1、热力学第一定律同步练习2热力学第一定律同步练习1（2012汕尾校级模拟）下列关于电荷、电荷量的说法正确的是（ ）A.自然界存在有三种电荷：正电荷、负电荷和元电荷B.物体所带的电荷量可以是任意值C.物体所带的电荷量只能是某些特定的值D.物体的带电量可以是21019C2（2012浙江）用金属做成一个不带电的圆环，放在干燥的绝缘桌面上小明同学用绝缘材料做的笔套，将笔套与头发摩擦后，将笔套自上向下慢慢靠近圆环，当距离约为0.5cm时圆环被吸引到笔套上，如图所示对上述现象的判断与分析，下列说法正确的是（ ）A.摩擦使笔套带电B.笔套靠近圆环时，圆环上、下感应出异号电荷C.圆环被吸引到笔套的过程中，圆环所
2、受静电力的合力大于圆环的重力D.笔套碰到圆环后，笔套所带的电荷立刻被全部中和3（2013大通县一模）关于物理学的研究方法，下列说法正确的是（ ）A.把带电体看成点电荷、把物体看成质点运用了理想化模型的方法B.力的平行四边形定则的探究实验中运用了控制变量的方法C.伽利略在研究自由落体运动时运用了理想实验的方法D.法拉第在发现电磁感应现象的实验中运用了等效替代的方法4（2013江门一模）下列选项是物理学中的理想化模型的有（ ）A.平行四边形定则 B.电动势C.点电荷 D.光电效应5（2013长宁区一模）关于基元电荷，正确的说法是（ ）A.基元电荷就是点电荷B.1C电量叫基元电荷C.基元电荷就是质子
3、D.基元电荷目前被认为是自然界中电荷的最小单元6（2014南昌模拟）在物理学的发展过程中，科学的物理思想与方法对物理学的发展起到了重要作用，下列关于物理思想和方法说法不正确的是（ ）A.质点和点电荷是同一种思想方法B.重心、合力都体现了等效思想C.伽利略用小球在斜面上的运动验证了速度与位移成正比D.牛顿第一定律是利用逻辑思维对事实进行分析的产物，不可能用实验直接证明7（2014滨州一模）下列说法中正确的是（ ）A.在探究求合力方法的实验中利用了等效替代的思想B.牛顿首次提出“提出假说，数学推理，实验验证，合理外推“的科学推理方法C.用点电荷来代替实际带电物体是采用了理想模型的方法D.奥斯特通过
4、实验观察到电流的磁效应，揭示了电和磁之间存在联系8（2014江苏模拟）A、B两物体均不带电，相互摩擦后A带负电荷，电荷量大小为Q，则B的带电情况是（ ）A.带正电荷，电荷量大于Q B.带正电荷，电荷量等于QC.带负电荷，电荷量大于Q D.带负电荷，电荷量等于Q9（2011龙岗区校级学业考试）关于点电荷的说法，正确的是（ ）A.只有体积很小的电荷，才能作为点电荷B.体积很大的电荷，一定不能作为点电荷C.点电荷一定是带电量很小的电荷D.两个带电的金属小球，不一定能将它们作为电荷集中在球心的点电荷处理10（2015肇庆二模）场的电场线分布如图所示，以下说法正确的是（ ）A.a点电势高于b点电势B.c
5、点场强大于b点场强C.若将一检验电荷+q由a点移至b点，它的电势能增大D.若在d点再固定一点电荷Q，将一检验电荷+q由a移至b的过程中，电势能减小11下列说法正确的是（ ）A.炽热的铁水具有内能，冰冷的铁块不具有内能B.汽油机工作时，在压缩冲程中内能转化为机械能C.汽车发动机用水作为冷却物质，是因为水的比热容较大D.“尘土飞扬”是分子在做无规则运动12关于热机，下列说法是正确的（ ）A.汽油机顶部有喷油嘴，柴油机顶部有火花塞B.柴油机在吸气冲程中，将柴油和空气的混合气吸入气缸C.汽油机在做功冲程中，进气门关闭排气门打开D.汽油机在做功冲程中，是把内能转化为机械能13摩托车上的热机工作时提供动力
