《2019高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第13章 第3講 熱力學(xué)定律與能量守恒精練（含解析）》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2019高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第13章 第3講 熱力學(xué)定律與能量守恒精練（含解析）（7頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、第3講　熱力學(xué)定律與能量守恒 ◎基礎(chǔ)鞏固練 1．(多選)下列對(duì)熱學(xué)相關(guān)知識(shí)的判斷中正確的是________。 A．對(duì)一定質(zhì)量的氣體加熱，其內(nèi)能一定增大 B．物體溫度升高時(shí)，物體內(nèi)的每個(gè)分子的速率都將增大 C．對(duì)一定質(zhì)量的理想氣體，當(dāng)它的壓強(qiáng)、體積都增大時(shí)，其內(nèi)能一定增大 D．功轉(zhuǎn)化為熱的實(shí)際宏觀過程是不可逆過程 E．自然界中的能量雖然是守恒的，但有的能量便于利用，有的不便于利用，故要節(jié)約能源 解析：　氣體內(nèi)能變化由做功和熱傳遞共同決定，A錯(cuò)誤；溫度升高，分子的平均動(dòng)能增大，部分分子速率也會(huì)減小，B錯(cuò)誤；理想氣體壓強(qiáng)和體積增大。溫度一定增大。內(nèi)能一定增大，C正確；一切涉及熱現(xiàn)象的

2、宏觀過程都是不可逆的，D正確；自然界中的能量在數(shù)量上是守恒的。但能量在轉(zhuǎn)化過程中，品質(zhì)逐漸降低，可利用的能量在逐漸減少，故要節(jié)約能源，E正確。 答案：　CDE 2．(多選)夏天，小明同學(xué)把自行車輪胎上的氣門芯拔出的時(shí)候，會(huì)覺得從輪胎里噴出的氣體涼，如果把輪胎里的氣體視為理想氣體，則關(guān)于氣體噴出的過程，下列說法正確的是________。 A．氣體的內(nèi)能減少 B．氣體的內(nèi)能不變 C．氣體來不及與外界發(fā)生熱交換，對(duì)外做功，溫度降低 D．氣體膨脹時(shí)，熱量散得太快，使氣體溫度降低了 E．氣體分子的平均動(dòng)能減小 解析：　氣體噴出時(shí)，來不及與外界交換熱量，發(fā)生絕熱膨脹，Q＝0，對(duì)外做功，熱力

3、學(xué)第一定律的表達(dá)式為W＝ΔU，內(nèi)能減少，溫度降低，溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，則A、C、E正確。 答案：　ACE 3．(多選)(2018·河南、河北、山西聯(lián)考)下列說法正確的是________。 A．分子間距離增大時(shí)，分子間的引力減小，斥力增大 B．當(dāng)分子間的作用力表現(xiàn)為引力時(shí)，隨分子間距離的增大分子勢(shì)能增大 C．一定質(zhì)量的理想氣體發(fā)生等溫膨脹。—定從外界吸收熱量 D．一定質(zhì)量的理想氣體發(fā)生等壓膨脹，一定向外界放出熱量 E．熵的大小可以反映物體內(nèi)分子運(yùn)動(dòng)的無序程度 解析：　分子間距離增大時(shí)，分子間的引力和斥力均減小，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；當(dāng)分子間的作用力表現(xiàn)為引力時(shí)，隨分子間距離的增大分子

4、勢(shì)能增大，選項(xiàng)B正確；一定質(zhì)量的理想氣體發(fā)生等溫膨脹，溫度不變，內(nèi)能不變，對(duì)外做功，一定從外界吸收熱量，選項(xiàng)C正確；一定質(zhì)量的理想氣體發(fā)生等壓膨脹，對(duì)外做功，根據(jù)蓋一呂薩克定律，等壓膨脹，溫度一定升高，內(nèi)能增大，一定吸收熱量，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；熵是系統(tǒng)內(nèi)分子運(yùn)動(dòng)無序性的量度，其大小可以反映物體內(nèi)分子運(yùn)動(dòng)的無序程度，選項(xiàng)E正確。 答案：　BCE 4．(多選)下列有關(guān)熱學(xué)的說法中正確的是________。 A．氣體放出熱量，其分子的平均動(dòng)能一定減小 B．氣體溫度升高，分子的平均動(dòng)能一定增大 C．隨著科技的進(jìn)步，物體的溫度可以降低到－300 ℃ D．熱量可以從低溫物體傳遞到高溫物體 E．對(duì)物

5、體做功，物體的內(nèi)能可能減小 解析：　由熱力學(xué)第一定律可知，氣體放出熱量，其內(nèi)能不一定減小，溫度不一定降低，故分子平均動(dòng)能不一定減小，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，溫度越高，分子的平均動(dòng)能越大，選項(xiàng)B正確；根據(jù)熱力學(xué)第三定律可知，絕對(duì)零度(－273 ℃)是不可能達(dá)到的，所以－300 ℃是不可能達(dá)到的，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；在一定的條件下，熱量可以從低溫物體傳遞到高溫物體，選項(xiàng)D正確；根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知，對(duì)物體做功的同時(shí)，若物體向外界放出熱量，其內(nèi)能可能減小，選項(xiàng)E正確。 答案：　BDE 5．(多選)下列說法正確的是________。 A．對(duì)于一定量的氣體，在完全失重的情況下，氣體對(duì)容器

