2017年高考物理一輪復(fù)習(xí)第11章熱學(xué)第3講熱力學(xué)定律與能量守恒課時(shí)作業(yè)新人教版

1、熱力學(xué)定律與能量守恒一、選擇題(14 題為單選題，510 題為多選題)1.關(guān)于熱現(xiàn)象，下列敘述正確的是|導(dǎo)學(xué)號 05801384 |( )A. 溫度降低，物體內(nèi)所有分子運(yùn)動(dòng)的速率都變小B. 分子力隨分子間距離的增大而減小C. 凡是不違背能量守恒定律的實(shí)驗(yàn)構(gòu)想，都是能夠?qū)崿F(xiàn)的D. 溫度升高，物體的內(nèi)能不一定增大答案：D解析：溫度降低時(shí)，物體內(nèi)所有分子運(yùn)動(dòng)的平均速率減小，但并非所有分子的速率都減小，A 錯(cuò)誤；分子間距離從平衡位置開始增大時(shí)，分子力先增大后減小，B 錯(cuò)誤；由熱力學(xué)第二定律可知，C 錯(cuò)誤；溫度升高，但同時(shí)物體對外做功，其內(nèi)能有可能減小，D 正確。182.地球上有很多的海水，它的總質(zhì)量約

2、為 1.4X10 噸，如果這些海水的溫度降低 0.1C,將要放出 5.8X1023焦耳的熱量，有人曾設(shè)想利用海水放出的熱量使它完全變成機(jī)械能來解決能源危機(jī)，但這種機(jī)器是不能制成的，其原因是|導(dǎo)學(xué)號 05801385 |()A. 內(nèi)能不能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能B. 內(nèi)能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能不滿足熱力學(xué)第一定律C. 只從單一熱源吸收熱量并完全轉(zhuǎn)化成機(jī)械能的機(jī)器不滿足熱力學(xué)第二定律D. 上述三種原因都不正確答案：C解析：內(nèi)能可以轉(zhuǎn)化成機(jī)械能，如熱機(jī)，A 錯(cuò)誤；內(nèi)能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能的過程滿足熱力學(xué)第一定律，即能量守恒定律，B 錯(cuò)誤；熱力學(xué)第二定律告訴我們：不可能從單一熱源吸收熱量并把它全部用來做功，而不引起其他變化，C 正

3、確。3.在水池中，一個(gè)氣泡從池底浮起，此過程可認(rèn)為氣泡的溫度不變，氣泡內(nèi)氣體視為理想氣體。則|導(dǎo)學(xué)號 05801386 |()A. 外界對氣泡做功，同時(shí)氣泡吸熱B. 外界對氣泡做功，同時(shí)氣泡放熱C. 氣泡對外界做功，同時(shí)氣泡吸熱D. 氣泡對外界做功，同時(shí)氣泡放熱答案：C解析：隨著氣泡的上升，壓強(qiáng)減小，因?yàn)闇囟炔蛔儯鶕?jù)pV=C,所以體積增大，氣泡對外做功；根據(jù) UVW Q可知溫度不變，所以 U不變，W0,所以30,即氣泡吸熱,2選項(xiàng) C 正確。4.A B兩裝置，均由一支一端封閉、一端開口且?guī)в胁Ａ?的管狀容器和水銀槽組成，除玻璃泡在管上的位置不同外，其他 條件都相同。將兩管抽成真空后，開口向

4、下豎直插入水銀槽中(插 入過程沒有空氣進(jìn)入管內(nèi))，水銀柱上升至圖示位置停止。假設(shè)這一過程水銀與外界沒有熱交換，則下列說法正確的是 導(dǎo)學(xué)號 05801387 ()A. A中水銀的內(nèi)能增量大于B中水銀的內(nèi)能增量B. B中水銀的內(nèi)能增量大于A中水銀的內(nèi)能增量C. A和B中水銀體積保持不變，故內(nèi)能增量相同D. A和B中水銀溫度始終相同，故內(nèi)能增量相同答案：B解析：大氣壓對水銀槽內(nèi)的水銀做相同的功， 因?yàn)椴ＡЧ軆?nèi)吸進(jìn)的水銀一樣多， 所以水 銀槽內(nèi)的液面下降相同的高度，A管重心高于B管，A管內(nèi)水銀重力勢能大于B管的，故A管內(nèi)水銀的內(nèi)能增量小于B管，B 正確。5 .對于一定量的理想氣體，下列說法正確的是|導(dǎo)

