《（江蘇專用版）2020版高考物理總復習 第十二章 第3講 熱力學定律與能量守恒練習（含解析）》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《（江蘇專用版）2020版高考物理總復習 第十二章 第3講 熱力學定律與能量守恒練習（含解析）（7頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、第3講　熱力學定律與能量守恒 一、單項選擇題 1.(2018連云港模擬)關(guān)于能量和能源,下列說法正確的是(　　) A.在能源利用的過程中,能量在數(shù)量上并未減少 B.由于自然界中總的能量守恒,所以不需要節(jié)約能源 C.能量耗散說明能量在轉(zhuǎn)化過程中不斷減少 D.人類在不斷地開發(fā)和利用新能源,所以能量可以被創(chuàng)造 答案　A　根據(jù)能量守恒定律可知,在能源使用過程中,能量在數(shù)量上并未減少,故A項正確,C項錯誤;雖然自然界中的總能量不會減少,但是能源的品質(zhì)會降低,無法再利用,故還需要節(jié)約能源,故B項錯誤;根據(jù)能量守恒可知,能量不會被創(chuàng)造,也不會消失,故D項錯誤。 2.對于一定質(zhì)量的理想氣體,下

2、列說法正確的是(　　) A.保持氣體的壓強不變,改變其體積,可以實現(xiàn)其內(nèi)能不變 B.保持氣體的壓強不變,改變其溫度,可以實現(xiàn)其內(nèi)能不變 C.若氣體的溫度逐漸升高,則其壓強可以保持不變 D.當氣體體積逐漸增大時,氣體的內(nèi)能一定減小 答案　C　一定質(zhì)量的某種理想氣體的內(nèi)能只與溫度有關(guān),溫度變化則其內(nèi)能一定變化,B項錯誤;保持氣體的壓強不變,改變其體積,則其溫度一定改變,故內(nèi)能變化,A項錯誤;氣體溫度升高的同時,若其體積也逐漸變大,由理想氣體狀態(tài)方程pVT=C可知,其壓強可以不變,C項正確;當氣體做等溫膨脹時,其內(nèi)能不變,D項錯誤。 3.(2018常州質(zhì)檢)如圖是某噴水壺示意圖。未噴水時

3、閥門K閉合,壓下壓桿A可向瓶內(nèi)儲氣室充氣;多次充氣后按下按柄B打開閥門K,水會自動經(jīng)導管從噴嘴處噴出。儲氣室內(nèi)氣體可視為理想氣體,充氣和噴水過程溫度保持不變,則(　　) A.充氣過程中,儲氣室內(nèi)氣體內(nèi)能增大 B.充氣過程中,儲氣室內(nèi)氣體分子平均動能增大 C.噴水過程中,儲氣室內(nèi)氣體放熱 D.噴水過程中,儲氣室內(nèi)氣體壓強增大 答案　A　充氣過程中,儲氣室內(nèi)氣體的質(zhì)量增加,氣體的溫度不變,故氣體的平均動能不變,氣體內(nèi)能增大,選項A正確,B錯誤;噴水過程中,氣體對外做功,體積增大,而氣體溫度不變,則氣體吸熱,所以氣體壓強減小,選項C、D錯誤。 二、多項選擇題 4.一定質(zhì)量理想氣體的狀態(tài)

4、經(jīng)歷了如圖所示的ab、bc、cd、da四個過程,其中bc的延長線通過原點,cd垂直于ab且與水平軸平行,da與bc平行。則氣體體積在(　　) A.ab過程中不斷增加 B.bc過程中保持不變 C.cd過程中不斷增加 D.da過程中保持不變 答案　AB　由pVT=C可知p-T圖中斜率k=CV,C為定值。據(jù)此可知ab過程中體積增加,A項正確;bc過程中體積不變,B項正確;cd過程中體積減小,C項錯誤;da過程中體積增大,D項錯誤。 5.(2018海南單科)如圖,一定質(zhì)量的理想氣體,由狀態(tài)a等壓變化到狀態(tài)b,再從b等容變化到狀態(tài)c。a、c兩狀態(tài)溫度相等。下列說法正確的是(　　) A.

5、從狀態(tài)b到狀態(tài)c的過程中氣體吸熱 B.氣體在狀態(tài)a的內(nèi)能等于在狀態(tài)c的內(nèi)能 C.氣體在狀態(tài)b的溫度小于在狀態(tài)a的溫度 D.從狀態(tài)a到狀態(tài)b的過程中氣體對外做正功 答案　BD　由p-V圖像可知,a→b為等壓變化,體積增大對外做功,溫度升高內(nèi)能增大,由Q+W=ΔU可知此過程吸收熱量;b→c為等容變化,壓強減小溫度降低,內(nèi)能減小放出熱量。選項A、C錯D項正確;由于a、c溫度相等,故理想氣體內(nèi)能相等,B項正確。 三、非選擇題 6.(2018鹽城三模)如圖所示,在汽缸右側(cè)封閉一定質(zhì)量的理想氣體,壓強與大氣壓強相同。把汽缸和活塞固定,使汽缸內(nèi)氣體升高到一定的溫度,氣體吸收的熱量為Q1,氣體的內(nèi)能為

