高考物理大一輪復(fù)習(xí) 課后限時集訓(xùn)38 熱力學(xué)定律與能量守恒定律-人教版高三全冊物理試題

課后限時集訓(xùn)38熱力學(xué)定律與能量守恒定律建議用時：45分鐘1．(多選)(2019·達(dá)州模擬)下列說法正確的是()A．布朗運(yùn)動就是分子的無規(guī)則運(yùn)動B．熱力學(xué)溫度是國際單位制中7個基本物理量之一C．熱量能夠自發(fā)地從高溫物體傳到低溫物體，但不能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體D．做功和熱傳遞都是通過能量轉(zhuǎn)化的方式改變系統(tǒng)內(nèi)能的E．溫度是描述熱運(yùn)動的物理量，一個系統(tǒng)與另一個系統(tǒng)達(dá)到熱平衡時兩系統(tǒng)溫度相同BCE[布朗運(yùn)動是懸浮在液體或氣體中的小顆粒的無規(guī)則運(yùn)動，是由液體分子的無規(guī)則運(yùn)動而引起的，不是固體分子的無規(guī)則運(yùn)動，也不是液體分子的無規(guī)則運(yùn)動，故A錯誤；熱力學(xué)溫度是國際單位制中7個基本物理量之一，故B正確；根據(jù)熱力學(xué)第二定律可知，熱量能夠自發(fā)地從高溫物體傳到低溫物體，但不能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體，故C正確；做功是通過能量轉(zhuǎn)化的方式改變系統(tǒng)內(nèi)能的，熱傳遞是能量的轉(zhuǎn)移，不是能量的轉(zhuǎn)化，故D錯誤；溫度是描述熱運(yùn)動的物理量，根據(jù)熱平衡定律可知，一個系統(tǒng)與另一個系統(tǒng)達(dá)到熱平衡時兩系統(tǒng)溫度相同，故E正確。]2．(多選)(2019·東北三省四市模擬)下列說法中正確的是()A．相互間達(dá)到熱平衡的兩物體的內(nèi)能一定相等B．民間常用“拔火罐”來治療某些疾病，方法是將點(diǎn)燃的紙片放入火罐內(nèi)，當(dāng)紙片燃燒完時，迅速將火罐開口端緊壓在皮膚上，火罐就會緊緊地“吸”在皮膚上。其原因是火罐內(nèi)的氣體體積不變時，溫度降低，壓強(qiáng)減小C．空調(diào)既能制熱又能制冷，說明在不自發(fā)的條件下，熱傳遞可以逆向D．自發(fā)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．隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人類終會制造出效率為100%的熱機(jī)BCD[相互間達(dá)到熱平衡的兩物體的溫度相同，內(nèi)能不一定相等，故A錯誤；火罐內(nèi)氣體壓強(qiáng)小于大氣壓強(qiáng)，所以火罐能“吸”在皮膚上，故B正確；根據(jù)熱力學(xué)第二定律可知，熱量能夠自發(fā)地從高溫物體傳遞到低溫物體，但不能自發(fā)地從低溫物體傳遞到高溫物體，在有外界做功的條件熱傳遞可以逆向，故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，故D正確；根據(jù)熱力學(xué)第二定律可知，人類不可能制造出效率為100%的熱機(jī)，故E錯誤。]3．(多選)(2019·開封高三沖刺)如圖所示，一絕熱容器被隔板K隔開成a、b兩部分。