山东省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

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1、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800J，同时气体向外界放热200J，缸内气体的(　　)A．温度升高，内能增加600JB．温度升高，内能减少200JC．温度降低，内能增加600JD．温度降低，内能减少200J解析：选A　由W＋Q＝ΔU得ΔU＝800J＋(－200J)＝600J，一定质量的理想气体的内能大小只与温度有关，ΔU>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．

2、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ΔU＝W＋Q可知，若物体放出热量，外界对物体做正功，则ΔU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]

3、(2016·全国卷Ⅲ)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

4、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

5、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2L水，上部密封1atm的空气0.5L，保持阀门关闭，再充入1atm的空气0.1L，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

6、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(2＋0.5)＝p1(0.5＋0.1)得p3＝0.24p1＜p1，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p＝1.0×105Pa，吸收的热量Q＝7.0×102J，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VB＝＝8.0×10－3m3。气体对外做的功W＝p(VB－VA)＝

7、2.0×102J，根据热力学第一定律ΔU＝Q－W，解得ΔU＝5.0×102J。答案：ΔU＝5.0×102J8.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m1＝3m，m2＝2m)(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

8、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S′＝S。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