10.3 热力学第一定律+能量守恒定律+ 课时跟踪检测（十三）+Word版含答案
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| 名称 | 10.3 热力学第一定律+能量守恒定律+ 课时跟踪检测（十三）+Word版含答案 |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 87.4KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2019-04-11 15:35:11 | ||
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文档简介
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 J
B．温度升高，内能减少200 J
C．温度降低，内能增加600 J
D．温度降低，内能减少200 J
解析：选A 由W＋Q＝ΔU得ΔU＝800 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，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．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](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(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＝1.0×105 Pa，吸收的热量Q＝7.0×102 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VB＝＝8.0×10－3m3。
气体对外做的功W＝p(VB－VA)＝2.0×102 J，
根据热力学第一定律ΔU＝Q－W，
解得ΔU＝5.0×102 J。
答案：ΔU＝5.0×102 J
8.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)，由玻意耳定律得·＝·，由上式解得x＝h。
(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x′＝x＝，
气体对活塞做的功为
W＝Fs＝F·(x′－x)＝4mg·h＝5mgh，
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
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 J
B．温度升高，内能减少200 J
C．温度降低，内能增加600 J
D．温度降低，内能减少200 J
解析：选A 由W＋Q＝ΔU得ΔU＝800 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，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．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](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(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＝1.0×105 Pa，吸收的热量Q＝7.0×102 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VB＝＝8.0×10－3m3。
气体对外做的功W＝p(VB－VA)＝2.0×102 J，
根据热力学第一定律ΔU＝Q－W，
解得ΔU＝5.0×102 J。
答案：ΔU＝5.0×102 J
8.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)，由玻意耳定律得·＝·，由上式解得x＝h。
(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x′＝x＝，
气体对活塞做的功为
W＝Fs＝F·(x′－x)＝4mg·h＝5mgh，
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