2023高三物理模擬考題型總結(jié)及分析-熱力學定律與能量守恒

物理物理第33講熱力學定律與能量守恒目錄考點一熱力學第一定律的理解及應用 1考點二熱力學第二定律的理解 3考點三熱力學定律與氣體實驗定律綜合問題 6練出高分 8考點一熱力學第一定律的理解及應用1．熱力學第一定律的理解不僅反映了做功和熱傳遞這兩種方式改變內(nèi)能的過程是等效的，而且給出了內(nèi)能的變化量和做功與熱傳遞之間的定量關(guān)系．2．對公式ΔU＝Q＋W符號的規(guī)定符號WQΔU＋外界對物體做功物體吸收熱量內(nèi)能增加－物體對外界做功物體放出熱量內(nèi)能減少3.幾種特殊情況(1)若過程是絕熱的，則Q＝0，W＝ΔU，外界對物體做的功等于物體內(nèi)能的增加量．(2)若過程中不做功，即W＝0，則Q＝ΔU，物體吸收的熱量等于物體內(nèi)能的增加量．(3)若過程的初、末狀態(tài)物體的內(nèi)能不變，即ΔU＝0，則W＋Q＝0或W＝－Q.外界對物體做的功等于物體放出的熱量．一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷a→b、b→c、c→d三個變化過程，其體積V隨熱力學溫度T變化的關(guān)系圖像如圖所示，圖中從a到b過程的圖像反向延長線過原點，從b到c過程圖線與縱軸平行，a、c、d在與橫軸平行的直線上，則下列說法中正確的是（）A．從a→b過程，氣體內(nèi)能的增量小于氣體放出熱量 B．從a→b過程，氣體分子運動的平均速率增大 C．從b→c過程，單位時間內(nèi)容器壁單位面積上受到分子的平均作用力減小 D．從a→d過程，氣體對外做功為零（2023?石家莊一模）如圖甲所示，飲水桶上裝有壓水器，可簡化為圖乙所示的模型。擠壓氣囊時，可把氣囊中的氣體全部擠入下方的水桶中，下方氣體壓強增大，桶中的水會從細管中流出。某次取水前，桶內(nèi)液面距細管口高度差為h，細管內(nèi)外液面相平，壓水3次恰好有水從細管中溢出。已知在擠壓氣囊過程中，氣體的溫度始終不變，略去細管的體積，外部大氣壓強保持不變，水的密度為ρ，重力加速度為g，關(guān)于此次取水過程下列說法正確的是（）A．桶內(nèi)氣體的內(nèi)能不變 B．桶內(nèi)氣體需從外界吸熱 C．壓水3次后桶內(nèi)氣體壓強為ρgh D．每次擠壓氣囊，桶內(nèi)氣體壓強的增量相同（多選）（2023?福建模擬）中國制造的列車空氣彈簧實現(xiàn)了歐洲高端鐵路市場全覆蓋，空氣彈簧安裝在列車車廂底部，可以起到有效減震、提升列車運行平穩(wěn)性的作用。空氣彈簧主要由活塞、氣缸及密封在氣缸內(nèi)的一定質(zhì)量氣體構(gòu)成。列車上下乘客及劇烈顛簸均會引起車廂振動。上下乘客時氣缸內(nèi)氣體的體積變化較慢，氣體與外界有充分的熱交換；劇烈顛簸時氣缸內(nèi)氣體的體積變化較快，氣體與外界來不及熱交換。若外界溫度恒定，氣缸內(nèi)氣體視為理想氣體，則（）A．乘客上車造成氣體壓縮的過程中，空氣彈簧內(nèi)氣體對外界放熱 B．乘客上車造成氣體壓縮的過程中，空氣彈簧內(nèi)氣體對外界做正功 C．劇烈顛簸造成氣體壓縮的過程中，空氣彈簧內(nèi)氣體的內(nèi)能增加 D．劇烈顛簸造成氣體壓縮的過程中，空氣彈簧內(nèi)氣體分子的平均動能減小一個密閉容器內(nèi)封閉有m＝20g可視為理想氣體的氧氣，氧氣從狀態(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圖像如圖中帶箭頭的實線所示，已知氧氣的摩爾質(zhì)量為M＝32g/mol，阿伏加德羅常數(shù)為????=6.02×1023???????1，一個標準大氣壓為1.0×105Pa。求：（1）密閉容器中所封閉氧氣分子的個數(shù)n及每個氧氣分子的質(zhì)量m′（結(jié)果保留2位有效數(shù)字）；（2）由狀態(tài)A到C的整個過程中，被封閉氧氣與外界間傳遞的熱量Q。（2023?寧波一模）如圖所示，向一個空的鋁制飲料罐（即易拉罐）中插入一根透明吸管，接口用蠟密封，在吸管內(nèi)引入一小段油柱（長度可以忽略）。如果不計大氣壓的變化，這就是一個簡易的氣溫計。已知鋁罐的容積是358cm3，吸管內(nèi)部粗細均勻，橫截面積為0.2cm2，吸管的有效長度為20cm，當溫度為300K時，油柱離管口10cm。已知大氣壓強為105Pa。（結(jié)果保留到小數(shù)點后一位）（1）這個氣溫計的刻度是否均勻；（2）這個氣溫計的最大測量值是多少；（3）已知氣溫計的溫度從300K緩慢上升到最大值的過程中，氣體從外界吸收了0.7J的熱量，則此過程中氣體內(nèi)能增加了多少？考點二熱力學第二定律的理解1．熱力學第二定律的理解(1)“自發(fā)地”指明了熱傳遞等熱力學宏觀現(xiàn)象的方向性，不需要借助外界提供能量的幫助．(2)“不產(chǎn)生其他影響”的涵義是發(fā)生的熱力學宏觀過程只在本系統(tǒng)內(nèi)完成，對周圍環(huán)境不產(chǎn)生熱力學方面的影響．