1、練習(xí)方案35熱力學(xué)定律和能量守恒定律一、選擇題(本題共10題，14題單選，510題多選)1 .關(guān)于內(nèi)能和熱的以下說(shuō)法中，正確的是(d )a .馬鈴薯所含的熱量很高b .內(nèi)能越大，物體的熱量也越多c .熱總是從內(nèi)在的大物體流向內(nèi)在的小物體d .熱總是從溫度高的物體流向溫度低的物體解析物理學(xué)中的熱是過(guò)程量，不是狀態(tài)量，而是可以包含在內(nèi)的物體中，選擇項(xiàng)a錯(cuò)誤的物體的系統(tǒng)內(nèi)能和熱之間，在數(shù)量上沒(méi)有必然的聯(lián)系，選擇項(xiàng)b錯(cuò)誤的兩物體之間的熱的傳遞方向僅與它們的溫度有關(guān)，取決于它們的內(nèi)部能量2.(2018上海松江區(qū)模擬)關(guān)于能源的轉(zhuǎn)換，以下說(shuō)法不正確的是(c )a .洗衣機(jī)將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能b .燃?xì)鉄崴?/p>

2、把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為水的系統(tǒng)內(nèi)能c .太陽(yáng)能電池片把太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換成系統(tǒng)內(nèi)能d .水力發(fā)電機(jī)把機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能解析洗衣機(jī)中的電滾子將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，選項(xiàng)a正確的燃?xì)鉄崴鲗⑷剂匣瘜W(xué)能轉(zhuǎn)換為水的系統(tǒng)內(nèi)能，選項(xiàng)b正確的太陽(yáng)能電池片將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為電能，選項(xiàng)c錯(cuò)誤的水力發(fā)電機(jī)將水流的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能，進(jìn)行選擇此問(wèn)題選擇不正確，請(qǐng)選擇c。3.(2018福建龍海質(zhì)檢)關(guān)于對(duì)能量轉(zhuǎn)化和保存的理解，以下說(shuō)法正確(b )a .在能量守恒過(guò)程中一定會(huì)發(fā)生能量的轉(zhuǎn)換b .摩擦發(fā)熱的過(guò)程是不可逆的過(guò)程c .傳熱的過(guò)程沒(méi)有方向性d .能量轉(zhuǎn)換過(guò)程符合能量守恒定律，因此不產(chǎn)生能源危機(jī)解析所有的能量守恒過(guò)程可能發(fā)生能量的轉(zhuǎn)化，也可

3、能發(fā)生能量的轉(zhuǎn)移，a不合題意。 摩擦發(fā)熱的過(guò)程是不可逆的，例如刨木頭可以取火，但不能用火得到木頭，b合乎問(wèn)題的意思。 傳熱有方向性，從溫度高的物體向溫度低的物體，或者從同一物體的溫度高的部分向溫度低的部分傳遞熱量，c不合題意。 因?yàn)槟芰哭D(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化是有方向性的，所以雖然有能量守恒，但是會(huì)產(chǎn)生能源危機(jī)，d不合題意。4 .在圖示的p-V圖像中，當(dāng)具有恒定質(zhì)量的氣體從狀態(tài)a經(jīng)過(guò)過(guò)程I改變到狀態(tài)b時(shí)，從外部吸收熱量420 J，并且功能300 J被云同步地向外部膨脹。 在從狀態(tài)b經(jīng)過(guò)過(guò)程ii回到狀態(tài)a時(shí)，如果外部氣體壓縮瓦斯氣體工作200 J，則成為該過(guò)程(b )a .瓦斯氣體吸收熱量320 JB .瓦斯

4、氣體放出熱量320 Jc .瓦斯氣體既不吸收也不釋放的d .瓦斯氣體吸收和釋放的熱量相等在一定質(zhì)量的瓦斯氣體從狀態(tài)a經(jīng)過(guò)過(guò)程I變化到狀態(tài)b時(shí)，根據(jù)熱力學(xué)第一定律U=W Q，根據(jù)題意，由于Q=420 J、W=-300 J，所以由于成為U=420 J-300 J=120 J的u0，氣體從狀態(tài)a經(jīng)過(guò)過(guò)程I變化到狀態(tài)b 如果從狀態(tài)b經(jīng)過(guò)過(guò)程ii進(jìn)入狀態(tài)a，則內(nèi)部能量減少120 J，即U=-120 J，并且在此過(guò)程中，對(duì)于具有外部空氣壓縮瓦斯氣體的辦事兒200 J (即W=200 J )，根據(jù)U=W Q獲得q=u-w=-120j5.(2018吉林省實(shí)驗(yàn)中學(xué)質(zhì)量檢驗(yàn))關(guān)于分子動(dòng)態(tài)理論及熱力學(xué)規(guī)律的以下說(shuō)法

