1、【 精品教育资源文库 】 课练 35 热力学定律和能量守恒 1. (多选 )如图所示，导热的汽缸固定在水平地面上，用活塞把一定质量的理想气体封闭在汽缸中，汽缸的内壁光滑现用水平外力 F 作用于活塞杆，使活塞缓慢地向右移动，由状态 变化到状态 ，在此过程中如果环境保持恒温，下列说法正确的是 ( ) A每个气体分子的速率都不变 B气体分子平均动能不变 C水平外力 F 逐渐变大 D气体内能减小 答案： BC 解析： 由状态 到状态 是封闭气体等温膨胀过程，由于温度是分子平均动能的标志，故分子热运动的平均动能不变，但不是每个分子的动能都不变 ，所以 A 错误， B 正确；温度不变，体积增大，根据 p
2、VT C，则压强 p 减小，以活塞为研究对象，根据平衡条件有 p0S pS F，得 F p0S pS，压强 p 减小，则 F 增大， C 正确；理想气体的内能只与温度有关，温度不变，则内能不变，故 D 错误 2某同学将一气球打好气后，不小心碰到一个尖利物体而迅速破裂，则在气球破裂过程中 ( ) A气体对外界做功，温度降低 B外界对气体做功，内能增大 C气体内能不变，体积增大 D气体压强减小，温度升高 答案： A 解析： 在气球破裂过程中，体积增大，对外做功 ，由于气球破裂过程的时间比较短，气体来不及吸收热量，根据热力学第一定律 U W Q 可知，气体的内能减小，温度降低，根据理想气体状态方程可
3、知气体压强减小 3. (多选 )如图所示，汽缸和活塞与外界均无热交换，中间有一个固定的导热性良好的隔板，封闭着两部分气体 A 和 B，活塞处于静止平衡状态现通过电热丝对气体 A 加热一段时间，后来活塞达到新的平衡，不计气体分子势能，不计活塞与汽缸壁间的摩擦，大气压强保持不变，则下列判断正确的是 ( ) A气体 A 吸热，内能增加 B气体 B 吸热，对外做功，内能不变 C气体 A 分子 的平均动能增大 D气体 A 和气体 B 内每个分子的动能都增大 E气体 B 分子单位时间内对器壁单位面积碰撞总次数减少 答案： ACE 解析： A 气体经历等容变化， W 0，而吸收热量，由 U W Q 知，内能
4、增加， A 正确；B 气体经历等压变化， W0，W0，气体吸热， C 正确， A、 B、 D 错误 6. (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，下列表述正确的是 ( ) A气体从外界吸收热量 B气体分子的平均动能减小 C外界对气体做正功 D气体分子撞击器壁的作用力增大 答案： AD 解析： ab 气体体积增大，对外 做功， W0，气体吸热， A 正确 7关于热力学定律，下列说法正确的是 ( ) A在一定条件下物体的温度可以降到 0 K B物体从单一热源吸收的热量可全部用于做功 【 精品教育资源文库 】 C吸收了热量的物体，其内能一定增加 D压缩气体总
5、能使气体的温度升高 答案： B 解析： 0 K 是绝对零度，不可能达到， A 选项错误；由热力学第一定律可知， C、 D 选项错误， B 选项正确 8. 如图为某种椅子与其升降部分的结构示意 图， M、 N 两筒间密闭了一定质量的气体， M可沿 N 的内壁上下滑动设筒内气体不与外界发生热交换，在 M 向下滑动的过程中 ( ) A外界对气体做功，气体内能增大 B外界对气体做功，气体内能减小 C气体对外界做功，气体内能增大 D气体对外界做功，气体内能减小 答案： A 解析： 由于筒内气体不与外界发生热交换，外界对气体做功改变气体的内能，在 M 向下滑动的过程中，外界压缩气体对气体做功，根据热力学第
6、一定律可知，气体的内能增大选项 A 正确 9. 如图所示为常见的家用保温瓶，头一天用软木塞密封了半瓶开水，过了一 夜后软木塞很难取出，则 ( ) A瓶里所有气体分子的动能都变小了 B外界对瓶内气体没有做功，瓶内气体的内能不变 C瓶内气体温度降低，气体内能减小 D瓶内气体温度降低，压强增大 答案： C 解析： 经过一个夜晚后，保温瓶内气体温度下降，分子平均动能减小，但并不是所有气体分子的动能都减小，气体温度降低，内能减小，故 A、 B 错误， C 正确；由 pVT C 知， V 不变， T 降低，则 p 减小，故 D 错误 10 (1)若一气泡从湖底上升到湖面的过程中温度保持不变，则在此过程中关
7、于气泡中的气体，下列说法正确的 是 ( ) A气体分子间的作用力增大 B气体分子的平均速率增大 C气体分子的平均动能减小 D气体组成的系统一定吸热 (2)若将气泡内的气体视为理想气体，气泡从湖底上升到湖面的过程中，对外界做了 0.6 【 精品教育资源文库 】 J 的功，则此过程中的气泡 _(填 “ 吸收 ” 或 “ 放出 ”) 的热量是 _J 气泡到达湖面后，温度上升的过程中，又对外界做了 0.1 J 的功，同时吸收了 0.3 J 的热量，则此过程中，气泡内气体内能增加了 _J. 答案： (1)D (2)吸收 0.6 0.2 解析： (1)考虑气体分子 间作用力时，分子力表现为引力，气泡膨胀
