2021高考物理(选择性考试)人教版一轮规范演练:50 热力学定律与能量守恒定律

申明敬告: 本站不保证该用户上传的文档完整性,不预览、不比对内容而直接下载产生的反悔问题本站不予受理。

文档介绍

2021高考物理(选择性考试)人教版一轮规范演练:50 热力学定律与能量守恒定律

www.ks5u.com 规范演练50 热力学定律与能量守恒定律 ‎[抓基础]‎ ‎1.根据你学过的热学中的有关知识,判断下列说法中正确的是 (  )‎ A.机械能可以全部转化为内能,内能也可以全部用来做功转化成机械能 B.凡与热现象有关的宏观过程都具有方向性,在热传递中,热量只能从高温物体传递给低温物体,而不能从低温物体传递给高温物体 C.尽管科技不断进步,热机的效率仍不能达到100%,制冷机却可以使温度降到-293 ℃‎ D.第一类永动机违背能量守恒定律,第二类永动机不违背能量守恒定律,随着科技的进步和发展,第二类永动机可以制造出来 解析:机械能可以全部转化为内能,而内能在引起其他变化时也可以全部转化为机械能,A正确;凡与热现象有关的宏观过程都具有方向性,在热传递中,热量可以自发地从高温物体传递给低温物体,也能从低温物体传递给高温物体,但必须借助外界的帮助,B错误;尽管科技不断进步,热机的效率仍不能达到100%,制冷机也不能使温度降到-293 ℃,只能无限接近-273.15 ℃,C错误;第一类永动机违背能量守恒定律,第二类永动机不违背能量守恒定律,而是违背了热力学第二定律,第二类永动机不可能制造出来,D错误.‎ 答案:A ‎2.关于两类永动机和热力学的两个定律,下列说法正确的是 (  )‎ A.第二类永动机不可能制成是因为违反了热力学第一定律 B.第一类永动机不可能制成是因为违反了热力学第二定律 C.由热力学第一定律可知做功不一定改变内能,热传递也不一定改变内能,但同时做功和热传递一定会改变内能 D.由热力学第二定律可知热量从低温物体传向高温物体是可能的,从单一热源吸收热量,完全变成功也是可能的 解析:第一类永动机违反能量守恒定律,第二类永动机违反热力学第二定律,A、B错误;由热力学第一定律可知W≠0,Q≠0,但ΔU=W+Q可以等于0,C错误;由热力学第二定律可知D中现象是可能的,但会引起其他变化,D正确.‎ 答案:D ‎3.景颇族的祖先发明的点火器如图所示,用牛角做套筒,木制推杆前端粘着艾绒.猛推推杆,艾绒即可点燃.对筒内封闭的气体,在此压缩过程中 (  )‎ A.气体温度升高,压强不变 B.气体温度升高,压强变大 C.气体对外界做正功,气体内能增加 D.外界对气体做正功,气体内能减少 答案:B ‎4.(多选)关于热力学定律,下列说法正确的是 (  )‎ A.热量能够自发地从高温物体传到低温物体 B.不可能使热量从低温物体传向高温物体 C.第二类永动机违反了热力学第二定律 D.气体向真空膨胀的过程是不可逆过程 E.功转变为热的实际宏观过程是可逆过程 答案:ACD ‎5.(多选)在装有食品的包装袋中充入氮气,然后密封进行加压测试,测试时,对包装袋缓慢施加压力,将袋内的氮气视为理想气体,在加压测试过程中,下列说法中正确的是 (  )‎ A.包装袋内氮气的压强增大 B.包装袋内氮气的内能不变 C.包装袋内氮气对外做功 D.包装袋内氮气放出热量 E.包装袋内氮气的所有分子运动速率都保持不变 答案:ABD ‎6.(多选)下列说法中正确的是(  )‎ A.物体速度增大,则分子动能增大,内能也增大 B.一定质量气体的体积增大,但既不吸热也不放热,内能减小 C.相同质量的两种物体,提高相同的温度,内能的增量一定相同 D.物体的内能与物体的温度和体积都有关系 E.