5、學(xué)號 05801388 |()A.若氣體的壓強(qiáng)和體積都不變，其內(nèi)能也一定不變B.若氣體的內(nèi)能不變，其狀態(tài)也一定不變C.若氣體的溫度隨時(shí)間不斷升高，其壓強(qiáng)也一定不斷增大D.當(dāng)氣體溫度升高時(shí)，氣體的內(nèi)能一定增大答案：AD解析：對于理想氣體而言，內(nèi)能是由溫度決定的，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程，罕=恒量可 知，當(dāng)體積不變，壓強(qiáng)不變時(shí)，其溫度也一定不發(fā)生變化，因此內(nèi)能不變，A 正確；而反過來，內(nèi)能不變只能說明溫度不變，可能發(fā)生等溫變化，也就是氣體狀態(tài)可能發(fā)生變化，B 錯(cuò)誤；根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程，罕=恒量，溫度升高，只能是pV乘積變大，至于壓強(qiáng)可能增加也可能減小，C 錯(cuò)誤；內(nèi)能是由溫度決定的，當(dāng)溫度升高時(shí)，內(nèi)能

6、一定增加，D 正確。6.如圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)a變化到狀態(tài)b,在這一過程中，下列表述正確的是|導(dǎo)學(xué)號 05801389 |(34A. 氣體從外界吸收熱量B. 氣體分子的平均動(dòng)能減少C. 外界對氣體做正功D. 氣體分子撞擊器壁的作用力增大答案：AD解析：由pV圖象可知，由a到b氣體的壓強(qiáng)和體積均增大，氣體對外做功，W0,根據(jù)熱力學(xué)第一定律 U=VW Q可知，30,氣體從外界吸收熱量， A 正確，C 錯(cuò) 誤；溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，由a到b氣體的溫度升高，所以氣體分子的平均動(dòng)能增大，B 錯(cuò)誤；由a到b氣體的體積增大，單位體積內(nèi)分子數(shù)減少，又壓強(qiáng)增大，故氣體分子撞擊 器壁的作用力增大，

7、D 正確。7.如圖所示，導(dǎo)熱的汽缸開口向下， 缸內(nèi)活塞封閉了一定質(zhì)量的理想氣體，活塞可自由滑動(dòng)且不漏氣，活塞下掛一個(gè)砂桶， 砂桶裝滿沙子時(shí)，活塞恰好靜止。現(xiàn)將砂桶底部鉆一個(gè)A. 缸內(nèi)氣體壓強(qiáng)減小，內(nèi)能增加B. 缸內(nèi)氣體壓強(qiáng)增大，內(nèi)能不變C. 缸內(nèi)氣體壓強(qiáng)增大，內(nèi)能減少D. 外界對缸內(nèi)氣體做功答案：BD解 析 ： 設(shè) 活 塞 質(zhì) 量 為m橫 截 面 積 為s, 大 氣 壓 為p0, 則 以 活 塞 為 研 究 對 象 ， 根 據(jù) 平 衡條件得：汽缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)p=pomSg由于m減小，則p增大，即氣體的壓強(qiáng)增大，氣體被壓縮，外界對氣體做功。由于汽缸是導(dǎo)熱的，氣體的溫度與環(huán)境相等，保持不變，其內(nèi)能

