高考物理一輪總復(fù)習(xí)第十四章第4課時熱力學(xué)定律與能量守恒定律限時規(guī)范訓(xùn)練(含解析)新人教

1、熱力學(xué)定律與能量守恒定律基礎(chǔ)鞏固題組（20分鐘，50分）1 .（多選）下列說法中正確的是（）A.熱量可以從低溫物體傳遞到高溫物體8 .科技的進步可以使內(nèi)燃機成為單一熱源的熱機C.能源危機指能量的過度消耗導(dǎo)致自然界的能量不斷減少D.功可以全部轉(zhuǎn)化為熱量，熱量也可以全部轉(zhuǎn)化為功E.第一類永動機違背能量守恒定律，第二類永動機不違背能量守恒定律解析：選ADE.空調(diào)可以使熱量從低溫物體向高溫物體傳遞，A對；由熱力學(xué)第二定律知不可能有單一熱源的熱機，B錯；能量是守恒的，C錯；功可以全部轉(zhuǎn)化為熱量，根據(jù)熱力學(xué)第二定律可知，在外界的影響下，熱量也可以全部轉(zhuǎn)化為功，D對；第一類永動機違背能量守恒定律，第二類永動

2、機違背熱力學(xué)第二定律，但不違背能量守恒定律，E對.2.（多選）關(guān)于氣體的內(nèi)能，下列說法正確的是（）A.質(zhì)量和溫度都相同的氣體，內(nèi)能一定相同B.氣體溫度不變，整體運動速度越大，其內(nèi)能越大C.氣體被壓縮時，內(nèi)能可能不變D. 一定量的某種理想氣體的內(nèi)能只與溫度有關(guān)E. 一定量的某種理想氣體在等壓膨脹過程中，內(nèi)能一定增加解析：選CDE.質(zhì)量和溫度都相同的氣體，雖然分子平均動能相同，但是不同的氣體，其摩爾質(zhì)量不同，即分子個數(shù)不同，所以分子總動能不一定相同，A錯誤；宏觀運動和微觀運動沒有關(guān)系，所以宏觀運動速度大，內(nèi)能不一定大，B錯誤；根據(jù)牛=C可知，如果等溫壓縮，則內(nèi)能不變；等壓膨脹，溫度增大，內(nèi)能一定增

3、大，C、E正確；理想氣體的分子勢能為零，所以一定量的某種理想氣體的內(nèi)能只與分子平均動能有關(guān)，而分子平均動能和溫度有關(guān)，D正確.3.（多選）根據(jù)熱力學(xué)定律，下列說法正確的是（）A.第二類永動機違反能量守恒定律，因此不可能制成B.效率為100%勺熱機是不可能制成的C.電冰箱的工作過程表明，熱量可以從低溫物體向高溫物體傳遞D.從單一熱源吸收熱量，使之完全變?yōu)楣κ翘岣邫C械效率的常用手段E.吸收了熱量的物體，其內(nèi)能也不一定增加解析：選BCE第二類永動機不可能制成，是因它違反了熱力學(xué)第二定律，故A錯誤；效率為100%勺熱機是不可能制成的，故B正確；電冰箱的工作過程表明，熱量可以從低溫物體向高溫物體傳遞，故

4、C正確；在外界影響下從單一熱源吸收熱量，使之完全變?yōu)楣κ强赡艿?，但機械效率并不一定提高.故D錯誤；改變內(nèi)能的方式有做功和熱傳遞，吸收了熱量的物體，其內(nèi)能也不一定增加，E正確.4 .（多選）夏天，小明同學(xué)把自行車輪胎上的氣門芯拔出的時候，會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，對外做功，溫度降低D.氣體膨脹時，熱量散得太快，使氣體溫度降低了E.氣體分子的平均動能減小解析：選ACE.氣體噴出時，來不及與外界交換熱量，發(fā)生絕熱膨脹，Q=0,對外做功，根據(jù)熱力學(xué)第一定律VW

5、Q=AU,內(nèi)能減少，溫度降低，溫度是分子平均動能的標(biāo)志，則ACE正確.5 .（2018高考全國卷I）（多選）如圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)a開始，經(jīng)歷過程、到達狀態(tài)e.對此氣體，下列說法正確的是（）A.過程中氣體的壓強逐漸減小B.過程中氣體對外界做正功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的壓強比狀態(tài)b的壓強小解析：選BDE.根據(jù)衿C,過程中氣體的體積V不變，溫度T升高，壓強p會增大,A錯誤；過程中氣體的體積V增大，對外做功，B正確；過程中氣體的體積V不變，溫度T降低，向外界放出了熱量，C錯誤；理想氣體的內(nèi)能只與溫度有關(guān)，狀態(tài)c、d溫度相等，則內(nèi)能相等，D正確；根

