2018届高考物理一轮总复习课练35热力学定律与能量守恒.docx

课练35热力学定律与能量守恒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4.一定质量的理想气体的状态变化过程如图所示，AB为一条直线，则气体从状态A到状态B的过程中()A气体分子平均动能保持不变B气体分子平均动能先增大后减小到初始状态C整个过程中气体对外不做功D气体的密度在不断增大5.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，下列说法正确的是()A气体体积变小B气体温度降低C气体从外界吸收热量D气体的内能不变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C外界对气体做正功D气体分子撞击器壁的作用力增大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 KB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，其内能一定增加D压缩气体总能使气体的温度升高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10(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.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？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？ 1(2016课标)(1)关于热力学定律，下列说法正确的是_A气体吸热后温度一定升高B对气体做功可以改变其内能C理想气体等压膨胀过程一定放热D热量不可能自发地从低温物体传到高温物体E如果两个系统分别与状态确定的第三个系统达到热平衡，那么这两个系统彼此之间也必定达到热平衡(2)在水下气泡内空气的压强大于气泡表面外侧水的压强，两压强差p与气泡半径r之间的关系为p，其中0.070 N/m.现让水下10 m处一半径为0.50 cm的气泡缓慢上升已知大气压强p01.0105 Pa，水的密度1.0103 kg/m3，重力加速度大小g10 m/s2.求在水下10 m处气泡内外的压强差；忽略水温随水深的变化，在气泡上升到十分接近水面时，求气泡的半径与其原来半径之比的近似值2(2016课标)(1)一定量的理想气体从状态a开始，经历等温或等压过程ab、bc、cd、da回到原状态，其pT图象如图所示，其中对角线ac的延长线过原点O.下列判断正确的是_A气体在a、c两状态的体积相等B气体在状态a时的内能大于它在状态c时的内能C在过程cd中气体向外界放出的热量大于外界对气体做的功D在过程da中气体从外界吸收的热量小于气体对外界做的功E在过程bc中外界对气体做的功等于在过程da中气体对外界做的功(2)一氧气瓶的容积为0.08 m3，开始时瓶中氧气的压强为20个大气压某实验室每天消耗1个大气压的氧气0.36 m3.当氧气瓶中的压强降低到2个大气压时，需重新充气若氧气的温度保持不变，求这瓶氧气重新充气前可供该实验室使用多少天3(2016课标)(1)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(2)一U形玻璃管竖直放置，左端开口，右端封闭，左端上部有一光滑的轻活塞初始时，管内汞柱及空气柱长度如图所示用力向下缓慢推活塞，直至管内两边汞柱高度相等时为止求此时右侧管内气体的压强和活塞向下移动的距离已知玻璃管的横截面积处处相同；在活塞向下移动的过程中，没有发生气体泄漏；大气压强p075.0 cmHg.环境温度不变4(多选)(2017河南八市质检)下列说法中不正确的是()A气体压强的大小与单位体积内的分子数及气体分子的平均动能都有关B布朗运动是液体分子的运动，说明液体分子在永不停息地做无规则热运动C热力学第二定律的开尔文表述：不可能从单一热库吸收热量，使之完全变成功，而不产生其他影响D水蝇可以停在水面上是因为液体具有表面张力E温度升高，物体所有分子的动能都增大5(多选)(2017广东佛山二模)以下说法中正确的是()A物体的体积增大，其分子的总势能一定增大B从微观来看，气体压强的大小跟气体分子的平均动能以及分子的密集程度有关C用油膜法可以估测分子的直径D一定质量的理想气体，气体温度每升高1 