6、的冲程是（ ）A.吸气冲程 B.压缩冲程 C.做功冲程 D.排气冲程14汽车消耗的主要燃料是柴油和汽油柴油机是靠压缩汽缸内的空气点火的；而汽油机做功冲程开始时，汽缸中的汽油空气混合气是靠火花塞点燃的但是汽车蓄电池的电压只有12V，不能在火花塞中产生火花，因此，要使用如图所示的点火装置，此装置的核心是一个变压器，该变压器初级线圈通过开关连到蓄电池上，次级线圈接到火花塞的两端，开关由机械控制，做功冲程开始时，开关由闭合变为断开，从而在次级线圈中产生10000V以上的电压，这样就能在火花塞中产生火花了下列说法正确的是（ ）A.柴油机的压缩点火过程是通过做功使空气的内能增大的B.汽油机点火装置的开关若
7、始终闭合，次级线圈的两端也会有高压C.接该变压器的初级线圈的电源必须是交流电源，否则就不能在次级产生高压D.汽油机的点火装置中变压器的次级线圈匝数必须远大于初级线圈的匝数15关于热机和热力学定律的讨论，下列叙述正确的是（ ）A.气体的温度升高时，分子的热运动变得剧烈，撞击器壁时对器壁的作用力增大，从而气体的压强一定增大B.一定质量的理想气体经等温压缩后，其压强一定增大C.物体放出热量，温度一定降低D.只要对内燃机不断改进，就可以把内燃机得到的全部内能转化为机械能16内燃机做功冲程使高温高压气体在极短时间内膨胀推动活塞对外做功，若把气体看作一定质量的理想气体，则（ ）A.气体温度上升 B.气体分
8、子动能不变C.气体内能增加 D.气体内能减少17如图是汽油机的 冲程，此过程是将 转化为 能18（1）蒸汽机、内燃机等热机以及电冰箱工作时都利用了气体状态变化来实现能量的转移和转化，我们把这些气体称为工质某热机经过一个循环后，工质从高温热源吸热Q1，对外做功W，又对低温热源放热Q2，工质完全回复初始状态，内能没有变化根据热力学第一定律，在工质的一个循环中，Q1、Q2、W三者之间满足的关系是 热机的效率不可能达到100%，从能量转换的角度，说明 能不能完全转化为 能（2）如图表示一定质量的某气体在不同温度下的两条等温线图中等温线对应的温度比等温线对应的温度要 （填“高”或“低”）在同一等温线下，
9、如果该气体的压强变为原来的2倍，则气体的体积应变为原来的 倍19（1）汽车内燃机汽缸内汽油燃烧时，气体体积膨胀推动活塞对外做功已知在某次对外做功的冲程中汽油燃烧释放的化学能为1103J，因尾气排放、汽缸发热等对外散失的热量为2.5102J，则该内燃机对外所做的功为 J，该内燃机的效率为 随着科技的进步，不断设法减小热量损失，则内燃机的效率不断提高，效率 （填“有可能”、“仍不可能”）达到100%（2）在“用油膜法估测分子的大小”实验中，将4mL的纯油酸溶液滴入20L无水酒精溶液中充分混合注射器中1mL的上述混合溶液可分50滴均匀滴出，将其中的1滴滴入盛水的浅盘里，待水面稳定后，将玻璃板放在浅盘
10、上，在玻璃板上描出油膜的轮廓，随后把玻璃板放在坐标纸上，其形状如图所示，坐标纸上正方形小方格的边长为10mm试解答下列问题，结果均取一位有效数字油酸膜的面积约是多少？已知每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是4106mL，请估测油酸分子的直径20（）下列说法中正确的是 （填入正确选项字母，每选错一个扣2分，最低得分0分）A热机中燃气的内能不可能全部转化为机械能B温度低的物体分子运动的平均速率小C第二类永动机不可能制成，是因为它违反了能量守恒定律D当分子间距离增大时，分子间斥力减小，引力增大E相对湿度100%，表明在当时的温度下，空气中的水汽已达到饱和状态F一定质量的理想气体经历一缓慢的绝热膨胀
