2020版高考物理一輪復(fù)習(xí) 課后限時(shí)集訓(xùn)36 熱力學(xué)定律與能量守恒定律（含解析）新人教版

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1、課后限時(shí)集訓(xùn)(三十六) 熱力學(xué)定律與能量守恒定律(建議用時(shí)：40分鐘)基礎(chǔ)對(duì)點(diǎn)練題組一：熱力學(xué)定律的理解1(多選)(2019杭州模擬)關(guān)于熱力學(xué)第一定律和熱力學(xué)第二定律，下列論述正確的是()A一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷一緩慢的絕熱膨脹過程，氣體的內(nèi)能增大B熱力學(xué)第一定律也可表述為第一類永動(dòng)機(jī)不可能制成C氣體向真空的自由膨脹是不可逆的D熱力學(xué)第二定律可描述為“不可能使熱量由低溫物體傳遞到高溫物體”E1 kg的0 的冰比1 kg的0 的水的內(nèi)能小些BCE一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷一緩慢的絕熱膨脹過程，則Q0，W0，根據(jù)UWQ可知，氣體的內(nèi)能減小，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；熱力學(xué)第一定律也可表述為第一類永動(dòng)機(jī)不可能制成，

2、選項(xiàng)B正確；熱力學(xué)第二定律表明：自然界中進(jìn)行的涉及熱現(xiàn)象的宏觀過程都具有方向性，是不可逆的，選項(xiàng)C正確；熱力學(xué)第二定律可描述為“熱量不能自發(fā)地由低溫物體傳遞到高溫物體”，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；1 kg的0 的冰變成1 kg的0 的水要吸收熱量，所以選項(xiàng)E正確。2(多選)夏天，小明同學(xué)把自行車輪胎上的氣門芯拔出的時(shí)候，會(huì)覺得從輪胎里噴出的氣體涼，如果把輪胎里的氣體視為理想氣體，則關(guān)于氣體噴出的過程，下列說法正確的是()A氣體的內(nèi)能減少B氣體的內(nèi)能不變C氣體來不及與外界發(fā)生熱交換，對(duì)外做功，溫度降低D氣體膨脹時(shí)，熱量散得太快，使氣體溫度降低了E氣體分子的平均動(dòng)能減小ACE氣體噴出時(shí)，來不及與外界交換熱量，發(fā)

3、生絕熱膨脹，Q0，對(duì)外做功，熱力學(xué)第一定律的表達(dá)式為WQU，可知?dú)怏w的內(nèi)能減少，溫度降低，溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，則A、C、E正確。3(多選)(2019襄陽模擬)下列對(duì)熱力學(xué)定律的理解正確的是()A可以從單一熱源吸收熱量，使之完全變?yōu)楣由熱力學(xué)第一定律可知做功不一定改變內(nèi)能，熱傳遞也不一定改變內(nèi)能，但同時(shí)做功和熱傳遞一定會(huì)改變內(nèi)能C空調(diào)機(jī)在制冷過程中，從室內(nèi)吸收的熱量少于向室外放出的熱量D熱量不可能由低溫物體傳給高溫物體E如果物體從外界吸收了熱量，則物體的內(nèi)能可能減少ACE在引起其他影響的情況下，從單一熱源吸收熱量可以將其全部變?yōu)楣?，A正確；由熱力學(xué)第一定律可知，當(dāng)W0，Q0時(shí)，UWQ，可

4、以等于0，B錯(cuò)誤；空調(diào)機(jī)在制冷過程中消耗了電能，總體上是放出熱量，C正確；熱量可以由低溫物體傳給高溫物體，D錯(cuò)誤；物體從外界吸收熱量，可能同時(shí)對(duì)外做功，如果對(duì)外做的功大于從外界吸收的熱量，則物體的內(nèi)能減少，E正確。4(多選)關(guān)于一定質(zhì)量的理想氣體，下列敘述正確的是()A氣體體積增大時(shí)，其內(nèi)能一定減少B外界對(duì)氣體做功，氣體內(nèi)能可能減少C氣體從外界吸收熱量，其內(nèi)能一定增加D氣體溫度升高，其分子平均動(dòng)能一定增加E氣體溫度升高，氣體可能向外界放熱BDE做功和熱傳遞是改變物體內(nèi)能的兩種方式，氣體體積增大時(shí)，可能同時(shí)從外界吸收熱量，其內(nèi)能不一定減少；氣體從外界吸收熱量，可能同時(shí)對(duì)外做功，其內(nèi)能不一定增加，

