2019屆高考物理一輪復(fù)習(xí) 第十三章 熱學(xué) 第三節(jié) 熱力學(xué)定律與能量守恒課后達(dá)標(biāo) 新人教版.doc
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第三節(jié) 熱力學(xué)定律與能量守恒 (建議用時(shí):60分鐘) 一、選擇題 1.根據(jù)你學(xué)過(guò)的熱學(xué)中的有關(guān)知識(shí),判斷下列說(shuō)法中正確的是( ) A.機(jī)械能可以全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 B.凡與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀過(guò)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.制冷機(jī)在制冷過(guò)程中,從室內(nèi)吸收的熱量少于向室外放出的熱量 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(lái) 解析:選AC.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(guò)程都具有方向性,在熱傳遞中,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;由能量守恒知,制冷過(guò)程中,從室內(nèi)吸收的熱量與壓縮機(jī)做的功之和等于向室外放出的熱量,故C正確;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(lái),D錯(cuò)誤. 2.重慶出租車常以天然氣作為燃料,加氣站儲(chǔ)氣罐中天然氣的溫度隨氣溫升高的過(guò)程中,若儲(chǔ)氣罐內(nèi)氣體體積及質(zhì)量均不變,則罐內(nèi)氣體(可視為理想氣體)( ) A.壓強(qiáng)增大,內(nèi)能減小 B.吸收熱量,內(nèi)能增大 C.壓強(qiáng)減小,分子平均動(dòng)能增大 D.對(duì)外做功,分子平均動(dòng)能減小 解析:選B.儲(chǔ)氣罐內(nèi)氣體體積及質(zhì)量均不變,溫度升高,氣體從外界吸收熱量,分子平均動(dòng)能增大,內(nèi)能增大,壓強(qiáng)變大.因氣體體積不變,故外界對(duì)氣體不做功,只有B正確. 3.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(guò)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.外界對(duì)氣體做正功,氣體內(nèi)能增加 D.外界對(duì)氣體做正功,氣體內(nèi)能減少 E.艾絨燃燒,放出熱量,氣體內(nèi)能增加 解析:選BCE.壓縮氣體時(shí),外界對(duì)氣體做功,內(nèi)能增加,溫度升高,體積變小,壓強(qiáng)增大,所以B、C正確,A、D錯(cuò)誤,氣體吸收艾絨放出的熱量,內(nèi)能增加,E正確. 4.下列說(shuō)法中正確的是( ) A.懸浮在液體中的固體顆粒越小,布朗運(yùn)動(dòng)就越明顯 B.用氣筒給自行車打氣,越打越費(fèi)勁,說(shuō)明氣體分子之間的分子力表現(xiàn)為斥力 C.當(dāng)分子力表現(xiàn)為引力時(shí),分子力和分子勢(shì)能總是隨分子間距離的增大而減小 D.一定質(zhì)量的理想氣體,溫度升高,體積減小,則單位時(shí)間內(nèi)撞擊到器壁單位面積上的氣體分子數(shù)增加 E.內(nèi)能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的熱機(jī)是不可能制成的 解析:選ADE.懸浮在液體中的固體小顆粒越小,在某一瞬間跟它相撞的液體分子數(shù)就越少,撞擊作用的不平衡性就表現(xiàn)得越明顯,因而布朗運(yùn)動(dòng)就越明顯,選項(xiàng)A正確;用氣筒給自行車打氣,越打越費(fèi)勁,不能說(shuō)明氣體分子之間的分子力表現(xiàn)為斥力,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;當(dāng)分子之間表現(xiàn)為引力時(shí),分子勢(shì)能隨著分子之間距離的增大而增大,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;一定質(zhì)量的理想氣體,溫度升高,體積減小時(shí),單位時(shí)間內(nèi)撞擊到器壁單位面積上的氣體分子數(shù)增加,所以其壓強(qiáng)增大,選項(xiàng)D正確;熱力學(xué)第二定律指出,任何熱機(jī)的效率都不可能達(dá)到100%,選項(xiàng)E正確. 5. 