2018年高考物理一輪復(fù)習(xí)專題15.3熱學(xué)定律與能量守恒定律高效演練

1、專題15.3熱學(xué)定律與能量守恒定律1 .（多選）如圖，將一空的鋁制易拉罐開口向下壓入恒溫游泳池的水中，則金屬罐在水中緩慢下降過程中，罐內(nèi)空氣（可視為理想氣體）（）空吒耒一LZA.內(nèi)能增大B.分子間的平均距離減小C.向外界放熱D.對(duì)外界做正功【答案】BC.【解析】由于溫度不每 故氣體內(nèi)能不變13里想氣體內(nèi)能®（決于溫度' A選項(xiàng)錯(cuò)誤B取金屬罐中封閉的理想 氣體為研究對(duì)象，金屬罐向下壓入恒溫游泳池中的過程，可視為等溫過程，由題意知壓強(qiáng)孌大根據(jù)玻意 耳定 律刃肌二刃鶴 可知體積變小，故分子平均間距變小，B選項(xiàng)正確；內(nèi)能不變體積變小，妙®根據(jù)熟方學(xué)第一定 律心 上馭+ Q可

2、知少6即向外放熱 故C選項(xiàng)正確、D選項(xiàng)錯(cuò)誤.2 .（多選）下列說法中正確的是（）A. 一定質(zhì)量的理想氣體溫度升高時(shí)，分子的平均動(dòng)能一定增大B.不可以從單一熱源吸收熱量，使之完全變?yōu)楣?，而不產(chǎn)生其他變化C.不可能使熱量從低溫物體傳向高溫物體D.當(dāng)分子力表現(xiàn)為引力時(shí)，分子勢(shì)能隨分子間距離的增大而增大E.分子間距離增大時(shí)，分子力一定減小【答案】ABD.【解析】溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，溫度升高，分子平均動(dòng)能增大，A正確.熱力學(xué)第二定律可以表示為：不可能制成一種循環(huán)動(dòng)作的熱機(jī)，從單一熱源取熱，使之完全變?yōu)楣Χ灰鹌渌兓?，B正確.通過做功的手段可以使熱量從低溫物體傳向高溫物體，C錯(cuò)誤當(dāng)分子力表現(xiàn)為引

3、力時(shí)，增大分子間的距離，需要克服分子間的引力做功，所以分子勢(shì)能增大，D正確分子間的作用力隨分子間的距離增大先增大后減小，因此分子力可能增大，也可能減小，E錯(cuò)誤.3. （多選）下列說法正確的是（）A. 1 g100C的水的內(nèi)能小于1 g100C的水蒸氣的內(nèi)能B.氣體壓強(qiáng)的大小跟氣體分子的平均動(dòng)能、分子的密集程度這兩個(gè)因素有關(guān)C.熱力學(xué)過程中不可避免地出現(xiàn)能量耗散現(xiàn)象，能量耗散不符合熱力學(xué)第二定律D.第二類永動(dòng)機(jī)不可能制成是因?yàn)樗`反了能量守恒定律E.某種液體的飽和蒸汽壓與溫度有關(guān)【答案】ABE.【解析】1 g100C的水的勢(shì)能小于1 g100C的水蒸氣的勢(shì)能，溫度相同，二者的分子平均動(dòng)能相同，故

4、A正確氣體壓強(qiáng)的大小跟氣體分子的平均動(dòng)能、分子的密集程度這兩個(gè)因素有關(guān)，B正確熱力學(xué)過程中不可避免地出現(xiàn)能量耗散現(xiàn)象，能量耗散符合熱力學(xué)第二定律，C錯(cuò)誤.第一類永動(dòng)機(jī)不可能制成是因?yàn)樗`反了能量守恒定律，第二類永動(dòng)機(jī)不可能制成是因?yàn)樗`反了熱力學(xué)第二定律，D錯(cuò)誤某種液體的飽和蒸汽壓與溫度有關(guān)，E正確. 4.（多選）下列說法正確的是（）A.氣體總是充滿容器，說明氣體分子間只存在斥力 B.對(duì)于一定質(zhì)量的理想氣體，溫度升高，氣體內(nèi)能一定增大 C.溫度越高布朗運(yùn)動(dòng)越劇烈，說明水分子的運(yùn)動(dòng)與溫度有關(guān) D.物體內(nèi)能增加，溫度一定升高 E.熱量可以從低溫物體傳到高溫物體 【答案】BCE.【解析】氣體總杲充滿