5、同理，外界對(duì)氣體做功，氣體內(nèi)能不一定增加，選項(xiàng)A、C錯(cuò)誤，B正確。溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，氣體溫度升高，其分子平均動(dòng)能一定增加，故D正確。內(nèi)能增加，若外界對(duì)氣體做的功大于內(nèi)能的增加量，則氣體向外放熱，故E正確。5(多選)(2019文昌模擬)關(guān)于分子動(dòng)理論和熱力學(xué)定律，下列說法正確的是()A空氣相對(duì)濕度越大時(shí)，水蒸發(fā)越慢B物體的溫度越高，分子平均動(dòng)能越大C第二類永動(dòng)機(jī)不可能制成是因?yàn)樗`反了熱力學(xué)第一定律D空調(diào)制冷，是人為的使熱量由低溫處傳到高溫處，所以違背了熱力學(xué)第二定律E一定質(zhì)量的理想氣體壓強(qiáng)不變，溫度升高時(shí)吸收的熱量一定大于內(nèi)能的增加量ABE空氣相對(duì)濕度越大時(shí)，空氣中水蒸氣壓強(qiáng)越接近飽和

6、汽壓，水蒸發(fā)越慢，故A正確；溫度是分子的平均動(dòng)能的標(biāo)志，物體的溫度越高，分子平均動(dòng)能越大，故B正確；第二類永動(dòng)機(jī)雖然不違反能量守恒定律，但它違背了熱力學(xué)第二定律，所以制造不出來，故C錯(cuò)誤；空調(diào)制冷，是人為的使熱量由低溫處傳到高溫處，符合熱力學(xué)第二定律的內(nèi)容，故D錯(cuò)誤；一定質(zhì)量的理想氣體壓強(qiáng)不變，溫度升高時(shí)體積增大，對(duì)外做功，因內(nèi)能增大，故吸收的熱量一定大于內(nèi)能的增加量，故E正確。6(多選)(2019柳州模擬)下列說法中正確的是()A自然界中能量雖然是守恒的，但有的能量便于利用，有的不便于利用，故要節(jié)約能源B第二類永動(dòng)機(jī)和第一類永動(dòng)機(jī)，都違背了能量守恒定律C若氣體的溫度隨時(shí)間不斷升高，其壓強(qiáng)也一

7、定不斷增大D浸潤(rùn)和不浸潤(rùn)現(xiàn)象都是分子力作用的表現(xiàn)E液晶是一種特殊物質(zhì)，它既具有液體的流動(dòng)性，又像某些晶體那樣有光學(xué)各向異性ADE自然界中的能量雖然是守恒的，由熱力學(xué)第二定律可知，能量集中的各種能量最終將會(huì)變?yōu)閮?nèi)能而耗散在大氣中，從而不能再被利用，故要節(jié)約能源，所以A正確；能量守恒定律說明第一類永動(dòng)機(jī)不可能制成，能量守恒的熱力學(xué)過程具有方向性，即第二類永動(dòng)機(jī)不可能實(shí)現(xiàn)，但第二類永動(dòng)機(jī)不違背能量守恒定律，故B錯(cuò)誤；根據(jù)一定質(zhì)量的理想氣體狀態(tài)方程恒量可知，若溫度T升高，體積V增大且增大的更多，則壓強(qiáng)p可能減小，故C錯(cuò)誤；浸潤(rùn)現(xiàn)象和不浸潤(rùn)現(xiàn)象都與表面層與表面張力有關(guān)，都是分子力作用的表現(xiàn)，故D正確；液

