【紅對(duì)勾】2020高考物理 熱力學(xué)定律和能量守恒課時(shí)作業(yè)

1、課時(shí)作業(yè)34熱力學(xué)定律和能量守恒 時(shí)間：45分鐘滿分：100分一、選擇題(8864)1下列說法中正確的是()A任何物體的內(nèi)能就是組成物體的所有分子熱運(yùn)動(dòng)動(dòng)能的總和B只要對(duì)內(nèi)燃機(jī)不斷改進(jìn)，就可以把內(nèi)燃機(jī)得到的全部?jī)?nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能C做功和熱傳遞在改變內(nèi)能的方式上是不同的D滿足能量守恒定律的物理過程都能自發(fā)進(jìn)行解析：物體的內(nèi)能是物體內(nèi)所有分子動(dòng)能和分子勢(shì)能的總和，所以A選項(xiàng)錯(cuò)誤將內(nèi)能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能而不引起其他變化是不可能的，B選項(xiàng)錯(cuò)誤在熱力學(xué)第二定律中，熱傳導(dǎo)是有方向性的，不違背能量轉(zhuǎn)化和守恒定律，但不能自發(fā)進(jìn)行，D選項(xiàng)錯(cuò)誤做功和熱傳遞是改變內(nèi)能的兩種方式，C選項(xiàng)正確答案：C2如圖1，某同學(xué)將空的

2、薄金屬筒開口向下壓入水中設(shè)水溫均勻且恒定，筒內(nèi)空氣無泄漏，不計(jì)氣體分子間相互作用，被淹沒的金屬筒在緩慢下降過程中，筒內(nèi)空氣體積減小，則()圖1A從外界吸熱B內(nèi)能增大C向外界放熱D內(nèi)能減小解析：水溫恒定且金屬筒緩慢下降，則空氣的溫度始終不變，氣體的內(nèi)能不變，B、D錯(cuò)誤筒內(nèi)空氣體積減小，外界對(duì)氣體做功，由熱力學(xué)第一定律，氣體必須向外界放熱，A錯(cuò)誤，所以C正確答案：C3圖2為電冰箱的工作原理示意圖壓縮機(jī)工作時(shí)，強(qiáng)迫制冷劑在冰箱內(nèi)外的管道中不斷循環(huán)在蒸發(fā)器中制冷劑汽化吸收箱體內(nèi)的熱量，經(jīng)過冷凝器時(shí)制冷劑液化，放出熱量到箱體外，下列說法正確的是()圖2A熱量可以自發(fā)地從冰箱內(nèi)傳到冰箱外B電冰箱的制冷系統(tǒng)

3、能夠不斷地把冰箱內(nèi)的熱量傳到外界，是因?yàn)槠湎牧穗娔蹸電冰箱的工作原理不違反熱力學(xué)第二定律D電冰箱的工作原理違反熱力學(xué)第一定律解析：在電冰箱的熱量傳遞過程中是由于壓縮機(jī)消耗電能做功才使熱量從冰箱內(nèi)傳到冰箱外，并不是自發(fā)地進(jìn)行，所以A項(xiàng)錯(cuò)誤，B項(xiàng)正確電冰箱的工作原理不違反熱力學(xué)第二定律和能量守恒定律，所以C項(xiàng)正確，D項(xiàng)錯(cuò)誤答案：BC4一定質(zhì)量的理想氣體，從某一狀態(tài)開始，經(jīng)過一系列變化后又回到開始的狀態(tài)，用W1表示外界對(duì)氣體做的功，W2表示氣體對(duì)外界做的功，Q1表示氣體吸收的熱量，Q2表示氣體放出的熱量，則在整個(gè)過程中一定有()AQ1Q2W2W1BQ1Q2CW1W2 DQ1Q2解析：理想氣體的初態(tài)

