2022年高考物理第一輪復(fù)習(xí) 課時(shí)跟蹤檢測（三十八）熱力學(xué)定律

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1、2022年高考物理第一輪復(fù)習(xí) 課時(shí)跟蹤檢測（三十八）熱力學(xué)定律 對點(diǎn)訓(xùn)練：熱力學(xué)第一定律 1．(多選)下列有關(guān)物體內(nèi)能改變的判斷中，正確的是(　　) A．外界對物體做功，物體的內(nèi)能一定增加 B．外界對物體傳遞熱量，物體的內(nèi)能一定增加 C．物體對外界做功，物體的內(nèi)能可能增加 D．物體向外界放熱，物體的內(nèi)能可能增加 2．在將空氣壓縮裝入氣瓶的過程中，溫度保持不變，外界做了24 kJ的功?，F(xiàn)潛水員背著該氣瓶緩慢地潛入海底，若在此過程中，瓶中空氣的質(zhì)量保持不變，且放出了5 kJ的熱量。在上述兩個(gè)過程中，空氣的內(nèi)能共減小________kJ，空氣________(選填“吸收”或“放

2、出”)的總熱量為________kJ。 圖1 3.在如圖1所示的p-V圖中，一定質(zhì)量的理想氣體由狀態(tài)A經(jīng)過ACB過程至狀態(tài)B，氣體對外做功280 J，吸收熱量410 J；氣體又從狀態(tài)B經(jīng)BDA過程回到狀態(tài)A，這一過程中外界對氣體做功200 J，求： (1)ACB過程中氣體的內(nèi)能是增加還是減少？變化量是多少？ (2)BDA過程中氣體是吸熱還是放熱？吸收或放出的熱量是多少？ 對點(diǎn)訓(xùn)練：熱力學(xué)第二定律 4．關(guān)于熱現(xiàn)象，下列敘述正確的是(　　) A．溫度降低，物體內(nèi)所有分子運(yùn)動(dòng)的速率都變小 B．分子力隨分子間距離的增大而減小 C．凡是不違背能量守恒定律的實(shí)驗(yàn)構(gòu)想，都是

3、能夠?qū)崿F(xiàn)的 D．溫度升高，物體的內(nèi)能不一定增大 5．(多選)(xx·梅州3月質(zhì)檢)關(guān)于永動(dòng)機(jī)和熱力學(xué)定律的討論，下列敘述正確的是(　　) A．第二類永動(dòng)機(jī)違反能量守恒定律 B．如果物體從外界吸收了熱量，則物體的內(nèi)能一定增加 C．保持氣體的質(zhì)量和體積不變，當(dāng)溫度升高時(shí)，每秒撞擊單位面積器壁的氣體分子數(shù)增多 D．做功和熱傳遞都可以改變物體的內(nèi)能，但從能量轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的觀點(diǎn)來看，這兩種改變方式是有區(qū)別的 6．(多選)以下說法正確的有(　　) A．溫度低的物體內(nèi)能一定小 B．溫度低的物體分子運(yùn)動(dòng)的平均速率小 C．溫度升高，分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能一定增大，但并非所有分子的速率都增大 D

4、．外界對物體做功時(shí)，物體的內(nèi)能不一定增加 E．自然界中進(jìn)行的涉及熱現(xiàn)象的宏觀過程都具有方向性 對點(diǎn)訓(xùn)練：氣體實(shí)驗(yàn)定律與熱力學(xué)第一定律 7．在水池中，一個(gè)氣泡從池底浮起，此過程可認(rèn)為氣泡的溫度不變，氣泡內(nèi)氣體視為理想氣體。則(　　) A．外界對氣泡做功，同時(shí)氣泡吸熱 B．外界對氣泡做功，同時(shí)氣泡放熱 C．氣泡對外界做功，同時(shí)氣泡吸熱 D．氣泡對外界做功，同時(shí)氣泡放熱 圖2 8．(多選)(xx·山東高考)如圖2，內(nèi)壁光滑、導(dǎo)熱良好的氣缸中用活塞封閉有一定質(zhì)量的理想氣體。當(dāng)環(huán)境溫度升高時(shí)，缸內(nèi)氣體 (　　) A．內(nèi)能增加 B．對外做功 C．壓強(qiáng)增大 D．分子間的引力和斥

5、力都增大 9．(多選)對于一定量的理想氣體，下列說法正確的是(　　) A．若氣體的壓強(qiáng)和體積都不變，其內(nèi)能也一定不變 B．若氣體的內(nèi)能不變，其狀態(tài)也一定不變 C．若氣體的溫度隨時(shí)間不斷升高，其壓強(qiáng)也一定不斷增大 D．當(dāng)氣體溫度升高時(shí)，氣體的內(nèi)能一定增大 圖3 10.(多選)如圖3所示，氣缸和活塞與外界均無熱交換，中間有一個(gè)固定的導(dǎo)熱性良好的隔板，封閉著兩部分氣體A和B，活塞處于靜止平衡狀態(tài)?，F(xiàn)通過電熱絲對氣體A加熱一段時(shí)間，后來活塞達(dá)到新的平衡，不計(jì)氣體分子勢能，不計(jì)活塞與氣缸壁間的摩擦，大氣壓強(qiáng)保持不變，則下列判斷正確的是(　　) A．氣體A吸熱，內(nèi)能增加 B．氣體B吸

