（新課標）2020年高考物理一輪總復習 第十三章 第三講 熱力學定律與能量守恒定律練習（含解析）

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1、熱力學定律與能量守恒定律 [A組·基礎題] 1．(2015·重慶卷)某駕駛員發(fā)現(xiàn)中午時車胎內(nèi)的氣壓高于清晨時的，且車胎體積增大．若這段時間胎內(nèi)氣體質(zhì)量不變且可視為理想氣體，那么( D ) A．外界對胎內(nèi)氣體做功，氣體內(nèi)能減小 B．外界對胎內(nèi)氣體做功，氣體內(nèi)能增大 C．胎內(nèi)氣體對外界做功，內(nèi)能減小 D．胎內(nèi)氣體對外界做功，內(nèi)能增大 2. (2018·開封模擬)一定質(zhì)量的理想氣體的狀態(tài)經(jīng)歷了如圖所示的ab、bc、cd、da四個過程，其中bc的延長線通過原點，cd垂直于ab且與水平軸平行，da與bc平行，則氣體體積在( B ) A．a(chǎn)b過程中不斷減小 B．bc過程中保持不變

2、C．cd過程中不斷增加 D．da過程中保持不變 解析：因為bc的延長線通過原點，所以bc是等容線，即氣體體積在bc過程中保持不變，B正確；ab是等溫線，壓強減小則體積增大，A錯誤；cd是等壓線，溫度降低則體積減小，C錯誤；連接aO交cd于e，則ae是等容線，即Va＝Ve，因為Vd

3、消耗將使自然界的能量不斷減少，形成“能源危機” 4．(多選)關于熱力學定律，下列說法正確的是( ACE ) A．為了增加物體的內(nèi)能，必須對物體做功或向它傳遞熱量 B．對某物體做功，必定會使該物體的內(nèi)能增加 C．可以從單一熱源吸收熱量，使之完全變?yōu)楣? D．不可能使熱量從低溫物體傳向高溫物體 E．功轉(zhuǎn)變?yōu)闊岬膶嶋H宏觀過程是不可逆過程 5．(多選) 如圖所示，汽缸和活塞與外界均無熱交換，中間有一個固定的導熱性良好的隔板，封閉著兩部分氣體A和B，活塞處于靜止平衡狀態(tài)．現(xiàn)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，不計氣體分子勢能，不計活塞與汽缸壁間的摩擦，大氣壓強保持不變，則下

4、列判斷正確的是( ACE ) 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 [B組·能力題] 6. 如圖所示，—個絕熱的汽缸(汽缸足夠高)豎直放置，內(nèi)有一個絕熱且光滑的活塞，中間有一個固定的導熱性良好的隔板，隔板將汽缸分成兩部分，分別密封著兩部分理想氣體A和B.活塞的質(zhì)量m＝8 kg，橫截面積S＝10 cm2，與隔板相距h＝25 cm，現(xiàn)通過電熱絲緩慢加熱氣體，當A氣體吸收熱量Q＝200 J時，活塞上升了h′＝10 cm，此時氣體的溫度

5、為t1＝27 ℃，已知大氣壓強p0＝1×105 Pa，重力加速度g取10 m/s2. (1)加熱過程中，若A氣體的內(nèi)能增加了ΔU1＝55 J，求B氣體的內(nèi)能增加量ΔU2； (2)現(xiàn)在停止對氣體加熱，同時在活塞上緩慢添加砂粒，當活塞恰好回到原來的位置時，A氣體的溫度為t2＝30 ℃，求添加砂粒的總質(zhì)量M. 解析：(1)B氣體對外做功W＝(p0S＋mg)h′＝18 J， 由熱力學第一定律得ΔU1＋ΔU2＝Q－W，ΔU2＝Q－W－ΔU1＝127 J. (2)B氣體的初狀態(tài)p1＝p0＋＝1.8×105 Pa， V1＝(h＋h′)S＝3.5×10－4 m3，T1＝(27＋273) K＝

6、300 K， B氣體的末狀態(tài)p2＝p0＋，V2＝hS＝2.5×10－4 m3，T2＝(30＋273) K＝303 K，由理想氣體狀態(tài)方程得＝，代入數(shù)據(jù)得M＝7.452 kg. 答案：(1)127 J　(2)7.452 kg 7．一定質(zhì)量的理想氣體，其內(nèi)能跟溫度成正比．在初始狀態(tài)A時，體積為V0，壓強為p0，溫度為T0，已知此時其內(nèi)能為U0.該理想氣體從狀態(tài)A經(jīng)由一系列變化，最終還回到原來狀態(tài)A，其變化過程的p－T圖象如圖所示，其中CA延長線過坐標原點，B、A在同一豎直線上．求： (1)氣體在狀態(tài)B的體積； (2)氣體在狀態(tài)C的體積； (3)從狀態(tài)B經(jīng)由狀態(tài)C，最終回到狀態(tài)A的

7、過程中，氣體與外界交換的熱量． 解析：(1)由題圖可知，從狀態(tài)A到狀態(tài)B氣體溫度T1＝T0，為等溫變化過程，在狀態(tài)B時氣體壓強p1＝3p0，設體積為V1，由玻意耳定律有p0V0＝p1V1，解得V1＝. (2)由題圖可知，從狀態(tài)B到狀態(tài)C氣體壓強p2＝p1＝3p0，為等壓變化過程，在狀態(tài)C時氣體溫度T2＝3T0，設體積為V2，由蓋—呂薩克定律有＝，解得V2＝V0. (3)由狀態(tài)B經(jīng)狀態(tài)C回到狀態(tài)A，設外界對氣體做的總功為ΔW，從狀態(tài)B到狀態(tài)C，設外界對氣體做功為ΔWBC， ΔWBC＝p2(V1－V2)， 聯(lián)立解得ΔWBC＝－2p0V0. 從狀態(tài)C回到狀態(tài)A，由圖線知為等容過程，外界對氣體不做功，所以ΔW＝ΔWBC＝－2p0V0. 由狀態(tài)B經(jīng)狀態(tài)C回到狀態(tài)A，氣體內(nèi)能增加量為ΔU＝0，設氣體從外界吸收的熱量為ΔQ，由熱力學第一定律ΔU＝ΔQ＋ΔW，解得ΔQ＝2p0V0，即氣體從外界吸收熱量2p0V0. 答案：(1)　(2)V0　(3)從外界吸收熱量2p0V0 4