2019年高考物理专题复习(人教版)练习：热力学定律与能量守恒定律含解析
2019高三物理二轮练习资料-热力学定律与能量守恒_图文
3．两类永动机的比较
第一类永动机
第二类永动机
不消耗能量却可以源源不 从单一热源吸热，全部用来对外做
断地对外做功的机器
功而不引起其他变化的机器
违背能量守恒，不可能实 不违背能量守恒，违背热力学第二
现
定律，不可能实现
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【跟踪训练】 5．(双选)下列说法中正确的是( ) A．一切涉及热现象的宏观过程都具有方向性 B．一切不违背能量守恒与转化定律的物理过程都是可以 实现的 C．由热力学第二定律可以判断物理过程能否自发进行 D. 一切物理过程都不可能自发地进行
说明：(1)第一种是按照热传导过程的方向性表述的，第二 种则是按照机械能与内能转化过程的方向性来表述的．这两种 表述是等价的，都揭示了自然界的基本规律：一切与热现象有 关的实际宏观过程都是不可逆的．
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(2)热力学第一定律和热力学第二定律是热力学知识的基 础理论．热力学第一定律指出任何热力学过程中能量守恒，而 对过程没有限制．热力学第二定律指明哪些过程可以发生，哪 些不可以发生．如第二类永动机不可能实现，宏观的实际的热 现象过程是不可逆的．
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解析 冰箱靠消耗电能使冰箱内外发生热交换而达到内部 制冷的，把冰箱与房间看作一个系统，打开冰箱门后，冰箱与 房间内的热交换发生在系统内，系统内部不引起总能量的变 化．但系统消耗电能增加了系统的总能量，冰箱正常工作，根 据能的转化与守恒定律知．增加的系统能量转化为内能使房间 的温度升高，故选 B.
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4．如图所示，用一根与绝热活塞相连的细线将绝热汽缸 悬挂在某一高度静止不动，汽缸开口向上，缸内封闭一定质量 的气体，缸内活塞可以无摩擦移动且不漏气，现将细线剪断， 让汽缸自由下落，则下列说法正确的是( )
A．气体压强减小，气体对外界做功 B．气体压强增大，外界对气体做功 C．气体体积减小，气体内能减小 D．气体体积增大，气体内能减小
2019高中全程复习方略物理一轮课时作业 42热力学定律
课时作业[双基过关练]1．(多选)夏天，小明同学把自行车轮胎上的气门芯拔出的时候，会觉得从轮胎里喷出的气体凉，如果把轮胎里的气体视为理想气体，则关于气体喷出的过程，下列说法正确的是()A．气体的内能减少B．气体的内能不变C．气体来不及与外界发生热交换，对外做功，温度降低D．气体膨胀时，热量散得太快，使气体温度降低了E．气体分子的平均动能减小解析：本题主要考查热学基础知识，意在考查考生的理解能力和分析能力．气体喷出时，来不及与外界交换热量，发生绝热膨胀，Q ＝0，对外做功，热力学第一定律的表达式为W＝ΔE，内能减少，温度降低，温度是分子平均动能的标志，则A、C、E正确．答案：ACE2．(多选)下列说法中正确的是()A．尽管技术不断进步，但热机的效率仍不能达到100%，而制冷机却可以使温度降到热力学零度B．雨水没有透过布雨伞是液体表面张力的作用导致的C．气体温度每升高1 K所吸收的热量与气体经历的过程有关D．空气的相对湿度定义为水的饱和蒸汽压与相同温度时空气中所含水蒸气压强的比值E．悬浮在液体中的微粒越大，在某一瞬间撞击它的液体分子数越多，布朗运动越不明显解析：本题考查分子动理论和热力学定律，意在考查考生对分子动理论和热力学定律有关知识的理解和辨析能力．热力学零度只能接近而不能达到，A错误；雨水没有透过布雨伞是液体表面张力的作用导致的，B正确；由热力学第一定律ΔU＝Q＋W知，温度每升高1 K，内能增加，但既可能是吸收热量，也可能是对气体做功使气体的内能增加，C正确；空气的相对湿度是指空气中所含水蒸气的压强与同温度下的饱和蒸汽压的比值，故D错误；微粒越大，某一瞬间撞击它的分子数越多，受力越容易平衡，布朗运动越不显著，E正确．答案：BCE3．(多选)下列有关热现象的叙述中正确的是()A．布朗运动是液体分子的运动，它说明了液体分子在永不停息地做无规则运动B．物体的温度越高，分子运动速率越大C．不违背能量守恒定律的实验构想也不一定能够实现D．晶体和非晶体在适当条件下是可以相互转化的E．用活塞压缩汽缸里的空气，对空气做功2.0×105 J，若空气向外界放出1.5×105 J的热量，则空气内能增加5×104 J解析：本题主要考查分子动理论、热力学定律等，意在考查考生对相关概念、规律的理解能力．布朗运动是液体中固体颗粒的运动，不是液体分子的运动，A错误；物体的温度越高，分子运动的平均速率越大，B错误；热力学第二定律表明第二类永动机虽不违背能量守恒定律，但仍不能实现，选项C正确；晶体和非晶体在适当条件下是可以相互转化的，D正确；根据热力学第一定律可知选项E正确．答案：CDE4．(多选)如图所示，汽缸和活塞均绝热，汽缸内部有一个导热性能良好的固定隔板，封闭着两部分气体A和B，活塞处于平衡状态．现通过电热丝对气体A加热一段时间，后来活塞达到新的平衡状态．气体的分子势能不计，忽略活塞与汽缸壁间的摩擦，大气压强保持不变．下列判断正确的是()A．气体A吸热，内能增加B．气体B吸热，对外做功，内能不变C．气体A的分子的平均动能增大D．气体A和气体B中每个分子的动能都增大E．气体B中的分子在单位时间内对器壁单位面积碰撞的次数减少解析：气体A做等容变化，故W＝0，根据ΔU＝W＋Q可知，气体A吸收热量，则其内能增加，温度升高，气体A的分子的平均动能增大，但不是每个分子的动能都增大，选项A、C正确，D错误；因为中间是导热隔板，所以气体B吸收热量，温度升高，内能增加，因为压强不变，故体积变大，气体对外做功，选项B错误；气体B 的压强不变，但是温度升高，体积增大，所以气体B中的分子在单位时间内对器壁单位面积碰撞的次数减少，选项E正确．答案：ACE5．(多选)如图所示，一定质量的理想气体从状态a变化到状态b，气体温度计结构如图所示．玻璃测温泡和水银压强计相连．开始时A处于冰水混合物中，中水银面高出，使C中水银面仍在时的体积．到状态B再到状态C两状态体积相等，则有山西长治二中等五校联考)如图所示，一绝热汽缸倒立缸内一光滑活塞密封了一定质量的理想气体；活塞与物块的总重量G＝活塞静止时，缸内气体温度t1＝合开关20 s后，活塞缓慢下降高度h＝0.1 m，求：(1)20 s内气体内能的变化量；(2)20 s末缸内气体的温度．解析：(1)设缸内气体初态压强为p1，对活塞由受力平衡有p0S＝G＋p1S，在电热丝对气体加热20 s的过程中，外界对气体做的功为W＝－p1Sh，电热丝产生的热量为Q＝I2Rt，其中I＝ER＋r，根据热力学第一定律有ΔU＝W＋Q，解得ΔU＝873 J，即气体的内能增加了873 J.(2)气体做等压膨胀，由盖·吕萨克定律有V1T1＝V1＋ShT2，代入数据解得T2＝330 K，即缸内气体的温度为t2＝(330－273) ℃＝57 ℃.答案：(1)增加873 J(2)57 ℃9．如图所示，一根两端开口、横截面积为S＝2 cm2足够长的玻璃管竖直插入水银槽中并固定(插入水银槽中的部分足够深)．管中有一个质量不计的光滑活塞，活塞下封闭着长L＝21 cm的气柱，气体的温度为t1＝7 ℃，外界大气压取p0＝1.0×105 Pa(相当于75 cm高的汞柱的压强)．(1)若在活塞上放一个质量为m＝0.1 kg的砝码，保持气体的温度t1不变，则平衡后气柱为多长？(g＝10 m/s2)(2)若保持砝码的质量不变，对气体加热，使其温度升高到t2＝77 ℃，此时气柱为多长？(3)若在(2)过程中，气体吸收的热量为10 J，则气体的内能增加多少？解析：(1)被封闭气体的初状态为p1＝p0＝1.0×105 PaV1＝LS＝42 cm3，T1＝280 K末状态压强p2＝p0＋mgS＝1.05×105 PaV2＝L2S，T2＝T1＝280 K。