8、 不變。故B D 正確，A、C 錯(cuò)誤。&如圖所示，為電冰箱的工作原理示意圖，壓縮機(jī)工作時(shí)，強(qiáng)迫制冷劑在冰箱內(nèi)外的管道中不斷循環(huán)，在蒸發(fā)器中制冷劑汽化吸收箱體內(nèi)的熱量，經(jīng)過冷凝器時(shí)制冷劑液化，放出熱量到箱體外。下列說法正確的是|導(dǎo)學(xué)號 05801391 |()小洞，讓細(xì)沙慢慢漏出，汽缸外部溫度恒定不變。則導(dǎo)學(xué)號 05801390 ()5A. 熱量可以自發(fā)地從冰箱內(nèi)傳到冰箱外B. 電冰箱的制冷系統(tǒng)能夠不斷地把冰箱內(nèi)的熱量傳到外界，是因?yàn)槠湎牧穗娔蹸. 電冰箱的工作原理不違反熱力學(xué)第一定律D. 電冰箱的工作原理違反熱力學(xué)第一定律答案：BC解析：由熱力學(xué)第二定律可知，熱量不能自發(fā)地從低溫物體

9、傳給高溫物體，除非有外界的影響或幫助。電冰箱把熱量從低溫的內(nèi)部傳到高溫的外部，需要壓縮機(jī)的幫助并消耗電能。9. (2015 梅州 3 月質(zhì)檢)關(guān)于永動(dòng)機(jī)和熱力學(xué)定律的討論，下列敘述正確的是導(dǎo)學(xué)號 05801392 ()A. 第二類永動(dòng)機(jī)違反能量守恒定律B. 如果物體從外界吸收了熱量，則物體的內(nèi)能一定增加C. 保持氣體的質(zhì)量和體積不變，當(dāng)溫度升高時(shí)，每秒撞擊單位面積器壁的氣體分子數(shù) 增多D. 做功和熱傳遞都可以改變物體的內(nèi)能，但從能量轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的觀點(diǎn)來看，這兩種改 變方式是有區(qū)別的答案：CD解析：第二類永動(dòng)機(jī)違反了熱力學(xué)第二定律，選項(xiàng) A 錯(cuò)誤；物體從外界吸收熱量，可能同時(shí)對外做功，因此物體的內(nèi)

10、能不一定增加，選項(xiàng) B 錯(cuò)誤；保持氣體的質(zhì)量和體積不變，當(dāng)溫度升高時(shí)，分子平均速率增大，每秒撞擊單位面積器壁的氣體分子數(shù)增多，選項(xiàng)C 正確；做功和熱傳遞都可以改變物體的內(nèi)能，但從能量轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的觀點(diǎn)來看，這兩種改變方式是有區(qū)別的，選項(xiàng) D 正確。10.如圖為某同學(xué)設(shè)計(jì)的噴水裝置。內(nèi)部裝有 2 L水，上部密封 1 atm 的空氣 0.5 L。保持閥門關(guān)閉，再充入 1 atm 的空氣 0.1 L。設(shè)在所有過程中空氣可看作理想氣體，且溫度 不變，下列說法正確的有 |導(dǎo)學(xué)號 05801393 |()6A. 充氣后，密圭寸氣體壓強(qiáng)增加B. 充氣后，密封氣體的分子平均動(dòng)能增加C. 打開閥門后，密封氣體對外

11、界做正功D. 打開閥門后，不再充氣也能把水噴光答案：AC解析：對理想氣體，由于充氣前、后發(fā)生的是等溫變化，有pV=C,充氣后體積變小，壓強(qiáng)增大，A 選項(xiàng)正確；溫度不變，氣體分子平均動(dòng)能不變，B 選項(xiàng)錯(cuò)誤；充氣前后由玻意耳定律pi(Vi+ V=P1V1,得p1= 1.2 atm，由于pipo，打開閥門，水就會在氣體壓 力作用下外流，氣體膨脹對外做功，C 選項(xiàng)正確；當(dāng)封閉氣體壓強(qiáng)變小與外界大氣壓壓強(qiáng)相等時(shí)，上部的空氣變?yōu)?0.6 L，噴出 0.1 L 的水后就不再噴水了，故D 選項(xiàng)錯(cuò)誤。二、非選擇題11.如圖所示pV圖中，一定質(zhì)量的理想氣體由狀態(tài)A經(jīng)過ACB過程 至狀態(tài)B,氣體對外做功 280J,

