XX省專(zhuān)用學(xué)年高中物理第十章熱力學(xué)定律課時(shí)跟蹤檢測(cè)十三熱力學(xué)第一定律能量守恒定律含解析新人教選修

XX省專(zhuān)用學(xué)年高中物理第十章熱力學(xué)定律課時(shí)追蹤檢測(cè)十三熱力學(xué)第必定律能量守恒定律含分析新人教版選修XX省專(zhuān)用學(xué)年高中物理第十章熱力學(xué)定律課時(shí)追蹤檢測(cè)十三熱力學(xué)第必定律能量守恒定律含分析新人教版選修PAGEXX省專(zhuān)用學(xué)年高中物理第十章熱力學(xué)定律課時(shí)追蹤檢測(cè)十三熱力學(xué)第必定律能量守恒定律含分析新人教版選修課時(shí)追蹤檢測(cè)（十三）熱力學(xué)第必定律能量守恒定律1.以以下圖是密閉的汽缸，外力推進(jìn)活塞P壓縮氣體，對(duì)缸內(nèi)氣體做功800J，同時(shí)氣體向外界放熱200J，缸內(nèi)氣體的()A．溫度高升，內(nèi)能增添600JB．溫度高升，內(nèi)能減少200JC．溫度降低，內(nèi)能增添600JD．溫度降低，內(nèi)能減少200J分析：選A由W＋Q＝ΔU得ΔU＝800J＋(－200J)＝600J，必定質(zhì)量的理想氣體的內(nèi)能大小只與溫度相關(guān)，ΔU>0，故溫度高升。2．第一類(lèi)永動(dòng)機(jī)是不可以能制成的，這是因?yàn)榈谝活?lèi)永動(dòng)機(jī)()A．不符合機(jī)械能守恒定律B．違反了能量守恒定律C．沒(méi)法解決機(jī)械摩擦問(wèn)題D．找不到適合的資料和合理的設(shè)計(jì)方案分析：選B第一類(lèi)永動(dòng)機(jī)不可以能制成，是因?yàn)樗`反了能量守恒定律。3．以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是()A．物體放出熱量，其內(nèi)能必定減小B．物體對(duì)外做功，其內(nèi)能必定減小C．物體汲取熱量，同時(shí)對(duì)外做功，其內(nèi)能可能增添D．物體放出熱量，同時(shí)對(duì)外做功，其內(nèi)能可能不變分析：選C由熱力學(xué)第必定律ΔU＝W＋Q可知，若物體放出熱量，外界對(duì)物體做正功，則ΔU不用然為負(fù)值，即內(nèi)能不用然減小，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；同理可分析出，B項(xiàng)和D項(xiàng)錯(cuò)誤，C項(xiàng)正確。4．[多項(xiàng)選擇](2016·全國(guó)卷Ⅲ)對(duì)于氣體的內(nèi)能，以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是()A．質(zhì)量和溫度都同樣的氣體，內(nèi)能必定同樣B．氣體溫度不變，整體運(yùn)動(dòng)速度越大，其內(nèi)能越大C．氣體被壓縮時(shí)，內(nèi)能可能不變D．必定量的某種理想氣體的內(nèi)能只與溫度相關(guān)E．必定量的某種理想氣體在等壓膨脹過(guò)程中，內(nèi)能必定增添分析：選CDE氣體的內(nèi)能由物質(zhì)的量、溫度和體積決定，質(zhì)量和溫度都同樣的氣體，內(nèi)能可能不同樣，A錯(cuò)誤。內(nèi)能與物體的運(yùn)動(dòng)速度沒(méi)關(guān)，B錯(cuò)誤。氣體被壓縮時(shí)，同時(shí)對(duì)外傳熱，依據(jù)熱力學(xué)第必定律知內(nèi)能可能不變，C正確。必定量的某種理想氣體的內(nèi)能只與溫度相關(guān)，D正確。依據(jù)理想氣體狀態(tài)方程，必定量的某種理想氣體在壓強(qiáng)不變的狀況下，體積變大，則溫度必定高升，內(nèi)能必定增添，E正確。5.以以下圖為沖擊擺實(shí)驗(yàn)裝置，一水平遨游的子彈射入沙箱后與沙箱合為一體，共同擺起必定高度，在此過(guò)程中相關(guān)能量轉(zhuǎn)變的說(shuō)法中正確的選項(xiàng)是()A．子彈的動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)樯诚浜妥訌椀膬?nèi)能B．子彈的動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)樯诚浜妥訌椀闹亓?shì)能C．子彈的動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)樯诚浜妥訌椀膭?dòng)能D．