2019高考物理大一轮复习第5章专题六功能关系能量守恒定律精练(含解析)
专题六功能关系能量守恒定律◎基础巩固练1.一线城市道路越来越拥挤，因此自行车越来越受城市人们的喜爱，如图，当你骑自行车以较大的速度冲上斜坡时，假如你没有蹬车，受阻力作用，则在这个过程中，下面关于你和自行车的有关说法正确的是( )A. 机械能增加B. 克服阻力做的功等于机械能的减少量C. 减少的动能等于增加的重力势能D. 因为要克服阻力做功，故克服重力做的功小于克服阻力做的功答案：B2.（多选）如图所示，长木板A放在光滑的水平地面上，物体B以水平速度冲上A后，由于摩擦力作用，最后停止在木板A上，则从B冲到木板A上到相对木板A静止的过程中，下述说法中正确的是（）A. 物体B动能的减少量等于系统损失的机械能B. 物体B克服摩擦力做的功等于系统内能的增加量C. 物体B损失的机械能等于木板A获得的动能与系统损失的机械能之和D. 摩擦力对物体B做的功和对木板A做的功的总和的绝对值等于系统内能的增加量解析：物体B以水平速度冲上木板A后，由于摩擦力作用，B减速运动，木板A加速运动，根据能量守恒定律，物体B动能的减少量等于木板A增加的动能和产生的热量之和，选项A错误；根据动能定理，物体B克服摩擦力做的功等于物体B损失的动能，选项B错误；由能量守恒定律可知，物体B损失的机械能等于木板A获得的动能与系统损失的机械能之和，选项C正确；摩擦力对物体B做的功等于物体B动能的减少量，摩擦力对木板A做的功等于木板A动能的增加量，由能量守恒定律，摩擦力对物体B做的功和对木板A做的功的总和的绝对值等于系统内能的增加量，选项D正确。
答案：CD3.（2018 •浙江四校联考）蹦极是一项既惊险又刺激的运动，深受年轻人的喜爱。
如图所示，蹦极者从P处由静止跳下，到达A处时弹性绳刚好伸直，继续下降到最低点B处，B离水面还有数米距离。
蹦极者（视为质点）在其下降的整个过程中，重力势能的减少量为△ E、绳的弹性势能的增加量为△巳、克服空气阻力做的功为W则下列说法正确的是（）A. 蹦极者从P到A的运动过程中，机械能守恒B. 蹦极者与绳组成的系统从A到B的过程中，机械能守恒C.A E = W/F A E2D.A E + A E2 = W解析：下落过程中有空气阻力做功，所以机械能不守恒，A、B项错误；根据能量守恒，在下落的全过程，有 A E = W+A E2,故C项正确，D项错误。
高考物理新增分大一轮复习第十二章热学第3讲热力学定律与能量守恒定律讲义含解析20190410241
第3讲热力学定律与能量守恒定律一、热力学第一定律1.改变物体内能的两种方式(1)做功；(2)热传递.2.热力学第一定律(1)内容：一个热力学系统的内能增量等于外界向它传递的热量与外界对它所做的功的和.(2)表达式：ΔU＝Q＋W.(3)ΔU＝Q＋W中正、负号法则：自测1一定质量的理想气体在某一过程中，外界对气体做功7.0×104J，气体内能减少1.3×105J，则此过程( )A.气体从外界吸收热量2.0×105JB.气体向外界放出热量2.0×105JC.气体从外界吸收热量6.0×104JD.气体向外界放出热量6.0×104J答案 B二、能量守恒定律1.能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到别的物体，在转化或转移的过程中，能量的总量保持不变.2.能量守恒定律是自然界的普遍规律，某一种形式的能是否守恒是有条件的，第一类永动机是不可能制成的，它违背了能量守恒定律.自测2 在一个密闭隔热的房间里，有一电冰箱正在工作，如果打开电冰箱的门，过一段时间后房间的温度会( ) A.降低 B.不变 C.升高 D.无法判断答案C命题点一 理解热量与内能、温度的区别温度、内能、热量、功的比较例1 (多选)关于气体的内能，下列说法正确的是( ) A.质量和温度都相同的气体，内能一定相同 B.气体温度不变，整体运动速度越大，其内能越大 C.气体被压缩时，内能可能不变D.一定量的某种理想气体的内能只与温度有关 答案 CD解析 质量和温度都相同的气体，虽然分子平均动能相同，但是不同的气体，其摩尔质量不同，即分子个数不同，所以分子总动能不一定相同，A 错误；宏观运动和微观运动没有关系，所以宏观运动速度大，内能不一定大，B 错误；根据pVT＝C 可知，如果等温压缩，则内能不变，C 正确；理想气体的分子势能为零，所以一定量的某种理想气体的内能只与分子平均动能有关，而分子平均动能和温度有关，D 正确.变式1关于热量、功、内能三个物理量，下列说法中正确的是( )A.热量、功、内能的物理意义等同B.热量、功都可以作为物体内能的量度C.热量、功、内能的单位不相同D.热量和功是由过程决定的，而内能是由物体状态决定的答案 D命题点二对热力学第一定律的理解1.改变内能的两种方式的比较2.ΔU＝Q＋W的三种特殊情况3.应用热力学第一定律的三点注意(1)做功看体积：体积增大，气体对外做功，W为负；体积缩小，外界对气体做功，W为正.气体向真空中自由膨胀，对外界不做功，W＝0.(2)与外界绝热，则不发生热传递，此时Q＝0.(3)由于理想气体没有分子势能，所以当它的内能变化时，主要体现在分子动能的变化上，从宏观上看就是温度发生了变化.例2(2018·江苏单科·12A(3))如图1所示，一定质量的理想气体在状态A时压强为2.0×105Pa，经历A→B→C→A的过程，整个过程中对外界放出61.4J热量.求该气体在A→B 过程中对外界所做的功.图1答案138.6J解析整个过程中，外界对气体做功W＝W AB＋W CA，且W CA＝p A(V C－V A)由热力学第一定律ΔU＝Q＋W，得W AB＝－(Q＋W CA)代入数据得W AB＝－138.6J即气体对外界做的功为138.6J.变式2(2018·盐城市三模)如图2所示，在汽缸右侧封闭一定质量的理想气体，压强与大气压强相同.把汽缸和活塞固定，使汽缸内气体升高到一定的温度，气体吸收的热量为Q1，气体的内能为U1.如果让活塞可以自由滑动(活塞与汽缸间无摩擦、不漏气)，也使汽缸内气体温度升高相同温度，其吸收的热量为Q2，气体的内能为U2，则Q1Q2，U1U2.(均选填“大于”“等于”或“小于”)图2答案小于等于变式3(2018·江苏百校12月大联考)空气能热水器采用“逆卡诺”原理，即使在南极也有良好表现，高效节能.如图3所示，一定质量的理想气体从状态A依次经过状态B、C和D 后再回到状态A.其中A→B和C→D为等温过程，B→C和D→A为绝热过程(气体与外界无热量交换).在完成一次循环的过程中气体对外做功10J.若已知气体在A→B过程吸收热量12J，则在C→D过程放出多少热量？图3答案2J解析由热力学第一定律有：ΔU＝Q＋W完成一次循环气体内能不变，即ΔU＝0又W＝－10J，故吸收的热量Q＝－W＝10JA→B过程吸收热量12J，所以C→D过程中放出热量2J.