鞏固練習(xí)熱力學(xué)定律及能量守恒基礎(chǔ)

1、【鞏固練習(xí)】-、選擇題1、（2016廣東卷）能源利用的過程實(shí)質(zhì)上是（）A.能量的消失過程B.能量的創(chuàng)造過程C.能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過程D.能量的轉(zhuǎn)化傳遞并且逐漸消失的過程2、圖為焦耳實(shí)驗(yàn)裝置圖，用絕熱性能良好的材料將容器包好，重物下落帶動(dòng)葉片攪拌容器重物一攬拌葉片配重物里的水，引起水溫升高。關(guān)于這個(gè)實(shí)驗(yàn)，下列說法正確的是（A.這個(gè)裝置可測(cè)定熱功當(dāng)量B.做功增加了水的熱量C.做功增加了水的內(nèi)能D.功和熱量是完全等價(jià)的，無區(qū)別3、一定質(zhì)量的空氣，從外界吸收了2000J的熱量，同時(shí)在2個(gè)大氣壓的恒定壓強(qiáng)下，體積由10L增大到14L,空氣的內(nèi)能增加了（）A.880JB.1192JC.2000JD.208

2、0J4、一定質(zhì)量的氣體吸收熱量，體積膨脹并對(duì)外做功，則此過程的末態(tài)與初態(tài)相比（）A.氣體內(nèi)能一定增加B.氣體內(nèi)能一定減小C.氣體內(nèi)能一定不變D.氣體內(nèi)能是增是減不能確定5、（2016全國(guó)I卷）關(guān)于熱力學(xué)定律，下列說法正確的是（）A.氣體吸熱后溫度一定升高B.對(duì)氣體做功可以改變其內(nèi)能C.理想氣體等壓膨脹過程一定放熱D.熱量不可能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體E.如果兩個(gè)系統(tǒng)分別與狀態(tài)確定的第三個(gè)系統(tǒng)達(dá)到熱平衡，那么這兩個(gè)系統(tǒng)彼此之間也必定達(dá)到熱平衡6、（2015河南焦作一模）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)

3、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200J7、如圖所示，用導(dǎo)熱的固定隔板把一容器隔成容積相等的甲、乙兩部分，甲、乙中分別有質(zhì)量相等的氮?dú)夂脱鯕?。在達(dá)到平衡時(shí)，它們的溫度必相等，若分子勢(shì)能可忽略，則甲、乙中（）.飛甲7A.氣體的壓強(qiáng)相等|IIB.氣體分子的平均動(dòng)能相等C.氣體的內(nèi)能相等D.氣體分子的平均速率相等8、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Wi表示外界對(duì)氣體做的功，W2表示氣體對(duì)外界做的功，Qi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（）A.Qi-Q2=W2-WiB

4、.Qi=Q2C.Wi=W2D.QiQ29、下列關(guān)于熱現(xiàn)象的說法，正確的是（）A.外界對(duì)物體做功，物體的內(nèi)能一定增加B.氣體的溫度升高，氣體的壓強(qiáng)一定增大C.任何條件下，熱量都不會(huì)由低溫物體傳遞到高溫物體D.任何熱機(jī)都不可能使燃料釋放的熱量完全轉(zhuǎn)化為機(jī)械能i0、氣體膨脹對(duì)外做功i00J,同時(shí)從外界吸收了i20J的熱量，它的內(nèi)能的變化可能是（）A、減少了20JB、增大了20JC、減少了220JD、增大了220J二、填空題1、某次科學(xué)實(shí)驗(yàn)中，從高溫環(huán)境中取出一個(gè)如圖所示的圓柱形導(dǎo)熱氣缸，把它放在大氣壓強(qiáng)p0=1atm、溫度t0=27C的環(huán)境中自然冷卻.該氣缸內(nèi)壁光滑，容積V=1m3,開口端有一厚度可

