2021高考物理一輪復(fù)習(xí)規(guī)范演練50熱力學(xué)定律與能量守恒定律含解析新人教版

1、規(guī)范演練50熱力學(xué)定律與能量守恒定律抓基礎(chǔ)1根據(jù)你學(xué)過的熱學(xué)中的有關(guān)知識(shí)，判斷下列說法中正確的是 ()a機(jī)械能可以全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，內(nèi)能也可以全部用來做功轉(zhuǎn)化成機(jī)械能b凡與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀過程都具有方向性，在熱傳遞中，熱量只能從高溫物體傳遞給低溫物體，而不能從低溫物體傳遞給高溫物體c盡管科技不斷進(jìn)步，熱機(jī)的效率仍不能達(dá)到100%，制冷機(jī)卻可以使溫度降到293 d第一類永動(dòng)機(jī)違背能量守恒定律，第二類永動(dòng)機(jī)不違背能量守恒定律，隨著科技的進(jìn)步和發(fā)展，第二類永動(dòng)機(jī)可以制造出來解析：機(jī)械能可以全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，而內(nèi)能在引起其他變化時(shí)也可以全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，a正確；凡與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀過程都具有方向性，在熱傳

2、遞中，熱量可以自發(fā)地從高溫物體傳遞給低溫物體，也能從低溫物體傳遞給高溫物體，但必須借助外界的幫助，b錯(cuò)誤；盡管科技不斷進(jìn)步，熱機(jī)的效率仍不能達(dá)到100%，制冷機(jī)也不能使溫度降到293 ，只能無限接近273.15 ，c錯(cuò)誤；第一類永動(dòng)機(jī)違背能量守恒定律，第二類永動(dòng)機(jī)不違背能量守恒定律，而是違背了熱力學(xué)第二定律，第二類永動(dòng)機(jī)不可能制造出來，d錯(cuò)誤答案：a2關(guān)于兩類永動(dòng)機(jī)和熱力學(xué)的兩個(gè)定律，下列說法正確的是 ()a第二類永動(dòng)機(jī)不可能制成是因?yàn)檫`反了熱力學(xué)第一定律b第一類永動(dòng)機(jī)不可能制成是因?yàn)檫`反了熱力學(xué)第二定律c由熱力學(xué)第一定律可知做功不一定改變內(nèi)能，熱傳遞也不一定改變內(nèi)能，但同時(shí)做功和熱傳遞一定會(huì)

3、改變內(nèi)能d由熱力學(xué)第二定律可知熱量從低溫物體傳向高溫物體是可能的，從單一熱源吸收熱量，完全變成功也是可能的解析：第一類永動(dòng)機(jī)違反能量守恒定律，第二類永動(dòng)機(jī)違反熱力學(xué)第二定律，a、b錯(cuò)誤；由熱力學(xué)第一定律可知w0，q0，但uwq可以等于0，c錯(cuò)誤；由熱力學(xué)第二定律可知d中現(xiàn)象是可能的，但會(huì)引起其他變化，d正確答案：d3景頗族的祖先發(fā)明的點(diǎn)火器如圖所示，用牛角做套筒，木制推桿前端粘著艾絨猛推推桿，艾絨即可點(diǎn)燃對(duì)筒內(nèi)封閉的氣體，在此壓縮過程中 ()a氣體溫度升高，壓強(qiáng)不變b氣體溫度升高，壓強(qiáng)變大c氣體對(duì)外界做正功，氣體內(nèi)能增加d外界對(duì)氣體做正功，氣體內(nèi)能減少答案：b4(多選)關(guān)于熱力學(xué)定律，下列說法

4、正確的是 ()a熱量能夠自發(fā)地從高溫物體傳到低溫物體b不可能使熱量從低溫物體傳向高溫物體c第二類永動(dòng)機(jī)違反了熱力學(xué)第二定律d氣體向真空膨脹的過程是不可逆過程e功轉(zhuǎn)變?yōu)闊岬膶?shí)際宏觀過程是可逆過程答案：acd5(多選)在裝有食品的包裝袋中充入氮?dú)猓缓竺芊膺M(jìn)行加壓測(cè)試，測(cè)試時(shí)，對(duì)包裝袋緩慢施加壓力，將袋內(nèi)的氮?dú)庖暈槔硐霘怏w，在加壓測(cè)試過程中，下列說法中正確的是 ()a包裝袋內(nèi)氮?dú)獾膲簭?qiáng)增大b包裝袋內(nèi)氮?dú)獾膬?nèi)能不變c包裝袋內(nèi)氮?dú)鈱?duì)外做功d包裝袋內(nèi)氮?dú)夥懦鰺崃縠包裝袋內(nèi)氮?dú)獾乃蟹肿舆\(yùn)動(dòng)速率都保持不變答案：abd6(多選)下列說法中正確的是()a物體速度增大，則分子動(dòng)能增大，內(nèi)能也增大b一定質(zhì)量氣體的