6、據(jù)pV=C,T=PV,T-V圖線上的點與原點連線的斜率越大，表示該狀態(tài)點的壓強越大，E正確.6 .（多選）下列說法中正確的是（）A.在較暗的房間里，看到透過窗戶的“陽光柱”里粉塵的運動不是布朗運動B.氣體分子速率呈現(xiàn)出“中間多，兩頭少”的分布規(guī)律C.隨著分子間距離增大，分子間作用力減小，分子勢能也減小D. 一定量的理想氣體發(fā)生絕熱膨脹時，其內(nèi)能不變E. 一切自發(fā)過程總是沿著分子熱運動的無序性增大的方向進行解析：選ABE.布朗運動是懸浮在液體或氣體中固體小顆粒的無規(guī)則運動，在較暗的房間里可以觀察到射入屋內(nèi)的陽光中有懸浮在空氣里的小顆粒在飛舞，是由于氣體的流動造成的，這不是布朗運動，故A正確；麥克

7、斯韋提出了氣體分子速率分布的規(guī)律，即“中間多，兩頭少”，故B正確；分子力的變化比較特殊，隨著分子間距離的增大，分子間作用力不一定減小，當(dāng)分子表現(xiàn)為引力時，分子力做負功，分子勢能增大，故C錯誤；一定量理想氣體發(fā)生絕熱膨脹時，不吸收熱量，同時對外做功，其內(nèi)能減小，故D錯誤；根據(jù)熱力學(xué)第二定律可知，一切自發(fā)過程總是沿著分子熱運動的無序性增大的方向進行，故E正確.r/(xl0rJm-3)H7.（2018高考江蘇卷）如圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體在狀態(tài)150時壓強為2.0X105Pa,經(jīng)歷ZCAA的過程，整個過程中對外界放出61.4J熱量.求該氣體在ZB過程中對外界所做的功.解析：整個過程中，外界對氣體做

8、功W=Wb+WCa,AU=0且W*pA（VC-V）由熱力學(xué)第一定律AU=Q+W彳導(dǎo)WB=（Q+W）代入數(shù)據(jù)得VAB=138.6J,即氣體對外界做的功為138.6J.答案：138.6J能力提升題組（25分鐘，50分）1.（多選）如圖所示，汽缸和活塞與外界均無熱交換，中間有一個固定的導(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).通過電熱絲對氣體A加熱一段時間，后來活塞達到新的平衡，不計氣體勢能，不計活塞與汽缸壁間的摩擦，大氣壓強保持不變，則下列判斷正彳是（）A.氣體A吸熱，內(nèi)能增加B.氣體B吸熱，對外做功，內(nèi)能不變C.氣體A分子的平均動能增大D.氣體A和氣體B內(nèi)每個分子的動能都增

9、大E.氣體B分子單位時間內(nèi)對器壁單位面積碰撞總次數(shù)減少解析：選ACE.A氣體經(jīng)歷等容變化，W0,而吸收熱量，由AU=WFQ知，內(nèi)能增加,_一一、，V一A正確；B氣體經(jīng)歷等壓變化，W0,由=C可知，T增大，則B氣體吸收熱量，內(nèi)能增加，B錯誤；A、B氣體溫度都升高，則氣體分子的平均動能都增大，但并不是每個分子的動能都增大，故C正確，D錯誤；由于氣體B壓強不變而溫度升高，即分子每次碰撞器壁的沖量增E正確.加，則分子單位時間內(nèi)對器壁單位面積碰撞總次數(shù)減少,2 .（多選）一定量的理想氣體從狀態(tài)a開始，經(jīng)歷等溫或等壓過程ab、bc、cd、da回到原狀態(tài)，其p-T圖象如圖所示，其中對角線ac的延長線過原點O

10、下列判斷正確的是（）A.氣體在a、c兩狀態(tài)的體積相等B.氣體在狀態(tài)a時的內(nèi)能大于它在狀態(tài)c時的內(nèi)能C.在過程cd中氣體向外界放出的熱量大于外界對氣體做的功D.在過程da中氣體從外界吸收的熱量小于氣體對外界做的功E.在過程bc中外界對氣體做的功等于在過程da中氣體對外界做的功解析：選ABE.由ac的延長線過原點O知，直線Oca為一條等容線，氣體在a、c兩狀態(tài)的體積相等，選項A正確；理想氣體的內(nèi)能由其溫度決定，故在狀態(tài)a時的內(nèi)能大于在狀態(tài)c時的內(nèi)能，選項B正確；過程cd是等溫變化，氣體內(nèi)能不變，由熱力學(xué)第一定律知，氣體對外放出的熱量等于外界對氣體做的功，選項C錯誤；過程da氣體內(nèi)能增大，從外界吸收

