（北京專用）2019版高考物理一輪復(fù)習(xí) 第十四章 熱學(xué) 第2講 熱力學(xué)定律與能量守恒檢測(cè)

1、（北京專用）2019版高考物理一輪復(fù)習(xí) 第十四章 熱學(xué) 第2講 熱力學(xué)定律與能量守恒檢測(cè)第2講熱力學(xué)定律與能量守恒基礎(chǔ)鞏固1.(2017北京東城一模,13)能直接反映分子平均動(dòng)能大小的宏觀物理量是()A.物體的溫度B.物體的體積C.物體的壓強(qiáng)D.物體所含分子數(shù)2.(2015北京理綜,13,6分)下列說(shuō)法正確的是()A.物體放出熱量,其內(nèi)能一定減小B.物體對(duì)外做功,其內(nèi)能一定減小C.物體吸收熱量,同時(shí)對(duì)外做功,其內(nèi)能可能增加D.物體放出熱量,同時(shí)對(duì)外做功,其內(nèi)能可能不變3.(2017北京西城一模,13)下列說(shuō)法正確的是()A.液體分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)稱為布朗運(yùn)動(dòng)B.兩分子間距離減小,分子間的引力和斥

2、力都減小C.熱力學(xué)溫度T與攝氏溫度t的關(guān)系是T=t+273.15KD.物體對(duì)外做功,其內(nèi)能一定減小4.(2013北京理綜,13,6分)下列說(shuō)法正確的是()A.液體中懸浮微粒的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)稱為布朗運(yùn)動(dòng)B.液體分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)稱為布朗運(yùn)動(dòng)C.物體從外界吸收熱量,其內(nèi)能一定增加D.物體對(duì)外界做功,其內(nèi)能一定減少5.(2017北京豐臺(tái)二模,13)下列說(shuō)法中不正確的是()A.布朗運(yùn)動(dòng)不是分子的熱運(yùn)動(dòng)B.物體的溫度越高,分子熱運(yùn)動(dòng)越劇烈,分子的平均動(dòng)能越大C.當(dāng)分子間距離增大時(shí),分子間的引力和斥力都增大D.氣體壓強(qiáng)產(chǎn)生的原因是大量氣體分子對(duì)器壁持續(xù)頻繁地撞擊6.(2017北京石景山一模,14)快遞公司用密封

3、性好、充滿氣體的塑料袋包裹易碎品,如圖所示。假設(shè)袋內(nèi)氣體與外界沒(méi)有熱交換,當(dāng)充氣袋四周被擠壓時(shí),袋內(nèi)氣體()A.對(duì)外界做負(fù)功,內(nèi)能增大B.對(duì)外界做負(fù)功,內(nèi)能減小C.對(duì)外界做正功,內(nèi)能增大D.對(duì)外界做正功,內(nèi)能減小7.如圖是密閉的汽缸,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綜合提能1.如圖,用隔板將一絕熱汽缸分成兩部分,隔板左側(cè)充有理想氣體,隔板右側(cè)與絕熱活塞之間是真空?，F(xiàn)將隔板抽開(kāi),氣體會(huì)自發(fā)擴(kuò)散至整個(gè)汽缸。待氣體達(dá)到穩(wěn)定后

4、,緩慢推壓活塞,將氣體壓回到原來(lái)的體積。假設(shè)整個(gè)系統(tǒng)不漏氣。下列說(shuō)法正確的是()A.氣體自發(fā)擴(kuò)散前后內(nèi)能相同B.氣體在被壓縮的過(guò)程中內(nèi)能增大C.在自發(fā)擴(kuò)散過(guò)程中,氣體對(duì)外界做功D.氣體在被壓縮的過(guò)程中,外界對(duì)氣體做功E.氣體在被壓縮的過(guò)程中,氣體分子的平均動(dòng)能不變2.景頗族的祖先發(fā)明的點(diǎn)火器如圖所示,用牛角做套筒,木制推桿前端粘著艾絨。猛推推桿,艾絨即可點(diǎn)燃。對(duì)筒內(nèi)封閉的氣體,在此壓縮過(guò)程中()A.氣體溫度升高,壓強(qiáng)不變B.氣體溫度升高,壓強(qiáng)變大C.氣體對(duì)外界做正功,氣體內(nèi)能增加D.外界對(duì)氣體做正功,氣體內(nèi)能減少3.如圖為某種椅子與其升降部分的結(jié)構(gòu)示意圖,M、N兩筒間密閉了一定質(zhì)量的氣體,M可

5、沿N的內(nèi)壁上下滑動(dòng)。設(shè)筒內(nèi)氣體不與外界發(fā)生熱交換,在M向下滑動(dòng)的過(guò)程中()A.外界對(duì)氣體做功,氣體內(nèi)能增大B.外界對(duì)氣體做功,氣體內(nèi)能減小C.氣體對(duì)外界做功,氣體內(nèi)能增大D.氣體對(duì)外界做功,氣體內(nèi)能減小4.(2017北京朝陽(yáng)二模,24,20分)科學(xué)精神的核心是對(duì)未知的好奇與探究。小君同學(xué)想尋找教科書中“溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志”這一結(jié)論的依據(jù)。她以氦氣為研究對(duì)象進(jìn)行了一番探究。經(jīng)查閱資料得知:第一,理想氣體的模型為氣體分子可視為質(zhì)點(diǎn),分子間除了相互碰撞外,分子間無(wú)相互作用力;第二,一定質(zhì)量的理想氣體,其壓強(qiáng)p與熱力學(xué)溫度T的關(guān)系式為p=nkT,式中n為單位體積內(nèi)氣體的分子數(shù),k為常數(shù)。她猜想氦

