☆大庆英杰物理工作室☆2015-2016高二同步辅导资料
第二节 热力学第一定律 能量守恒
1．理解热力学第一定律．
2．能运用热力学第一定律解释自然界能量的转化 、转移问题．
3．理解能量守恒定律，知道能量守恒是自然界普遍遵从的基本规律．
4．知道第一类永动机是不可能制成的．
理论知识一 热力学第一定律
一 热力学第一定律
1．改变内能的两种方式：做功与热传递．两者在改变系统内能方面是等效的．
2．热力学第一定律：
(1) 内容：一个热力学系统的内能增量等于外界向它传递的热量与外界对它所做的功的和．
(2) 数学表达式：ΔU＝Q＋W.
二 正确理解热力学第一定律
1．对公式ΔU＝Q＋W中ΔU、Q、W符号的规定：
符号
Q
W
ΔU
＋
物体吸收热量
外界对物体做功
内能增加
－
物体放出热量
物体对外界做功
内能减少
2．几种特殊情况：
(1) 若过程是绝热的，即Q＝0，则ΔU＝W，物体内能的增加量等于外界对物体做的功．
(2) 若过程中不做功，即W＝0，则ΔU＝Q，物体内能的增加量等于物体从外界吸收的热量．
(3) 若过程的始末状态物体的内能不变，即ΔU＝0，则W＝－Q(或Q＝－W)，外界对物体做的功等于物体放出的热量(或物体吸收的热量等于物体对外界做的功)．www.21-cn-jy.com
3．判断是否做功的方法：一般情况下外界对物体做功与否，需看物体的体积是否变化．
(1)若物体体积增大，表明物体对外界做功，W<0.
(2)若物体体积减小，表明外界对物体做功，W>0.
【例1】一定质量的理想气体在某一过程中，外界对气体做功7.0×104 J，气体内能减少1.3×105 J，则此过程( )21教育名师原创作品
A．气体从外界吸收热量2.0×105 J
B．气体向外界放出热量2.0×105 J
C．气体从外界吸收热量2.0×104 J
D．气体向外界放出热量6.0×104 J
【变式训练】
1．一定量的气体在某一过程中，外界对气体做了8×104 J的功，气体的内能减少了1.2×105 J，则下列各式中正确的是( )21*cnjy*com
A．W＝8×104 J，ΔU＝1.2×105 J，Q＝4×104 J
B．W＝8×104 J，ΔU＝－1.2×105 J，Q＝－2×105 J
C．W＝－8×104 J，ΔU＝1.2×105 J，Q＝2×104 J
D．W＝－8×104 J，ΔU＝－1.2×105 J，Q＝－4×104 J
【解析】 因为外界对气体做功，W取正值，即W＝8×104 J；内能减少，ΔU取负值，即ΔU＝－1.2×105 J；根据热力学第一定律ΔU＝W＋Q，可知Q＝ΔU－W＝－1.2×1.5 J－8×104 J＝－2×105 J，即B选项正确．
【答案】 B
理论知识二 能量守恒定律
一 能量守恒定律
1．内容：能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到别的物体，在转化或转移的过程中能量的总量保持不变．21·世纪*教育网
2．意义：
(1) 各种形式的能可以相互转化．
(2) 各种物理现象可以用能量守恒定律联系在一起．
二 永动机不可能制成
1．第一类永动机：不需要任何动力或燃料，却能不断地对外做功的机器．
2．第一类永动机不可能制成的原因：违背了能量守恒定律．
三 对能量守恒定律的理解
1．能量的存在形式及相互转化：
(1) 各种运动形式都有对应的能：机械运动有机械能，分子的热运动有内能，还有诸如电磁能、化学能、原子能等．21教育网
(2) 各种形式的能，通过某种力做功可以相互转化．例如，利用电炉取暖或烧水，电能转化为内能；煤燃烧，化学能转化为内能；列车刹车后，轮子温度升高，机械能转化为内能．
2．与某种运动形式对应的能是否守恒是有条件的．例如，物体的机械能守恒，必须是只有重力或系统内的弹力做功；而能量守恒定律是没有条件的，它是一切自然现象都遵守的基本规律．
3．第一类永动机失败的原因分析：
如果没有外界热源供给热量，则有U2－U1＝W，就是说，如果系统内能减少，即U2
四 理想气体状态方程与热力学第一定律的综合应用
