新教材高考物理一轮复习课时规范练42热力学定律与能量守恒定律含答案

这是一份新教材高考物理一轮复习课时规范练42热力学定律与能量守恒定律含答案，共10页。
1.(多选)(热力学定律的理解)关于热力学定律,下列说法正确的是( )
A.根据热力学第一定律可知,一定质量的理想气体等压膨胀对外做功,内能一定减少
B.第一类永动机制不成,是因为它违反了热力学第一定律
C.热力学第二定律是从另一个侧面阐述能量守恒定律
D.从微观意义上讲,热力学第二定律是一个统计规律
2.(热力学第一定律与气体状态方程的综合)如图所示,导热良好的圆筒形汽缸竖直放置在水平地面上,用活塞将一定质量的理想气体封闭在汽缸内,活塞上堆放着铁砂,系统处于静止状态。现缓慢取走铁砂,忽略活塞与汽缸之间的摩擦,外界环境温度不变,则在此过程中缸内气体( )
A.对外做功,其内能减少
B.温度不变,与外界无热量交换
C.分子碰撞缸壁时的平均作用力减小
D.分子单位时间内对活塞的碰撞次数减少
3.(多选)(热力学定律与图像)一定质量的理想气体从状态a开始,经历三个过程ab、bc、ca回到原状态,其V-T图像如图所示,pa、pb、pc分别表示a、b、c的压强,下列判断正确的是( )
A.状态a、b、c的压强满足pc=pb=3pa
B.过程a到b中气体内能增大
C.过程b到c中气体吸收热量
D.过程c到a中气体吸收的热量等于对外做的功
4.(热力学定律与图像)右图为一定质量的理想气体状态的两段变化过程,一个从c到b,另一个是从a到b,其中c与a的温度相同,比较两段变化过程,则( )
A.c到b过程气体放出热量较多
B.a到b过程气体放出热量较多
C.c到b过程内能减少较多
D.a到b过程内能减少较多
5.(热力学第一定律)(2023福建漳州调研)如图所示,汽缸内活塞左边封闭着一定量的可视为理想气体的空气,压强和大气压相同。把汽缸和活塞固定,使汽缸内空气升高一定的温度,空气吸收的热量为Q1。如果让活塞可以自由滑动(活塞与汽缸间无摩擦、不漏气),也使汽缸内空气温度升高相同温度,其吸收的热量为Q2,则Q1和Q2的大小关系是( )
A.Q1=Q2B.Q1>Q2
C.Q1Q1,选项C正确。
6.AB 解析 由题意得,分子热运动速率较小的气体从A端流出,分子热运动速率较大的气体从B端流出,又同种气体中平均分子速率较大的部分温度较高,故A端为冷端,B端为热端,故A、B正确;内能的多少除了与温度有关还与分子数有关,故不能得出从A端流出的气体内能一定大于从B端流出的气体内能,故C错误;该装置将冷热气体进行分离,喷嘴处有高压,并非是自发进行的,没有违背热力学第二定律,任何过程都满足能量守恒定律,故D错误。
7.答案 (1)1615p0
(2)Q+57kT0
解析 (1)第一次打入气体后,篮球内气体压强变为p1,
根据玻意耳定律有p0(V0+115V0)=p1V0
解得p1=1615p0。
(2)设篮球内气体最终温度为T,根据理想气体状态方程知p0(V0+20×115V0)T0=4p0V0T
解得T=127T0
篮球内气体内能的增量为ΔU=kΔT=57kT0
根据热力学第一定律可得打气过程中,对气体所做的功为W=Q+57kT0。
8.答案 (1)3 kg
(2)57 ℃ 11 J
解析 (1)开始时,V1=LS,压强为p1=p0+mgS=1.2×105 Pa
活塞下移到4L5处时,V2=4L5S,设此时气体的压强为p2,对所封闭的气体,活塞向下移动时,气体发生等温变化,根据玻意耳定律有p1V1=p2V2
解得p2=1.5×105 Pa
设所放物体的质量为m0,此时对活塞有p2S=p0S+mg+m0g
解得m0=3 kg。
(2)对所封闭的气体,开始时,V2=4L5S,T2=300 K,温度升高后,V3=(4L5+ΔL)S,设此时的温度为T3,此过程为等压过程,根据V2T2=V3T3
解得T3=330 K,即t=57 ℃
该过程中气体对外界做功,得W=-p2SΔL
由热力学第一定律可得ΔU=W+Q
解得Q=11 J。
9.C 解析 由题图可知,气体由状态A等容变化到状态B的过程中体积不变,温度减小,根据pVT=p1VT1可知压强减小;根据热力学第一定律ΔU=W+Q,体积不变,温度减小,即W=0,ΔU