6、壁的壓強(qiáng)為零 B．如果沒有漏氣、沒有摩擦，也沒有機(jī)體熱量的損失，熱機(jī)的效率可以達(dá)到100% C．在各種晶體中，原子(或分子、離子)都是按照一定的規(guī)則排列的，具有空間上的周期性 D．在圍繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的宇宙飛船中，自由懸浮的水滴呈球形，這是液體表面張力作用的結(jié)果 E．一定量的理想氣體等壓膨脹對(duì)外做功，氣體一定吸熱 解析：　根據(jù)氣體壓強(qiáng)的產(chǎn)生原因，在完全失重的情況下，氣體的壓強(qiáng)不為零，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；根據(jù)熱力學(xué)第二定律，熱機(jī)的效率不可能達(dá)到100%，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；在各種晶體中，原子(或分子、離子)都是按照一定的規(guī)則排列的，具有空間上的周期性，選項(xiàng)C正確；宇宙飛船中自由懸浮的水滴處于完全失

7、重狀態(tài)，由于重力引起的液體內(nèi)部的壓力為零，故液滴呈球形是液體表面張力作用的結(jié)果，選項(xiàng)D正確；一定量的理想氣體等壓膨脹，溫度一定升高，內(nèi)能一定增加，ΔU>0，膨脹對(duì)外做功，W<0，由熱力學(xué)第一定律W＋Q＝ΔU可知，Q>0，說明氣體一定吸熱，故選項(xiàng)E正確。 答案：　CDE 6．(多選) (2016·海南單科·15)一定量的理想氣體從狀態(tài)M可以經(jīng)歷過程1或者過程2到狀態(tài)N，其p V圖象如圖所示。在過程1中，氣體始終與外界無熱量交換；在過程2中，氣體先經(jīng)歷等容變化再經(jīng)歷等壓變化。對(duì)于這兩個(gè)過程，下列說法正確的是________。 A．氣體經(jīng)歷過程1，其溫度降低 B．氣體經(jīng)歷過程1，其內(nèi)

8、能減小 C．氣體在過程2中一直對(duì)外放熱 D．氣體在過程2中一直對(duì)外做功 E．氣體經(jīng)歷過程1的內(nèi)能改變量與經(jīng)歷過程2的相同 解析：　氣體經(jīng)歷過程1，壓強(qiáng)減小，體積變大，膨脹對(duì)外做功，內(nèi)能減小，故溫度降低，故選項(xiàng)A、B正確；氣體在過程2中，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程＝C。則開始時(shí)，體積不變，壓強(qiáng)減小，則溫度降低，對(duì)外放熱，然后壓強(qiáng)不變，體積變大，膨脹對(duì)外做功，則溫度升高，吸熱，故選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤；無論是經(jīng)過1過程還是2過程，初、末狀態(tài)相同，故內(nèi)能改變量相同，故選項(xiàng)E正確。 答案：　ABE 7．(2018·濰坊模擬)如圖所示在絕熱汽缸內(nèi)，有一絕熱輕活塞封閉一定質(zhì)量的氣體，開始時(shí)缸內(nèi)氣體溫度為27

9、 ℃，封閉氣柱長(zhǎng)9 cm，活塞橫截面積S＝50 cm2?，F(xiàn)通過汽缸底部電阻絲給氣體加熱一段時(shí)間。此過程中氣體吸熱22 J，穩(wěn)定后氣體溫度變?yōu)?27 ℃。已知大氣壓強(qiáng)等于105 Pa，求： (1)加熱后活塞到汽缸底端的距離； (2)此過程中氣體內(nèi)能改變了多少。 解析：　(1)取被封閉的氣體為研究的對(duì)象．開始時(shí)氣體的體積為L(zhǎng)1S，溫度為：T1＝(273＋27)K＝300 K， 末狀態(tài)的體積為：L2S，溫度為：T2＝(273＋127)K＝400 K 氣體做等壓變化，則＝ 代入數(shù)據(jù)得：L2＝12 cm。 (2)在該過程中，氣體對(duì)外做功：W＝F·ΔL＝ρ0S(L2－L1)＝105×50

10、×10－4×(12－9)×10－2 J＝15 J， 由熱力學(xué)第一定律：ΔU＝Q－W＝22 J－15 J＝7 J。 答案：　(1)12 cm　(2)7 J ◎能力提升練 8．(多選)在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，1 g水在沸騰時(shí)吸收了2 260 J的熱量后變成同溫度的水蒸氣，對(duì)外做了170 J的功。已知阿伏加德羅常數(shù)NA＝6.0×1023mol－1，水的摩爾質(zhì)量M＝18 g/mol。下列說法中正確的是________。 A．分子間的平均距離增大 B．水分子的熱運(yùn)動(dòng)變得更劇烈了 C．水分子總勢(shì)能的變化量為2 090 J D．在整個(gè)過程中能量是不守恒的 E．1 g水所含的分子數(shù)為3.3×10

