(全国通用版)2019版高考物理一轮复习选考部分热学课时分层作业三十八3分子动理论内能

课时分层作业三十八热力学定律与能量守恒(45分钟100分)一、选择题(本题共7小题,每小题6分,共42分)1.如图,一定质量的理想气体,由状态a经过ab过程到达状态b或者经过ac过程到达状态c。设气体在状态b和状态c的温度分别为Tb和Tc,在过程ab和ac中吸收的热量分别为Qab和Qac。则 ()A.Tb>Tc,Qab>QacB.Tb>Tc,Qab<QacC.Tb=Tc,Qab>QacD.Tb=Tc,Qab<Qac【解析】选C。根据理想气体状态方程有:==,所以有Ta<Tb=Tc,在ab过程中,吸收的热量Qab=ΔU-W,其中W<0,在ac过程中,吸收的热量Qac=ΔU,所以Qab>Qac,所以C正确,A、B、D错误。2.某驾驶员发现中午时车胎内的气压高于清晨时的,且车胎体积增大。若这段时间胎内气体质量不变且可视为理想气体,那么 ()A.外界对胎内气体做功,气体内能减小B.外界对胎内气体做功,气体内能增大C.胎内气体对外界做功,内能减小D.胎内气体对外界做功,内能增大【解析】选D。以胎内气体为研究对象,由于气体温度升高,内能增大,体积增大,胎内气体对外做功,故D正确。【规律总结】判定物体内能变化的方法(1)内能的变化都要用热力学第一定律进行综合分析。(2)做功情况看气体的体积:体积增大,气体对外界做功,W为负;体积缩小,外界对气体做功,W为正。(3)与外界绝热,则不发生热传递,此时Q=0。7.(多选)(2018·焦作模拟)下列说法正确的是 ()A.分子间距离增大时,分子间的引力减小,斥力增大B.当分子间的作用力表现为引力时,随分子间距离的增大,分子势能增大C.一定质量的理想气体发生等温膨胀,一定从外界吸收热量D.一定质量的理想气体发生等压膨胀,一定向外界放出热量E.熵的大小可以反映物体内分子运动的无序程度【解析】选B、C、E。分子间距离增大时,分子间的引力和斥力均减小,选项A错误;当分子间的作用力表现为引力时,随分子间距离的增大,分子势能增大,选项B正确;一定质量的理想气体发生等温膨胀,温度不变,内能不变,对外做功,一定从外界吸收热量,选项C正确;一定质量的理想气体发生等压膨胀,对外做功,根据盖-吕萨克定律,等压膨胀,温度一定升高,内能增大,一定吸收热量,选项D错误;熵是系统内分子运动无序性的量度,其大小可以反映物体内分子运动的无序程度,选项E正确。二、计算题(本题共4小题,共58分。需写出规范的解题步骤)8.(12分)一定质量的气体,在从状态1变化到状态2的过程中,吸收热量280J,并对外做功120J,试问:(1)这些气体的内能怎样发生变化?变化了多少?(2)如果这些气体又返回原来的状态,并放出了240J热量,那么在返回的过程中是气体对外界做功,还是外界对气体做功?做功多少?【解析】(1)由热力学第一定律可得ΔU=W+Q=-120J+280J=160J,气体的内能增加了160J。(2)由于气体的内能仅与状态有关,所以气体从状态2回到状态1的过程中内能应减少,其减少量应等于从状态1到状态2的过程中内能的增加量,则从状态2到状态1的内能应减少160J,即ΔU′=-160J,又Q′=-240J,根据热力学第一定律得:ΔU′=W′+Q′,所以W′=ΔU′-Q′=-160J-(-240J)=80J,即外界对气体做功80J。答案:(1)增加160J(2)外界对气体做功80J9.(14分)一定质量的理想气体,状态从A→B→C→D→A的变化过程可用如图所示的p-V图线描述,其中D→A为等温线,气体在状态A时温度为300K,求: (1)气体在状态C时温度TC。(2)若气体在A→B过程中吸热1000J,则在A→B过程中气体内能如何变化?变化了多少?【解析】(1)D→A为等温线,则TA=TD=300K,C到D过程由盖-吕萨克定律得:=所以TC=375K。(2)A→B过程压强不变,由:W=-pΔV=-2×105×3×10-3J=-600J由热力学第一定律,得:ΔU=Q+W=1000J-600J=400J则气体内能增加,增加了400J。答案:(1)375K(2)气体内能增加400J10.(16分)如图所示,A,B两个汽缸中装有体积均为10L,压强均为1atm(标准大气压)、温度均为27℃的空气,中间用细管连接,细管容积不计。细管中有一绝热活塞,现将B汽缸中的气体升温到127℃,若要使细管中的活塞仍停在原位置。(不计摩擦,A汽缸中的气体温度保持不变(1)求A中活塞应向右移动的距离。(2)A中气体是吸热还是放热,为什么?【解析】(1)对B:由=得p′B=pB=pB=pB对A:由pAVA=p′AV′A得V′A=且:pA=pB,p′A=p′B解得V′A=VA所以Δl==5cm。(2)放热,在向右推活塞过程中,A中气体温度不变,气体内能不变;体积减小,外界对气体做功,由热力学第一定律ΔU=W+Q,可知气体应放热。答案:(1)5cm(2)见解析11.(16分)一定质量的理想气体经历了如图所示的A→B→C→D→A循环,该过程每个状态视为平衡态,各状态参数如图所示。A状态的压强为1×105Pa,求: (1)B状态的温度。(2)完成一个循环,气体与外界交换的热量。【解析】(1)理想气体从A状态到B状态的过程中,压强保持不变,根据盖-吕萨克定律有=代入数据解得TB=600K。(2)理想气体从A状态到B状态的过程中,外界对气体做的功W1=-pA(VB-VA)=-100J气体从B状态到C状态的过程中,体积保持不变,根据查理定律有=解得pC=2.5×105Pa,从C状态到D状态的过程中,外界对气体做功W2=pC(VB-VA)=250J一次循环过程中外界对气体