2019屆高三物理一輪復(fù)習(xí)作業(yè)58 理想氣體狀態(tài)方程與熱力學(xué)定律

1、TT(題組層級快練 五十八)一、選擇題1對于一個(gè)熱力學(xué)系統(tǒng)，下列說法正確的是()A如果外界對它傳遞熱量則系統(tǒng)內(nèi)能一定增加B如果外界對它做功則系統(tǒng)內(nèi)能一定增加C如果系統(tǒng)的溫度不變則內(nèi)能一定不變D系統(tǒng)的內(nèi)能增量等于外界向它傳遞的熱量與外界對它做功的和答案D解析物體吸收熱量，可能同時(shí)對外做功，內(nèi)能不一定增加，故A 項(xiàng)錯(cuò)誤；外界對物體做功，物體可能同時(shí)放熱，物體的內(nèi)能不一定增加，故 B 項(xiàng)錯(cuò)誤；如果系統(tǒng)的溫度不變，物態(tài)發(fā)生變化，則內(nèi)能一定變化，故 C 項(xiàng)錯(cuò)誤；根據(jù)熱力學(xué)第一定律，系統(tǒng)的內(nèi)能增量等于外界向它傳遞的熱量與外界對它做功的和，故

2、60;D項(xiàng)正確2(2017·廣州模擬)(多選)對于一定質(zhì)量的理想氣體，下列說法正確的是()A當(dāng)氣體溫度變化時(shí)，氣體內(nèi)能一定變化B若氣體的內(nèi)能不變，其狀態(tài)也一定不變C若氣體的壓強(qiáng)和體積都不變，其內(nèi)能也一定不變D若氣體的溫度隨時(shí)間不斷升高，其壓強(qiáng)也一定不斷增大E氣體溫度每升高 1 K 所吸收的熱量與氣體經(jīng)歷的過程有關(guān)答案ACEB解析A 項(xiàng)，理想氣體的內(nèi)能由溫度決定，溫度變化氣體內(nèi)能一定變化，故 A 項(xiàng)正確；B 項(xiàng)，若氣體的內(nèi)能不變，則氣體的溫度不變，氣體的壓強(qiáng)與體積可能發(fā)生變化，氣體的狀態(tài)可能變化，故 項(xiàng)錯(cuò)誤

3、；C 項(xiàng)，pV由理想氣體狀態(tài)方程常量，當(dāng)?shù)热萆郎刈兓瘯r(shí)，可知若氣體的壓強(qiáng)和體積都不變，則溫度不變，所以pV其內(nèi)能也一定不變，故 C 項(xiàng)正確；D 項(xiàng)，由理想氣體狀態(tài)方程C 知，溫度 T 升高，pV 一定增大，但壓強(qiáng)不一定增大，故 D 項(xiàng)錯(cuò)誤；E 項(xiàng)，氣體絕熱壓縮或膨脹時(shí)，氣體不吸熱也不放熱，氣體內(nèi)能發(fā)生變化，溫度升高或降低，在非絕熱過程中，氣體內(nèi)能變化，要吸收或放出熱量，由此可知?dú)怏w溫度每升高1 K 所吸收的熱量與氣體經(jīng)歷的過程有關(guān)，故 E 項(xiàng)正確

4、3(2017·涼山州模擬)(多選)下列敘述和熱力學(xué)定律相關(guān)，其中正確的是()A第一類永動機(jī)不可能制成，是因?yàn)檫`背了能量守恒定律B能量耗散過程中能量不守恒C電冰箱的制冷系統(tǒng)能夠不斷地把冰箱內(nèi)的熱量傳到外界，違背了熱力學(xué)第二定律D能量耗散是從能量轉(zhuǎn)化的角度反映出自然界中的宏觀過程具有方向性E物體從單一熱源吸收的熱量可全部用于做功答案ADE解析A 項(xiàng)，第一類永動機(jī)既不消耗能量又能源源不斷對外做功，違背了能量守恒定律，所以不可能制成故A 項(xiàng)正確；B 項(xiàng)，能量耗散過程中能量也守恒故B 項(xiàng)錯(cuò)誤；C 項(xiàng)，電冰箱的致冷系統(tǒng)能夠不斷地把冰箱內(nèi)的熱量傳到