命题点三热力学定律与气体实验定律的综合应用基本思路例3(2018·南京市、盐城市二模)如图4所示，一圆柱形绝热汽缸竖直固定放置，通过绝热活塞封闭着一定质量的理想气体，活塞的质量为m，横截面积为S，与汽缸底部相距h，此时封闭气体的温度为T.现通过电热丝缓慢加热气体，当气体吸收热量Q时，气体温度上升到1.5T.已知大气压强为p0，重力加速度为g，不计活塞与汽缸的摩擦.求：图4(1)加热后活塞到汽缸底部的距离； (2)加热过程中气体的内能增加量. 答案 (1)1.5h (2)Q －0.5h (p 0S ＋mg ) 解析 (1)等压过程由Sh T ＝Sh ′1.5T得h ′＝1.5h(2)气体压强p ＝p 0＋mg SW ＝－p (h ′－h )S由热力学第一定律ΔU ＝W ＋Q 联立解得：ΔU ＝Q －0.5h (p 0S ＋mg ).变式4 (2018·苏锡常镇一调)如图5所示，轻质活塞将体积为V 0、温度为3T 0的理想气体，密封在内壁光滑的圆柱形导热汽缸内.已知大气压强为p 0，大气的温度为T 0，气体内能U 与温度的关系为U ＝aT (a 为常量).在汽缸内气体温度缓慢降为T 0的过程中，求：图5(1)气体内能的减少量； (2)气体放出的热量.答案 (1)2aT 0 (2)23p 0V 0＋2aT 0解析 (1)ΔU ＝U 1－U 2＝a ×3T 0－aT 0＝2aT 0(2)气体发生等压变化，由盖—吕萨克定律得V 03T 0＝VT 0，解得V ＝V 03，该过程中外界对气体做功W ＝p 0ΔV ＝23p 0V 0由热力学第一定律ΔU ＝W ＋Q 得，气体放出热量Q ＝23p 0V 0＋2aT 0.命题点四 热力学定律与图象问题的综合1.分析图象得出气体三个状态参量(p ，V ，T )的变化.注意p －V 图象里的等温线，p －T 图象里的等容线，V －T 图象里的等压线.2.一定质量的理想气体内能取决于温度(T )，做功情况取决于气体体积的变化，然后再由ΔU ＝Q ＋W 确定热量Q 的正负，判断吸热或放热.例4 (2018·常州市一模)一定质量的理想气体，其状态变化的p －V 图象如图6所示.已知气体在状态A 时的温度为260K ，则气体在状态B 时的温度为K ，从状态A 到状态C 气体与外界交换的热量为J.图6答案 780 600解析 由题可知，T A ＝260K ，V A ＝1×10－3m 3，V B ＝3×10－3m 3，由题图可知，A →B 为等压变化，由盖—吕萨克定律得：V A T A ＝V BT B，代入数据解得：T B ＝780K.气体状态参量：p A ＝3×105Pa ，V A ＝1×10－3m 3，p C ＝1×105Pa ，V C ＝3×10－3m 3，由理想气体状态方程得：p A V A T A ＝p C V CT C，代入数据解得：T C ＝T A ＝260K.A 、C 两个状态的温度相等，内能相等，内能变化量ΔU ＝0A 到B 过程气体体积增大，气体对外做功：W ＝－p ΔV ＝－3×105×(3－1)×10－3J ＝－600J ，由热力学第一定律ΔU ＝W ＋Q 得：Q ＝ΔU －W ＝0－(－600) J ＝600J ＞0，气体从外界吸收600J 的热量.变式5 (2018·苏锡常镇二模)如图7为一定质量的理想气体的体积V 随热力学温度T 的变化关系图象.由状态A 变化到状态B 的过程中气体吸收热量Q 1＝220J ，气体在状态A 的压强为p 0＝1.0×105Pa.求：图7(1)气体在状态B 时的温度T 2；(2)气体由状态B 变化到状态C 的过程中，气体向外放出的热量Q 2. 答案 (1)600K (2)120J解析 (1)根据V 1T 1＝V 2T 2，代入数据解得T 2＝600K(2)A 到B 过程气体从外界吸热，对外界做功，内能增加：ΔU ＝W ＋Q 1，W ＝－p 0ΔV ，C 状态与A 状态内能相等，B 到C 为等容过程，对外界不做功：Q 2＝ΔU ，代入数据解得Q 2＝120J.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pVT＝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8A.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<Q2.5.(2018·南京市三模)一定质量的理想气体变化情况如图10所示.已知在状态B时，气体温度T B＝300K.图10(1)求气体在状态A时的温度；(2)气体由状态D→B的过程中放出热量为4.5×102J，则此过程中气体内能增量为多少？答案(1)600K (2)－150J解析(1)由题图可知p A＝2×105Pa，p B＝1×105PaA到B气体做等容变化，有p AT A＝p BT B代入数据解得T A＝600K(2)由D到B过程中外界对气体做功为W＝p BΔV＝1×105×3×10－3J＝300J由热力学第一定律得，气体内能增量为ΔU＝W＋Q＝300J－4.5×102J＝－150J1.(多选)关于热力学定律，下列说法正确的是( )A.气体吸热后温度一定升高B.对气体做功可以改变其内能C.理想气体等压膨胀过程一定放热D.如果两个系统分别与状态确定的第三个系统达到热平衡，那么这两个系统彼此之间也必定达到热平衡答案BD2.某驾驶员发现中午时车胎内的气压高于清晨时的，且车胎体积增大.若这段时间胎内气体质量不变且可视为理想气体，那么( )A.外界对胎内气体做功，气体内能减小B.外界对胎内气体做功，气体内能增大C.胎内气体对外界做功，内能减小D.胎内气体对外界做功，内能增大答案 D解析车胎体积增大，故胎内气体对外界做功，胎内气体温度升高，故胎内气体内能增大，D 项正确.3.(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，升高相同的温度，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答案BD解析物体速度增大，不会改变物体分子的动能，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，故升高相同的温度时，内能的增量不一定相同，故C错误；物体的内能与物体的温度和体积都有关系，故D正确.4.(多选)(2018·东台创新学校月考)一定质量的理想气体由状态A变化到状态B，气体的压强随热力学温度的变化如图1所示，则此过程( )图1A.气体的密度增大B.外界对气体做功C.气体从外界吸收了热量D.气体分子的平均动能增大答案AB解析由题图可知，在从A到B的过程中，气体温度不变，压强变大，由玻意耳定律可知，气体体积变小，V B＜V A.气体质量不变，体积变小，由密度公式可知气体密度变大，故A正确；气体体积变小，外界对气体做功，故B正确；气体温度不变，内能不变，ΔU＝0，外界对气体做功，W＞0，由热力学第一定律ΔU＝Q＋W可知：Q＜0，气体要放出热量，故C错误；气体温度不变，分子平均动能不变，故D错误.5.(2018·金陵中学等三校四模)一定质量的理想气体的状态变化过程如图2所示，MN为一条直线，则气体从状态M到状态N的过程中，气体内能(选填“先增大后减小”“先减小后增大”或“始终保持不变”)，气体吸收的热量气体对外所做功(选填“大于”“等于”或“小于”).图2答案先增大后减小等于解析pV＝CT，C不变，pV越大，T越高.状态在(2,2)处温度最高.