内能的变化可以引起气体体积、温度的变化，内能的变化量可以通过热力学第一定律ΔU＝Q＋W分析得到．因此，此类题目既包括根据气体状态参量的变化分析系统吸放热和做功情况，也包括根据热力学第一定律分析气体状态参量变化的问题．
【例2】 水能不产生污染物，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量可达每秒6 000 m3，而且一年四季流量稳定，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．(g取10 N/kg)
【例3】 吸盘是由橡胶制成的一种生活用品，其上固定有挂钩用于悬挂物体．如图所示，现有一吸盘，其圆形盘面的半径为2.0×10－2 m，当其与天花板轻轻接触时，吸盘与天花板所围容积为1.0×10－5 m3；按下吸盘时，吸盘与天花板所围容积为2.0×10－6 m3，盘内气体可看做与大气相通，大气压强为p0＝1.0×105 Pa.设在吸盘恢复原状过程中，盘面与天花板之间紧密接触，吸盘内气体初态温度与末态温度相同．不计吸盘的厚度与吸盘和挂钩的重量．
(1)吸盘恢复原状时，盘内气体压强为________；
(2)在挂钩上最多能悬挂重为________的物体；
(3)请判断在吸盘恢复原过程中盘内气体是吸热还是放热，并简述理由．
【变式训练】
2．风沿水平方向以速度v垂直吹向一直径为d的风车叶轮上，设空气的平均密度为ρ，风的动能有50%转化为风车的动能，风车带动水车将水提高h的高度，效率为80%，则单位时间最多可提升的水的质量m＝________.
【解析】 本题综合性较强，根据能量守恒定律列出方程即可得到正确答案．设在t时间内吹在风车上的空气的质量为m′＝πd2·vt·ρ，风的动能Ek＝m′v2＝πd2v3tρ.根据题意：πd2v3tρ×50%×80%＝m″gh，则单位时间内提升水的质量m＝＝.21·cn·jy·com
【答案】
1．关于物体内能的变化，以下说法中正确的是( )
A．物体吸收热量，内能一定增大
B．物体对外做功，内能一定减少
C．物体吸收热量，同时对外做功，内能可能不变
D．物体放出热量，同时对外做功，内能可能不变
【解析】 做功与传热在改变物体内能上是等效的，由热力学第一定律ΔU＝W＋Q可知，改变物体的内能决定于W与Q，故选C.【出处：21教育名师】
【答案】 C
2．对于一定量的气体加热，气体吸收了500 J的热量，它受热膨胀的过程中对外做功300 J，气体的内能将怎样改变( )
A．增加800 J B．减少800 J
C．增加200 J D．减少200 J
【解析】 由公式ΔU＝W＋Q可得出ΔU＝－300 J＋500 J＝200 J.
【答案】 C
3．一定质量的气体，从状态A变化到另一个状态B的过程中，内能增加了160 J，则下列关于内能变化的可能原因的说法中不可能的是( )
A．从A到B的绝热过程中，外界对气体做功160 J
B．从A到B的单纯热传递过程中，外界对气体传递了160 J的热量
C．从A到B过程中吸热280 J，并对外做功120 J
D．从A到B过程中放热280 J，外界对气体做功120 J
【解析】 由热力学第一定律ΔU＝W＋Q可知A、B、C对，D错．
【答案】 D
4．第一类永动机是不可能制成的，这是因为( )
A．它不符合机械能守恒定律
B．它违背了能量的转化和守恒定律
C．它做功产生的热不符合热功当量
D．暂时找不到合理的设计方案和理想材料
【解析】 第一类永动机不可能制成的原因是违背了能量的转化和守恒定律，故B项正确．
【答案】 B
5．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)( )
A．内能增大，放出热量
B．内能减小，吸收热量
C．内能增大，对外界做功
D．内能减小，外界对其做功
【解析】 不计分子势能，故瓶内空气的内能随温度降低，内能一定减小，体积减小了，外界对瓶内气体做功，此过程为放热过程，故D选项正确．
【答案】 D
5．汽车关闭发动机后恰能沿斜坡匀速下滑，在这过程中( )
A．汽车的机械能守恒
B．汽车的动能和势能相互转化
C．机械能转化为内能，总能量守恒
D．机械能和内能之间没有转化
【解析】 汽车下滑过程中，机械能转化为内能，但总能量守恒，应选C.
