2019年高考物理一輪復(fù)習(xí)第12章熱學(xué)練案35熱力學(xué)定律與能量守恒定律新人教版_第1頁
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文檔簡介

1、練習(xí)方案35熱力學(xué)定律和能量守恒定律一、選擇題(本題共10題,14題單選,510題多選)1 .關(guān)于內(nèi)能和熱的以下說法中,正確的是(d )a .馬鈴薯所含的熱量很高b .內(nèi)能越大,物體的熱量也越多c .熱總是從內(nèi)在的大物體流向內(nèi)在的小物體d .熱總是從溫度高的物體流向溫度低的物體解析物理學(xué)中的熱是過程量,不是狀態(tài)量,而是可以包含在內(nèi)的物體中,選擇項(xiàng)a錯(cuò)誤的物體的系統(tǒng)內(nèi)能和熱之間,在數(shù)量上沒有必然的聯(lián)系,選擇項(xiàng)b錯(cuò)誤的兩物體之間的熱的傳遞方向僅與它們的溫度有關(guān),取決于它們的內(nèi)部能量2.(2018上海松江區(qū)模擬)關(guān)于能源的轉(zhuǎn)換,以下說法不正確的是(c )a .洗衣機(jī)將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能b .燃?xì)鉄崴?/p>

2、把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為水的系統(tǒng)內(nèi)能c .太陽能電池片把太陽能轉(zhuǎn)換成系統(tǒng)內(nèi)能d .水力發(fā)電機(jī)把機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能解析洗衣機(jī)中的電滾子將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能,選項(xiàng)a正確的燃?xì)鉄崴鲗⑷剂匣瘜W(xué)能轉(zhuǎn)換為水的系統(tǒng)內(nèi)能,選項(xiàng)b正確的太陽能電池片將太陽能轉(zhuǎn)換為電能,選項(xiàng)c錯(cuò)誤的水力發(fā)電機(jī)將水流的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能,進(jìn)行選擇此問題選擇不正確,請選擇c。3.(2018福建龍海質(zhì)檢)關(guān)于對能量轉(zhuǎn)化和保存的理解,以下說法正確(b )a .在能量守恒過程中一定會(huì)發(fā)生能量的轉(zhuǎn)換b .摩擦發(fā)熱的過程是不可逆的過程c .傳熱的過程沒有方向性d .能量轉(zhuǎn)換過程符合能量守恒定律,因此不產(chǎn)生能源危機(jī)解析所有的能量守恒過程可能發(fā)生能量的轉(zhuǎn)化,也可

3、能發(fā)生能量的轉(zhuǎn)移,a不合題意。 摩擦發(fā)熱的過程是不可逆的,例如刨木頭可以取火,但不能用火得到木頭,b合乎問題的意思。 傳熱有方向性,從溫度高的物體向溫度低的物體,或者從同一物體的溫度高的部分向溫度低的部分傳遞熱量,c不合題意。 因?yàn)槟芰哭D(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化是有方向性的,所以雖然有能量守恒,但是會(huì)產(chǎn)生能源危機(jī),d不合題意。4 .在圖示的p-V圖像中,當(dāng)具有恒定質(zhì)量的氣體從狀態(tài)a經(jīng)過過程I改變到狀態(tài)b時(shí),從外部吸收熱量420 J,并且功能300 J被云同步地向外部膨脹。 在從狀態(tài)b經(jīng)過過程ii回到狀態(tài)a時(shí),如果外部氣體壓縮瓦斯氣體工作200 J,則成為該過程(b )a .瓦斯氣體吸收熱量320 JB .瓦斯

