1、1分层规范快练(四十一) 热力学定律与能量守恒双基过关练1(多选)下列对热学相关知识的判断中正确的是( )A对一定质量的气体加热，其内能一定增大B物体温度升高时，物体内的每个分子的速率都将增大C对一定质量的理想气体，当它的压强、体积都增大时，其内能一定增大D功转化为热的实际宏观过程是不可逆过程E自然界中的能量虽然是守恒的，但有的能量便于利用，有的不便于利用，故要节约能源解析：气体内能变化由做功和热传递共同决定，A 错误；温度升高，分子的平均动能增大，部分分子速率也会减小，B 错误；理想气体压强和体积增大温度一定增大内能一定增大，C 正确；一切涉及热现象的宏观过程都是不可逆的，D 正确；自然界中
2、的能量在数量上是守恒的但能量在转化过程中，品质逐渐降低，可利用的能量在逐渐减少，故要节约能源，E 正确答案：CDE2(多选)根据热力学定律，下列说法正确的是( )A电冰箱的工作表明，热量可以从低温物体向高温物体传递B空调机在制冷过程中，从室内吸收的热量少于向室外放出的热量C科技的不断进步使得人类有可能生产出从单一热源吸热全部用来对外做功而不引起其他变化的热机D即使没有漏气、摩擦、不必要的散热等损失，热机也不可以把燃料产生的内能全部转化为机械能E对能源的过度消耗使自然界的能量不断减少形成“能源危机”解析： 热量可以在外界做功的情况下从低温物体向高温物体传递，但不能自发进行，A 正确；空调机在制冷
3、过程中，从室内吸收的热量少于向室外放出的热量，B 正确；不可能从单一热源吸热全部用来对外做功而不引起其他变化，故 C 错误；根据热力学第二定律，即使没有漏气、摩擦、不必要的散热等损失，热机也不可以把燃料产生的内能全部转化为机械能，故 D 正确；对能源的过度消耗将形成“能源危机” ，但自然界的总能量守恒，故 E错误答案：ABD32019惠州模拟(多选)下列说法中正确的是( )A物体自由下落时速度增大，所以物体内能也增大B物体的机械能为零时内能也为零2C物体的体积减小温度不变时，物体内能不一定减小D质量、温度、体积都相等的物体的内能不一定相等E温度和质量都相同的氢气和氧气内能不相等解析：物体的机械
4、能和内能是两个完全不同的概念，物体的动能由物体的宏观速率决定，而物体内分子的动能由分子热运动的速率决定分子动能不可能为零(温度不可能达到绝对零度)而物体的动能可能为零，所以 A、B 不正确；物体体积减小时，分子间距离减小，但分子势能可能增加，所以 C 正确质量、温度、体积都相等的物体，如果是由不同物质组成，分子数不一定相同，因此，物体内能不一定相等，选项 D 正确；温度和质量都相同的氢气和氧气具有相同的分子平均动能，但由于分子数不相等，分子总动能不相等，分子势能也不相等，故其内能不相等，选项 E 正确答案：CDE4(多选)如图所示，一定质量的理想气体从状态 a 变化到状态 b，在这一过程中，下
5、列说法正确的是( )A气体的体积变小B气体的温度降低C气体从外界吸收热量D气体的内能增大E单位时间内碰撞到单位面积容器壁的分子数减少解析：从状态 a 到状态 b，气体的压强不变，气体的温度升高，则气体的体积增大，选项 A、B 错误；一定质量的理想气体的内能只与温度有关，气体的温度升高，故气体的内能增大，选项 D 正确；气体的体积增大，对外做功， W0，但 Q0，则 U W Q0，内能增加，E 正确，D 错误答案：BCE7.4气体温度计结构如图所示玻璃测温泡 A 内充有理想气体，通过细玻璃管 B 和水银压强计相连开始时 A 处于冰水混合物中，左管 C 中水银面在 O 点处，右管 D 中水银面高出
6、O 点 h114 cm.后将 A 放入待测恒温槽中，上下移动 D，使 C 中水银面仍在 O 点处，测得D 中水银面高出 O 点 h244 cm.(已知外界大气压为标准大气压，标准大气压相当于 76 cmHg)(1)恒温槽的温度为_；(2)此过程 A 内气体内能_(填 “增大”或“减小”)，气体不对外做功，气体将_(填“吸热”或“放热”)解析：(1)测温泡内气体进行等容变化p1 p0 h1761490 cmHg， T1273 Kp2 p0 h27644120 cmHg由 ，得 T2 T1 273364 K91 p1T1 p2T2 p2p1 12090(2)理想气体的内能只与温度有关，随着温度的升
