（新課標(biāo)）2020高考物理總復(fù)習(xí) 課時(shí)檢測（七十七）熱力學(xué)定律（重點(diǎn)突破課）（含解析）.doc

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課時(shí)檢測(七十七) 熱力學(xué)定律 (重點(diǎn)突破課) 1.(多選)如圖所示，導(dǎo)熱的汽缸固定在水平地面上，用活塞把一定質(zhì)量的理想氣體封閉在汽缸中，汽缸內(nèi)部光滑?，F(xiàn)用水平外力F作用于活塞桿，使活塞緩慢地向右移動，在此過程中，如果環(huán)境溫度保持不變，下列說法正確的是(　　) A．氣體分子平均動能不變 B．氣體內(nèi)能減小 C．氣體吸收熱量 D．氣體內(nèi)能不變，卻對外做功，此過程違背熱力學(xué)第一定律，不可能實(shí)現(xiàn) E．氣體是從單一熱庫吸熱，全部用來對外做功，但此過程不違背熱力學(xué)第二定律 解析：選ACE　環(huán)境溫度保持不變，由于汽缸導(dǎo)熱，則汽缸內(nèi)氣體溫度不變，故氣體分子平均動能不變，故A正確；一定質(zhì)量的理想氣體的內(nèi)能只跟溫度有關(guān)，溫度不變，則氣體內(nèi)能不變，故B錯(cuò)誤；氣體溫度不變，內(nèi)能不變，體積膨脹時(shí)對外做功，根據(jù)熱力學(xué)第一定律知，氣體一定吸熱，故C正確；氣體內(nèi)能不變，對外做功，從外界吸收熱量，不違背熱力學(xué)第一定律，可以實(shí)現(xiàn)，故D錯(cuò)誤；由熱力學(xué)第二定律知，不可能從單一熱庫吸熱全部用來做功而不引起其他變化，該氣體是從單一熱庫吸熱，全部用來對外做功，此過程是在外界的影響下發(fā)生的，所以不違背熱力學(xué)第二定律，故E正確。 2．(多選)(2016海南高考)一定量的理想氣體從狀態(tài)M可以經(jīng)歷過程1或者過程2到達(dá)狀態(tài)N，其p V圖像如圖所示。在過程1中，氣體始終與外界無熱量交換；在過程2中，氣體先經(jīng)歷等容變化再經(jīng)歷等壓變化。對于這兩個(gè)過程，下列說法正確的是(　　) A．氣體經(jīng)歷過程1，其溫度降低 B．氣體經(jīng)歷過程1，其內(nèi)能減小 C．氣體在過程2中一直對外放熱 D．氣體在過程2中一直對外做功 E．氣體經(jīng)歷過程1的內(nèi)能改變量與經(jīng)歷過程2的相同 解析：選ABE　氣體經(jīng)歷過程1，壓強(qiáng)減小，體積變大，膨脹對外做功，且與外界無熱量交換，則內(nèi)能減小，故溫度降低，選項(xiàng)A、B正確；氣體在過程2中，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程＝C，開始時(shí)，氣體體積不變，壓強(qiáng)減小，則溫度降低，對外放熱；然后壓強(qiáng)不變，體積變大，膨脹對外做功，則溫度升高，吸熱，選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤；無論是經(jīng)歷過程1還是過程2，氣體初、末狀態(tài)相同，故內(nèi)能改變量相同，選項(xiàng)E正確。 3．(多選)下列說法正確的是(　　) A．氣體內(nèi)熱運(yùn)動速率大的分子數(shù)占總分子數(shù)的比例與溫度有關(guān) B．功可以全部轉(zhuǎn)化為熱量，但熱量不能全部轉(zhuǎn)化為功 C．空氣中水蒸氣的壓強(qiáng)與同一溫度時(shí)水的飽和汽壓之比叫空氣的相對濕度 D．一定質(zhì)量的理想氣體，在體積不變時(shí)，分子每秒與器壁的碰撞次數(shù)隨著溫度降低而減小 E．