凡是与热现象有关的宏观过程都具有方向性 解析:速度增大,不会改变物体的分子的动能,故A错误;体积增大时,气体对外做功,不吸热也不放热时,内能减小,故B正确;质量相同,但物体的物质的量不同,故温度提高相同的温度时,内能的增量不一定相同,故C错误;物体的内能取决于物体的温度和体积.故D正确;由热力学第二定律可知,凡是与热现象有关的宏观过程都具有方向性,故E正确.‎ 答案:BDE ‎7.(多选)(2018·全国卷Ⅰ)如图,一定质量的理想气体从状态a开始,经历过程①②③④到达状态e.对此气体,下列说法正确的是(  )‎ A.过程①中气体的压强逐渐减小 B.过程②中气体对外界做正功 C.过程④中气体从外界吸收了热量 D.状态c、d的内能相等 E.状态d的压强比状态b的压强小 解析:过程①中,气体由a到b,体积V不变、T升高,则压强增大,A错误;过程②中,气体由b到c,体积V变大,对外界做正功,B正确;过程④中,气体由d到e,温度T降低,内能ΔU减小,体积V不变,气体不做功,根据热力学第一定律ΔU=Q+W得Q<0,即气体放出热量,C错误;状态c、d温度相同,所以内能相同,D正确;由b到c的过程,作过状态b、c的等压线,分析可得pb>pc,由c到d的过程,温度不变,Vcpd,故pb>pc>pd,E正确.‎ 答案:BDE ‎8.(多选)(2019·桂林模拟)一定质量的理想气体从状态a开始,经历了三个过程ab、bc、ca回到原状态,其V-T图象如图所示,pa、pb、pc分别表示状态a、b、c的压强,下列判断正确的是(  )‎ A.过程ab中气体一定吸热 B.pc=pb>pa C.过程bc中分子势能不断增大 D.过程bc中每一个分子的速率都减小 E.过程ca中气体吸收的热量等于对外界做的功 解析:由a到b,气体做等容变化,温度升高,内能增大,根据ΔU=Q+W,故气体一定吸热,选项A正确;由a到b为等容变化,温度升高,压强变大,故pb>pa,由b到c是等压变化,故pc=pb,选项B正确;理想气体没有分子势能,故选项C错误;由b到c,温度降低,分子的平均动能降低,平均速率减小,但不是每一个分子的速率都减小,故选项D错误;由c到a,气体发生等温膨胀,内能不变,气体对外做功,吸收热量,根据ΔU=Q+W,气体吸收的热量等于对外做的功,故选项E正确.‎ 答案:ABE ‎[提素养]‎ ‎9.(2019·河北衡水月考)某同学估测室温的装置如图所示,汽缸导热性能良好,用绝热的活塞封闭一定质量的理想气体.室温时气体的体积V1=66 mL,将汽缸竖直放置于冰水混合物中,稳定后封闭气体的体积V2=60 mL.不计活塞重力及活塞与缸壁间的摩擦,室内大气压p0=1.0×105 Pa.‎ ‎(1)根据题干条件可得室温是多少?‎ ‎(2)上述过程中,外界对气体做的功是多少?‎ 解析:(1)设室温为T1,则=,‎ 又T2=273 K,‎ 代入数据解得T1=300.3 K,即t1=27.3 ℃.‎ ‎(2)外界对气体做的功,有W=p0·ΔV,‎ 解得W=0.60 J.‎ 答案:(1)27.3 ℃ (2)0.60 J ‎10.一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 ℃.‎ ‎(1)求该气体在状态B、C时的温度;‎ ‎(2)该气体从状态A到状态C的过程中是吸热还是放热?传递的热量是多少?‎ 解析:(1)气体从状态A到状态B做等容变化,由查理定律有 =,‎ 解得TB=200 K,即tB=-73 ℃.‎ 气体从状态B到状态C做等压变化,由盖—吕萨克定律有 =,‎ 解得TC=300 K,即tc=27 ℃.‎ ‎(2)因为状态A和状态C温度相等,且理想气体的内能是所有分子的动能之和,温度是分子平均动能的标志,所以在这个过程中ΔU=0,‎ 由热力学第一定律ΔU=Q+W得Q=-W.