2019届高考物理大一轮复习第13章第3讲热力学定律与能量守恒精练.docx

第3讲热力学定律与能量守恒基础巩固练1(多选)下列对热学相关知识的判断中正确的是_。A对一定质量的气体加热，其内能一定增大B物体温度升高时，物体内的每个分子的速率都将增大C对一定质量的理想气体，当它的压强、体积都增大时，其内能一定增大D功转化为热的实际宏观过程是不可逆过程E自然界中的能量虽然是守恒的，但有的能量便于利用，有的不便于利用，故要节约能源解析：气体内能变化由做功和热传递共同决定，A错误；温度升高，分子的平均动能增大，部分分子速率也会减小，B错误；理想气体压强和体积增大。温度一定增大。内能一定增大，C正确；一切涉及热现象的宏观过程都是不可逆的，D正确；自然界中的能量在数量上是守恒的。但能量在转化过程中，品质逐渐降低，可利用的能量在逐渐减少，故要节约能源，E正确。答案：CDE2(多选)夏天，小明同学把自行车轮胎上的气门芯拔出的时候，会觉得从轮胎里喷出的气体凉，如果把轮胎里的气体视为理想气体，则关于气体喷出的过程，下列说法正确的是_。A气体的内能减少B气体的内能不变C气体来不及与外界发生热交换，对外做功，温度降低D气体膨胀时，热量散得太快，使气体温度降低了E气体分子的平均动能减小解析：气体喷出时，来不及与外界交换热量，发生绝热膨胀，Q0，对外做功，热力学第一定律的表达式为WU，内能减少，温度降低，温度是分子平均动能的标志，则A、C、E正确。答案：ACE3(多选)(2018河南、河北、山西联考)下列说法正确的是_。A分子间距离增大时，分子间的引力减小，斥力增大B当分子间的作用力表现为引力时，随分子间距离的增大分子势能增大C一定质量的理想气体发生等温膨胀。定从外界吸收热量D一定质量的理想气体发生等压膨胀，一定向外界放出热量E熵的大小可以反映物体内分子运动的无序程度解析：分子间距离增大时，分子间的引力和斥力均减小，选项A错误；当分子间的作用力表现为引力时，随分子间距离的增大分子势能增大，选项B正确；一定质量的理想气体发生等温膨胀，温度不变，内能不变，对外做功，一定从外界吸收热量，选项C正确；一定质量的理想气体发生等压膨胀，对外做功，根据盖一吕萨克定律，等压膨胀，温度一定升高，内能增大，一定吸收热量，选项D错误；熵是系统内分子运动无序性的量度，其大小可以反映物体内分子运动的无序程度，选项E正确。答案：BCE4(多选)下列有关热学的说法中正确的是_。A气体放出热量，其分子的平均动能一定减小B气体温度升高，分子的平均动能一定增大C随着科技的进步，物体的温度可以降低到300 D热量可以从低温物体传递到高温物体E对物体做功，物体的内能可能减小解析：由热力学第一定律可知，气体放出热量，其内能不一定减小，温度不一定降低，故分子平均动能不一定减小，选项A错误；温度是分子平均动能的标志，温度越高，分子的平均动能越大，选项B正确；根据热力学第三定律可知，绝对零度(273 )是不可能达到的，所以300 是不可能达到的，选项C错误；在一定的条件下，热量可以从低温物体传递到高温物体，选项D正确；根据热力学第一定律可知，对物体做功的同时，若物体向外界放出热量，其内能可能减小，选项E正确。答案：BDE5(多选)下列说法正确的是_。A对于一定量的气体，在完全失重的情况下，气体对容器壁的压强为零B如果没有漏气、没有摩擦，也没有机体热量的损失，热机的效率可以达到100%C在各种晶体中，原子(或分子、离子)都是按照一定的规则排列的，具有空间上的周期性D在围绕地球做匀速圆周运动的宇宙飞船中，自由悬浮的水滴呈球形，这是液体表面张力作用的结果E一定量的理想气体等压膨胀对外做功，气体一定吸热解析：根据气体压强的产生原因，在完全失重的情况下，气体的压强不为零，选项A错误；根据热力学第二定律，热机的效率不可能达到100%，选项B错误；在各种晶体中，原子(或分子、离子)都是按照一定的规则排列的，具有空间上的周期性，选项C正确；宇宙飞船中自由悬浮的水滴处于完全失重状态，由于重力引起的液体内部的压力为零，故液滴呈球形是液体表面张力作用的结果，选项D正确；一定量的理想气体等压膨胀，温度一定升高，内能一定增加，U0，膨胀对外做功，W0，说明气体一定吸热，故选项E正确。答案：CDE6(多选)(2016海南单科15)一定量的理想气体从状态M可以经历过程1或者过程2到状态N，其p V图象如图所示。在过程1中，气体始终与外界无热量交换；在过程2中，气体先经历等容变化再经历等压变化。