2020高考物理一輪總復(fù)習(xí) 第十三章 熱學(xué) 基礎(chǔ)課3 熱力學(xué)定律與能量守恒定律練習(xí)（含解析）新人教版

基礎(chǔ)課 3 熱力學(xué)定律與能量守恒定律一、選擇題1.(多選)(2018年全國卷)如圖，一定量的理想氣體從狀態(tài)a變化到狀態(tài)b，其過程如p ­V圖中從a到b的直線所示在此過程中()A氣體溫度一直降低B氣體內(nèi)能一直增加C氣體一直對外做功D氣體一直從外界吸熱E氣體吸收的熱量一直全部用于對外做功解析：選BCD一定質(zhì)量的理想氣體從a到b的過程，由理想氣體狀態(tài)方程可知，Tb>Ta，即氣體的溫度一直升高，選項(xiàng)A錯誤；根據(jù)理想氣體的內(nèi)能只與溫度有關(guān)，可知?dú)怏w的內(nèi)能一直增加，選項(xiàng)B正確；由于從a到b的過程中氣體的體積增大，所以氣體一直對外做功，選項(xiàng)C正確；根據(jù)熱力學(xué)第一定律，從a到b的過程中，氣體一直從外界吸熱，選項(xiàng)D正確；氣體吸收的熱量一部分增加內(nèi)能，一部分對外做功，選項(xiàng)E錯誤2(多選)(2018屆菏澤一模)關(guān)于生活中的熱學(xué)現(xiàn)象，下列說法正確的是()A夏天和冬天相比，夏天的氣溫較高，水的飽和汽壓較大，在相對濕度相同的情況下，夏天的絕對濕度較大B民間常用“拔火罐”來治療某些疾病，方法是用鑷子夾一棉球，沾一些酒精，點(diǎn)燃，在罐內(nèi)迅速旋轉(zhuǎn)一下再抽出，迅速將火罐開口端緊壓在皮膚上，火罐就會緊緊地被“吸”在皮膚上，其原因是，當(dāng)火罐內(nèi)的氣體體積不變時，溫度降低，壓強(qiáng)增大C盛有氧氣的鋼瓶，在27 的室內(nèi)測得其壓強(qiáng)是9.0×106 Pa，將其搬到3 的工地上時，測得瓶內(nèi)氧氣的壓強(qiáng)變?yōu)?.2×106 Pa，通過計(jì)算可判斷出鋼瓶漏氣D熱量能夠自發(fā)地從內(nèi)能多的物體傳遞到內(nèi)能少的物體E一輛空載的卡車停在水平地面上，在緩慢裝沙過程中，若車胎不漏氣，胎內(nèi)氣體溫度不變，若把車胎內(nèi)氣體看成理想氣體，則胎內(nèi)氣體向外界放熱解析：選ACE夏天和冬天相比，夏天的氣溫較高，水的飽和汽壓較大，在相對濕度相同的情況下，夏天的絕對濕度較大，A正確；把罐扣在皮膚上，罐內(nèi)空氣的體積等于火罐的容積，體積不變，氣體經(jīng)過熱傳遞，溫度不斷降低，氣體發(fā)生等容變化，由查理定律可知，氣體壓強(qiáng)減小，火罐內(nèi)氣體壓強(qiáng)小于外界大氣壓，大氣壓就將罐緊緊地壓在皮膚上，B錯誤；若不漏氣，則氣體做等容變化，由，p28.1×106 Pa，由于p2>7.2×106 Pa，所以鋼瓶在搬運(yùn)過程中漏氣，C正確；熱量只能自發(fā)地從溫度高的物體傳遞到溫度低的物體，而內(nèi)能多的物體溫度不一定高，D錯誤；汽車在緩慢裝沙的過程中，壓強(qiáng)增大，而氣體溫度不變，所以體積變小，外界對氣體做功，內(nèi)能不變，放出熱量，E正確3(多選)(2019屆潮州模擬)對于一定量的氣體，下列說法正確的是()A氣體的體積指的是該氣體的分子所能到達(dá)的空間的體積，而不是該氣體所有分子體積之和B只要能減弱氣體分子熱運(yùn)動的劇烈程度，氣體的溫度就可以降低C在完全失重的情況下，氣體對容器壁的壓強(qiáng)為零D氣體從外界吸收熱量，其內(nèi)能一定增加E氣體在等壓膨脹過程中溫度一定升高解析：選ABE氣體的體積指的是該氣體的分子所能到達(dá)的空間的體積，A正確；溫度高，氣體分子熱運(yùn)動就劇烈，B正確；在完全失重的情況下，分子熱運(yùn)動不停息，氣體對容器壁的壓強(qiáng)不為零，C錯誤；做功也可以改變物體的內(nèi)能，D錯誤；氣體在等壓膨脹過程中溫度一定升高，E正確4.