高三物理总复习巩固练习热力学定律及能量守恒基础

【巩固练习】

一、选择题

1、（2016 广东卷）能源利用的过程实质上是（  ）

    A. 能量的消失过程

B. 能量的创造过程

C. 能量的转化和转移的过程

D. 能量的转化传递并且逐渐消失的过程

2、图为焦耳实验装置图，用绝热性能良好的材料将容器包好，重物下落带动叶片搅拌容器里的水，引起水温升高。关于这个实验，下列说法

正确的是（  ）

A．这个装置可测定热功当量

B．做功增加了水的热量

C．做功增加了水的内能

D．功和热量是完全等价的，无区别

3、一定质量的空气，从外界吸收了2000J的热量，同时在2个大气压的恒定压强下，体积由10L增大到14L，空气的内能增加了（  ）

    A．880J      B．1192J      C．2000J      D．2080J

4、一定质量的气体吸收热量，体积膨胀并对外做功，则此过程的末态与初态相比（  ）

A.气体内能一定增加

B.气体内能一定减小

C.气体内能一定不变

D.气体内能是增是减不能确定

5、（2016 全国Ⅰ卷）关于热力学定律，下列说法正确的是（  ）

A．气体吸热后温度一定升高

B．对气体做功可以改变其内能

C．理想气体等压膨胀过程一定放热

D．热量不可能自发地从低温物体传到高温物体

E．如果两个系统分别与状态确定的第三个系统达到热平衡，那么这两个系统彼此之间也必定达到热平衡

6、(2015  河南焦作一模)如图是密闭的汽缸，外力推动活塞P压缩气体，对缸内气体做功800J，同时气体向外界放热200J，缸内气体的(　　)

A. 温度升高，内能增加600J

B. 温度升高，内能减少200J

C. 温度降低，内能增加600J

D. 温度降低，内能减少200J

7、如图所示，用导热的固定隔板把一容器隔成容积相等的甲、乙两部分，甲、乙中分别有质量相等的氮气和氧气。在达到平衡时，它们的温度必相等，若分子势能可忽略，则甲、乙中（  ）

A．气体的压强相等

B．气体分子的平均动能相等

C．气体的内能相等

D．气体分子的平均速率相等

8、 一定质量的理想气体，从某一状态开始，经过一系列变化后又回到开始的状态，用W1

表示外界对气体做的功，W2表示气体对外界做的功，Q1表示气体吸收的热量，Q2表示气体

放出的热量，则在整个过程中一定有（   ）

A．Q1—Q2=W2—W1           B．Q1=Q2

C．W1=W2                       D．Q1>Q2

9、下列关于热现象的说法，正确的是  （  ）

A. 外界对物体做功，物体的内能一定增加

B. 气体的温度升高，气体的压强一定增大

C. 任何条件下，热量都不会由低温物体传递到高温物体

D. 任何热机都不可能使燃料释放的热量完全转化为机械能

10、气体膨胀对外做功100J，同时从外界吸收了120J的热量，它的内能的变化可能是（  ）

　  A、减少了20J     B、增大了20J    C、减少了220J    D、增大了220J

二、填空题

1、某次科学实验中，从高温环境中取出一个如图所示的圆柱形导热气缸，把它放在大气压强p0＝1atm、温度t0＝27℃的环境中自然冷却．该气缸内壁光滑，容积V＝1m3，开口端有一厚度可忽略的活塞．开始时，气缸内密封有温度t＝447℃、压强p＝1.2 atm的理想气体，将气缸开口向右固定在水平面上，假设气缸内气体的所有变化过程都是缓慢的．求：

(1)活塞刚要向左移动时，气缸内气体的温度t1；

(2)最终气缸内气体的体积V1；

(3)在整个过程中，气缸内气体对外界________(选填“做正功”“做负功”或“不做功”)，气缸内气体放出的热量________(选填“大于”“等于”或“小于”)气体内能的减少量．

2、空气压缩机在一次压缩过程中，活塞对气缸中的气体做功为2.0×105J，同时气体的内能增加了1.5×l05J。试问：此压缩过程中，气体            (填“吸收”或“放出”)的热量等于             J。

