（新課標(biāo)）2020高考物理總復(fù)習(xí) 課時(shí)檢測(cè)（七十七）熱力學(xué)定律（重點(diǎn)突破課）（含解析）

課時(shí)檢測(cè)(七十七) 熱力學(xué)定律 (重點(diǎn)突破課)1.(多選)如圖所示，導(dǎo)熱的汽缸固定在水平地面上，用活塞把一定質(zhì)量的理想氣體封閉在汽缸中，汽缸內(nèi)部光滑。現(xiàn)用水平外力F作用于活塞桿，使活塞緩慢地向右移動(dòng)，在此過(guò)程中，如果環(huán)境溫度保持不變，下列說(shuō)法正確的是()A氣體分子平均動(dòng)能不變B氣體內(nèi)能減小C氣體吸收熱量D氣體內(nèi)能不變，卻對(duì)外做功，此過(guò)程違背熱力學(xué)第一定律，不可能實(shí)現(xiàn)E氣體是從單一熱庫(kù)吸熱，全部用來(lái)對(duì)外做功，但此過(guò)程不違背熱力學(xué)第二定律解析：選ACE環(huán)境溫度保持不變，由于汽缸導(dǎo)熱，則汽缸內(nèi)氣體溫度不變，故氣體分子平均動(dòng)能不變，故A正確；一定質(zhì)量的理想氣體的內(nèi)能只跟溫度有關(guān)，溫度不變，則氣體內(nèi)能不變，故B錯(cuò)誤；氣體溫度不變，內(nèi)能不變，體積膨脹時(shí)對(duì)外做功，根據(jù)熱力學(xué)第一定律知，氣體一定吸熱，故C正確；氣體內(nèi)能不變，對(duì)外做功，從外界吸收熱量，不違背熱力學(xué)第一定律，可以實(shí)現(xiàn)，故D錯(cuò)誤；由熱力學(xué)第二定律知，不可能從單一熱庫(kù)吸熱全部用來(lái)做功而不引起其他變化，該氣體是從單一熱庫(kù)吸熱，全部用來(lái)對(duì)外做功，此過(guò)程是在外界的影響下發(fā)生的，所以不違背熱力學(xué)第二定律，故E正確。2(多選)(2016·海南高考)一定量的理想氣體從狀態(tài)M可以經(jīng)歷過(guò)程1或者過(guò)程2到達(dá)狀態(tài)N，其p ­V圖像如圖所示。在過(guò)程1中，氣體始終與外界無(wú)熱量交換；在過(guò)程2中，氣體先經(jīng)歷等容變化再經(jīng)歷等壓變化。對(duì)于這兩個(gè)過(guò)程，下列說(shuō)法正確的是()A氣體經(jīng)歷過(guò)程1，其溫度降低B氣體經(jīng)歷過(guò)程1，其內(nèi)能減小C氣體在過(guò)程2中一直對(duì)外放熱D氣體在過(guò)程2中一直對(duì)外做功E氣體經(jīng)歷過(guò)程1的內(nèi)能改變量與經(jīng)歷過(guò)程2的相同解析：選ABE氣體經(jīng)歷過(guò)程1，壓強(qiáng)減小，體積變大，膨脹對(duì)外做功，且與外界無(wú)熱量交換，則內(nèi)能減小，故溫度降低，選項(xiàng)A、B正確；氣體在過(guò)程2中，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程C，開(kāi)始時(shí)，氣體體積不變，壓強(qiáng)減小，則溫度降低，對(duì)外放熱；然后壓強(qiáng)不變，體積變大，膨脹對(duì)外做功，則溫度升高，吸熱，選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤；無(wú)論是經(jīng)歷過(guò)程1還是過(guò)程2，氣體初、末狀態(tài)相同，故內(nèi)能改變量相同，選項(xiàng)E正確。