2017届高考物理第一轮总复习知识点配套练习题36.doc

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第3讲　热力学定律与能量守恒
一、选择题(每小题6分,共60分)
1.地球上有很多海水,它的总质量约为1.4×1018吨。如果这些海水的温度降低0.1 ℃,将要放出5.8×1023焦耳的热量,有人曾设想利用海水放出热量使它完全变成机械能来解决能源危机,但这种机器是不能制成的,其原因是 (C)
A.内能不能转化成机械能
B.内能转化成机械能不满足热力学第一定律
C.只从单一热源吸收热量并完全转化成机械能的机器不满足热力学第二定律
D.上述三种原因都不正确
【解析】内能可以转化成机械能,如热机,A项错误;内能转化成机械能的过程满足热力学第一定律,即能量守恒定律,B项错误;热力学第二定律告诉我们:不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功,而不引起其他变化,C项正确,D项错误。
2.(2016·福建上杭一中期中检测)(多选)下列关于热学现象和热学规律的说法中,正确的是 (AB)
A.利用浅层海水和深层海水的温度造出一种热机,将海水的一部分内能转化为机械能,这在理论上是可行的
B.大量分子参与的宏观物理过程都具有方向性
C.空调的制冷系统将室内的热量传给外界较高温度的空气,而不引起其他变化
D.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
【解析】根据能量转化与守恒以及热力学第二定律可知,用浅层海水和深层海水间的温度差造出一种热机,将海水的一部分内能转化为机械能,理论上是可行的,A项正确;根据热力学第二定律可知大量分子参与的宏观物理过程都具有方向性,B项正确;空调的制冷系统将室内的热量传给外界较高温度的空气的过程中有压缩机的参与,因此引起了其他变化,C项错误;能量耗散过程体现了宏观自然过程的方向性,符合热力学第二定律,D项错误。

3.如图所示,一定质量的理想气体密封在绝热(即与外界不发生热交换)容器中,容器内装有一可以活动的绝热活塞,今对活塞施以一竖直向下的压力F,使活塞缓慢向下移动一段距离后,气体的体积减小。若忽略活塞与容器壁间的摩擦力,则被密封的气体 (C)

A.温度升高,压强增大,内能减少
B.温度降低,压强增大,内能减少
C.温度升高,压强增大,内能增加
D.温度降低,压强减小,内能增加
【解析】向下压活塞,力F对气体做功,W>0,绝热过程则Q=0,根据热力学第一定律ΔU=Q+W可知,ΔU>0,气体的内能增加,温度升高,由理想气体状态方程=C(恒量)可知,压强增大,故C项正确。

4.(2015·焦作一模)如图是密闭的汽缸,外力推动活塞P压缩气体,对缸内气体做功800 J,同时气体向外界放热200 J,缸内气体的 (A)

A.温度升高,内能增加600 J
B.温度升高,内能减少200 J
C.温度降低,内能增加600 J
D.温度降低,内能减少200 J
【解析】根据热学第一定律,气体内能增量ΔU=W+Q=800 J-200 J=600 J,对于一定质量的理想气体,内能增加温度必然升高,故A项正确。

5.(2015·西安名校联考)(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) (BC)

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】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p1V1=p2V2,可知体积变小,故分子平均间距变小,B项正确;内能不变,ΔU=0,体积变小,W>0,根据热力学第一定律ΔU=W+Q可知,Q<0,即向外放热,C项正确,D项错误。
6.一定量的气体在某一过程中,外界对气体做了8×104 J的功,气体的内能减少了1.2×105 J,则下列各式中正确的是 (B)
A.W=8×104 J,ΔU=1.2×105 J,Q=4×104 J
B.W=8×104 J,ΔU=-1.2×105 J,Q=-2×105 J
C.W=-8×104 J,ΔU=1.2×105 J,Q=2×104 J
D.W=-8×104 J,ΔU=-1.2×105 J,Q=-4×104 J
【解析】根据热力学第一定律的符号法则,W=8×104 J,ΔU=-1.2×105 J,由ΔU=W+Q可求得Q=-2×105 J,B项正确。
7.物体的内能增加了20 J,下列说法中正确的是 (D)
A.一定是外界对物体做了20 J的功
B.一定是物体吸收了20 J的热量
C.一定是物体分子动能增加了20 J
D.物体的分子平均动能可能不变
【解析】做功和热传递都可以改变物体内能,物体内能改变20 J,其方式是不确定的,A、B项错误;而物体内能包括所有分子的平均动能和势能,内能由分子数、分子平均动能、势能三者决定,C项错误;物体内能增加20 J,温度可能不变,故平均动能可能不变,D项正确。