6、U1。如果讓活塞可以自由滑動(活塞與汽缸間無摩擦、不漏氣),也使汽缸內(nèi)氣體升高相同溫度,其吸收的熱量為Q2,氣體的內(nèi)能為U2,則Q1　　　　Q2,U1　　　　U2。(均選填“大于”“等于”或“小于”)? 答案　小于　等于 解析　把汽缸和活塞固定,使汽缸內(nèi)氣體升高到一定的溫度,氣體做等容變化,氣體吸收的熱量為Q1,氣體的內(nèi)能為U1,根據(jù)熱力學第一定律有U1=Q1,如果讓活塞可以自由滑動(活塞與汽缸間無摩擦、不漏氣),也使汽缸內(nèi)氣體升高相同溫度,同一氣體,溫度變化相同,氣體內(nèi)能相同U1=U2,但U2=W+Q2,因為氣體對外做功,W為負,所以Q1

7、量的理想氣體發(fā)生如圖所示的狀態(tài)變化,狀態(tài)A與狀態(tài)B的體積關(guān)系為VA　　　　VB(選填“大于”“小于”或“等于”);若從A狀態(tài)到C狀態(tài)的過程中氣體對外做了50J的功,則此過程中　　　　(選填“吸熱”或“放熱”)。? 答案　小于　吸熱 解析　狀態(tài)A到狀態(tài)B,壓強不變,溫度升高,根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程知,體積增大,所以VA小于VB。從A狀態(tài)到C狀態(tài)的過程中,溫度不變,內(nèi)能不變,根據(jù)熱力學第一定律ΔU=Q+W,知此過程中吸熱,吸收的熱量為50J。 8.(2018江蘇單科)如圖所示,一定質(zhì)量的理想氣體在狀態(tài)A時壓強為2.0×105Pa,經(jīng)歷A→B→C→A的過程,整個過程中對外界放出61.4J熱量

8、。求該氣體在A→B過程中對外界所做的功。 答案　138.6J 解析　整個過程中,外界對氣體做功W=WAB+WCA,且WCA=pA(VC-VA) 由熱力學第一定律Q+W=ΔU,得WAB=-(Q+WCA) 代入數(shù)據(jù)得WAB=-138.6J,即氣體對外界做的功為138.6J。 9.(2018常州檢測)某次測量中在地面釋放一體積為8L的氫氣球,發(fā)現(xiàn)當氣球升高到1600m時破裂。實驗表明氫氣球內(nèi)外壓強近似相等,當氫氣球體積膨脹到8.4L時即破裂。已知地面附近大氣的溫度為27℃,常溫下當?shù)卮髿鈮弘S高度的變化如圖所示。求高度為1600m處大氣的攝氏溫度。 答案　17℃ 解析　由題圖得,

9、在地面球內(nèi)氣體壓強:p1=76cmHg 1600m處球內(nèi)氣體壓強:p2=70cmHg 由理想氣體狀態(tài)方程得:p1V1T1=p2V2T2, 解得T2=p2V2p1V1T1=70×8.476×8×300K≈290K t2=(290-273)℃=17℃。 10.(2018江蘇六市一調(diào))如圖所示,某同學制作了一個簡易的氣溫計,一導熱容器連接橫截面積為S的長直管,用一滴水銀封閉了一定質(zhì)量的氣體,當溫度為T0時水銀滴停在O點,封閉氣體的體積為V0。大氣壓強不變,不計水銀與管壁間的摩擦。 (1)設(shè)封閉氣體某過程從外界吸收0.50J的熱量,內(nèi)能增加0.35J,求氣體對外界做的功; (2)若環(huán)

10、境溫度緩慢升高,求水銀滴在直管內(nèi)相對O點移動的距離x隨封閉氣體熱力學溫度T的變化關(guān)系。 答案　(1)0.15J　(2)x=V0TST0-V0S 解析　(1)由熱力學第一定律有ΔU=Q+W 代入數(shù)據(jù)得:W=-0.15J 所以氣體對外做功為:W'=-W=0.15J (2)氣體做等壓變化,由蓋-呂薩克定律有:V0T0=V0+xST 解得:x=V0TST0-V0S。 11.(2017南通模擬)一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷了如圖所示的ABCDA循環(huán),p1、p2、V1、V2均為已知量。已知A狀態(tài)的溫度為T0,求: (1)C狀態(tài)的溫度T; (2)完成一個循環(huán),氣體與外界熱交換的熱量Q。 答

11、案　(1)p2V2p1V1T0　(2)(p2-p1)(V2-V1) 解析　(1)設(shè)狀態(tài)D的溫度為TD C到D過程由查理定律:p2T=p1TD;D到A過程由蓋-呂薩克定律:V2TD=V1T0 解得T=p2V2p1V1T0。 (直接用氣態(tài)方程求解同樣給分) (2)由C到D過程與由A到B過程氣體體積不變,氣體不做功, 從B到C過程氣體對外做功:WBC=-p2(V2-V1) 從D到A過程外界對氣體做功:WDA=p1(V2-V1) 全過程有W=WBC+WDA=(p1-p2)(V2-V1) 由熱力學第一定律ΔU=Q+W=0 解得Q=(p2-p1)(V2-V1)>0,氣體吸熱。 7