2022年高考物理一轮复习 分层规范快练41 热力学定律与能量守恒 新人教版

2022年高考物理一轮复习 分层规范快练41 热力学定律与能量守恒 新人教版1(多选)下列对热学相关知识的判断中正确的是()A对一定质量的气体加热，其内能一定增大B物体温度升高时，物体内的每个分子的速率都将增大C对一定质量的理想气体，当它的压强、体积都增大时，其内能一定增大D功转化为热的实际宏观过程是不可逆过程E自然界中的能量虽然是守恒的，但有的能量便于利用，有的不便于利用，故要节约能源解析：气体内能变化由做功和热传递共同决定，A错误；温度升高，分子的平均动能增大，部分分子速率也会减小，B错误；理想气体压强和体积增大温度一定增大内能一定增大，C正确；一切涉及热现象的宏观过程都是不可逆的，D正确；自然界中的能量在数量上是守恒的但能量在转化过程中，品质逐渐降低，可利用的能量在逐渐减少，故要节约能源，E正确答案：CDE2(多选)根据热力学定律，下列说法正确的是()A电冰箱的工作表明，热量可以从低温物体向高温物体传递B空调机在制冷过程中，从室内吸收的热量少于向室外放出的热量C科技的不断进步使得人类有可能生产出从单一热源吸热全部用来对外做功而不引起其他变化的热机D即使没有漏气、摩擦、不必要的散热等损失，热机也不可以把燃料产生的内能全部转化为机械能E对能源的过度消耗使自然界的能量不断减少形成“能源危机”解析： 热量可以在外界做功的情况下从低温物体向高温物体传递，但不能自发进行，A正确；空调机在制冷过程中，从室内吸收的热量少于向室外放出的热量，B正确；不可能从单一热源吸热全部用来对外做功而不引起其他变化，故C错误；根据热力学第二定律，即使没有漏气、摩擦、不必要的散热等损失，热机也不可以把燃料产生的内能全部转化为机械能，故D正确；对能源的过度消耗将形成“能源危机”，但自然界的总能量守恒，故E错误答案：ABD32019惠州模拟(多选)下列说法中正确的是()A物体自由下落时速度增大，所以物体内能也增大B物体的机械能为零时内能也为零C物体的体积减小温度不变时，物体内能不一定减小D质量、温度、体积都相等的物体的内能不一定相等E温度和质量都相同的氢气和氧气内能不相等解析：物体的机械能和内能是两个完全不同的概念，物体的动能由物体的宏观速率决定，而物体内分子的动能由分子热运动的速率决定分子动能不可能为零(温度不可能达到绝对零度)而物体的动能可能为零，所以A、B不正确；物体体积减小时，分子间距离减小，但分子势能可能增加，所以C正确质量、温度、体积都相等的物体，如果是由不同物质组成，分子数不一定相同，因此，物体内能不一定相等，选项D正确；温度和质量都相同的氢气和氧气具有相同的分子平均动能，但由于分子数不相等，分子总动能不相等，分子势能也不相等，故其内能不相等，选项E正确答案：CDE4(多选)如图所示，一定质量的理想气体从状态a变化到状态b，在这一过程中，下列说法正确的是()A气体的体积变小B气体的温度降低C气体从外界吸收热量D气体的内能增大E单位时间内碰撞到单位面积容器壁的分子数减少解析：从状态a到状态b，气体的压强不变，气体的温度升高，则气体的体积增大，选项A、B错误；一定质量的理想气体的内能只与温度有关，气体的温度升高，故气体的内能增大，选项D正确；气体的体积增大，对外做功，W0，气体的内能变大，由热力学第一定律UWQ，故气体一定从外界吸热，选项C正确；因为气体的温度升高，分子平均动能增大，而压强不变，所以单位时间内碰撞到单位面积容器壁的分子数减少，选项E正确答案：CDE52019甘肃兰州月考(多选)如图所示，一定质量的理想气体经历了ABC的状态变化过程，则下列说法正确的是()AAB过程中，压强不变BAB过程中，外界对气体做负功CBC过程中，气体分子间距增大DBC过程中，气体分子无规则热运动变剧烈ECA过程中，气体对外放热解析：AB过程温度降低，体积增大，由c可知压强变小，则气体膨胀对外做功，即外界对气体做负功，则A错误，B正确；BC过程为等容变化，温度升高，则体积不变，分子运动加剧，C错误，D正确CA过程为等压降温，体积减小，由UQW知Q0，则气体放热，E正确答案：BDE6(多选)如图所示，绝热容器被绝热隔板K1、卡销锁住的绝热光滑活塞K2隔成a、b、 c三部分，a部分为真空，b部分为一定质量的稀薄气体，且压强pbp0，c与大气连通，则下列说法中正确的是()A只打开隔板K1，b中气体对外做功，内能减少B只打开隔板K1，b中气体不做功，内能不变C只打开隔板K1，b中气体压强减小，温度不变D只打开卡销K2，b中气体对外做功，内能减小E只打开卡销K2，外界对b中气体做功，b中气体内能增加解析：只打开隔板K1，b中气体向a中真空扩散，气体不做功，W0，绝热容器导致Q0，由热力学第一定律知UWQ0，内能不变，A错误，B正确；只打开隔板K1时，b中气体内能不变，温度不变，由玻意耳定律pVC知b中气体体积增大，压强减小，C正确；只打开卡销K2时，由于pb0，但Q0，则UWQ0，内能增加，E正确，D错误答案：BCE7.