2018年高考物理大一轮复习第13章热学第3节热力学定律与能量守恒定律课时规范训练

1、第 3 节热力学定律与能量守恒定律课时规范训练基础巩固题组1.（多选）如图，将一空的铝制易拉罐开口向下压入恒温游泳池的水中，则金属罐在水中缓慢下降过程中，罐内空气（可视为理想气体）（）- -耒-空吒-L -A. 内能增大B. 分子间的平均距离减小C. 向外界放热D. 对外界做正功解析：选 BC.由于温度不变，故气体内能不变（理想气体内能取决于温度），A 选项错误； 取金属罐中封闭的理想气体为研究对象，金属罐向下压入恒温游泳池中的过程，可视为等温过程，由题意知压强变大，根据玻意耳定律piV=pV2,可知体积变小，故分子平均间距变小，B 选项正确；内能不变 U= 0，体积变小，W0,根据热力学第一

2、定律 U=VW Q可 知C0，即吸热.答案：(1)364 K(或 91C)(2)增大 吸热(2)从B到C状态，气体体积不变，压强减小，则耳/等于定值可知，气体温度降低.(3)从C到D状态，气体压强不变，体积减小，由等于定值可知，气体温度降低，内能减少， U 0,由热力学第一定律 U=W+Q可知，Q 0，放热.从 g B,气体体积增大,气体对外界做功W=p2(V3V);从4 C气体体积不变,W= 0;从CTD,气体体积减小，外界对气体做功或气体对外界做负功，即W=-p1(V3V2)；故从ATB CTD的变化过程中,气体对外界做总功W= W+W+W=P2(V3V) P1(V3V2).答案：等压(3

3、)放热(4)综合应用题组&气体温度计结构如图所示玻璃测温泡A内充有理想气体通过细玻璃管B和水银压强计相连.开始时A处于冰水混合物中， 左管C中水银面在O点处，右管D中水银面高出O点h1= 14 cm,后将A放入待测恒温槽中，上下移动D,使C中水银面仍在O点处，测得D中水银面高出O点h2= 44 cm.已知外界大气压为 1 个标准大气压，1 标准大气压相当于 76cmHg.(2)此过程A内气体内能(填“增大”或“减小”)；气体不对外做功，气体将J=T9.一太阳能空气集热器，底面及侧面为隔热材料，顶面为透明玻璃板，集热器容积为V0,开始时内部封闭气体的压强为po.经过太阳暴晒，气体温度由T

4、o= 300 K 升至Ti= 350 K.(1) 求此时气体的压强；(2) 保持Ti= 350 K 不变，缓慢抽出部分气体，使气体压强再变回到po.求集热器内剩余气体的质量与原来总质量的比值.判断在抽气过程中剩余气体是吸热还是放热，并简述原因.解析：(1)由题意知气体体积不变，由查理定律得T=T/曰Ti3507得P匸T0p0=赢P。=6p0(2)抽气过程可等效为等温膨胀过程，设膨胀后气体的总体积为匕，由玻意耳定律可得pM=p。/则u=piV0=7V0p06pV0=67=7p6V0因为抽气过程中剩余气体温度不变，故内能不变，而剩余气体的体积膨胀对外做功.由热力学第一定律 U= W/F Q 可知，

5、气体一定从外界吸收热量.76答案：(1) 6卩0(2) 7 吸热，原因见解析10如图所示，一根两端开口、横截面积为S= 2 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t1= 7C,外界大气压取p= 1.0X105Pa（相当于 75 cm高的汞柱的压强).(1)若在活塞上放一个质量为2柱为多长？(g= 10 m/s )对气体加热，使其温度升高到t2= 77 C,此时气柱为多长?若在 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p1=p= 1.0X105Pa3所以，集热器内剩余气体的质量与原来总质量的比值为L= 21 cm 的气柱，气体的温度为m= 0.1 kg 的砝码，保持气体的温度11不变，则平衡后气(2)若保持砝码的质量不变,V=LS= 42 cm ,= 280 K末状态压强P2=Po+= 1.05x105PaSV2=L2S,T=Ti= 280 K根据玻意耳定律，有piVi=P2V2,即卩piL=P2L2pi得L2=L= 20 cm.P2对气体加热后，气体的压强不变，P3=P2,V3=L3S,T3= 350 K、V2V3L2L3根据盖一吕萨克定律，有=T，即T=T3得L3=TL2=25 cm.气体对外做的功W= P