如吸熱、放熱、做功等．2．熱力學第二定律的實質(zhì)熱力學第二定律的每一種表述，都揭示了大量分子參與宏觀過程的方向性，進而使人們認識到自然界中進行的涉及熱現(xiàn)象的宏觀過程都具有方向性．特別提醒熱量不可能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體，但在有外界影響的條件下，熱量可以從低溫物體傳到高溫物體，如電冰箱；在引起其他變化的條件下內(nèi)能可以全部轉(zhuǎn)化為機械能，如氣體的等溫膨脹過程．3．熱力學過程方向性實例：①高溫物體eq\o(,\s\up7(熱量Q能自發(fā)傳給),\s\do5(熱量Q不能自發(fā)傳給))低溫物體②功eq\o(,\s\up7(能自發(fā)地完全轉(zhuǎn)化為),\s\do5(不能自發(fā)地且不能完全轉(zhuǎn)化為))熱③氣體體積V1eq\o(,\s\up7(能自發(fā)膨脹到),\s\do5(不能自發(fā)收縮到))氣體體積V2(較大)④不同氣體A和Beq\o(,\s\up7(能自發(fā)混合成),\s\do5(不能自發(fā)分離成))混合氣體AB4．兩類永動機的比較第一類永動機第二類永動機不需要任何動力或燃料，卻能不斷地對外做功的機器從單一熱源吸收熱量，使之完全變成功，而不產(chǎn)生其他影響的機器違背能量守恒定律，不可能制成不違背能量守恒定律，但違背熱力學第二定律，不可能制成（2023?天津模擬）如圖，用隔板將一絕熱汽缸分成兩部分，隔板左側(cè)充有理想氣體，隔板右側(cè)與絕熱活塞之間是真空?，F(xiàn)將隔板抽開，氣體會自發(fā)擴散至整個汽缸。待氣體達到穩(wěn)定后，緩慢推壓活塞，將氣體壓回到原來的體積。假設(shè)整個系統(tǒng)不漏氣。下列說法錯誤的是（）A．氣體自發(fā)擴散前后內(nèi)能相同 B．氣體在被壓縮的過程中內(nèi)能增大 C．在自發(fā)擴散過程中，氣體對外界做功 D．氣體在被壓縮的過程中，外界對氣體做功（2022?遼寧模擬）下列說法正確的是（）A．由熱力學第二定律可知熱量從低溫物體傳向高溫物體是可能的 B．一種物質(zhì)密度為ρ，每個分子的體積為V0，則單位質(zhì)量的這種物質(zhì)具有的分子數(shù)為1????0 C．一定質(zhì)量的氣體，在壓強不變時，單位時間內(nèi)分子與容器內(nèi)壁的碰撞次數(shù)隨溫度降低而減少D．相互接觸的兩個物體發(fā)生熱傳遞．達到熱平衡時兩物體的內(nèi)能一定相同（多選）真空保溫杯是由不銹鋼加上真空層做成的盛水的容器，頂部有蓋，密封嚴實，真空絕熱層能使裝在內(nèi)部的水等液體延緩散熱，以達到保溫的目的，保溫杯的真空度（真空狀態(tài)下氣體的稀薄程度）決定了保溫杯的保溫效果，保溫杯外殼一旦出現(xiàn)裂縫，保溫層的氣體增多，其保溫效果會受到很大的影響。已知杯中氣體可視為理想氣體，環(huán)境溫度為27℃，大氣壓強為1.0×105Pa。關(guān)于保溫杯，下列說法正確的是（）A．一個保溫杯盛有大半杯100℃的水，第二天杯蓋很難打開，是因為杯內(nèi)氣壓降低，低于大氣壓 B．保溫杯可以延緩散熱，但杯中水的溫度仍然會變化，說明自然界中進行的涉及熱現(xiàn)象的宏觀過程都具有方向性，朝著熵減小的方向發(fā)展 C．某保溫杯保溫層夾有少量氣體，溫度為27℃時壓強為1.0×103Pa，保溫杯外層出現(xiàn)裂縫，靜止足夠長時間，夾層中增加空氣質(zhì)量與原有空氣質(zhì)量的比值為991 D．一個保溫杯盛有半杯100℃的水，經(jīng)過一段時間，杯內(nèi)氣體分子對杯壁單位面積的撞擊次數(shù)將減少 E．一保溫杯中盛有半瓶常溫下的水，經(jīng)過一段時間，瓶內(nèi)氣體達到了飽和氣壓，則瓶內(nèi)的水將停止蒸發(fā)（多選）（2022?張家口三模）如圖所示，電冰箱由壓縮機、冷凝器、毛細管、蒸發(fā)器四個部分組成一個密閉的連通系統(tǒng)，制冷劑在連通系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)流經(jīng)這四個部分。各部分的溫度和壓強如圖所示，則下列說法正確的是（）A．冷凝器向環(huán)境散失的熱量一定大于蒸發(fā)器從冰箱內(nèi)吸收的熱量 B．該過程實現(xiàn)了熱量從低溫物體向高溫物體傳遞 C．制冷劑在蒸發(fā)器中的狀態(tài)可以看成理想氣體 D．制冷劑在通過冷凝器的過程中分子勢能和分子動能都降低（多選）下列說法正確的是（）A．溫度高的物體內(nèi)能不一定大 B．液體的飽和汽壓不僅與液體的溫度有關(guān)，還與液體的體積有關(guān) C．阿伏加德羅常數(shù)為NA，密度為ρ、體積為V、摩爾質(zhì)量為M的鐵所含鐵原子數(shù)為?????????? D．第二類永動機不能制成，是因為它違反了能量守恒定律 E．