2021高三物理一輪復(fù)習(xí)熱學(xué)2：內(nèi)能和熱力學(xué)第一定律(答案)

1、2021高三物理一輪復(fù)習(xí)熱學(xué)2 ：內(nèi)能和熱力學(xué)第一定律班級(jí) 座號(hào) 姓名 分?jǐn)?shù)一、知識(shí)清單1平均動(dòng)能：溫曳是分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能的標(biāo)志EK均8T 工溫度升高，分子平均動(dòng)能變大，并非每個(gè)分子的動(dòng)能都變大。分子動(dòng)能總動(dòng)能：物體內(nèi)所有分子熱運(yùn)動(dòng)動(dòng)能的總和EK總snT理想氣體分子動(dòng)能。包括、“平動(dòng)動(dòng)能、轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能E息=(2)加7單、雙、多原子分子U3、5、6決定因素微觀上一一決定于分子間距其宏觀上二一決定于體積 心行;Or0時(shí)，分子力表現(xiàn)為引力;rf；做負(fù)功，EPT分子勢(shì)能0時(shí)分子力表現(xiàn)為斥力，口，做負(fù)功ept；r=r0時(shí)，分子勢(shì)能最不？不一定為零，可為負(fù)值(選無(wú)窮遠(yuǎn)EP=0)。等于物體中所有分子熱運(yùn)動(dòng)的

2、動(dòng)能與分子勢(shì)能的總和，與狀態(tài)量物體的內(nèi)能內(nèi)能大小由物體的溫度T、體積V和物質(zhì)的量n；夬定。分子動(dòng)能EKocnT；物體動(dòng)能EK=1/2mS2內(nèi)能與機(jī)械能內(nèi)能的改變。分子勢(shì)能與體積有關(guān)：重力勢(shì)能與高薪關(guān) 兩種方式： 。做功(能量轉(zhuǎn)化) 和熱傳遞(能量轉(zhuǎn)移)【答案】2 .熱力學(xué)第一定律(1)改變物體內(nèi)能的兩種方式軀；熱傳遞。(2)熱力學(xué)第一定律內(nèi)容：一個(gè)熱力學(xué)系統(tǒng)的內(nèi)能增量等于外界向它傳遞的醒與外界對(duì)它所做的功的和。表達(dá)式：AU二。十W。(3)對(duì)公式AU二。十W符號(hào)的規(guī)定A/r = 付后WQU+外界對(duì)物體做功物體吸收熱量?jī)?nèi)能增加一物體對(duì)外界做功物體放出熱量?jī)?nèi)能減少(4)幾種特殊情況若過(guò)程是絕熱的，則

3、。二o , w二AU ,外界對(duì)物體做的功等于物體內(nèi)能的增加；若過(guò)程中不做功，即卬=0 ,則。=AU ,物體吸收的熱量等于物體內(nèi)能的增加；若過(guò)程的始末狀態(tài)物體的內(nèi)能不變，即AU=0 ,則卬十Q二0或卬=-。，外界對(duì)物體做的功等于物體 放出的熱量。(5)應(yīng)用注意事項(xiàng)應(yīng)用熱力學(xué)第一定律時(shí)要明確研究的對(duì)象是哪個(gè)物體或者是哪個(gè)熱力學(xué)系統(tǒng)；應(yīng)用熱力學(xué)第一定律計(jì)算時(shí)，要依照符號(hào)法則代入數(shù)據(jù)，對(duì)結(jié)果的正、負(fù)也同樣依照規(guī)則來(lái)解釋其意義;分析此類問(wèn)題需要注意兩點(diǎn)絕熱”說(shuō)明與外界沒(méi)有熱交換，氣體向真空擴(kuò)散時(shí)對(duì)外不做功?！敬鸢浮? 一定量的理想氣體狀態(tài)方程與熱力學(xué)第一定律的綜合問(wèn)題六個(gè)量PV兩條規(guī)律等溫膨脹1t百等容