3(多選)下列說(shuō)法正確的是()A氣體內(nèi)熱運(yùn)動(dòng)速率大的分子數(shù)占總分子數(shù)的比例與溫度有關(guān)B功可以全部轉(zhuǎn)化為熱量，但熱量不能全部轉(zhuǎn)化為功C空氣中水蒸氣的壓強(qiáng)與同一溫度時(shí)水的飽和汽壓之比叫空氣的相對(duì)濕度D一定質(zhì)量的理想氣體，在體積不變時(shí)，分子每秒與器壁的碰撞次數(shù)隨著溫度降低而減小E一定質(zhì)量的理想氣體，當(dāng)氣體溫度升高時(shí)，因做功情況不明確，其內(nèi)能不一定增大解析：選ACD溫度越高，氣體內(nèi)熱運(yùn)動(dòng)速率大的分子數(shù)占總分子數(shù)的比例越大，A正確；功可以全部轉(zhuǎn)化為熱量，根據(jù)熱力學(xué)第二定律可知，在外界的影響下熱量也可以全部轉(zhuǎn)化為功，B錯(cuò)誤；由空氣的相對(duì)濕度定義知，C正確；一定質(zhì)量的理想氣體，在體積不變時(shí)，溫度降低，壓強(qiáng)減小，根據(jù)氣體壓強(qiáng)的微觀解釋可知，分子每秒與器壁碰撞的次數(shù)減小，D正確；一定質(zhì)量的理想氣體，分子勢(shì)能不計(jì)，當(dāng)氣體溫度升高時(shí)，分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能增大，故內(nèi)能一定增大，E錯(cuò)誤。4(2018·江蘇高考)如圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體在狀態(tài)A時(shí)壓強(qiáng)為2.0×105 Pa，經(jīng)歷ABCA的過(guò)程，整個(gè)過(guò)程中對(duì)外界放出61.4 J熱量。求該氣體在AB過(guò)程中對(duì)外界所做的功。解析：整個(gè)過(guò)程中，外界對(duì)氣體做功WWABWCA，且WCApA(VCVA)，由熱力學(xué)第一定律UQW，得WAB(QWCA)，代入數(shù)據(jù)得WAB138.6 J，即氣體對(duì)外界做的功為138.6 J。答案：138.6 J5如圖所示的p ­V圖像記錄了一定量的理想氣體經(jīng)歷的緩慢變化過(guò)程ABC，其中AB段是體積保持不變的過(guò)程，BC段是絕熱過(guò)程。已知該理想氣體內(nèi)能與溫度的關(guān)系為UCT，其中C10 J/K，A點(diǎn)的熱力學(xué)溫度為T(mén)A450 K。求BC過(guò)程中外界對(duì)氣體所做的功。解析：AB過(guò)程為等容變化，由查理定律有 得：TB189 K等容過(guò)程沒(méi)有做功，由熱力學(xué)第一定律，此過(guò)程放熱QC(TATB)2 610 J對(duì)A、C兩狀態(tài)，由理想氣體狀態(tài)方程有 得：TC 300 KBC過(guò)程無(wú)熱傳遞，AB過(guò)程無(wú)做功，對(duì)ABC全過(guò)程，由熱力學(xué)第一定律有C(TCTA) WQ得：BC過(guò)程外界對(duì)氣體做功W1 110 J。答案：1 110 J6.如圖所示，體積為V、內(nèi)壁光滑的圓柱形導(dǎo)熱汽缸頂部有一質(zhì)量和厚度均可忽略的活塞；汽缸內(nèi)密封有溫度為2.4T0、壓強(qiáng)為1.2p0的理想氣體，p0和T0分別為外界大氣的壓強(qiáng)和溫度。已知：氣體內(nèi)能U與溫度T的關(guān)系為UaT，a為正的常量；缸內(nèi)氣體的所有變化過(guò)程都是緩慢的，求：(1)缸內(nèi)氣體與大氣達(dá)到平衡時(shí)的體積V1；(2)在活塞下降過(guò)程中，缸內(nèi)氣體放出的熱量Q。解析：(1)在氣體壓強(qiáng)由1.2p0減小到p0時(shí)，V不變，溫度由2.4T0變?yōu)門(mén)1，由查理定律得：，解得：T12T0在氣體溫度由T1變?yōu)門(mén)0的過(guò)程中，體積由V減小到V1，氣體壓強(qiáng)不變，由蓋呂薩克定律得：，解得：V10.5V。(2)活塞下降過(guò)程中，活塞對(duì)氣體做的功為Wp0(VV1)在這一過(guò)程中，氣體內(nèi)能的減少量為Ua(T1T0)由熱力學(xué)第一定律得，缸內(nèi)氣體放出的熱量為QWU解得：Qp0VaT0。答案：(1)0.5V(2)p0VaT04