11、过程，则气体对外界做功，气体分子的平均动能减小（）如图所示，体积为V0的导热性能良好的容器中充有一定质量的理想气体，室温为T0=300K有一光滑导热活塞C（不占体积）将容器分成A、B两室，B室的体积是A室的两倍，气缸内气体压强为大气压的两倍，右室容器中连接有一阀门K，可与大气相通（外界大气压等于76cmHg）求：（1）将阀门K打开后，A室的体积变成多少？（2）打开阀门K后将容器内的气体从300K加热到540K，A室中气体压强为多少？参考答案1C【解析】试题分析：自然界只有两种电荷，物体带电量都是元电荷的整数倍解：A、自然界中只有两种电荷：正电荷与负电荷，故A不正确；B、物体带电是由于电荷的移动
12、而导致，因此带电量均是元电荷的整数倍关系故B 不正确；C、物体带电是由于电荷的移动而导致，因此带电量均是元电荷的整数倍关系，所以只能是某特定的值故C正确；D、物体的带电量都是1.61019C的整数倍，故D不正确；故选：C点评：物体带电是电荷转移导致的，同时带电量都是元电荷的整数倍2ABC【解析】试题分析：摩擦起电的原因是不同物质的原子核束缚核外电子的能力不同，能力强的得电子带负电，能力弱的失电子带正电，实质是电子的转移感应起电是电荷从物体的一个部分转移到另一个部分解：A、笔套与头发摩擦后，摩擦使笔套带电，故A正确；B、带电的笔套靠近圆环时，圆环感应出异号电荷，故B正确；C、当距离约为0.5cm
13、时圆环被吸引到笔套上，是因为圆环所受静电力的合力大于圆环的重力，产生了加速度，故C正确；D、绝缘材料做出的笔套，自由电子无法移动，电荷无法立刻被中和，故D错误故选ABC点评：此题考查的是物体带电的本质和电荷间的相互作用规律，是一道基础题3A【解析】试题分析：物理学的发展离不开科学的思维方法，要明确各种科学方法在物理中的应用，如控制变量法、理想实验、理想化模型、极限思想等解：A、把带电体看成点电荷、把物体看成质点运用了理想化模型的方法，故A正确；B、力的平行四边形定则的探究实验中运用了等效替代的方法，故B错误；C、伽利略在研究自由落体运动时运用实验和逻辑推理相结合的方法故C错误；D、法拉第在发现
14、电磁感应现象的实验中运用了控制变量法，故D错误；故选：A点评：本题考查了常见的研究物理问题的方法的具体应用，要通过练习体会这些方法的重要性，培养学科思想4C【解析】试题分析：理想化是对事物的各个物理因素加以分析、忽略与问题无关或影响较小的因素，突出对问题起作用较大的主要因素，从而把问题简化解：A、平行四边形定则是矢量合成的法则，是等效替代法，故A错误B、电动势采用了比值定义法，故B错误C、点电荷忽略了带电体的形状和大小，属于理想化模型故C正确D、光电效应是实验现象，故D错误故选C点评：理想化模型是抓住问题的主要方面，忽略问题的次要方面，是物理学中一种常见的研究方法5D【解析】试题分析：电子的带
15、电量最小，质子的带电量与电子相等，但电性相反，故物体的带电量只能是电子电量的整数倍，人们把这个最小的带电量叫做叫做元电荷带电体看作点电荷的条件，当一个带电体的形状及大小对它们间相互作用力的影响可忽略时，这个带电体可看作点电荷，是由研究问题的性质决定，与自身大小形状无具体关系解：A、元电荷是指最小的电荷量，带电体看作点电荷的条件，当一个带电体的形状及大小对它们间相互作用力的影响可忽略时，这个带电体可看作点电荷，是由研究问题的性质决定，与自身大小形状无具体关系故A错误B、元电荷是指电子或质子所带的电荷量，数值为e=1.601019C，故B错误C、元电荷是指最小的电荷量，不是指质子或者是电子，故C错
