高中物理课时跟踪检测十三热力学第一定律能量守恒定律新人教版选修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Q0，气体对外做功W0，若|Q|W|，根据热力学第一定律知U0，内能增加；若|Q|W|，则U0，内能减小；若|Q|W|，则U0，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U，则()图1AUQ BUQCUQ D无法比较解析：选BA、B两部分气体密度不同，混合后其重力势能将发生变化，刚开始时A、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QUEp，所以QU，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()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p1.0105 Pa，吸收的热量Q7.0102 J，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Wp(VBVA)，根据热力学第一定律UQW解得U5.0102 J。答案：U5.0102 J8在一个标准大气压下，水在沸腾时，1 g的水由液态变成同温度的水汽，其体积由1.043 cm3变为1 676 cm3。已知水的汽化热为2 263.8 J/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U。解析：取1 g水为研究系统，把大气视作外界。1 g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UQ吸。(1)气体在等压(大气压)下膨胀做功Wp(V2V1)1.013105(1 6761.043)106 J169.7 J。(2)气体吸热：QmL12 263.8 J2 263.8 J。(3)根据热力学第一定律得UQW2 263.8 J(169.7)J2 094.1 J。答案：(1)169.7 J(2)2 263.8 J(