若一定質(zhì)量的理想氣體，壓強不變，體積減小，則它一定向外放出熱量考點三熱力學定律與氣體實驗定律綜合問題如圖，一個質(zhì)量為m的T型活塞在氣缸內(nèi)封閉一定量的理想氣體，活塞體積可忽略不計，距氣缸底部h0處連接一U形細管（管內(nèi)氣體的體積忽略不計）。初始時，封閉氣體溫度為T0，活塞距離氣缸底部為1.5h0，兩邊水銀柱存在高度差。已知水銀密度為ρ，大氣壓強為p0，氣缸橫截面積為S，活塞豎直部分高為1.2h0，重力加速度為g，求：（i）通過制冷裝置緩慢降低氣體溫度，當溫度為多少時兩邊水銀面恰好相平；（ii）從開始至兩水銀面恰好相平的過程中，若氣體放出的熱量為Q，求氣體內(nèi)能的變化。如圖所示，絕熱氣缸倒扣放置，質(zhì)量為M的絕熱活塞在氣缸內(nèi)封閉一定質(zhì)量的理想氣體，活塞與氣缸間摩擦可忽略不計，活塞下部空間與外界連通，氣缸底部連接一U形細管（管內(nèi)氣體的體積忽略不計）。初始時，封閉氣體溫度為T，活塞距離氣缸底部為h0．細管內(nèi)兩側(cè)水銀柱存在高度差。已知水銀密度為ρ，大氣壓強為p0，氣缸橫截面積為S，重力加速度為g。（i）求U形細管內(nèi)兩側(cè)水銀柱的高度差；（ii）通過加熱裝置緩慢提升氣體溫度使活塞下降△h0，求此時的溫度；此加熱過程中，若氣體吸收的熱量為Q，求氣體內(nèi)能的變化。如圖甲所示，一圓柱形導熱氣缸水平放置，通過絕熱活塞封閉著一定質(zhì)量的理想氣體，此時封閉氣體的絕對溫度為T．活塞與氣缸底部相距L；現(xiàn)將氣缸逆時針緩慢轉(zhuǎn)動直至氣缸處于豎直位置，如圖乙所示，此時活塞與氣缸底部相距34L；現(xiàn)給氣缸外部套上絕熱泡沫材料（未畫出）且通過電熱絲緩慢加熱封閉氣體，當封閉氣體吸收熱量Q時，氣體的絕對溫度上升到1615T．已知活塞的橫截面積為S，外界環(huán)境溫度恒為T，大氣壓強為p0，重力加速度大小為g，不計活塞與氣缸的摩擦。求：（i）活塞的質(zhì)量m（ii）加熱過程中氣體內(nèi)能的增加量。練出高分一．選擇題（共10小題）1．關(guān)于熱力學定律，下列說法正確的是（）A．熱量不可以從低溫物體傳到高溫物體 B．物體從單一熱源吸收的熱量可全部用于做功 C．吸收了熱量的物體，其內(nèi)能一定增加 D．壓縮氣體總能使氣體的溫度升高2．煤氣罐是部分家庭的必需品，安全使用煤氣罐是人們比較關(guān)注的話題.煤氣罐密封性良好，將一定量的天然氣封閉在罐中，假設(shè)罐內(nèi)的氣體為理想氣體，當罐內(nèi)氣體溫度升高時（）A．罐內(nèi)氣體的壓強增大，內(nèi)能減小 B．罐內(nèi)氣體從外界吸收熱量，內(nèi)能增加 C．罐內(nèi)氣體的壓強減小，氣體的分子平均動能增加 D．罐內(nèi)氣體對外界做功，氣體的分子平均動能減小3．如圖所示，內(nèi)壁光滑的絕熱氣缸豎直固定在水平面上，用質(zhì)量為m的絕熱活塞把缸內(nèi)空間分成兩部分。兩部分中封閉有相同質(zhì)量和溫度的同種理想氣體，活塞用銷釘K固定，已知P部分的氣體體積小于Q部分的氣體體積，活塞能上、下自由移動?，F(xiàn)拔掉銷釘，活塞移動一小段距離后再將其固定。下列說法正確的是（）A．活塞上升 B．P部分氣體溫度不變 C．兩部分氣體內(nèi)能之和不變 D．兩部分氣體內(nèi)能之和增大4．列車運行的平穩(wěn)性與車廂的振動密切相關(guān)，車廂底部安裝的空氣彈簧可以有效減振，空氣彈簧主要由活塞、氣缸及內(nèi)封的一定質(zhì)量的氣體構(gòu)成．上下乘客及劇烈顛簸均能引起車廂振動，上下乘客時氣缸內(nèi)氣體的體積變化緩慢，氣體與外界有充分的熱交換；劇烈顛簸時氣缸內(nèi)氣體的體積變化較快，氣體與外界來不及熱交換．若氣缸內(nèi)氣體視為理想氣體，在氣體壓縮的過程中（）A．上下乘客時，氣體的內(nèi)能變大 B．上下乘客時，氣體從外界吸熱 C．劇烈顛簸時，外界對氣體做功 D．劇烈顛簸時，氣體的溫度不變5．如圖是斯特林循環(huán)的V﹣t圖象。一定質(zhì)量的理想氣體按圖線從狀態(tài)a經(jīng)b、c和d后再回到a，圖中ab、cd和橫軸平行，bc和ad與縱軸平行。下列說法不正確的是（）A．從a到b，氣體從外界吸收熱量 B．從b到c過程中氣體對外界做的功，小于從d到a過程中外界對氣體做的功 C．從c到d，氣體的壓強減小，向外放熱 D．從d到a，單位體積內(nèi)的氣體分子數(shù)目增多6．如圖所示，A、B兩裝置均由一端封閉、一端開口且?guī)в胁Ａ莸墓軤钊萜骱退y槽組成，除玻璃泡在管上的位置不同外，其他條件都相同。將兩管抽成真空后，開口向下豎直插入水銀槽中，插入過程沒有空氣進入管內(nèi)，且插入水銀槽的深度相同。經(jīng)過一段較長時間后，水銀柱均上升至玻璃泡上方位置后達到穩(wěn)定狀態(tài)，如圖所示，則關(guān)于兩管中水銀內(nèi)能的增量，下列說法正確的是（）A．A中水銀的內(nèi)能增量大于B中水銀的內(nèi)能增量 B．B中水銀的內(nèi)能增量大于A中水銀的內(nèi)能增量 C．