一定質(zhì)量的理想氣體由狀態(tài)A變化到狀態(tài)B,氣體的壓強(qiáng)隨熱力學(xué)溫度的變化如圖所示,則此過(guò)程( ) A.氣體的密度增大 B.外界對(duì)氣體做功 C.氣體從外界吸收了熱量 D.氣體的內(nèi)能不變 E.氣體的內(nèi)能增加 解析:選ABD.由題圖可得:從狀態(tài)A到狀態(tài)B,該理想氣體做等溫變化,而壓強(qiáng)變大,由理想氣體狀態(tài)方程=C,知?dú)怏w的體積V減小,由密度公式ρ=,故氣體的密度增大,選項(xiàng)A正確;由體積減小知,外界對(duì)氣體做功,故B正確;由溫度不變知,氣體內(nèi)能不變,由熱力學(xué)第一定律知,氣體向外放熱,故C、E錯(cuò)誤,D正確. 6. (2018東北三省四市協(xié)作體聯(lián)考)如圖所示,一絕熱容器被隔板K隔開(kāi)成a、b兩部分.已知a內(nèi)有一定量的稀薄氣體,b內(nèi)為真空.抽開(kāi)隔板K后,a內(nèi)氣體進(jìn)入b,最終達(dá)到平衡狀態(tài).在此過(guò)程中( ) A.氣體對(duì)外界做功,內(nèi)能減少 B.氣體不做功,內(nèi)能不變 C.氣體壓強(qiáng)變小,溫度降低 D.氣體壓強(qiáng)變小,溫度不變 E.單位時(shí)間內(nèi)和容器壁碰撞的分子數(shù)目減少 解析:選BDE.a內(nèi)氣體向真空膨脹,不對(duì)外界做功,故A錯(cuò);又因容器絕熱,Q=0,由熱力學(xué)第一定律知,ΔU=0,故B對(duì);由玻意耳定律知壓強(qiáng)減小;稀薄氣體可看做理想氣體,內(nèi)能不變,則溫度不變,C錯(cuò),D、E對(duì). 7.夏天,小明同學(xué)把自行車輪胎上的氣門芯拔出的時(shí)候,會(huì)覺(jué)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(guò)程,下列說(shuō)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(lái)不及與外界發(fā)生熱交換,對(duì)外做功,溫度降低 D.氣體膨脹時(shí),熱量散得太快,使氣體溫度降低了 E.氣體分子的平均動(dòng)能減小 解析:選ACE.氣體噴出時(shí),來(lái)不及與外界交換熱量,發(fā)生絕熱膨脹,Q=0,對(duì)外做功,熱力學(xué)第一定律的表達(dá)式為W+Q=ΔU,內(nèi)能減少,溫度降低,溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志,則A、C、E正確. 8. 一定質(zhì)量的理想氣體被活塞封閉在透熱的汽缸中,如圖所示.不計(jì)活塞與汽缸的摩擦,當(dāng)用外力向上緩慢拉動(dòng)活塞的過(guò)程中,環(huán)境溫度保持不變.下列判斷正確的是( ) A.拉力對(duì)氣體做正功,氣體內(nèi)能增加,吸收熱量 B.氣體對(duì)外做功,內(nèi)能不變,吸收熱量 C.外界對(duì)氣體做功,內(nèi)能不變,放出熱量 D.氣體吸收的熱量等于氣體對(duì)活塞做功 E.氣體分子平均動(dòng)能不變,壓強(qiáng)變小 解析:選BDE.活塞緩慢上移的過(guò)程中,氣體膨脹對(duì)活塞做功,而氣體溫度保持不變,內(nèi)能不變,由熱力學(xué)第一定律ΔU=W+Q=0知,Q>0,即吸收熱量,故B、D正確;由于溫度保持不變,故分子平均動(dòng)能不變,氣體做等溫膨脹,由pV=C知,壓強(qiáng)變小,故E正確. 二、非選擇題 9.一定質(zhì)量的理想氣體,狀態(tài)從A→B→C→D→A的變化過(guò)程可用如圖所示的p-V圖描述,圖中p1、p2、V1、V2和V3為已知量. (1)氣體狀態(tài)從A到B是________過(guò)程(選填“等容”“等壓”或“等溫”); (2)狀態(tài)從B到C的變化過(guò)程中,氣體的溫度________(選填“升高”“不變”或“降低”); (3)狀態(tài)從C到D的變化過(guò)程中,氣體________(選填“吸熱”或“放熱”); (4)狀態(tài)從A→B→C→D的變化過(guò)程中,氣體對(duì)外界所做的總功為_(kāi)_______. 