6、熱，對外做功，內(nèi)能不變 C．氣體A分子的平均動(dòng)能增大 D．氣體A和氣體B內(nèi)每個(gè)分子的動(dòng)能都增大 E．氣體B分子單位時(shí)間內(nèi)對器壁單位面積碰撞總次數(shù)減少 11. 圖4 如圖4所示，為測量大氣壓強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)裝置，將一定質(zhì)量的氣體密封在燒瓶內(nèi)，燒瓶通過細(xì)玻璃管與注射器和裝有水銀的U形管連接，最初豎直放置的U形管兩臂中的水銀柱等高，燒瓶中氣體體積為800 mL；現(xiàn)用注射器緩慢向燒瓶中注入200 mL的水，穩(wěn)定后兩臂中水銀面的高度差為25 cm，不計(jì)玻璃管中氣體的體積，環(huán)境溫度不變。求 (1)大氣壓強(qiáng)p0(用“cmHg”做壓強(qiáng)單位) (2)此過程中外界對燒瓶內(nèi)的氣體________

7、(填“做正功”、“做負(fù)功”、“不做功”)，氣體將________(填“吸熱”或“放熱”)。 12. 圖5 如圖5所示，一圓柱形絕熱氣缸豎直放置，通過絕熱活塞封閉著一定質(zhì)量的理想氣體?；钊馁|(zhì)量為m，橫截面積為S，與容器底部相距h，此時(shí)封閉氣體的溫度為T1?，F(xiàn)通過電熱絲緩慢加熱氣體，當(dāng)氣體吸收熱量Q時(shí)，氣體溫度上升到T2。已知大氣壓強(qiáng)為p0，重力加速度為g，不計(jì)活塞與氣缸的摩擦，求： (1)活塞上升的高度； (2)加熱過程中氣體的內(nèi)能增加量。 答 案 1．選CD　做功和熱傳遞都能改變物體的內(nèi)能，根據(jù)熱力學(xué)第一定律ΔU＝Q＋W知，當(dāng)外界對物體做功，物體的內(nèi)能不一定增

8、加，同理當(dāng)外界對物體傳遞熱量，物體的內(nèi)能也不一定增加，所以A、B錯(cuò)誤；由ΔU＝Q＋W可知，若物體對外界做功，物體的內(nèi)能可能增加，同理物體向外界放熱，物體的內(nèi)能可能增加，故C、D正確。 2．解析：根據(jù)熱力學(xué)第一定律ΔU＝W＋Q，第一階段W1＝24 kJ，ΔU1＝0，所以Q1＝－24 kJ，故放熱；第二階段W2＝0，Q2＝－5 kJ，由熱力學(xué)第一定律知，ΔU2＝－5 kJ，故在上述兩個(gè)過程中，空氣的內(nèi)能共減少ΔU＝ΔU1＋ΔU2＝－5 kJ；兩過程共放出熱量Q＝Q1＋Q2＝29 kJ，故空氣放出的總熱量為29 kJ。 答案：5　放出　29 3．解析：(1)ACB過程中W1＝－280 J，Q1

9、＝410 J 由熱力學(xué)第一定律得UB－UA＝W1＋Q1＝130 J 故ACB過程中氣體的內(nèi)能增加了130 J。 (2)因?yàn)橐欢ㄙ|(zhì)量的理想氣體的內(nèi)能只與溫度有關(guān)，BDA過程中氣體內(nèi)能的變化量UA－UB＝－130 J 由題意知W2＝200 J，由熱力學(xué)第一定律得 UA－UB＝W2＋Q2 代入數(shù)據(jù)解得Q2＝－330 J 即BDA過程中氣體放出熱量330 J。 答案：(1)增加　130 J　(2)放熱　330 J 4．選D　溫度降低時(shí)，物體內(nèi)所有分子運(yùn)動(dòng)的平均速率減小，但并非所有分子的速率都減小，A錯(cuò)誤；分子間距離從平衡位置開始增大時(shí)，分子力先增大后減小，B錯(cuò)誤；由熱力學(xué)第二定律可知

10、，C錯(cuò)誤；溫度升高，但同時(shí)物體對外做功，其內(nèi)能有可能減小，D正確。 5．選CD　第二類永動(dòng)機(jī)違反了熱力學(xué)第二定律，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；物體從外界吸收熱量，可能同時(shí)對外做功，因此物體的內(nèi)能不一定增加，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；保持氣體的質(zhì)量和體積不變，當(dāng)溫度升高時(shí)，分子平均速率增大，每秒撞擊單位面積器壁的氣體分子數(shù)增多，選項(xiàng)C正確；做功和熱傳遞都可以改變物體的內(nèi)能，但從能量轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的觀點(diǎn)來看，這兩種改變方式是有區(qū)別的，選項(xiàng)D正確。 6．選CDE　因?yàn)閮?nèi)能的大小與物體的溫度、質(zhì)量和體積都有關(guān)，如一杯熱水的內(nèi)能肯定會(huì)小于一座冰山，溫度低的物體內(nèi)能不一定小，故A錯(cuò)誤；溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，溫度低的物體分子運(yùn)動(dòng)的平