A和B中水銀體積增量相同，故內(nèi)能增量相同 D．A和B中水銀上升高度不能確定，故無法比較7．一定質(zhì)量的理想氣體，從初狀態(tài)A經(jīng)狀態(tài)B、C、D再回到狀態(tài)A，其體積V與溫度T的關(guān)系如圖所示。圖中TA、VA和TD為已知量，則下列說法正確的是（）A．從A到B的過程中，氣體向外放熱 B．從B到C的過程中，氣體吸熱 C．從D到A的過程中，單位時間撞擊到單位面積器壁上的分子數(shù)增多 D．氣體在狀態(tài)D時的體積????=????????????8．如圖所示，容器A、B各有一個可以自由移動的輕活塞，活塞下面是水，上面是大氣，大氣壓強恒定。A、B的底部由帶有閥門K的管道相連，整個裝置與外界絕熱。起初，A中水面比B中的高，打開閥門，使A中的水逐漸流向B中，最后達到平衡。在這個過程中，下列說法正確的是（）A．大氣壓力對水做功，水的內(nèi)能減小 B．水克服大氣壓力做功，水的內(nèi)能減小 C．大氣壓力對水不做功，水的內(nèi)能增加 D．大氣壓力對水不做功，水的內(nèi)能不變9．風能是可再生資源中發(fā)展最快的清潔能源，我國目前正逐步采用變槳距控制風力發(fā)電機替代定槳距控制風力發(fā)電機，來提高風力發(fā)電的效率。具體風速對應的功率如圖所示，設(shè)如圖中風力發(fā)電機每片葉片長度為30米，所處地域全天風速均為7.5m/s，空氣的密度為1.29kg/m3，圓周率π取3.14，下列選項不正確的是（）A．變槳距控制風力發(fā)電機將風能轉(zhuǎn)化成電能的效率為52% B．用變槳距控制風力發(fā)電機替換定槳距控制發(fā)電機后，每臺風力發(fā)電機每天能多發(fā)電7200kW?h C．無論采用變槳距控制風力發(fā)電機還是定槳距控制風力發(fā)電機，每臺發(fā)電機每秒鐘轉(zhuǎn)化的空氣動能均為7.69×105J D．若煤的熱值為3.2×107J/kg，那么一臺變槳距控制風力發(fā)電機每小時獲得的風能與完全燃燒45千克煤所產(chǎn)生的內(nèi)能相當10．關(guān)于兩類永動機和熱力學的兩個定律，下列說法正確的是（）A．第二類永動機不可能制成是因為違反了熱力學第一定律 B．第一類永動機不可能制成是因為違反了熱力學第二定律 C．由熱力學第一定律可知做功不一定改變內(nèi)能，熱傳遞也不一定改變內(nèi)能，但同時做功和熱傳遞一定會改變內(nèi)能 D．由熱力學第二定律可知熱量從低溫物體傳向高溫物體是可能的二．計算題（共2小題）11．如圖所示為一電風扇自動控制裝置，用輕質(zhì)活塞和導熱性能良好的氣缸密封一定質(zhì)量的理想氣體，活塞的橫截面積S＝50cm2，上表面有一輕質(zhì)金屬觸片。當環(huán)境溫度t1＝27℃時，活塞距氣缸底部h1＝30cm，當環(huán)境溫度升高到t2＝32℃時，活塞上升到恰使金屬觸片與導線觸點接通的位置，電風扇開始工作。已知大氣壓強p0＝1.0×105Pa，T＝（t+273）K，不計活塞與氣缸間的摩擦，在環(huán)境溫度由27℃升高到32℃的過程中，求：（1）活塞上升的高度；（2）氣體對外做的功；（3）若該過程中氣體從外界吸收的熱量為3.0J，求氣體內(nèi)能的增加量。12．（1）（多選）關(guān)于氣體的內(nèi)能和熱力學定律，下列說法正確的是ADE。A．對氣體做功可以改變其內(nèi)能B．質(zhì)量和溫度都相同的氣體，內(nèi)能一定相同C．熱量不可能從低溫物體傳到高溫物體D．一定量的理想氣體在等溫膨脹過程中，一定吸收熱量E．一定量的理想氣體，溫度越高，氣體分子運動越劇烈，氣體內(nèi)能越大（2）如圖所示，一個圓筒形導熱汽缸開口向上豎直放置，內(nèi)有活塞，其橫截面積為S＝1×10﹣4m2，質(zhì)量為m＝1kg，活塞與汽缸之間無摩擦且不漏氣，其內(nèi)密封有一定質(zhì)量的理想氣體，氣柱高度h＝0.2m。已知大氣壓強p0＝1.0×105Pa，重力加速度g＝10m/s2。①如果在活塞上緩慢堆放一定質(zhì)量的細砂，氣柱高度變?yōu)樵瓉淼?23，求砂子的質(zhì)量m砂；②如果在①基礎(chǔ)上給汽缸底緩慢加熱，使活塞恢復到原高度，此過程中氣體吸收熱量5J，求氣體內(nèi)能的增量ΔU。第33講熱力學定律與能量守恒目錄考點一熱力學第一定律的理解及應用 1考點二熱力學第二定律的理解 6考點三熱力學定律與氣體實驗定律綜合問題 10練出高分 13考點一熱力學第一定律的理解及應用1．熱力學第一定律的理解不僅反映了做功和熱傳遞這兩種方式改變內(nèi)能的過程是等效的，而且給出了內(nèi)能的變化量和做功與熱傳遞之間的定量關(guān)系．2．對公式ΔU＝Q＋W符號的規(guī)定符號WQΔU＋外界對物體做功物體吸收熱量內(nèi)能增加－物體對外界做功物體放出熱量內(nèi)能減少3.幾種特殊情況(1)若過程是絕熱的，則Q＝0，W＝ΔU，外界對物體做的功等于物體內(nèi)能的增加量．