K所吸收的热量与气体经历的过程无关E英国物理学家焦耳通过实验测定了功与热量间的定量关系6(2017江苏连云港模拟)关于能量和能源，下列说法正确的是()A在能源利用的过程中，能量在数量上并未减少B由于自然界中总的能量守恒，所以不需要节约能源C能量耗散说明能量在转化过程中不断减少D人类在不断地开发和利用新能源，所以能量可以被创造7(多选)(2017湖南长沙模拟)关于第二类永动机，下列说法中正确的是()A第二类永动机没有冷凝器，只有单一的热源，能将从单一热源吸收的热量全部用来做功，而不引起其他变化的热机叫做第二类永动机B第二类永动机违反了能量守恒定律，所以不可能制成C第二类永动机违背了热力学第二定律，所以不可能制成D第二类永动机不可能制成，说明机械能可以全部转化为内能，内能却不能全部转化为机械能E第二类永动机不可能制成，说明机械能可以全部转化为内能，但内能却不能全部转化为机械能，而不引起其他变化8(多选)(2017东北三省四市模拟)下列说法中正确的是()A相互间达到热平衡的两物体的内能一定相等B民间常用“拔火罐”来治疗某些疾病，方法是将点燃的纸片放入火罐内，当纸片燃烧完时，迅速将火罐开口端紧压在皮肤上，火罐就会紧紧地“吸”在皮肤上其原因是火罐内的气体体积不变时，温度降低，压强减小C空调既能制热又能制冷，说明在不自发的条件下，热传递可以逆向D自发的热传递过程是向着分子热运动无序性增大的方向进行的E随着科学技术的发展，人类终会制造出效率为100%的热机9(2017重庆模拟)卡诺循环是由法国工程师卡诺于1824年提出的，它可用于分析热机的工作过程，卡诺循环包括四个步骤：等温膨胀、绝热膨胀、等温压缩、绝热压缩下列相关说法中正确的是()A随着设备的改进和技术的提高，热机效率可能达到100%B绝热膨胀和绝热压缩过程中，气缸内气体的内能保持不变C等温压缩过程中，因外界对气体做功，故气缸内气体内能增大D等温膨胀过程中，单位时间内在单位面积上碰撞气缸壁的分子数减少10(多选)(2017安徽五校联考)下列说法正确的是()A气体放出热量，其分子的平均动能可能增大B相互间达到热平衡的两物体的内能一定相等C气体对容器壁的压强是由气体分子对容器壁的频繁碰撞造成的D如果气体分子总数不变，而气体温度升高，气体分子的平均动能增大，因此压强必然增大11(多选)(2017广西调研)如图所示是一定质量的理想气体的体积V和摄氏温度t变化关系的Vt图象，气体由状态A变化到状态B的过程中，下列说法正确的是()A气体的内能增大B气体的内能不变C气体的压强减小D气体的压强不变E气体对外做功，同时从外界吸收能量12(多选)(2017重庆南开中学考试)下列说法中正确的是()A利用氧气的摩尔质量、密度以及阿伏加德罗常数就可以算出氧气分子体积B一定质量的理想气体，内能只与温度有关而与体积无关C固体很难被压缩是因为其内部的分子之间存在斥力作用D只要物体与外界不发生热量交换，其内能就一定保持不变E物体温度升高，内能可能降低课练35热力学定律与能量守恒1BC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，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2A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3ACEA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6ADab气体体积增大，对外做功，W0，气体吸热，A正确7B0 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8A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，根据热力学第一定律可知，气体的内能增大选项A正确9C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10解题思路：(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.答案：(1)D(2)吸收0.60.211解题思路：(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，即BDA过程中气体放出热量330 J.答案：(1)增加130 J(2)放热330 J12解题思路：(1)以活塞为研究对象，对其进行受力分析，由平衡条件有mgp0SpS，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，即得t273.15 K2t，所以这段时间内气体的温度升高了ttt273.15 Kt.