W W= Q= A U W Q= A U其中，正确的是( ).A. B.C . D .解析 由动能定理可知 W W+ W= A氐其中W= p A V左 p A V&= 0,可知、正确.由热力学第一定律 U VW Q# A U W Q可知正确、错误综合以上分析可知B正确.答案 B11 . 一定量的气体从外界吸热了 2.6 X 105 J的热量，内能增加了 4.2 X 105 J，是气体对外界做了功，还是外界对气体做了功？做了多少功？如果气体吸收的热量仍为2.6 X 105 J不变，但是内能只增加了 1.6 X 105 J，这一过程做功情况
10、怎样？解析 由题意知 Q= 2.6 X 105 J , A U 4.2 X 105 J，根据 A U= Q+ W 代入可得 W 1.6 X 105 J , W为正值，外界对气体做功，做功为 1.6 X 105 J.同理由题意可知Q = 2.6 X 105 J , A U= 1.6 X 105 J，利用热力学第一定律得 W = 1.0 X 105 J，这说明气体对外界做功（气体体积变大），做功为1.0 X 105 J.答案 外界对气体做功，做功为1.6 X 105 J气体对外界做功，做功为 1.0 X 105 J12 .一铁球从高H处由静止落到地面上，回弹速率是落地速率的一半，设撞击所转化的内能全部使铁球温度升高，则铁球的温度升高多少？（设铁的比热容为c,各物理量取国际制单位）解析 设落到地面时的速率为 v，由v2= 2gH得落地时v= 2gH 则铁球在与地面撞击时损失的动能11 V 333A E= 2mV 2刑2）2 = 8mV = 8m- 2gH= 4imgH由能量守恒定律得，损失的动能全部转化为铁球的内能3贝V A U= A E= 4mgH= Q3Q 4H 3gH由 0= cmA t 得 A t = cm= cm = 4c3gH即铁球温度升高4c .3gH答案 4c