(2)若過程中不做功，即W＝0，則Q＝ΔU，物體吸收的熱量等于物體內(nèi)能的增加量．(3)若過程的初、末狀態(tài)物體的內(nèi)能不變，即ΔU＝0，則W＋Q＝0或W＝－Q.外界對物體做的功等于物體放出的熱量．一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷a→b、b→c、c→d三個變化過程，其體積V隨熱力學溫度T變化的關(guān)系圖像如圖所示，圖中從a到b過程的圖像反向延長線過原點，從b到c過程圖線與縱軸平行，a、c、d在與橫軸平行的直線上，則下列說法中正確的是（）A．從a→b過程，氣體內(nèi)能的增量小于氣體放出熱量 B．從a→b過程，氣體分子運動的平均速率增大 C．從b→c過程，單位時間內(nèi)容器壁單位面積上受到分子的平均作用力減小 D．從a→d過程，氣體對外做功為零【解答】解：根據(jù)一定質(zhì)量的理想氣體狀態(tài)方程可得：??????=C，解得：V=???????，所以圖像上某一點與坐標原點的連線的斜率越大、壓強p越小。A、從a→b過程，氣體做等壓變化，體積增大、溫度升高、內(nèi)能增大，氣體對外做功，根據(jù)熱力學第一定律ΔU＝W+Q可知，氣體吸收熱量，且氣體內(nèi)能的增量小于氣體吸收的熱量，故A錯誤；B、從a→b過程，氣體溫度升高、平均動能增大、則氣體分子運動的平均速率增大，故B正確；C、從b→c過程，氣體做等溫變化，體積減小、壓強增大，單位時間內(nèi)容器壁單位面積上受到分子的平均作用力增大，故C錯誤；D、從a→b過程中的壓強小于b到c過程的平均壓強，則a到b過程中氣體對外做的功小于b到c過程中外界對氣體做的功，c到d過程中氣體不做功，所以從a→d過程，外界對氣體做正功，故D錯誤。故選：B。（2023?石家莊一模）如圖甲所示，飲水桶上裝有壓水器，可簡化為圖乙所示的模型。擠壓氣囊時，可把氣囊中的氣體全部擠入下方的水桶中，下方氣體壓強增大，桶中的水會從細管中流出。某次取水前，桶內(nèi)液面距細管口高度差為h，細管內(nèi)外液面相平，壓水3次恰好有水從細管中溢出。已知在擠壓氣囊過程中，氣體的溫度始終不變，略去細管的體積，外部大氣壓強保持不變，水的密度為ρ，重力加速度為g，關(guān)于此次取水過程下列說法正確的是（）A．桶內(nèi)氣體的內(nèi)能不變 B．桶內(nèi)氣體需從外界吸熱 C．壓水3次后桶內(nèi)氣體壓強為ρgh D．每次擠壓氣囊，桶內(nèi)氣體壓強的增量相同【解答】解：A．在擠壓氣囊過程中，氣體的溫度始終不變，但桶內(nèi)氣體的質(zhì)量增加了，氣體的分子數(shù)增加了，因此在溫度不變的情況下，桶內(nèi)氣體的內(nèi)能增加了，故A錯誤；B．以氣囊內(nèi)待壓入氣體和桶內(nèi)原有氣體為整體作為研究對象，在擠壓氣囊過程中，氣囊內(nèi)的氣體進入桶中，外界對氣囊內(nèi)氣體和桶內(nèi)原有氣體做功，被壓入的氣體和桶內(nèi)原有氣體都被壓縮，而氣體的溫度不變，根據(jù)熱力學第一定律ΔU＝W+Q，則ΔU＝0，氣體的內(nèi)能不變，W＞0，則Q＜0，故氣體要向外放熱，故B錯誤；C．壓水3次后桶內(nèi)氣體壓強應為大氣壓強與ρgh之和，故C錯誤；D．由題意知，氣囊內(nèi)氣體壓強為大氣壓強p0，設(shè)每次待壓入桶內(nèi)的氣體體積為V0，出水前桶內(nèi)氣體體積為V1且不變，由題意知，取水前桶內(nèi)氣體壓強為大氣壓強p0，以每次氣囊內(nèi)待壓入氣體和桶內(nèi)氣體為整體作為研究對象，根據(jù)道爾頓分壓原理（或進行等溫變換，但較麻煩）可知p0V0+p0V1＝p1V1，（p1為擠壓氣囊1次后，桶內(nèi)氣體壓強）則Δp1＝p1﹣p0整理得Δp1=??0??0??1同理可得p0V0+p1V1＝p2V1，（p2為擠壓氣囊2次后，桶內(nèi)氣體壓強）則Δp2＝p2﹣p1整理得Δp2=??0??0??1同理可得Δp3=??0??0??1即每次擠壓氣囊，桶內(nèi)氣體壓強的增量相同，故D正確。故選：D。（多選）（2023?福建模擬）中國制造的列車空氣彈簧實現(xiàn)了歐洲高端鐵路市場全覆蓋，空氣彈簧安裝在列車車廂底部，可以起到有效減震、提升列車運行平穩(wěn)性的作用?？諝鈴椈芍饕苫钊飧准懊芊庠跉飧變?nèi)的一定質(zhì)量氣體構(gòu)成。列車上下乘客及劇烈顛簸均會引起車廂振動。上下乘客時氣缸內(nèi)氣體的體積變化較慢，氣體與外界有充分的熱交換；劇烈顛簸時氣缸內(nèi)氣體的體積變化較快，氣體與外界來不及熱交換。若外界溫度恒定，氣缸內(nèi)氣體視為理想氣體，則（）A．乘客上車造成氣體壓縮的過程中，空氣彈簧內(nèi)氣體對外界放熱 B．乘客上車造成氣體壓縮的過程中，空氣彈簧內(nèi)氣體對外界做正功 C．劇烈顛簸造成氣體壓縮的過程中，空氣彈簧內(nèi)氣體的內(nèi)能增加 D．劇烈顛簸造成氣體壓縮的過程中，空氣彈簧內(nèi)氣體分子的平均動能減小【解答】解：AB．