5、正確的是(BCE )a .表示瓦斯氣體總是充滿容器，在瓦斯氣體分子間只存在斥力b .相對(duì)于一定質(zhì)量的理想瓦斯氣體，溫度上升，瓦斯氣體內(nèi)一定增大c .溫度越高，布朗運(yùn)動(dòng)越激烈，表示液體分子的運(yùn)動(dòng)與溫度有關(guān)d .物體的內(nèi)能增加，溫度必然上升e .熱量從高溫物體傳遞到低溫物體解析氣體之所以經(jīng)常充滿容器，是因?yàn)榉肿舆M(jìn)行擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)，可以說(shuō)明分子進(jìn)行不規(guī)則的運(yùn)動(dòng)，不能說(shuō)明氣體分子之間只存在斥力，選項(xiàng)a是錯(cuò)誤的。 溫度是分子的平均動(dòng)能的標(biāo)識(shí)牌，對(duì)于一定質(zhì)量的理想氣體，分子勢(shì)能可以忽略不計(jì)，溫度上升，氣體內(nèi)一定增大，選項(xiàng)b正確的溫度是分子的平均動(dòng)能的標(biāo)識(shí)牌，因?yàn)椴祭蔬\(yùn)動(dòng)能反映液體分子的不規(guī)則運(yùn)動(dòng)， 說(shuō)明了溫度越

6、高布朗運(yùn)動(dòng)越激烈，液體分子的運(yùn)動(dòng)和溫度有關(guān)，選項(xiàng)c在正確的物體內(nèi)能夠增加，分子的勢(shì)能也許會(huì)增大，但溫度未必上升。 例如，在冰融化的過(guò)程中，溫度不會(huì)增大，選擇項(xiàng)d是錯(cuò)誤的。 從熱力學(xué)的第二定律可以看出，熱量從高溫物體傳遞到低溫物體，選擇項(xiàng)e正確。6.(2018山東臨沂檢查)以下說(shuō)法中正確的是(BDE )a .當(dāng)一定質(zhì)量的理想瓦斯氣體溫度上升時(shí)，每瓦斯氣體分子的速度增大b .一定質(zhì)量的理想瓦斯氣體溫度不變，其內(nèi)能量不變c .一定質(zhì)量的理想瓦斯氣體吸收熱量，其內(nèi)能量一定增大d .第二類(lèi)永久動(dòng)機(jī)不能產(chǎn)生是違反熱力學(xué)第二定律的e .地面附近有上升的空氣團(tuán)(被視為理想的瓦斯氣體)，與外界的熱交換被忽視。

7、已知隨著高度變高，大氣壓強(qiáng)降低時(shí)，該瓦斯氣體塊在該上升過(guò)程中體積增大，溫度降低解析如果一定質(zhì)量的理想的瓦斯氣體溫度上升，則分子的平均動(dòng)能增大，但并不是每個(gè)分子的速度增大，而是由于選擇項(xiàng)a錯(cuò)誤的理想瓦斯氣體不計(jì)算分子勢(shì)能，所以一定質(zhì)量的理想的瓦斯氣體溫度不變化，其中內(nèi)能量不變化， 選項(xiàng)b是正確的，一定質(zhì)量的理想瓦斯氣體吸收熱量，只要對(duì)云同步做外事工作，不一定增加，選項(xiàng)c錯(cuò)誤的第二類(lèi)永久動(dòng)機(jī)不違反能量守恒定律。 不能做到這一點(diǎn)是因?yàn)榕c熱力學(xué)的第二定律相反，選擇項(xiàng)d是正確的。 地面附近有上升的空氣團(tuán)(被認(rèn)為是理想的瓦斯氣體)，與外界的熱交換被忽視。 眾所周知，隨著高度增加，大氣壓強(qiáng)降低，從=C可知，

