山东省专用2018_2019学年高中物理第十章热力学定律课时跟踪检测十三热力学第一定律能量守恒定律含解析新人教版选修3.doc

课时跟踪检测（十三） 热力学第一定律 能量守恒定律1.如图所示是密闭的汽缸，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()A温度升高，内能增加600 JB温度升高，内能减少200 JC温度降低，内能增加600 JD温度降低，内能减少200 J解析：选A由WQU得U800 J(200 J)600 J，一定质量的理想气体的内能大小只与温度有关，U>0，故温度升高。2第一类永动机是不可能制成的，这是因为第一类永动机()A不符合机械能守恒定律B违背了能量守恒定律C无法解决机械摩擦问题D找不到合适的材料和合理的设计方案解析：选B第一类永动机不可能制成，是因为它违背了能量守恒定律。3下列说法正确的是()A物体放出热量，其内能一定减小B物体对外做功，其内能一定减小C物体吸收热量，同时对外做功，其内能可能增加D物体放出热量，同时对外做功，其内能可能不变解析：选C由热力学第一定律UWQ可知，若物体放出热量，外界对物体做正功，则U不一定为负值，即内能不一定减小，故A项错误；同理可分析出，B项和D项错误，C项正确。4多选(2016全国卷)关于气体的内能，下列说法正确的是()A质量和温度都相同的气体，内能一定相同B气体温度不变，整体运动速度越大，其内能越大C气体被压缩时，内能可能不变D一定量的某种理想气体的内能只与温度有关E一定量的某种理想气体在等压膨胀过程中，内能一定增加解析：选CDE气体的内能由物质的量、温度和体积决定，质量和温度都相同的气体，内能可能不同，A错误。内能与物体的运动速度无关，B错误。气体被压缩时，同时对外传热，根据热力学第一定律知内能可能不变，C正确。一定量的某种理想气体的内能只与温度有关，D正确。根据理想气体状态方程，一定量的某种理想气体在压强不变的情况下，体积变大，则温度一定升高，内能一定增加，E正确。5.如图所示为冲击摆实验装置，一水平飞行的子弹射入沙箱后与沙箱合为一体，共同摆起一定高度，在此过程中有关能量转化的说法中正确的是()A子弹的动能转变成沙箱和子弹的内能B子弹的动能转变成沙箱和子弹的重力势能C子弹的动能转变成沙箱和子弹的动能D子弹的动能一部分转变成沙箱和子弹的内能，另一部分转变为沙箱和子弹的机械能解析：选D子弹在射入沙箱瞬间，要克服摩擦阻力做功，有一部分动能转变成沙箱和子弹的内能，一部分动能变成沙箱和子弹的机械能，故D正确。6.多选如图为某同学设计的喷水装置，内部装有2 L水，上部密封1 atm的空气0.5 L，保持阀门关闭，再充入1 atm的空气0.1 L，设在所有过程中空气可看作理想气体，且温度不变，下列说法正确的有()A充气后，密封气体压强增加B充气后，密封气体的分子平均动能增加C打开阀门后，密封气体对外界做正功D打开阀门后，不再充气也能把水喷光解析：选AC温度不变，分子平均动能不变，充气后由于气体的质量增大，温度、体积基本不变，气体的压强增大，选项A对、B错；打开阀门后，水减少，气体膨胀，密封气体对水做正功，选项C对；如果水全排出，气体压强为p3，p3(20.5)p1(0.50.1)得p30.24p1p1，故不再充气不能把水喷光，选项D错。7.如图所示，一定质量的理想气体从状态A经等压过程到状态B。此过程中，气体压强p1.0105 Pa，吸收的热量Q7.0102 J，求此过程中气体内能的增量。解析：一定质量的理想气体等压变化，由盖吕萨克定律得，则VB8.0103m3。气体对外做的功Wp(VBVA)2.0102 J，根据热力学第一定律UQW，解得U5.0102 J。答案：U5.0102 J8.如图所示，两个可导热的汽缸竖直放置，它们的底部由一细管连通(忽略细管的容积)。两汽缸各有一活塞，质量分别为m1和m2，活塞与汽缸壁无摩擦。活塞的下方为理想气体，上方为真空。当气体处于平衡状态时，两活塞位于同一高度h。(已知m13m，m22m)(1)在两活塞上同时各放一质量为m的物块，求气体再次达到平衡后两活塞的高度差。(假定环境的温度始终保持为T0)(2)在达到上一问终态后，环境温度由T0缓慢上升到T，试问在这个过程中，气体对活塞做了多少功？气体是吸收还是放出了热量？(假定在气体状态变化过程中，两活塞均不会碰到汽缸顶部)解析：(1)设左、右活塞的面积分别为S和S。由于气体处于平衡状态，故两活塞对气体的压强相等，即，由此得SS。在两活塞上各加一质量为m的物块后，气体所受右端压强恒大于左端，所以右活塞降至汽缸底部，所有气体在左汽缸中。在初态，气体的压强为，体积为；在末态，气体的压强为，体积为(x为左活塞的高度)，由玻意耳定律得，由上式解得xh。(2)当温度由T0上升至T时，气体的压强始终为。设x是温度达到T时左活塞的高度，由盖吕萨克定律得xx，气体对活塞做的功为WFsF(xx)4mgh5mgh，由热力学第一定律知，在此过程中气体吸收热量。答案：(1)h(2)5mgh吸热