5、忽略的活塞.開始時(shí)，氣缸內(nèi)密封有溫度t=447C、壓強(qiáng)p=1.2atm的理想氣體,將氣缸開口向右固定在水平面上，假設(shè)氣缸內(nèi)氣體的所有變化過程都是緩慢的.求：（1）活塞剛要向左移動(dòng)時(shí)，氣缸內(nèi)氣體的溫度t1；（2）最終氣缸內(nèi)氣體的體積V1；在整個(gè)過程中，氣缸內(nèi)氣體對(duì)外界（選填做正功”做負(fù)功”或不做功”）氣缸內(nèi)氣體放出的熱量（選填失于等于“或小于”氣體內(nèi)能的減少量.2、空氣壓縮機(jī)在一次壓縮過程中，活塞對(duì)氣缸中的氣體做功為2.0105J,同時(shí)氣體的內(nèi)能增加了1.5l05Jo試問：此壓縮過程中，氣體（填吸收”或放出”的熱量等于Jo3、（1）有以下說法：A.氣體的溫度越高，分子的平均動(dòng)能越大B.即使氣體的

6、溫度很高，仍有一些分子的運(yùn)動(dòng)速度是非常小的C.對(duì)物體做功不可能使物體的溫度升高D.如果氣體分子間的相互作用力小到可以忽略不計(jì)，則氣體的內(nèi)能只與溫度有關(guān)E.一由不導(dǎo)熱的器壁做成的容器，被不導(dǎo)熱的隔板分成甲、乙兩室。甲室中裝有一定質(zhì)量的溫度為T的氣體，乙室為真空，如圖所示。提起隔板，讓甲室中的氣體進(jìn)入乙室，若甲室中氣體的內(nèi)能只與溫度有關(guān)，則提起隔板后當(dāng)氣體重新達(dá)到平衡時(shí)，其溫度仍為TF.空調(diào)機(jī)作為制冷機(jī)使用時(shí)，將熱量從溫度較低的室內(nèi)送到溫度較高的室外，所以制冷機(jī)的工作是不遵守?zé)崃W(xué)第二定律的。G.對(duì)于一定量的氣體，當(dāng)其溫度降低時(shí)，速度大的分子數(shù)目減少，速率小的分子數(shù)目增加H.從單一熱源吸取熱量使之

7、全部變成有用的機(jī)械功是不可能的其中正確的是。三、計(jì)算題一定量的氣體從外界吸收了2.6M105J的熱量，內(nèi)能增加了4.2父105的熱量，是氣體對(duì)外做了功，還是外界對(duì)氣體做了功？做了多少焦耳的功？【答案與解析】一、選擇題1、【答案】C【解析】能的利用過程是指利用能源為人類服務(wù)，實(shí)質(zhì)上是能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過程。C正確，ABD錯(cuò)。故選Co2、AC解析：做功和傳遞熱量都可以使物體的內(nèi)能發(fā)生改變，焦耳實(shí)驗(yàn)中是通過做功來增加水的內(nèi)能，所以選項(xiàng)C正確；就物體內(nèi)能的改變來說，做功和熱傳遞是等效的，這是研究熱功當(dāng)量的前提，通過焦耳實(shí)驗(yàn)可測(cè)定熱功當(dāng)量，所以選項(xiàng)A正確；一個(gè)物體的內(nèi)能是無法測(cè)量的，而在某種過程中物體內(nèi)

8、能的變化卻是可以測(cè)定的，熱量就是用來測(cè)定內(nèi)能變化的一個(gè)物體量，所以選項(xiàng)B和D都錯(cuò)。3、B解析：吸熱Q=2000J,體積增大氣體對(duì)外做功W=-Fx=-pSx=-pV=-21.01105(14-10)10，J=-808J根據(jù)熱力學(xué)第一定律W+Q=AU,解得AU=1192J4、D解析：物體內(nèi)能改變情況由做功和熱傳遞兩種因素共同決定。氣體吸收熱量Q取正值，對(duì)外做功W取負(fù)值，W與Q的大小關(guān)系不知道，而AU=Q+W,則AU的正負(fù)不能判斷，所以正確答案為Do5、【答案】BDE【解析】氣體吸熱，若同時(shí)對(duì)外做功，則溫度一可能降低，故A錯(cuò)誤；改變氣體的內(nèi)能的方式有兩種：做功和熱傳遞，故B正確；理想氣體等壓膨脹過程

