2023年高考物理一輪復(fù)習(xí)課時(shí)分層集訓(xùn)37熱力學(xué)定律與能量守恒定律新人教版

2023年高考物理一輪復(fù)習(xí)課時(shí)分層集訓(xùn)37熱力學(xué)定律與能量守恒定律新人教版PAGEPAGE1課時(shí)分層集訓(xùn)(三十七)熱力學(xué)定律與能量守恒定律(限時(shí)：40分鐘)對(duì)熱力學(xué)第一定律、第二定律的理解1．(2022·杭州模擬)關(guān)于熱力學(xué)第一定律和熱力學(xué)第二定律，以下論述正確的選項(xiàng)是()A．一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷一緩慢的絕熱膨脹過(guò)程，氣體的內(nèi)能增大B．熱力學(xué)第一定律也可表述為第一類(lèi)永動(dòng)機(jī)不可能制成C．氣體向真空的自由膨脹是不可逆的D．熱力學(xué)第二定律可描述為“不可能使熱量由低溫物體傳遞到高溫物體〞E．1kg的0℃的冰比1kg的0℃的水的內(nèi)能小些BCE[一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷一緩慢的絕熱膨脹過(guò)程，那么Q＝0，W＜0，根據(jù)ΔU＝W＋Q可知，氣體的內(nèi)能減小，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；熱力學(xué)第一定律也可表述為第一類(lèi)永動(dòng)機(jī)不可能制成，選項(xiàng)B正確；熱力學(xué)第二定律說(shuō)明：自然界中進(jìn)行的涉及熱現(xiàn)象的宏觀過(guò)程都具有方向性，是不可逆的，選項(xiàng)C正確；熱力學(xué)第二定律可描述為“不可能使熱量由低溫物體傳遞到高溫物體，而不引起其他變化〞，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；1kg的0℃的冰變成1kg的0℃的水要吸收熱量，所以選項(xiàng)E正確．]2．對(duì)于一定量的理想氣體，以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是()【導(dǎo)學(xué)號(hào)：84370515】A．當(dāng)氣體溫度變化時(shí)，氣體內(nèi)能一定變化B．假設(shè)氣體的內(nèi)能不變，其狀態(tài)也一定不變C．假設(shè)氣體的壓強(qiáng)和體積都不變，其內(nèi)能也一定不變D．假設(shè)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1K所吸收的熱量與氣體經(jīng)歷的過(guò)程有關(guān)ACE[理想氣體的內(nèi)能只由溫度決定，當(dāng)氣體溫度變化時(shí)，氣體內(nèi)能一定變化，選項(xiàng)A正確；假設(shè)氣體的內(nèi)能不變，那么氣體的溫度不變，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，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；由理想氣體狀態(tài)方程eq\f(pV,T)＝C可知，如果氣體的壓強(qiáng)和體積都不變時(shí)，那么溫度也不變，而理想氣體的內(nèi)能只由溫度決定，所以內(nèi)能也不改變，選項(xiàng)C正確；如果氣體的溫度升高，同時(shí)體積增大，其壓強(qiáng)可能增大、不變或減小，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；氣體溫度升高1K代表增加一定量?jī)?nèi)能，由熱力學(xué)第一定律ΔU＝W＋Q知，熱量Q與W有關(guān)，選項(xiàng)E正確．]3．(2022·全國(guó)Ⅲ卷)如圖13-3-7所示，一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)a出發(fā)，經(jīng)過(guò)等容過(guò)程ab到達(dá)狀態(tài)b，再經(jīng)過(guò)等溫過(guò)程bc到達(dá)狀態(tài)c，最后經(jīng)等壓過(guò)程ca回到狀態(tài)a.以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是()圖13-3-7A．在過(guò)程ab中氣體的內(nèi)能增加B．