3、（１）有以下说法：

　 Ａ. 气体的温度越高，分子的平均动能越大

B. 即使气体的温度很高，仍有一些分子的运动速度是非常小的

C. 对物体做功不可能使物体的温度升高

D. 如果气体分子间的相互作用力小到可以忽略不计，则气体的内能只与温度有关

E. 一由不导热的器壁做成的容器，被不导热的隔板分成甲、乙两室。甲室中装有一定质量的温度为Ｔ的气体，乙室为真空，如图所示。提起隔板，让甲室中的气体进入乙室，若甲室中气体的内能只与温度有关，则提起隔板后当气体重新达到平衡时，其温度仍为Ｔ

F. 空调机作为制冷机使用时，将热量从温度较低的室内送到温度较高的室外，所以制冷机的工作是不遵守热力学第二定律的。

G. 对于一定量的气体，当其温度降低时，速度大的分子数目减少，速率小的分子数目增加

H. 从单一热源吸取热量使之全部变成有用的机械功是不可能的

其中正确的是             。

三、计算题

一定量的气体从外界吸收了的热量，内能增加了的热量，是气体对外做了功，还是外界对气体做了功？做了多少焦耳的功？

【答案与解析】

一、选择题

1、【答案】C

【解析】能的利用过程是指利用能源为人类服务，实质上是能量的转化和转移的过程。C正确，ABD错。

故选C。

2、AC

解析：做功和传递热量都可以使物体的内能发生改变，焦耳实验中是通过做功来增加水的内能，所以选项C正确；就物体内能的改变来说，做功和热传递是等效的，这是研究热功当量的前提，通过焦耳实验可测定热功当量，所以选项A正确；一个物体的内能是无法测量的，而在某种过程中物体内能的变化却是可以测定的，热量就是用来测定内能变化的一个物体量，所以选项B和D都错。

3、B

解析：吸热，体积增大气体对外做功

根据热力学第一定律 ，  解得

4、D

解析：物体内能改变情况由做功和热传递两种因素共同决定。气体吸收热量取正值，对外做功取负值，与的大小关系不知道， 而，则的正负不能判断,所以正确答案为D。

5、【答案】BDE 

【解析】气体吸热，若同时对外做功，则温度一可能降低，故A错误；改变气体的内能的方式有两种：做功和热传递，故B正确；理想气体等压膨胀过程是吸热过程，故C错误；根据热力学第二定律，热量不可能自发地从低温物体传到高温物体，故D正确；如果两个系统分别与状态确定的第三个系统达到热平衡，那么这两个系统彼此之间也一定达到热平衡，否则就不会与第三个系统达到热平衡，故E正确．

故选BDE。

6、【答案】A　

【解析】根据热力学第一定律，气体内能增量ΔU=W+Q=800J－200J=600J，对于一定质量的理想气体，内能增加温度必然升高，故A选项正确。

7、B

解析：由于温度是分子平均动能的标志，所以在达到平衡时，它们的温度相等，气体分子的平均动能必相等。答案为B。

8、A

解析：又回到开始的状态故内能不变，根据热力学第一定律

解得 ，选项A正确。

9、D

解析：由热力学第一定律，ΔU=W+Q，物体的内能由做功和热传递两者共同决定，A选项错误；压强由温度和体积共同决定，B选项错误；通过做功，热量可以从低温物体传到高温物体，例如电冰箱，由热力学第二定律，不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功，而不引起其他变化，所以D选项正确。

10、B

解析：研究对象为气体，对外做功，吸收热量，根据热力学第一定律  ，，说明气体的内能增加，B对。

二、填空题

1、【答案】(1) 327℃　　(2) 0.5m3　　(3)做负功　大于

【解析】 (1)气体做等容变化，由查理定律得

解得T1＝600K ，即t1＝327℃.

(2)由理想气体状态方程得

解得V1＝0.5m3.

(3)体积减小，气缸内气体对外界做负功；由ΔU＝W＋Q知，气缸内气体放出的热量大于气体内能的减少量．

2、放出；5×104

解析：由热力学第一定律△U = W＋Q，代入数据解得Q =－5×104 J。

3、ABEG

解析：温度是分子平均动能的宏观体现，温度越高，分子的平均动能越大。与分子的质量无关。所以A正确。分子的平均动能是一个统计规律，并不是所有的分子的速度，所以温度高的物体也有大量的分子速度比较小，而温度低的物体也有大量的分子速度比较大。所以B也正确。改变内能的两种方式是做功和热传递，所以C错误。气体的内能除分子势能、分子平均动能有关外，还与气体的质量有关。对于气体分子间作用力可以忽略时，气体的内能只由温度和质量决定。分子越多，总的能量越大。所以D错误。因为在提起隔板时，气体没有对外做功，能量不变。（没有受力物体，虽然有位移，但也不做功）。所以E正确。所有的机器工作都要遵从热力学第一定律和第二定律，因为这时对外界产生了影响。所以F错误。气体分子的速度指的是平均速度，温度越低，平均速度越低，速度大的分子数目减少，速度小的分子数目增加。所以G正确。热力学第二定律的内容是：不可能从单一热源吸收热量全部用来做功而对外界没有影响。所以可以从单一热源吸收热量全部用来对外界做功，但此时对外界产生了影响。所以H错误。故正确的是ABEG。

三、计算题

解析：从外界吸收了热量为正，内能增加为正，根据热力学第一定律 ，，大于零，说明外界对气体做功。