高考物理大一轮复习 第13章 热学 第3节 热力学定律与能量守恒定律课时规范训练

1、第3节 热力学定律与能量守恒定律课时规范训练基础巩固题组1(多选)如图，将一空的铝制易拉罐开口向下压入恒温游泳池的水中，则金属罐在水中缓慢下降过程中，罐内空气(可视为理想气体)()a内能增大b分子间的平均距离减小c向外界放热d对外界做正功解析：选bc.由于温度不变，故气体内能不变(理想气体内能取决于温度)，a选项错误；取金属罐中封闭的理想气体为研究对象，金属罐向下压入恒温游泳池中的过程，可视为等温过程，由题意知压强变大，根据玻意耳定律p1v1p2v2，可知体积变小，故分子平均间距变小，b选项正确；内能不变u0，体积变小，w>0，根据热力学第一定律uwq，可知q<0，即向外放热，故c

2、选项正确、d选项错误2(多选)下列说法中正确的是()a一定质量的理想气体温度升高时，分子的平均动能一定增大b不可以从单一热源吸收热量，使之完全变为功，而不产生其他变化c不可能使热量从低温物体传向高温物体d当分子力表现为引力时，分子势能随分子间距离的增大而增大e分子间距离增大时，分子力一定减小解析：选abd.温度是分子平均动能的标志，温度升高，分子平均动能增大，a正确热力学第二定律可以表示为：不可能制成一种循环动作的热机，从单一热源取热，使之完全变为功而不引起其他变化，b正确通过做功的手段可以使热量从低温物体传向高温物体，c错误当分子力表现为引力时，增大分子间的距离，需要克服分子间的引力做功，所

3、以分子势能增大，d正确分子间的作用力随分子间的距离增大先增大后减小，因此分子力可能增大，也可能减小，e错误3(多选)下列说法正确的是()a1 g100 的水的内能小于1 g100 的水蒸气的内能b气体压强的大小跟气体分子的平均动能、分子的密集程度这两个因素有关c热力学过程中不可避免地出现能量耗散现象，能量耗散不符合热力学第二定律d第二类永动机不可能制成是因为它违反了能量守恒定律e某种液体的饱和蒸汽压与温度有关解析：选abe.1 g100 的水的势能小于1 g 100 的水蒸气的势能，温度相同，二者的分子平均动能相同，故a正确气体压强的大小跟气体分子的平均动能、分子的密集程度这两个因素有关，b正

4、确热力学过程中不可避免地出现能量耗散现象，能量耗散符合热力学第二定律，c错误第一类永动机不可能制成是因为它违反了能量守恒定律，第二类永动机不可能制成是因为它违反了热力学第二定律，d错误某种液体的饱和蒸汽压与温度有关，e正确4(多选)下列说法正确的是()a气体总是充满容器，说明气体分子间只存在斥力b对于一定质量的理想气体，温度升高，气体内能一定增大c温度越高布朗运动越剧烈，说明水分子的运动与温度有关d物体内能增加，温度一定升高e热量可以从低温物体传到高温物体解析：选bce.气体总是充满容器，说明气体分子在做无规则热运动，而气体分子之间既存在引力也存在斥力，a错误由于理想气体的内能只与温度有关，所

5、以对于一定质量的理想气体，温度升高，气体内能一定增大，b正确温度越高布朗运动越剧烈，说明水中悬浮的微粒的运动与温度有关，而悬浮微粒的运动是由水分子运动对微粒的碰撞造成的，即水分子的运动与温度有关，c正确物体内能增加，例如冰吸热熔化，内能增加，但是温度不变，d错误热量可以从低温物体传到高温物体，例如电冰箱中热量从低温物体传到高温物体，e正确5(多选)如图所示，汽缸和活塞与外界均无热交换，中间有一个固定的导热性良好的隔板，封闭着两部分气体a和b，活塞处于静止平衡状态现通过电热丝对气体a加热一段时间，后来活塞达到新的平衡，不计气体分子势能，不计活塞与汽缸壁间的摩擦，大气压强保持不变，则下列判断正确的