在過(guò)程ca中外界對(duì)氣體做功C．在過(guò)程ab中氣體對(duì)外界做功D．在過(guò)程bc中氣體從外界吸收熱量E．在過(guò)程ca中氣體從外界吸收熱量ABD[ab過(guò)程是等容變化，ab過(guò)程壓強(qiáng)增大，溫度升高，氣體內(nèi)能增大，選項(xiàng)A正確；而由于體積不變，氣體對(duì)外界不做功，選項(xiàng)C錯(cuò)誤．ca過(guò)程是等壓變化，體積減小，外界對(duì)氣體做功，選項(xiàng)B正確；體積減小過(guò)程中，溫度降低，內(nèi)能減小，氣體要放出熱量，選項(xiàng)E錯(cuò)誤．bc過(guò)程是等溫變化，內(nèi)能不變，體積增大，氣體對(duì)外界做功，那么需要吸收熱量，選項(xiàng)D正確．]4．一定量的理想氣體從狀態(tài)a開(kāi)始，經(jīng)歷三個(gè)過(guò)程ab、bc、ca回到原狀態(tài)，其p-T圖象如圖13-3-8所示．以下判斷正確的選項(xiàng)是()圖13-3-8A．過(guò)程ab中氣體一定吸熱B．過(guò)程bc中氣體既不吸熱也不放熱C．過(guò)程ca中外界對(duì)氣體所做的功等于氣體所放的熱D．a(chǎn)、b和c三個(gè)狀態(tài)中，狀態(tài)a分子的平均動(dòng)能最小E．b和c兩個(gè)狀態(tài)中，容器壁單位面積單位時(shí)間內(nèi)受到氣體分子撞擊的次數(shù)不同ADE[由p-T圖象可知過(guò)程ab是等容變化，溫度升高，內(nèi)能增加，體積不變，由熱力學(xué)第一定律可知過(guò)程ab一定吸熱，選項(xiàng)A正確；過(guò)程bc溫度不變，即內(nèi)能不變，由于過(guò)程bc體積增大，所以氣體對(duì)外做功，由熱力學(xué)第一定律可知，氣體一定吸收熱量，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；過(guò)程ca壓強(qiáng)不變，溫度降低，內(nèi)能減少，體積減小，外界對(duì)氣體做功，由熱力學(xué)第一定律可知，放出的熱量一定大于外界對(duì)氣體做的功，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，由p-T圖象可知，a狀態(tài)氣體溫度最低，那么分子平均動(dòng)能最小，選項(xiàng)D正確；b、c兩狀態(tài)溫度相等，分子平均動(dòng)能相等，由于壓強(qiáng)不相等，所以單位面積單位時(shí)間內(nèi)受到氣體分子撞擊的次數(shù)不同，選項(xiàng)E正確．]熱力學(xué)定律與氣體實(shí)驗(yàn)定律的綜合5．某種一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)a開(kāi)始，經(jīng)過(guò)三個(gè)過(guò)程ab、bc、ca回到原狀態(tài)．如圖13-3-9所示，狀態(tài)a時(shí)體積是1m3，壓強(qiáng)是1.0×105圖13-3-9(1)氣體從c→a過(guò)程外界對(duì)氣體做功多少？(2)說(shuō)明b→c過(guò)程氣體吸熱小于1.5×105J.[解析](1)c→a過(guò)程為等壓變化Tc＝600KVa＝1m3Taeq\f(Vc,Tc)＝eq\f(Va,Ta)解得Vc＝2m3W＝pΔV＝1×105J.(2)b→c過(guò)程為等溫變化W′＝eq\f(1,2)×(2＋1)×105×1J＝1.5×105J＞W(wǎng)ΔU＝Q＋W，溫度不變?chǔ)＝0氣體吸熱Q＝|W|＜1.5×105J.[答案](1)1×105J(2)見(jiàn)解析6．如圖13-3-10所示，在豎直放置的圓柱形容器內(nèi)用質(zhì)量為m的活塞密封一局部氣體，活塞與容器壁間能無(wú)摩擦滑動(dòng)，容器的橫截面積為S.開(kāi)始時(shí)氣體的溫度為T(mén)0，活塞與容器底的距離為h0.現(xiàn)將整個(gè)裝置放在大氣壓恒為p0的空氣中，當(dāng)氣體從外界吸收熱量Q后，活塞緩慢上升d后再次平衡，重力加速度為g.求：圖13-3-10(1)外界空氣的溫度是多少；(2)在此過(guò)程中的密閉氣體的內(nèi)能增加了多少．[解析](1)取密閉氣體為研究對(duì)象，活塞上升過(guò)程為等壓變化，由蓋—呂薩克定律有eq\f(V,V0)＝eq\f(T,T0)得外界溫度T＝eq\f(V,V0)T0＝eq\f(h0＋dS,h0S)T0＝eq\f(h0＋d,h0)T0.