2021高三物理一轮复习热学2：内能和热力学第一定律(答案)

1、2021高三物理一轮复习热学2 ：内能和热力学第一定律班级 座号 姓名 分数一、知识清单1平均动能：温曳是分子热运动的平均动能的标志EK均8T 工温度升高，分子平均动能变大，并非每个分子的动能都变大。分子动能总动能：物体内所有分子热运动动能的总和EK总snT理想气体分子动能。包括、“平动动能、转动动能E息=(2)加7单、双、多原子分子U3、5、6决定因素微观上一一决定于分子间距其宏观上二一决定于体积 心行;Or0时，分子力表现为引力;rf；做负功，EPT分子势能0时分子力表现为斥力，口，做负功ept；r=r0时，分子势能最不？不一定为零，可为负值(选无穷远EP=0)。等于物体中所有分子热运动的

2、动能与分子势能的总和，与状态量物体的内能内能大小由物体的温度T、体积V和物质的量n；夬定。分子动能EKocnT；物体动能EK=1/2mS2内能与机械能内能的改变。分子势能与体积有关：重力势能与高薪关 两种方式： 。做功(能量转化) 和热传递(能量转移)【答案】2 .热力学第一定律(1)改变物体内能的两种方式躯；热传递。(2)热力学第一定律内容：一个热力学系统的内能增量等于外界向它传递的醒与外界对它所做的功的和。表达式：AU二。十W。(3)对公式AU二。十W符号的规定A/r = 付后WQU+外界对物体做功物体吸收热量内能增加一物体对外界做功物体放出热量内能减少(4)几种特殊情况若过程是绝热的，则

3、。二o , w二AU ,外界对物体做的功等于物体内能的增加；若过程中不做功，即卬=0 ,则。=AU ,物体吸收的热量等于物体内能的增加；若过程的始末状态物体的内能不变，即AU=0 ,则卬十Q二0或卬=-。，外界对物体做的功等于物体 放出的热量。(5)应用注意事项应用热力学第一定律时要明确研究的对象是哪个物体或者是哪个热力学系统；应用热力学第一定律计算时，要依照符号法则代入数据，对结果的正、负也同样依照规则来解释其意义;分析此类问题需要注意两点绝热”说明与外界没有热交换，气体向真空扩散时对外不做功。【答案】3 一定量的理想气体状态方程与热力学第一定律的综合问题六个量PV两条规律等温膨胀1t百等容

4、升压降压等压升温降温TAUwQAU 二。十卬0一+【答案】二、选择题4 .（多选）（2018全国卷II-T33（1）对于实际的气体，下列说法正确的是（）A.气体的内能包括气体分子的重力势能B.气体的内能包括气体分子之间相互作用的势能C.气体的内能包括气体整体运动的动能D.气体的体积变化时，其内能可能不变E.气体的内能包括气体分子热运动的动能【答案】BDE【解析】实际气体的内能包括分子之间相互作用的势能和分子热运动的动能与整体的重力势能和动能均无关。 改变气体内能的方式有做功和热传递。【易错警示】本题易忽视题中所研究的为实际气体，从而错误地按理想气体模型处理，而导致漏选B。5 . （2014北京

5、高考）下列说法中正确的是（）A.物体温度降低，其分子热运动的平均动能增大B .物体温度升高，其分子热运动的平均动能增大C.物体温度降氐，其内能一定增大D .物体温度不变，其内能一定不变【答案】B【解析】根据温度是分子平均动能的标志知，温度升高，分子热运动的平均动能增大；温度降低，分子热运动 的平均动能减小，选项A错误，B正确。理想气体的温度升高，内能增大；温度降低，内能减小，选项C错 误。晶体熔化或凝固时温度不变，但是内能变化，熔化时吸收热量，内能增大；凝固时放出热量，内能减小, 选项D错误。6 .关于物体的内能，下列说法中正确的是（）A.水分子的内能比冰分子的内能大8 . 一定质量的O

6、9;C的水结成0的冰，内能一定减少C.物体所在的位置越高，分子势能就越大，内能越大D.相同质量的两个同种物体，运动物体的内能一定大于静止物体的内能【答案】B【解析】解：A、所有分子动能与势能之和是物体的内能，对一个分子不能谈内能，不能比较一个水分子与一 个分子的内能关系，故A错误；B、一定质量的TC的水结成的冰要释放热量，其内能一定减少，故B正确；C、分子势能与分子间分子力和分子间距离有关，与物体的位置高度无关，故C错误；D、物体内所有分子动能与势能之和是物体的内能，物体内能由物质的量、物体的温度与物体体积决定，物体 内能与物体是否运动无关，故D错误；7 . （ 2010广东卷）图是密闭的气缸

7、，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,B.；升高,C.温度降低,D.温度降低,【答案】A内能增加600J 内能减少200J 内能增力口 600J 内能减少200J第6页，共6页8 . （2020全国O）如图，一开口向上的导热气缸内。用活塞封闭了一定质量的理想气体，活塞与气缸壁间无摩 擦。现用外力作用在活塞上。使其缓慢下降。环境温度保持不变,系统始终处于平衡状态。在活塞下降过程中 （ ）A.B.C.D.E.气体体积逐渐减小，内能增知 气体压强逐渐增大，内能不变 气体压强逐渐增大，放出热量 外界对气体做功，气体内能不变 外界对气