4、氣體放出熱量320 Jc .瓦斯氣體既不吸收也不釋放的d .瓦斯氣體吸收和釋放的熱量相等在一定質(zhì)量的瓦斯氣體從狀態(tài)a經(jīng)過過程I變化到狀態(tài)b時(shí),根據(jù)熱力學(xué)第一定律U=W Q,根據(jù)題意,由于Q=420 J、W=-300 J,所以由于成為U=420 J-300 J=120 J的u0,氣體從狀態(tài)a經(jīng)過過程I變化到狀態(tài)b 如果從狀態(tài)b經(jīng)過過程ii進(jìn)入狀態(tài)a,則內(nèi)部能量減少120 J,即U=-120 J,并且在此過程中,對于具有外部空氣壓縮瓦斯氣體的辦事兒200 J (即W=200 J ),根據(jù)U=W Q獲得q=u-w=-120j5.(2018吉林省實(shí)驗(yàn)中學(xué)質(zhì)量檢驗(yàn))關(guān)于分子動(dòng)態(tài)理論及熱力學(xué)規(guī)律的以下說法

5、正確的是(BCE )a .表示瓦斯氣體總是充滿容器,在瓦斯氣體分子間只存在斥力b .相對于一定質(zhì)量的理想瓦斯氣體,溫度上升,瓦斯氣體內(nèi)一定增大c .溫度越高,布朗運(yùn)動(dòng)越激烈,表示液體分子的運(yùn)動(dòng)與溫度有關(guān)d .物體的內(nèi)能增加,溫度必然上升e .熱量從高溫物體傳遞到低溫物體解析氣體之所以經(jīng)常充滿容器,是因?yàn)榉肿舆M(jìn)行擴(kuò)散運(yùn)動(dòng),可以說明分子進(jìn)行不規(guī)則的運(yùn)動(dòng),不能說明氣體分子之間只存在斥力,選項(xiàng)a是錯(cuò)誤的。 溫度是分子的平均動(dòng)能的標(biāo)識牌,對于一定質(zhì)量的理想氣體,分子勢能可以忽略不計(jì),溫度上升,氣體內(nèi)一定增大,選項(xiàng)b正確的溫度是分子的平均動(dòng)能的標(biāo)識牌,因?yàn)椴祭蔬\(yùn)動(dòng)能反映液體分子的不規(guī)則運(yùn)動(dòng), 說明了溫度越

6、高布朗運(yùn)動(dòng)越激烈,液體分子的運(yùn)動(dòng)和溫度有關(guān),選項(xiàng)c在正確的物體內(nèi)能夠增加,分子的勢能也許會(huì)增大,但溫度未必上升。 例如,在冰融化的過程中,溫度不會(huì)增大,選擇項(xiàng)d是錯(cuò)誤的。 從熱力學(xué)的第二定律可以看出,熱量從高溫物體傳遞到低溫物體,選擇項(xiàng)e正確。6.(2018山東臨沂檢查)以下說法中正確的是(BDE )a .當(dāng)一定質(zhì)量的理想瓦斯氣體溫度上升時(shí),每瓦斯氣體分子的速度增大b .一定質(zhì)量的理想瓦斯氣體溫度不變,其內(nèi)能量不變c .一定質(zhì)量的理想瓦斯氣體吸收熱量,其內(nèi)能量一定增大d .第二類永久動(dòng)機(jī)不能產(chǎn)生是違反熱力學(xué)第二定律的e .地面附近有上升的空氣團(tuán)(被視為理想的瓦斯氣體),與外界的熱交換被忽視。

7、已知隨著高度變高,大氣壓強(qiáng)降低時(shí),該瓦斯氣體塊在該上升過程中體積增大,溫度降低解析如果一定質(zhì)量的理想的瓦斯氣體溫度上升,則分子的平均動(dòng)能增大,但并不是每個(gè)分子的速度增大,而是由于選擇項(xiàng)a錯(cuò)誤的理想瓦斯氣體不計(jì)算分子勢能,所以一定質(zhì)量的理想的瓦斯氣體溫度不變化,其中內(nèi)能量不變化, 選項(xiàng)b是正確的,一定質(zhì)量的理想瓦斯氣體吸收熱量,只要對云同步做外事工作,不一定增加,選項(xiàng)c錯(cuò)誤的第二類永久動(dòng)機(jī)不違反能量守恒定律。 不能做到這一點(diǎn)是因?yàn)榕c熱力學(xué)的第二定律相反,選擇項(xiàng)d是正確的。 地面附近有上升的空氣團(tuán)(被認(rèn)為是理想的瓦斯氣體),與外界的熱交換被忽視。 眾所周知,隨著高度增加,大氣壓強(qiáng)降低,從=C可知,