气体温度计结构如图所示玻璃测温泡A内充有理想气体，通过细玻璃管B和水银压强计相连开始时A处于冰水混合物中，左管C中水银面在O点处，右管D中水银面高出O点h114 cm.后将A放入待测恒温槽中，上下移动D，使C中水银面仍在O点处，测得D中水银面高出O点h244 cm.(已知外界大气压为标准大气压，标准大气压相当于76 cmHg)(1)恒温槽的温度为_；(2)此过程A内气体内能_(填 “增大”或“减小”)，气体不对外做功，气体将_(填“吸热”或“放热”)解析：(1)测温泡内气体进行等容变化p1p0h1761490 cmHg，T1273 Kp2p0h27644120 cmHg由，得T2T1273364 K91 (2)理想气体的内能只与温度有关，随着温度的升高，内能将增大，气体等容变化，做功为0，内能的增加要靠吸热来实现答案：(1)91(2)增大吸热技能提升练82019湖北武汉模拟(多选)如图所示，在一定质量的理想气体压强随体积变化的pV图象中，气体先后经历了ab、bc、cd、da四个过程，其中ab垂直于cd，ab垂直于V轴且与p轴平行，bc、da是两条等温线，下列判断正确的是()A气体在状态a时的温度低于在状态c时的温度B从ab的过程，气体分子密集程度不变，分子平均动能增加C从abc的过程，气体密度不断减小，温度先升高后不变D从cd的过程，气体放出的热量大于外界对气体做的功E从abcd的过程，设气体对外做功为W1，外界对气体做功为W2，气体吸热为Q1，放热为Q2，则W1W2Q1Q2解析：根据题图可知，气体在状态a和状态b时体积相同，气体的压强越大，温度越高，故状态b的温度比状态a的温度高，又bc为等温线，所以状态c的温度比状态a的温度高，A正确气体在状态a和状态b时体积相同，故分子密集程度不变，状态b的压强大，温度高，分子平均动能更大，B正确由c到d，气体体积减小，外界对气体做正功，且温度降低，内能减小，由热力学第一定律可得D正确从a到b，气体体积不变，密度不变，从b到c，气体体积变大，温度不变，C错误a、d等温，内能相等，故外界对气体做的功与气体放出的热量相等，E错误答案：ABD9如图所示，一根两端开口、横截面积为S2 cm2足够长的玻璃管竖直插入水银槽中并固定(插入水银槽中的部分足够深)管中有一个质量不计的光滑活塞，活塞下封闭着长L21 cm的气柱，气体的温度为t17 ，外界大气压取p01.0105 Pa(相当于75 cm高的汞柱的压强)(1)若在活塞上放一个质量为m0.1 kg的砝码，保持气体的温度t1不变，则平衡后气柱为多长？(g10 m/s2)(2)若保持砝码的质量不变，对气体加热，使其温度升高到t277 ，此时气柱为多长？(3)若在(2)过程中，气体吸收的热量为10 J，则气体的内能增加多少？解析：(1)被封闭气体的初状态为p1p01.0105 PaV1LS42 cm3，T1280 K末状态压强p2p01.05105 PaV2L2S，T2T1280 K根据玻意耳定律，有p1V1p2V2，即p1Lp2L2得L2L20 cm.(2)对气体加热后，气体的压强不变，p3p2，V3L3S，T3350 K根据盖吕萨克定律，有，即得L3L225 cm.(3)气体对外做的功Wp2Shp2S(L3L2)1.05 J根据热力学第一定律得UWQ1.05 J10 J8.95 J即气体的内能增加8.95 J.答案：(1)20 cm(2)25 cm(3)8.95 J10一定质量的理想气体被活塞封闭在汽缸内，如图所示水平放置活塞的质量m20 kg，横截面积S100 cm2，活塞可沿汽缸壁无摩擦滑动但不漏气，开始使汽缸水平放置，活塞与汽缸底的距离L112 cm，离汽缸口的距离L23 cm.外界气温为27 ，大气压强为1.0105 Pa，将汽缸缓慢地转到开口向上的竖直位置，待稳定后对缸内气体逐渐加热，使活塞上表面刚好与汽缸口相平，已知g10 m/s2，求(1)此时汽缸的温度为多少？(2)在对缸内气体加热的过程中，气体膨胀对外做功，同时吸收Q370 J的热量，则气体增加的内能U多大？解析：(1)当汽缸水平放置时，p01.0105 Pa，V0L1S，T0(27327) K300 K当汽缸口朝上，活塞到达汽缸口时，活塞的受力分析如图所示，有p1Sp0Smg则p1p01.0105 Pa Pa1.2105 PaV1(L1L2)S由理想气体状态方程得则T1T0300 K450 K.(2)当汽缸口向上，未加热稳定时：由玻意耳定律得p0L1Sp1LS则L cm10 cm加热后，气体做等压变化，外界对气体做功为Wp0(L1L2L)Smg(L1L2L)60 J根据热力学第一定律UWQ得U310 J.答案：(1)450 K(2)310 J