高考物理总复习巩固练习 热力学定律及能量守恒（基础）

【巩固练习】一、选择题1、（2014 北京顺义测试）如图所示，固定在水平面上的气缸内封闭着一定质量的理想气体，气缸壁和活塞绝热性能良好，气缸内气体分子间相互作用的势能忽略不计，则以下说法正确的是()A使活塞向左移动，气缸内气体对外界做功，内能减少B使活塞向左移动，气缸内气体内能增大，温度升高C使活塞向左移动，气缸内气体压强减小D使活塞向左移动，气缸内气体分子无规则运动的平均动能减小2、图为焦耳实验装置图，用绝热性能良好的材料将容器包好，重物下落带动叶片搅拌容器里的水，引起水温升高。关于这个实验，下列说法正确的是（ ）A这个装置可测定热功当量B做功增加了水的热量C做功增加了水的内能D功和热量是完全等价的，无区别3、一定质量的空气，从外界吸收了2000J的热量，同时在2个大气压的恒定压强下，体积由10L增大到14L，空气的内能增加了（ ） A880J B1192J C2000J D2080J 4、一定质量的气体吸收热量，体积膨胀并对外做功，则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5、下列说法正确的是（ ）A机械能全部变成内能是不可能的B第二类永动机不可能制造成功的原因是因为能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，只能从一个物体转移到另一个物体，或从一种形式转化成另一种形式。C根据热力学第二定律可知，热量不可能从低温物体传到高温物体D从单一热源吸收的热量全部变成功是可能的6、(2015 河南焦作一模)如图是密闭的汽缸，外力推动活塞P压缩气体，对缸内气体做功800J，同时气体向外界放热200J，缸内气体的()A. 温度升高，内能增加600JB. 温度升高，内能减少200JC. 温度降低，内能增加600JD. 温度降低，内能减少200J7、如图所示，用导热的固定隔板把一容器隔成容积相等的甲、乙两部分，甲、乙中分别有质量相等的氮气和氧气。在达到平衡时，它们的温度必相等，若分子势能可忽略，则甲、乙中（ ）A气体的压强相等B气体分子的平均动能相等C气体的内能相等D气体分子的平均速率相等8、一定质量的理想气体，从某一状态开始，经过一系列变化后又回到开始的状态，用W1表示外界对气体做的功，W2表示气体对外界做的功，Q1表示气体吸收的热量，Q2表示气体放出的热量，则在整个过程中一定有（ ）AQ1Q2=W2W1 BQ1=Q2CW1=W2 DQ1Q29、下列关于热现象的说法，正确的是 （ ）A. 外界对物体做功，物体的内能一定增加B. 气体的温度升高，气体的压强一定增大C. 任何条件下，热量都不会由低温物体传递到高温物体D. 任何热机都不可能使燃料释放的热量完全转化为机械能10、气体膨胀对外做功100J，同时从外界吸收了120J的热量，它的内能的变化可能是（ ） A、减少了20J B、增大了20J C、减少了220J D、增大了220J二、填空题1、（2014 烟台一模）某次科学实验中，从高温环境中取出一个如图所示的圆柱形导热气缸，把它放在大气压强p01atm、温度t027的环境中自然冷却该气缸内壁光滑，容积V1m3，开口端有一厚度可忽略的活塞开始时，气缸内密封有温度t447、压强p1.2 atm的理想气体，将气缸开口向右固定在水平面上，假设气缸内气体的所有变化过程都是缓慢的求：(1)活塞刚要向左移动时，气缸内气体的温度t1；(2)最终气缸内气体的体积V1；(3)在整个过程中，气缸内气体对外界_(选填“做正功”“做负功”或“不做功”)，气缸内气体放出的热量_(选填“大于”“等于”或“小于”)气体内能的减少量2、空气压缩机在一次压缩过程中，活塞对气缸中的气体做功为2.0105J，同时气体的内能增加了1.5l05J。试问：此压缩过程中，气体 (填“吸收”或“放出”)的热量等于 J。3、（）有以下说法： . 气体的温度越高，分子的平均动能越大B. 即使气体的温度很高，仍有一些分子的运动速度是非常小的C. 对物体做功不可能使物体的温度升高D. 如果气体分子间的相互作用力小到可以忽略不计，则气体的内能只与温度有关E. 一由不导热的器壁做成的容器，被不导热的隔板分成甲、乙两室。