2013屆高三物理總復習課時作業(yè)33 熱力學定律和能量守恒 新人教版

1、課時作業(yè)33熱力學定律和能量守恒時間：45分鐘滿分：100分一、選擇題(8×864)1.關于一定量的氣體，下列敘述正確的是( )A氣體吸收的熱量可以完全轉化為功B氣體體積增大時，其內能一定減少C氣體從外界吸收熱量，其內能一定增加D外界對氣體做功，氣體內能可能減少解析：由熱力學第二定律知吸收的熱不能自發(fā)地全部轉化為功，但通過其他方法可以全部轉化為功，故A正確；氣體體積增大，對外做功，若同時伴隨有吸熱，其內能不一定減少，B錯誤；氣體從外界吸熱，若同時伴隨有做功，其內能不一定增加，C錯誤；外界對氣體做功，同時氣體放熱，其內能可能減少，D正確答案：AD2下列說法中正確的是()A任何物體的內能

2、就是組成物體的所有分子熱運動動能的總和B只要對內燃機不斷改進，就可以把內燃機得到的全部內能轉化為機械能C做功和熱傳遞在改變內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)進行解析：物體的內能是物體內所有分子動能和分子勢能的總和，所以A選項錯誤將內能全部轉化為機械能而不引起其他變化是不可能的，B選項錯誤在熱力學第二定律中，熱傳導是有方向性的，不違背能量轉化和守恒定律，但不能自發(fā)進行，D選項錯誤做功和熱傳遞是改變內能的兩種方式，C選項正確答案：C圖13如圖1，某同學將空的薄金屬筒開口向下壓入水中設水溫均勻且恒定，筒內空氣無泄漏，不計氣體分子間相互作用，被淹沒的金屬筒在緩慢下降過程中，筒內空

3、氣體積減小，則()A從外界吸熱B內能增大C向外界放熱D內能減小解析：水溫恒定且金屬筒緩慢下降，則空氣的溫度始終不變，氣體的內能不變，B、D錯誤筒內空氣體積減小，外界對氣體做功，由熱力學第一定律，氣體必須向外界放熱，A錯誤，所以C正確答案：C4圖2為電冰箱的工作原理示意圖壓縮機工作時，強迫制冷劑在冰箱內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的熱量，經過冷凝器時制冷劑液化，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)地從冰箱內傳到冰箱外B電冰箱的制冷系統(tǒng)能夠不斷地把冰箱內的熱量傳到外界，是因為其消耗了電能C電冰箱的工作原理不違反熱力學第二定律D電冰箱的工作原理違反熱力學第一定

4、律解析：在電冰箱的熱量傳遞過程中是由于壓縮機消耗電能做功才使熱量從冰箱內傳到冰箱外，并不是自發(fā)地進行，所以A項錯誤，B項正確電冰箱的工作原理不違反熱力學第二定律和能量守恒定律，所以C項正確，D項錯誤答案：BC5一定質量的理想氣體，從某一狀態(tài)開始，經過一系列變化后又回到開始的狀態(tài)，用W1表示外界對氣體做的功，W2表示氣體對外界做的功，Q1表示氣體吸收的熱量，Q2表示氣體放出的熱量，則在整個過程中一定有()AQ1Q2W2W1BQ1Q2CW1W2 DQ1Q2解析：理想氣體的初態(tài)和末態(tài)相同，則溫度相同，理想氣體的內能變化為零由熱力學第一定律：UW總Q總(W1W2)(Q1Q2)，0(W1W2)(Q1Q2

5、)，所以W2W1Q1Q2，所以A選項正確答案：A圖36如圖3所示，密閉絕熱容器內有一絕熱的具有一定質量的活塞，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，此時彈簧的彈性勢能為Ep(彈簧處在自然長度時的彈性勢能為零)現繩突然斷開，彈簧推動活塞向上運動，經過多次往復運動后活塞靜止，氣體達到平衡態(tài)經過此過程()AEp全部轉換為氣體的內能BEp一部分轉換成活塞的重力勢能，其余部分仍為彈簧的彈性勢能CEp全部轉換成活塞的重力勢能和氣體的內能DEp一部分轉換成活塞的重力勢能，一部分轉換為氣體的內能，其余部分仍為