乘客上車造成氣體壓縮的過程中，外界對氣體做功，氣體內(nèi)能不變，則空氣彈簧內(nèi)氣體對外界放熱，故A正確，B錯誤；CD．劇烈顛簸造成氣體壓縮的過程中，因為時間很短，所以氣體與外界來不及熱交換，外界對氣體做功，則空氣彈簧內(nèi)氣體的內(nèi)能增加，氣體分子的平均動能增大，故C正確，D錯誤。故選：AC。一個密閉容器內(nèi)封閉有m＝20g可視為理想氣體的氧氣，氧氣從狀態(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圖像如圖中帶箭頭的實線所示，已知氧氣的摩爾質(zhì)量為M＝32g/mol，阿伏加德羅常數(shù)為????=6.02×1023???????1，一個標準大氣壓為1.0×105Pa。求：（1）密閉容器中所封閉氧氣分子的個數(shù)n及每個氧氣分子的質(zhì)量m′（結(jié)果保留2位有效數(shù)字）；（2）由狀態(tài)A到C的整個過程中，被封閉氧氣與外界間傳遞的熱量Q?！窘獯稹拷猓海?）封閉氧氣分子的個數(shù)n=????NA=2032×6.02×1023（個）＝3.8×1023（個）每個氧氣分子的質(zhì)量為m′=??????=326.02×1023g＝5.3×10﹣26kg（2）設(shè)狀態(tài)A對應氧氣的熱力學溫度為TA，壓強為pA＝1atm，體積為VA＝4L，狀態(tài)C對應氧氣的熱力學溫度為TC，壓強為pC＝4atm，體積為VC＝1L，由理想氣體狀態(tài)方程得：????????????=????????????代入數(shù)據(jù)解得：TA＝TC即初末位置氧氣的溫度相同，則整個過程中被封氧氣的內(nèi)能變化量ΔU＝0由圖像得，整個過程中外界對氣體做功為W=(1+4)×1052×2×10﹣3J+4×105×1×10﹣3J＝900J由熱力學第一定律得：ΔU＝Q+W代入數(shù)據(jù)解得：Q＝﹣900J即被封閉氧氣將向外界釋放900J的熱量。答：（1）密閉容器中所封閉氧氣分子的個數(shù)n為3.8×1023（個），每個氧氣分子的質(zhì)量m′為5.3×10﹣26kg；（2）由狀態(tài)A到C的整個過程中，被封閉氧氣將向外界傳遞900J的熱量。（2023?寧波一模）如圖所示，向一個空的鋁制飲料罐（即易拉罐）中插入一根透明吸管，接口用蠟密封，在吸管內(nèi)引入一小段油柱（長度可以忽略）。如果不計大氣壓的變化，這就是一個簡易的氣溫計。已知鋁罐的容積是358cm3，吸管內(nèi)部粗細均勻，橫截面積為0.2cm2，吸管的有效長度為20cm，當溫度為300K時，油柱離管口10cm。已知大氣壓強為105Pa。（結(jié)果保留到小數(shù)點后一位）（1）這個氣溫計的刻度是否均勻；（2）這個氣溫計的最大測量值是多少；（3）已知氣溫計的溫度從300K緩慢上升到最大值的過程中，氣體從外界吸收了0.7J的熱量，則此過程中氣體內(nèi)能增加了多少？【解答】解：（1）根據(jù)題意可知，封閉氣體做等壓變化，根據(jù)??0??0=????=??0+?????化簡得：??=(??0+???)??0??0溫度與氣體在細管中的高度成線性關(guān)系，可知氣溫計的刻度是均勻的。（2）封閉氣體做等壓變化，當液體到達飲料管的最上端時，氣體的溫度最高，由蓋—呂薩克定律知??1??1=??2??2可得??2=??2??1??1=358+0.2×20358+0.1×20×300??=301.7??（3）氣體對外做功W＝pΔV＝105×0.1×0.2×10﹣4J＝0.2J由熱力學第一定律知ΔU＝Q﹣W＝0.7J﹣0.2J＝0.5J答：（1）氣溫計的刻度是均勻的；（2）氣溫計的最大測量值是301.7K；（3）過程中氣體內(nèi)能增加了0.5J?？键c二熱力學第二定律的理解1．熱力學第二定律的理解(1)“自發(fā)地”指明了熱傳遞等熱力學宏觀現(xiàn)象的方向性，不需要借助外界提供能量的幫助．(2)“不產(chǎn)生其他影響”的涵義是發(fā)生的熱力學宏觀過程只在本系統(tǒng)內(nèi)完成，對周圍環(huán)境不產(chǎn)生熱力學方面的影響．如吸熱、放熱、做功等．2．熱力學第二定律的實質(zhì)熱力學第二定律的每一種表述，都揭示了大量分子參與宏觀過程的方向性，進而使人們認識到自然界中進行的涉及熱現(xiàn)象的宏觀過程都具有方向性．特別提醒熱量不可能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體，但在有外界影響的條件下，熱量可以從低溫物體傳到高溫物體，如電冰箱；在引起其他變化的條件下內(nèi)能可以全部轉(zhuǎn)化為機械能，如氣體的等溫膨脹過程．3．熱力學過程方向性實例：①高溫物體eq\o(,\s\up7(熱量Q能自發(fā)傳給),\s\do5(熱量Q不能自發(fā)傳給))低溫物體②功eq\o(,\s\up7(能自發(fā)地完全轉(zhuǎn)化為),\s\do5(不能自發(fā)地且不能完全轉(zhuǎn)化為))熱③氣體體積V1eq\o(,\s\up7(能自發(fā)膨脹到),\s\do5(不能自發(fā)收縮到))氣體體積V2(較大)④不同氣體A和Beq\o(,\s\up7(能自發(fā)混合成),\s\do5(不能自發(fā)分離成))混合氣體AB4．