高考物理一輪復(fù)習(xí) 第十四章 熱學(xué) 課后分級演練37 熱力學(xué)定律 能量守恒定律

1、課后分級演練(三十七) 熱力學(xué)定律 能量守恒定律【A級基礎(chǔ)練】1(多選)關(guān)于熱力學(xué)定律，下列說法正確的是()A氣體吸熱后溫度一定升高B對氣體做功可以改變其內(nèi)能C理想氣體等壓膨脹過程一定放熱D熱量不可能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體E如果兩個系統(tǒng)分別與狀態(tài)確定的第三個系統(tǒng)達(dá)到熱平衡，那么這兩個系統(tǒng)彼此之間也必定達(dá)到熱平衡解析：BDE根據(jù)熱力學(xué)第一定律，氣體吸熱的同時若對外做功，則內(nèi)能不一定增大，溫度不一定升高，選項A錯誤對氣體做功可以改變其內(nèi)能，選項B正確理想氣體等壓膨脹過程，對外做功，由理想氣體狀態(tài)方程可知，氣體溫度升高，內(nèi)能增大，故氣體一定吸熱，選項C錯誤根據(jù)熱力學(xué)第二定律，熱量不可能自發(fā)地從

2、低溫物體傳到高溫物體，選項D正確根據(jù)熱平衡定律，如果兩個系統(tǒng)分別與狀態(tài)確定的第三個系統(tǒng)達(dá)到熱平衡，那么這兩個系統(tǒng)彼此之間也必定達(dá)到熱平衡，選項E正確2景頗族的祖先發(fā)明的點(diǎn)火器如圖所示，用牛角做套筒，木制推桿前端粘著艾絨猛推推桿，艾絨即可點(diǎn)燃對筒內(nèi)封閉的氣體，在此壓縮過程中()A氣體溫度升高，壓強(qiáng)不變B氣體溫度升高，壓強(qiáng)變大C氣體對外界做正功，氣體內(nèi)能增加D外界對氣體做正功，氣體內(nèi)能減少解析：B本題考查做功與內(nèi)能變化的關(guān)系，意在考查學(xué)生對改變內(nèi)能兩種方式的理解壓縮氣體時，外界對氣體做功，內(nèi)能增加，溫度升高，體積變小，壓強(qiáng)增大，所以只有B正確3(多選)(2017湖南長沙模擬)關(guān)于第二類永動機(jī)，下列

3、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)違反了能量守恒定律，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：ACE由第二類永動機(jī)的定義知，A正確；第二類永動機(jī)違反了熱力學(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4(多選

4、)(2017開封5月質(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)不違背能量守恒定律，但違背了熱力學(xué)第一定律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：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

5、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；第二類永動機(jī)不違背能量守恒定律，但違背了熱力學(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5(多選)(2017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)

6、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：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，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；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6.(多選)(2017廣東惠州模擬

7、)如圖所示，某種自動洗衣機(jī)進(jìn)水時，與洗衣缸相連的細(xì)管中會封閉一定質(zhì)量的空氣(可視為理想氣體)，通過壓力傳感器感知細(xì)管中的空氣壓力，從而控制進(jìn)水量設(shè)溫度不變，洗衣缸內(nèi)水位升高，則細(xì)管中被封閉的空氣()A單位體積分子數(shù)增多B分子運(yùn)動的平均動能增加C氣體一直向外界放熱D氣體一直對外界做功解析：AC洗衣缸內(nèi)水位升高，被封閉的空氣壓強(qiáng)增大，被封閉氣體做等溫變化，根據(jù)玻意耳定律可知，氣體體積減小，單位體積內(nèi)的分子數(shù)增多，選項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，可知其內(nèi)能不變，選項B錯誤；氣體體積減小，外界對氣體做功，而內(nèi)能不變，根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知，氣體一定向外界放出了熱量，選項C正

8、確，D錯誤7如圖所示為電冰箱的工作原理示意圖壓縮機(jī)工作時，強(qiáng)迫制冷劑在冰箱內(nèi)外的管道中不斷循環(huán)在蒸發(fā)器中制冷劑汽化吸收箱體內(nèi)的熱量，經(jīng)過冷凝器時制冷劑液化，放出熱量到箱體外下列說法正確的是()A熱量可以自發(fā)地從冰箱內(nèi)傳到冰箱外B在封閉的房間里打開冰箱一段時間后，房間溫度會降低C電冰箱的工作原理不違反熱力學(xué)第一定律D電冰箱的工作原理違反熱力學(xué)第一定律解析：C熱力學(xué)第一定律是熱現(xiàn)象中內(nèi)能與其他形式能的轉(zhuǎn)化規(guī)律，是能的轉(zhuǎn)化和守恒定律的具體表現(xiàn)，適用于所有的熱學(xué)過程，故C正確，D錯誤由熱力學(xué)第二定律可知，熱量不能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體，除非有外界的影響或幫助電冰箱把熱量從低溫的內(nèi)部傳到高溫的外部

9、，需要壓縮機(jī)的幫助并消耗電能，故A錯誤電冰箱工作時消耗電能，房間的總熱量會增加，房間溫度會升高，故B錯誤由熱力學(xué)第一定律可知，電冰箱制冷系統(tǒng)從冰箱內(nèi)吸收了熱量，同時消耗了電能，釋放到外界的熱量比從冰箱內(nèi)吸收的熱量多8下列關(guān)于熱現(xiàn)象的描述正確的一項是()A根據(jù)熱力學(xué)定律，熱機(jī)的效率可以達(dá)到100%B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C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D物體由大量分子組成，其單個分子的運(yùn)動是無規(guī)則的，大量分子的運(yùn)動也是無規(guī)律的解析：C熱機(jī)不可能將內(nèi)能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，其效率不可能達(dá)到100%，A錯誤做功是通過能量轉(zhuǎn)化的方式改變內(nèi)