‎ 在整个过程中,气体在B到C过程对外做功,‎ 故W=-pBΔV=-200 J,‎ 即Q=-W=200 J,是正值,所以气体从状态A到状态C过程中是吸热,吸收的热量Q=200 J.‎ 答案:(1)-73 ℃ 27 ℃ (2)吸热 200 J ‎11.如图所示,ABC为粗细均匀的“L”形细玻璃管,A端封闭,C端开口.开始时AB竖直,BC水平,BC内紧靠B端有一段长l1=30 cm的水银柱,AB内理想气体长度l2=20 cm.现将玻璃管以B点为轴在竖直面内逆时针缓慢旋转90°,使AB水平.环境温度不变,大气压强p0=75 cmHg,求:‎ ‎(1)旋转后水银柱进入AB管的长度;‎ ‎(2)玻璃管旋转过程中,外界对封闭气体做正功还是做负功?气体吸热还是放热?‎ 解析:(1)对封闭气体,初态压强为p0,末态为p1,设玻璃管截面积为S,水银进入AB管的长度为x,‎ 根据玻意耳定律p0Sl2=p1S(l2-x),‎ 又p1=p0+pl1-px,‎ 代入数据得x=5 cm.‎ ‎(2)外界对气体做正功,而气体的温度不变,则内能不变,由热力学第一定律可知,气体放热.‎ 答案:(1)5 cm (2)正功 放热 ‎12.(2019·湖南师大附中模拟)如图所示,一个内壁光滑的圆柱形汽缸,高度为L、底面积为S,缸内有一个质量为m 的活塞,封闭了一定质量的理想气体.温度为热力学温度T0时,用绳子系住汽缸底,将汽缸倒过来悬挂起来,汽缸处于竖直状态,缺内气体高为L0,已知重力加速度为g,大气压强为p0,不计活塞厚度及活塞与缸体的摩擦.‎ ‎(1)采用缓慢升温的方法使活塞与汽缸脱离,缸内气体的温度至少要升高到多少?‎ ‎(2)从开始升温到活塞刚要脱离汽缸,缸内气体压力对活塞做功多少?‎ ‎(3)当活塞刚要脱离汽缸时,缸内气体的内能增加量为ΔU,则气体在活塞下移的过程中吸收的热量为多少?‎ 解析:(1)气体等压变化,由盖—吕萨克定律得 =,‎ 解得T=.‎ ‎(2)对活塞,由平衡条件得 mg+pS=p0S,‎ 气体对活塞做的功为W′=pS(L-L0),‎ 解得W′=(p0S-mg)(L-L0).‎ ‎(3)由热力学第一定律得ΔU=W+Q,‎ 又外界对气体做功W=-W′,‎ 气体吸收的热量Q=ΔU+(p0S-mg)(L-L0).‎ 答案:(1) (2)(p0S-mg)(L-L0)‎ ‎(3)ΔU+(p0S-mg)(L-L0)‎ ‎13.(2019·揭阳模拟)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1×105 Pa,求:‎ ‎(1)B状态的温度;‎ ‎(2)完成一次循环,气体与外界热交换的热量.‎ 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=600 K.‎ ‎(2)理想气体从A状态到B状态的过程中,外界对气体做功 W1=-pA(VB-VA),‎ 解得W1=-100 J.‎ 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=2.5×105 Pa.‎ 从C状态到D状态的过程中外界对气体做功 W2=pC(VC-VD),‎ 解得W2=250 J.‎ 一次循环过程中外界对气体所做的总功 W=W1+W2=150 J.‎ 理想气体从A状态完成一次循环,回到A状态,始末温度不变,所以内能不变.根据热力学第一定律有 ΔU=W+Q,‎ 解得Q=-150 J,‎ 故完成一次循环,气体向外界放热150 J.‎ 答案:(1)600 K (2)放热150 J
查看更多

相关文章

您可能关注的文档