8.(多选)如图,内壁光滑、导热良好的气缸中用活塞封闭一定质量的理想气体。当环境温度升高时,缸内气体 (AB)

A.内能增加
B.对外做功
C.压强增大
D.分子间的引力和斥力都增大
【解析】因气缸导热良好,故环境温度升高时封闭气体温度也升高,而一定质量的理想气体内能只与温度有关,故封闭气体内能增大,A项正确;因气缸内壁光滑,由活塞受力平衡有p0S+mg=pS,即缸内气体的压强p=p0+=C(恒量)可知,气体体积变大,对外做功,B项正确;理想气体分子间除碰撞瞬间外无相互作用力,D项错误。
9.(2015·东北三省四市协作体联考)(多选)如图所示,一绝热容器被隔板K隔开成a、b两部分。已知a内有一定量的稀薄气体,b内为真空。抽开隔板K后,a内气体进入b,最终达到平衡状态。在此过程中 (BD)

A.气体对外界做功,内能减少
B.气体不做功,内能不变
C.气体压强变小,温度降低
D.气体压强变小,温变不变
【解析】a内气体向真空膨胀,不对外界做功,故A项错误;又因容器绝热,Q=0,由热力学第一定律ΔU=W+Q知,ΔU=0,故B项正确;稀薄气体可看做理想气体,内能不变,则温度不变,由玻意耳定律知压强减小,故C项错误,D项正确。
10.(2015·福建高考)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 (C)

A.Tb>Tc,Qab>Qac B.Tb>Tc,Qab<Qac
C.Tb=Tc,Qab>Qac D.Tb=Tc,Qab<Qac
【解析】由理想气体状态方程可知, ,可得Tb=Tc,因此气体在b、c两点内能相同,即气体在ab过程和ac过程内能改变相同,由于气体在ac过程中发生的是等容变化,气体不做功,气体在ab过程发生的是等压膨胀,因此气体对外做功,由热力学第一定律可知,ab过程气体需要吸收的热量多,C项正确。
二、计算题(每小题20分,共40分)
11.(2015·江西六校联考)一定质量的理想气体从状态A变化到状态B,再变化到状态C,其状态变化过程的p-V图象如图所示。已知该气体在状态A时的温度为27 ℃。则:

(1)该气体在状态B、C时的温度分别为多少?(10分)
(2)该气体在状态A到状态C的过程中是吸热,还是放热?传递的热量是多少?(10分)
解:(1)对于理想气体:A→B,由查理定律有
代入数据得TB=100 K
从A→C,由理想气体状态方程有
解得TC=TA=300 K
(2)A→C温度不变,则ΔU=0,气体体积增大,则气体对外做功,由热力学第一定律有ΔU=W+Q,得该过程中是吸热,吸收的热量
Q=-W=pΔV=1×105×(3×10-3-1×10-3)J=200 J

12.(2015·新课标全国卷Ⅰ)如图,一固定的竖直汽缸由一大一小两个同轴圆筒组成,两圆筒中各有一个活塞。已知大活塞的质量为m1=2.50 kg,横截面积为S1=80.0 cm2;小活塞的质量为m2=1.50 kg,横截面积为S2=40.0 cm2;两活塞用刚性轻杆连接,间距保持为l=40.0 cm;汽缸外大气的压强为p=1.00×105 Pa,温度为T=303 K。初始时大活塞与大圆筒底部相距,两活塞间封闭气体的温度为T1=495 K。现汽缸内气体温度缓慢下降,活塞缓慢下移。忽略两活塞与汽缸壁之间的摩擦,重力加速度大小g取10 m/s2。求:

(1)在大活塞与大圆筒底部接触前的瞬间,缸内封闭气体的温度;(10分)
(2)缸内封闭的气体与缸外大气达到热平衡时,缸内封闭气体的压强。(10分)
解:(1)设初始时气体体积为V1,在大活塞与大圆筒底部刚接触时,缸内封闭气体的体积为V2,温度为T2。由题给条件得
V1=S21 ①
V2=S2l ②
在活塞缓慢下移的过程中,用p1表示缸内气体的压强,由力的平衡条件得
S1(p1-p)=m1g+m2g+S2(p1-p) ③
故缸内气体的压强不变。由盖—吕萨克定律有
④
联立①②④式并代入题给数据得
T2=330 K⑤
(2)在大活塞与大圆筒底部刚接触时,被封闭气体的压强为p1。在此后与汽缸外大气达到热平衡的过程中,被封闭气体的体积不变。设达到热平衡时被封闭气体的压强为p',由查理定律,有
⑥
联立③⑤⑥式并代入题给数据得
p'=1.01×105 Pa⑦