5、容器，說明氣體分子在做無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)，而氣體分子之間既存在引力也存在斥力A錯(cuò) 誤.由于理翹氣體的內(nèi)能只與溫度有關(guān)，所以對(duì)于一定質(zhì)重的理想氣俶溫度升高，氣體內(nèi)能一定增尢B正確,溫 度越高布朗運(yùn)動(dòng)越劇烈，說明水中懸瀑的徽粒的運(yùn)動(dòng)與溫度有關(guān)，而易浮徽粒的運(yùn)動(dòng)是由水分子運(yùn)動(dòng)對(duì)ffl!粒 的龐撞造成的，即水分子的運(yùn)動(dòng)與溫度有關(guān)，匕正確.物體內(nèi)能增加，例如冰吸熱熔化，內(nèi)能增力口，但是溫度不 變，D錯(cuò)誤熱量可以從低溫物體傳到高溫物體，例如電冰箱中熱量從低溫物體傳到高溫物憶E正確. 5.（多選）如圖所示，汽缸和活塞與外界均無熱交換，中間有一個(gè)固定的導(dǎo)熱性良好的隔板，封閉著兩部分 氣體A和B,活塞處于靜止平衡狀態(tài)

6、現(xiàn)通過電熱絲對(duì)氣體A加熱一段時(shí)間，后來活塞達(dá)到新的平衡，不計(jì)氣體分子勢(shì)能，不計(jì)活塞與汽缸壁間的摩擦，大氣壓強(qiáng)保持不變，則下列判斷正確的是（）導(dǎo)犁隔板AB話?cǎi)盇.氣體A吸熱，內(nèi)能增加B.氣體B吸熱，對(duì)外做功，內(nèi)能不變 C.氣體A分子的平均動(dòng)能增大 D.氣體A和氣體B內(nèi)每個(gè)分子的動(dòng)能都增大 E.氣體B分子單位時(shí)間內(nèi)對(duì)器壁單位面積碰撞總次數(shù)減少【答案】ACE.【解析】/氣體經(jīng)歷等容變化，W=Q?而吸收熱量，由AXIF+Q知內(nèi)能增加，A正確；氣體經(jīng)歷等 壓變小阿VX由#0可知，丁增大，則丘氣體吸收熱量，內(nèi)能增加，E錯(cuò)誤i A H氣體溫度都升高，則氣體分子的平均動(dòng)能都增大，但并不是每個(gè)分子的動(dòng)能都增犬，

7、故E正確，D錯(cuò)吳由于氣體丑壓強(qiáng)不 變而溫度升高，即分子每 次碰撞器壁的沖量增加，則分子單位時(shí)間內(nèi)對(duì)器壁單位面積碰撞總次數(shù)減少E正確.6. （多選）如圖所示是一定質(zhì)量的理想氣體的體積 V和攝氏溫度變化關(guān)系的Vt圖象，氣體由狀態(tài)A變化到狀態(tài)B的過程中，下列說法正確的是（）A.氣體的內(nèi)能增大B.氣體的內(nèi)能不變C.氣體的壓強(qiáng)減小D.氣體的壓強(qiáng)不變E.氣體對(duì)外做功，同時(shí)從外界吸收熱量【答案】ACE.【解析】由狀態(tài)A到狀態(tài)B,溫度升高，內(nèi)能增大， A正確，B錯(cuò)誤；由理想氣體狀態(tài)方程可知，由狀態(tài)A 到狀態(tài)B,壓強(qiáng)減小，C正確、D錯(cuò)誤；氣體內(nèi)能增加，從E正確.外界吸收熱量，壓強(qiáng)減小，對(duì)外做功，7. 一定質(zhì)量的

8、理想氣體，狀態(tài)從At43AA的變化過程可用如圖所示的pV圖描述，v和w為已 圖中口、P2、%、 知量.A HP3OF| Vt V（1） 氣體狀態(tài)從A到B是 （填“等容” “等壓”或“等溫”）過程；（2） 狀態(tài)從B到C的變化過程中，氣體的溫度（填“升高”“不變”或“降低”）;（3）狀態(tài)從C到D的變化過程中，氣體（填“吸熱”或“放熱”）.（4）狀態(tài)從AT 4CTD的變化過程中，氣體對(duì)外界所做的總功為 .【答案】（1）等壓（2）降低（3）放熱（4） p2 （Vs Vi） pi （V3 V2）【解析】（1）由p V圖象可以看出，從A到B是等壓變化.PV（2） 從B到C狀態(tài)，氣體體積不變，壓強(qiáng)減小，則T

