2019人教版高三物理热力学定律与能量守恒定律练习含解析.doc

天添资源网 http://www.ttzyw.com/‎ 课时分层集训(三十七)　热力学定律与能量守恒定律 ‎(限时：40分钟)‎ ‎(对应学生用书第343页)‎ 对热力学第一定律、第二定律的理解 ‎1．(2018·杭州模拟)关于热力学第一定律和热力学第二定律，下列论述正确的是(　　)‎ A．一定质量的理想气体经历一缓慢的绝热膨胀过程，气体的内能增大 B．热力学第一定律也可表述为第一类永动机不可能制成 C．气体向真空的自由膨胀是不可逆的 D．热力学第二定律可描述为“不可能使热量由低温物体传递到高温物体”‎ E．‎1 kg的‎0 ℃‎的冰比‎1 kg的‎0 ℃‎的水的内能小些 BCE　[一定质量的理想气体经历一缓慢的绝热膨胀过程，则Q＝0，W＜0，根据ΔU＝W＋Q可知，气体的内能减小，选项A错误；热力学第一定律也可表述为第一类永动机不可能制成，选项B正确；热力学第二定律表明：自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性，是不可逆的，选项C正确；热力学第二定律可描述为“不可能使热量由低温物体传递到高温物体，而不引起其他变化”，选项D错误；‎1 kg的‎0 ℃‎的冰变成‎1 kg的‎0 ℃‎的水要吸收热量，所以选项E正确．]‎ ‎2．对于一定量的理想气体，下列说法正确的是(　　) ‎ ‎【导学号：84370515】‎ A．当气体温度变化时，气体内能一定变化 B．若气体的内能不变，其状态也一定不变 ‎ C．若气体的压强和体积都不变，其内能也一定不变 D．若气体的温度随时间不断升高，其压强也一定不断增大 E．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 ACE　‎ 天添资源网 http://www.ttzyw.com/‎ 天添资源网 http://www.ttzyw.com/‎ ‎[理想气体的内能只由温度决定，当气体温度变化时，气体内能一定变化，选项A正确；若气体的内能不变，则气体的温度不变，气体的压强与体积可能发生变化，气体的状态可能变化，选项B错误；由理想气体状态方程＝C可知，如果气体的压强和体积都不变时，则温度也不变，而理想气体的内能只由温度决定，所以内能也不改变，选项C正确；如果气体的温度升高，同时体积增大，其压强可能增大、不变或减小，选项D错误；气体温度升高1 K代表增加一定量内能，由热力学第一定律ΔU＝W＋Q知，热量Q与W有关，选项E正确．]‎ ‎3．(2017·全国Ⅲ卷)如图1337所示，一定质量的理想气体从状态a出发，经过等容过程ab到达状态b，再经过等温过程bc到达状态c，最后经等压过程ca回到状态a.下列说法正确的是(　　)‎ 图1337‎ A．在过程ab中气体的内能增加 B．在过程ca中外界对气体做功 C．在过程ab中气体对外界做功 D．在过程bc中气体从外界吸收热量 E．在过程ca中气体从外界吸收热量 ABD　[ab过程是等容变化，ab过程压强增大，温度升高，气体内能增大，选项A正确；而由于体积不变，气体对外界不做功，选项C错误．ca过程是等压变化，体积减小，外界对气体做功，选项B正确；体积减小过程中，温度降低，内能减小，气体要放出热量，选项E错误．bc过程是等温变化，内能不变，体积增大，气体对外界做功，则需要吸收热量，选项D正确．]‎ ‎4．一定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pT图象如图1338所示．下列判断正确的是(　　)‎ 天添资源网 http://www.ttzyw.com/‎ 天添资源网 http://www.ttzyw.com/‎ 图1338‎ A．过程ab中气体一定吸热 B．过程bc中气体既不吸热也不放热 C．过程ca中外界对气体所做的功等于气体所放的热 D．a、b和c三个状态中，状态a分子的平均动能最小 E．b和c两个状态中，容器壁单位面积单位时间内受到气体分子撞击的次数不同 ADE　[由p T图象可知过程ab是等容变化，温度升高，内能增加，体积不变，由热力学第一定律可知过程ab一定吸热，选项A正确；过程bc温度不变，即内能不变，由于过程bc体积增大，所以气体对外做功，由热力学第一定律可知，气体一定吸收热量，选项B错误；过程ca压强不变，温度降低，内能减少，体积减小，外界对气体做功，由热力学第一定律可知，放出的热量一定大于外界对气体做的功，选项C错误；温度是分子平均动能的标志，由p T图象可知，a状态气体温度最低，则分子平均动能最小，选项D正确；b、c两状态温度相等，分子平均动能相等，由于压强不相等，所以单位面积单位时间内受到气体分子撞击的次数不同，选项E正确．]‎ 热力学定律与气体实验定律的综合 ‎5．某种一定质量的理想气体从状态a开始，经过三个过程ab、bc、ca回到原状态．如图1339所示，状态a时体积是‎1 m3‎，压强是1.0×105Pa，温度是300 K，求：‎ 图1339‎ ‎(1)气体从c→a过程外界对气体做功多少？‎ ‎(2)说明b→c过程气体吸热小于1.5×105 J.‎ ‎[解析](1)c→a过程为等压变化 天添资源网 http://www.ttzyw.com/‎ 天添资源网 http://www.ttzyw.com/‎ Tc＝600 K　Va＝‎1 m3‎　Ta＝300 K ＝　解得Vc＝‎‎2 m3‎ W＝pΔV＝1×105 J.‎ ‎(2)b→c过程为等温变化 W′＝×(2＋1)×105×1 J＝1.5×105 J＞W ΔU＝Q＋W，温度不变ΔU＝0‎ 气体吸热Q＝|W|＜1.5×105 J.‎ ‎[答案](1)1×105 J (2)见解析 ‎6．如图13310所示，在竖直放置的圆柱形容器内用质量为m的活塞密封一部分气体，活塞与容器壁间能无摩擦滑动，容器的横截面积为S.开始时气体的温度为T0，活塞与容器底的距离为h0.现将整个装置放在大气压恒为p0的空气中，当气体从外界吸收热量Q后，活塞缓慢上升d后再次平衡，重力加速度为g.求：‎ 图13310‎ ‎(1)外界空气的温度是多少； ‎ ‎(2)在此过程中的密闭气体的内能增加了多少．‎ ‎[解析](1)取密闭气体为研究对象，活塞上升过程为等压变化，由盖—吕萨克定律有＝ 得外界温度T＝T0＝T0＝T0.‎ ‎(2)活塞上升过程，密闭气体克服大气压力和活塞的重力做功，所以外界对系统做的功W＝－(mg＋p0S)d 天添资源网 http://www.ttzyw.com/‎ 天添资源网 http://www.ttzyw.com/‎ 根据热力学第一定律得密闭气体增加的内能 ΔU＝Q＋W＝Q－(mg＋p0S)d.‎ ‎[答案](1)T0　(2)Q－(mg＋p0S)d 天添资源网 http://www.ttzyw.com/‎