7、高，内能将增大，气体等容变化，做功为 0，内能的增加要靠吸热来实现答案：(1)91 (2)增大 吸热技能提升练82019湖北武汉模拟(多选)如图所示，在一定质量的理想气体压强随体积变化的p V 图象中，气体先后经历了 ab、 bc、 cd、 da 四个过程，其中 ab 垂直于 cd， ab 垂直于V 轴且与 p 轴平行， bc、 da 是两条等温线，下列判断正确的是( )A气体在状态 a 时的温度低于在状态 c 时的温度B从 a b 的过程，气体分子密集程度不变，分子平均动能增加C从 a b c 的过程，气体密度不断减小，温度先升高后不变5D从 c d 的过程，气体放出的热量大于外界对气体做的
8、功E从 a b c d 的过程，设气体对外做功为 W1，外界对气体做功为 W2，气体吸热为Q1，放热为 Q2，则 W1 W2Q1 Q2解析：根据题图可知，气体在状态 a 和状态 b 时体积相同，气体的压强越大，温度越高，故状态 b 的温度比状态 a 的温度高，又 bc 为等温线，所以状态 c 的温度比状态 a 的温度高，A 正确气体在状态 a 和状态 b 时体积相同，故分子密集程度不变，状态 b 的压强大，温度高，分子平均动能更大，B 正确由 c 到 d，气体体积减小，外界对气体做正功，且温度降低，内能减小，由热力学第一定律可得 D 正确从 a 到 b，气体体积不变，密度不变，从 b 到 c，
9、气体体积变大，温度不变，C 错误 a、 d 等温，内能相等，故外界对气体做的功与气体放出的热量相等，E 错误答案：ABD9如图所示，一根两端开口、横截面积为 S2 cm2足够长的玻璃管竖直插入水银槽中并固定(插入水银槽中的部分足够深)管中有一个质量不计的光滑活塞，活塞下封闭着长 L21 cm 的气柱，气体的温度为 t17 ，外界大气压取 p01.010 5 Pa(相当于 75 cm 高的汞柱的压强)(1)若在活塞上放一个质量为 m0.1 kg 的砝码，保持气体的温度 t1不变，则平衡后气柱为多长？( g10 m/s 2)(2)若保持砝码的质量不变，对气体加热，使其温度升高到 t277 ，此时气
10、柱为多长？(3)若在(2)过程中，气体吸收的热量为 10 J，则气体的内能增加多少？解析：(1)被封闭气体的初状态为p1 p01.010 5 PaV1 LS42 cm 3， T1280 K末状态压强 p2 p0 1.0510 5 PamgSV2 L2S， T2 T1280 K根据玻意耳定律，有 p1V1 p2V2，即 p1L p2L2得 L2 L20 cm.p1p2(2)对气体加热后，气体的压强不变， p3 p2， V3 L3S， T3350 K6根据盖吕萨克定律，有 ，即 V2T2 V3T3 L2T2 L3T3得 L3 L225 cm.T3T2(3)气体对外做的功 W p2Sh p2S(L3
11、 L2)1.05 J根据热力学第一定律得 U W Q1.05 J10 J8.95 J即气体的内能增加 8.95 J.答案：(1)20 cm (2)25 cm (3)8.95 J10一定质量的理想气体被活塞封闭在汽缸内，如图所示水平放置活塞的质量m20 kg，横截面积 S100 cm2，活塞可沿汽缸壁无摩擦滑动但不漏气，开始使汽缸水平放置，活塞与汽缸底的距离 L112 cm，离汽缸口的距离 L23 cm.外界气温为 27 ，大气压强为 1.0105 Pa，将汽缸缓慢地转到开口向上的竖直位置，待稳定后对缸内气体逐渐加热，使活塞上表面刚好与汽缸口相平，已知 g10 m/s 2，求(1)此时汽缸的温度
12、为多少？(2)在对缸内气体加热的过程中，气体膨胀对外做功，同时吸收 Q370 J 的热量，则气体增加的内能 U 多大？解析：(1)当汽缸水平放置时，p01.010 5 Pa，V0 L1S， T0(27327) K300 K当汽缸口朝上，活塞到达汽缸口时，活塞的受力分析如图所示，有p1S p0S mg则 p1 p0 1.010 5 Pa Pa1.210 5 PamgS 20010 2V1( L1 L2)S由理想气体状态方程得 p0L1ST0 p1 L1 L2 ST17则 T1 T0 300 K450 K.p1 L1 L2p0L1 1.2105151.010512(2)当汽缸口向上，未加热稳定时：由玻意耳定律得p0L1S p1LS则 L cm10 cmp0L1p1 1.0105121.2105加热后，气体做等压变化，外界对气体做功为W p0(L1 L2 L)S mg(L1 L2 L)60 J根据热力学第一定律U W Q 得 U 310 J.答案：(1)450 K (2)310 J
