2018高考物理大一輪復(fù)習(xí)題組層級(jí)快練56第十三單元(選修3-3)3熱力學(xué)定律

1、 題組層級(jí)快練（五十六） 熱力學(xué)定律 一、選擇題 1. （2016 延慶模擬）對(duì)于一個(gè)熱力學(xué)系統(tǒng)，下列說法正確的是 （ ） A. 如果外界對(duì)它傳遞熱量則系統(tǒng)內(nèi)能一定增加 B. 如果外界對(duì)它做功則系統(tǒng)內(nèi)能一定增加 C. 如果系統(tǒng)的溫度不變則內(nèi)能一定不變 D. 系統(tǒng)的內(nèi)能增量等于外界向它傳遞的熱量與外界對(duì)它做功的和 答案 D 解析 物體吸收熱量，可能同時(shí)對(duì)外做功，內(nèi)能不一定增加， 故選項(xiàng) A 錯(cuò)誤；外界對(duì)物體做 功，物體可能同時(shí)放熱，物體的內(nèi)能不一定增加，故選項(xiàng) B 錯(cuò)誤；如果系統(tǒng)的溫度不變，物 態(tài)發(fā)生變化，則內(nèi)能一定變化， 故選項(xiàng) C 錯(cuò)誤；根據(jù)熱力學(xué)第一定律， 系統(tǒng)的內(nèi)能增量等于 外界向它傳遞

2、的熱量與外界對(duì)它做功的和，故選項(xiàng) D 正確. 2. （2016 珠海模擬）在一鍋正在沸騰的水中，一個(gè)小氣泡由底層緩慢地升到液面，上升過 程中氣泡的壓強(qiáng)不斷減小，則氣泡在上浮過程中 （ ） A. 內(nèi)能增大 B.內(nèi)能減小 C. 外界對(duì)氣泡做功 D.吸收熱量 答案 D 解析 氣泡緩慢上升的過程中，外部的壓強(qiáng)逐漸減小，由于外部恒溫，根據(jù) pV= C,所以體 積增大，氣泡膨脹對(duì)外做功，溫度不變，則內(nèi)能不變，故選項(xiàng) A、B 錯(cuò)誤；根據(jù)熱力學(xué)第一 定律可得， U= Q+ W 知，氣泡內(nèi)能不變，同時(shí)對(duì)外做功，所以必須從外界吸收熱量，故選 項(xiàng) C 錯(cuò)誤，選項(xiàng) D 正確. 3. （2016 梅州模擬）小紅和小明打

3、乒乓球不小心把乒乓球踩扁了，小明認(rèn)真觀察后發(fā)現(xiàn)表 面沒有開裂，于是把踩扁的乒乓球放在熱水里泡一下， 基本恢復(fù)了原狀. 乒乓球內(nèi)的氣體可 視為理想氣體，對(duì)于乒乓球恢復(fù)原狀的過程，下列描述中正確的是 （ ） A. 內(nèi)能變大，球內(nèi)氣體對(duì)外做正功的同時(shí)吸熱 B. 內(nèi)能變大，球內(nèi)氣體對(duì)外做正功的同時(shí)放熱 C. 內(nèi)能變大，球內(nèi)氣體對(duì)外做負(fù)功的同時(shí)吸熱 D. 內(nèi)能變小，球內(nèi)氣體對(duì)外做負(fù)功的同時(shí)放熱 2 答案 A 解析 乒乓球內(nèi)的氣體受力膨脹，故對(duì)外做功，故 VWC 0,氣體溫度升高，故內(nèi)能增加，故 U 0，根據(jù)熱力學(xué)第一定律公式 U= Q+ w Q 0，即吸收熱量，故選項(xiàng) A 正確，選項(xiàng) B C D 錯(cuò)誤.

4、 4. 對(duì)于一定量的理想氣體，下列說法正確的是 （ ） A. 若氣體的壓強(qiáng)不變，其內(nèi)能一定不變 B. 若氣體的內(nèi)能不變，其狀態(tài)一定不變 C. 若氣體的溫度隨時(shí)間不斷升高，其壓強(qiáng)一定不斷增大 D. 當(dāng)氣體溫度升高時(shí)，氣體的內(nèi)能一定增大 答案 D 解析 對(duì)于理想氣體而言，內(nèi)能是由溫度決定的，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程， pV= C 可知，當(dāng) 壓強(qiáng)不變時(shí)，其溫度不一定不發(fā)生變化，因此內(nèi)能不一定不變，選項(xiàng) A 錯(cuò)誤；而反過來，內(nèi) 能不變只能說明溫度不變， 可能發(fā)生等溫變化，也就是氣體狀態(tài)可能發(fā)生變化， 選項(xiàng) B 錯(cuò)誤； 根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程，pV= C,溫度升高，只能是 pV 乘積變大，至于壓強(qiáng)可能增加也可