已知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b，最終達(dá)到平衡狀態(tài)。在此過程中()A．氣體對外界做功，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．單位時間內(nèi)撞擊容器壁的分子數(shù)減少BCE[由于b內(nèi)為真空，抽開隔板K后，a內(nèi)氣體進(jìn)入b，氣體不做功，內(nèi)能不變，選項(xiàng)A錯誤，B正確；由于氣體體積增大，溫度不變，氣體壓強(qiáng)變小，選項(xiàng)C正確，D錯誤；氣體體積增大，單位時間內(nèi)撞擊容器壁的分子數(shù)減少，選項(xiàng)E正確。]4．(多選)(2019·長沙模擬)下列敘述中，正確的是()A．同一溫度下，氣體分子速率呈現(xiàn)出“中間多，兩頭少”的分布規(guī)律B．布朗運(yùn)動是懸浮在液體中固體顆粒的分子無規(guī)則運(yùn)動的反映C．第二類永動機(jī)是不可能制造出來的，盡管它不違反熱力學(xué)第一定律，但它違反熱力學(xué)第二定律D．物體熔化時吸熱，分子平均動能不一定增加E．只知道氣體的摩爾體積和阿伏加德羅常數(shù)就可以算出氣體分子的體積ACD[同一溫度下，氣體分子速率呈現(xiàn)出“中間多，兩頭少”的分布規(guī)律，選項(xiàng)A正確；布朗運(yùn)動是懸浮在液體中固體顆粒的運(yùn)動，是液體分子無規(guī)則運(yùn)動的反映，選項(xiàng)B錯誤；第二類永動機(jī)是不可能制造出來的，盡管它不違反熱力學(xué)第一定律，但它違反熱力學(xué)第二定律，選項(xiàng)C正確；物體熔化時吸熱，如果溫度不變，物體內(nèi)分子平均動能不變，比如晶體的熔化過程，選項(xiàng)D正確；只知道氣體的摩爾體積和阿伏加德羅常數(shù)就可以算出每個氣體分子所占的體積，不能算出氣體分子的體積，選項(xiàng)E錯誤。]5．(多選)如圖所示，絕熱容器被絕熱隔板K1，卡銷鎖住的絕熱光滑活塞K2隔成a、b、c三部分，a部分為真空，b部分為一定質(zhì)量的稀薄氣體，且壓強(qiáng)pb<p0，c與大氣連通，則下列說法中正確的是()A．只打開隔板K1，b中氣體對外做功，內(nèi)能減少B．只打開隔板K1，b中氣體不做功，內(nèi)能不變C．只打開隔板K1，b中氣體壓強(qiáng)減小，溫度不變D．只打開卡銷K2，b中氣體對外做功，內(nèi)能減小E．只打開卡銷K2，外界對b中氣體做功，b中氣體內(nèi)能增加BCE[只打開隔板K1，b中氣體向a中真空擴(kuò)散，氣體不做功，W＝0，絕熱容器導(dǎo)致Q＝0，由熱力學(xué)第一定律知ΔU＝W＋Q＝0，內(nèi)能不變，A錯誤，B正確；只打開隔板K1時，b中氣體內(nèi)能不變，溫度不變，由玻意耳定律pV＝C知b中氣體體積增大，壓強(qiáng)減小，C正確；只打開卡銷K2時，由于pb<p0，活塞將向左移動，b中氣體體積減小，外界對b中氣體做功，W′>0，但Q′＝0，則ΔU′＝W′＋Q′>0，內(nèi)能增加，E正確，D錯誤。]6．(多選)(2019·哈爾濱六中二次模擬)如圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A依次經(jīng)過狀態(tài)B、C和D后再回到狀態(tài)A。其中，A→B和C→D為等溫過程，B→C和D→A為絕熱過程(氣體與外界無熱量交換)。這就是著名的“卡諾循環(huán)”。該循環(huán)過程中，下列說法正確的是()A．