8、該瓦斯氣體塊在該上升過程中體積增大,溫度降低,選擇項(xiàng)e正確。7.(2018湖北部分重點(diǎn)中學(xué)聯(lián)合試驗(yàn))如圖所示,導(dǎo)熱汽缸固定在水平地面上,用活塞將一定質(zhì)量的理想瓦斯氣體封閉在汽缸中,汽缸內(nèi)壁光滑。 當(dāng)前的水平外力f作用于活塞桿,使活塞緩慢地向右移動(dòng)一定的距離,如果在這個(gè)過程中環(huán)境溫度沒有變化,那么下面的說法是正確的(CDE )a .水平外力f保持原樣b .水平外力f逐漸減少c .每單位時(shí)間碰撞的缸壁每單位面積的分子數(shù)減少d .瓦斯氣體從單一熱源吸熱,全部用于對外工作e .活塞戰(zhàn)勝大氣壓強(qiáng)進(jìn)行辦事兒的功與水平外力f的功和瓦斯氣體從外部吸收的熱量之和在數(shù)值上相等解析根據(jù)玻璃紗定律pV=C,在瓦斯氣體

9、等溫膨脹中,由于氣體壓強(qiáng)在逐漸減少,所以內(nèi)外的壓力差變大,由于f方向變左,所以f逐漸變大,可知選擇項(xiàng)a、b錯(cuò)誤的氣體體積增大,分子數(shù)密度減少,氣體分子的平均速率不變在單位時(shí)間內(nèi)汽缸的每單位面積的氣體分子的沖撞次數(shù)減少,選擇項(xiàng)c正確的汽缸中的氣體用于從單一熱源吸收熱,全部向外辦事兒,但是在這個(gè)過程中外力f的大小變化,所以不違反熱力學(xué)的第二定律,選擇項(xiàng)d從正確的能量守恒定律, 發(fā)現(xiàn)活塞克服大氣壓強(qiáng)的功與水平外力f的功和瓦斯氣體從外界吸收的熱之和在數(shù)值上相等,選項(xiàng)e是正確的。8.(2018山西重點(diǎn)中學(xué)合作體期)以下說法不正確的是(ABD )a .冬天殘留一半熱水的熱水袋經(jīng)過一夜后,第二天拔掉瓶口的軟

10、木塞時(shí)感到很緊,難以拔出,是因?yàn)榘滋斓臍鉁厣仙?,大氣壓?qiáng)變高了b .一定質(zhì)量的理想瓦斯氣體,當(dāng)?shù)葴嘏蛎浐笤俚葔嚎s時(shí),其體積一定會(huì)小于初始體積c .布朗運(yùn)動(dòng)是液體分子運(yùn)動(dòng)的說法是錯(cuò)誤的d .晶體在熔化過程中吸收的熱量主要用于增加分子動(dòng)能和分子的勢能e .在輪胎破裂的短暫過程中,瓦斯氣體膨脹,溫度降低在冬天,裝有一半熱水的熱水器內(nèi)上方空間的大部分氣體是水蒸氣,經(jīng)過有會(huì)兒后,水蒸氣液化,即瓶內(nèi)的空氣變少,瓶內(nèi)的氣壓變得比外部氣壓小,軟木塞子因內(nèi)外的壓力差而壓在瓶口上,大氣壓強(qiáng)不變。 一定質(zhì)量的理想瓦斯氣體是:首先等溫膨脹即體積變大,壓力變小,之后等壓縮即壓力不變,體積變小,溫度下降時(shí),壓力相對于初始