5、能 減小，選項(xiàng) C 錯(cuò)誤；內(nèi)能是由溫度決定的，當(dāng)溫度升高時(shí)，內(nèi)能一定增加，選項(xiàng) D 正確. 5. （2016 南昌模擬）下列敘述和熱力學(xué)定律相關(guān)，其中正確的是 （ ） A. 第一類永動(dòng)機(jī)不可能制成，是因?yàn)檫`背了能量守恒定律 B. 能量耗散過程中能量不守恒 C. 電冰箱的制冷系統(tǒng)能夠不斷地把冰箱內(nèi)的熱量傳到外界，違背了熱力學(xué)第二定律 D. 能量耗散是從能量轉(zhuǎn)化的角度反映出自然界中的宏觀過程具有方向性 E. 物體從單一熱源吸收的熱量可全部用于做功 答案 ADE 解析第一類永動(dòng)機(jī)既不消耗能量又能源源不斷對(duì)外做功， 違背了能量守恒定律，所以不可 能制成，故選項(xiàng) A 正確；能量耗散過程中能量也守恒，故選

6、項(xiàng) B 錯(cuò)誤；電冰箱的致冷系統(tǒng)能 夠不斷地把冰箱內(nèi)的熱量傳到外界， 是由于壓縮機(jī)做功，并不違背了熱力學(xué)第二定律，故選 項(xiàng) C 錯(cuò)誤，能量耗散是從能量轉(zhuǎn)化的角度反映出自然界中的宏觀過程具有方向性，故選項(xiàng) D 正確；根據(jù)熱力學(xué)第二定律可知：氣體不可能從單一熱源吸熱，并全部用來對(duì)外做功， 而不 引起其它變化，若引起外界變化則可以，故選項(xiàng) E 正確. 6 . （2016 宜昌模擬）關(guān)于熱力學(xué)定律，下列說法正確的是 （ ） A. 第二類永動(dòng)機(jī)不可能制成是因?yàn)樗`反了能量守恒定律 3 B. 定量氣體，吸熱 200 J，氣體對(duì)外做功 220 J，內(nèi)能減少 20 J C. 熱量能夠自發(fā)地從高溫物體傳到低溫物體

7、 D. 禾U用高科技手段，可以將流散到周圍環(huán)境中的內(nèi)能重新收集起來加以利用而不引起其他 變化 E. 一定質(zhì)量的 100 C的水吸收熱量后變成 100 C的水蒸氣，則吸收的熱量大于增加的內(nèi)能4 答案 BCE 解析 第二類永動(dòng)機(jī)不違反能量守恒定律， 但違反了熱力學(xué)第二定律， 故選項(xiàng) A 錯(cuò)誤；氣體 對(duì)外做功 220 J，W= 220 J，吸收 200 J 熱量，Q= 200 J，根據(jù)熱力學(xué)第一定律 U= Q+ 得 A U= 20 J，即內(nèi)能減少 20 J，故選項(xiàng) B 正確；根據(jù)熱力學(xué)第二定律，熱量能夠自發(fā) 地從高溫物體傳到低溫物體， 故選項(xiàng) C 正確；根據(jù)熱力學(xué)第二定律利用高科技手段， 不可能 將

8、流散到周圍環(huán)境中的內(nèi)能重新收集起來加以利用而不引起其他變化， 故選項(xiàng) D 錯(cuò)誤；一定 質(zhì)量的 100 C的水吸收熱量后變成 100 C的水蒸氣，體積增大，對(duì)外做功， 量大于增加的內(nèi)能，故選項(xiàng) E 正確. 7. （2016 開封模擬）如圖所示，一絕熱容器被隔板 K 隔開成a、b 兩部分. 知 a 內(nèi)有一定量的稀薄氣體，b 內(nèi)為真空.抽開隔板 K 后，a 內(nèi)氣體進(jìn)入 最終達(dá)到平衡狀態(tài)在此過程中 （ ） A. 氣體對(duì)外界做功，內(nèi)能減少 B. 氣體不做功，內(nèi)能不變 C. 氣體壓強(qiáng)變小，溫度不變 D. 氣體壓強(qiáng)變大，溫度不變 E. 單位時(shí)間內(nèi)撞擊容器壁的分子數(shù)減少 答案 BCE 解析 絕熱容器內(nèi)的稀薄氣