11、均動(dòng)能一定小，但溫度低的物體內(nèi)分子運(yùn)動(dòng)的平均速率不一定比溫度高的物體內(nèi)分子運(yùn)動(dòng)的平均速率小，這是因?yàn)闇囟鹊偷奈矬w分子可能質(zhì)量較小，其平均速率反而更大，故B錯(cuò)誤；溫度越高，分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能越大，分子的平均速率增大，這是統(tǒng)計(jì)規(guī)律，具體到少數(shù)個(gè)別分子，其速率的變化不確定，因此仍可能有分子的運(yùn)動(dòng)速率是非常小，故C正確；根據(jù)熱力學(xué)第一定律知：內(nèi)能的改變量(E表示)＝功(W表示)＋熱量(Q表示)，在絕熱情況下，外界對物體做功時(shí)，物體的內(nèi)能一定增加，故D正確；熱力學(xué)第二定律表明，自然界中進(jìn)行的一切與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀過程都具有方向性，故E正確。所以選CDE。 7．選C　隨著氣泡的上升，壓強(qiáng)減小，因?yàn)闇囟?/p>

12、不變，根據(jù)＝C，所以體積增大，氣泡對外做功；根據(jù)ΔE＝W＋Q可知溫度不變，所以ΔE不變，W＜0，所以Q＞0，即氣泡吸熱，選項(xiàng)C正確。 8．選AB　根據(jù)一定質(zhì)量的某種理想氣體的內(nèi)能只決定于溫度，處在導(dǎo)熱氣缸中的理想氣體由于外界環(huán)境溫度升高，理想氣體的內(nèi)能要增大，所以選項(xiàng)A正確；再根據(jù)理想氣體的狀態(tài)方程：＝C可知，氣體壓強(qiáng)不變，當(dāng)溫度升高時(shí)，體積要增大，因此氣體要對外做功，所以選項(xiàng)B正確，C錯(cuò)誤；理想氣體沒有分子間的相互作用力，因此分子間的作用力始終為零，故D選項(xiàng)錯(cuò)誤。 9．選AD　對于理想氣體而言，內(nèi)能是由溫度決定的，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程，＝恒量可知，當(dāng)體積不變，壓強(qiáng)不變時(shí)，其溫度也一定不發(fā)

13、生變化，因此內(nèi)能不變，A正確；而反過來，內(nèi)能不變只能說明溫度不變，可能發(fā)生等溫變化，也就是氣體狀態(tài)可能發(fā)生變化，B錯(cuò)誤；根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程，＝恒量，溫度升高，只能是pV乘積變大，至于壓強(qiáng)可能增加也可能減小，C錯(cuò)誤；內(nèi)能是由溫度決定的，當(dāng)溫度升高時(shí)，內(nèi)能一定增加，D正確。 10．選ACE　氣體A進(jìn)行等容變化，則W＝0，根據(jù)ΔU＝W＋Q可知?dú)怏wA吸收熱量，內(nèi)能增加，溫度升高，氣體A分子的平均動(dòng)能變大，但是不是每個(gè)分子的動(dòng)能都是增加的，選項(xiàng)A、C正確，D錯(cuò)誤；因?yàn)橹虚g是導(dǎo)熱隔板，所以氣體B吸收熱量，溫度升高，內(nèi)能增加；由因?yàn)閴簭?qiáng)不變，故體積變大，氣體對外做功，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；氣體B的壓強(qiáng)不變，但是體

14、積增大，所以氣體B分子單位時(shí)間內(nèi)對器壁單位面積的碰撞次數(shù)減少，選項(xiàng)E正確。 11．解析：(1)設(shè)大氣壓強(qiáng)為p0 初狀態(tài)：p1＝p0，V1＝800 mL 注入水后：p2＝p0＋p，V2＝600 mL 由玻意耳定律得：p1V1＝p2V2 解得：p0＝75 cmHg。 (2)氣體體積減小，外界對氣體做正功，溫度不變，氣體的內(nèi)能不變，由熱力學(xué)第一定律知，應(yīng)對外放熱。 答案：(1)75 cmHg　(2)正功　放熱 12．解析：(1)氣體發(fā)生等壓變化，有 ＝ 解得Δh＝h (2)加熱過程中氣體對外做功為 W＝pSΔh＝(p0S＋mg)h 由熱力學(xué)第一定律知內(nèi)能的增加量為 ΔU＝Q－W＝Q－(p0S＋mg)h。 答案：(1)Δh＝h　(2)Q－(p0S＋mg)h