在M和N状态，pV乘积相等，所以温度先升高，后又减小到初始温度；气体的内能先增加某一值，再减少同样的值，故气体内能先增大后减小.气体膨胀就会推动活塞对外界做功，整个过程中气体初、末温度相等，所以整个过程内能变化为0.根据热力学第一定律ΔU＝W＋Q，由于ΔU＝0，故气体吸收的热量等于气体对外所做的功.6.(2018·泰州中学四模)一定质量的理想气体压强p与摄氏温度t的关系如图3所示，气体从状态A变到状态B，则气体在状态A的体积(选填“>”“＝”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：V A ＝0.2m3，T A＝200K；状态B：V B＝m3，T B＝400K；状态C：T C＝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V B ，由盖—吕萨克定律得V A T A ＝V B T B ，代入数据解得V B ＝0.4m 3；因为T A ＝T C ，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Q 1大于Q 2.8.(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S 1在过程2中气体经过过程2对外做功为S 2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T 0时水银滴停在O 点，封闭气体的体积为V 0.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 ＝V 0T ST 0－V 0S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：V 0T 0＝V 0＋xS T 解得：x ＝V 0T ST 0－V 0S10.(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V 1＝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V 2＝60mL ，不计活塞重力及活塞与缸壁间的摩擦，室内大气压强p 0＝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T 1，则V 1T 1＝V 2T 2，代入数据解得：T 1＝300.3K ＝27.3℃.(2)因压强恒定，所以外界对气体做功为W ＝p 0·ΔV ＝p 0·(V 1－V 2)，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，p 1、p 2、V 1、V 2均为已知量.已知A 状态的温度为T 0，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)p 2V 2p 1V 1T 0 (2)(p 2－p 1)(V 2－V 1) 解析 (1)设状态D 的温度为T DC 到D 等容变化，由查理定律知p 2T ＝p 1T DD 到A 等压变化，由盖—吕萨克定律知V 2T D ＝V 1T 0解得T ＝p 2V 2p 1V 1T 0 (2)W BC ＝－p 2(V 2－V 1)W DA ＝p 1(V 2－V 1)全过程有W ＝W BC ＋W DA ＝(p 1－p 2)(V 2－V 1)由热力学第一定律ΔU ＝Q ＋W ＝0解得Q ＝(p 2－p 1)(V 2－V 1)>0，气体吸热.精美句子1、善思则能“从无字句处读书”。
2019高考物理热学专题复习练习及答案解析
山东省济南市2019高考物理热学专题复习练习1.下列说法正确的是（）A．物体温度降低，其分子热运动的平均动能增大B．物体温度升高，其分子热运动的平均动能增大C．物体温度降低，其内能一定增大D．物体温度不变，其内能一定不变2.以下说法正确的是（）A．气体分子单位时间内与单位面积器壁碰撞的次数，与单位体积内的分子数及气体分子的平均动能都有关B．布朗运动是液体分子的运动，它说明分子不停息地做无规则热运动C．当分子间的引力和斥力平衡时，分子势能最小D．如果气体分子总数不变，而气体温度升高，气体的平均动能一定增大，因此压强也必然增大E．当分子间距离增大时，分子间的引力和斥力都减小3.下列说法正确的是（）A．布朗运动反映了微粒中分子运动的不规则性B．分子间距离增大时，分子间引力增大，斥力减小C．扩散现象说明分子间存在斥力D．一定质量的理想气体对外做功800J，同时吸收300J热量，则这气体温度降低，内能减小4.下列说法正确的是（）A．物体从外界吸收热量，其内能一定增加B．物体对外界做功，其内能一定减少C．气体温度升高时，每个分子运动速率都会增大D．电冰箱的工作过程表明，热量可以从低温物体向高温物体传递5.分子间同时存在着引力和斥力，当分子间距增加时，分子间的()A．引力增加，斥力减小B．引力增加，斥力增加C．引力减小，斥力减小D．引力减小，斥力增加6.如图所示，甲分子固定在坐标原点O，乙分子位于x轴上，甲分子对乙分子的作用力与两分子间距离的关系如图中曲线所示．F>0为斥力，F<0为引力，A、B、C、D为x轴上四个特定的位置，现把乙分子从A处由静止释放，选项中四个图分别表示乙分子的速度、加速度、势能、动能与两分子间距离的关系，其中大致正确的是()A．B．C．D．7.如图是某种喷雾器示意图，在贮液筒装入一些药液后将密封盖盖好．多次拉压活塞后，把空气打入贮液筒内，贮液筒与外界热交换忽略不计，打开喷嘴开关，活塞位置不变，药液就可以持续地喷出，药液喷出过程中，贮液筒内的空气()A．分子间的引力和斥力都在增大B．体积变大，压强变大C．气体分子的平均动能不变D．气体的内能减小8.一定质量的理想气体，当温度保持不变时，压缩气体，气体的压强会变大．这是因为气体分子的()A．密集程度增加B．密集程度减小C．平均动能增大D．平均动能减小9.如图所示，一个内壁光滑、绝热的汽缸固定在地面上，绝热的活塞下方封闭着空气，若用竖直向上的力F将活塞向缓慢上拉一些距离，则缸内封闭着的气体()A．分子平均动能不变B．单位时间内缸壁单位面积上受到的气体分子碰撞的次数减少C．每个分子对缸壁的冲力都会减小D．若活塞重力不计，拉力F对活塞做的功等于缸内气体内能的改变量10.如下图为一定质量理想气体的压强p与体积V的关系图象，它由状态A经等容过程到状态B，再经等压过程到状态C.设A、B、C状态对应的温度分别为TA、TB、TC，则下列关系式中正确的是(填选项前的字母)()A．TA<TB，TB<TCB．TA>TB，TB＝TCC．TA>TB，TB<TCD．TA＝TB，TB>TC11.一个带活塞的汽缸内盛有一定量的气体，若此气体的温度随其内能的增大而升高，则() A．将热量传给气体，其温度必升高B．压缩气体，其温度必升高C．压缩气体，同时气体向外界放热，其温度必不变D．压缩气体，同时将热量传给气体，其温度必升高12.如图所示，天平右盘放砝码，左盘是一个水银气压计，玻璃管固定在支架上，天平已调节平衡，若大气压强增大，则()A．天平失去平衡，左盘下降B．天平失去平衡，右盘下降C．天平仍平衡D．无法判定天平是否平衡13.如图是压力保温瓶结构简图，活塞a与液面之间密闭了一定质量的气体．假设封闭气体为理想气体且与外界没有热交换，则向下压a的过程中，瓶内气体()A．内能增大B．体积增大C．压强不变D．温度不变14.