物理（教科版選修33）練習(xí)第4章12能量守恒定律的發(fā)現(xiàn)熱力學(xué)第一定律（課下作業(yè)）

課下作業(yè)(十一)能量守恒定律的發(fā)現(xiàn)熱力學(xué)第一定律一、選擇題1．(多選)關(guān)于物體內(nèi)能的改變，下列說(shuō)法中正確的是()A．能夠改變物體內(nèi)能的物理過程有兩種：做功和熱傳遞B．物體吸收熱量，它的內(nèi)能一定增加C．物體放出熱量，它的內(nèi)能一定減少D．外界對(duì)物體做功，物體的內(nèi)能不一定增加解析：當(dāng)物體從外界吸收的熱量與對(duì)外界做的功正好相等時(shí)，物體的內(nèi)能不變；當(dāng)物體對(duì)外做功時(shí)，如果同時(shí)吸收熱量，且吸收的熱量比對(duì)外做的功多時(shí)，內(nèi)能就可能增加．答案：AD2．(2017·全國(guó)卷Ⅱ)(多選)如圖，用隔板將一絕熱汽缸分成兩部分，隔板左側(cè)充有理想氣體，隔板右側(cè)與絕熱活塞之間是真空．現(xiàn)將隔板抽開，氣體會(huì)自發(fā)擴(kuò)散至整個(gè)汽缸．待氣體達(dá)到穩(wěn)定后，緩慢推壓活塞，將氣體壓回到原來(lái)的體積．假設(shè)整個(gè)系統(tǒng)不漏氣．下列說(shuō)法正確的是()A．氣體自發(fā)擴(kuò)散前后內(nèi)能相同B．氣體在被壓縮的過程中內(nèi)能增大C．在自發(fā)擴(kuò)散過程中，氣體對(duì)外界做功D．氣體在被壓縮的過程中，外界對(duì)氣體做功E．氣體在被壓縮的過程中，氣體分子的平均動(dòng)能不變解析：氣體向真空膨脹時(shí)不受阻礙，氣體不對(duì)外做功，由于汽缸是絕熱的，沒有熱交換，所以氣體擴(kuò)散后內(nèi)能不變，選項(xiàng)A正確．氣體被壓縮的過程中，外界對(duì)氣體做功，且沒有熱交換，根據(jù)熱力學(xué)第一定律，氣體的內(nèi)能增大，選項(xiàng)B、D正確．氣體在真空中自發(fā)擴(kuò)散的過程中氣體不對(duì)外做功，選項(xiàng)C錯(cuò)誤．氣體在壓縮過程中，內(nèi)能增大，由于一定質(zhì)量的理想氣體的內(nèi)能完全由溫度決定，溫度越高，內(nèi)能越大，氣體分子的平均動(dòng)能越大，選項(xiàng)E錯(cuò)誤．答案：ABD3．一木塊沿斜面向下滑，下列說(shuō)法正確的是()A．不管斜面是否光滑，下滑過程中重力對(duì)木塊做了功，它的內(nèi)能將增大B．若斜面光滑且不計(jì)空氣阻力，木塊滑到斜面底部時(shí)，速度增大，內(nèi)能也將增大C．若斜面粗糙，木塊在重力作用下雖速度增大，但它的內(nèi)能并不改變D．若斜面粗糙，木塊的機(jī)械能減小，而它的內(nèi)能將增大解析：斜面光滑且不計(jì)空氣阻力時(shí)，木塊下滑過程中機(jī)械能守恒，內(nèi)能不變；斜面粗糙，木塊下滑時(shí)要克服摩擦力做功，故木塊機(jī)械能減小，由能量守恒定律它的內(nèi)能將增大．D正確．答案：D4．一定質(zhì)量的氣體在某一過程中，外界對(duì)氣體做了8×104J的功，氣體的內(nèi)能減少了1.2×105J，則下列各式中正確的是()A．W＝8×104J，ΔU＝1.2×105J，Q＝4×104JB．W＝8×104J，ΔU＝－1.2×105J，Q＝－2×105JC．