高考物理一轮复习精选题辑课练35热力学定律和能量守恒.doc
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1、1 / 11【2019【2019 最新最新】精选高考物理一轮复习精选题辑课练精选高考物理一轮复习精选题辑课练 3535 热力热力学定律和能量守恒学定律和能量守恒1. (多选)如图所示,导热的汽缸固定在水平地面上,用活塞把一 定质量的理想气体封闭在汽缸中,汽缸的内壁光滑现用水平外力 F 作用于活塞杆,使活塞缓慢地向右移动,由状态变化到状态 ,在此过程中如果环境保持恒温,下列说法正确的是( ) A每个气体分子的速率都不变 B气体分子平均动能不变 C水平外力 F 逐渐变大 D气体内能减小 答案:BC 解析:由状态到状态是封闭气体等温膨胀过程,由于温度 是分子平均动能的标志,故分子热运动的平均动能不变
2、,但不是每 个分子的动能都不变,所以 A 错误,B 正确;温度不变,体积增大, 根据C,则压强 p 减小,以活塞为研究对象,根据平衡条件有 p0SpSF,得 Fp0SpS,压强 p 减小,则 F 增大,C 正确;理 想气体的内能只与温度有关,温度不变,则内能不变,故 D 错误 2某同学将一气球打好气后,不小心碰到一个尖利物体而迅速 破裂,则在气球破裂过程中( ) A气体对外界做功,温度降低 B外界对气体做功,内能增大 C气体内能不变,体积增大 D气体压强减小,温度升高 答案:A 解析:在气球破裂过程中,体积增大,对外做功,由于气球破 裂过程的时间比较短,气体来不及吸收热量,根据热力学第一定律
3、UWQ 可知,气体的内能减小,温度降低,根据理想气体状态 方程可知气体压强减小 3. (多选)如图所示,汽缸和活塞与外界均无热交换,中间有一个 固定的导热性良好的隔板,封闭着两部分气体 A 和 B,活塞处于静 止平衡状态现通过电热丝对气体 A 加热一段时间,后来活塞达到2 / 11新的平衡,不计气体分子势能,不计活塞与汽缸壁间的摩擦,大气 压强保持不变,则下列判断正确的是( ) A气体 A 吸热,内能增加 B气体 B 吸热,对外做功,内能不变 C气体 A 分子的平均动能增大 D气体 A 和气体 B 内每个分子的动能都增大 E气体 B 分子单位时间内对器壁单位面积碰撞总次数减少 答案:ACE 解
4、析:A 气体经历等容变化,W0,而吸收热量,由 UWQ 知,内能增加,A 正确;B 气体经历等压变化,W0,W0,气体吸热,C 正确, A、B、D 错误 6. (多选)如图所示,一定质量的理想气体从状态 a 变化到状态 b,在这一过程中,下列表述正确的是( ) A气体从外界吸收热量 B气体分子的平均动能减小3 / 11C外界对气体做正功 D气体分子撞击器壁的作用力增大 答案:AD 解析:ab 气体体积增大,对外做功,W0,气体吸热,A 正确 7关于热力学定律,下列说法正确的是( ) A在一定条件下物体的温度可以降到 0 K B物体从单一热源吸收的热量可全部用于做功 C吸收了热量的物体,其内能一
5、定增加 D压缩气体总能使气体的温度升高 答案:B 解析:0 K 是绝对零度,不可能达到,A 选项错误;由热力学第 一定律可知,C、D 选项错误,B 选项正确 8. 如图为某种椅子与其升降部分的结构示意图,M、N 两筒间密闭 了一定质量的气体,M 可沿 N 的内壁上下滑动设筒内气体不与外 界发生热交换,在 M 向下滑动的过程中( ) A外界对气体做功,气体内能增大 B外界对气体做功,气体内能减小 C气体对外界做功,气体内能增大 D气体对外界做功,气体内能减小 答案:A 解析:由于筒内气体不与外界发生热交换,外界对气体做功改 变气体的内能,在 M 向下滑动的过程中,外界压缩气体对气体做功, 根据热
6、力学第一定律可知,气体的内能增大选项 A 正确 9. 如图所示为常见的家用保温瓶,头一天用软木塞密封了半瓶开 水,过了一夜后软木塞很难取出,则( ) A瓶里所有气体分子的动能都变小了 B外界对瓶内气体没有做功,瓶内气体的内能不变 C瓶内气体温度降低,气体内能减小 D瓶内气体温度降低,压强增大 答案:C 解析:经过一个夜晚后,保温瓶内气体温度下降,分子平均动 能减小,但并不是所有气体分子的动能都减小,气体温度降低,内 能减小,故 A、B 错误,C 正确;由C 知,V 不变,T 降低,则 p 减 小,故 D 错误4 / 1110(1)若一气泡从湖底上升到湖面的过程中温度保持不变,则 在此过程中关于
7、气泡中的气体,下列说法正确的是( ) A气体分子间的作用力增大 B气体分子的平均速率增大 C气体分子的平均动能减小 D气体组成的系统一定吸热 (2)若将气泡内的气体视为理想气体,气泡从湖底上升到湖面的 过程中,对外界做了 0.6 J 的功,则此过程中的气泡_(填 “吸收”或“放出”)的热量是_J气泡到达湖面后,温度 上升的过程中,又对外界做了 0.1 J 的功,同时吸收了 0.3 J 的热 量,则此过程中,气泡内气体内能增加了_J. 答案:(1)D (2)吸收 0.6 0.2 解析:(1)考虑气体分子间作用力时,分子力表现为引力,气泡 膨胀,分子间距增大,分子力减小,A 错误;气泡上升过程中温