A→B過程中，氣體對外界做功B．B→C過程中，氣體分子的平均動能增大C．C→D過程中，單位時間內(nèi)碰撞單位面積器壁的分子數(shù)增多D．C→D過程中，氣體放熱E．D→A過程中，氣體分子的速率分布曲線不發(fā)生變化ACD[A→B過程中，體積增大，氣體對外界做功，故A正確；B→C過程中，絕熱膨脹，氣體對外做功，內(nèi)能減小，溫度降低，氣體分子的平均動能減小，故B錯誤；C→D過程中，等溫壓縮，體積變小，分子數(shù)密度變大，單位時間內(nèi)碰撞單位面積器壁的分子數(shù)增多，故C正確；C→D過程中，氣體內(nèi)能不變，體積減小，外界對氣體做功，則氣體放熱，選項(xiàng)D正確；D→A過程中，絕熱壓縮，外界對氣體做功，內(nèi)能增加，溫度升高，分子平均動能增大，氣體分子的速率分布曲線發(fā)生變化，故E錯誤。]7．(2019·鄭州高三質(zhì)檢)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。已知該氣體在狀態(tài)A時的溫度為27℃，求：(1)該氣體在狀態(tài)B時的溫度；(2)該氣體從狀態(tài)A到狀態(tài)C的過程中與外界交換的熱量。[解析](1)對于理想氣體：A→B，由查理定律得：eq\f(pA,TA)＝eq\f(pB,TB)即TB＝eq\f(pB,pA)TA＝100K，所以tB＝(100－273)℃＝－173℃。(2)B→C過程由蓋—呂薩克定律得：eq\f(VB,TB)＝eq\f(VC,TC)，解得：TC＝300K，所以tC＝27℃A、C溫度相等，ΔU＝0A→C的過程，由熱力學(xué)第一定律ΔU＝Q＋W得：Q＝ΔU－W＝pBΔV＝200J，即氣體從外界吸熱200J。[答案](1)－173℃(2)從外界吸熱200J8．(多選)(2019·宿州市一質(zhì)檢)一定量的理想氣體的壓強(qiáng)p與熱力學(xué)溫度T的變化圖象如圖所示。下列說法正確的是()A．A→B的過程中，氣體對外界做功，氣體內(nèi)能增加B．A→B的過程中，氣體從外界吸收的熱量等于其內(nèi)能的增加量C．B→C的過程中，氣體體積增大，對外做功D．B→C的過程中，氣體對外界放熱，內(nèi)能不變E．B→C的過程中，氣體分子與容器壁每秒碰撞的次數(shù)增加BDE[從A到B的過程，是等容升溫過程，氣體不對外做功，氣體從外界吸收熱量，使得氣體內(nèi)能增加，故A錯誤，B正確；從B到C的過程是等溫壓縮過程，壓強(qiáng)增大，體積減小，外界對氣體做功，氣體放出熱量，內(nèi)能不變，因體積減小，分子數(shù)密度增大，故氣體分子與容器壁每秒碰撞的次數(shù)增加，故C錯誤，D、E正確。]9．(多選)(2019·四川蓉城名校聯(lián)考)一定量的理想氣體從狀態(tài)a開始，經(jīng)歷三個過程ab、bc、ca回到原狀態(tài)。其p-T圖象如圖所示。下列判斷正確的是()A．過程ab中氣體一定吸熱B．過程bc中氣體既不吸熱也不放熱C．過程ca中外界對氣體所做的功等于氣體所放的熱D．a(chǎn)、b和c三個狀態(tài)中，狀態(tài)a分子的平均動能最小E．