答案：(1)p0(2)Q(p0Smg)h(3)273.15 Kt加餐练1解题思路：(1)若气体吸热的同时对外做功，则其温度不一定升高，选项A错；做功是改变物体内能的途径之一，选项B正确；理想气体等压膨胀，气体对外做功，由理想气体状态方程C知，气体温度升高，内能增加，故一定吸热，选项C错误；根据热力学第二定律知选项D正确；如果两个系统分别与状态确定的第三个系统达到热平衡，那么这两个系统与第三个系统的温度均相等，则这两个系统之间也必定达到热平衡，故选项E正确(2)当气泡在水下h10 m处时，设其半径为r1，气泡内外压强差为p1，则p1代入题给数据得p128 Pa设气泡在水下10 m处时，气泡内空气的压强为p1，气泡体积为V1；气泡到达水面附近时，气泡内空气的压强为p2，内外压强差为p2，其体积为V2，半径为r2.气泡上升过程中温度不变，根据玻意耳定律有p1V1p2V2由力学平衡条件有p1p0ghp1p2p0p2气泡体积V1和V2分别为V1rV2r联立式得3由式知，pip0，i1,2，故可略去式中的pi项代入题给数据得1.3答案：(1)BDE(2)28 Pa1.32解题思路：(1)由理想气体状态方程C知，pT，因此气体在a、c两状态的体积相等，故A项正确；对理想气体而言，内能由温度决定，因TaTc，故气体在状态a时的内能大于它在状态c时的内能，选项B正确；过程cd为等温变化，内能不变(U0)，压强变大，体积减小，外界对气体做功(W0)，由热力学第一定律UWQ，知Q0，对外做功，W|W|，选项D错误；bc和da过程中温度改变量相同，故体积变化量与压强的乘积相同，由WFlpSlpV知，选项E正确(2)设氧气开始时的压强为p1，体积为V1，压强变为p2(2个大气压)时，体积为V2.根据玻意耳定律得p1V1p2V2重新充气前，用去的氧气在p2压强下的体积为V3V2V1设用去的氧气在p0(1个大气压)压强下的体积为V0，则有p2V3p0V0设实验室每天用去的氧气在p0下的体积为V，则氧气可用的天数为NV0/V联立式，并代入数据得N4(天)答案：(1)ABE(2)4天3解题思路：(1)由于非理想气体分子间作用力不可忽略，内能包括分子势能，则气体的内能与体积有关，再者即使是理想气体，内能取决于温度和分子数目，质量相同的气体，当分子数目不同、温度相同时，内能也不相同，故A项错误；物体的内能与其机械运动无关，B项错误；由热力学第一定律知，气体被压缩时，若同时向外散热，则内能可能保持不变，C项正确；对于一定量的某种理想气体，体积变化时分子势能不变，其内能只取决于分子平均动能的变化，而温度是分子平均动能的标志，所以D项正确；由理想气体状态方程C知，p不变V增大，则T增大，故E项正确(2)设初始时，右管中空气柱的压强为p1，长度为l1；左管中空气柱的压强为p2p0，长度为l2.活塞被下推h后，右管中空气柱的压强为p1，长度为l1；左管中空气柱的压强为p2，长度为l2.以cmHg为压强单位由题给条件得p1p0(20.05.00)cmHgl1 cm由玻意耳定律得p1l1p1l1联立式和题给条件得p1144 cmHg依题意p2p1l24.00 cm cmh由玻意耳定律得p2l2p2l2联立式和题给条件得h9.42 cm答案：(1)CDE(2)144 cmHg9.42 cm4ACD布朗运动是悬浮在液体中的固体颗粒的运动，并不是分子的运动，布朗运动间接地反映了液体分子运动的无规则性，则B错温度升高，分子的平均动能增大，并非所有分子的动能都增大，则E错5BCE物体的体积增大，其分子的总势能不一定增大，例如一定质量的0 的水变成0 的冰，体积变大了，但是分子的总势能是减小的，所以A错误；根据热力学第一定律可知，一定质量的理想气体，气体温度每升高1 K所吸收的热量与气体经历的过程有关，则D错误6A根据能量守恒定律可知，在能源使用过程中，能量在数量上并未减少，故A正确、C错误；虽然自然界中的总能量不会减少，但是能源的品质会降低，无法再利用，故还需要节约能源，故B错误；根据能量守恒可知，能量不会被创造，也不会消失，故D错误7ACE没有冷凝器，只有单一的热源，能将从单一热源吸收的热量全部用来做功，而不引起其他变化的热机叫做第二类永动机，故A正确；第二类永动机违反了热力学第二定律，故B错误、C正确；机械能可以全部转化为内能，但内能却不能全部转化为机械能，而不引起其他变化，故E正确、D错误8BCD相互间达到热平衡的两物体的温度相同，内能不一定相等，故A错误；火罐内气体压强小于大气压强，所以火罐能“吸”在皮肤上，故B正确；根据