对于这两个过程，下列说法正确的是_。A气体经历过程1，其温度降低B气体经历过程1，其内能减小C气体在过程2中一直对外放热D气体在过程2中一直对外做功E气体经历过程1的内能改变量与经历过程2的相同解析：气体经历过程1，压强减小，体积变大，膨胀对外做功，内能减小，故温度降低，故选项A、B正确；气体在过程2中，根据理想气体状态方程C。则开始时，体积不变，压强减小，则温度降低，对外放热，然后压强不变，体积变大，膨胀对外做功，则温度升高，吸热，故选项C、D错误；无论是经过1过程还是2过程，初、末状态相同，故内能改变量相同，故选项E正确。答案：ABE7(2018潍坊模拟)如图所示在绝热汽缸内，有一绝热轻活塞封闭一定质量的气体，开始时缸内气体温度为27 ，封闭气柱长9 cm，活塞横截面积S50 cm2。现通过汽缸底部电阻丝给气体加热一段时间。此过程中气体吸热22 J，稳定后气体温度变为127 。已知大气压强等于105 Pa，求：(1)加热后活塞到汽缸底端的距离；(2)此过程中气体内能改变了多少。解析：(1)取被封闭的气体为研究的对象开始时气体的体积为L1S，温度为：T1(27327)K300 K，末状态的体积为：L2S，温度为：T2(273127)K400 K气体做等压变化，则代入数据得：L212 cm。(2)在该过程中，气体对外做功：WFL0S(L2L1)10550104(129)102 J15 J，由热力学第一定律：UQW22 J15 J7 J。答案：(1)12 cm(2)7 J能力提升练8(多选)在一个标准大气压下，1 g水在沸腾时吸收了2 260 J的热量后变成同温度的水蒸气，对外做了170 J的功。已知阿伏加德罗常数NA6.01023mol1，水的摩尔质量M18 g/mol。下列说法中正确的是_。A分子间的平均距离增大B水分子的热运动变得更剧烈了C水分子总势能的变化量为2 090 JD在整个过程中能量是不守恒的E1 g水所含的分子数为3.31022个解析：液体变成气体后，分子间的平均距离增大了，选项A正确；温度是分子热运动剧烈程度的标志，由于两种状态下的温度是相同的，故两种状态下水分子热运动的剧烈程度是相同的，选项B错误；水发生等温变化，分子平均动能不变，因水分子总数不变，分子的总动能不变，根据热力学第一定律UQW，可得水的内能的变化量U2 260 J170 J2 090 J，即水的内能增大2 090 J，则水分子的总势能增大了2 090 J，选项C正确；在整个过程中能量是守恒的，选项D错误；1 g水所含的分子数为nNA6.010233.31022(个)，选项E正确。答案：ACE9.如图所示，一根两端开口、横截面积为S2 cm2足够长的玻璃管竖直插入水银槽中并固定(插入水银槽中的部分足够深)。管中有一个质量不计的光滑活塞，活塞下封闭着长L21 cm的气柱，气体的温度为t17 ，外界大气压取p01.0105 Pa(相当于75 cm高的汞柱的压强)。(1)若在活塞上放一个质量为m0.1 kg的砝码，保持气体的温度t1不变，则平衡后气柱为多长？(g10 m/s2)(2)若保持砝码的质量不变，对气体加热，使其温度升高到t277 ，此时气柱为多长？(3)若在(2)过程中，气体吸收的热量为10 J，则气体的内能增加多少？解析：(1)被封闭气体的初状态为p1p01.0105 PaV1LS42 cm3，T1280 K末状态压强p2p01.05105 PaV2L2S，T2T1280 K根据玻意耳定律，有p1V1p2V2，即p1Lp2L2得L2L20 cm。(2)对气体加热后，气体的压强不变，p3p2，V3L3S，T3350 K根据盖吕萨克定律，有，即得L3L225 cm。(3)气体对外做的功Wp2Shp2S(L3L2)1.05 J根据热力学第一定律得UWQ1.05 J10 J8.95 J即气体的内能增加8.95 J。答案：(1)20 cm(2)25 cm(3)8.95 J10一定质量的理想气体经历了如图所示的ABCDA循环，该过程每个状态视为平衡态，各状态参数如图所示。A状态的压强为1105 Pa，求：(1)B状态的温度；(2)完成一次循环，气体与外界热交换的热量。解析：(1)理想气体从A状态到B状态的过程中，压强保持不变，根据盖 吕萨克定律有代入数据解得TBTA600 K (2)理想气体从A状态到B状态的过程中，外界对气体做功W1pA(VBVA)解得W1100 J气体从B状态到C状态的