b和c兩個狀態(tài)中，容器壁單位面積單位時間內(nèi)受到氣體分子撞擊的次數(shù)不同ADE[由圖象可知，ab過程，氣體壓強(qiáng)與熱力學(xué)溫度成正比，則氣體發(fā)生等容變化，氣體體積不變，外界對氣體不做功，氣體溫度升高，內(nèi)能增大，由熱力學(xué)第一定律可知，氣體吸收熱量，故A正確；由圖示圖象可知，bc過程氣體發(fā)生等溫變化，氣體內(nèi)能不變，壓強(qiáng)減小，由玻意耳定律可知，體積增大，氣體對外做功，由熱力學(xué)第一定律ΔU＝Q＋W可知，氣體吸熱，故B錯誤；ca過程壓強(qiáng)不變，溫度降低，體積減小，外界對氣體做功W>0，氣體溫度降低，內(nèi)能減少，ΔU<0，由熱力學(xué)第一定律可知，外界對氣體所做的功小于氣體所放熱量，故C錯誤；由圖象可知，a狀態(tài)溫度最低，分子平均動能最小，故D正確；由圖象可知，bc過程氣體發(fā)生等溫變化，氣體內(nèi)能不變，壓強(qiáng)減小，由玻意耳定律可知，體積增大，b、c狀態(tài)氣體的分子數(shù)密度不同，b和c兩個狀態(tài)中，容器壁單位面積單位時間內(nèi)受到氣體分子撞擊的次數(shù)不同，故E正確。]10.利用燃料燃燒時產(chǎn)生的能量對外做功的機(jī)器叫熱機(jī)。熱機(jī)是依靠由某些熱力學(xué)過程組成的特定熱力學(xué)循環(huán)進(jìn)行工作的。如圖所示的p-V圖表示的是某一熱機(jī)的循環(huán)圖。一定質(zhì)量的氣體(可看成理想氣體)由狀態(tài)2經(jīng)過狀態(tài)1至狀態(tài)4，氣體對外做功280J，吸收熱量410J；氣體又從狀態(tài)4經(jīng)狀態(tài)3回到狀態(tài)2，這一過程中外界對氣體做功200J。求：(1)2→1→4過程中氣體的內(nèi)能是增加還是減少，變化量是多少；(2)4→3→2過程中氣體是吸熱還是放熱？吸收或放出的熱量是多少？[解析](1)2→1→4過程中，氣體對外界做功280J，則W1＝－280J，氣體吸收熱量410J，則Q1＝410J由熱力學(xué)第一定律有：ΔU1＝W1＋Q1＝130J故在2→1→4的過程中氣體的內(nèi)能增加，增加量為130J。(2)4→3→2過程中氣體內(nèi)能的變化量為ΔU2＝－ΔU1＝－130J由題知，此過程中外界對氣體做功200J，則W2＝200J由熱力學(xué)第一定律有：ΔU2＝W2＋Q2＝－130J解得Q2＝－330J故在4→3→2的過程中氣體放熱，放出的熱量為330J。[答案](1)增加130J(2)放熱330J11．一定質(zhì)量的理想氣體被活塞封閉在水平放置的汽缸內(nèi)，如圖所示?；钊馁|(zhì)量m＝20kg，橫截面積S＝100cm2，活塞可沿汽缸壁無摩擦滑動但不漏氣，開始使汽缸水平放置，活塞與汽缸底的距離L1＝12cm，離汽缸口的距離L2＝3cm。汽缸內(nèi)氣體的初始溫度為27℃，大氣壓強(qiáng)為1.0×105Pa，將汽缸緩慢地轉(zhuǎn)到開口向上的豎直位置，待穩(wěn)定后對缸內(nèi)氣體逐漸加熱，使活塞上表面剛好與汽缸口相平，已知g＝10m/s2，求：(1)此時氣體的溫度為多少；(2)在對缸內(nèi)氣體加熱的過程中，氣體膨脹對外做功，同時吸收Q＝370J的熱量，則氣體增加的內(nèi)能ΔU多大？[解析](1)當(dāng)汽缸水平放置時，p0＝1.0×105Pa，V0＝L1S，T0＝(273＋27)K＝300K當(dāng)汽缸口朝上，活塞到達(dá)汽缸口時，活塞的受力分析如圖所示，有p1S＝p0S＋mg則p1＝p0＋eq\f(mg,S)＝1.0×105Pa＋eq\f(200,10－2)Pa＝1.2×105PaV1＝(L1＋L2)S由理想氣體狀態(tài)方程得eq\f(p0L1S,T0)＝eq\f(p1L1＋L2S,T1)則T