8、晶是一種特殊物質(zhì)，它既具有液體的流動(dòng)性，又像某些晶體那樣有光學(xué)各向異性，故E正確。7(多選)(2019桂林模擬)一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)a開始，經(jīng)歷三個(gè)過程ab、bc、ca回到原狀態(tài)，其VT圖象如圖所示，pa、pb、pc分別表示狀態(tài)a、b、c的壓強(qiáng)，下列判斷正確的是()A過程ab中氣體一定吸熱BpcpbpaC過程bc中分子勢(shì)能不斷增大D過程bc中每一個(gè)分子的速率都減小E過程ca中氣體吸收的熱量等于對(duì)外界做的功ABE由題圖知，該理想氣體從a到b為等容變化，外界對(duì)氣體做功為零，溫度升高，內(nèi)能增大，根據(jù)UQW，可知?dú)怏w一定吸熱，選項(xiàng)A正確；從b到c為等壓變化，故pcpb，而從a到b為等容變化，根據(jù)查

9、理定律pCT，可知溫度升高，壓強(qiáng)變大，故pbpa，選項(xiàng)B正確；理想氣體沒有分子勢(shì)能，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；從b到c，溫度降低，分子的平均動(dòng)能降低，平均速率減小，但不是每一個(gè)分子的速率都減小，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；從c到a，氣體發(fā)生等溫變化，內(nèi)能不變，氣體對(duì)外界做功，吸收熱量，根據(jù)UQW，氣體吸收的熱量等于對(duì)外界做的功，選項(xiàng)E正確。8(多選)(2019廣州模擬)對(duì)于一定量的理想氣體，下列說法正確的是()A當(dāng)氣體溫度變化時(shí)，氣體內(nèi)能一定變化B若氣體的內(nèi)能不變，其狀態(tài)也一定不變C若氣體的壓強(qiáng)和體積都不變，其內(nèi)能也一定不變D若氣體的溫度隨時(shí)間不斷升高，其壓強(qiáng)也一定不斷增大E氣體溫度每升高1 K所吸收的熱量與氣體經(jīng)歷的過程

10、有關(guān)ACE理想氣體的內(nèi)能僅由溫度決定，溫度變化，氣體內(nèi)能一定變化，A正確。若氣體的內(nèi)能不變，則氣體的溫度不變，氣體的壓強(qiáng)與體積可能發(fā)生變化，氣體的狀態(tài)可能變化，B錯(cuò)誤。由理想氣體狀態(tài)方程C知，若氣體的壓強(qiáng)和體積都不變，則溫度不變，所以其內(nèi)能也一定不變，C正確。由理想氣體狀態(tài)方程C知，溫度T升高，pV一定增大，但壓強(qiáng)不一定增大，D錯(cuò)誤。氣體絕熱壓縮或膨脹時(shí)，氣體不吸熱也不放熱，氣體內(nèi)能發(fā)生變化，溫度升高或降低，在非絕熱壓縮或膨脹過程中，氣體內(nèi)能變化，要吸收或放出熱量，由此可知，氣體溫度每升高1 K所吸收的熱量與氣體經(jīng)歷的過程有關(guān)，E正確。9.(多選)(2019許昌模擬)如圖所示，一定質(zhì)量的理想氣

11、體從狀態(tài)A依次經(jīng)過狀態(tài)B、C和D后再回到狀態(tài)A。其中，AB和CD為等溫過程，BC和DA為絕熱過程。該循環(huán)過程中，下列說法正確的是()AAB過程中，氣體對(duì)外界做功，吸熱BBC過程中，氣體分子的平均動(dòng)能增加CCD過程中，單位時(shí)間內(nèi)碰撞單位面積器壁的分子數(shù)增多DDA過程中，氣體分子的速率分布曲線發(fā)生變化E該循環(huán)過程中，氣體放熱ACDAB過程中，體積增大，氣體對(duì)外界做功，溫度不變，內(nèi)能不變，根據(jù)UQW可知?dú)怏w吸熱，A正確。BC過程中，絕熱膨脹，氣體對(duì)外做功，內(nèi)能減小，溫度降低，氣體分子的平均動(dòng)能減小，B錯(cuò)誤。CD過程中，等溫壓縮，體積變小，分子數(shù)密度變大，單位時(shí)間內(nèi)碰撞單位面積器壁的分子數(shù)增多，C正確