8、度 不变,分子的平均动能不变,分子的平均速率也不变,B、C 错误; 气泡上升过程中体积膨胀,温度不变,而气体对外做功,故气体一 定吸收热量,D 正确 (2)将气体视为理想气体时,其内能只与温度有关气泡上升过 程中温度不变,U0,对外做功,W0.6 J,由 UQW 有 QUW0.6 J0,即需从外界吸收 0.6 J 的热量气泡到达湖 面后,由 UQW 得 U(0.30.1) J0.2 J. 11. 如图所示的 pV 图象中,一定质量的理想气体由状态 A 经过 ACB 过程至状态 B,气体对外做功 280 J,吸收热量 410 J;气体又 从状态 B 经 BDA 过程回到状态 A,这一过程中外界对
9、气体做功 200 J则: (1)ACB 过程中气体的内能是增加还是减少?变化量是多少? (2)BDA 过程中气体是吸热还是放热?吸收或放出的热量是多少?答案:(1)增加 130 J (2)放热 330 J 解析:(1)ACB 过程中 W1280 J,Q1410 J, 由热力学第一定律得 UBUAW1Q1130 J, 故 ACB 过程中气体的内能增加了 130 J. (2)因为一定质量的理想气体的内能只与温度有关,BDA 过程中 气体内能的变化量 UAUB130 J 由题意知 W2200 J,由热力学第一定律得 UAUBW2Q2, 代入数据解得 Q2330 J,5 / 11即 BDA 过程中气体
10、放出热量 330 J. 12如图所示,一圆柱形容器竖直放置,通过活塞封闭着摄氏 温度为 t 的理想气体活塞的质量为 m,横截面积为 S,与容器底部 相距 h.现通过电热丝给气体加热一段时间,结果活塞缓慢上升了 h,若这段时间内气体吸收的热量为 Q,已知大气压强为 p0,重力加 速度为 g,不计器壁向外散失的热量及活塞与器壁间的摩擦,则: (1)容器中气体的压强是多少? (2)这段时间内气体的内能增加了多少? (3)这段时间内气体的温度升高了多少? 答案:(1)p0 (2)Q(p0Smg)h (3)273.15 Kt 解析:(1)以活塞为研究对象,对其进行受力分析,由平衡条件 有 mgp0SpS
11、,得容器中气体的压强 pp0. (2)根据功的定义知:气体对外做功为 WpSh, 得 W(p0Smg)h. 根据热力学第一定律得:这段时间内气体的内能增加量 UQWQ(p0Smg)h. (3)在加热过程中活塞缓慢上升,压强保持不变,是等压变化,由盖吕萨克定律有,即2hS 273.15 Kt 得 t273.15 K2t, 所以这段时间内气体的温度升高了 ttt273.15 Kt.刷题加餐练刷题加餐练1(2017新课标全国卷,33(1)(多选)如图,用隔板将一 绝热汽缸分成两部分,隔板左侧充有理想气体,隔板右侧与绝热活 塞之间是真空现将隔板抽开,气体会自发扩散至整个汽缸待气 体达到稳定后,缓慢推压
12、活塞,将气体压回到原来的体积假设整 个系统不漏气下列说法正确的是( ) A气体自发扩散前后内能相同 B气体在被压缩的过程中内能增大 C在自发扩散过程中,气体对外界做功 D气体在被压缩的过程中,外界对气体做功 E气体在被压缩的过程中,气体分子的平均动能不变 答案:ABD6 / 11解析:气体向真空膨胀时不受阻碍,气体不对外做功,由于汽 缸是绝热的,没有热交换,所以气体扩散后内能不变,选项 A 正 确气体被压缩的过程中,外界对气体做功,且没有热交换,根据 热力学第一定律,气体的内能增大,选项 B、D 正确气体在真空中 自发扩散的过程中气体不对外做功,选项 C 错误气体在压缩过程 中,内能增大,由于
13、一定质量的理想气体的内能完全由温度决定, 温度越高,内能越大,气体分子的平均动能越大,选项 E 错误 2(2017新课标全国卷,33(1)(多选)如图,一定质量的 理想气体从状态 a 出发,经过等容过程 ab 到达状态 b,再经过等温 过程 bc 到达状态 c,最后经等压过程 ca 回到状态 a.下列说法正确 的是( ) A在过程 ab 中气体的内能增加 B在过程 ca 中外界对气体做功 C在过程 ab 中气体对外界做功 D在过程 bc 中气体从外界吸收热量 E在过程 ca 中气体从外界吸收热量 答案:ABD 解析:ab 过程是等容变化,ab 过程压强增大,温度升高,气体 内能增大,选项 A
14、正确;而由于体积不变,气体对外界不做功,选 项 C 错误ca 过程是等压变化,体积减小,外界对气体做功,选项 B 正确;体积减小过程中,温度降低,内能减小,气体要放出热量, 选项 E 错误bc 过程是等温变化,内能不变,体积增大,气体对外 界做功,则需要吸收热量,选项 D 正确 3(2016新课标全国卷,33(1)(多选)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 答案:CDE 解析:气
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