11、狀態(tài)變小,=C、p變小,t變小時(shí),v變大, 所謂可能不變或變小的布朗運(yùn)動(dòng)是指浮游在液體中的固體小粒子的運(yùn)動(dòng),不是液體分子的運(yùn)動(dòng),而是選擇項(xiàng)c正確的結(jié)晶在熔化過程中溫度不變,溫度是分子的熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能的標(biāo)識牌,所以吸收的熱主要用于增加分子的勢能, 分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能不變,在選項(xiàng)d錯(cuò)誤的輪胎破裂的短暫過程中,來不及吸熱,瓦斯氣體膨脹可以向外辦事兒,根據(jù)熱力學(xué)第一定律可以向內(nèi)減少,溫度下降,選項(xiàng)e正確。 本問題選擇不正確,請選擇a、b、d。9.(2018山東濰坊月考)以下熱現(xiàn)象分析與判斷正確的是(BCD )a .布朗運(yùn)動(dòng)是由液體分子對固體小粒子的碰撞不平衡引起的,固體小粒子的體積越大,液體分子的

12、碰撞越多,布朗運(yùn)動(dòng)變得顯著b .是墻壁和外部的熱量無法傳導(dǎo)的封閉房間,夏天為了降低溫度在云同步上安裝冰箱和扇風(fēng)機(jī),兩電器長時(shí)間工作的話,房間內(nèi)的氣溫就會(huì)上升c .溫度上升,單位時(shí)間從液體表面飛出的分子數(shù)增多,液體持續(xù)蒸發(fā),飽和蒸汽壓力增大d .一定質(zhì)量的理想瓦斯氣體經(jīng)歷等溫壓縮過程后,氣體壓強(qiáng)增大,并從分子動(dòng)態(tài)理論的觀點(diǎn)來分析,這是因?yàn)閱挝粫r(shí)間內(nèi)器壁每單位面積的分子碰撞次數(shù)增多e .在大氣壓強(qiáng)下,1 g、100 的水吸收2.26103 J的熱而成為1 g、100 的水蒸氣的過程中,2.26103 J=水蒸氣的內(nèi)能量水的內(nèi)能量水成為水蒸氣體積膨脹而作用于外界解析布朗運(yùn)動(dòng)是由于液體分子對固體小粒子

13、的沖撞的不平衡所引起的,固體小粒子的體積越大,液體分子對其的沖撞就越多,不平衡的程度就越不明顯,布朗運(yùn)動(dòng)變得不顯眼,選擇項(xiàng)a錯(cuò)誤的夏天為了降低溫度將冰箱和扇風(fēng)機(jī)安裝在云同步上, 由于兩電器長時(shí)間工作后消耗電力,W0與外部沒有熱交換,所以Q=0,根據(jù)熱力學(xué)第一定律U=W Q,可知房間內(nèi)的瓦斯氣體的內(nèi)能增加,所以房間內(nèi)的氣溫上升,選擇項(xiàng)b正確的溫度上升,液體分子的平均動(dòng)能增大由于單位時(shí)間內(nèi)從液體表面飛出的分子數(shù)多,原來的動(dòng)態(tài)平衡被破壞,液體持續(xù)蒸發(fā),飽和蒸汽的密度增大,分子運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能也變大,所以飽和蒸汽壓力增大,選項(xiàng)c根據(jù)正確的玻璃紗法則可知瓦斯氣體體積減少,分子數(shù)密度增加,選項(xiàng)d是正確的10

14、0 的水變成相同溫度的水蒸氣的過程吸收熱量,平均動(dòng)能不變。 由于辦事兒到外部,根據(jù)熱力學(xué)第一定律,吸收的熱量等于外界能做的功和物體內(nèi)的增加量10.(2018河南許昌質(zhì)量檢驗(yàn))如圖所示,一定質(zhì)量的理想瓦斯氣體從狀態(tài)a依次經(jīng)過狀態(tài)b、c和d后轉(zhuǎn)入狀態(tài)a。 其中,AB和CD是等溫過程,BC和DA是絕熱過程。 在這個(gè)循環(huán)過程中,以下說法正確的是(AB )在A.AB的過程中,氣體對外界工作,吸熱在B.BC的過程中,瓦斯氣體分子的平均動(dòng)能減少在C.CD的過程中,每單位時(shí)間撞擊器壁的分子數(shù)減少在D.DA的過程中,氣體吸熱解析 AB過程,體積增大,瓦斯氣體對外界工作,W0,瓦斯氣體等溫變化,動(dòng)能不變,U=0,