4、升壓降壓等壓升溫降溫TAUwQAU 二。十卬0一+【答案】二、選擇題4 .（多選）（2018全國(guó)卷II-T33（1）對(duì)于實(shí)際的氣體，下列說(shuō)法正確的是（）A.氣體的內(nèi)能包括氣體分子的重力勢(shì)能B.氣體的內(nèi)能包括氣體分子之間相互作用的勢(shì)能C.氣體的內(nèi)能包括氣體整體運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能D.氣體的體積變化時(shí)，其內(nèi)能可能不變E.氣體的內(nèi)能包括氣體分子熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能【答案】BDE【解析】實(shí)際氣體的內(nèi)能包括分子之間相互作用的勢(shì)能和分子熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能與整體的重力勢(shì)能和動(dòng)能均無(wú)關(guān)。 改變氣體內(nèi)能的方式有做功和熱傳遞。【易錯(cuò)警示】本題易忽視題中所研究的為實(shí)際氣體，從而錯(cuò)誤地按理想氣體模型處理，而導(dǎo)致漏選B。5 . （2014北京

5、高考）下列說(shuō)法中正確的是（）A.物體溫度降低，其分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能增大B .物體溫度升高，其分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能增大C.物體溫度降氐，其內(nèi)能一定增大D .物體溫度不變，其內(nèi)能一定不變【答案】B【解析】根據(jù)溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志知，溫度升高，分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能增大；溫度降低，分子熱運(yùn)動(dòng) 的平均動(dòng)能減小，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確。理想氣體的溫度升高，內(nèi)能增大；溫度降低，內(nèi)能減小，選項(xiàng)C錯(cuò) 誤。晶體熔化或凝固時(shí)溫度不變，但是內(nèi)能變化，熔化時(shí)吸收熱量，內(nèi)能增大；凝固時(shí)放出熱量，內(nèi)能減小, 選項(xiàng)D錯(cuò)誤。6 .關(guān)于物體的內(nèi)能，下列說(shuō)法中正確的是（）A.水分子的內(nèi)能比冰分子的內(nèi)能大8 . 一定質(zhì)量的O

6、9;C的水結(jié)成0的冰，內(nèi)能一定減少C.物體所在的位置越高，分子勢(shì)能就越大，內(nèi)能越大D.相同質(zhì)量的兩個(gè)同種物體，運(yùn)動(dòng)物體的內(nèi)能一定大于靜止物體的內(nèi)能【答案】B【解析】解：A、所有分子動(dòng)能與勢(shì)能之和是物體的內(nèi)能，對(duì)一個(gè)分子不能談內(nèi)能，不能比較一個(gè)水分子與一 個(gè)分子的內(nèi)能關(guān)系，故A錯(cuò)誤；B、一定質(zhì)量的TC的水結(jié)成的冰要釋放熱量，其內(nèi)能一定減少，故B正確；C、分子勢(shì)能與分子間分子力和分子間距離有關(guān)，與物體的位置高度無(wú)關(guān)，故C錯(cuò)誤；D、物體內(nèi)所有分子動(dòng)能與勢(shì)能之和是物體的內(nèi)能，物體內(nèi)能由物質(zhì)的量、物體的溫度與物體體積決定，物體 內(nèi)能與物體是否運(yùn)動(dòng)無(wú)關(guān)，故D錯(cuò)誤；7 . （ 2010廣東卷）圖是密閉的氣缸

7、，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,B.；升高,C.溫度降低,D.溫度降低,【答案】A內(nèi)能增加600J 內(nèi)能減少200J 內(nèi)能增力口 600J 內(nèi)能減少200J第6頁(yè)，共6頁(yè)8 . （2020全國(guó)O）如圖，一開(kāi)口向上的導(dǎo)熱氣缸內(nèi)。用活塞封閉了一定質(zhì)量的理想氣體，活塞與氣缸壁間無(wú)摩 擦?，F(xiàn)用外力作用在活塞上。使其緩慢下降。環(huán)境溫度保持不變,系統(tǒng)始終處于平衡狀態(tài)。在活塞下降過(guò)程中 （ ）A.B.C.D.E.氣體體積逐漸減小，內(nèi)能增知 氣體壓強(qiáng)逐漸增大，內(nèi)能不變 氣體壓強(qiáng)逐漸增大，放出熱量 外界對(duì)氣體做功，氣體內(nèi)能不變 外界對(duì)氣