5、體積增大，但既不吸熱也不放熱，內(nèi)能減小c相同質(zhì)量的兩種物體，提高相同的溫度，內(nèi)能的增量一定相同d物體的內(nèi)能與物體的溫度和體積都有關(guān)系e凡是與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀過程都具有方向性解析：速度增大，不會(huì)改變物體的分子的動(dòng)能，故a錯(cuò)誤；體積增大時(shí)，氣體對(duì)外做功，不吸熱也不放熱時(shí)，內(nèi)能減小，故b正確；質(zhì)量相同，但物體的物質(zhì)的量不同，故溫度提高相同的溫度時(shí)，內(nèi)能的增量不一定相同，故c錯(cuò)誤；物體的內(nèi)能取決于物體的溫度和體積故d正確；由熱力學(xué)第二定律可知，凡是與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀過程都具有方向性，故e正確答案：bde7.(多選)(2018全國卷)如圖，一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)a開始，經(jīng)歷過程到達(dá)狀態(tài)e.對(duì)此氣體，下

6、列說法正確的是()a過程中氣體的壓強(qiáng)逐漸減小b過程中氣體對(duì)外界做正功c過程中氣體從外界吸收了熱量d狀態(tài)c、d的內(nèi)能相等e狀態(tài)d的壓強(qiáng)比狀態(tài)b的壓強(qiáng)小解析：過程中，氣體由a到b，體積v不變、t升高，則壓強(qiáng)增大，a錯(cuò)誤；過程中，氣體由b到c，體積v變大，對(duì)外界做正功，b正確；過程中，氣體由d到e，溫度t降低，內(nèi)能u減小，體積v不變，氣體不做功，根據(jù)熱力學(xué)第一定律uqw得qpc，由c到d的過程，溫度不變，vcpd，故pbpcpd，e正確答案：bde8.(多選)(2019桂林模擬)一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)a開始，經(jīng)歷了三個(gè)過程ab、bc、ca回到原狀態(tài)，其v-t圖象如圖所示，pa、pb、pc分別表示狀

7、態(tài)a、b、c的壓強(qiáng)，下列判斷正確的是()a過程ab中氣體一定吸熱bpcpbpac過程bc中分子勢(shì)能不斷增大d過程bc中每一個(gè)分子的速率都減小e過程ca中氣體吸收的熱量等于對(duì)外界做的功解析：由a到b，氣體做等容變化，溫度升高，內(nèi)能增大，根據(jù)uqw，故氣體一定吸熱，選項(xiàng)a正確；由a到b為等容變化，溫度升高，壓強(qiáng)變大，故pbpa，由b到c是等壓變化，故pcpb，選項(xiàng)b正確；理想氣體沒有分子勢(shì)能，故選項(xiàng)c錯(cuò)誤；由b到c，溫度降低，分子的平均動(dòng)能降低，平均速率減小，但不是每一個(gè)分子的速率都減小，故選項(xiàng)d錯(cuò)誤；由c到a，氣體發(fā)生等溫膨脹，內(nèi)能不變，氣體對(duì)外做功，吸收熱量，根據(jù)uqw，氣體吸收的熱量等于對(duì)外

8、做的功，故選項(xiàng)e正確答案：abe提素養(yǎng)9(2019河北衡水月考)某同學(xué)估測(cè)室溫的裝置如圖所示，汽缸導(dǎo)熱性能良好，用絕熱的活塞封閉一定質(zhì)量的理想氣體室溫時(shí)氣體的體積v166 ml，將汽缸豎直放置于冰水混合物中，穩(wěn)定后封閉氣體的體積v260 ml.不計(jì)活塞重力及活塞與缸壁間的摩擦，室內(nèi)大氣壓p01.0105 pa.(1)根據(jù)題干條件可得室溫是多少？(2)上述過程中，外界對(duì)氣體做的功是多少？解析：(1)設(shè)室溫為t1，則，又t2273 k，代入數(shù)據(jù)解得t1300.3 k，即t127.3 .(2)外界對(duì)氣體做的功，有wp0v，解得w0.60 j.答案：(1)27.3 (2)0.60 j10一定質(zhì)量的理想