兩類永動機的比較第一類永動機第二類永動機不需要任何動力或燃料，卻能不斷地對外做功的機器從單一熱源吸收熱量，使之完全變成功，而不產(chǎn)生其他影響的機器違背能量守恒定律，不可能制成不違背能量守恒定律，但違背熱力學第二定律，不可能制成（2023?天津模擬）如圖，用隔板將一絕熱汽缸分成兩部分，隔板左側(cè)充有理想氣體，隔板右側(cè)與絕熱活塞之間是真空。現(xiàn)將隔板抽開，氣體會自發(fā)擴散至整個汽缸。待氣體達到穩(wěn)定后，緩慢推壓活塞，將氣體壓回到原來的體積。假設(shè)整個系統(tǒng)不漏氣。下列說法錯誤的是（）A．氣體自發(fā)擴散前后內(nèi)能相同 B．氣體在被壓縮的過程中內(nèi)能增大 C．在自發(fā)擴散過程中，氣體對外界做功 D．氣體在被壓縮的過程中，外界對氣體做功【解答】解：AC、抽開隔板時，由于右方是真空，氣體做自由擴散，右方是真空，氣體沒有對外做功，又沒有熱傳遞，則根據(jù)ΔU＝Q+W可知，氣體的內(nèi)能不變，故A正確，C錯誤；BD、氣體被壓縮的過程中，外界對氣體做功，根據(jù)ΔU＝Q+W可知，氣體內(nèi)能增大，故BD正確。本題選擇錯誤的，故選：C。（2022?遼寧模擬）下列說法正確的是（）A．由熱力學第二定律可知熱量從低溫物體傳向高溫物體是可能的 B．一種物質(zhì)密度為ρ，每個分子的體積為V0，則單位質(zhì)量的這種物質(zhì)具有的分子數(shù)為1????0 C．一定質(zhì)量的氣體，在壓強不變時，單位時間內(nèi)分子與容器內(nèi)壁的碰撞次數(shù)隨溫度降低而減少D．相互接觸的兩個物體發(fā)生熱傳遞．達到熱平衡時兩物體的內(nèi)能一定相同【解答】解：A、根據(jù)熱力學第二定律，可以使熱量從低溫物體傳向高溫物體，但必須引起其它的一些變化，故A正確；B、如果該物質(zhì)是氣體，因為分子之間有間隙，所以ρV0不是每個分子的質(zhì)量，即單位質(zhì)量的這種物質(zhì)具有的分子數(shù)不是1????0，故B錯誤；C、由氣體壓強的微觀解釋，溫度降低，分子平均動能減小，單個分子撞擊容器壁產(chǎn)生的撞擊力減小，要保證氣體壓強不變，分子單位時間對器壁單位面積平均碰撞次數(shù)必增加，故C錯誤；D、物體的內(nèi)能與物質(zhì)的量、溫度、體積、物態(tài)等有關(guān)，所以相互接觸的兩個物體發(fā)生熱傳遞，達到熱平衡時溫度一定相同，而內(nèi)能可能不同，故D錯誤。故選：A。（多選）真空保溫杯是由不銹鋼加上真空層做成的盛水的容器，頂部有蓋，密封嚴實，真空絕熱層能使裝在內(nèi)部的水等液體延緩散熱，以達到保溫的目的，保溫杯的真空度（真空狀態(tài)下氣體的稀薄程度）決定了保溫杯的保溫效果，保溫杯外殼一旦出現(xiàn)裂縫，保溫層的氣體增多，其保溫效果會受到很大的影響。已知杯中氣體可視為理想氣體，環(huán)境溫度為27℃，大氣壓強為1.0×105Pa。關(guān)于保溫杯，下列說法正確的是（）A．一個保溫杯盛有大半杯100℃的水，第二天杯蓋很難打開，是因為杯內(nèi)氣壓降低，低于大氣壓 B．保溫杯可以延緩散熱，但杯中水的溫度仍然會變化，說明自然界中進行的涉及熱現(xiàn)象的宏觀過程都具有方向性，朝著熵減小的方向發(fā)展 C．某保溫杯保溫層夾有少量氣體，溫度為27℃時壓強為1.0×103Pa，保溫杯外層出現(xiàn)裂縫，靜止足夠長時間，夾層中增加空氣質(zhì)量與原有空氣質(zhì)量的比值為991 D．一個保溫杯盛有半杯100℃的水，經(jīng)過一段時間，杯內(nèi)氣體分子對杯壁單位面積的撞擊次數(shù)將減少 E．一保溫杯中盛有半瓶常溫下的水，經(jīng)過一段時間，瓶內(nèi)氣體達到了飽和氣壓，則瓶內(nèi)的水將停止蒸發(fā)【解答】解：A、杯中氣體體積不變，根據(jù)查理定律得：????=C，第二天溫度降低，則杯中氣體壓強降低，故A正確；B、根據(jù)熱力學第二定律，可知自然界中涉及熱現(xiàn)象的宏觀過程都具有方向性，朝著熵增大的方向進行，故B錯誤；C、設(shè)保溫杯夾層的體積為V0，保溫杯夾層中的原有氣體壓強變?yōu)榇髿鈮簳r，體積變?yōu)閂，由玻意耳定律得：pV0＝p0V，又因為??????0=??0?????，可得??????0=991，故C正確；D、杯中100℃的水，經(jīng)過一段時間，氣體體積不變，根據(jù)查理定律得：????=C，溫度降低，壓強降低，則杯內(nèi)氣體分子對杯壁單位面積的撞擊次數(shù)將減少，故D正確；E、達到飽和氣壓后，水蒸發(fā)和液化達到動態(tài)平衡，蒸發(fā)的水分子數(shù)目等于液化回到液體中的水分子數(shù)目，并不是停止蒸發(fā)，故E錯誤。