2020版高考物理一輪復(fù)習(xí) 分層規(guī)范快練41 熱力學(xué)定律與能量守恒 新人教版.doc

分層規(guī)范快練(四十一)熱力學(xué)定律與能量守恒 雙基過關(guān)練1(多選)下列對(duì)熱學(xué)相關(guān)知識(shí)的判斷中正確的是()A對(duì)一定質(zhì)量的氣體加熱，其內(nèi)能一定增大B物體溫度升高時(shí)，物體內(nèi)的每個(gè)分子的速率都將增大C對(duì)一定質(zhì)量的理想氣體，當(dāng)它的壓強(qiáng)、體積都增大時(shí)，其內(nèi)能一定增大D功轉(zhuǎn)化為熱的實(shí)際宏觀過程是不可逆過程E自然界中的能量雖然是守恒的，但有的能量便于利用，有的不便于利用，故要節(jié)約能源解析：氣體內(nèi)能變化由做功和熱傳遞共同決定，A錯(cuò)誤；溫度升高，分子的平均動(dòng)能增大，部分分子速率也會(huì)減小，B錯(cuò)誤；理想氣體壓強(qiáng)和體積增大溫度一定增大內(nèi)能一定增大，C正確；一切涉及熱現(xiàn)象的宏觀過程都是不可逆的，D正確；自然界中的能量在數(shù)量上是守恒的但能量在轉(zhuǎn)化過程中，品質(zhì)逐漸降低，可利用的能量在逐漸減少，故要節(jié)約能源，E正確答案：CDE2(多選)根據(jù)熱力學(xué)定律，下列說法正確的是()A電冰箱的工作表明，熱量可以從低溫物體向高溫物體傳遞B空調(diào)機(jī)在制冷過程中，從室內(nèi)吸收的熱量少于向室外放出的熱量C科技的不斷進(jìn)步使得人類有可能生產(chǎn)出從單一熱源吸熱全部用來對(duì)外做功而不引起其他變化的熱機(jī)D即使沒有漏氣、摩擦、不必要的散熱等損失，熱機(jī)也不可以把燃料產(chǎn)生的內(nèi)能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能E對(duì)能源的過度消耗使自然界的能量不斷減少形成“能源危機(jī)”解析： 熱量可以在外界做功的情況下從低溫物體向高溫物體傳遞，但不能自發(fā)進(jìn)行，A正確；空調(diào)機(jī)在制冷過程中，從室內(nèi)吸收的熱量少于向室外放出的熱量，B正確；不可能從單一熱源吸熱全部用來對(duì)外做功而不引起其他變化，故C錯(cuò)誤；根據(jù)熱力學(xué)第二定律，即使沒有漏氣、摩擦、不必要的散熱等損失，熱機(jī)也不可以把燃料產(chǎn)生的內(nèi)能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，故D正確；對(duì)能源的過度消耗將形成“能源危機(jī)”，但自然界的總能量守恒，故E錯(cuò)誤答案：ABD32019惠州模擬(多選)下列說法中正確的是()A物體自由下落時(shí)速度增大，所以物體內(nèi)能也增大B物體的機(jī)械能為零時(shí)內(nèi)能也為零C物體的體積減小溫度不變時(shí)，物體內(nèi)能不一定減小D質(zhì)量、溫度、體積都相等的物體的內(nèi)能不一定相等E溫度和質(zhì)量都相同的氫氣和氧氣內(nèi)能不相等解析：物體的機(jī)械能和內(nèi)能是兩個(gè)完全不同的概念，物體的動(dòng)能由物體的宏觀速率決定，而物體內(nèi)分子的動(dòng)能由分子熱運(yùn)動(dòng)的速率決定分子動(dòng)能不可能為零(溫度不可能達(dá)到絕對(duì)零度)而物體的動(dòng)能可能為零，所以A、B不正確；物體體積減小時(shí)，分子間距離減小，但分子勢(shì)能可能增加，所以C正確質(zhì)量、溫度、體積都相等的物體，如果是由不同物質(zhì)組成，分子數(shù)不一定相同，因此，物體內(nèi)能不一定相等，選項(xiàng)D正確；溫度和質(zhì)量都相同的氫氣和氧氣具有相同的分子平均動(dòng)能，但由于分子數(shù)不相等，分子總動(dòng)能不相等，分子勢(shì)能也不相等，故其內(nèi)能不相等，選項(xiàng)E正確答案：CDE4(多選)如圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)a變化到狀態(tài)b，在這一過程中，下列說法正確的是()A氣體的體積變小B氣體的溫度降低C氣體從外界吸收熱量D氣體的內(nèi)能增大E單位時(shí)間內(nèi)碰撞到單位面積容器壁的分子數(shù