PAGE
课时跟踪训练（十二）热力学第一定律 能量守恒定律
A级—双基达标
1．汽车关闭发动机后恰能沿斜坡匀速运动，在这一过程中( )
A．汽车的机械能守恒
B．汽车的动能和势能相互转化
C．机械能逐渐转化为内能，总能量逐渐减少
D．机械能逐渐转化为内能，总能量不变
解析：选D 汽车在关闭发动机后能匀速运动，说明汽车和斜坡之间一定有摩擦力作用，所以汽车的机械能不守恒，一部分机械能转化为内能，但能的总量保持不变，故D正确。
2．自由摆动的秋千摆动幅度越来越小，下列说法中正确的是( )
A．机械能守恒
B．能量正在消失
C．只有动能和重力势能的相互转化
D．减少的机械能转化为内能，但总能量守恒
解析：选D 自由摆动的秋千摆动幅度越来越小，说明机械能在减小，故A、C错误；而减少的机械能通过摩擦转化成了内能，故B错误，D正确。
3．对于一个大气压下100 ℃的水变成100 ℃的水蒸气的过程中，下列说法正确的是( )
A．水的内能增加，对外界做功，一定是吸热
B．水的内能不变，对外界做功，从外界吸热
C．水的内能减少，对外界不做功，向外界放热
D．水的内能增加，对外界做功，向外界放热
解析：选A 水变成水蒸气的过程是吸热的过程，又因气体膨胀对外界做功，分子间距增大，分子势能增加，分子动能不变，由此判断可知A对。
4．如图所示，内壁光滑的汽缸水平放置，一定质量的理想气体被活塞密封在汽缸内，外界大气压强为p0。现对汽缸缓慢加热，气体吸收热量Q后，体积由V1增大为V2。则在此过程中( )
A．气体分子平均动能增大
B．气体分子平均动能不变
C．气体分子平均动能减小
D．气体内能变化了Q＋p0(V2－V1)
解析：选A 气体等压膨胀，由＝C，体积V增大，故温度T升高；温度是分子热运动平均动能的标志，温度升高，气体分子平均动能增大，故选项A正确，B、C错误；根据热力学第一定律得：ΔU＝Q＋W，而W＝－p0SΔL＝－ p0ΔV＝－p0(V2－V1)，所以气体内能变化了ΔU＝Q－p0(V2－V1)，故选项D错误。
5．出租车常以天然气作为燃料。加气站储气罐中天然气的温度随气温升高的过程中，若储气罐内气体体积及质量均不变，则罐内气体(可视为理想气体)( )
A．压强增大，内能减小
B．吸收热量，内能增大
C．压强减小，分子平均动能增大
D．对外做功，分子平均动能减小
解析：选B 温度是分子平均动能的宏观标志，故天然气的温度升高过程中，分子平均动能增大，又天然气可视为理想气体，不需要考虑分子势能，而气体质量不变，储气罐内天然气分子数不变，所以气体分子总动能增大，故内能增大，A、D项错误；由热力学第一定律可知，气体体积不变，内能增大，则一定从外界吸收热量，B项正确；天然气体积不变，随温度升高，气体压强增大，C项错误。
6.如图所示导热性能良好的汽缸和活塞，密封一定质量的理想气体，汽缸固定不动，保持环境温度不变，现用外力将活塞向下缓慢移动一段距离，则这一过程中( )
A．外界对缸内气体做功，缸内气体内能不变
B．缸内气体放出热量，内能增大
C．汽缸内每个气体分子的动能都保持不变
D．单位时间内撞击到器壁上单位面积的分子数减少
解析：选A 由于汽缸和活塞导热性能良好，且环境温度不变，因此在将活塞向下缓慢移动一段距离的过程中，气体温度不变，气体内能不变，由ΔU＝W＋Q可知，外界对气体做功，内能不变，气体将放出热量，故A正确，B错误；温度不变，说明气体分子平均动能不变，而并非指每个气体分子的动能均保持不变，故C错误；气体温度不变，体积缩小，根据理想气体状态方程可知，其压强增大，单位时间内撞击到器壁上单位面积上的分子数增多，故D错误。
7．(2024·重庆高考)某救生手环主要由高压气囊密闭，气囊内气体视为理想气体。密闭气囊与人一起上浮的过程中，若气囊内气体温度不变，体积增大，则( )
A．外界对气囊内气体做正功
B．气囊内气体压强增大
C．气囊内气体内能增大
D．气囊内气体从外界吸热
解析：选D 气囊上浮过程，密闭气体温度不变，由玻意耳定律pV＝C可知，体积变大，则压强变小，气体对外做功，故A、B错误；气体温度不变，内能不变，气体对外做功，W<0，由热力学第一定律ΔU＝Q＋W可知Q>0，气体从外界吸热，故C错误，D正确。
8.如图，绝热密闭容器中装有一定质量的某种理想气体和一个充有同种气体的气球。容器内温度处处相同。气球内部压强大于外部压强。气球慢慢漏气后，容器中气球外部气体的压强将________(填“增大”“减小”或“不变”)；温度将________(填“升高”“降低”或“不变”)。