一定质量的理想气体，由状态A(1,3)沿直线AB变化到C(5,1)，如图所示，气体在A、B、C三个状态中的温度之比是()A．1∶1∶1B．1∶2∶3C．3∶4∶3D．3∶6∶515.对于一定量的稀薄气体，下列说法正确的是（）A．压强变大时，分子热运动必然变得剧烈B．保持压强不变时，分子热运动可能变得剧烈C．压强变大时，分子间的平均距离必然变小D．压强变小时，分子间的平均距离可能变小16.用密封性好，充满气体的塑料袋包裹易碎品，如图所示，充气袋四周被挤压时，假设袋内气体与外界无热交换，则袋内气体()A．体积减小，内能增大B．体积减小，压强减小C．对外界做负功，内能增大D．对外界做正功，压强减小17.下列说法正确的是（）A．物体做加速运动时速度越来越大，物体内分子的平均动能也越来越大B．“用油膜法估测分子的大小”实验中油酸分子直径等于纯油酸体积除以相应油酸膜的面积C．第二类永动机没有违反能量守恒定律D．对某物体做功，必定会使该物体的内能增加E．液晶既有液体的流动性，又具有光学各向异性18.内燃机的做功过程是气缸内高温高压气体的膨胀过程，如图．对这一过程气缸内的气体，下列叙述正确是( )A．气体对外做功，部分内能转化为机械能B．气体的分子势能减少C．气体从外界吸收热量D．气体的温度下降19.下列说法中正确的有（）A．悬浮在液体中的固体分子所做的无规则运动叫做布朗运动B．金属铁有固定的熔点C．液晶的光学性质具有各向异性D．由于液体表面分子间距离小于液体内部分子间的距离，故液体表面存在表面张力E.随着高度的增加，大气压和温度都在减小，一个正在上升的氢气球内的氢气内能减小20.以下说法中正确的是（）A．分子间距离为r0时，分子间不存在引力和斥力B．悬浮在液体中的微粒足够小，来自各个方向的液体分子撞击的不平衡性使微粒的运动无规则C．在绝热条件下压缩气体，气体的内能一定增加D．气体做等温膨胀，气体分子单位时间对气缸壁单位面积碰撞的次数将变少E．只要知道气体的摩尔体积和阿伏加德罗常数，就可以算出气体分子的体积21.如图所示，a，b，c，d表示一定质量的理想气体状态变化过程中的四个状态，图中ad平行于横坐标轴，ab的延长线过原点，dc平行于纵轴，以下说法正确的是（）A．从状态d到c，气体不吸热也不放热B．从状态c到b，气体放热C．从状态a到d，气体对外做功D．从状态b到a，气体吸热22.(多选)下列说法正确的是()A．当一定质量的气体吸热时，其内能可能减小B．玻璃、石墨和金刚石都是晶体，石蜡是非晶体C．单晶体有固定的熔点，多晶体和非晶体没有固定的熔点D．当液体与大气相接触时，液体表面层内的分子所受其它分子作用力的合力总是指向液体内部E．空气的相对湿度定义为水的饱和蒸汽压与相同温度时空气中所含水蒸气的压强之比23.(多选)关于固体、液体性质，下列说法正确的是()A．晶体和非晶体在一定的条件下可以转化B．由于液体表面分子间距离大于液体内部分子间的距离，液面分子间只有引力，没有斥力，所以液体表面具有收缩的趋势C．当液晶中电场强度不同时，它对不同颜色的光吸收强度就不同D．蔗糖受潮后会粘在一起，没有确定的几何形状，它是非晶体24.(多选)下列说法中正确的是()A．气体放出热量，其分子的平均动能可能增大B．布朗运动不是液体分子的运动，但它可以说明分子在永不停息地做无规则运动C．当分子力表现为斥力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的减小而增大D．第二类永动机不违反能量守恒定律，但违反了热力学第一定律E．某气体的摩尔体积为v，每个分子的体积为v0，则阿伏加德罗常数可表示为N A＝25.(多选)绝热汽缸的质量为M，绝热活塞的质量为m，活塞与汽缸壁之间无摩擦且不漏气，汽缸中密封一部分理想气体，最初汽缸被销钉固定在足够长的光滑固定斜面上．如图所示，现拔去销钉，让汽缸在斜面上自由下滑，当活塞与汽缸相对静止时，被封气体与原来汽缸静止在斜面上时相比较，以下说法正确的是()A．气体的压强不变B．气体的内能减少C．气体的温度升高D．气体的体积增大26.(多选)在用油膜法计算分子直径实验中，若已知该种油的摩尔质量为M，密度为ρ，油滴质量为m，油滴在液面上扩大后的最大面积为S，N A为阿伏加德罗常数．以上各物理量的单位，均为国际单位，那么下列各式正确的是()A．油分子直径d＝B．油分子直径d＝C．油滴所含的分子数N＝D．油滴所含的分子数N＝27.(多选)下列说法中正确的是()A．只要知道气体的摩尔体积和阿伏加德罗常数，就可以算出气体分子的体积B．悬浮在液体中的微粒足够小，来自各个方向的液体分子撞击的不平衡性使微粒的运动无规则C．由于液体表面分子间距离大于液体内部分子间的距离，液面分子间只有引力，没有斥力，所以液体表面具有收缩的趋势D．液晶既具有液体的流动性，又具有光学各向异性28.(多选)如图所示，一个导热汽缸竖直放置，汽缸内封闭有一定质量的气体，活塞与汽缸壁紧密接触，可沿汽缸壁无摩擦地上下移动．若大气压保持不变，而环境温度缓慢升高，在这个过程中()A．汽缸内每个分子的动能都增大B．封闭气体对外做功C．汽缸内单位体积内的分子数增多D．封闭气体吸收热量E．汽缸内单位时间内撞击活塞的分子数减少29.(多选)下列说法中正确的有()A．汽缸内的气体具有很大的压强，是因为气体分子间表现为斥力B．液体表面具有张力是因为液体表面层的分子间表现为引力C．晶体的物理性质具有各向异性是因为晶体内部微粒按一定规律排列的D．温度越高的物体，其内能一定越大、分子运动越剧烈30.(多选)关于一定量的气体，下列说法正确的是()A．气体体积指的是该气体所有分子能到达的空间的体积，而不是该气体所有分子体积之和B．气体分子热运动的剧烈程度增强时，气体的温度可能降低C．外界对气体做功时，其内能可能会减少D．气体在等温压缩的过程中一定放出热量E．在完全失重的情况下，气体对容器壁的压强为零《热学练习题》1.下列说法正确的是（）A．物体温度降低，其分子热运动的平均动能增大B．物体温度升高，其分子热运动的平均动能增大C．物体温度降低，其内能一定增大D．物体温度不变，其内能一定不变【答案】B【解析】温度是物体的分子平均动能的标志，温度升高，物体分子的平均动能一定增大，A错误，B正确；内能是所有分子的动能和势能的和，不仅与温度有关，还与物体的体积有关，只知道温度一个因素的变化情况，无法确定物体内能的变化，C、D错误。
专题53 气体定律与热力学定律-2019高考物理一轮复习专题详解(解析版)
知识回顾1．热力学定律2．理想气体的实验定律与状态方程例题分析【例1】(多选)一定量的理想气体从状态a开始，经历等温或等压过程ab、bc、cd、da回到原状态，其p －T图象如图所示，其中对角线ac的延长线过原点O.下列判断正确的是()A．气体在a、c两状态的体积相等B．气体在状态a时的内能大于它在状态c时的内能C．在过程cd中气体向外界放出的热量大于外界对气体做的功D．在过程da中气体从外界吸收的热量小于气体对外界做的功E．在过程bc中外界对气体做的功等于在过程da中气体对外界做的功【答案】ABE【例2】 如图所示，两汽缸A 、B 粗细均匀、等高且内壁光滑，其下部由体积可忽略的细管连通；A 的直径是B 的2倍，A 上端封闭，B 上端与大气连通；两汽缸除A 顶部导热外，其余部分均绝热．两汽缸中各有一厚度可忽略的绝热轻活塞a 、b ，活塞下方充有氮气，活塞a 上方充有氧气，当大气压为p 0，外界和汽缸内气体温度均为7℃且平衡时，活塞a 离汽缸顶的距离是汽缸高度的14，活塞b 在汽缸正中间．