【答案】 C
6．右图是密闭的气缸，外力推动活塞P压缩气体，对缸内气体做功800 J，同时气体向外界放热200 J．缸内气体的( )【来源：21·世纪·教育·网】
A．温度升高，内能增加600 J
B．温度升高，内能减少200 J
C．温度降低，内能增加600 J
D．温度降低，内能减少200 J
7．(多选)根据能量守恒，下列说法正确的是( )
A．物体对外界做功2 J，并从外界吸收2 J的热量，则物体内能增加4 J
B．外界对物体做功2 J，物体从外界吸收2 J热量，则物体内能增加4 J
C．外界对物体做功2 J，物体向外界放出2 J的热量，则物体内能不变
D．物体对外界做功2 J，并向外界放出2 J的热量，则物体内能减少4 J
【解析】 由热力学第一定律ΔU＝Q＋W可知BCD正确，A项错误．
【答案】 BCD
8．在热力学第一定律ΔU＝W＋Q中，关于各个物理量的正、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，放热时Q为负，内能减少时ΔU为负
C．物体对外界做功时W为正，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
【解析】 据热力学第一定律ΔU＝W＋Q的符号规定，可判断B项正确．
【答案】 B
9．给旱区送水的消防车停于水平地面．在缓慢放水过程中，若车胎不漏气，胎内气体温度不变，不计分子间势能，则胎内气体( )www-2-1-cnjy-com
A．从外界吸热
B．对外界做负功
C．分子平均动能减小
D．内能增加
【解析】 缓慢放水过程中，胎内气体压强减小，气体膨胀对外界做正功，选项B错；胎内气体温度不变，故分子平均动能不变，选项C错；由于不计分子间势能，气体内能只与温度有关，温度不变，内能不变，选项D错；由ΔU＝W＋Q知ΔU＝0，W<0，故Q>0，气体从外界吸热，选项A正确．
【答案】 A
10．爆米花酥脆可口、老少皆宜，是许多人喜爱的休闲零食，如图为高压爆米花的装置原理图，玉米在铁质的密闭容器内被加热，封闭气体被加热成高温高压气体，当打开容器盖后，“嘭”的一声气体迅速膨胀，压强急剧减小，玉米粒就“爆炸”成了爆米花．设当地温度为t1＝27℃，大气压为p0，已知密闭容器打开前的气体压强达到4p0.2-1-c-n-j-y
(1) 若把容器内的气体看做理想气体，求容器内气体的温度；
(2) 假定在一次打开的过程中，容器内气体膨胀对外界做功15 kJ，并向外释放了20 kJ的热量，容器内原有气体的内能如何变化？变化了多少？
第十章 热力学定律
阶段性测试二
姓名： 分数：
1．(多选)如图所示，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( )21世纪教育网版权所有
A．体积必然变大
B．有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
【解析】 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正确．因为气体体积增大，所以是气体对外做功，C错误．因为气体对外界做功，而气体的温度又升高，内能增大，由热力学第一定律知气体一定从外界吸热，D正确．21cnjy.com
【答案】 ABD
2．带有活塞的气缸内封闭一定量的理想气体，气体开始处于状态a，然后经过过程ab到达状态b或经过过程ac到达状态c，b、c状态温度相同，如V－T图所示．设气体在状态b和状态c的压强分别为pb和pc，在过程ab和ac中吸收的热量分别为Qab和Qac，则( )2·1·c·n·j·y
A．pb>pc，Qab>Qac
B．pb>pc，QabC．pbQac
D．pb3．如图所示，一演示用的“永动机”转轮由5根轻杆和转轴构成，轻杆的末端装有用形状记忆合金制成的叶片，轻推转轮后，进入热水的叶片因伸展而“划水”，推动转轮转动．离开热水后，叶片形状迅速恢复，转轮因此能较长时间转动．下列说法正确的是( ) 21*cnjy*com
A．转轮依靠自身惯性转动，不需要消耗外界能量
B．转轮转动所需能量来自形状记忆合金自身
C．转动的叶片不断搅动热水，水温升高
D．叶片在热水中吸收的热量一定大于在空气中释放的热量
【解析】 该永动机叶片进入水中，吸收热量而伸展划水，推动转轮转动，离开水面后向空气中放热，叶片形状迅速恢复，所以转动的能量来自热水，由于不断向空气释放热量，所以水温逐渐降低，A、B、C错，D对．
【答案】 D