8、體做功，氣體吸收熱量【答案】BCD【解析】【詳解】A .理想氣體的內(nèi)能與溫度之間唯一決定，溫度保持不變，所以內(nèi)能不變，A錯(cuò)誤； 2cBCED.由理想氣體狀態(tài)方程T,可知體積減少，溫度不變，所以壓強(qiáng)增大。因?yàn)闇囟炔蛔儯瑑?nèi)能不變,體積減少，外界對(duì)系統(tǒng)做功，由熱力學(xué)第一定律=卬+ 0可知，系統(tǒng)放熱，BCD正確，E錯(cuò)誤；故選BCDO9 . （202。天津）水槍是孩子ID喜爰的玩具,常見(jiàn)的氣壓式水槍儲(chǔ)水罐示意如圖。從儲(chǔ)水罐充氣口充入'體，達(dá) 到一定壓強(qiáng)后，關(guān)閉充氣口?？蹌?dòng)扳機(jī)將閥門(mén)M打開(kāi),水即從槍口噴出。若在水不斷噴出的過(guò)程中，罐內(nèi)氣 體溫度始終保持不變，則氣體（）A.壓強(qiáng)變大B.對(duì)外界做功 C

9、.對(duì)外界放熱 D.分子平均動(dòng)能變大【答案】B【解析】A .隨看水向外噴出,氣體的體積增大，由于溫度不變，根據(jù)pV =恒基可知?dú)怏w壓強(qiáng)減小，A錯(cuò)誤；BC.由于氣體體積膨脹，對(duì)外界做功，根據(jù)熱力學(xué)第一定律U=W+Q氣體溫度不變，內(nèi)能不變，一定從外界吸收熱量，B正確，C錯(cuò)誤；D.溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，由于溫度不變，分子的平均動(dòng)能不變，D錯(cuò)誤。故選B。10 . （2015重慶 10（1）某駕駛員發(fā)現(xiàn)中午時(shí)車胎內(nèi)的氣壓高于清晨時(shí)的，且車胎體積增大.若這段時(shí)間胎內(nèi)氣體 質(zhì)量不變且可視為理想氣體，那么（）A.外界對(duì)胎內(nèi)氣體做功，氣體內(nèi)能減小B.外界對(duì)胎內(nèi)氣體做功，氣體內(nèi)能增大C.胎內(nèi)氣體對(duì)外界做功，內(nèi)能

10、減小D.胎內(nèi)氣體對(duì)外界做功，內(nèi)能增大【答案】D【解析】 車胎體積增大，故胎內(nèi)氣體對(duì)外界做功，胎內(nèi)氣體溫度升高，故胎內(nèi)氣體內(nèi)能增大，D項(xiàng)正確.11 .如圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體，由狀態(tài)“經(jīng)過(guò)ah過(guò)程到達(dá)狀態(tài)h或者經(jīng)過(guò)過(guò)程到達(dá)狀態(tài)c。設(shè)氣體 在狀態(tài)b和狀態(tài)c的溫度分別為T(mén)b和TCI在過(guò)程ab和“c中吸收的熱量分別為。疝和&< ,則（）A . Tb>Tc . Qab>Qac”* -TfB . Tb>Tt , Qab<Qac.c . Tb = TCl Qab>Qac1D . Th=Tc,Qal）<Qaco % p【答案】C【解析】 由題圖知,pWb

11、= pcVc,又因?yàn)樾?二需，所以Tb = Tco根據(jù)AU=卬十0 ,過(guò)程ab和4c中，NJ 相同，"。過(guò)程對(duì)夕M故功，卬出,<。,而Wac = 0 ,所以Qab>Qa< , C正瞰12.2016.全國(guó)卷H（多選）一定量的理想氣體從狀態(tài)。開(kāi)始，經(jīng)歷等溫或等壓過(guò)程R入bj 4、&回到原狀態(tài)，其P”圖象如圖所示，其中對(duì)角線"的延長(zhǎng)線經(jīng)過(guò)原點(diǎn)。下列判斷正確的是（）A .氣體在ac兩狀態(tài)的體積相等B .氣體在狀態(tài)”時(shí)的內(nèi)能大于它在狀態(tài)c時(shí)的內(nèi)能C .在過(guò)程cd中氣體向外界放出的熱量大于外界對(duì)氣體做的功D .在過(guò)程da中氣體從外界吸收的熱量小于氣體對(duì)外界做的