解析：假设气球内部气体和气球外部气体的温度不变，当气球内部的气体缓慢释放到气球外部，气球内部气体压强大于外部气体压强，根据玻意耳定律pV＝C可知气球内的气体释放到外部时体积增大，相当于容器的体积增大；而容器的体积无法改变，所以将假设扩大体积的容器绝热压缩到原来容器的体积即可，气体绝热压缩，与外界无热交换，即Q＝0，外界对气体做功，即W>0，根据热力学第一定律ΔU＝W可知气体内能增加，温度T升高；气体温度T升高，根据理想气体实验定律＝C可知气体压强p增大。
答案：增大 升高
9．目前地热资源主要用来发电和供暖。若有85 ℃的地热水，质量为4×105 kg，经过散热器放热后的水温为35 ℃，则这些地热水放出了多少热量？[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)]
解析：地热水的质量：m＝4×105 kg，
地热水放出的热量：
Q放＝c水mΔt＝4.2×103 J/(kg·℃)×4×105 kg×(85 ℃－35 ℃)＝8.4×1010 J。
答案：8.4×1010 J
B级—选考提能
10．(2024·新课标卷)(多选)如图，一定量理想气体的循环由下面4个过程组成：1→2为绝热过程(过程中气体不与外界交换热量)，2→3为等压过程，3→4为绝热过程，4→1为等容过程。上述四个过程是四冲程柴油机工作循环的主要过程。下列说法正确的是( )
A．1→2过程中，气体内能增加
B．2→3过程中，气体向外放热
C．3→4过程中，气体内能不变
D．4→1过程中，气体向外放热
解析：选AD 1→2为绝热过程，此时气体体积减小，外界对气体做功，根据热力学第一定律ΔU＝Q＋W可知气体内能增加，故A正确；2→3为等压过程，根据盖 吕萨克定律可知气体体积增大时温度增加，内能增大，此时气体体积增大，气体对外界做功，W23<0，根据热力学第一定律可知气体吸收热量，故B错误；3→4为绝热过程，此时气体体积增大，气体对外界做功，W34<0，根据热力学第一定律可知气体内能减小，故C错误；4→1为等容过程，根据查理定律可知压强减小时温度减小，气体内能减小，由于气体体积不变，则W41＝0，根据热力学第一定律可知气体向外放热，故D正确。
11.(多选)如图，在水平放置的刚性汽缸内用活塞封闭两部分气体A和B，质量一定的两活塞用杆连接。汽缸内两活塞之间保持真空，活塞与汽缸壁之间无摩擦，左侧活塞面积较大，A、B的初始温度相同，略抬高汽缸左端使之倾斜，再使A、B升高相同温度，气体最终达到稳定状态。若始末状态A、B的压强变化量ΔpA、ΔpB均大于零，对活塞压力的变化量为ΔFA、ΔFB，则( )
A．A体积增大 B．A体积减小
C．ΔFA>ΔFB D．ΔpA<ΔpB
解析：选AD 以两个活塞和杆整体为研究对象，初始时刻有pASA＝pBSB，略抬高汽缸左端使之倾斜，由于活塞的重力作用，A部分气体压强减小，B部分气体压强增大。对A部分气体，压强减小，温度升高，由理想气体状态方程＝C可知体积增大。因A部分气体体积增大，所以B部分气体体积减小，活塞向B端移动，A项正确，B项错误；仍以两个活塞为研究对象，开始时，两活塞受力平衡，略抬高汽缸左端使之倾斜，再使A、B升高相同温度，最终两个活塞的受力还要平衡，有pA′SA＋mgsin θ＝pB′SB，则压力的变化不相等，ΔFB>ΔFA，C项错误；由Δp＝，又SA>SB，结合C项分析可得ΔpA<ΔpB，D项正确。
12．(2024·湖北高考)如图所示，在竖直放置、开口向上的圆柱形容器内用质量为m的活塞密封一部分理想气体，活塞横截面积为S，能无摩擦地滑动。初始时容器内气体的温度为T0，气柱的高度为h。当容器内气体从外界吸收一定热量后，活塞缓慢上升h再次平衡。已知容器内气体内能变化量ΔU与温度变化量ΔT的关系式为ΔU＝CΔT，C为已知常数，大气压强恒为p0，重力加速度大小为g，所有温度为热力学温度。求：
(1)再次平衡时容器内气体的温度。
(2)此过程中容器内气体吸收的热量。
解析：(1)由题意可知，气体进行等压变化，则由盖 吕萨克定律得＝，即＝，解得T1＝T0。
(2)此过程中气体内能增加ΔU＝CΔT＝CT0
气体对外界做的功W＝pSΔh＝h(p0S＋mg)
根据热力学第一定律可知，此过程中容器内气体吸收的热量Q＝ΔU＋W＝h(p0S＋mg)＋CT0。
答案：(1)T0 (2)h(p0S＋mg)＋CT0
21世纪教育网(www.21cnjy.com)(共30张PPT)
21世织纪教痘
2订世看
,27G2@P
(a)
(b)
(c)
几种永动机的设想示意图