(1)现通过电阻丝缓慢加热氮气，当活塞b 恰好升至顶部时，求氮气的温度；(2)继续缓慢加热，使活塞a 上升，当活塞a 上升的距离是汽缸高度的116时，求氧气的压强．【解析】 (1)活塞b 升至顶部的过程中，活塞a 不动，活塞a 、b 下方的氮气经历等压过程．设汽缸A 的容积为V 0，氮气初态体积V 1，温度为T 1；末态体积为V 2，温度为T 2，据题意，汽缸B 的容积为V 04，由题给数据和盖—吕萨克定律有 V 1＝34V 0＋12 V 04＝78V 0① V 2＝34V 0＋14V 0＝V 0② V 1T 1＝V 2T 2③由①②③式和题给数据得T 2＝320 K ④规律总结解决理想气体三个实验定律的注意事项理想气体的三个实验定律是高考考查的主要内容，考查的频率很高，其中玻意耳定律考得最多，解决好此类问题应注意以下几点．①选定题意中的“一定量的气体”为研究对象；②注意分析可能的临界现象，确定其临界点，并分析临界点具有的物理意义．例如在临界点的两侧，气体可能有不同的变化规律；③确定研究对象的“变化过程”，并确定始、末状态的相应参量(p1、V1、T1)与(p2、V2、T2)，分析其恒定不变的参量，在变化的参量中，确定已知量与待求量；④选用相应的实验定律求解；⑤合理使用各物理量的单位，p、V的单位只要始末状态统一即可，但T的单位必须用“K”．专题练习1.(多选)(2017年长沙模拟)如图所示，质量为M的绝热活塞把一定质量的理想气体密封在竖直放置的绝热汽缸内．活塞可在汽缸内无摩擦滑动．现通过电热丝对理想气体十分缓慢地加热．设汽缸处在大气中，大气压强恒定．经过一段较长时间后，下列说法正确的是()A．汽缸中气体的压强比加热前要大B．汽缸中气体的压强保持不变C．汽缸中气体的体积比加热前要大D．汽缸中气体的内能可能和加热前一样大E．活塞在单位时间内受汽缸中分子撞击的次数比加热前要少【答案】：BCE2 . 如图所示为一定质量的理想气体在p－V图象中的等温变化图线，A、B是双曲线上的两点，△OAD和△OBC的面积分别为S1和S2，则()A．S1<S2 B．S1＝S2C．S1>S2 D．S1与S2的大小关系无法确定【答案】B【解析】△OBC的面积为OC·BC=p B V B，同理△OAD的面积为p A V A，而A、B为等温线上的两点，即p A V A=p B V B，所以，两个三角形的面积相等，故B正确，ACD错误。
高考物理一轮复习 考点集训(五十)第2节 热力学定律 能量守恒定律(含解析)-人教版高三全册物理试题
考点集训(五十) 第2节热力学定律能量守恒定律A组1．(多项选择)关于物体的内能，如下说法不正确的答案是( )A．温度相等的1 kg和100 g的水内能一样B．物体内能增加，一定要从外界吸收热量C．热量只能从内能多的物体转移到内能少的物体D．在一样物态下，同一物体温度降低，它的内能会减少[答案] ABC2．如下列图，水平放置的封闭绝热汽缸，被一锁定的绝热活塞分为体积相等的a、b 两局部．a局部气体为1 mol氧气，b局部气体为2 mol氧气，两局部气体温度相等，均可视为理想气体．解除锁定，活塞滑动一段距离后，两局部气体各自再次达到平衡态时，它们的体积分别为V a、V b，温度分别为T a、T b.如下说法正确的答案是( )A．V a>V b，T a>T bB．V a>V b，T a<T bC．V a<V b，T a<T bD．V a<V b，T a>T b[解析] a、b两局部的体积相等，温度相等，a局部气体为1 mol氧气，b局部气体为2 mol氧气，所以b局部气体分子更加稠密，压强更大．解除锁定后，活塞向a方向移动，所以V a<V b.根据热力学第一定律：ΔU＝W＋Q，由于活塞绝热，Q＝0，对于a局部气体，外界对其做功，内能增加，温度升高．对于b局部的气体，对外做功，内能减少，温度降低．所以T a>T b，应当选项D正确．[答案]D3．关于能源的利用中，如下说法不正确的答案是( )A．自然界的能量守恒，所以不需要节约能源B．煤炭和石油产品燃烧会造成空气污染和温室效应C．能量耗散明确能源的利用是有条件的，也是有代价的D．一座城市的能量耗散使其环境温度略高于周围农村的温度[解析] 能源不是能量，自然界的能量是守恒的，但是能源是有限的，故需要节约能源，A错误；根据能源消耗后是否造成环境污染可分为污染型能源和清洁型能源，污染型能源包括煤炭、石油等，燃烧后产生的大量含硫化合物和二氧化碳，会造成空气污染和温室效应，B正确；能量耗散明确能源的利用是有条件的，也是有代价的，C正确；能量耗散使除内能外的其他能转化为内能，故一座城市的能量耗散使其环境温度略高于周围农村的环境温度，D正确．[答案] A4．(多项选择)如下表示和热力学定律相关，其中正确的答案是( )A．能量耗散是从能量转化的角度反映出自然界中的宏观过程具有方向性B．对某物体做功，必定会使该物体的内能增加C．第二类永动机不违背能量守恒定律，但违背了热力学第一定律D．自发的热传递过程是向着分子热运动无序性增大的方向进展的[解析] 能量耗散反映了能量转化的方向性，A正确；由热力学第一定律知，改变物体内能的方式有两种，分别为做功和热传递，对某物体做功的同时，该物体向外传递能量，如此该物体的内能可能减少，所以B错误；第二类永动机不违背能量守恒定律，但违背热力学第二定律，C错误；根据热力学第二定律可知，自然发生的热传递过程是向着分子热运动无序性增大的方向进展的，故D正确．[答案] AD5．(多项选择)如下说法中错误的答案是( )A．一定量气体经过不同物理过程而温度没有改变，气体与外界可以不做功B．功可以全部转化为热量，热量也可以全部转化为功C．第二类永动机无法制成是因为它违背了热力学第一定律D．在孤立系统中，一个自发的过程熵总是向减少的方向进展[解析] 一定量的气体可以先吸热而后又放热，最后温度保持不变，A正确；功可以全部转化为热量，但热量不可以全部转化为功而不引起其他变化，B错误；第二类永动机无法制成是因为它违背了热力学第二定律，C错误；在任何自然过程中，一个孤立系统的熵总是增加的，D错误．[答案] BCD6．如下列图，在上端有活塞的厚玻璃管底部，放一小块硝化棉，用手很快地向下压缩，管内的硝化棉会燃烧．在下压过程中，厚玻璃管中气体的体积减小，压强________，温度________．[解析] 压缩玻璃筒内的空气，气体的压强变大，机械能转化为筒内空气的内能，空气的内能增加，温度升高，当达到棉花的燃点后，棉花会燃烧．[答案] 变大升高B组7．(多项选择)如下列图，吊在天花板下的导热汽缸中有一个可无摩擦上下移动且不漏气的活塞A，活塞A的下面吊着一个重物，汽缸中封闭着一定量的理想气体．起初各局部均静止不动，外界大气压保持不变，针对汽缸内的气体，当状态缓慢发生变化时，如下判断正确的答案是( )A．迅速向下拉动活塞，缸内气体温度降低B．当活塞向下移动时，外界一定对气体做正功C．假设汽缸导热良好，保持环境温度不变，缓慢增加重物的质量，气体一定会吸热D．环境温度升高，气体的压强一定增大[解析] 迅速向下拉动活塞，缸内气体对外做功且来不与吸热，气体内能减小，所以温度降低，故A正确；当活塞向下移动时，气体对外界做功，外界对气体做负功，故B错误；假设汽缸导热良好，保持环境温度不变，缓慢增加重物的质量，活塞下降，气体体积增加，对外做功，而内能不变，由热力学第一定律知气体一定会吸热，故C正确；以活塞为研究对象pS＋mg＝p0S，假设环境温度升高，气体的压强不变，故D错误．[答案]AC8．