16、误D、基元电荷目前被认为是自然界中电荷的最小单元，故D正确故选D点评：元电荷是带电量的最小值，它本身不是电荷，所带电量均是元电荷的整数倍且知道电子的电量与元电荷的电量相等，同时让学生明白电荷量最早是由美国科学家密立根用实验测得6C【解析】试题分析：伽利略提出了“落体运动的速度v与时间t成正比”的观点，合力与分力能够等效替代，采用了等效替代的思想；质点及点电荷采用了理想化的物理模型的方法，不受力的实验只能是理想实验，是无任何实验误差的思维实验，严格来说“不受力”的条件真实实验不能满足解：A、质点及点电荷采用了理想化的物理模型的方法，所以质点和点电荷是同一种思想方法，故A正确；B、重心和合力都采用
17、了等效替代的思想，故B正确；C、伽利略提出了“落体运动的速度v与时间t成正比”的观点，不是速度跟位移成正比，故C错误；D、不受力的实验只能是理想实验，是无任何实验误差的思维实验，严格来说“不受力”的条件真实实验不能满足，只能靠思维的逻辑推理去把握，故牛顿第一定律是不可以通过实验直接得以验证的，故D正确；本题选错误的，故选：C点评：对于物理学上重要的实验和发现，可根据实验的原理、内容、结论及相应的物理学家等等一起记忆，不能混淆7ACD【解析】试题分析：根据物理学史和常识解答，记住著名物理学家的主要贡献即可解：A、在探究求合力方法的实验中利用了等效替代的思想，故A正确；B、伽利略首次提出“提出假说
18、，数学推理，实验验证，合理外推“的科学推理方法，故B错误；C、用点电荷来代替实际带电物体是采用了理想模型的方法，故C正确；D、奥斯特通过实验观察到电流的磁效应，揭示了电和磁之间存在联系，故D正确；故选：ACD点评：本题考查物理学史，是常识性问题，对于物理学上重大发现、发明、著名理论要加强记忆，这也是考试内容之一8B【解析】试题分析：物体相互摩擦后会带电，这就是摩擦起电，在摩擦起电过程中，得到电子的物体带负电，失去电子的物体带正电；摩擦起电过程中，电荷是守恒的，正负电荷的代数和保持不变解：A、B两物体均不带电，相互摩擦后A带负电荷，电荷量大小为Q，根据电荷守恒定律得B的带电情况是带正电荷，电荷量
19、等于Q故ACD错误，B正确故选：B点评：要知道摩擦起电的原因，知道在摩擦起电过程中，电荷是守恒的，这是正确解题的关键9D【解析】试题分析：物理学上把本身的线度比相互之间的距离小得多的带电体简化为一个点，叫做点电荷同一个电荷能否看作点电荷，不仅和带电体本身有关，还取决于问题的性质和精度的要求，即需要具体问题具体分析解：A、体积很小的带电体，如果相对于研究的问题，体积不能忽略不计，将其简化为点产生的误差较大，那么就不能简化为点，故A错误；B、体积较大的带电体，如果相对于研究的问题，体积可以忽略不计，将其简化为点产生的误差较小，那么可以简化为点电荷，故B错误；C、点电荷是将物体简化为点，带电物体能否
20、简化为点关键是看物体的大小对于研究的问题能否忽略不计，而不是看电荷量的大小，故C错误；D、当电荷在球上均匀分布时，可以将其看成是电荷全部集中于球心的点电荷，否则会产生较大的误差，故D正确；故选D点评：如果在研究的问题中，带电体的形状、大小以及电荷分布可以忽略不计，即可将它看作是一个几何点，则这样的带电体就是点电荷一个实际的带电体能否看作点电荷，不仅和带电体本身有关，还取决于问题的性质和精度的要求，即需要具体问题具体分析10AD【解析】试题分析：电场线的疏密反映电场的强弱沿着电场线方向电势降低根据电场力做功正负分析电荷的电势能如何变化解：A、沿着电场线方向电势降低，则知a点电势高于b点电势，故A