9、等于定值可知，氣體溫度降低.pV（3） 從C到D狀態(tài)，氣體壓強(qiáng)不變，體積減小，由 ；等于定值可知，氣體溫度降低，內(nèi)能減少， UvO；由于氣體體積減小，外界對(duì)氣體做功，W0,由熱力學(xué)第一定律 U=WbQ可知，Q<0,放熱.(4)從LB,氣體體積增大，氣體對(duì)外界做功W=p2( V3- M)；從4C,氣體體積不變，W=0；從CTD,氣體體積減小，外 界對(duì)氣體做功或氣體對(duì)外界做負(fù)功，即W=- pi(V3-叮故從AtBCtD的變化過程中，氣體對(duì)外界做總功W二Wb Wb W3= P2 (V3- Vi)- Pi( V3- Va).8 氣體溫度計(jì)結(jié)構(gòu)如圖所示玻璃測(cè)溫泡A內(nèi)充有理想氣體.通過細(xì)玻璃管B和水

10、銀壓強(qiáng)計(jì)相連.開始時(shí)A處于冰水混合物中，左管 C中水銀面在O點(diǎn)處，右管D中水銀面高出。點(diǎn)hi=14cm,后將A放入待測(cè)恒溫槽中，上下移動(dòng)D,使C中水銀面仍在O點(diǎn)處，測(cè)得D中水銀面高出。點(diǎn)h2=44 cm.已知外界大氣壓為i個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大 氣壓，i標(biāo)準(zhǔn)大氣壓相當(dāng)于76 cmHg.(1)求恒溫槽的溫度；(2)此過程A內(nèi)氣體內(nèi)能 (填“增大”或“減小”)；氣體不對(duì)外做功，氣體將(填“吸熱” 或“放熱”).【答案】(i)364 K(或9i C )(2)增大吸熱【解析】(1股恒溫槽的溫度為8由題意ia7i=273K,d內(nèi)氣體發(fā)生等容變化，根據(jù)查理定律得尹1=3十四為二砂十函聯(lián)立式，代入數(shù)據(jù)得力二364 5 9

11、10(2)1度升高，)內(nèi)氣體內(nèi)能增大根據(jù)熱力學(xué)第一定律JF-O, A LOO,M 吸 2 理.V),開始時(shí)內(nèi)部封閉9 一太陽(yáng)能空氣集熱器，底面及側(cè)面為隔熱材料，頂面為透明玻璃板，集熱器容積為 氣體的壓強(qiáng)為p。.經(jīng)過太陽(yáng)暴曬，氣體溫度由T。=300 K升至Tk350 K.(i)求此時(shí)氣體的壓強(qiáng)；(2)保持丁二350 K不變，緩慢抽出部分氣體，使氣體壓強(qiáng)再變回到P。.求集熱器內(nèi)剩余氣體的質(zhì)量與原來總質(zhì)量的比值判斷在抽氣過程中剩余氣體是吸熱還是放熱，并簡(jiǎn)述原因.【答案】6Po（2）7吸熱，原因見解析【解析】0）由題意知?dú)怏w體積不變由查理定律得奈老得內(nèi)二務(wù)二靜二言古 ）1由氣過程可等敷為等溫膨脹過程設(shè)

12、膨脹后氣體的總體積對(duì)的由玻意耳定律可得0巧二P1H勺所以，集熱器內(nèi)剩余氣體的質(zhì)量與原來總質(zhì)量的比值為學(xué)二因?yàn)槌闅膺^程中剩余氣體溫度不變,故內(nèi)肓懷變, 而剩余氣體的體積膨脹對(duì)外做功.由熱力學(xué)第一走律起U二可知,氣體一定從外界吸收熱量.10如圖所示，一根兩端開口、橫截面積為S=2cm2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ti二7 C,外界大氣壓取p。=1.0 xpa（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的祛碼，保持氣體的溫度3不變，則平衡后氣柱為多長(zhǎng)？（g二10mH）若保持祛碼的質(zhì)量不變，對(duì)氣體加熱，使其溫度升高到若在過程中，氣體吸收的熱量為10 J,則氣體的內(nèi)能增加12=77 C,此時(shí)氣柱為多長(zhǎng)？ 多少？【答案】（1）20 cm （2）25 cm （3）8.95 J【解析】（1）被封閉氣體的初狀態(tài)為pi=po= 1.0 X105 Pa3Vi二 LS二 42 cm ,二 280 Kmg5末狀態(tài)壓強(qiáng) P2= p0+= 1.05 x 10 PaSV2= L2S, T2= Ti= 280 K根據(jù)玻