8、体做功，气体吸收热量【答案】BCD【解析】【详解】A .理想气体的内能与温度之间唯一决定，温度保持不变，所以内能不变，A错误； 2cBCED.由理想气体状态方程T,可知体积减少，温度不变，所以压强增大。因为温度不变，内能不变,体积减少，外界对系统做功，由热力学第一定律=卬+ 0可知，系统放热，BCD正确，E错误；故选BCDO9 . （202。天津）水枪是孩子ID喜爰的玩具,常见的气压式水枪储水罐示意如图。从储水罐充气口充入'体，达 到一定压强后，关闭充气口。扣动扳机将阀门M打开,水即从枪口喷出。若在水不断喷出的过程中，罐内气 体温度始终保持不变，则气体（）A.压强变大B.对外界做功 C

9、.对外界放热 D.分子平均动能变大【答案】B【解析】A .随看水向外喷出,气体的体积增大，由于温度不变，根据pV =恒基可知气体压强减小，A错误；BC.由于气体体积膨胀，对外界做功，根据热力学第一定律U=W+Q气体温度不变，内能不变，一定从外界吸收热量，B正确，C错误；D.温度是分子平均动能的标志，由于温度不变，分子的平均动能不变，D错误。故选B。10 . （2015重庆 10（1）某驾驶员发现中午时车胎内的气压高于清晨时的，且车胎体积增大.若这段时间胎内气体 质量不变且可视为理想气体，那么（）A.外界对胎内气体做功，气体内能减小B.外界对胎内气体做功，气体内能增大C.胎内气体对外界做功，内能

10、减小D.胎内气体对外界做功，内能增大【答案】D【解析】 车胎体积增大，故胎内气体对外界做功，胎内气体温度升高，故胎内气体内能增大，D项正确.11 .如图所示，一定质量的理想气体，由状态“经过ah过程到达状态h或者经过过程到达状态c。设气体 在状态b和状态c的温度分别为Tb和TCI在过程ab和“c中吸收的热量分别为。疝和&< ,则（）A . Tb>Tc . Qab>Qac”* -TfB . Tb>Tt , Qab<Qac.c . Tb = TCl Qab>Qac1D . Th=Tc,Qal）<Qaco % p【答案】C【解析】 由题图知,pWb

11、= pcVc,又因为需 二需，所以Tb = Tco根据AU=卬十0 ,过程ab和4c中，NJ 相同，"。过程对夕M故功，卬出,<。,而Wac = 0 ,所以Qab>Qa< , C正瞰12.2016.全国卷H（多选）一定量的理想气体从状态。开始，经历等温或等压过程R入bj 4、&回到原状态，其P”图象如图所示，其中对角线"的延长线经过原点。下列判断正确的是（）A .气体在ac两状态的体积相等B .气体在状态”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

12、功E .在过程be中外界对气体做的功等于在过程da中气体对外界做的功【答案】ABE【解析】 在P-T图象中过原点的倾斜直线都是等容线，、c在同一等容线上，体积相等，A正确。一定质 量的理想气体，分子数确定，不计分子势能，因此内能只与温度有关，由图象知TqTc, B正确。根据热力学 第一定律AU=W+Q可知，在er/中7不变，即AU=0，卬=-。，即向外界放出的热量等于外界对气体做 的功，C错误。“t中，温度升高，AU>0,由不变，丁升高，可知V增大，W<0,。=AU十IW1,可见气体 从外界吸收的热量大于气体对外界做的功，D错误。一°为等压变化，有* 点,外界对气体做功险

13、,二-匕）二写- T（）o </»«为等压变化，有*二芫 气体对外界做功Wda-pa（.Va - Vd）- 7rf）,由空21二 华及小二可知，叫二明如E正瞰13 .（多选）（2018全国卷IT33（1）如图，一定质量的理想气体从状态a开始，经历过程、到达 状态e0对此气体，下列说法正确的是（）丁 。dA.过程中气体的压强逐渐减小- 一B.过程中气体对外界做正功C.过程中气体从外界吸收了热量J eD.状态c、d的内能相等o二7E.状态d的压强比状态b的压强小【答案】BDE【解析】过程为等容变化，根据查理定律有祟=* ,因为温度逐渐增加，则气体的压强逐渐增加，故选项 A

14、错误；过程气体体积增加，则气体对外界做正功，故选项B正确；过程中为体积不变，则气体对外界 不做功，外界对气体也不做功,即W=0 ,理想气体的温度降低，则内能减少，即AU<0 ,根据热力学第一定律 U=W+Q可知Q<0 ,则气体向外界放出了热量，故选项C错误；状态c、d的温度相等，则分子平均动能相 等，理想气体没有分子势能，则内能相等，故选项D正确；连接Ob、Od ,根据或=C得二=2,0b斜率 T V C大于Od斜率，则状态d的压强比状态b的压强小，故选项E正确。14 .（多选）（2016.全国卷II ）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】温度相同