12、。DA過程中，絕熱壓縮，外界對(duì)氣體做功，內(nèi)能增加，溫度升高，分子平均動(dòng)能增大，氣體分子的速率分布曲線發(fā)生變化，D正確。該循環(huán)過程中，氣體內(nèi)能不變，對(duì)外做功，根據(jù)UQW可知?dú)怏w吸熱，E錯(cuò)誤。10.(2019濟(jì)南模擬)質(zhì)量一定的理想氣體完成如圖所示的循環(huán)，其中AB過程是絕熱過程，BC過程是等溫過程，則AB過程氣體內(nèi)能_(選填“增加”“減小”或“不變”)，從狀態(tài)A經(jīng)C再回到狀態(tài)A的過程中，氣體吸收的熱量_(選填“大于”“小于”或“等于”)放出的熱量。解析：C到A為等容過程，根據(jù)查理定律知，根據(jù)題圖可知，pApC，所以TATC，B到C為等溫過程，TBTC，故TATB，A到B過程氣體內(nèi)能減小。A到B為絕

13、熱過程，故與外界無熱量交換Q10，內(nèi)能減少量等于對(duì)外做功，U1W1。B到C為等溫過程，內(nèi)能不變，U2W2Q20，體積減小，外界對(duì)氣體做功，放出的熱量Q2W2。C到A為等容過程，故做功W30，內(nèi)能增加量U3Q3，又TBTC，所以A到B過程內(nèi)能的減少量等于C到A過程內(nèi)能的增加量，U1U3，所以吸收的熱量Q3U3U1W1。根據(jù)pV圖線與體積軸所圍的面積表示做功大小，A到B過程對(duì)外做功大小W1，如圖甲所示，B到C過程外界對(duì)氣體做功大小W2，如圖乙所示，A到B過程氣體對(duì)外做功大于B到C過程外界對(duì)氣體做功，即W1W2，可得Q3Q2，所以從狀態(tài)A經(jīng)C再回到狀態(tài)A的過程中，氣體吸收的熱量大于放出的熱量。甲乙答

14、案：減小大于考點(diǎn)綜合練題組二：熱力學(xué)定律與氣體實(shí)驗(yàn)定律的綜合11.某種一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)a開始，經(jīng)過三個(gè)過程ab、bc、ca回到原狀態(tài)。如圖所示，狀態(tài)a時(shí)體積是1 m3，壓強(qiáng)是1.0105Pa，溫度是300 K，求：(1)氣體從ca過程外界對(duì)氣體做功多少？(2)說明bc過程氣體吸熱小于1.5105 J。解析：(1)ca過程為等壓變化Tc600 K，Va1 m3，Ta300 K由，解得Vc2 m3WpV1105 J。(2)bc過程為等溫變化W(21)1051 J1.5105 JWUQW，溫度不變U0氣體吸熱Q|W|1.5105 J。答案：(1)1105 J(2)見解析12.如圖所示，在豎直

15、放置的圓柱形容器內(nèi)用質(zhì)量為m的活塞密封一部分氣體，活塞與容器壁間能無摩擦滑動(dòng)，容器的橫截面積為S。開始時(shí)氣體的溫度為T0，活塞與容器底的距離為h0?，F(xiàn)將整個(gè)裝置放在大氣壓恒為p0的空氣中，當(dāng)氣體從外界吸收熱量Q后，活塞緩慢上升d后再次平衡，重力加速度為g。求：(1)外界空氣的溫度是多少； (2)在此過程中的密閉氣體的內(nèi)能增加了多少。解析：(1)取密閉氣體為研究對(duì)象，活塞上升過程為等壓變化，由蓋呂薩克定律有得外界溫度TT0T0T0。(2)活塞上升過程，密閉氣體克服大氣壓力和活塞的重力做功，所以外界對(duì)系統(tǒng)做的功W(mgp0S)d根據(jù)熱力學(xué)第一定律得密閉氣體增加的內(nèi)能UQWQ(mgp0S)d。答案：(1)T0(2)Q(mgp0S)d- 7 -