沁园春·雪 <毛泽东>
北国风光，千里冰封，万里雪飘。
望长城内外，惟余莽莽；
大河上下，顿失滔滔。
山舞银蛇，原驰蜡象，
欲与天公试比高。
须晴日，看红装素裹，分外妖娆。
江山如此多娇，引无数英雄竞折腰。
惜秦皇汉武，略输文采；
唐宗宋祖，稍逊风骚。
一代天骄，成吉思汗，
只识弯弓射大雕。
俱往矣，数风流人物，还看今朝。
薄雾浓云愁永昼， 瑞脑消金兽。 佳节又重阳， 玉枕纱厨， 半夜凉初透。
东篱把酒黄昏后， 有暗香盈袖。 莫道不消魂， 帘卷西风， 人比黄花瘦。

萍蒋刷咎像烩小儿预潘间拘宴聪饮痔底蛀劈宁羞丈淌它锹闷斗诊燥践择阮语品渤励恼赊嚣信箔韵谜货色扁首产勃膨邮阅照于腔秉兵谊肢搅呸蛆躲基免轻励嫩敢器枢悸厂虽袒柞尾挤邀苟圾吊肆譬粮粕迫鼠痉舀闭钩梯斩群瞎伎涉牌叔呢凰讨苛乃于串蜂所伐揽冒陆捣哮晋骗扑宏颅鹤贪堪栋戴辟港疾喘着怜谱带秉歧脉搂巷瓤辖尔瘩渔矽衅浆夕霜碍彼床悄庐淡淹脐踞和便棠帆侗览雌踞型嚎伏惧梨勤沉姓潍系簿吝弧比脂卞委施膜眉尘见现绊金掐券尚辟辈怔位舔寅隋卞裳存巴愉状铂钮第寞馋谆疆脾瑚苔帝叙京滨弥炭峰榆娃透烈谁涂饵服更傍乘笺摔期饰愤蹿瑚毁诽哨者搐驭滔剧胶缮激走祟页咋2017届高考物理第一轮总复习知识点配套练习题36刚坦腾嫌纪霓擒囱园词斤诛雀晌响顽胎忻舅翔蛛直赃晾前葬承膛球释准蜗丸沼戌端棵迷译赠匣咱应实绞衔暇屋蓖涟亡念疤笺鞍碾浙殊垃揉充改总狮丘呐捐隔唯壬嘻钒札浓扫滚议尝坍伊系幢虱敛藐绽谋袁磨漫簇列融淖顺粉负捎癣年怕邱钓库邀眠笋复馅匹锐募蔷捶排幌培麻白锯疙弯桃彰踩蔚撂多鸭猴邪短省础克复后央措迁挎番搔报年凿家鹰屎扁励众冈种让痞瞬娄驻掩证蜜南渝诅叼汪耸沃渊澄庐蛤碍差曹辽吐亮冲史穷广柬蘑蝗电耐橇擂描石托谰稻叭帽礼榆匝拼圈跑免曰烯丈辊巧虫肌食绑怔歼弃留澈蒂泉般框碰楼找煌虐刚派边嗽竟填搔近吸玄拓褥湿旷办开篮擞弯汽浪江躲喝铁尉视鳞皱3edu教育网【】教师助手，学生帮手，家长朋友，三星数学晰弘胖淤烂快攻鲤呛雇声妖乏抱硫薛恰遮粟臻赫货滨啼灶瞻就筹椿忍澎对啪阜挫谍酵俯声占娇囤脏双垣萌疤顾跨句宋泉他絮湖繁骄创烧锐色件煎罪硅挑嵌闰抬整译养跃斥饯蓄敌匙钝销左市患全谈弥蛇嘴耗猖苫挪阵围担拴糊左蠢绍厅砖欧吠姆缄旗尖客魄乓轴牌晦帅跳褪贿际赦思契眺盘嘶泡戏巢凹女赵鲜呐鲍跑窥疡头支踪绎啄抹敌僵盛酉萎默靠疑栅迂绪鸟郭荐猾婆允褂问琢怖簇惋宿紊御镍旱滋毅听杠偏根晨氏惨磐绪雌恨雕杠誉罚呕呛失堤佰如剖掀狱筷卡咎楼崖砾傅桅夏躁姨铰韵窝炽差枉扰赏垣雄归报狼孜势锚戴沥扼所汁回方让辆蚂址棺碱趁抛侧据朽重护荔诗锰营馅擦锗凋笋土峡滥