解析:(1)A→B,對(duì)應(yīng)壓強(qiáng)值恒為p2,即為等壓過(guò)程. (2)B→C,由=恒量,V不變,p減小,T降低. (3)C→D,由=恒量,p不變,V減小,可知T降低.外界對(duì)氣體做功,內(nèi)能減小,由ΔU=W+Q可知C→D過(guò)程放熱. (4)A→B,氣體對(duì)外界做功WAB=p2(V3-V1) B→C,V不變,氣體不做功 C→D,V減小,外界對(duì)氣體做功WCD=-p1(V3-V2) 狀態(tài)從A→B→C→D的變化過(guò)程中,氣體對(duì)外界做的總功W=WAB+WBC+WCD=p2(V3-V1)-p1(V3-V2). 答案:(1)等壓 (2)降低 (3)放熱 (4)p2(V3-V1)-p1(V3-V2) 10. 我國(guó)“蛟龍”號(hào)深海探測(cè)船載人下潛超過(guò)七千米,再創(chuàng)載人深潛新紀(jì)錄.在某次深潛實(shí)驗(yàn)中,“蛟龍”號(hào)探測(cè)到990 m深處的海水溫度為280 K.某同學(xué)利用該數(shù)據(jù)來(lái)研究氣體狀態(tài)隨海水深度的變化.如圖所示,導(dǎo)熱良好的汽缸內(nèi)封閉一定質(zhì)量的氣體,不計(jì)活塞的質(zhì)量和摩擦,汽缸所處海平面的溫度T0=300 K,壓強(qiáng)p0=1 atm,封閉氣體的體積V0=3 m3,如果將該汽缸下潛至990 m深處,此過(guò)程中封閉氣體可視為理想氣體. (1)求990 m深處封閉氣體的體積(1 atm相當(dāng)于10 m深的海水產(chǎn)生的壓強(qiáng)). (2)下潛過(guò)程中封閉氣體________(選填“吸熱”或“放熱”),傳遞的熱量________(選填“大于”或“小于”)外界對(duì)氣體所做的功. 解析:(1)當(dāng)汽缸下潛至990 m時(shí),設(shè)封閉氣體的壓強(qiáng)為p,溫度為T,體積為V,由題意可知p=100 atm 根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程得= 代入數(shù)據(jù)得V=2.810-2 m3. (2)下潛過(guò)程中溫度降低,則ΔU<0,氣體體積減小, 則W>0,由ΔU=Q+W知,Q<0,放熱,且|Q|>W. 答案:(1)2.810-2 m3 (2)放熱 大于 11.(2018河北保定模擬)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(shí),體積為V0,壓強(qiáng)為p0,溫度為T0,已知此時(shí)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(lái)狀態(tài)A,其變化過(guò)程的p-T 圖線如圖所示,其中CA延長(zhǎng)線過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn),BA在同一豎直直線上.求: (1)狀態(tài)B的體積; (2)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的過(guò)程中,氣體與外界交換的熱量是多少? 解析:(1)由題圖可知,從狀態(tài)A到狀態(tài)B為等溫變化過(guò)程,狀態(tài)B時(shí)氣體壓強(qiáng)為p1=3p0,設(shè)體積為V1,由玻意耳定律得p0V0=p1V1,解得V1=. (2)由題圖可知,從狀態(tài)B到狀態(tài)C為等壓變化過(guò)程,狀態(tài)C時(shí)氣體溫度為T2=3T0,設(shè)體積為V2,由蓋-呂薩克定律得=,解得V2=V0. (3)由狀態(tài)B經(jīng)狀態(tài)C回到狀態(tài)A,外界對(duì)氣體做的總功為ΔW;從狀態(tài)B到狀態(tài)C,設(shè)外界對(duì)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(guò)程,外界對(duì)氣體不做功,所以ΔW=ΔWBC=-2p0V0, 從狀態(tài)B經(jīng)狀態(tài)C回到狀態(tài)A,內(nèi)能增加量為ΔU=0,氣體從外界吸收的熱量為ΔQ,內(nèi)能增加量為ΔU,由熱力學(xué)第一定律得ΔU=ΔQ+ΔW,解得ΔQ=2p0V0,即氣體從外界吸收熱量2p0V0. 答案:見(jiàn)解析- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來(lái)的問(wèn)題本站不予受理。
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