4．A、B两装置，均由一支一端封闭，一端开口且带有玻璃泡的管状容器和水银槽组成，除玻璃泡在管上的位置不同外，其他条件都相同．将两管抽成真空后，开口向下竖直插入水银槽中(插入过程没有空气进入管内)，水银柱上升至如图所示位置停止．假设这一过程水银与外界没有热交换，则下列说法正确的是( )
A．A中水银的内能增量大于B中水银的内能增量
B．B中水银的内能增量大于A中水银的内能增量
C．A和B中水银体积保持不变，故内能增量相同
D．A和B中水银温度始终相同，故内能增量相同
【解析】 外界大气压力对水银做功，使水银进入试管内，两装置将同样多的水银压入管中，故大气压力做功是相同的．这些功一部分增加了水银的重力势能，另一部分增加了水银的内能．由于A管中水银重心高，增加的重力势能大，故A管中水银内能的增量小．【来源：21cnj*y.co*m】
【答案】 B
5．一定质量的理想气体，从某一状态开始，经过一系列变化后又回到开始状态，用W1表示外界对气体做的功，W2表示气体对外界做的功，Q1表示气体吸收的热量，Q2表示气体放出的热量，则在整个过程中一定有( )
A．Q1－Q2＝W2－W1 B．Q1＝Q2
C．W1＝W2 D．Q1>Q2
6．在一个与外界没有热交换的房间内打开冰箱门，冰箱正常工作，过一段时间房间内的温度将作如何变化( )【版权所有：21教育】
A．降低 B．升高
C．不变 D．无法确定
【解析】 冰箱消耗电能使冰箱内外发生热交换而达到内部制冷，把冰箱与房间看做一个系统，打开冰箱门后，冰箱与房间内的热交换发生在系统内，不会引起总能量与系统外的交换．但系统消耗电能增加了系统的总能量，冰箱正常工作，根据能的转化与守恒定律知，增加的系统能量转化为内能使房间的温度升高，故选B.
【答案】 B
7．一个气泡从恒温水槽的底部缓慢向上浮起，(若不计气泡内空气分子势能的变化)则( )
A．气泡对外做功，内能不变，同时放热
B．气泡对外做功，内能不变，同时吸热
C．气泡内能减少，同时放热
D．气泡内能不变，不吸热也不放热
【解析】 在气泡缓慢上升的过程中，气泡外部的压强逐渐减小，气泡膨胀，对外做功，故气泡中空气分子的内能减小，温度降低．但由于外部恒温，且气泡缓慢上升，故可以认为上升过程中气泡内空气的温度始终等于外界温度，内能不变，故须从外界吸收热量，且吸收的热量等于对外界所做的功．
【答案】 B
8．某校开展探究性课外活动，一同学用如图所示的装置研究气体压强、体积、温度三量之间的变化关系．该同学选用导热良好的气缸将其开口向下，内装理想气体，并将气缸固定不动，但缸内活塞可自由滑动且不漏气，他把一温度计通过缸底小孔插入缸内，插口处密封良好，活塞下挂一个沙桶，沙桶装满沙子时活塞恰好静止．他把沙桶底部钻一个小洞，让细沙慢慢漏出，外部环境温度恒定，由此可确定( )
A．外界对气体做功，内能增大
B．外界对气体做功，温度计示数不变
C．气体体积减小，温度计示数减小
D．外界对气体做功，温度计示数增大
【解析】 因细沙慢慢漏出，沙桶重力减少，故活塞上移，外界对气体做功，因气缸导热性能良好，细沙是慢慢漏出，外部环境温度又不变，故此过程气缸内气体及时向外界放热而保持缸内气体温度不变．
【答案】 B
9．喷雾器内有10 L水，上部封闭有1 atm的空气2 L．关闭喷雾阀门，用打气筒向喷雾器内再充入1 atm的空气3 L(设外界环境温度一定，空气可看作理想气体)．
(1) 当水面上方气体温度与外界温度相等时，求气体压强，并从微观上解释气体压强变化的原因．
(2) 打开喷雾阀门，喷雾过程中封闭气体可以看成等温膨胀，此过程气体是吸热还是放热？简要说明理由．
【解析】 (1)设气体初态压强为p1，体积为V1；末态压强为p2，体积为V2，由玻意耳定律p1V1＝p2V2
代入数据得p2＝2.5 atm
微观解释：温度不变，分子平均动能不变，单位体积内分子数增加，所以压强增加．
(2)吸热．气体对外做功而内能不变，根据热力学第一定律可知气体吸热．
【答案】 (1)2.5 atm 原因见解析 (2)吸热 理由见解析
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第二节 热力学第一定律 能量守恒
1．理解热力学第一定律．
2．能运用热力学第一定律解释自然界能量的转化 、转移问题．
3．理解能量守恒定律，知道能量守恒是自然界普遍遵从的基本规律．
4．知道第一类永动机是不可能制成的．
理论知识一 热力学第一定律
一 热力学第一定律
1．改变内能的两种方式：做功与热传递．两者在改变系统内能方面是等效的．
2．热力学第一定律：
(1) 内容：一个热力学系统的内能增量等于外界向它传递的热量与外界对它所做的功的和．
(2) 数学表达式：ΔU＝Q＋W.