9、是吸熱過程，故C錯(cuò)誤；根據(jù)熱力學(xué)第二定律，熱量不可能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體，故D正確；如果兩個(gè)系統(tǒng)分別與狀態(tài)確定的第三個(gè)系統(tǒng)達(dá)到熱平衡，那么這兩個(gè)系統(tǒng)彼此之間也一定達(dá)到熱平衡，否則就不會(huì)與第三個(gè)系統(tǒng)達(dá)到熱平衡，故E正確.故選BDE。6、【答案】A【解析】根據(jù)熱力學(xué)第一定律，氣體內(nèi)能增量AU=W+Q=800J200J=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。7、B解析：由于溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，所以在達(dá)到平衡時(shí)，它們的溫度相等，氣體分子的平均動(dòng)能必相等。答案為Bo8、A解析：又回到開始的狀態(tài)故內(nèi)能不變，根據(jù)熱力學(xué)第一定律W,+Q1=W2+Q2解得Qi-Q2

10、=WWi,選項(xiàng)A正確。9、D解析：由熱力學(xué)第一定律，AU=W+Q,物體的內(nèi)能由做功和熱傳遞兩者共同決定，A選項(xiàng)錯(cuò)誤；壓強(qiáng)由溫度和體積共同決定，B選項(xiàng)錯(cuò)誤；通過做功，熱量可以從低溫物體傳到高溫物體，例如電冰箱，由熱力學(xué)第二定律，不可能從單一熱源吸收熱量并把它全部用來做功，而不引起其他變化，所以D選項(xiàng)正確。10、B解析：研究對(duì)象為氣體，對(duì)外做功W=-100J,吸收熱量Q=+120J,根據(jù)熱力學(xué)第一定律W+Q=AUAU=100+12J0=J0AU0,說明氣體的內(nèi)能增加，B對(duì)。、填空題1、【答案】327c(2)0.5m3(3)做負(fù)功大于【解析】(1)氣體做等容變化，由查理定律得解得T1=600K，即t

11、1=327C.(2)由理想氣體狀態(tài)方程得pV_P0V1T一T0解得V1=0.5m3.(3)體積減小，氣缸內(nèi)氣體對(duì)外界做負(fù)功；由于氣體內(nèi)能的減少量.AU=W+Q知，氣缸內(nèi)氣體放出的熱量大2、放出；5M04解析：由熱力學(xué)第一定律U=W+Q,代入數(shù)據(jù)解得Q=-5X104jo3、ABEG解析：溫度是分子平均動(dòng)能的宏觀體現(xiàn)，溫度越高，分子的平均動(dòng)能越大。與分子的質(zhì)量無關(guān)。所以A正確。分子的平均動(dòng)能是一個(gè)統(tǒng)計(jì)規(guī)律，并不是所有的分子的速度，所以溫度高的物體也有大量的分子速度比較小，而溫度低的物體也有大量的分子速度比較大。所以B也正確。改變內(nèi)能的兩種方式是做功和熱傳遞，所以C錯(cuò)誤。氣體的內(nèi)能除分子勢(shì)能、分子平均動(dòng)能有關(guān)外，還與氣體的質(zhì)量有關(guān)。對(duì)于氣體分子間作用力可以忽略時(shí)，氣體的內(nèi)能只由溫度和質(zhì)量決定。分子越多，總的能量越大。所以D錯(cuò)誤。因?yàn)樵谔崞鸶舭鍟r(shí)，氣體沒有對(duì)外做功，能量不變。（沒有受力物體，雖然有位移，但也不做功）。所以E正確。所有的機(jī)器工作都要遵從熱力學(xué)第一定律和第二定律，因?yàn)檫@時(shí)對(duì)外界產(chǎn)生了影響。所以F錯(cuò)誤。氣體分子的速度指的是平均速度，溫度越低，平均速度越低，速度大的分子數(shù)目減少，速度小的分子數(shù)目增加。所以G正確。熱力學(xué)第二定律的內(nèi)容是：不可能從單一熱源