4、和末態(tài)相同，則溫度相同，理想氣體的內(nèi)能變化為零由熱力學(xué)第一定律：UW總Q總(W1W2)(Q1Q2)，0(W1W2)(Q1Q2)，所以W2W1Q1Q2，所以A選項(xiàng)正確答案：A圖35如圖3所示，密閉絕熱容器內(nèi)有一絕熱的具有一定質(zhì)量的活塞，活塞的上部封閉著氣體，下部為真空，活塞與器壁的摩擦忽略不計(jì)置于真空中的輕彈簧的一端固定于容器的底部，另一端固定在活塞上彈簧被壓縮后用繩扎緊，此時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能為Ep(彈簧處在自然長(zhǎng)度時(shí)的彈性勢(shì)能為零)現(xiàn)繩突然斷開，彈簧推動(dòng)活塞向上運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過多次往復(fù)運(yùn)動(dòng)后活塞靜止，氣體達(dá)到平衡態(tài)經(jīng)過此過程()AEp全部轉(zhuǎn)換為氣體的內(nèi)能BEp一部分轉(zhuǎn)換成活塞的重力勢(shì)能，其余部分仍為彈

5、簧的彈性勢(shì)能CEp全部轉(zhuǎn)換成活塞的重力勢(shì)能和氣體的內(nèi)能DEp一部分轉(zhuǎn)換成活塞的重力勢(shì)能，一部分轉(zhuǎn)換為氣體的內(nèi)能，其余部分仍為彈簧的彈性勢(shì)能解析：依題可知，斷開繩子，活塞最終靜止后的位置高于初始位置，Ep的能量轉(zhuǎn)化有三種形式：活塞的重力勢(shì)能、氣體的內(nèi)能及彈簧的彈性勢(shì)能，故D正確答案：D圖46(2020廣東高考)圖4是密閉的氣缸，外力推動(dòng)活塞P壓縮氣體，對(duì)缸內(nèi)氣體做功800J，同時(shí)氣體向外界放熱200J，缸內(nèi)氣體的()A溫度升高，內(nèi)能增加600JB溫度升高，內(nèi)能減少200JC溫度降低，內(nèi)能增加600JD溫度降低，內(nèi)能減少200J解析：由熱力學(xué)第一定律知：UQW800 J200 J600 J，所以內(nèi)

6、能增加600 J，溫度升高，選項(xiàng)A正確答案：A圖57(2020全國(guó)卷)如圖5，一絕熱容器被隔板K隔開成a、b兩部分已知a內(nèi)有一定量的稀薄氣體，b內(nèi)為真空抽開隔板K后，a內(nèi)氣體進(jìn)入b，最終達(dá)到平衡狀態(tài)在此過程中()A氣體對(duì)外界做功，內(nèi)能減少B氣體不做功，內(nèi)能不變C氣體壓強(qiáng)變小，溫度降低D氣體壓強(qiáng)變小，溫度不變解析：由于b內(nèi)為真空，容器絕熱，所以a內(nèi)氣體進(jìn)入b時(shí)不做功，且內(nèi)能不變，溫度不變，選項(xiàng)B正確，A、C錯(cuò)誤；根據(jù)氣體壓強(qiáng)微觀解釋可知，氣體等溫膨脹，則壓強(qiáng)變小，選項(xiàng)D正確答案：BD8(2020重慶高考)給旱區(qū)送水的消防車停于水平地面在緩慢放水過程中，若車胎不漏氣，胎內(nèi)氣體溫度不變，不計(jì)分子間勢(shì)