6、彈簧的彈性勢能解析：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的能量轉化有三種形式：活塞的重力勢能、氣體的內能及彈簧的彈性勢能，故D正確答案：D圖47(2010·全國卷)如圖4，一絕熱容器被隔板K隔開成a、b兩部分已知a內有一定量的稀薄氣體，b內為真空抽開隔板K后，a內氣體進入b，最終達到平衡狀態(tài)在此過程中()A氣體對外界做功，內能減少B氣體不做功，內能不變C氣體壓強變小，溫度降低D氣體壓強變小，溫度不變解析：由于b內為真空，容器絕熱，所以a內氣體進入b時不做功，且內能不變，溫度不變，選項B正確，A、C錯誤；根據氣體壓強微觀解釋可知，氣體等溫膨脹，則壓強變小，選項D正

7、確答案：BD8(2010·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，胎內氣體溫度不變，不計分子間勢能，則胎內氣體()A從外界吸熱 B對外界做負功C分子平均動能減小 D內能增加解析：緩慢放水過程中，胎內氣體體積增大、溫度不變，內能不變，分子平均動能不變，選項C、D錯誤；由體積增大可知氣體對外界做功，或克服外界做功，選項B錯誤由熱力學第一定律可知氣體從外界吸熱，選項A正確答案：A二、計算題(3×1236)9(2009·山東高考)一定質量的理想氣體由狀態(tài)A經狀態(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，T

8、ATC300K，TB400 K.(1)求氣體在狀態(tài)B時的體積(2)說明BC過程壓強變化的微觀原因(3)設AB過程氣體吸收熱量為Q1，BC過程氣體放出熱量為Q2，比較Q1、Q2的大小并說明原因解析：(1)設氣體在B狀態(tài)時的體積為VB，由蓋·呂薩克定律得代入數據得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)，氣體分子平均動能變化(減小)，導致氣體壓強變化(減小)(3)Q1大于Q2；因TATC，故AB增加的內能與BC減少的內能相同，而AB過程氣體對外做正功，BC過程氣體不做功，由熱力學第一定律可知Q1大于Q2.答案：(1)0.4 m3(2)見解析(3)

9、Q1>Q2，原因見解析圖510如圖5所示，兩個可導熱的氣缸豎直放置，它們的底部由一細管連通(忽略細管的容積)兩氣缸各有一活塞，質量分別為m1和m2，活塞與氣缸壁無摩擦活塞的下方為理想氣體，上方為真空當氣體處于平衡狀態(tài)時，兩活塞位于同一高度h.(已知m13m，m22m)(1)在兩活塞上同時各放一質量為m的物塊，求氣體再次達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，試問在這個過程中，氣體對活塞做了多少功？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，兩物塊均不會碰到氣缸頂部)解析：(1)設左、右活塞的面積分別為A和A

10、.由于氣體處于平衡狀態(tài)，故兩活塞對氣體的壓強相等，即由此得AA在兩個活塞上各加一質量為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)，氣體的壓強為，體積為；在末態(tài)，氣體的壓強為，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)當溫度由T0上升到T時，氣體的壓強始終為.設x是溫度達到T時左活塞的高度，由蓋·呂薩克定律得xx氣體對活塞做的功為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現有m0.90 kg的硝酸甘油C3H5(NO3)3被密封于體積V04.0×103 m3的容器中，在某一時刻被引爆，瞬間發(fā)生劇烈的化學反應，反應的產物全是氮、氧等氣體假設：反應中每消耗1 kg硝酸甘油釋放能量U6.00×106 J；反應產生的全部混合氣體溫度升高1 K所需能量Q1.00×103 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 J/K.已知在反應前硝酸甘油