11、的熱量大于氣體對外界做的功，選項D錯誤；由理想氣體狀態(tài)方程知:PaMpbVbpcVcTaTbTc=PdVd=C,即paVa=CT,pbU=C!b,pcM=CT,pdM=CTi.設(shè)過程bc中壓強為po=pb=pc,過程da中壓強為poz=pd=pa.由外界對氣體做功WW=pAV知，過程bc中外界對氣體做的功Wc=p（MM）=aT>Tc）,過程da中氣體對外界做的功W>=p。（MM）=C（TaTd）,Ta=Tb,Tc=Td,故W=W,選項E正確（此選項也可用排除法直接判斷更快捷）.3 .（多選）如圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A依次經(jīng)過狀態(tài)B、C和D后再回到狀態(tài)A其中，AB和CD為等

12、溫過程，BC為等壓過程，DA為等容過程，則在該循環(huán)過程中，下列說法正確的是（）A. AB過程中，氣體放出熱量B. BC過程中，氣體分子的平均動能增大C. CD過程中，單位時間內(nèi)碰撞單位面積器壁的分子數(shù)增多D. DA過程中，氣體分子的速率分布曲線不發(fā)生變化E.若氣體在BC過程中內(nèi)能變化量的數(shù)值為2kJ,與外界交換的熱量為7kJ,則在此過程中氣體對外做的功為5kJ解析：選ABE.因為AB為等溫過程，壓強變大，體積變小，故外界對氣體做功，根據(jù)熱力學(xué)第一定律有AlVWQ溫度不變，則內(nèi)能不變，故氣體一定放出熱量，選項A正確;BC為等壓過程，因為體積增大，由理想氣體狀態(tài)方程pV=C可知，氣體溫度升高，內(nèi)能

13、增加,故氣體分子的平均動能增大，選項B正確；CD為等溫過程，壓強變小，體積增大，因為溫度不變，故氣體分子的平均動能不變，壓強變小說明單位時間內(nèi)碰撞單位面積器壁的分子數(shù)PV減少，選項C錯誤；DA為等容過程，體積不變，壓強變小，由與=。可知，溫度降低，氣體分子的平均動能減小，故氣體分子的速率分布曲線會發(fā)生變化，選項D錯誤；BC為等壓過程，體積增大，氣體對外做功，該過程中氣體的溫度升高，則氣體的內(nèi)能增加2kJ,氣體從外界吸收的熱量為7kJ,氣體對外界做功為5kJ,故選項E正確.4. (2019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，開始時缸內(nèi)氣體溫度為27C,封閉氣柱長9c

14、m,活塞橫截面積S=50cm2.現(xiàn)通過汽缸底部電阻絲給氣體加熱一段時間，此過程中氣體吸熱22J,穩(wěn)定后氣體溫度變?yōu)?27C.已知大氣壓強等于105Pa,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象，開始時氣體的體積為L1S,溫度為：T1=(273+27)K=300K,末狀態(tài)的體積為：L2S,溫度為：T2=(273+127)K=400K氣體做等壓變化，則:代入數(shù)據(jù)得：L2=12cm.(2)在該過程中，氣體對外做功:VW=F-AL=p0&L2L1)=105X50X104X(129)X102J=15J,由熱力學(xué)第一定律：AU=Q-VW=22J-15J=7J.答案：(1)12cm(2)7J活塞5. (2019湖南師大附中模擬)如圖所示，體積為M內(nèi)壁光滑的圓柱形導(dǎo)熱汽缸頂部有一質(zhì)量和厚度均可忽略的活塞；汽缸內(nèi)密封有溫度為2.4T。、壓強為1.2p。的理想氣體.p。和T。分別為外界大氣的壓強和溫度.已知：氣體內(nèi)能U與溫度T的關(guān)系為U=aT,a為正的常量；容器內(nèi)氣體的所有變化過程都是緩慢的，求：(1)缸內(nèi)氣體與大氣達到平衡時的體積V;(2)在活塞下降過程中，汽缸內(nèi)氣體放出的熱量Q解析：(1)在氣體由壓強p=1.2p°到p°