甲室中装有一定质量的温度为的气体，乙室为真空，如图所示。提起隔板，让甲室中的气体进入乙室，若甲室中气体的内能只与温度有关，则提起隔板后当气体重新达到平衡时，其温度仍为F. 空调机作为制冷机使用时，将热量从温度较低的室内送到温度较高的室外，所以制冷机的工作是不遵守热力学第二定律的。G. 对于一定量的气体，当其温度降低时，速度大的分子数目减少，速率小的分子数目增加H. 从单一热源吸取热量使之全部变成有用的机械功是不可能的其中正确的是 。三、计算题一定量的气体从外界吸收了的热量，内能增加了的热量，是气体对外做了功，还是外界对气体做了功？做了多少焦耳的功？【答案与解析】一、选择题1、【答案】B【解析】 使活塞向左移动，外界对气缸内气体做功，活塞绝热，Q0，由热力学第一定律可知，内能增大，温度升高，由可知，压强增大，选项B正确2、AC解析：做功和传递热量都可以使物体的内能发生改变，焦耳实验中是通过做功来增加水的内能，所以选项C正确；就物体内能的改变来说，做功和热传递是等效的，这是研究热功当量的前提，通过焦耳实验可测定热功当量，所以选项A正确；一个物体的内能是无法测量的，而在某种过程中物体内能的变化却是可以测定的，热量就是用来测定内能变化的一个物体量，所以选项B和D都错。3、B解析：吸热，体积增大气体对外做功 根据热力学第一定律 ， 解得4、D解析：物体内能改变情况由做功和热传递两种因素共同决定。气体吸收热量取正值，对外做功取负值，与的大小关系不知道， 而，则的正负不能判断,所以正确答案为D。5、D 解析：A、根据开尔文的描述可知：机械能可以全部转化为内能，而内能无法全部用来做功以转换成机械能，故A错误；B、第二类永动机是指只需从单一热源吸收热能便能永远对外做功的动力机械，虽然不违反能量的转化和守恒，但是违反了机械能和内能转化的方向性，故B错误；C、热量不能自发的从低温传递到高温物体，但是引起其它变化时，可以从低温传递到高温物体，如开动冰箱的压缩机，可以使热量从低温传递到高温，故C错误；D、在产生其它影响的情况下，可以从单一热源吸收的热量全部变成功，故D正确。故选D。6、【答案】A【解析】根据热力学第一定律，气体内能增量U=W+Q=800J200J=600J，对于一定质量的理想气体，内能增加温度必然升高，故A选项正确。7、B解析：由于温度是分子平均动能的标志，所以在达到平衡时，它们的温度相等，气体分子的平均动能必相等。答案为B。8、A解析：又回到开始的状态故内能不变，根据热力学第一定律 解得 ，选项A正确。9、D解析：由热力学第一定律，U=W+Q，物体的内能由做功和热传递两者共同决定，A选项错误；压强由温度和体积共同决定，B选项错误；通过做功，热量可以从低温物体传到高温物体，例如电冰箱，由热力学第二定律，不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功，而不引起其他变化，所以D选项正确。10、B解析：研究对象为气体，对外做功，吸收热量，根据热力学第一定律 ，说明气体的内能增加，B对。二、填空题1、【答案】(1) 327(2) 0.5m3(3)做负功大于【解析】 (1)气体做等容变化，由查理定律得解得T1600K ，即t1327.(2)由理想气体状态方程得解得V10.5m3.(3)体积减小，气缸内气体对外界做负功；由UWQ知，气缸内气体放出的热量大于气体内能的减少量2、放出；5104解析：由热力学第一定律U = WQ，代入数据解得Q =5104 J。3、ABEG解析：温度是分子平均动能的宏观体现，温度越高，分子的平均动能越大。与分子的质量无关。所以A正确。分子的平均动能是一个统计规律，并不是所有的分子的速度，所以温度高的物体也有大量的分子速度比较小，而温度低的物体也有大量的分子速度比较大。所以B也正确。改变内能的两种方式是做功和热传递，所以C错误。气体的内能除分子势能、分子平均动能有关外，还与气体的质量有关。对于气体分子间作用力可以忽略时，气体的内能只由温度和质量决定。分子越多，总的能量越大。所以D错误。因为在提起隔板时，气体没有对外做功，能量不变。（没有受力物体，虽然有位移，但也不做功）。所以E正确。所有的机器工作都要遵从热力学第一定律和第二定律，因为这时对外界产生了影响。所以F错误。气体分子的速度指的是平