15、可以根據(jù)熱力學(xué)第一定律了解瓦斯氣體吸熱,Q0,所以a是正確的。 由于BC過程、瓦斯氣體絕熱膨脹、瓦斯氣體對外功、內(nèi)能減少、溫度降低、瓦斯氣體分子平均動(dòng)能減少,b是正確的CD過程、等溫壓縮、體積減小,分子數(shù)密度增大,每單位時(shí)間撞擊器壁的分子數(shù)增多,故c誤差DA過程、絕熱壓縮、二、非選擇題11.(2018江西中南五校月考)如圖所示,用質(zhì)量m、橫截面積s的可動(dòng)水平活塞將一定質(zhì)量的理想瓦斯氣體密封在吊在天花板上的汽缸中,當(dāng)環(huán)境的熱力學(xué)溫度為T0時(shí),活塞和汽缸底部的高度差為h0。 由于環(huán)境溫度逐漸下降,活塞逐漸向上移動(dòng)距離h。 如果外界的大氣壓強(qiáng)總是為p0,則密封瓦斯氣體的內(nèi)能量u與熱力學(xué)溫度t的關(guān)系為

16、U=kT(k為正常數(shù)),汽缸的熱傳導(dǎo)良好,與活塞的摩擦不可糾正,重力加速度為g,求出該過程(1)外界對密封瓦斯氣體的工作w(2)密封瓦斯氣體向外部放出的熱q。答案: (1)(p0S-mg)h (2)h(1)在活塞緩慢移動(dòng)的過程中,封閉瓦斯氣體等壓變化,W=pSh,其中pS=p0S-mg,求解W=(p0S-mg)h。(2)根據(jù)熱力學(xué)第一定律,該過程中瓦斯氣體減少的內(nèi)能量U=Q W,從U=kT可知u=kt,這里t只是數(shù)值。根據(jù)蓋呂薩克定律=、求解Q=h。12.(2018重慶巴蜀中學(xué)月考)如圖所示,光滑的導(dǎo)熱性能好的活塞c把容器分成a、b兩室,a室容積為V0,b室容積為a室的兩倍,a、b兩室分別放入

17、一定質(zhì)量的理想瓦斯氣體。 a室與u字管(忽略u字管內(nèi)的瓦斯氣體體的體積)相連,兩側(cè)的水銀柱的高度差為19 cm時(shí),兩室的瓦斯氣體體的溫度為T1=300 K。 如果瓦斯氣體的溫度緩慢變化,則在u字管兩側(cè)的水銀柱等較高時(shí),求出(外部氣壓等于76 cmHg )(1)此時(shí)的瓦斯氣體溫度是多少?(2)在這個(gè)過程中b瓦斯氣體的系統(tǒng)內(nèi)能會(huì)有怎樣的變化? 從外部吸熱還是散熱? (沒有必要說明理由)回答: (1)240 K (2)內(nèi)變小,瓦斯氣體向外散熱從(1)題意可以看出,瓦斯氣體的狀態(tài)殘奧儀表初始狀態(tài),相對于a瓦斯氣體體: VA=V0、TA=T1=300 K、pA=p0 h=95 cmHg。b瓦斯氣體體: VB=2V0、TB=T1=300 K、pB=p0 h=95 cmHg。最終狀態(tài),對a瓦斯氣體體: va=v,pa=p0=76cmhg; b瓦斯氣體體:相對于pb=p0=76cmhg、vb=3v0-v,從理想的瓦斯氣體狀態(tài)方程到a瓦斯氣體=、在b瓦斯氣體中。代入數(shù)據(jù)解T=240 K,V=V0。(2)氣體b最終狀態(tài)的體積VB=3v0- v=2v0=VB,由于瓦斯氣體體積不變,外界對瓦斯氣體不起作用瓦斯氣體溫度從300 K下降到240 K,溫度下降,內(nèi)能量變小,u0,由熱力學(xué)的第一定律U=W Q可知,如果Q=U-W=U0,

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