9、氣體從狀態(tài)a變化到狀態(tài)b再變化到狀態(tài)c，其狀態(tài)變化過程的p-v圖象如圖所示已知該氣體在狀態(tài)a時(shí)的溫度為27 .(1)求該氣體在狀態(tài)b、c時(shí)的溫度；(2)該氣體從狀態(tài)a到狀態(tài)c的過程中是吸熱還是放熱？傳遞的熱量是多少？解析：(1)氣體從狀態(tài)a到狀態(tài)b做等容變化，由查理定律有，解得tb200 k，即tb73 .氣體從狀態(tài)b到狀態(tài)c做等壓變化，由蓋呂薩克定律有，解得tc300 k，即tc27 .(2)因?yàn)闋顟B(tài)a和狀態(tài)c溫度相等，且理想氣體的內(nèi)能是所有分子的動(dòng)能之和，溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，所以在這個(gè)過程中u0，由熱力學(xué)第一定律uqw得qw.在整個(gè)過程中，氣體在b到c過程對(duì)外做功，故wpbv200

10、j，即qw200 j，是正值，所以氣體從狀態(tài)a到狀態(tài)c過程中是吸熱，吸收的熱量q200 j.答案：(1)73 27 (2)吸熱200 j11.如圖所示，abc為粗細(xì)均勻的“l(fā)”形細(xì)玻璃管，a端封閉，c端開口開始時(shí)ab豎直，bc水平，bc內(nèi)緊靠b端有一段長l130 cm的水銀柱，ab內(nèi)理想氣體長度l220 cm.現(xiàn)將玻璃管以b點(diǎn)為軸在豎直面內(nèi)逆時(shí)針緩慢旋轉(zhuǎn)90，使ab水平環(huán)境溫度不變，大氣壓強(qiáng)p075 cmhg，求：(1)旋轉(zhuǎn)后水銀柱進(jìn)入ab管的長度；(2)玻璃管旋轉(zhuǎn)過程中，外界對(duì)封閉氣體做正功還是做負(fù)功？氣體吸熱還是放熱？解析：(1)對(duì)封閉氣體，初態(tài)壓強(qiáng)為p0，末態(tài)為p1，設(shè)玻璃管截面積為s，

11、水銀進(jìn)入ab管的長度為x，根據(jù)玻意耳定律p0sl2p1s(l2x)，又p1p0pl1px，代入數(shù)據(jù)得x5 cm.(2)外界對(duì)氣體做正功，而氣體的溫度不變，則內(nèi)能不變，由熱力學(xué)第一定律可知，氣體放熱答案：(1)5 cm(2)正功放熱12(2019湖南師大附中模擬)如圖所示，一個(gè)內(nèi)壁光滑的圓柱形汽缸，高度為l、底面積為s，缸內(nèi)有一個(gè)質(zhì)量為m的活塞，封閉了一定質(zhì)量的理想氣體溫度為熱力學(xué)溫度t0時(shí)，用繩子系住汽缸底，將汽缸倒過來懸掛起來，汽缸處于豎直狀態(tài)，缺內(nèi)氣體高為l0，已知重力加速度為g，大氣壓強(qiáng)為p0，不計(jì)活塞厚度及活塞與缸體的摩擦(1)采用緩慢升溫的方法使活塞與汽缸脫離，缸內(nèi)氣體的溫度至少要升

12、高到多少？(2)從開始升溫到活塞剛要脫離汽缸，缸內(nèi)氣體壓力對(duì)活塞做功多少？(3)當(dāng)活塞剛要脫離汽缸時(shí)，缸內(nèi)氣體的內(nèi)能增加量為u，則氣體在活塞下移的過程中吸收的熱量為多少？解析：(1)氣體等壓變化，由蓋呂薩克定律得，解得t.(2)對(duì)活塞，由平衡條件得mgpsp0s，氣體對(duì)活塞做的功為wps(ll0)，解得w(p0smg)(ll0)(3)由熱力學(xué)第一定律得uwq，又外界對(duì)氣體做功ww，氣體吸收的熱量qu(p0smg)(ll0)答案：(1)(2)(p0smg)(ll0)(3)u(p0smg)(ll0)13(2019揭陽模擬)一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷了如圖所示的abcda循環(huán)，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)1105 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tb600 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w1pa(vbva)，解得w1100 j.氣體從b狀態(tài)到c狀態(tài)的過程中，體積保