21、正确B、电场线的密的地方场强大，b点电场线密，所以b点场强大，故B错误CD、a点电势高于b点电势，将试探电荷+q由a移至b的过程中，电场力做正功，电势能减小，故C错误，D正确故选：AD点评：掌握电场线的特点和物理意义即可解决问题此题可通过动能定理判断电荷动能的变化，即可知道速度大小的变化11C【解析】试题分析：所有的物体都有内能，温度是分子的平均动能的标志；汽油机的四个冲程中只有两个冲程伴随有能量的转化压缩冲程中活塞向上运动，汽油和空气的混合物被压缩，内能增大，温度升高，活塞运动的动能转化为混合气体的内能；做功冲程中，火花塞冒出电火花，将混合气体点燃，混合气体剧烈燃烧，产生高温高压的燃气，推动
22、活塞运动，燃气的内能转化为活塞运动的动能汽车发动机用水作为冷却物质，是因为水有较好的流动性和较大的比热容；“尘土飞扬”中，尘土不是分子解：A：所有的物体都有内能，与物体的温度无关，故A错误；B：压缩冲程中活塞向上运动，汽油和空气的混合物被压缩，内能增大，温度升高，活塞运动的动能转化为混合气体的内能；故B错误；C：汽车发动机用水作为冷却物质，是因为水有较好的流动性和较大的比热容；故C正确；D：“尘土飞扬”中，尘土不是分子，是固体的小颗粒故D错误故选：C点评：内燃机属于热机，热机就是利用内能来工作的机械，将内能转化为机械能内燃机中涉及到的能量转化是经常考查的知识点，需要引起注意12D【解析】试题分
23、析：汽油机的顶端是火花塞，吸气冲程中吸进的是汽油和空气的混合物；柴油机的顶端是喷油嘴，吸气冲程中吸进的是空气汽油机的做功冲程中，进气门和排气门都是关闭的，汽油和空气的混合物越到明火剧烈燃烧，产生了高温高压的燃气，推动活塞运动，将燃气的内能转化为活塞运动的机械能解：A、汽油机顶部有火花塞，柴油机顶部有喷油嘴；故A错误B、柴油机在吸气冲程中，将空气吸入气缸；故B错误C、汽油机在做功冲程中，进气门和排气门都是关闭的；故C错误D、汽油机的做功冲程中，将内能转化成了机械能故D正确故选：D点评：此题考查的汽油机中的能量转化，以及柴油机和汽油机的不同之处，是一道基础题13C【解析】试题分析：在四冲程内燃机的
24、做功冲程中，燃料燃烧产生大量的高温高压的燃气推动活塞做功，将内能转化为机械能解：做功冲程中将燃料燃烧产生的内能转化为机械能，为热机工作提供动力；故选C点评：解决此类问题一定要区分压缩冲程和做功冲程中的能量转化14AD【解析】试题分析：蓄电池的电压为12V，火花塞需要的电压为10000V，所以电路中需要的是升压变压器，再根据升压变压器的原理可得副线圈匝数大于原线圈匝数解：A、柴油机是靠压缩柴油与空气混合气体，从而点火，通过做功使空气的内能增大，而汽油机靠火花塞点火，使气体做功，内能增大故A正确；B、汽油机点火装置的开关若始终闭合，变压器就没有变化的磁通量，则不能工作，所以次级线圈的两端也不会有高
25、压，故B错误；C、接该变压器的初级线圈的电源不一定是交流电源，直流也可以，只要使磁通量发生变化，故C错误；D、由于火花塞需要的电压为10000V，但是电源的电压为12V，所以必须要经过升压变压器才可以得到高的电压，所以变压器左边线圈匝数远少于右边线圈的匝数，导致右边电压被提高，所以变压器的副线圈匝数远大于原线圈匝数，故D正确；故选：AD点评：本题需要掌握变压器的电压之比和匝数比之间的关系，并且知道升压变压器的原线圈和副线圈的匝数之间的关系15B【解析】试题分析：1、压强从微观上看，跟气体分子的平均动能和单位体积内的分子数有关，由于不清楚体积的变化，即不知道单位体积内的分子数如何变化，所以不知道