W＝－8×104J，ΔU＝1.2×105J，Q＝2×104JD．W＝－8×104J，ΔU＝－1.2×105J，Q＝－4×104J解析：由熱力學(xué)第一定律ΔU＝W＋Q，及符號(hào)的規(guī)定知，W＝8×104J，ΔU＝－1.2×105J，可解得Q＝－2×105J，所以選B．答案：B5．(多選)如圖所示，帶有活塞的汽缸中封閉一定質(zhì)量的理想氣體．將一個(gè)半導(dǎo)體NTC熱敏電阻R置于汽缸中，熱敏電阻與容器外的電源E和電流表A組成閉合回路，汽缸和活塞具有良好的絕熱(與外界無(wú)熱交換)性能．若發(fā)現(xiàn)電流表的讀數(shù)增大時(shí)，以下判斷正確的是()A．氣體一定對(duì)外做功 B．氣體體積一定增大C．氣體內(nèi)能一定增大 D．氣體壓強(qiáng)一定增大解析：電流表讀數(shù)增大，說(shuō)明熱敏電阻溫度升高，由于汽缸絕熱，故氣體溫度升高，則內(nèi)能一定增大，C正確；氣體壓強(qiáng)也一定增大，D正確．答案：CD6．(多選)對(duì)于一定量的理想氣體，下列說(shuō)法正確的是()A．若氣體的壓強(qiáng)和體積都不變，其內(nèi)能也一定不變B．若氣體的內(nèi)能不變，其狀態(tài)也一定不變C．若氣體的溫度隨時(shí)間不斷升高，其壓強(qiáng)也一定不斷增大D．氣體溫度每升高1K所吸收的熱量與氣體經(jīng)歷的過程有關(guān)E．當(dāng)氣體溫度升高時(shí)，氣體的內(nèi)能一定增大解析：理想氣體的內(nèi)能只由溫度決定，由理想氣體狀態(tài)方程eq\f(pV,T)＝C可知，若氣體的壓強(qiáng)和體積都不變，溫度T也不變，所以內(nèi)能也一定不變，A、E選項(xiàng)正確．若氣體的內(nèi)能不變，則溫度T不變，但氣體的壓強(qiáng)和體積可以改變，B項(xiàng)錯(cuò)誤．若氣體的溫度升高，體積增大，其壓強(qiáng)可以不變，C項(xiàng)錯(cuò)誤．由熱力學(xué)第一定律ΔU＝Q＋W知，D選項(xiàng)正確．答案：ADE二、非選擇題7．如圖所示，一個(gè)質(zhì)量為20kg的絕熱汽缸豎直放置，絕熱活塞的質(zhì)量為5kg，處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)被封閉氣體的高度為50cm，現(xiàn)在在活塞上方加一15kg的物體，待穩(wěn)定后，被封閉氣體的高度變?yōu)?0cm解析：由能的轉(zhuǎn)化與守恒定律可知，內(nèi)能的增加等于活塞和物體重力勢(shì)能的減少，ΔU＝ΔE＝(M＋m)gh＝(15＋5)×10×(50－40)×10－2J＝20J．答案：20J8．一定質(zhì)量的氣體從外界吸收了4.2×105J的熱量，同時(shí)氣體對(duì)外做了6×105J的功，問：(1)物體的內(nèi)能是增加還是減少？變化量是多少？(2)分子勢(shì)能是增加還是減少？(3)分子的平均動(dòng)能是增加還是減少？解析：(1)氣體從外界吸熱為Q＝4.2×105J氣體對(duì)外做功W＝－6×105J由熱力學(xué)第一定律ΔU＝W＋Q＝－6×105J＋4.2×105J＝－1.8×105JΔU為負(fù)，說(shuō)明氣體的內(nèi)能減少了．所以，氣體內(nèi)能減少了1.8×105J．(2)因?yàn)闅怏w