9、體與外界沒有熱傳遞， Q= 0,稀薄氣體向真空擴(kuò)散時(shí)氣體沒有做 功，W= 0，根據(jù)熱力學(xué)第一定律稀薄氣體的內(nèi)能不變， 則溫度不變，稀薄氣體擴(kuò)散體積增大， 根據(jù)玻意耳定律可知， 氣體的壓強(qiáng)必然變小， 故選項(xiàng)A D 錯(cuò)誤，選項(xiàng) B C 正確；溫度不變, 分子的平均動(dòng)能不變，壓強(qiáng)減小，說明單位時(shí)間內(nèi)撞擊容器壁的分子數(shù)減少， 故選項(xiàng) E 正確. 8. 如圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體，從狀態(tài) A 經(jīng)絕熱過程 ATB、等容過 程BTC 等溫過程 CTA又回到了狀態(tài) A 則（ ） A. AT B 過程氣體降溫 B. BT C 過程氣體內(nèi)能增加，可能外界對(duì)氣體做了功 C. CT A過程氣體放熱 D. 全部過程氣

10、體做功為零 答案 AC 解析 ATB過程氣體絕熱膨脹，氣體對(duì)外界做功，其對(duì)應(yīng)的內(nèi)能必定減小，即氣體溫度降 低，選項(xiàng) A 正確；BTC過程氣體等容升壓，由 p/T = C（常量）可知，氣體溫度升高，其對(duì)應(yīng) 內(nèi)能增加，因做功 W 0，選項(xiàng) B 錯(cuò)；CTA過程氣體等溫壓縮，故內(nèi)能變化為零，但外界對(duì) 氣體做功，因此該過程中所以吸收的熱 5 氣體放熱，選項(xiàng) C 正確；AT B 過程氣體對(duì)外做功，其數(shù)值等于 AB 線與橫軸包圍的面積.BTC 過程氣體不做功.CTA過程外界對(duì)氣體做功，其數(shù)值等于 CA 線與橫軸包圍的面積， 顯然全過程對(duì)氣體做的凈功為 ABC 封閉曲線包圍的面積， 選項(xiàng) D 不正6 確. 9

11、. 導(dǎo)熱氣缸開口向下， 內(nèi)有理想氣體，缸內(nèi)活塞可自由滑動(dòng)且不漏氣， 活塞 - 下掛一個(gè)沙桶，沙桶裝滿沙子時(shí)，活塞恰好靜止，現(xiàn)在把沙桶底部鉆一個(gè)小 洞，細(xì)沙慢慢漏出，并緩慢降低氣缸外部環(huán)境溫度，則 （ ） A. 氣體壓強(qiáng)增大，內(nèi)能可能不變 B. 外界對(duì)氣體做功，氣體溫度降低 C. 氣體體積減小，壓強(qiáng)增大，內(nèi)能一定減小 D. 外界對(duì)氣體做功，氣體內(nèi)能一定增加 答案 BC 解析由平衡條件知活塞受到的沙桶拉力減小， 其他力如活塞重力、大氣壓力不變，則氣體 壓強(qiáng)增大、體積減小，外界對(duì)氣體做功，由于環(huán)境溫度緩慢降低，則氣體內(nèi)能減少，由 U =陽 Q 知 QTc, QbQc B. TbTc, CbVQc C

12、. Tb= Tc, CbQc D. Tb= Tc, QbVQc 答案 C PaVa PcVc PbVb 2p0 V P0 2V0 解析 由理想氣體狀態(tài)方程可知，=二廠=二廠，即 = ，得 Tc= Tb,則氣體在 I a lc lb I c I b b、c 狀態(tài)內(nèi)能相等，因 a 到 b 和 a 到 c 的厶 U 相同；而 a 到 c 過程中氣體體積不變， W= 0, a 到 b過程中氣體膨脹對(duì)外做功， WQc，選項(xiàng) C 正確. 11. 如圖所示，氣缸和活塞與外界均無熱交換，中間有一個(gè)固定的導(dǎo)熱 性良好的隔板，封閉著兩部分氣體 A 和 B,活塞處于靜止平衡狀態(tài)現(xiàn) 通過電熱絲對(duì)氣體 A 加熱一段時(shí)間