7、能，則胎內(nèi)氣體()A從外界吸熱 B對(duì)外界做負(fù)功C分子平均動(dòng)能減小 D內(nèi)能增加解析：緩慢放水過程中，胎內(nèi)氣體體積增大、溫度不變，內(nèi)能不變，分子平均動(dòng)能不變，選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤；由體積增大可知?dú)怏w對(duì)外界做功，或克服外界做功，選項(xiàng)B錯(cuò)誤由熱力學(xué)第一定律可知?dú)怏w從外界吸熱，選項(xiàng)A正確答案：A二、計(jì)算題(31236)9(2020山東高考)一定質(zhì)量的理想氣體由狀態(tài)A經(jīng)狀態(tài)B變?yōu)闋顟B(tài)C，其中AB過程為等壓變化，BC過程為等容變化已知VA0.3 m3，TATC300K，TB400 K.(1)求氣體在狀態(tài)B時(shí)的體積(2)說明BC過程壓強(qiáng)變化的微觀原因(3)設(shè)AB過程氣體吸收熱量為Q1，BC過程氣體放出熱量為Q2，比

8、較Q1、Q2的大小并說明原因解析：(1)設(shè)氣體在B狀態(tài)時(shí)的體積為VB，由蓋呂薩克定律得代入數(shù)據(jù)得VB0.4 m3.(2)微觀原因：氣體體積不變，分子密集程度不變，溫度變化(降低)，氣體分子平均動(dòng)能變化(減小)，導(dǎo)致氣體壓強(qiáng)變化(減小)(3)Q1大于Q2；因TATC，故AB增加的內(nèi)能與BC減少的內(nèi)能相同，而AB過程氣體對(duì)外做正功，BC過程氣體不做功，由熱力學(xué)第一定律可知Q1大于Q2.答案：(1)0.4 m3(2)見解析(3)Q1Q2，原因見解析圖610如圖6所示，兩個(gè)可導(dǎo)熱的氣缸豎直放置，它們的底部由一細(xì)管連通(忽略細(xì)管的容積)兩氣缸各有一活塞，質(zhì)量分別為m1和m2，活塞與氣缸壁無摩擦活塞的下方

9、為理想氣體，上方為真空當(dāng)氣體處于平衡狀態(tài)時(shí)，兩活塞位于同一高度h.(已知m13m，m22m)(1)在兩活塞上同時(shí)各放一質(zhì)量為m的物塊，求氣體再次達(dá)到平衡后兩活塞的高度差(假定環(huán)境的溫度始終保持為T0)(2)在達(dá)到上一問的終態(tài)后，環(huán)境溫度由T0緩慢上升到T，試問在這個(gè)過程中，氣體對(duì)活塞做了多少功？氣體是吸收還是放出了熱量？(假定在氣體狀態(tài)變化過程中，兩物塊均不會(huì)碰到氣缸頂部)解析：(1)設(shè)左、右活塞的面積分別為A和A.由于氣體處于平衡狀態(tài)，故兩活塞對(duì)氣體的壓強(qiáng)相等，即由此得AA在兩個(gè)活塞上各加一質(zhì)量為m的物塊后，右活塞降至氣缸底部，所有氣體都在左氣缸中在初態(tài)，氣體的壓強(qiáng)為，體積為；在末態(tài)，氣體的

10、壓強(qiáng)為，體積為(x為左活塞的高度)由波意耳馬略特定律得5Ah3Ax由上式解得xh即兩活塞的高度差為h.(2)當(dāng)溫度由T0上升到T時(shí)，氣體的壓強(qiáng)始終為.設(shè)x是溫度達(dá)到T時(shí)左活塞的高度，由蓋呂薩克定律得xx氣體對(duì)活塞做的功為WFs4mgh(1)5mgh(1)在此過程中氣體吸收熱量答案：(1)h(2)5mgh(1)吸收熱量11現(xiàn)有m0.90 kg的硝酸甘油C3H5(NO3)3被密封于體積V04.0103 m3的容器中，在某一時(shí)刻被引爆，瞬間發(fā)生劇烈的化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)的產(chǎn)物全是氮、氧等氣體假設(shè)：反應(yīng)中每消耗1 kg硝酸甘油釋放能量U6.00106 J；反應(yīng)產(chǎn)生的全部混合氣體溫度升高1 K所需能量Q1.00103 J；這些混合氣體滿足理想氣體狀態(tài)方程C(恒量)，其中恒量C240