8、該瓦斯氣體塊在該上升過(guò)程中體積增大，溫度降低，選擇項(xiàng)e正確。7.(2018湖北部分重點(diǎn)中學(xué)聯(lián)合試驗(yàn))如圖所示，導(dǎo)熱汽缸固定在水平地面上，用活塞將一定質(zhì)量的理想瓦斯氣體封閉在汽缸中，汽缸內(nèi)壁光滑。 當(dāng)前的水平外力f作用于活塞桿，使活塞緩慢地向右移動(dòng)一定的距離，如果在這個(gè)過(guò)程中環(huán)境溫度沒(méi)有變化，那么下面的說(shuō)法是正確的(CDE )a .水平外力f保持原樣b .水平外力f逐漸減少c .每單位時(shí)間碰撞的缸壁每單位面積的分子數(shù)減少d .瓦斯氣體從單一熱源吸熱，全部用于對(duì)外工作e .活塞戰(zhàn)勝大氣壓強(qiáng)進(jìn)行辦事兒的功與水平外力f的功和瓦斯氣體從外部吸收的熱量之和在數(shù)值上相等解析根據(jù)玻璃紗定律pV=C，在瓦斯氣體

9、等溫膨脹中，由于氣體壓強(qiáng)在逐漸減少，所以內(nèi)外的壓力差變大，由于f方向變左，所以f逐漸變大，可知選擇項(xiàng)a、b錯(cuò)誤的氣體體積增大，分子數(shù)密度減少，氣體分子的平均速率不變?cè)趩挝粫r(shí)間內(nèi)汽缸的每單位面積的氣體分子的沖撞次數(shù)減少，選擇項(xiàng)c正確的汽缸中的氣體用于從單一熱源吸收熱，全部向外辦事兒，但是在這個(gè)過(guò)程中外力f的大小變化，所以不違反熱力學(xué)的第二定律，選擇項(xiàng)d從正確的能量守恒定律， 發(fā)現(xiàn)活塞克服大氣壓強(qiáng)的功與水平外力f的功和瓦斯氣體從外界吸收的熱之和在數(shù)值上相等，選項(xiàng)e是正確的。8.(2018山西重點(diǎn)中學(xué)合作體期)以下說(shuō)法不正確的是(ABD )a .冬天殘留一半熱水的熱水袋經(jīng)過(guò)一夜后，第二天拔掉瓶口的軟

10、木塞時(shí)感到很緊，難以拔出，是因?yàn)榘滋斓臍鉁厣仙髿鈮簭?qiáng)變高了b .一定質(zhì)量的理想瓦斯氣體，當(dāng)?shù)葴嘏蛎浐笤俚葔嚎s時(shí)，其體積一定會(huì)小于初始體積c .布朗運(yùn)動(dòng)是液體分子運(yùn)動(dòng)的說(shuō)法是錯(cuò)誤的d .晶體在熔化過(guò)程中吸收的熱量主要用于增加分子動(dòng)能和分子的勢(shì)能e .在輪胎破裂的短暫過(guò)程中，瓦斯氣體膨脹，溫度降低在冬天，裝有一半熱水的熱水器內(nèi)上方空間的大部分氣體是水蒸氣，經(jīng)過(guò)有會(huì)兒后，水蒸氣液化，即瓶?jī)?nèi)的空氣變少，瓶?jī)?nèi)的氣壓變得比外部氣壓小，軟木塞子因內(nèi)外的壓力差而壓在瓶口上，大氣壓強(qiáng)不變。 一定質(zhì)量的理想瓦斯氣體是：首先等溫膨脹即體積變大，壓力變小，之后等壓縮即壓力不變，體積變小，溫度下降時(shí)，壓力相對(duì)于初始