10、能，而熱傳遞是通過內(nèi)能轉(zhuǎn)移改變內(nèi)能，B錯誤單個分子的運(yùn)動無規(guī)則，但大量分子的運(yùn)動符合統(tǒng)計規(guī)律，D錯誤C的說法是正確的9一定質(zhì)量的理想氣體由狀態(tài)A經(jīng)狀態(tài)B變?yōu)闋顟B(tài)C，其中AB過程為等壓變化，BC過程為等容變化已知VA0.3 m3，TATC300 K, TB400 K.(1)求氣體在狀態(tài)B時的體積(2)設(shè)AB過程氣體吸收的熱量為Q1，BC過程氣體放出的熱量為Q2，比較Q1、Q2的大小并說明原因解析：(1)設(shè)氣體在狀態(tài)B時的體積為VB，AB過程氣體發(fā)生等壓變化，由蓋呂薩克定律得，代入數(shù)據(jù)得VB0.4 m3.(2)由題意，TATC，所以氣體AB過程增加的內(nèi)能與BC過程減小的內(nèi)能相同而AB過程氣體對外做

11、功，BC過程氣體不做功，由熱力學(xué)第一定律可知，Q1Q2.答案：(1)0.4 m3(2)見解析【B級提升練】10.(2017福州質(zhì)檢)如圖是某噴水壺示意圖未噴水時閥門K閉合，壓下壓桿A可向瓶內(nèi)儲氣室充氣；多次充氣后按下按柄B打開閥門K，水會自動經(jīng)導(dǎo)管從噴嘴處噴出儲氣室內(nèi)氣體可視為理想氣體，充氣和噴水過程溫度保持不變，則()A充氣過程中，儲氣室內(nèi)氣體內(nèi)能增大B充氣過程中，儲氣室內(nèi)氣體分子平均動能增大C噴水過程中，儲氣室內(nèi)氣體放熱D噴水過程中，儲氣室內(nèi)氣體壓強(qiáng)增大解析：A充氣過程中，儲氣室內(nèi)氣體的質(zhì)量增加，氣體的溫度不變，故氣體的平均動能不變，氣體內(nèi)能增大，選項A正確，B錯誤；噴水過程中，氣體對外做

12、功，體積增大，而氣體溫度不變，則氣體吸熱，所以氣體壓強(qiáng)減小，選項C、D錯誤11.(多選)如圖所示，汽缸和活塞與外界均無熱交換，中間有一個固定的導(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)通過電熱絲對氣體A加熱一段時間，后來活塞達(dá)到新的平衡，不計氣體分子勢能，不計活塞與汽缸壁間的摩擦，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，對外做功，內(nèi)能不變C氣體A分子的平均動能增大D氣體A和氣體B內(nèi)每個分子的動能都增大E氣體B分子單位時間內(nèi)對器壁單位面積碰撞次數(shù)減少解析：ACE氣體A進(jìn)行等容變化，則W0，根據(jù)UWQ可知?dú)怏wA吸收熱量，內(nèi)能增加，溫度升高，

13、氣體A分子的平均動能變大，但是不是每個分子的動能都增加，選項A、C正確，D錯誤；因為中間是導(dǎo)熱隔板，所以氣體B吸收熱量，溫度升高，內(nèi)能增加；又因為壓強(qiáng)不變，故體積變大，氣體對外做功，選項B錯誤；氣體B的壓強(qiáng)不變，但是體積增大，平均動能增大，所以氣體B分子單位時間內(nèi)對器壁單位面積的碰撞次數(shù)減少，選項E正確12.一定質(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pV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：AB，由理想氣體方程得即TBTA100 K，所以tBT

14、B273 173 BC由得TC300 K，所以tC27 A、C溫度相等，U0AC的過程，由熱力學(xué)第二定律UQW得QUWpV200 J，即氣體從外界吸熱200 J答案：(1)173 (2)吸熱200 J13.如圖所示，圓柱形絕熱汽缸豎直放置，通過絕熱活塞封閉著一定質(zhì)量的理想氣體活塞的質(zhì)量為m，橫截面積為S，與容器底部相距為h，此時封閉氣體的溫度為T1.現(xiàn)通過電熱絲緩慢加熱氣體，當(dāng)氣體吸收熱量Q時，氣體溫度上升到T2.已知大氣壓強(qiáng)為p0，重力加速度為g，不計活塞與汽缸的摩擦，求：(1)活塞上升的高度；(2)加熱過程中氣體的內(nèi)能增加量解析：(1)氣體發(fā)生等壓變化，有解得hh.(2)加熱過程中氣體對外做功為WpSh(p0Smg)h由熱力學(xué)第一定律知內(nèi)能的增加量為UQWQ(p0Smg)h.答案：(1)h(2)Q(p0Smg)h14.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3T0、壓強(qiáng)為1.5p0的理想氣體p0和T0分別為大氣的壓強(qiáng)和溫度已知?dú)怏w內(nèi)能U與溫度T的關(guān)系為UaT，a為正的常量；汽缸內(nèi)氣體的所有變化過程都是緩慢進(jìn)行的求：(1)缸內(nèi)氣體