)減少解析：從狀態(tài)a到狀態(tài)b，氣體的壓強(qiáng)不變，氣體的溫度升高，則氣體的體積增大，選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤；一定質(zhì)量的理想氣體的內(nèi)能只與溫度有關(guān)，氣體的溫度升高，故氣體的內(nèi)能增大，選項(xiàng)D正確；氣體的體積增大，對(duì)外做功，W<0，氣體的內(nèi)能變大，由熱力學(xué)第一定律UWQ，故氣體一定從外界吸熱，選項(xiàng)C正確；因?yàn)闅怏w的溫度升高，分子平均動(dòng)能增大，而壓強(qiáng)不變，所以單位時(shí)間內(nèi)碰撞到單位面積容器壁的分子數(shù)減少，選項(xiàng)E正確答案：CDE52019甘肅蘭州月考(多選)如圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷了ABC的狀態(tài)變化過程，則下列說法正確的是()AAB過程中，壓強(qiáng)不變BAB過程中，外界對(duì)氣體做負(fù)功CBC過程中，氣體分子間距增大DBC過程中，氣體分子無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)變劇烈ECA過程中，氣體對(duì)外放熱解析：AB過程溫度降低，體積增大，由c可知壓強(qiáng)變小，則氣體膨脹對(duì)外做功，即外界對(duì)氣體做負(fù)功，則A錯(cuò)誤，B正確；BC過程為等容變化，溫度升高，則體積不變，分子運(yùn)動(dòng)加劇，C錯(cuò)誤，D正確CA過程為等壓降溫，體積減小，由UQW知Q<0，則氣體放熱，E正確答案：BDE6(多選)如圖所示，絕熱容器被絕熱隔板K1、卡銷鎖住的絕熱光滑活塞K2隔成a、b、 c三部分，a部分為真空，b部分為一定質(zhì)量的稀薄氣體，且壓強(qiáng)pb<p0，c與大氣連通，則下列說法中正確的是()A只打開隔板K1，b中氣體對(duì)外做功，內(nèi)能減少B只打開隔板K1，b中氣體不做功，內(nèi)能不變C只打開隔板K1，b中氣體壓強(qiáng)減小，溫度不變D只打開卡銷K2，b中氣體對(duì)外做功，內(nèi)能減小E只打開卡銷K2，外界對(duì)b中氣體做功，b中氣體內(nèi)能增加解析：只打開隔板K1，b中氣體向a中真空擴(kuò)散，氣體不做功，W0，絕熱容器導(dǎo)致Q0，由熱力學(xué)第一定律知UWQ0，內(nèi)能不變，A錯(cuò)誤，B正確；只打開隔板K1時(shí)，b中氣體內(nèi)能不變，溫度不變，由玻意耳定律pVC知b中氣體體積增大，壓強(qiáng)減小，C正確；只打開卡銷K2時(shí)，由于pb<p0，活塞將向左移動(dòng)，b中氣體體積減小，外界對(duì)b中氣體做功，W>0，但Q0，則UWQ>0，內(nèi)能增加，E正確，D錯(cuò)誤答案：BCE7.氣體溫度計(jì)結(jié)構(gòu)如圖所示玻璃測(cè)溫泡A內(nèi)充有理想氣體，通過細(xì)玻璃管B和水銀壓強(qiáng)計(jì)相連開始時(shí)A處于冰水混合物中，左管C中水銀面在O點(diǎn)處，右管D中水銀面高出O點(diǎn)h114 cm.后將A放入待測(cè)恒溫槽中，上下移動(dòng)D，使C中水銀面仍在O點(diǎn)處，測(cè)得D中水銀面高出O點(diǎn)h244 cm.(已知外界大氣壓為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，標(biāo)準(zhǔn)大氣壓相當(dāng)于76 cmHg)(1)恒溫槽的溫度為_；(2)此過程A內(nèi)氣體內(nèi)能_(填 “增大”或“減小”)，氣體不對(duì)外做功，氣體將_(填“吸熱”或“放熱”)解析：(1)測(cè)溫泡內(nèi)氣體進(jìn)行等容變化p1p0h1761490 cmHg，T1273 Kp2p0h27644120 cmHg由，得T2T1273364 K91 (2)理想氣體的內(nèi)能只與溫度有關(guān)，隨著溫度的升高，內(nèi)能將增大，氣體等容變化，做功為0，內(nèi)能的增加要靠吸熱來實(shí)現(xiàn)答案：(1)91(2)增大吸熱技能提升練82019湖北武漢模擬(多選)如圖所示，在一定質(zhì)量的理想氣體壓強(qiáng)隨體積變化的pV圖象中，氣體先后經(jīng)歷了ab、bc、cd、da四個(gè)過程，其中ab垂直于cd，ab垂直于V軸且與p軸平行，bc、da是兩條等溫線，下列判斷正確的是()A氣體在狀態(tài)a時(shí)的溫度低于在狀態(tài)c時(shí)的溫度B從ab的過程，氣體分子密集程度不變，分子平均動(dòng)能增加C從abc的過程，氣體密度不斷減小，溫度先升高后不變D從cd的過程，氣體放出的熱量大于外界對(duì)氣體做的功E從abcd的過程，設(shè)氣體對(duì)外做功為W1，外界對(duì)氣體做功為W2，氣體吸熱為Q1，放熱為Q2，則W1W2<Q1Q2解析：根據(jù)題圖可知，氣體在狀態(tài)a和狀態(tài)b時(shí)體積相同，氣體的壓強(qiáng)越大，溫度越高，故狀態(tài)b的溫度比狀態(tài)a的溫度高，又bc為等溫線，所以狀態(tài)c的溫度比狀態(tài)a的溫度高，A正確氣體在狀態(tài)a和狀態(tài)b時(shí)體積相同，故分子密集程度不變，狀態(tài)b的壓強(qiáng)大，溫度高，分子平均動(dòng)能更大，B正確由c到d，氣體體積減小，外界對(duì)氣體做正功，且溫度降低，內(nèi)能減小，由熱力學(xué)第一定律可得D正確從a到b，氣體體積不變，密度不變，從b到c，氣體體積變大，溫度不變，C錯(cuò)誤a、d等溫，內(nèi)能相等，故外界對(duì)氣體做的功與氣體放出的熱量相等，E錯(cuò)誤答案：ABD9如圖所示，一根兩端開口、橫截面積為S2 cm2足夠長的玻璃管豎直插入水銀槽中并固定(插入水銀槽中的部分足夠深)管中有一個(gè)質(zhì)量不計(jì)的光滑活塞，活塞下封閉著長L21 cm的氣柱，氣體的溫度為t17 ，外界大氣壓取p01.0105 Pa(相當(dāng)于75 cm高的汞柱的壓強(qiáng))(1)若在活塞上放一個(gè)質(zhì)量為m0.1 kg的砝碼，保持氣體的溫度t1不變，則平衡后氣柱為多長？(g10 m/s2)(2)若保持砝碼的質(zhì)量不變，對(duì)氣體加熱，使其溫度升高到t277 ，此時(shí)氣柱為多長？(3)若在(2)過程中，氣體吸收的熱量為10 J，則氣體的內(nèi)能增加多少？解析：(1)被封閉氣體的初狀態(tài)為p1p01.0105 PaV1LS42 cm3，T1280 K末狀態(tài)壓強(qiáng)p2p01.05105 PaV2L2S，T2T1280 K根據(jù)玻意耳定律，有p1V1p2V2，即p1Lp2L2得L2L20 cm.(2)對(duì)氣體加熱后，氣體的壓強(qiáng)不變，p3p2，V3L3S，T3350 K根據(jù)蓋呂薩克定律，有，即得L3L225 cm.(3)氣體對(duì)外做的功Wp2Shp2S(L3L2)1.05 J根據(jù)熱力學(xué)第一定律得UWQ1.05 J10 J8.95 J即氣體的內(nèi)能增加8.95 J.答案：(1)20 cm(2)25 cm(3)8.95 J10一定質(zhì)量的理想氣體被活塞封閉在汽缸內(nèi)，如圖所示水平放置活塞的質(zhì)量m20 kg，橫截面積S100 cm2，活塞可沿汽缸壁無摩擦滑動(dòng)但不漏氣，開始使汽缸水平放置，活塞與汽缸底的距離L112 cm，離汽缸口的距離L23 cm.外界氣溫為27 ，大氣壓強(qiáng)為1.0105 Pa，將汽缸緩慢地轉(zhuǎn)到開口向上的豎直位置，待穩(wěn)定后對(duì)缸內(nèi)氣體逐漸加熱，使活塞上表面剛好與汽缸口相平，已知g10 m/s2，求(1)此時(shí)汽缸的溫度為多少？(2)在對(duì)缸內(nèi)氣體加熱的過程中，氣體膨脹對(duì)外做功，同時(shí)吸收Q370 J的熱量，則氣體增加的內(nèi)能U多大？解析：(1)當(dāng)汽缸水平放置時(shí)，p01.0105 Pa，V0L1S，T0(27327) K300 K當(dāng)汽缸口朝上，活塞到達(dá)汽缸口時(shí)，活塞的受力分析如圖所示，有p1Sp0Smg則p1p01.0105 Pa Pa1.2105 PaV1(L1L2)S由理想氣體狀態(tài)方程得則T1T0300 K450 K.(2)當(dāng)汽缸口向上，未加熱穩(wěn)定時(shí)：由玻意耳定律得p0L1Sp1LS則L cm10 cm加熱后，氣體做等壓變化，外界對(duì)氣體做功為Wp0(L1L2L)Smg(L1L2L)60 J根據(jù)熱力學(xué)第一定律UWQ得U310 J.答案：(1)450 K(2)310 J