11、狀態(tài)變小，=C、p變小，t變小時(shí)，v變大， 所謂可能不變或變小的布朗運(yùn)動(dòng)是指浮游在液體中的固體小粒子的運(yùn)動(dòng)，不是液體分子的運(yùn)動(dòng)，而是選擇項(xiàng)c正確的結(jié)晶在熔化過(guò)程中溫度不變，溫度是分子的熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能的標(biāo)識(shí)牌，所以吸收的熱主要用于增加分子的勢(shì)能， 分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能不變，在選項(xiàng)d錯(cuò)誤的輪胎破裂的短暫過(guò)程中，來(lái)不及吸熱，瓦斯氣體膨脹可以向外辦事兒，根據(jù)熱力學(xué)第一定律可以向內(nèi)減少，溫度下降，選項(xiàng)e正確。 本問(wèn)題選擇不正確，請(qǐng)選擇a、b、d。9.(2018山東濰坊月考)以下熱現(xiàn)象分析與判斷正確的是(BCD )a .布朗運(yùn)動(dòng)是由液體分子對(duì)固體小粒子的碰撞不平衡引起的，固體小粒子的體積越大，液體分子的

12、碰撞越多，布朗運(yùn)動(dòng)變得顯著b .是墻壁和外部的熱量無(wú)法傳導(dǎo)的封閉房間，夏天為了降低溫度在云同步上安裝冰箱和扇風(fēng)機(jī)，兩電器長(zhǎng)時(shí)間工作的話，房間內(nèi)的氣溫就會(huì)上升c .溫度上升，單位時(shí)間從液體表面飛出的分子數(shù)增多，液體持續(xù)蒸發(fā)，飽和蒸汽壓力增大d .一定質(zhì)量的理想瓦斯氣體經(jīng)歷等溫壓縮過(guò)程后，氣體壓強(qiáng)增大，并從分子動(dòng)態(tài)理論的觀點(diǎn)來(lái)分析，這是因?yàn)閱挝粫r(shí)間內(nèi)器壁每單位面積的分子碰撞次數(shù)增多e .在大氣壓強(qiáng)下，1 g、100 的水吸收2.26103 J的熱而成為1 g、100 的水蒸氣的過(guò)程中，2.26103 J=水蒸氣的內(nèi)能量水的內(nèi)能量水成為水蒸氣體積膨脹而作用于外界解析布朗運(yùn)動(dòng)是由于液體分子對(duì)固體小粒子

13、的沖撞的不平衡所引起的，固體小粒子的體積越大，液體分子對(duì)其的沖撞就越多，不平衡的程度就越不明顯，布朗運(yùn)動(dòng)變得不顯眼，選擇項(xiàng)a錯(cuò)誤的夏天為了降低溫度將冰箱和扇風(fēng)機(jī)安裝在云同步上， 由于兩電器長(zhǎng)時(shí)間工作后消耗電力，W0與外部沒(méi)有熱交換，所以Q=0，根據(jù)熱力學(xué)第一定律U=W Q，可知房間內(nèi)的瓦斯氣體的內(nèi)能增加，所以房間內(nèi)的氣溫上升，選擇項(xiàng)b正確的溫度上升，液體分子的平均動(dòng)能增大由于單位時(shí)間內(nèi)從液體表面飛出的分子數(shù)多，原來(lái)的動(dòng)態(tài)平衡被破壞，液體持續(xù)蒸發(fā)，飽和蒸汽的密度增大，分子運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能也變大，所以飽和蒸汽壓力增大，選項(xiàng)c根據(jù)正確的玻璃紗法則可知瓦斯氣體體積減少，分子數(shù)密度增加，選項(xiàng)d是正確的10

14、0 的水變成相同溫度的水蒸氣的過(guò)程吸收熱量，平均動(dòng)能不變。 由于辦事兒到外部，根據(jù)熱力學(xué)第一定律，吸收的熱量等于外界能做的功和物體內(nèi)的增加量10.(2018河南許昌質(zhì)量檢驗(yàn))如圖所示，一定質(zhì)量的理想瓦斯氣體從狀態(tài)a依次經(jīng)過(guò)狀態(tài)b、c和d后轉(zhuǎn)入狀態(tài)a。 其中，AB和CD是等溫過(guò)程，BC和DA是絕熱過(guò)程。 在這個(gè)循環(huán)過(guò)程中，以下說(shuō)法正確的是(AB )在A.AB的過(guò)程中，氣體對(duì)外界工作，吸熱在B.BC的過(guò)程中，瓦斯氣體分子的平均動(dòng)能減少在C.CD的過(guò)程中，每單位時(shí)間撞擊器壁的分子數(shù)減少在D.DA的過(guò)程中，氣體吸熱解析 AB過(guò)程，體積增大，瓦斯氣體對(duì)外界工作，W0，瓦斯氣體等溫變化，動(dòng)能不變，U=0，