12、吸收熱量 410J ;氣體又從狀態(tài)B經(jīng)BDA過程回到狀態(tài) A,這一過程中外界對氣體做功 200J。求：|導(dǎo)學(xué)號 05801394(1)ACB過程中氣體的內(nèi)能是增加還是減少？變化量是多少？(2)BDA過程中氣體是吸熱還是放熱？吸收或放出的熱量是多少？答案：(1)增加 130J(2)放熱 330J解析：(1)ACB過程中，根據(jù)熱力學(xué)第一定律得：U=Q= 280J + 410J = 130J，故內(nèi)能增加 130J。BDA過程內(nèi)能減少 130J，由熱力學(xué)第一定律得：130J =W- Q= 200J +Q則Q=330J，故放出熱量 330J。12.如圖所示，上端開口的光滑圓形氣缸豎直放置，截面積為40c

13、mf 的活塞將一定質(zhì)量的氣體封閉在氣缸內(nèi)。在氣缸內(nèi)距缸底 60cm 處設(shè)有卡環(huán)ab,使活塞只能向上滑動(dòng)。開始時(shí)活塞擱在ab上，缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)等于大氣壓強(qiáng)p。= 1.0 x105Pa,溫度為 300K?，F(xiàn)緩慢加熱氣缸內(nèi)氣體，當(dāng)溫度緩慢升 高為 330K,活塞恰好離開ab;當(dāng)溫度緩慢升高到 363K 時(shí)，(g取 10m/s2)求： 導(dǎo)學(xué)號 05801395(1) 活塞的質(zhì)量；7(2) 整個(gè)過程中氣體對外界做的功。8答案：(1)4kg(2)26.4J解析：氣體的狀態(tài)參量為：Ti= 300K,pi= 1.0 x105Pa,T2= 330K,p2= (1.0 x105+mg4x10因?yàn)閂=Vi,所以T=

14、T代入數(shù)據(jù)解得m= 4kg(2)因?yàn)門=T解得h3= 66cmW=p2S(h3-h2)=26.4Jo13. 太陽能空氣集熱器，底面及側(cè)面為隔熱材料，頂面為透明玻璃板，集熱器容積為V),開始時(shí)內(nèi)部封閉氣體的壓強(qiáng)為導(dǎo)學(xué)號 05801396進(jìn)氣昵(1) 求此時(shí)氣體的壓強(qiáng)。(2)保持 T = 350K 不變，緩慢抽出部分氣體，使氣體壓強(qiáng)再變回到pc。求集熱器內(nèi)剩余氣體的質(zhì)量與原來總質(zhì)量的比值。判斷在抽氣過程中剩余氣體是吸熱還是放熱，并簡述原因。答案：(1)7P。(3) 6 吸熱 原因見解析解析：(1)由題意知，氣體體積不變，由查理定律得(2)抽氣過程可等效為等溫膨脹過程，設(shè)膨脹后氣體的總體積為V2,由

15、玻意耳定律可得卩=pM 7可得= V)p06所以集熱器內(nèi)剩余氣體的質(zhì)量與原來總質(zhì)量的比值為7V0因?yàn)槌闅膺^程中剩余氣體溫度不變，故內(nèi)能不變，而剩余氣體的體積膨脹對外做功。由所以huS h3ST7=TTpoo經(jīng)過太陽曝曬，氣體溫度由300K 升至T1= 350Ko所以此T13507p1=研=贏嚀 6p09熱力學(xué)第一定律 U= WfrQ可知，氣體一定從外界吸收熱量。14.(2016 山東濰坊模擬)某學(xué)校科技興趣小組，禾 U 用廢舊物品制作了一個(gè)簡易氣溫計(jì):在一個(gè)空葡萄酒瓶中插入一根兩端開口的玻璃管，玻璃管內(nèi)有一段長度可忽略的水銀柱， 接口處用蠟密封，將酒瓶水平放置，如圖所示。已知：該裝置密封氣體的體積為480cmf，玻璃管內(nèi)部橫截面積為 0.4cm2,瓶口外的有效長度為 48cm。當(dāng)氣溫為 7C時(shí)，水銀柱剛好處在瓶口位置。|導(dǎo)學(xué)號 0