12、功E .在過(guò)程be中外界對(duì)氣體做的功等于在過(guò)程da中氣體對(duì)外界做的功【答案】ABE【解析】 在P-T圖象中過(guò)原點(diǎn)的傾斜直線都是等容線，、c在同一等容線上，體積相等，A正確。一定質(zhì) 量的理想氣體，分子數(shù)確定，不計(jì)分子勢(shì)能，因此內(nèi)能只與溫度有關(guān)，由圖象知TqTc, B正確。根據(jù)熱力學(xué) 第一定律AU=W+Q可知，在er/中7不變，即AU=0，卬=-。，即向外界放出的熱量等于外界對(duì)氣體做 的功，C錯(cuò)誤。“t中，溫度升高，AU>0,由不變，丁升高，可知V增大，W<0,。=AU十IW1,可見(jiàn)氣體 從外界吸收的熱量大于氣體對(duì)外界做的功，D錯(cuò)誤。一°為等壓變化，有* 點(diǎn),外界對(duì)氣體做功險(xiǎn)

13、,二-匕）二寫(xiě)- T（）o </»«為等壓變化，有*二芫 氣體對(duì)外界做功Wda-pa（.Va - Vd）- 7rf）,由空21二 華及小二可知，叫二明如E正瞰13 .（多選）（2018全國(guó)卷IT33（1）如圖，一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)a開(kāi)始，經(jīng)歷過(guò)程、到達(dá) 狀態(tài)e0對(duì)此氣體，下列說(shuō)法正確的是（）丁 。dA.過(guò)程中氣體的壓強(qiáng)逐漸減小- 一B.過(guò)程中氣體對(duì)外界做正功C.過(guò)程中氣體從外界吸收了熱量J eD.狀態(tài)c、d的內(nèi)能相等o二7E.狀態(tài)d的壓強(qiáng)比狀態(tài)b的壓強(qiáng)小【答案】BDE【解析】過(guò)程為等容變化，根據(jù)查理定律有祟=* ,因?yàn)闇囟戎饾u增加，則氣體的壓強(qiáng)逐漸增加，故選項(xiàng) A

14、錯(cuò)誤；過(guò)程氣體體積增加，則氣體對(duì)外界做正功，故選項(xiàng)B正確；過(guò)程中為體積不變，則氣體對(duì)外界 不做功，外界對(duì)氣體也不做功,即W=0 ,理想氣體的溫度降低，則內(nèi)能減少，即AU<0 ,根據(jù)熱力學(xué)第一定律 U=W+Q可知Q<0 ,則氣體向外界放出了熱量，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤；狀態(tài)c、d的溫度相等，則分子平均動(dòng)能相 等，理想氣體沒(méi)有分子勢(shì)能，則內(nèi)能相等，故選項(xiàng)D正確；連接Ob、Od ,根據(jù)或=C得二=2,0b斜率 T V C大于Od斜率，則狀態(tài)d的壓強(qiáng)比狀態(tài)b的壓強(qiáng)小，故選項(xiàng)E正確。14 .（多選）（2016.全國(guó)卷II ）關(guān)于氣體的內(nèi)能，下列說(shuō)法正確的是.A.質(zhì)量和溫度都相同的氣體，內(nèi)能一定相同B .氣體溫度不變，整體運(yùn)動(dòng)速度越大，其內(nèi)能越大C.氣體被壓縮時(shí)，內(nèi)能可能不變D.一定量的某種理想氣體的內(nèi)能只與溫度有關(guān)E.一定量的某種理想氣體在等壓膨脹過(guò)程中，內(nèi)能一定增加【答案】CDE【解析】溫度相同