13、，后來活塞達(dá)到新的平衡，不計(jì)氣體 分子勢(shì)能，不計(jì)活塞與氣缸壁間的摩擦，大氣壓強(qiáng)保持不變，則下列判 斷正確的是（ ） A. 氣體 A 吸熱，內(nèi)能增加 B. 氣體 B 吸熱，對(duì)外做功，內(nèi)能不變 7 C. 氣體 A 分子的平均動(dòng)能增大 D. 氣體 A 和氣體 B 內(nèi)每個(gè)分子的動(dòng)能都增大 E. 氣體 B 分子單位時(shí)間內(nèi)對(duì)器壁單位面積碰撞總次數(shù)減少8 答案 ACE 解析 氣體 A 進(jìn)行等容變化，則 W 0，根據(jù) U= Q 可知?dú)怏w A 吸收熱量，內(nèi)能增加，溫 度升高，氣體 A 分子的平均動(dòng)能變大，但是不是每個(gè)分子的動(dòng)能都增加，選項(xiàng) A C正確， 選項(xiàng) D 錯(cuò)誤；因?yàn)橹虚g是導(dǎo)熱隔板，所以氣體 B 吸收熱量

14、，溫度升高，內(nèi)能增加；又因?yàn)閴?強(qiáng)不變，故體積變大，氣體對(duì)外做功，選項(xiàng) B 錯(cuò)誤；氣體 B 的壓強(qiáng)不變，但是體積增大，平 均動(dòng)能增大，所以氣體 B 分子單位時(shí)間內(nèi)對(duì)器壁單位面積的碰撞次數(shù)減少，選項(xiàng) E 正確. 、非選擇題 12. 一定質(zhì)量的理想氣體，其內(nèi)能跟溫度成正比.在初始狀態(tài) A 時(shí), 體積為 Vo,壓強(qiáng)為 po,溫度為 To,已知此時(shí)其內(nèi)能為 Lb.該理想氣 體從狀態(tài) A經(jīng)由一系列變化，最終還回到原來狀態(tài) A 其變化過程 的 p T 圖如圖所示，其中 CA 延長(zhǎng)線過坐標(biāo)原點(diǎn)， BA 在同一豎直 直線上.求: (1) 狀態(tài) B 的體積； 狀態(tài) C 的體積； (3)從狀態(tài) B 經(jīng)由狀態(tài) C,

15、最終回到狀態(tài) A 的過程中，氣體與外界交換的熱量是多少？ Vo 答案 (1) (2)V o (3)2p oVo 解析 (1)由圖可知，從狀態(tài) A 到狀態(tài) B 為等溫變化過程，狀態(tài) B 時(shí)氣體壓強(qiáng)為 pi= 3po,設(shè) 乂 體積為 V1,由玻意耳定律得 poVo= piVi,解得 (2) 由圖可知，從狀態(tài) B 到狀態(tài) C 為等壓變化過程，狀態(tài) C 時(shí)氣體溫度為 T2= 3To,設(shè)體積為 V V2 ,由蓋一呂薩克定律得 =匚，解得 V2= Vo. To T2 (3) 由狀態(tài) B 經(jīng)狀態(tài) C 回到狀態(tài) A,外界對(duì)氣體做的總功為 W 從狀態(tài) B 到狀態(tài) C,設(shè)外界 對(duì)氣體做功為 WBC, Wc= P2

16、(V1 V2)，聯(lián)立解得 WC= 2poVo； 從狀態(tài) C 回到狀態(tài) A 由圖線知為等容過程，外界對(duì)氣體不做功， 所以 W= A Wc= 2poV), 從狀態(tài) B 經(jīng)狀態(tài) C 回到狀態(tài) A,內(nèi)能增加量為A U= 0，氣體從外界吸收的熱量為 A Q 內(nèi)能 增加量為A U,由熱力學(xué)第一定律得 A U=A Q+ A W 解得A Q= 2poVo,即氣體從外界吸收熱 量 2poVo. 9 13. 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 2.4T。、壓強(qiáng)為 1.2po的理想氣體，po和 To分別為大氣的壓強(qiáng)和溫度. 已 知：氣體內(nèi)能 U 與溫度 T 的關(guān)系為U= a T, 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) 汽缸內(nèi)氣體與大氣達(dá)到平衡時(shí)的體積 V; (2) 在活塞下降過程中，汽缸內(nèi)氣體放出的熱量 Q. 1 1 答案外(2) qpoV+a To 解析 (1)在缸內(nèi)氣體由