(多選)(2017年全國卷)如圖，一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)a出發(fā)，經(jīng)過等容過程ab到達(dá)狀態(tài)b，再經(jīng)過等溫過程bc到達(dá)狀態(tài)c，最后經(jīng)等壓過程ca回到初態(tài)a.下列說法正確的是()A在過程ab中氣體的內(nèi)能增加B在過程ca中外界對氣體做功C在過程ab中氣體對外界做功D在過程bc中氣體從外界吸收熱量E在過程ca中氣體從外界吸收熱量解析：選ABDab過程中氣體壓強(qiáng)增大，體積不變，則溫度升高，內(nèi)能增加，A項(xiàng)正確；ab過程發(fā)生等容變化，氣體對外界不做功，C項(xiàng)錯誤；一定質(zhì)量的理想氣體內(nèi)能僅由溫度決定，bc過程發(fā)生等溫變化，內(nèi)能不變，bc過程中氣體體積增大，氣體對外界做正功，根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知?dú)怏w從外界吸收熱量，D項(xiàng)正確；ca過程發(fā)生等壓變化，氣體體積減小，外界對氣體做功，B項(xiàng)正確；ca過程中氣體溫度降低，內(nèi)能減小，外界對氣體做功，根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知?dú)怏w向外界放熱，E項(xiàng)錯誤5(多選)(2019屆長沙模擬)關(guān)于第二類永動機(jī)，下列說法中正確的是()A第二類永動機(jī)是指沒有冷凝器，只有單一的熱源，能將從單一熱源吸收的熱量全部用來做功，而不引起其他變化的熱機(jī)B第二類永動機(jī)違背了能量守恒定律，所以不可能制成C第二類永動機(jī)違背了熱力學(xué)第二定律，所以不可能制成D第二類永動機(jī)不可能制成，說明機(jī)械能可以全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，內(nèi)能卻不能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能E第二類永動機(jī)不可能制成，說明機(jī)械能可以全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，但內(nèi)能卻不能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，而不引起其他變化解析：選ACE由第二類永動機(jī)的定義知，A正確；第二類永動機(jī)違背了熱力學(xué)第二定律，故B錯誤，C正確；機(jī)械能可以全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，但內(nèi)能卻不能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，而不引起其他變化，故E正確，D錯誤6(多選)(2018屆濟(jì)南模擬)下列說法正確的是()A單晶體冰糖磨碎后熔點(diǎn)不會發(fā)生變化B足球充足氣后很難壓縮，是足球內(nèi)氣體分子間斥力作用的結(jié)果C一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)過等容過程，吸收熱量，其內(nèi)能一定增加D自然發(fā)生的熱傳遞過程是向著分子熱運(yùn)動無序性增大的方向進(jìn)行的E一定質(zhì)量的理想氣體體積保持不變，單位體積內(nèi)分子數(shù)不變，溫度升高，單位時間內(nèi)撞擊單位面積上的分子數(shù)不變解析：選ACD單晶體冰糖有固定的熔點(diǎn)，磨碎后物質(zhì)微粒排列結(jié)構(gòu)不變，熔點(diǎn)不變，A正確；足球充足氣后很難壓縮是由于足球內(nèi)外的壓強(qiáng)差的原因，與氣體的分子之間的作用力無關(guān)，B錯