5、外界，是由于壓縮機(jī)做功，并不違背了熱力學(xué)第二定律故 C 項(xiàng)錯(cuò)誤；D 項(xiàng)，能量耗散是從能量轉(zhuǎn)化的角度反映出自然界中的宏觀過程具有方向性故 D 項(xiàng)正確；E 項(xiàng)，根據(jù)熱力學(xué)第二定律可知：氣體不可能從單一熱源吸熱，并全部用來對外做功，而不引起其它變化；若引起外界變化則可以，故E 項(xiàng)正確4(2017·梅州模擬)小紅和小明打乒乓球不小心把乒乓球踩扁了，小明認(rèn)真觀察后發(fā)現(xiàn)表面沒有開裂，于是把踩扁的乒乓球放在熱水里泡一下，基本恢復(fù)了原狀乒乓球內(nèi)的氣體可視為理想氣體，對于乒乓球恢復(fù)原狀的過程，下列描述中正確的是()A內(nèi)能變大，球內(nèi)氣

6、體對外做正功的同時(shí)吸熱B內(nèi)能變大，球內(nèi)氣體對外做正功的同時(shí)放熱C內(nèi)能變大，球內(nèi)氣體對外做負(fù)功的同時(shí)吸熱D內(nèi)能變小，球內(nèi)氣體對外做負(fù)功的同時(shí)放熱答案A解析A 項(xiàng)，乒乓球內(nèi)的氣體受力膨脹，故對外做功，故 W0，氣體溫度升高，故內(nèi)能增加，故 U0，根據(jù)熱力學(xué)第一定律公式 UQW，Q0，即吸收熱量，故 A 項(xiàng)正確，B、C、D 三項(xiàng)錯(cuò)誤5(多選)導(dǎo)熱氣缸開口向下，內(nèi)有理想氣體，缸內(nèi)活塞可自由滑動且不漏一個(gè)沙桶，沙桶裝滿沙子時(shí)，活塞恰好靜止，現(xiàn)在把沙桶底部鉆一個(gè)小洞，氣，活塞下掛細(xì)沙慢慢漏出，并緩慢降低氣缸外部環(huán)境溫度，則()A氣體壓強(qiáng)

7、增大，內(nèi)能可能不變B外界對氣體做功，氣體溫度降低C氣體體積減小，壓強(qiáng)增大，內(nèi)能一定減小D外界對氣體做功，氣體內(nèi)能一定增加答案BC解析由平衡條件知活塞受到的沙桶拉力減小，其他力如活塞重力、大氣壓力不變，則氣體壓強(qiáng)增大、體積減小，外界對氣體做功，由于環(huán)境溫度緩慢降低，則氣體內(nèi)能減少，由 UWQ 知 Q<0，即向外放熱6.(2016·課標(biāo)全國)一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài) a 開始，經(jīng)歷等溫或ab、bc、cd、da 回到原狀態(tài)，其 pT 圖像如圖所示，其中對角線 ac原點(diǎn) O.下列判斷正確

8、的是()A氣體在 a、c 兩狀態(tài)的體積相等B氣體在狀態(tài) a 時(shí)的內(nèi)能大于它在狀態(tài) c 時(shí)的內(nèi)能C在過程 cd 中氣體向外界放出的熱量大于外界對氣體做的功D在過程 da 中氣體從外界吸收的熱量小于氣體對外界做的功等 壓 過 程的延長線過T1T2E在過程 bc 中外界對氣體做的功等于在過程 da 中氣體對外界做的功答案ABEpVC解析由 T C 得 pV·T(C 為常量)

9、，因?qū)蔷€ ac 的延長線過原點(diǎn) O，即 pkT，故體積 V 不變，即 VaVc，A 項(xiàng)正確；一定量的理想氣體的內(nèi)能由溫度 T 決定，而 Ta>Tc，故 Ea>Ec，B 項(xiàng)正確；cd 過程為等溫加壓過程，外界對系統(tǒng)做正功，但系統(tǒng)內(nèi)能不變，故系統(tǒng)要對外放熱，放出熱量QW 外，C 項(xiàng)錯(cuò)誤；da 過程為等壓升溫過程，體積增加，對外界做功，系統(tǒng)內(nèi)能增加，故系統(tǒng)要從外界吸熱，且吸收熱量QW 外VVE 內(nèi)&

10、gt;W 外，D 項(xiàng)錯(cuò)誤；bc 過程為等壓降溫過程，由 12可知，氣體體積會減小，Wp VC Tbc；同理 da過程中，Wp VC Tda，因?yàn)閨 Tbc| Tda|，故|W|W|，E 項(xiàng)正確7(2017·福建模擬)(多選)一定質(zhì)量的理想氣體，從狀態(tài) A 變化到狀態(tài) B，再變化到狀態(tài) C，其狀態(tài)變化過程的 pV 圖像如圖所示已知?dú)怏w處于狀態(tài) A 時(shí)的溫度為 27 ，則