子彈的動(dòng)能一部分轉(zhuǎn)變?yōu)樯诚浜妥訌椀膬?nèi)能，另一部分轉(zhuǎn)變?yōu)樯诚浜妥訌椀臋C(jī)械能分析：選D子彈在射入沙箱瞬時(shí)，要戰(zhàn)勝摩擦阻力做功，有一部分動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)樯诚浜妥訌椀膬?nèi)能，一部分動(dòng)能變?yōu)樯诚浜妥訌椀臋C(jī)械能，故D正確。6.[多項(xiàng)選擇]如圖為某同學(xué)設(shè)計(jì)的噴水裝置，內(nèi)部裝有2L水，上部密封1atm的空氣0.5L，保持閥門(mén)封閉，再充入1atm的空氣0.1L，設(shè)在全部過(guò)程中空氣可看作理想氣體，且溫度不變，以下說(shuō)法正確的有()A．充氣后，密封氣體壓強(qiáng)增添B．充氣后，密封氣體的分子均勻動(dòng)能增添C．翻開(kāi)閥門(mén)后，密封氣體對(duì)外界做正功D．翻開(kāi)閥門(mén)后，不再充氣也能把水噴光分析：選AC溫度不變，分子均勻動(dòng)能不變，充氣后因?yàn)闅怏w的質(zhì)量增大，溫度、體積基本不變，氣體的壓強(qiáng)增大，選項(xiàng)A對(duì)、B錯(cuò)；翻開(kāi)閥門(mén)后，水減少，氣體膨脹，密封氣體對(duì)水做正功，選項(xiàng)C對(duì)；假如水全排出，氣體壓強(qiáng)為p3，p3(2＋0.5)＝p1(0.5＋0.1)得p3＝0.24p1＜p1，故不再充氣不可以把水噴光，選項(xiàng)D錯(cuò)。7.以以下圖，必定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A經(jīng)等壓過(guò)程到狀態(tài)B。此過(guò)程中，氣體壓強(qiáng)p＝1.0×105Pa，汲取的熱量Q＝7.0×102J，求此過(guò)程中氣體內(nèi)能的增量。分析：必定質(zhì)量的理想氣體等壓變化，由蓋—呂薩克定律得，eq\f(VA,TA)＝eq\f(VB,TB)，則VB＝eq\f(VATB,TA)＝8.0×10－3m3。氣體對(duì)外做的功W＝p(VB－VA)＝2.0×102J，依據(jù)熱力學(xué)第必定律ΔU＝Q－W，解得ΔU＝5.0×102J。答案：ΔU＝5.0×102J8.以以下圖，兩個(gè)可導(dǎo)熱的汽缸豎直擱置，它們的底部由一細(xì)管連通(忽視細(xì)管的容積)。兩汽缸各有一活塞，質(zhì)量分別為m1和m2，活塞與汽缸壁無(wú)摩擦?；钊南路綖槔硐霘怏w，上方為真空。當(dāng)氣體處于均衡狀態(tài)時(shí)，兩活塞位于同一高度h。(已知m1＝3m，m2＝2m)(1)在兩活塞上同時(shí)各放一質(zhì)量為m的物塊，求氣體再次達(dá)到均衡后兩活塞的高度差。(假設(shè)環(huán)境的溫度素來(lái)保持為T(mén)0)(2)在達(dá)到上一問(wèn)終態(tài)后，環(huán)境溫度由T0遲緩上漲到T，試問(wèn)在這個(gè)過(guò)程中，氣體對(duì)活塞做了多少功？氣體是汲取仍是放出了熱量？(假設(shè)在氣體狀態(tài)變化過(guò)程中，兩活塞均不會(huì)遇到汽缸頂部)分析：(1)設(shè)左、右活塞的面積分別為S′和S。因?yàn)闅怏w處于均衡狀態(tài)，故兩活塞對(duì)氣體的壓強(qiáng)相等，即eq\f(3mg,S′)＝eq\f(2mg,S)，由此得S′＝eq\f(3,2)S。在兩活塞上各加一質(zhì)量為m的物塊后，氣體所受右端壓強(qiáng)恒大于左端，因此右活塞降至汽缸底部，全部氣體在左汽缸中。在初態(tài)，氣體的壓強(qiáng)為eq\f(2mg,S)，體積為eq\f(5Sh,2)；在末態(tài)，氣體的壓強(qiáng)為eq\f(8mg,3S)，體積為eq\f(3Sx,2)(x為左活塞的高度)，由玻意耳定律得eq\f(2mg,S)·eq\f(5Sh,2)＝eq\f(8mg,3S)·eq\f(3Sx,2)，由上式解得x＝eq\f(5,4)h。(2)當(dāng)溫度由T0上漲至T時(shí)，氣體的壓強(qiáng)素來(lái)為eq\f(8mg,3S)。設(shè)x′是溫度達(dá)到T時(shí)左活塞的高度，由蓋呂薩克定律得x′＝eq\f(T,T0)x＝eq\f(5Th,4T0)，氣體對(duì)活塞做的功為W＝Fs＝F·(x′－x)＝4mg·eq\f(5,4)heq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(T,T0)－1))＝5mgh