誤；一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)過等容過程，吸收熱量，沒有對外做功，根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知，其內(nèi)能一定增加，C正確；根據(jù)熱力學(xué)第二定律可知，自然發(fā)生的熱傳遞過程是向著分子熱運(yùn)動無序性增大的方向進(jìn)行的，D正確；一定質(zhì)量的理想氣體體積保持不變，單位體積內(nèi)分子數(shù)不變，溫度升高，分子的平均動能增大，則平均速率增大，單位時間內(nèi)撞擊單位面積上的分子數(shù)增大，E錯誤7(多選)下列說法中正確的是()A在較暗的房間里，看到透過窗戶的“陽光柱”里粉塵的運(yùn)動不是布朗運(yùn)動B氣體分子速率呈現(xiàn)出“中間多，兩頭少”的分布規(guī)律C隨著分子間距離增大，分子間作用力減小，分子勢能也減小D一定量的理想氣體發(fā)生絕熱膨脹時，其內(nèi)能不變E一切自發(fā)過程總是沿著分子熱運(yùn)動的無序性增大的方向進(jìn)行解析：選ABE布朗運(yùn)動是懸浮在液體或氣體中固體小顆粒的無規(guī)則運(yùn)動，在較暗的房間里可以觀察到射入屋內(nèi)的陽光中有懸浮在空氣里的小顆粒在飛舞，是由于氣體的流動造成的，這不是布朗運(yùn)動，故A正確；麥克斯韋提出了氣體分子速率分布的規(guī)律，即“中間多，兩頭少”，故B正確；分子力的變化比較特殊，隨著分子間距離的增大，分子間作用力不一定減小，當(dāng)分子表現(xiàn)為引力時，分子做負(fù)功，分子勢能增大，故C錯誤；一定量理想氣體發(fā)生絕熱膨脹時，不吸收熱量，同時對外做功，其內(nèi)能減小，故D錯誤；根據(jù)熱力學(xué)第二定律可知，一切自發(fā)過程總是沿著分子熱運(yùn)動的無序性增大的方向進(jìn)行，故E正確8.(多選)(2019屆桂林中學(xué)月考)一定質(zhì)量的理想氣體，從狀態(tài)A變化到狀態(tài)B，再變化到狀態(tài)C，其狀態(tài)變化過程的p ­V圖象如圖所示已知?dú)怏w處于狀態(tài)A時的溫度為300 K，則下列判斷正確的是()A氣體處于狀態(tài)B時的溫度是900 KB氣體處于狀態(tài)C時的溫度是300 KC從狀態(tài)A變化到狀態(tài)C過程氣體內(nèi)能一直增大D從狀態(tài)A變化到狀態(tài)B過程氣體放熱E從狀態(tài)B變化到狀態(tài)C過程氣體放熱解析：選ABE由題意知TA300 K；AB過程為等壓變化，則有，代入數(shù)據(jù)解得TB900 K，選項(xiàng)A正確；BC過程是等容變化，則有，代入數(shù)據(jù)解得TC300 K，選項(xiàng)B正確；從狀態(tài)A變化到狀態(tài)C過程，氣體的溫度先升高后降低，則氣體的內(nèi)能先增大后減小，選項(xiàng)C錯誤；由AB氣體的溫度升高，內(nèi)能增大，體積增大，氣體對外做功，由熱力學(xué)第一定律UWQ知，氣體吸熱，選項(xiàng)D錯誤；BC過程氣體的體積不變，不做功，溫度降低，氣體的內(nèi)能減小，由熱力學(xué)第一定律UWQ知，氣體放熱，選項(xiàng)E正確9(多選)(2018屆湖南師大附中第四次月考)下列說法中正確的是()A氣體對容器壁有壓強(qiáng)是氣體分子對容器壁頻繁碰撞的結(jié)果B足球充足氣后很難壓縮，是因?yàn)樽闱騼?nèi)氣體分子間斥力作用的結(jié)果C一定質(zhì)量的理想氣體等壓膨脹過程氣體一定從外界吸收熱量D自然發(fā)生的熱傳遞過程是向著分子熱運(yùn)動無序性增大的方向進(jìn)行的E飽和汽壓與分子密度有關(guān)，與溫度無關(guān)解析：選ACD氣體分子頻繁地對容器壁面進(jìn)行碰撞，表現(xiàn)為氣體的壓強(qiáng)，故A項(xiàng)