2017-2018学年高中物理人教版选修3-3课时跟踪检测（十三） 热力学第一定律 能量守恒定律含解析

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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．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(　　)A．降低　　　　　　　　B．升高C．不变D．无法确定解析：选B　取房间内气体及电冰箱(有散热装置)为系统，冰箱消耗电能，对系统做功，系统总内能增加，房间内温度升高，B对。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。3．一定质量的气体吸收热量，体积膨胀并对外做功，由此过程的

2、末态与初态相比(　　)A．气体内能一定增加B．气体内能一定减小C．气体内能一定不变D．气体内能是增是减不能确定解析：选D　气体吸收热量Q＞0，气体对外做功W＜0，若

3、Q

4、＞

5、W

6、，根据热力学第一定律知ΔU＞0，内能增加；若

7、Q

8、＜

9、W

10、，则ΔU＜0，内能减小；若

11、Q

12、＝

13、W

14、，则ΔU＝0，内能不变，故D对。4.如图1所示，直立容器内部有被隔板隔开的A、B两部分气体，A的密度小，B的密度大，抽出隔板，加热气体使两部分气体均匀混合，设在此过程中气体吸热为Q，气体内能增量为ΔU，则(　　)图1A．ΔU＝QB．ΔU＜QC．ΔU＞QD．无法比较解析：选B　A、B两部分气体密度不同，混合后其重力势能将

15、发生变化，刚开始时3A、B气体的合重心在中线下方，均匀混合后重心在中线上，重心上升了，所以气体的重力势能增加了，由能量守恒定律知，吸收的热量一部分增加气体的内能，一部分增加重力势能，即Q＝ΔU＋ΔEp，所以Q＞ΔU，故B对。5.如图2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(　　)图2A．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

16、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)图3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(　　)图3A．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

17、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。37．如图4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。图4解析：等压变化，＝，对外做的功W＝p(VB－VA)，根据热力学第一定律ΔU＝Q－W解得ΔU＝5.0×102J。答案：ΔU＝5.0×102J8．在一个标准大气压下，水在沸腾时，1g的水由液态变成同温度的水汽，其体积由1.043cm3变为1676cm3。已知水的汽化热为2263.

18、8J/g。求：(1)体积膨胀时气体对外界做的功W；(2)气体吸收的热量Q；(3)气体增加的内能ΔU。解析：取1g水为研究系统，把大气视作外界。1g沸腾的水变成同温度的水汽需要吸收热量，同时由于体积膨胀，系统要对外做功，所以有ΔU