6、氣分子的平均動(dòng)能可能跟其壓強(qiáng)有關(guān)。她嘗試從理論上推導(dǎo)氦氣的壓強(qiáng),于是建立如下模型:如圖所示,正方體容器靜止在水平面上,其內(nèi)密封著理想氣體氦氣,假設(shè)每個(gè)氦氣分子的質(zhì)量為m,氦氣分子與器壁各面碰撞的機(jī)會(huì)均等;與器壁碰撞前后瞬間,分子的速度方向都與器壁垂直,且速率不變。請(qǐng)根據(jù)上述信息幫助小君完成下列問(wèn)題:(1)設(shè)單位體積內(nèi)氦氣的分子數(shù)為n,且其熱運(yùn)動(dòng)的平均速率為v。a.求一個(gè)氦氣分子與器壁碰撞一次受到的沖量大小I;b.求該正方體容器內(nèi)氦氣的壓強(qiáng)p;c.請(qǐng)以本題中的氦氣為例推導(dǎo)說(shuō)明:溫度是分子平均動(dòng)能(即mv2)的標(biāo)志。(2)小君還想繼續(xù)探究機(jī)械能的變化對(duì)氦氣溫度的影響,于是進(jìn)行了大膽設(shè)想:如果該正方

7、體容器以水平速度u勻速運(yùn)動(dòng),某時(shí)刻突然停下來(lái),若氦氣與外界不發(fā)生熱傳遞,請(qǐng)你推斷該容器中氦氣的溫度將怎樣變化?并求出其溫度變化量T。答案精解精析基礎(chǔ)鞏固1.A溫度是分子平均動(dòng)能大小的標(biāo)志。2.C根據(jù)熱力學(xué)第一定律U=Q+W判斷,只有C項(xiàng)正確。3.C懸浮在液體中的固體顆粒的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)稱為布朗運(yùn)動(dòng),A錯(cuò)。兩分子間距離減小,分子間的引力和斥力都增大,B錯(cuò)。由熱力學(xué)第一定律U=W+Q可知,物體對(duì)外做功,內(nèi)能不一定減小,D錯(cuò)。4.A布朗運(yùn)動(dòng)是指懸浮在液體中的微粒的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng),而不是液體分子的運(yùn)動(dòng),故A選項(xiàng)正確,B選項(xiàng)錯(cuò)誤;由熱力學(xué)第一定律U=W+Q知,若物體從外界吸收熱量同時(shí)對(duì)外做功,其內(nèi)能可能不變,也

8、可能減少,還可能增加,C選項(xiàng)錯(cuò)誤;物體對(duì)外做功同時(shí)從外界吸熱,其內(nèi)能可能增加,也可能不變,還可能減少,D選項(xiàng)錯(cuò)誤。5.C當(dāng)分子間距離增大時(shí),分子間的引力和斥力都減小,C錯(cuò)。6.A無(wú)熱交換Q=0,被擠壓W>0,即外界對(duì)氣體做功。由熱力學(xué)第一定律U=W+Q,可知U>0,內(nèi)能增加。7.A根據(jù)熱力學(xué)第一定律,氣體內(nèi)能增量U=W+Q=800J-200J=600J,對(duì)于一定質(zhì)量的理想氣體,內(nèi)能增加溫度必然升高,故A選項(xiàng)正確。綜合提能1.ABD氣體自發(fā)擴(kuò)散時(shí)不對(duì)外做功,W=0,汽缸絕熱,Q=0,由熱力學(xué)第一定律得U=W+Q=0,故氣體內(nèi)能不變,選項(xiàng)A正確,C錯(cuò)誤;氣體被壓縮的過(guò)程中體積縮小,外界

9、對(duì)氣體做功,W>0,Q=0,故U>0,氣體內(nèi)能增大,故理想氣體的溫度升高,則分子平均動(dòng)能增大,選項(xiàng)B、D正確,選項(xiàng)E錯(cuò)誤。2.B對(duì)封閉氣體,猛推推桿壓縮氣體的過(guò)程中,外界對(duì)氣體做正功,時(shí)間極短,熱傳遞不計(jì),即Q=0,由U=W+Q可知內(nèi)能增大,溫度升高,壓強(qiáng)變大,故只有B正確。3.A在M向下滑動(dòng)的過(guò)程中,M、N內(nèi)被封閉氣體體積減小,所以外界對(duì)氣體做功。由熱力學(xué)第一定律及M、N內(nèi)氣體與外界沒(méi)有熱交換可知外界對(duì)氣體做功,氣體內(nèi)能一定增加。故A正確,B、C、D錯(cuò)誤。4.答案見(jiàn)解析解析(1)a.對(duì)與器壁碰撞的一個(gè)氦氣分子,由動(dòng)量定理可得:I=2mv(3分)b.設(shè)正方體容器某一側(cè)壁面積為S,則t時(shí)間內(nèi)碰壁的氦氣分子數(shù)為:N=nSvt由動(dòng)量定理得:Ft=NI由牛頓第三定律可得:器壁受到的壓力F=F由壓強(qiáng)的定義式得:p=聯(lián)立式得:p=nmv2(7分)c.由于壓強(qiáng)p和熱力學(xué)溫度T的關(guān)系式為p=nkT聯(lián)立式得Ek=mv2=kT由式可得:分子的平均動(dòng)能Ek與熱力學(xué)溫度T成正比,故溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志。(4分)(2)設(shè)正方體容器中有N個(gè)氦氣分子,當(dāng)氦氣隨容器勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),整個(gè)氣體機(jī)械運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能為(Nm)u