正確；氣體分子間的間距大于10r0，分子間的作用力幾乎為零，故B項(xiàng)錯誤；根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程pVnRT，當(dāng)氣體體積增大，氣體對外做功，為了使氣體壓強(qiáng)不變，需要?dú)怏w溫度即內(nèi)能增大，則一定從外界吸收熱量，故C項(xiàng)正確；根據(jù)熱力學(xué)第二定律，一切自然過程總是沿著分子熱運(yùn)動的無序性增大的方向進(jìn)行的，故D項(xiàng)正確；對于同一種液體，飽和汽壓隨溫度升高而增大，故E項(xiàng)錯誤10(多選)(2019屆開封質(zhì)檢)下列說法中正確的是()A氣體放出熱量，其分子的平均動能可能增大B布朗運(yùn)動不是液體分子的運(yùn)動，但它可以說明液體分子在永不停息地做無規(guī)則運(yùn)動C當(dāng)分子力表現(xiàn)為斥力時，分子力和分子勢能總是隨分子間距離的減小而增大D第二類永動機(jī)和第一類永動機(jī)都不能制成，原因也是相同的E某氣體的摩爾體積為V，每個分子的體積為V0，則阿伏加德羅常數(shù)可表示為NA解析：選ABC根據(jù)熱力學(xué)第一定律，氣體放出熱量，若外界對氣體做功，使氣體溫度升高，其分子的平均動能增大，故A正確；布朗運(yùn)動是懸浮在液體中的固體小顆粒的無規(guī)則運(yùn)動，不是液體分子的運(yùn)動，但它可以說明液體分子在永不停息地做無規(guī)則運(yùn)動，故B正確；當(dāng)分子力表現(xiàn)為斥力時，分子力總是隨分子間距離的減小而增大，隨分子間距離的減小，分子力做負(fù)功，所以分子勢能也增大，故C正確；第一類永動機(jī)違背了能量守恒定律，第二類永動機(jī)違背了熱力學(xué)第二定律，故D錯誤；某固體或液體的摩爾體積為V，每個分子的體積為V0，則阿伏加德羅常數(shù)可表示為NA，對于氣體此式不成立，故E錯誤二、非選擇題11(2018屆達(dá)州一模)在圖甲所示的密閉汽缸內(nèi)裝有一定質(zhì)量的理想氣體，圖乙是它從狀態(tài)A變化到狀態(tài)B的V­T圖象已知AB的反向延長線通過坐標(biāo)原點(diǎn)，氣體在A點(diǎn)的壓強(qiáng)為p1.0×105 Pa，在從狀態(tài)A變化到狀態(tài)B的過程中，氣體吸收的熱量Q6.0×102 J，求：(1)氣體在狀態(tài)B的體積VB；(2)此過程中氣體內(nèi)能的增量U.解析：(1)由V­T圖象通過坐標(biāo)原點(diǎn)，則知從A到B理想氣體發(fā)生等壓變化由蓋呂薩克定律得解得VBVA×6.0×103 m38.0×103 m3.(2)外界對氣體做的功Wp(VBVA)1.0×105×(8.0×1036.0×103) J2×102 J根據(jù)熱力學(xué)第一定律UQW解得U6.0×102 J2×102 J4.0×102 J400 J.答案：(1)8.0×103 m3(2)400 J12.(2018屆湖南師大附中模擬)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；容器內(nèi)氣體的所有變化過程都是緩慢的，求：(1)缸內(nèi)氣體與大氣達(dá)到平衡時的體積V1；(2)在活塞下降過程中，汽缸內(nèi)氣體放出的熱量Q.解析：(1)在氣體由壓強(qiáng)p1.2p0到p0時V不變，溫度由2.4T0變?yōu)門1，由查理定律得解得T12T0在氣體溫度由T1變?yōu)門0的過程中，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)活塞下降過程中，活塞對氣體做的功為Wp0(VV1)在這一過程中，氣體內(nèi)能的減少為Ua(T1T0)由熱力學(xué)第一定律得，汽缸內(nèi)氣體放出的熱量為QWU解得Qp0VaT0.答案：(1)0.5V(2)p0VaT07