如下列图，汽缸内封闭一定质量的某种理想气体，活塞通过滑轮和一重物连接并保持平衡，活塞距缸口0.2 m，活塞面积10 cm2，大气压强1.0×105Pa，物重50 N，活塞质量与一切摩擦不计，缓慢升高环境温度，使活塞刚好升到缸口，封闭气体吸收了60 J的热量，如此封闭气体的压强将________(填“增大〞“减小〞或“不变〞)，气体内能变化量为________ J.[解析] 汽缸内气体压强等于大气压与活塞对气体产生的压强之差，大气压不变，活塞产生的压强不变，如此气体压强不变；活塞向上移动时，气体对外做功W＝(p0S－mg)h＝50 N ×0.2 m＝10 J；气体吸收的热量Q＝60 J，由热力学第一定律可知，气体内能的变化量ΔU ＝Q－W＝60 J－10 J＝50 J.[答案] 不变509．如下列图，用横截面积为S的活塞在汽缸内封闭一定质量的空气，活塞质量为m.在活塞上施加恒力F缓慢推动活塞，使气体体积减小．(1)设上述过程中气体温度保持不变，如此汽缸内的气体压强________(选填“增大〞“减小〞或“不变〞)，按照分子动理论从微观上解释，这是因为__________________________________；(2)设上述过程中活塞下降的最大高度为Δh，气体放出的热量为Q，外界大气压强为p0，试求此过程中被封闭气体内能的变化ΔU＝________．[答案](1)增大体积减小，分子的密集程度增大，单位时间内撞击单位面积的分子数增多(2)(p0S＋mg＋F)Δh－Q10．如下列图为电冰箱的工作原理示意图．压缩机工作时，强迫制冷剂在冰箱内外的管道中不断循环．在蒸发器中制冷剂汽化吸收箱体内的热量，经过冷凝器时制冷剂液化，放出热量到箱体外．(1)(多项选择)如下说法正确的答案是________．A．热量可以自发地从冰箱内传到冰箱外B．冰箱的制冷系统能够不断地把冰箱内的热量传到外界，是因为其消耗了电能C．电冰箱的工作原理不违反热力学第一定律D．电冰箱的工作原理违反热力学第一定律(2)电冰箱的制冷系统从冰箱内吸收的热量与释放到外界的热量相比，有怎样的关系？[解析] (1)热力学第一定律是热现象中内能与其他形式能的转化规律，是能量守恒定律的具体表现，适用于所有的热学过程，故C项正确，D项错误；由热力学第二定律可知，热量不能自发地从低温物体传到高温物体，除非有外界的影响或帮助，电冰箱把热量从低温的内部传到高温的外部，需要压缩机的帮助并消耗电能，故B项正确，A项错误．(2)由热力学第一定律可知，电冰箱制冷系统从冰箱内吸收了热量，同时消耗了电能，释放到外界的热量比冰箱内吸收的热量多．[答案] (1)BC(2)见解析。
2019年高考物理一轮专题复习练习卷：功能关系与能量守恒定律
功能关系 能量守恒定律题型1 能量守恒定律1．(多选)下列关于能量守恒定律的认识正确的是( )A ．某种形式的能减少，一定存在其他形式的能增加B ．某个物体的能减少，必然有其他物体的能增加C ．不需要任何外界的动力而持续对外做功的机器——永动机不可能制成D ．石子从空中落下，最后停止在地面上，说明机械能消失了【答案】 ABC2．(多选) 关于能量守恒定律，下列说法中正确的是( )A ．能量能从一种形式转化为另一种形式，但不能从一个物体转移到另一个物体B ．能量的形式多种多样，它们之间可以相互转化C ．一个物体能量增加了，必然伴随着别的物体能量减少D ．能量守恒定律证明了能量既不会创生也不会消失【答案】 BCD3．力对物体做功100 J ，下列说法正确的是( )A ．物体具有的能量增加100 JB ．物体具有的能量减少100 JC ．有100 J 的能量发生了转化D ．产生了100 J 的能量【答案】 C4．质量为m 的物体，从静止开始以a ＝12g 的加速度竖直向下运动h ，下列说法中正确的是( )A ．物体的动能增加了12mghB ．物体的动能减少了12mghC ．物体的势能减少了12mghD ．物体的势能减少了mgh【答案】AD5．已知货物的质量为m ，在某段时间内起重机将货物以加速度a 加速升高h ，则在这段时间内，下列叙述正确的是(重力加速度为g )( )A ．货物的动能一定增加mah －mghB ．货物的机械能一定增加mahC ．货物的重力势能一定增加mahD ．货物的机械能一定增加mah ＋mgh【答案】D6．如图所示，在光滑四分之一圆弧轨道的顶端a 点，质量为m 的物块(可视为质点)由静止开始下滑，经圆弧最低点b 滑上粗糙水平面，圆弧轨道在b 点与水平轨道平滑相接，物块最终滑至c 点停止．若圆弧轨道半径为R ，物块与水平面间的动摩擦因数为μ，下列说法正确的是( )A ．物块滑到b 点时的速度为gRB ．物块滑到b 点时对b 点的压力是3mgC ．c 点与b 点的距离为R μD ．整个过程中物块机械能损失了mgR【答案】BCD7．如图所示，物体A 的质量为m ，置于水平地面上，A 的上端连一轻弹簧，原长为L ，劲度系数为k .现将弹簧上端B 缓慢地竖直向上提起，使B 点上移距离为L ，此时物体A 也已经离开地面，则下列说法中正确的是( )A ．提弹簧的力对系统做功为mgLB ．物体A 的重力势能增加mgLC ．系统增加的机械能小于mgLD ．以上说法都不正确【答案】C题型2 功能关系1．下列关于功和机械能的说法，正确的是( )A ．在有阻力作用的情况下，物体重力势能的减少量不等于重力对物体所做的功B ．合力对物体所做的功等于物体动能的改变量C ．物体的重力势能是物体与地球之间的相互作用能，其大小与势能零点的选取无关D ．运动物体动能的减少量一定等于其重力势能的增加量【答案】 B2．关于功和能的关系，下列说法正确的是( )A ．物体受拉力作用向上运动，拉力做的功是1 J ，则物体重力势能的增加量也是1 JB ．一个重10 N 的物体，在15 N 的水平拉力的作用下，分别在光滑水平面和粗糙水平面上发生相同的位移，拉力做的功相等C ．一辆汽车的速度从10 km/h 增加到20 km/h ，或从50 km/h 增加到60 km/h ，两种情况下牵引力做的功一样多D．“神舟十号”载人飞船的返回舱在大气层以外向着地球做无动力飞行的过程中，机械能增大【答案】B3. 某人掷铅球，出手时铅球的动能为150 J．关于人对铅球的做功情况和能量转化情况，下列说法正确的是() A．此人对铅球做了150 J的功，将体内的化学能转化为铝球的动能B．此人对铅球做的功无法计算C．此人对铅球没有做功，因此没有能量的转化D．此人对铅球做了150 J的功，将铅球的重力势能转化为铅球的动能【答案】A4. 从地面竖直上抛一个质量为m的小球，小球上升的最大高度为h.设上升和下降过程中空气阻力的大小恒定为F f.下列说法正确的是()A．小球上升的过程中动能减少了mghB．小球上升和下降的整个过程中机械能减少了F f hC．小球上升的过程中重力势能增加了mghD．小球上升的过程中动能减少了F f h【答案】 C5．用恒力F向上拉一物体，使其由地面处开始加速上升到某一高度．若该过程空气阻力不能忽略，则下列说法中正确的是()A．力F做的功和阻力做的功之和等于物体动能的增量B．重力所做的功等于物体重力势能的增量C．力F做的功和阻力做的功之和等于物体机械能的增量D．力F、重力、阻力三者的合力所做的功等于物体机械能的增量【答案】 C6．如图所示，在粗糙斜面顶端固定轻弹簧的一端，另一端挂一物体，物体在A点处于平衡状态。
高考物理一轮复习 专题54 热力学定律(讲)(含解析)-人教版高三全册物理试题