二 正确理解热力学第一定律
1．对公式ΔU＝Q＋W中ΔU、Q、W符号的规定：
符号
Q
W
ΔU
＋
物体吸收热量
外界对物体做功
内能增加
－
物体放出热量
物体对外界做功
内能减少
2．几种特殊情况：
(1) 若过程是绝热的，即Q＝0，则ΔU＝W，物体内能的增加量等于外界对物体做的功．
(2) 若过程中不做功，即W＝0，则ΔU＝Q，物体内能的增加量等于物体从外界吸收的热量．
(3) 若过程的始末状态物体的内能不变，即ΔU＝0，则W＝－Q(或Q＝－W)，外界对物体做的功等于物体放出的热量(或物体吸收的热量等于物体对外界做的功)．21世纪教育网版权所有
3．判断是否做功的方法：一般情况下外界对物体做功与否，需看物体的体积是否变化．
(1)若物体体积增大，表明物体对外界做功，W<0.
(2)若物体体积减小，表明外界对物体做功，W>0.
【例1】一定质量的理想气体在某一过程中，外界对气体做功7.0×104 J，气体内能减少1.3×105 J，则此过程( )21cnjy.com
A．气体从外界吸收热量2.0×105 J
B．气体向外界放出热量2.0×105 J
C．气体从外界吸收热量2.0×104 J
D．气体向外界放出热量6.0×104 J
【变式训练】
1．一定量的气体在某一过程中，外界对气体做了8×104 J的功，气体的内能减少了1.2×105 J，则下列各式中正确的是( )2·1·c·n·j·y
A．W＝8×104 J，ΔU＝1.2×105 J，Q＝4×104 J
B．W＝8×104 J，ΔU＝－1.2×105 J，Q＝－2×105 J
C．W＝－8×104 J，ΔU＝1.2×105 J，Q＝2×104 J
D．W＝－8×104 J，ΔU＝－1.2×105 J，Q＝－4×104 J
理论知识二 能量守恒定律
一 能量守恒定律
1．内容：能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到别的物体，在转化或转移的过程中能量的总量保持不变．【来源：21·世纪·教育·网】
2．意义：
(1) 各种形式的能可以相互转化．
(2) 各种物理现象可以用能量守恒定律联系在一起．
二 永动机不可能制成
1．第一类永动机：不需要任何动力或燃料，却能不断地对外做功的机器．
2．第一类永动机不可能制成的原因：违背了能量守恒定律．
三 对能量守恒定律的理解
1．能量的存在形式及相互转化：
(1) 各种运动形式都有对应的能：机械运动有机械能，分子的热运动有内能，还有诸如电磁能、化学能、原子能等．2-1-c-n-j-y
(2) 各种形式的能，通过某种力做功可以相互转化．例如，利用电炉取暖或烧水，电能转化为内能；煤燃烧，化学能转化为内能；列车刹车后，轮子温度升高，机械能转化为内能．【出处：21教育名师】
2．与某种运动形式对应的能是否守恒是有条件的．例如，物体的机械能守恒，必须是只有重力或系统内的弹力做功；而能量守恒定律是没有条件的，它是一切自然现象都遵守的基本规律．www.21-cn-jy.com
3．第一类永动机失败的原因分析：
如果没有外界热源供给热量，则有U2－U1＝W，就是说，如果系统内能减少，即U2四 理想气体状态方程与热力学第一定律的综合应用
内能的变化可以引起气体体积、温度的变化，内能的变化量可以通过热力学第一定律ΔU＝Q＋W分析得到．因此，此类题目既包括根据气体状态参量的变化分析系统吸放热和做功情况，也包括根据热力学第一定律分析气体状态参量变化的问题．
【例2】 水能不产生污染物，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量可达每秒6 000 m3，而且一年四季流量稳定，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．(g取10 N/kg)
