【物理】2020届一轮复习人教版热力学定律与能量守恒定律作业

【物理】2020届一轮复习人教版热力学定律与能量守恒定律作业

‎2020届一轮复习人教版 热力学定律与能量守恒定律 作业 ‎1.下列说法正确的是(　　)‎ A.物体放出热量，其内能一定减小 B.物体对外做功，其内能一定减小 C.物体吸收热量，同时对外做功，其内能可能增加 D.物体放出热量，同时对外做功，其内能可能不变 答案　C 解析　由热力学第一定律ΔU＝W＋Q可知，改变物体内能的方式有两种：做功和热传递.若物体放热Q＜0，但做功W未知，所以内能不一定减小，A选项错误；物体对外做功W＜0，但Q未知，所以内能不一定减小，B选项错误；物体吸收热量Q＞0，同时对外做功W＜0，W＋Q可正、可负、还可为0，所以内能可能增加，故C选项正确；物体放出热量Q＜0，同时对外做功W＜0，所以ΔU＜0，即内能一定减小，D选项错误.‎ ‎2.(2018·阜宁中学调研)对于一定质量的理想气体，下列说法正确的是(　　)‎ A.保持气体的压强不变，改变其体积，可以实现其内能不变 B.保持气体的压强不变，改变其温度，可以实现其内能不变 C.若气体的温度逐渐升高，则其压强可以保持不变 D.当气体体积逐渐增大时，气体的内能一定减小 答案　C 解析　一定质量的某种理想气体的内能只与温度有关系，温度变化则其内能一定变化，B项错误；保持气体的压强不变，改变其体积，则其温度一定改变，故内能变化，A项错误；气体温度升高的同时，若其体积也逐渐变大，由理想气体状态方程＝C可知，其压强可以不变，C项正确；当气体做等温膨胀时，其内能不变，D项错误.‎ ‎3.(2018·江苏省高考压轴冲刺卷)如图8所示，导热性能良好、内壁光滑的汽缸内部存有一定质量的理想气体，缸外环境保持恒温.现用外力F拉杆，使活塞缓慢向右移动，此过程中缸内气体质量保持不变，下列说法正确的是(　　)‎ 图8‎ A.缸内气体的体积增大，内能增加 B.缸内气体等温膨胀，对外做功 C.单位时间内缸内气体分子对活塞的碰撞次数增多 D.缸内气体的体积增大，内能减小 答案　B 解析　汽缸导热性能良好，缸内气体温度不变，活塞向右运动，体积增大，对外做功，B正确；一定质量的理想气体，温度不变，则内能不变，A、D错误；由理想气体状态方程可知，体积增大，则压强减小，所以单位时间内缸内气体分子对活塞碰撞的次数减小，选项C错误.‎ ‎4.(2018·南师附中5月模拟)一定质量的理想气体从状态a开始，经历三个过程ab、bc、ca回到原状态，其p－T图象如图9所示.a、b和c三个状态中分子平均动能最小的是(选填“a”“b”或“c”)，气体在过程ab中吸收的热量(选填“大于”“等于”或“小于”)过程ca中放出的热量.‎ 图9‎ 答案　a　小于 解析　由题图可知，a状态温度最低，分子平均动能最小，一定质量理想气体的内能取决于温度，气体在状态a时的内能小于它在状态c时的内能；a→b为等容过程，温度升高，压强增大，内能增加ΔU1>0，气体不做功W＝0，据W＋Q＝ΔU，气体从外界吸收的热量等于内能的增加量，即Q1＝ΔU1；c→a为等压过程，温度下降，体积减小，内能减少ΔU2<0，外界对气体做功，W>0，据W＋Q＝ΔU，得Q2＝|ΔU2|＋W，由于a→b过程中温度变化量和c→a过程中温度变化量相等，所以内能变化量的绝对值相等，即ΔU1＝|ΔU2|，故Q1”“＝”或“<”)在状态B的体积；此过程中，气体做功的绝对值为W，内能变化量的绝对值为ΔU，则气体与外界之间传递的热量为.‎ 图3‎ 答案　<　W－ΔU 解析　将A、B两点与绝对零度连线，分析其斜率变化，判断体积变化，斜率越大，体积越小.B与绝对零度－273℃连线的斜率小于A与绝对零度－273℃连线的斜率，则B状态气体的体积大于A状态气体的体积，根据热力学第一定律可得Q＝W－ΔU.‎ ‎7.