11、下列判斷正確的是()VBTB        VA  1×103pC TC      pB  3A氣體處于狀態(tài) B 時(shí)的溫度是 900 KB氣體處于狀態(tài) C 時(shí)的溫度是 300 KC從狀態(tài) A 變化到狀態(tài) C 過程氣體內(nèi)能一直增大D從狀態(tài) A 變化到狀態(tài)

12、0;B 過程氣體放熱E從狀態(tài) B 變化到狀態(tài) C 過程氣體放熱答案ABEVTV3×103解析A 項(xiàng)，由題 TA(27327) K300 K；AB 過程為等壓變化，則有 AA，解得：TBBTApTp1×300 K900 K故 A 項(xiàng)正確；B 項(xiàng)，BC 過程是等容變化，則有 BB，得：TCCTB ×900 K300 K，故 B 項(xiàng)正確；C&#

13、160;項(xiàng)，從狀態(tài) A 變化到狀態(tài) C 過程，氣體的溫度先升高后降低，則氣體的內(nèi)能先增大后減小，故 C 項(xiàng)錯(cuò)誤；D 項(xiàng)，由 AB 氣體的溫度升高，內(nèi)能增大體積增大，氣體對外做功，由熱力學(xué)第一定律UWQ 知，氣體吸熱，故 D 項(xiàng)錯(cuò)誤；E 項(xiàng)，BC 過程氣體的體積不變，不做功，溫度降低，氣體的內(nèi)能減小，由熱力學(xué)第一定律 UWQ 知，氣體放熱故 E 項(xiàng)正確8.(2017·徐州二模)(多選)一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷了

14、如圖 ABCDA 的循環(huán)AB、CD 是兩個(gè)等壓過程，BC、DA 是兩個(gè)絕熱過程關(guān)于氣體狀態(tài)化，下列說法中正確的有()AAB 過程，氣體對外做功，內(nèi)能增大BBC 過程，氣體分子平均動能增大過程，其中及其能量變CABCDA 循環(huán)過程中，氣體吸熱，對外做功DABCDA 循環(huán)過程中，A 狀態(tài)氣體溫度最低答案AC解析A 項(xiàng)，AB 過程，氣體發(fā)生等壓變化，體積增大，氣體對外界做功，根據(jù)蓋呂薩克定律知，體積與熱力學(xué)溫度成正比，體積增大，溫度升高，內(nèi)能增大，故A 項(xiàng)正確；B 項(xiàng)，B

15、C 是絕熱過程，體積增大，氣體對外界做功，W0，絕熱 Q0，根據(jù)熱力學(xué)第一定律 UWQ0，內(nèi)能減小，溫度降低，氣體分子的平均動能減小，故 B 項(xiàng)錯(cuò)誤；C 項(xiàng)，ABCDA 循環(huán)過程中，從 ABC 氣體對外做功，CDA 外界對氣體做功，氣體對外做功大于外界對氣體做功，所以一個(gè)循環(huán)中表現(xiàn)為氣體對外做功，W0；經(jīng)過一個(gè)循環(huán)，氣體回到初狀態(tài) A，內(nèi)能不變 U0，根據(jù)熱力學(xué)第一定律知 Q0，氣體吸熱，故 C 項(xiàng)正確；D 項(xiàng)，ABCDA循環(huán)過程中，從

16、 DA，體積減小，外界對氣體做功W0，絕熱過程 Q0，根據(jù)熱力學(xué)第一定律 UWQ知 U0，內(nèi)能增加，溫度升高，D 狀態(tài)溫度比 A 狀態(tài)溫度低，即 A 狀態(tài)溫度不是最低，故 D 項(xiàng)錯(cuò)誤9.(多選)如圖所示，氣缸和活塞與外界均無熱交換，中間有一個(gè)固定的導(dǎo)隔板，封閉著兩部分氣體 A 和 B，活塞處于靜止平衡狀態(tài)現(xiàn)通過電熱絲一段時(shí)間，后來活塞達(dá)到新的平衡，不計(jì)氣體分子勢能，不計(jì)活塞與氣缸熱性良好的對氣體 A 加熱壁間的摩擦，大氣壓強(qiáng)保持不變，則

17、下列判斷正確的是()A氣體 A 吸熱，內(nèi)能增加B氣體 B 吸熱，對外做功，內(nèi)能不變C氣體 A 分子的平均動能增大D氣體 A 和氣體 B 內(nèi)每個(gè)分子的動能都增大E氣體 B 分子單位時(shí)間內(nèi)對器壁單位面積碰撞總次數(shù)減少答案ACE解析氣體 A 進(jìn)行等容變化，則 W0，根據(jù) UWQ 可知?dú)怏w A 吸收熱量，內(nèi)能增加，溫度升高，氣體A 分子的平均動能變大，但是不是每個(gè)分子的動能都增加，A、C 兩項(xiàng)正