【例3】 吸盘是由橡胶制成的一种生活用品，其上固定有挂钩用于悬挂物体．如图所示，现有一吸盘，其圆形盘面的半径为2.0×10－2 m，当其与天花板轻轻接触时，吸盘与天花板所围容积为1.0×10－5 m3；按下吸盘时，吸盘与天花板所围容积为2.0×10－6 m3，盘内气体可看做与大气相通，大气压强为p0＝1.0×105 Pa.设在吸盘恢复原状过程中，盘面与天花板之间紧密接触，吸盘内气体初态温度与末态温度相同．不计吸盘的厚度与吸盘和挂钩的重量．21*cnjy*com
(1)吸盘恢复原状时，盘内气体压强为________；
(2)在挂钩上最多能悬挂重为________的物体；
(3)请判断在吸盘恢复原过程中盘内气体是吸热还是放热，并简述理由．
【变式训练】
2．风沿水平方向以速度v垂直吹向一直径为d的风车叶轮上，设空气的平均密度为ρ，风的动能有50%转化为风车的动能，风车带动水车将水提高h的高度，效率为80%，则单位时间最多可提升的水的质量m＝________.
1．关于物体内能的变化，以下说法中正确的是( )
A．物体吸收热量，内能一定增大
B．物体对外做功，内能一定减少
C．物体吸收热量，同时对外做功，内能可能不变
D．物体放出热量，同时对外做功，内能可能不变
2．对于一定量的气体加热，气体吸收了500 J的热量，它受热膨胀的过程中对外做功300 J，气体的内能将怎样改变( )www-2-1-cnjy-com
A．增加800 J B．减少800 J
C．增加200 J D．减少200 J
3．一定质量的气体，从状态A变化到另一个状态B的过程中，内能增加了160 J，则下列关于内能变化的可能原因的说法中不可能的是( )
A．从A到B的绝热过程中，外界对气体做功160 J
B．从A到B的单纯热传递过程中，外界对气体传递了160 J的热量
C．从A到B过程中吸热280 J，并对外做功120 J
D．从A到B过程中放热280 J，外界对气体做功120 J
4．第一类永动机是不可能制成的，这是因为( )
A．它不符合机械能守恒定律
B．它违背了能量的转化和守恒定律
C．它做功产生的热不符合热功当量
D．暂时找不到合理的设计方案和理想材料
5．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)( )
A．内能增大，放出热量
B．内能减小，吸收热量
C．内能增大，对外界做功
D．内能减小，外界对其做功
5．汽车关闭发动机后恰能沿斜坡匀速下滑，在这过程中( )
A．汽车的机械能守恒
B．汽车的动能和势能相互转化
C．机械能转化为内能，总能量守恒
D．机械能和内能之间没有转化
6．右图是密闭的气缸，外力推动活塞P压缩气体，对缸内气体做功800 J，同时气体向外界放热200 J．缸内气体的( ) 21*cnjy*com
A．温度升高，内能增加600 J
B．温度升高，内能减少200 J
C．温度降低，内能增加600 J
D．温度降低，内能减少200 J
7．(多选)根据能量守恒，下列说法正确的是( )
A．物体对外界做功2 J，并从外界吸收2 J的热量，则物体内能增加4 J
B．外界对物体做功2 J，物体从外界吸收2 J热量，则物体内能增加4 J
C．外界对物体做功2 J，物体向外界放出2 J的热量，则物体内能不变
D．物体对外界做功2 J，并向外界放出2 J的热量，则物体内能减少4 J
8．在热力学第一定律ΔU＝W＋Q中，关于各个物理量的正、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，放热时Q为负，内能减少时ΔU为负
C．物体对外界做功时W为正，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
9．给旱区送水的消防车停于水平地面．在缓慢放水过程中，若车胎不漏气，胎内气体温度不变，不计分子间势能，则胎内气体( )【来源：21cnj*y.co*m】
A．从外界吸热
B．对外界做负功
C．分子平均动能减小
D．内能增加
10．爆米花酥脆可口、老少皆宜，是许多人喜爱的休闲零食，如图为高压爆米花的装置原理图，玉米在铁质的密闭容器内被加热，封闭气体被加热成高温高压气体，当打开容器盖后，“嘭”的一声气体迅速膨胀，压强急剧减小，玉米粒就“爆炸”成了爆米花．设当地温度为t1＝27℃，大气压为p0，已知密闭容器打开前的气体压强达到4p0.21教育名师原创作品