(2018·南京市、盐城市一模)如图4所示，一定质量的理想气体由状态A经等压变化到状态B，气体吸收热量为Q1；再由B状态经等容变化到状态C，气体放出热量为Q2.状态A：VA＝0.2m3，TA＝200K；状态B：VB＝m3，TB＝400K；状态C：TC＝200K，则Q1Q2 (选填“>”、“＝”或“<”).‎ 图4‎ 答案　0.4　>‎ 解析　设气体在B状态时的体积为VB，由盖—吕萨克定律得＝，代入数据解得VB＝0.4m3；因为TA＝TC，故A→B增加的内能与B→C减小的内能相同，而A→B过程气体对外做正功，B→C过程气体不做功，由热力学第一定律可知Q1大于Q2.‎ ‎8.(2019·新海中学月考)一定质量的理想气体从状态M可以经历过程1或者过程2到达状态N，其p－V图象如图5所示.在过程1中，气体始终与外界无热量交换；在过程2中，气体先经历等容变化再经历等压变化.则在过程1中气体的温度(填“升高”“降低”或“不变”)；气体经历过程1对外做的功(填“大于”“小于”或“等于”)气体经历过程2对外做功.‎ 图5‎ 答案　降低　大于 解析　气体经过过程1，压强减小，体积变大，对外做功，内能减少，温度降低，‎ 根据p－V图象与V轴所围面积表示气体做功可知：‎ 气体经过过程1对外做功为S1‎ 在过程2中 气体经过过程2对外做功为S2‎ 从图象上可以看出气体经历过程1对外做功大于气体经历过程2对外做功.‎ ‎9.(2018·南通市等六市一调)如图6所示，某同学制作了一个简易的气温计，一导热容器连接横截面积为S的长直管，用一滴水银封闭了一定质量的气体，当温度为T0时水银滴停在O点，封闭气体的体积为V0.大气压强不变，不计水银与管壁间的摩擦.‎ 图6‎ ‎(1)若封闭气体某过程从外界吸收0.50J的热量，内能增加0.35J，求气体对外界做的功.‎ ‎(2)若环境温度缓慢升高，求水银滴在直管内相对O点移动的距离x随封闭气体热力学温度T的变化关系.‎ 答案　(1)0.15J　(2)x＝－ 解析　(1)由热力学第一定律有ΔU＝Q＋W 代入数据得：W＝－0.15 J 所以气体对外界做的功为0.15 J ‎(2)气体做等压变化，由盖—吕萨克定律有：＝ 解得：x＝－ ‎10.(2018·盐城中学最后一卷)某同学估测室温的装置如图7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，室温时气体的体积为V1＝66mL，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＝60mL，不计活塞重力及活塞与缸壁间的摩擦，室内大气压强p0＝1.0×105Pa.求：‎ 图7‎ ‎(1)室温；‎ ‎(2)上述过程中，外界对气体做的功.‎ 答案　(1)27.3℃　(2)0.60J 解析　(1)对活塞研究，因不计活塞重力、活塞与缸壁间的摩擦，活塞只受外部气体对其向下的压力和内部气体对其向上的托力，两力平衡，所以汽缸内的气体为等压变化，设室温为T1，则＝，代入数据解得：T1＝300.3K＝27.3℃.‎ ‎(2)因压强恒定，所以外界对气体做功为W＝p0·ΔV＝p0·(V1－V2)，代入数据解得：W＝0.60J.‎ ‎11.(2018·如皋市模拟四)一定质量的理想气体经历了如图8所示的ABCDA循环，p1、p2、V1、V2均为已知量.已知A状态的温度为T0，求：‎ 图8‎ ‎(1)C状态的温度T；‎ ‎(2)完成一个循环，气体与外界热交换的热量Q.‎ 答案　(1)T0　(2)(p2－p1)(V2－V1) ‎ 解析　(1)设状态D的温度为TD C到D等容变化，由查理定律知＝ D到A等压变化，由盖—吕萨克定律知＝ 解得T＝T0‎ ‎(2)WBC＝－p2(V2－V1)‎ WDA＝p1(V2－V1)‎ 全过程有W＝WBC＋WDA＝(p1－p2)(V2－V1)‎ 由热力学第一定律ΔU＝Q＋W＝0‎ 解得Q＝(p2－p1)(V2－V1)>0，气体吸热.‎