6、是()a气体a吸热，内能增加b气体b吸热，对外做功，内能不变c气体a分子的平均动能增大d气体a和气体b内每个分子的动能都增大e气体b分子单位时间内对器壁单位面积碰撞总次数减少解析：选ace.a气体经历等容变化，w0，而吸收热量，由uwq知，内能增加，a正确；b气体经历等压变化，w0，由c可知，t增大，则b气体吸收热量，内能增加，b错误；a、b气体温度都升高，则气体分子的平均动能都增大，但并不是每个分子的动能都增大，故c正确，d错误；由于气体b压强不变而温度升高，即分子每次碰撞器壁的冲量增加，则分子单位时间内对器壁单位面积碰撞总次数减少，e正确6(多选)如图所示是一定质量的理想气体的体积v和摄氏

7、温度变化关系的vt图象，气体由状态a变化到状态b的过程中，下列说法正确的是() a气体的内能增大b气体的内能不变c气体的压强减小d气体的压强不变e气体对外做功，同时从外界吸收热量解析：选ace.由状态a到状态b，温度升高，内能增大，a正确，b错误；由理想气体状态方程可知，由状态a到状态b，压强减小，c正确、d错误；气体内能增加，从外界吸收热量，压强减小，对外做功，e正确7一定质量的理想气体，状态从abcda的变化过程可用如图所示的pv图描述，图中p1、p2、v1、v2和v3为已知量(1)气体状态从a到b是_(填“等容”“等压”或“等温”)过程；(2)状态从b到c的变化过程中，气体的温度_(填“

8、升高”“不变”或“降低”)；(3)状态从c到d的变化过程中，气体_(填“吸热”或“放热”)(4)状态从abcd的变化过程中，气体对外界所做的总功为_解析：(1)由pv图象可以看出，从a到b是等压变化(2)从b到c状态，气体体积不变，压强减小，则等于定值可知，气体温度降低(3)从c到d状态，气体压强不变，体积减小，由等于定值可知，气体温度降低，内能减少，u0；由于气体体积减小，外界对气体做功，w0，由热力学第一定律uwq可知，q0，放热(4)从ab，气体体积增大，气体对外界做功w1p2(v3v1)；从bc，气体体积不变，w20；从cd，气体体积减小，外界对气体做功或气体对外界做负功，即w3p1(

9、v3v2)；故从abcd的变化过程中，气体对外界做总功ww1w2w3p2(v3v1)p1(v3v2)答案：(1)等压(2)降低(3)放热(4)p2(v3v1)p1(v3v2)综合应用题组8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1个标准大气压，1标准大气压相当于76 cmhg.(1)求恒温槽的温度；(2)此过程a内气体内能_(填“增大”或“减小”)；气体不对

10、外做功，气体将_(填“吸热”或“放热”)解析：(1)设恒温槽的温度为t2，由题意知t1273 k，a内气体发生等容变化，根据查理定律得p1p0ph1p2p0ph2联立式，代入数据得t2364 k(或91 )(2)温度升高，a内气体内能增大，根据热力学第一定律uwq，w0，u0，即吸热答案：(1)364 k(或91 )(2)增大吸热9一太阳能空气集热器，底面及侧面为隔热材料，顶面为透明玻璃板，集热器容积为v0，开始时内部封闭气体的压强为p0.经过太阳暴晒，气体温度由t0300 k升至t1350 k.(1)求此时气体的压强；(2)保持t1350 k不变，缓慢抽出部分气体，使气体压强再变回到p0.求

11、集热器内剩余气体的质量与原来总质量的比值判断在抽气过程中剩余气体是吸热还是放热，并简述原因解析：(1)由题意知气体体积不变，由查理定律得得p1p0p0p0(2)抽气过程可等效为等温膨胀过程，设膨胀后气体的总体积为v2，由玻意耳定律可得p1v0p0v2则v2v0所以，集热器内剩余气体的质量与原来总质量的比值为因为抽气过程中剩余气体温度不变，故内能不变，而剩余气体的体积膨胀对外做功由热力学第一定律uwq可知，气体一定从外界吸收热量答案：(1)p0(2)吸热，原因见解析10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

12、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p01.0×105 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p1p01.0×105 pav1ls42 cm3，t1280 k末状态压强p2p01.05×105 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wp2