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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，U0，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
2、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
3、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
4、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
5、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
6、，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， ， VA TA VB TB 则VB8.0103m3。 VATB TA 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 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m13m，m
7、22m) (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。 3mg S 2mg S 3 2 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 2mg S 5Sh 2 8mg 3S 3Sx 2 活塞的高度)，由玻意耳定律得，由上式解得xh。 2mg S 5Sh 2 8mg 3S 3Sx 2 5 4 (2)当温度由T0上升至T时，气体的压强始终为。 8mg 3S 设x是温度达到T时左活塞的高度，由盖吕萨克定律得xx， T T0 5Th 4T0 气体对活塞做的功为 WFsF(xx)4mgh5mgh， 5 4( T T01)( T T01) 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 5 4( T T01)