18、確，D 項(xiàng)錯(cuò)誤；因?yàn)橹虚g是導(dǎo)熱隔板，所以氣體 B 吸收熱量，溫度升高，內(nèi)能增加；又因?yàn)閴簭?qiáng)不變，故體積變大，氣體對外做功，B 項(xiàng)錯(cuò)誤；氣體 B 的壓強(qiáng)不變，但是體積增大，平均動能增大，所以氣體B 分子單位時(shí)間內(nèi)對器壁單位面積的碰撞次數(shù)減少，E 項(xiàng)正確二、非選擇題10.一定質(zhì)量的理想氣體，其內(nèi)能跟溫度成正比在初始狀態(tài) A 時(shí)，強(qiáng)為 p0，溫度為 T0，已知此時(shí)其內(nèi)能為 U0.該理想氣體從狀態(tài) A 經(jīng)化，最終還回到原來狀態(tài) A，其變化過程的

19、 pT 圖如圖所示，其過坐標(biāo)原點(diǎn)，BA 在同一豎直直線上求：(1)狀態(tài) B 的體積；(2)狀態(tài) C 的體積；(3)從狀態(tài) B 經(jīng)由狀態(tài) C，最終回到狀態(tài) A 的過程中，氣體與外界交換的熱量是多少？體積為 V0，壓由一系列變中 CA 延長線3V答案(1)0(2)V0 (3)2p0V0T0T2解析(1)由圖可知，從狀態(tài) A 到狀態(tài) B 為等溫變化過程，狀態(tài) B 時(shí)氣體壓強(qiáng)為

20、0;p13p0，設(shè)體積為 V1，由V0玻意耳定律得 p0V0p1V1，解得 V1 3 .(2)由圖可知，從狀態(tài) B 到狀態(tài) C 為等壓變化過程，狀態(tài) C 時(shí)氣體溫度為 T23T0，設(shè)體積為 V2，由蓋呂VV薩克定律得 12，解得 V2V0.(3)由狀態(tài) B 經(jīng)狀態(tài) C 回到狀態(tài) A，外界對氣體做的總功為 W；從狀態(tài) B 到狀態(tài) C，設(shè)外界對氣體做功為

21、0;WBC， WBCp2(V1V2)，聯(lián)立解得 WBC2p0V0；從狀態(tài) C 回到狀態(tài) A，由圖線知為等容過程，外界對氣體不做功，所以 W WBC2p0V0，從狀態(tài) B 經(jīng)狀態(tài) C 回到狀態(tài) A，內(nèi)能增加量為 U0，氣體從外界吸收的熱量為 Q，內(nèi)能增加量為 U，由熱力學(xué)第一定律得 U Q W，解得 Q2p0V0，即氣體從外界吸收熱量 2p0V0.11(2017·錦州二模)如圖所示，固定的

22、絕熱氣缸內(nèi)有一質(zhì)量為 m 的“T”型絕熱活塞(體積可忽略)，距氣缸底部 h0 處連接一 U 型管(管內(nèi)氣體的體積忽略不計(jì))初始時(shí)，封閉氣體溫度為T0，活塞距離氣缸底部為 1.5 h0，兩邊水銀柱存在高度差已知水銀的密度為  ，大氣壓強(qiáng)為 p0，氣缸橫截面積為 S，活塞豎直部分長為 1.2 h0，重力加速度為 g.試問：m       4p0T0S S 

23、60;  5p0S5mgT1  T2(1)初始時(shí)，水根柱兩液面高度差多大？(2)緩慢降低氣體溫度，兩水銀面相平時(shí)溫度是多少？答案(1)(2)mg解析(1)被封閉的氣體壓強(qiáng) pp0 S p0 gh初始時(shí)，液面高度差為 h m . S(2)降低溫度直至液面相平的過程中，氣體先等壓變化，后等容變化mg初狀態(tài)：p1p0 S ，V11.5 h0S，T1T0末狀態(tài)：p2p0，V21.2 h0S，T2？p Vp V根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程 11224p0T0S5p0S5mg代入數(shù)據(jù)，得 T2.12(2017·煙臺二模)如圖所示，在固定的氣缸 A 和 B 中分別用活塞封閉了一定質(zhì)量的理想氣體，活塞面積之比 SASB13，兩活塞以穿過 B 底部的剛性細(xì)桿相連，可沿水平方向無摩擦滑動，兩個(gè)氣缸都不漏氣初始時(shí)活塞處于平衡狀態(tài)，A、B 中氣體的體積均為&#