专题54 热力学定律1.知道改变内能的两种方式，理解热力学第一定律.2.知道与热现象有关的宏观物理过程的方向性，了解热力学第二定律.3.掌握能量守恒定律与其应用．1．物体内能的改变(1)做功是其他形式的能与内能的相互转化过程，内能的改变量可用做功的数值来量度．(2)热传递是物体间内能的转移过程，内能的转移量用热量来量度．2．热力学第一定律(1)内容：一个热力学系统的内能增量等于外界向它传递的热量与外界对它所做的功的和．(2)表达式：ΔU＝Q＋W.3．能量守恒定律(1)内容：能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到别的物体，在转化或转移的过程中，能量的总量不变，这就是能量守恒定律．(2)任何违背能量守恒定律的过程都是不可能的，不消耗能量而对外做功的第一类永动机是不可能制成的．4．热力学第二定律(1)两种表述①第一种表述：热量不能自发地从低温物体传到高温物体(克劳修斯表述)．②第二种表述：不可能从单一热库吸收热量，使之完全变成功，而不产生其他影响(开尔文表述)．(2)第二类永动机是指设想只从单一热库吸收热量，使之完全变为有用的功而不产生其他影响的热机．这类永动机不可能制成的原因是违背了热力学第二定律．考点一对热力学第一定律的理解与应用1．热力学第一定律不仅反映了做功和热传递这两种方式改变内能的过程是等效的，而且给出了内能的变化量和做功与热传递之间的定量关系．2．对公式ΔU ＝Q ＋W 符号的规定3.(1)假设过程是绝热的，如此Q ＝0，W ＝ΔU ，外界对物体做的功等于物体内能的增加量．(2)假设过程中不做功，即W ＝0，如此Q ＝ΔU ，物体吸收的热量等于物体内能的增加量．(3)假设过程的始末状态物体的内能不变，即ΔU ＝0，如此W ＋Q ＝0或W ＝－Q .外界对物体做的功等于物体放出的热量．★重点归纳★应用热力学第一定律应注意〔1〕热力学第一定律反映功、热量与内能改变量之间的定量关系：ΔU ＝W ＋Q ，使用时注意符号法如此(简记为：外界对系统取正，系统对外取负)．对理想气体，ΔU 仅由温度决定，W 仅由体积决定，绝热情况下，Q ＝0.〔2〕对于理想气体，可以直接根据温度的变化来确定内能的变化．吸、放热不能直接确定时，如此要放在最后，根据热力学第一定律来确定．必须指出的是，一般来说系统对外界做功，系统体积膨胀；外界对系统做功，系统体积如此被压缩．但在某些特定条件下，例如气体自由膨胀(外界为真空)时，气体就没有抑制外力做功．另外，在判断内能变化时，还必须结合物态变化以与能的转化与守恒来进展．★典型案例★如下说法正确的答案是〔填正确答案标号．局部选对得3分，全对得5分，每选错1个扣3分，最低得分为0分〕A ．第二类永动机不可能制成是因为它违反了能量守恒定律B ．在绝热条件下压缩理想气体，气体的内能一定增加C ．只要知道气体的摩尔体积和阿伏加德罗常数，就可以估算出气体分子的直径D ．一定质量的理想气体，压强不变、温度升高时，气体分子单位时间对气缸壁单位面积碰撞的次数将变少【答案】BD【解析】第二类永动机不可能制成是因为它违反了热力学第二定律，但是不违反能量守恒定律，选项A 错误；根据热力学第一定律可知：E W Q ∆=+，如此在绝热条件下压缩理想气体，Q =0,W >0,如此0E ∆>，即气体的内能一定增加，选项B 正确；只要知道气体的摩尔体积和阿伏加德罗常数，就可以估算出气体分子运动占据的空间的直径，选项C 错误；一定质量的理想气体，压强不变、温度升高时，气体的平均速率变大，如此气体分子单位时间对气缸壁单位面积碰撞的次数将变少，选项D 正确；应当选BD ．★针对练习1★一定质量的理想气体，当发生如下哪些状态变化时，能放出热量〔〕A ．体积不变，压强减小B ．压强不变，体积减小C ．温度不变，体积减少D ．温度不变，压强减小【答案】ABC 【名师点睛】注意此类题目经常把理想气体状态方程PV K T=与热力学第一定律E W Q ∆=+相结合，并要理解热力学第一定律中各个符号的物理意义。
2019年高考重点理综物理选编：热力学定律(解析版)
2019年高考重点理综物理选编：热力学定律（解析版）【一】单项选择题〔5〕一定质量的气体，不计分子之间作用力，在压缩过程中与外界没有热交换，那么()A. 外界对气体做功，温度降低，内能减小B. 外界对气体做功，温度升高，内能增大C. 气体对外界做功，温度降低，内能增大D. 气体对外界做功，温度升高，内能减小·B关于能量转化与守恒的理解，以下说法中正确的选项是()A. 凡是能量守恒的过程就一定会发生B. 摩擦生热的过程是不可逆过程C. 空调机既能致热又能制冷，说明热传递不存在方向性D. 由于能量的转化过程符合能量守恒定律，所以不会发生能源危机·B·解：A、各种物理过程能量是守恒的，但是自然界的宏观过程具有方向性，故A错误；B、通过摩擦生热，能量耗散了，即能量可以利用的品质降低了，这是不可逆过程，故B正确；C、空调机既能致热又能制冷，但是要耗电，即热传递有方向性，热量只能自发地由高温物体传向低温物体，故C错误；D、虽然总能量守恒，但随着能量耗散，能量可以利用的品质降低了，故D 错误；应选B、热力学第二定律反映了自然界的宏观过程具有方向性，虽然总能量守恒，但能量可以利用的品质降低了．此题关键是根据热力学第二定律进行分析，即能量虽然守恒，但热过程具有方向性，故热机的效率一定小于百分之百．以下说法正确的选项是()A. 液体分子的无规那么运动称为布朗运动B. 物体从外界吸收热量，其内能一定增加C. 物体温度升高，其中每个分子热运动的动能均增大D. 气体压强产生的原因是大量气体分子对器壁的持续频繁的撞击·D关于热现象，以下说法正确的选项是()A. 物体温度不变，其内能一定不变B. 物体温度升高，其分子热运动的平均动能一定增大C. 外界对物体做功，物体的内能一定增加D. 物体放出热量，物体的内能一定减小·B·解：A、物体的内能与物体的体积、温度、摩尔数等因素都有关，所以温度不变，其内能不一定不变。
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一、选择题
1．下列对热学相关知识的判断中正确的是( )
A．对一定质量的气体加热，其内能一定增大
B．物体温度升高时，物体内的每个分子的速率都将增大
C．对一定质量的理想气体，当它的压强、体积都增大时，其内能一定增大
D．功转化为热的实际宏观过程是不可逆过程
E．自然界中的能量虽然是守恒的，但有的能量便于利用，有的不便于利用，故要节
约能源
解析：气体内能变化由做功和热传递共同决定，A错误；温度升高，分子的平均动能
增大，部分分子速率也会减小，B错误；理想气体压强和体积增大，温度一定增大，
内能一定增大，C正确；一切涉及热现象的宏观过程都是不可逆的，D正确；自然界
中的能量在数量上是守恒的，但能量在转化过程中，品质逐渐降低，可利用的能源
在逐渐减少，故要节约能源，E正确．
答案：CDE
2．关于物体的内能，以下说法中正确的是( )
A．物体吸收热量，内能一定增大
B．物体放出热量，同时对外做功，内能一定减少
C．物体体积改变，内能可能不变
D．不可能从单一热源吸收热量，使之完全变为功
E．质量相同的0 ℃的水的内能比0 ℃的冰的内能大
解析：物体吸收热量，若同时对外做功，其内能可能减少，选项A错误；根据热力
学第一定律，物体放出热量，同时对外做功，内能一定减少，选项B正确；物体体
积改变，例如理想气体体积改变，只要温度不变，其内能不变，选项C正确；可以
从单一热源吸收热量，使之完全变为功，但是会引起其他变化，选项D错误；0 ℃的
水变成0 ℃的冰需要放出热量，故质量相同的0 ℃的水的内能比0 ℃的冰的内能大，
选项E正确．