15、可以根據(jù)熱力學(xué)第一定律了解瓦斯氣體吸熱，Q0，所以a是正確的。 由于BC過(guò)程、瓦斯氣體絕熱膨脹、瓦斯氣體對(duì)外功、內(nèi)能減少、溫度降低、瓦斯氣體分子平均動(dòng)能減少，b是正確的CD過(guò)程、等溫壓縮、體積減小，分子數(shù)密度增大，每單位時(shí)間撞擊器壁的分子數(shù)增多，故c誤差DA過(guò)程、絕熱壓縮、二、非選擇題11.(2018江西中南五校月考)如圖所示，用質(zhì)量m、橫截面積s的可動(dòng)水平活塞將一定質(zhì)量的理想瓦斯氣體密封在吊在天花板上的汽缸中，當(dāng)環(huán)境的熱力學(xué)溫度為T(mén)0時(shí)，活塞和汽缸底部的高度差為h0。 由于環(huán)境溫度逐漸下降，活塞逐漸向上移動(dòng)距離h。 如果外界的大氣壓強(qiáng)總是為p0，則密封瓦斯氣體的內(nèi)能量u與熱力學(xué)溫度t的關(guān)系為

16、U=kT(k為正常數(shù))，汽缸的熱傳導(dǎo)良好，與活塞的摩擦不可糾正，重力加速度為g，求出該過(guò)程(1)外界對(duì)密封瓦斯氣體的工作w(2)密封瓦斯氣體向外部放出的熱q。答案： (1)(p0S-mg)h (2)h(1)在活塞緩慢移動(dòng)的過(guò)程中，封閉瓦斯氣體等壓變化，W=pSh，其中pS=p0S-mg，求解W=(p0S-mg)h。(2)根據(jù)熱力學(xué)第一定律，該過(guò)程中瓦斯氣體減少的內(nèi)能量U=Q W，從U=kT可知u=kt，這里t只是數(shù)值。根據(jù)蓋呂薩克定律=、求解Q=h。12.(2018重慶巴蜀中學(xué)月考)如圖所示，光滑的導(dǎo)熱性能好的活塞c把容器分成a、b兩室，a室容積為V0，b室容積為a室的兩倍，a、b兩室分別放入

17、一定質(zhì)量的理想瓦斯氣體。 a室與u字管(忽略u(píng)字管內(nèi)的瓦斯氣體體的體積)相連，兩側(cè)的水銀柱的高度差為19 cm時(shí)，兩室的瓦斯氣體體的溫度為T(mén)1=300 K。 如果瓦斯氣體的溫度緩慢變化，則在u字管兩側(cè)的水銀柱等較高時(shí)，求出(外部氣壓等于76 cmHg )(1)此時(shí)的瓦斯氣體溫度是多少？(2)在這個(gè)過(guò)程中b瓦斯氣體的系統(tǒng)內(nèi)能會(huì)有怎樣的變化？ 從外部吸熱還是散熱？ (沒(méi)有必要說(shuō)明理由)回答： (1)240 K (2)內(nèi)變小，瓦斯氣體向外散熱從(1)題意可以看出，瓦斯氣體的狀態(tài)殘奧儀表初始狀態(tài)，相對(duì)于a瓦斯氣體體： VA=V0、TA=T1=300 K、pA=p0 h=95 cmHg。b瓦斯氣體體： VB=2V0、TB=T1=300 K、pB=p0 h=95 cmHg。最終狀態(tài)，對(duì)a瓦斯氣體體： va=v，pa=p0=76cmhg； b瓦斯氣體體：相對(duì)于pb=p0=76cmhg、vb=3v0-v，從理想的瓦斯氣體狀態(tài)方程到a瓦斯氣體=、在b瓦斯氣體中。代入數(shù)據(jù)解T=240 K，V=V0。(2)氣體b最終狀態(tài)的體積VB=3v0- v=2v0=VB，由于瓦斯氣體體積不變，外界對(duì)瓦斯氣體不起作用瓦斯氣體溫度從300 K下降到240 K，溫度下降，內(nèi)能量變小，u0，由熱力學(xué)的第一定律U=W Q可知，如果Q=U-W=U0，