8、，分子间距增大，分子力减小， A 错误；气泡上升过程中温度不变，分子的平均动能不变，分子的平均速率也不变， B、 C 错误；气泡上升过程中体积膨胀，温度不变，而气体对外做功，故气体一定吸收热量， D 正确 (2)将气体视为理想气体时，其内能只与温度有关气泡上升过程中温度不变， U 0，对外做功， W 0.6 J，由 U Q W 有 Q U W 0.6 J0，即需从外界吸收 0.6 J 的热量气泡到达湖面后，由 U Q W 得 U (0.3 0.1) J 0.2 J. 11. 如 图所示的 p V 图象中，一定质量的理想气体由状态 A 经过 ACB 过程至状态 B，气体对外做功 280 J，吸收
9、热量 410 J；气体又从状态 B 经 BDA 过程回到状态 A，这一过程中外界对气体做功 200 J则： (1)ACB 过程中气体的内能是增加还是减少？变化量是多少？ (2)BDA 过程中气体是吸热还是放热？吸收或放出的热量是多少？ 答案： (1)增加 130 J (2)放热 330 J 解析： (1)ACB 过程中 W1 280 J， Q1 410 J， 由热力学第一定律得 UB UA W1 Q1 130 J， 故 ACB 过程中气体 的内能增加了 130 J. (2)因为一定质量的理想气体的内能只与温度有关， BDA 过程中气体内能的变化量 UAUB 130 J 由题意知 W2 200
10、J，由热力学第一定律得 UA UB W2 Q2， 代入数据解得 Q2 330 J， 即 BDA 过程中气体放出热量 330 J. 12如图所示，一圆柱形容器竖直放置，通过活塞封闭着摄氏温度为 t 的理想气体活塞的质量为 m，横截面积为 S，与容器底部相距 h.现通过电热丝给气体加热一段时间，结果活塞缓慢上升了 h，若这段时间内气体吸收的热量为 Q，已知大气压强为 p0，重力加速 度为g，不计器壁向外散失的热量及活塞与器壁间的摩擦，则： (1)容器中气体的压强是多少？ (2)这段时间内气体的内能增加了多少？ (3)这段时间内气体的温度升高了多少？ 答案： (1)p0 mgS (2)Q (p0S
11、mg)h (3)273.15 K t 解析： (1)以活塞为研究对象，对其进行受力分析，由平衡条件有 mg p0S pS，得容器中气体的压强 【 精品教育资源文库 】 p p0 mgS. (2)根据功的定义知：气体对外做功为 W pSh， 得 W (p0S mg)h. 根据热力 学第一定律得：这段时间内气体的内能增加量 U Q W Q (p0S mg)h. (3)在加热过程中活塞缓慢上升，压强保持不变，是等压变化，由盖 吕萨克定律有 V1T1V2T2，即hS273.15 K t2hS273.15 K t 得 t 273.15 K 2t， 所以这段时间内气体的温度升高了 t t t 273.1
12、5 K t. 刷题加餐练 刷高考真题 找规律 1 (2017 新课标全国卷 ， 33(1)(多选 )如图，用隔板将一绝热汽缸分成两部分，隔板左侧充有理想气体，隔板右侧与绝热活塞之间是真空现将隔板抽开，气体会自发扩散至整个汽缸待气体达到稳定后，缓慢推压活塞，将气体压回到原来的体积假设整个系统不漏气下列说法正确的是 ( ) A气体自发扩散前后内能相同 B气体在被压缩的过程中内能增大 C在自发扩散过程中，气体对外界做功 D气体在被压缩的过程中，外界对气体做功 E气体在被压缩的过程中，气体分子的平均动能不变 答案： ABD 解析： 气体向真空膨胀时不受阻碍，气体不对外做功，由于汽缸是 绝热的，没有热交
13、换，所以气体扩散后内能不变，选项 A 正确气体被压缩的过程中，外界对气体做功，且没有热交换，根据热力学第一定律，气体的内能增大，选项 B、 D 正确气体在真空中自发扩散的过程中气体不对外做功，选项 C 错误气体在压缩过程中，内能增大，由于一定质量的理想气体的内能完全由温度决定，温度越高，内能越大，气体分子的平均动能越大，选项 E 错误 2 (2017 新课标全国卷 ， 33(1)(多选 )如图，一定质量的理想气体从状态 a 出发，经过等容过程 ab 到达状态 b，再经过等温过程 bc 到达状态 c，最后经等压过程 ca 回到状态a.下列说法正确的是 ( ) A在过程 ab 中气体的内能增加 B
14、在过程 ca 中外界对气体做功 C在过程 ab 中气体对外界做功 D在过程 bc 中气体从外界吸收热量 【 精品教育资源文库 】 E在过程 ca 中气体从外界吸收热量 答案： ABD 解析： ab 过程是等容变化， ab 过程压强增大，温度升高，气体内能增大，选项 A 正确；而由于体积不变，气体对外界不做功，选项 C 错误 ca 过程是等压变化，体积减小，外界对气体做功，选项 B 正确；体积减小过程中，温度降低，内能减小，气体要放出热量，选项E 错误 bc 过程是等温变化，内能不变，体积增大，气 体对外界做功，则需要吸收热量，选项 D 正确 3 (2016 新课标全国卷 ， 33(1)(多选 )关于气体的内能，下列说法正确的是 ( ) A质量和温度都相同的气体，内能一定相同 B气体温度不变，整体运动速度越大，其内能越大 C气体被压缩时，内能可能不变 D一定量的某种理想气体的内