(1) 若把容器内的气体看做理想气体，求容器内气体的温度；
(2) 假定在一次打开的过程中，容器内气体膨胀对外界做功15 kJ，并向外释放了20 kJ的热量，容器内原有气体的内能如何变化？变化了多少？
第十章 热力学定律
阶段性测试二
姓名： 分数：
1．(多选)如图所示，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( )21教育网
A．体积必然变大
B．有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
2．带有活塞的气缸内封闭一定量的理想气体，气体开始处于状态a，然后经过过程ab到达状态b或经过过程ac到达状态c，b、c状态温度相同，如V－T图所示．设气体在状态b和状态c的压强分别为pb和pc，在过程ab和ac中吸收的热量分别为Qab和Qac，则( )21·cn·jy·com
A．pb>pc，Qab>Qac
B．pb>pc，QabC．pbQac
D．pb3．如图所示，一演示用的“永动机”转轮由5根轻杆和转轴构成，轻杆的末端装有用形状记忆合金制成的叶片，轻推转轮后，进入热水的叶片因伸展而“划水”，推动转轮转动．离开热水后，叶片形状迅速恢复，转轮因此能较长时间转动．下列说法正确的是( )21·世纪*教育网
A．转轮依靠自身惯性转动，不需要消耗外界能量
B．转轮转动所需能量来自形状记忆合金自身
C．转动的叶片不断搅动热水，水温升高
D．叶片在热水中吸收的热量一定大于在空气中释放的热量
4．A、B两装置，均由一支一端封闭，一端开口且带有玻璃泡的管状容器和水银槽组成，除玻璃泡在管上的位置不同外，其他条件都相同．将两管抽成真空后，开口向下竖直插入水银槽中(插入过程没有空气进入管内)，水银柱上升至如图所示位置停止．假设这一过程水银与外界没有热交换，则下列说法正确的是( )
A．A中水银的内能增量大于B中水银的内能增量
B．B中水银的内能增量大于A中水银的内能增量
C．A和B中水银体积保持不变，故内能增量相同
D．A和B中水银温度始终相同，故内能增量相同
5．一定质量的理想气体，从某一状态开始，经过一系列变化后又回到开始状态，用W1表示外界对气体做的功，W2表示气体对外界做的功，Q1表示气体吸收的热量，Q2表示气体放出的热量，则在整个过程中一定有( )
A．Q1－Q2＝W2－W1 B．Q1＝Q2
C．W1＝W2 D．Q1>Q2
6．在一个与外界没有热交换的房间内打开冰箱门，冰箱正常工作，过一段时间房间内的温度将作如何变化( )【版权所有：21教育】
A．降低 B．升高
C．不变 D．无法确定
7．一个气泡从恒温水槽的底部缓慢向上浮起，(若不计气泡内空气分子势能的变化)则( )
A．气泡对外做功，内能不变，同时放热
B．气泡对外做功，内能不变，同时吸热
C．气泡内能减少，同时放热
D．气泡内能不变，不吸热也不放热
8．某校开展探究性课外活动，一同学用如图所示的装置研究气体压强、体积、温度三量之间的变化关系．该同学选用导热良好的气缸将其开口向下，内装理想气体，并将气缸固定不动，但缸内活塞可自由滑动且不漏气，他把一温度计通过缸底小孔插入缸内，插口处密封良好，活塞下挂一个沙桶，沙桶装满沙子时活塞恰好静止．他把沙桶底部钻一个小洞，让细沙慢慢漏出，外部环境温度恒定，由此可确定( )
A．外界对气体做功，内能增大
B．外界对气体做功，温度计示数不变
C．气体体积减小，温度计示数减小
D．外界对气体做功，温度计示数增大
9．喷雾器内有10 L水，上部封闭有1 atm的空气2 L．关闭喷雾阀门，用打气筒向喷雾器内再充入1 atm的空气3 L(设外界环境温度一定，空气可看作理想气体)．
(1) 当水面上方气体温度与外界温度相等时，求气体压强，并从微观上解释气体压强变化的原因．
(2) 打开喷雾阀门，喷雾过程中封闭气体可以看成等温膨胀，此过程气体是吸热还是放热？简要说明理由．