一定質(zhì)量的理想氣體，當(dāng)氣體溫度升高時(shí)，因做功情況不明確，其內(nèi)能不一定增大 解析：選ACD　溫度越高，氣體內(nèi)熱運(yùn)動速率大的分子數(shù)占總分子數(shù)的比例越大，A正確；功可以全部轉(zhuǎn)化為熱量，根據(jù)熱力學(xué)第二定律可知，在外界的影響下熱量也可以全部轉(zhuǎn)化為功，B錯(cuò)誤；由空氣的相對濕度定義知，C正確；一定質(zhì)量的理想氣體，在體積不變時(shí)，溫度降低，壓強(qiáng)減小，根據(jù)氣體壓強(qiáng)的微觀解釋可知，分子每秒與器壁碰撞的次數(shù)減小，D正確；一定質(zhì)量的理想氣體，分子勢能不計(jì)，當(dāng)氣體溫度升高時(shí)，分子熱運(yùn)動的平均動能增大，故內(nèi)能一定增大，E錯(cuò)誤。 4．(2018江蘇高考)如圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體在狀態(tài)A時(shí)壓強(qiáng)為2.0105 Pa，經(jīng)歷A→B→C→A的過程，整個(gè)過程中對外界放出61.4 J熱量。求該氣體在A→B過程中對外界所做的功。 解析：整個(gè)過程中，外界對氣體做功W＝WAB＋WCA， 且WCA＝pA(VC－VA)， 由熱力學(xué)第一定律ΔU＝Q＋W，得WAB＝－(Q＋WCA)， 代入數(shù)據(jù)得WAB＝－138.6 J， 即氣體對外界做的功為138.6 J。 答案：138.6 J 5．如圖所示的p V圖像記錄了一定量的理想氣體經(jīng)歷的緩慢變化過程A→B→C，其中AB段是體積保持不變的過程，BC段是絕熱過程。已知該理想氣體內(nèi)能與溫度的關(guān)系為U＝CT，其中C＝10 J/K，A點(diǎn)的熱力學(xué)溫度為TA＝450 K。求B→C過程中外界對氣體所做的功。 解析：A→B過程為等容變化，由查理定律有＝ 得：TB＝189 K 等容過程沒有做功，由熱力學(xué)第一定律，此過程放熱 Q＝C(TA－TB)＝2 610 J 對A、C兩狀態(tài)，由理想氣體狀態(tài)方程有＝ 得：TC＝ 300 K B→C過程無熱傳遞，A→B過程無做功，對A→B→C全過程，由熱力學(xué)第一定律有C(TC－TA) ＝W－Q 得：B→C過程外界對氣體做功W＝1 110 J。 答案：1 110 J 6.如圖所示，體積為V、內(nèi)壁光滑的圓柱形導(dǎo)熱汽缸頂部有一質(zhì)量和厚度均可忽略的活塞；汽缸內(nèi)密封有溫度為2.4T0、壓強(qiáng)為1.2p0的理想氣體，p0和T0分別為外界大氣的壓強(qiáng)和溫度。已知：氣體內(nèi)能U與溫度T的關(guān)系為U＝aT，a為正的常量；缸內(nèi)氣體的所有變化過程都是緩慢的，求： (1)缸內(nèi)氣體與大氣達(dá)到平衡時(shí)的體積V1； (2)在活塞下降過程中，缸內(nèi)氣體放出的熱量Q。 解析：(1)在氣體壓強(qiáng)由1.2p0減小到p0時(shí)，V不變，溫度由2.4T0變?yōu)門1，由查理定律得：＝， 解得：T1＝2T0 在氣體溫度由T1變?yōu)門0的過程中，體積由V減小到V1，氣體壓強(qiáng)不變，由蓋－呂薩克定律得：＝， 解得：V1＝0.5V。 (2)活塞下降過程中， 活塞對氣體做的功為W＝p0(V－V1) 在這一過程中，氣體內(nèi)能的減少量為ΔU＝a(T1－T0) 由熱力學(xué)第一定律得，缸內(nèi)氣體放出的熱量為 Q＝W＋ΔU 解得：Q＝p0V＋aT0。 答案：(1)0.5V　(2)p0V＋aT0