2017届高三物理一轮复习第十一章热学3热力学定律与能量守恒定律课时达标

1．如图所示，一定质量的理想气体，由状态a经过ab过程到达状态b或者经过ac过程到达状态c.设气体在状态b和状态c的温度分别为Tb和Tc，在过程ab和ac中吸收的热量分别为Qab和Qac.则 ( )

A．Tb>Tc，Qab>Qac B．Tb>Tc，QabQac D．Tb＝Tc，Qab答案：C

解析：根据理想气体状态方程有：

p0V02p0V02p0V0

＝＝，所以有TaTbTc

TaQac，所以C项正确，A、B、D项错误．

2．(2014·重庆卷)重庆出租车常以天然气作为燃料．加气站储气罐中天然气的温度随气温升高的过程中，若储气罐内气体体积及质量均不变，则罐内气体(可视为理想气体)( )

A．压强增大，内能减小 B．吸收热量，内能增大 C．压强减小，分子平均动能增大 D．对外做功，分子平均动能减小 答案：B

解析：储气罐中气体体积不变，气体不做功，当温度升高时，气体压强增大，气体内能增大，分子平均动能增大；由热力学第一定律可知，气体一定吸热，故选项B正确．

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3．一定量的理想气体在某一过程中，从外界吸收热量2.5×10 J，气体对外界做功1.0×10 J，则该理想气体的( )

A．温度降低，密度增大 B．温度降低，密度减小 C．温度升高，密度增大 D．温度升高，密度减小 答案：D

解析：从外界吸热，Q＝2.5×10 J，对外界做功，W＝－1.0×10

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4

4

4

J，由ΔU＝Q＋W可得，ΔU＝1.5×104 J，内能增大，这说明温度

m

升高；又气体对外界做功，体积增大，由ρ＝可知，密度减小．DV项正确．

4．(多选)如图为某同学设计的喷水装置．内部装有2 L水，上部密封1 atm的空气0.5 L，保持阀门关闭，再充入1 atm的空气0.1 L，设在所有过程中空气可看作理想气体，且温度不变，下列说法正确的有 ( )

A．充气后，密封气体压强增加

B．充气后，密封气体的分子平均动能增加 C．打开阀门后，密封气体对外界做正功 D．打开阀门后，不再充气也能把水喷光 答案：AC

解析：温度不变，分子平均动能不变，充气后由于气体的质量增大，温度、体积基本不变，气体的压强增大，A项对、B项错；打开阀门后，水减少，气体膨胀，密封气体对水做正功，C项对；如果水全排出，气体压强为p3，p3(2 L＋0.5 L)＝p1(0.5 L＋0.1 L)得p3＝0.24p12

5．(多选)关于一定量的气体，下列说法正确的是( ) A．气体的体积指的是该气体的分子所能到达的空间的体积，而不是该气体所有分子体积之和

B．只要能减弱气体分子热运动的剧烈程度，气体的温度就可以降低

C．在完全失重的情况下，气体对容器壁的压强为零 D．气体从外界吸收热量，其内能一定增加 E．气体在等压膨胀过程中温度一定升高

答案：ABE

解析：气体体积为气体分子所能达到的空间的体积，而气体分子体积很小，体积之和远小于气体体积，A项正确；气体温度反映了分子运动的剧烈程度，分子运动的剧烈程度减弱，温度必然降低，

B项正确；气体压强是大量气体分子频繁碰撞容器器壁的结果，在

完全失重的情况下，气体对器壁仍产生压强，C项错误；气体从外界吸收热量，但如果同时对外做功，那么气体的内能不一定增加，

D项错误；根据气体定律可知，气体在等压膨胀过程中，体积与热

力学温度成正比，体积变大，温度升高，E项正确．

6．如图所示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：M向下滑动的过程中，气体体积减小，故外界对气体做功，W>0，下滑过程不与外界发生热交换，Q＝0，由热力学第一定

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律ΔU＝W＋Q可知内能增大，A项正确，B、C、D三项错误．

7．(2014·江苏卷)(1)在装有食品的包装袋中充人氮气，可以起到保质作用．某厂家为检测包装袋的密封性，在包装袋中充满一定量的氮气，然后密封进行加压测试．测试时，对包装袋缓慢地施加压力．将袋内的氮气视为理想气体，则加压测试过程中，包装袋内壁单位面积上所受气体分子撞击的作用力________(选填“增大”、“减小”或“不变”)，包装袋内氮气的内能________(选填“增大”、“减小”或“不变”)．

(2)给某包装袋充人氮气后密封，在室温下，袋中气体压强为1个标准大气压、体积为1 L．将其缓慢压缩到压强为2个标准大气压时，气体的体积变为0.45 L．请通过计算判断该包装袋是否漏气．

答案：(1)增大 不变 (2)漏气

解析：压强增加，包装袋内壁单位面积的撞击分子数变多，所受气体分子撞击作用力增大；温度不变，包装袋内氮气的内能不变．

若不漏气，设加压后的体积为V1，由等温过程得p0V0＝p1V1 代入数据得V1＝0.5 L

因为0.45 L<0.5 L，故包装袋漏气．

8．如图所示的pV图中，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，求：

(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？

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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

UA－UB＝－130 J

由题意知W2＝200 J，由热力学第一定律得UA－UB＝W2＋Q2， 代入数值解得Q2＝－330 J， 即BDA过程中气体放出热量330 J.

9．(1)下列说法正确的是________．(填写选项前的字母) A．机械能和内能的转化具有方向性 B．大颗粒的盐磨成细盐，就变成了非晶体

C．第二类永动机不违反能量守恒定律，它是能制造出来的 D．当温度由20℃变为40℃时，物体分子的平均动能应变为原来的2倍

(2)如图所示的圆柱形汽缸固定于水平面上，缸内用活塞密封一定质量的理想气体，已知汽缸的横截面积为S，活塞重为G，大气压强为p0.将活塞固定，使汽缸内气体温度升高1℃，气体吸收的热量为Q1；如果让活塞可以缓慢自由滑动(活塞与汽缸间无摩擦、不漏气，且不计气体的重力)，也使汽缸内气体温度升高1℃，其吸收的热量为Q2.

①简要说明Q1和Q2哪个大些．

②求汽缸内气体温度升高1 ℃时活塞向上移动的高度h.

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Q2－Q1

答案：(1)A (2)①见解析 ②

p0S＋G

解析：(1)机械能和内能的转化具有方向性，A项正确；大颗粒的盐磨成细盐还是晶体，B项错误；第二类永动机不违反能量守恒定律但违反热力学第二定律，制造不出来，C项错误；当温度由20℃变为40℃时，物体分子的平均动能增加，但并不是变为原来的2倍，D项错误．

(2)①等容过程，吸收的热量，用于增加气体的内能，ΔU1＝Q1.等压过程，吸收的热量，用于增加气体的内能和对外做功，ΔU2＋|W2|＝Q2，又ΔU2＝ΔU1，则Q1②气体对外做功|W2|＝(p0S＋G)h 活塞向上移动的高度h＝

Q2－Q1

p0S＋G

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