26、气体的压强变化2、根据等温变化的公式PV=C，当V减小，P一定增大3、根据热力学第一定律的表达式U=Q+W，物体放出热量，Q为负值，但是由于不清楚做功情况，即不知道W的正负和大小，所以内能无法确定，从而无法判断温度的升降4、热机的排气温度一定高于进气温度（可以无限逼近但不会相等），所以，一定有热能的损失，效率不可能为100%解：A、一定质量的理想气体的温度升高时，分子的热运动变得剧烈，分子的平均动能增大，由于不清楚体积的变化，根据气体状态方程知道气体的压强变化无法确定故A错误B、根据等温变化的公式PV=C，当V减小，P一定增大即一定质量的理想气体经等温压缩后，其压强一定增大故B正确C、物体放出
27、热量，根据热力学第一定律的表达式U=Q+W，由于不清楚W的变化，所以内能无法确定，从而无法判断温度的升降故C错误D、热机在内能转化为机械能时，不可避免的要要有一部热量被传导出，所以热机效率达不到100%，即任何热机都不可以把得到的全部内能转化为机械能故选D错误故选B点评：要注意研究过程中哪些量不变，哪些量变化知道气体压强产生的原理16D【解析】试题分析：做功可以改变物体的内能：当外界对物体做功时，机械能转化为物体的内能，物体的内能增大，温度升高；当物体对外界做功时，物体的内能转化为机械能，物体的内能减小，温度降低解：当内燃机内部的高温气体迅速膨胀对外做功时，内能转化为机械能，故气体的内能会减小
28、，气体的温度会降低，分子热运动的平均动能降低故选D点评：解决此类问题要结合做功可以改变物体的内能，知道理想气体的内能与温度有关17做功；内能；机械能【解析】试题分析：（1）内燃机包括四个冲程，吸气、压缩、做功、排气（2）吸气冲程进气门打开，排气门关闭，活塞下行；（3）压缩冲程两门都关闭，活塞上行，机械能转化成内能；（4）做功冲程两门都关闭，活塞下行，内能转化成机械能；（5）排气冲程排气门打开，进气门关闭，活塞上行；解：如图：两门关闭，活塞下行，是做功冲程内能转化成机械能故答案为：做功；内能；机械能点评：正确理解四个冲程中，两个气门的打开和闭合情况、活塞上行和下行情况、能的转化情况18（1）Q1
29、Q2=W，内，机械；（2）低，【解析】试题分析：（1）根据热力学第一定律列方程，结合热力学第二定律分析热机的效率问题；（2）玻意耳定律PV=C，其中C与温度有关，温度越高，常数C越大解：（1）根据热力学第一定律，有：U=W+Q；其中：U=0，Q=Q1Q2，W=W；故Q1Q2=W；热机将从高温热源吸收热量的一部分转化为机械能；（2）根据理想气体状态方程，有，故PV=CT，故温度越高，等温线离原点越远；玻意耳定律PV=C，如果该气体的压强变为原来的2倍，则气体的体积应变为原来的倍故答案为：（1）Q1Q2=W，内，机械；（2）低，点评：本题第一问关键根据热力学第一定律和热力学第二粒分析；第二问关键根
30、据理想气体状态方程列式分析19（1）7.5102J 75% 仍不可能（2）8103 m2 5103m2【解析】试题分析：根据热力学第一定律和效率概念的理解求第一题，用油膜法测分子直径的实验数据处理方法求第二题解：（1）由热力学第一定律知W=UQ=1103J2.5102J=7.5102J，效率=75%随着科技的进步，不断设法减小热量损失，则内燃机的效率不断提高，效率仍不可能达到100%（2）油酸膜的面积：S=81（10103）2 m2=8103 m2油酸分子直径故答案为：（1）7.5102J，75%，仍不可能，（2）油酸膜的面积约是8103 m2油酸分子的直径5103m2点评：本小题考查对热力学第一定律和效率概念的理解，用油膜法测分子直径的实验数据处理方法20（）AEF （）（1） （2）91.2cmHg【解析】试题分析：（1）根据热力学第二定律判读热机的效率问题，结合热力学第一定律解决气体做功问题；（2）打开气阀后A室内的气体做等温变化，由理想气体方程可解解：（1）A根据热力学第二定律，内能不能