11、22個(gè) 解析：　液體變成氣體后，分子間的平均距離增大了，選項(xiàng)A正確；溫度是分子熱運(yùn)動(dòng)劇烈程度的標(biāo)志，由于兩種狀態(tài)下的溫度是相同的，故兩種狀態(tài)下水分子熱運(yùn)動(dòng)的劇烈程度是相同的，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；水發(fā)生等溫變化，分子平均動(dòng)能不變，因水分子總數(shù)不變，分子的總動(dòng)能不變，根據(jù)熱力學(xué)第一定律ΔU＝Q＋W，可得水的內(nèi)能的變化量ΔU＝2 260 J－170 J＝2 090 J，即水的內(nèi)能增大2 090 J，則水分子的總勢(shì)能增大了2 090 J，選項(xiàng)C正確；在整個(gè)過程中能量是守恒的，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；1 g水所含的分子數(shù)為n＝NA＝×6.0×1023＝3.3×1022(個(gè))，選項(xiàng)E正確。 答案：　ACE 9.

12、如圖所示，一根兩端開口、橫截面積為S＝2 cm2足夠長(zhǎng)的玻璃管豎直插入水銀槽中并固定(插入水銀槽中的部分足夠深)。管中有一個(gè)質(zhì)量不計(jì)的光滑活塞，活塞下封閉著長(zhǎng)L＝21 cm的氣柱，氣體的溫度為t1＝7 ℃，外界大氣壓取p0＝1.0×105 Pa(相當(dāng)于75 cm高的汞柱的壓強(qiáng))。 (1)若在活塞上放一個(gè)質(zhì)量為m＝0.1 kg的砝碼，保持氣體的溫度t1不變，則平衡后氣柱為多長(zhǎng)？(g＝10 m/s2) (2)若保持砝碼的質(zhì)量不變，對(duì)氣體加熱，使其溫度升高到t2＝77 ℃，此時(shí)氣柱為多長(zhǎng)？ (3)若在(2)過程中，氣體吸收的熱量為10 J，則氣體的內(nèi)能增加多少？ 解析：　(1)被封閉氣體的初

13、狀態(tài)為 p1＝p0＝1.0×105 Pa V1＝LS＝42 cm3，T1＝280 K 末狀態(tài)壓強(qiáng)p2＝p0＋＝1.05×105 Pa V2＝L2S，T2＝T1＝280 K 根據(jù)玻意耳定律，有p1V1＝p2V2，即p1L＝p2L2 得L2＝L＝20 cm。 (2)對(duì)氣體加熱后，氣體的壓強(qiáng)不變，p3＝p2，V3＝L3S，T3＝350 K 根據(jù)蓋·呂薩克定律，有＝，即＝ 得L3＝L2＝25 cm。 (3)氣體對(duì)外做的功W＝p2Sh＝p2S(L3－L2)＝1.05 J 根據(jù)熱力學(xué)第一定律得 ΔU＝W＋Q＝－1.05 J＋10 J＝8.95 J 即氣體的內(nèi)能增加8.95 J。

14、 答案：　(1)20 cm　(2)25 cm　(3)8.95 J 10．一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷了如圖所示的A→B→C→D→A循環(huán)，該過程每個(gè)狀態(tài)視為平衡態(tài)，各狀態(tài)參數(shù)如圖所示。A狀態(tài)的壓強(qiáng)為1×105 Pa，求： (1)B狀態(tài)的溫度； (2)完成一次循環(huán)，氣體與外界熱交換的熱量。 解析：　(1)理想氣體從A狀態(tài)到B狀態(tài)的過程中，壓強(qiáng)保持不變，根據(jù)蓋 -呂薩克定律有 ＝ 代入數(shù)據(jù)解得TB＝TA＝600 K (2)理想氣體從A狀態(tài)到B狀態(tài)的過程中，外界對(duì)氣體做功 W1＝－pA(VB－VA) 解得W1＝－100 J 氣體從B狀態(tài)到C狀態(tài)的過程中，體積保持不變，根據(jù)查理定律有 ＝ 解得pC＝2.5×105 Pa 從C狀態(tài)到D狀態(tài)的過程中，外界對(duì)氣體做功 W2＝pC(VB－VA) 解得W2＝250 J 一次循環(huán)過程中外界對(duì)氣體所做的總功W＝W1＋W2＝150 J 理想氣體從A狀態(tài)完成一次循環(huán)，回到A狀態(tài)，始末溫度不變，所以內(nèi)能不變。根據(jù)熱力學(xué)第一定律有 ΔU＝W＋Q 解得Q＝－150 J 故完成一次循環(huán)，氣體向外界放熱150 J。 答案：　(1)600 K　(2)放熱150 J 7