故選：ACD。（多選）（2022?張家口三模）如圖所示，電冰箱由壓縮機、冷凝器、毛細管、蒸發(fā)器四個部分組成一個密閉的連通系統(tǒng)，制冷劑在連通系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)流經(jīng)這四個部分。各部分的溫度和壓強如圖所示，則下列說法正確的是（）A．冷凝器向環(huán)境散失的熱量一定大于蒸發(fā)器從冰箱內(nèi)吸收的熱量 B．該過程實現(xiàn)了熱量從低溫物體向高溫物體傳遞 C．制冷劑在蒸發(fā)器中的狀態(tài)可以看成理想氣體 D．制冷劑在通過冷凝器的過程中分子勢能和分子動能都降低【解答】解：A.根據(jù)熱力學第一定律，Q1（從低溫物體吸收的熱量）+W（壓縮機對系統(tǒng)做功）＝Q2（向高溫物體釋放的熱量），故A正確；B.這一過程不是自發(fā)完成的，蒸發(fā)器和冷凝器兩處的熱交換方向都是從高溫物體向低溫物體，整個過程實現(xiàn)了熱量從低溫物體向高溫物體傳遞，符合熱力學第二定律，故B正確；C.制冷劑在蒸發(fā)器中雖然是氣體狀態(tài)，但是不滿足遠離液化的狀態(tài)，不能看成理想氣體，故C錯誤；D.在冷凝器中制冷劑溫度降低，分子平均動能降低，分子間距從氣體過渡到液體，分子勢能降低，故D正確。故選：ABD。（多選）下列說法正確的是（）A．溫度高的物體內(nèi)能不一定大 B．液體的飽和汽壓不僅與液體的溫度有關(guān)，還與液體的體積有關(guān) C．阿伏加德羅常數(shù)為NA，密度為ρ、體積為V、摩爾質(zhì)量為M的鐵所含鐵原子數(shù)為?????????? D．第二類永動機不能制成，是因為它違反了能量守恒定律 E．若一定質(zhì)量的理想氣體，壓強不變，體積減小，則它一定向外放出熱量【解答】解：A、物體的內(nèi)能與物體物質(zhì)的量、溫度、體積、物態(tài)都有關(guān)，所以溫度高的物體內(nèi)能不一定大，故A正確；B、飽和汽壓是物質(zhì)的一個重要性質(zhì)，它的大小取決于物質(zhì)的本性和溫度，與液體的體積無關(guān)，故B錯誤；C、阿伏加德羅常數(shù)為NA，密度為ρ、體積為V、摩爾質(zhì)量為M的鐵所含鐵原子數(shù)為n=????????=??????????，故C正確；D、第二類永動機違反了熱力學第二定律，不違反能量守恒定律，故D錯誤；E、若一定質(zhì)量的理想氣體，壓強不變，體積減小，根據(jù)理想氣體的狀態(tài)方程：??????=??，可知氣體的溫度必定降低；一定質(zhì)量的理想氣體的內(nèi)能僅僅與溫度有關(guān)，氣體的溫度降低，則其內(nèi)能必定減小；一定質(zhì)量的理想氣體，壓強不變，體積減小，外界對氣體做功，根據(jù)熱力學第一定律可知它一定向外放出熱量，故E正確。故選：ACE?？键c三熱力學定律與氣體實驗定律綜合問題如圖，一個質(zhì)量為m的T型活塞在氣缸內(nèi)封閉一定量的理想氣體，活塞體積可忽略不計，距氣缸底部h0處連接一U形細管（管內(nèi)氣體的體積忽略不計）。初始時，封閉氣體溫度為T0，活塞距離氣缸底部為1.5h0，兩邊水銀柱存在高度差。已知水銀密度為ρ，大氣壓強為p0，氣缸橫截面積為S，活塞豎直部分高為1.2h0，重力加速度為g，求：（i）通過制冷裝置緩慢降低氣體溫度，當溫度為多少時兩邊水銀面恰好相平；（ii）從開始至兩水銀面恰好相平的過程中，若氣體放出的熱量為Q，求氣體內(nèi)能的變化?！窘獯稹拷猓海╥）初態(tài)時，對活塞受力分析，得氣體壓強為：??1=??0+???????①體積為：V1＝1.5h0S，溫度為：T1＝T0要使兩邊水銀面相平，氣缸內(nèi)氣體的壓強為：P2＝P0，此時活塞下端一定與氣缸底接觸，體積為：V2＝1.2h0S設(shè)此時溫度為T2，由理想氣體狀態(tài)方程有：??1??1??1=??2??2??2?②得：??2=4??0??0??5??0??+5????（ii）從開始至活塞豎直部分恰與氣缸底接觸，氣體壓強不變，外界對氣體做功W＝P1△V＝（??0+??????）×0.3h0S…③由熱力學第一定律得：△U＝0.3（??0+??????）h0S﹣Q答：（i）通過制冷裝置緩慢降低氣體溫度，當溫度為4??0??0??5??0??+5????時兩邊水銀面恰好相平；（ii）從開始至兩水銀面恰好相平的過程中，若氣體放出的熱量為Q，氣體內(nèi)能的變化為0.3（??0+??????）h0S﹣Q。如圖所示，絕熱氣缸倒扣放置，質(zhì)量為M的絕熱活塞在氣缸內(nèi)封閉一定質(zhì)量的理想氣體，活塞與氣缸間摩擦可忽略不計，活塞下部空間與外界連通，氣缸底部連接一U形細管（管內(nèi)氣體的體積忽略不計）。初始時，封閉氣體溫度為T，活塞距離氣缸底部為h0．細管內(nèi)兩側(cè)水銀柱存在高度差。已知水銀密度為ρ，大氣壓強為p0，氣缸橫截面積為S，重力加速度為g。（i）求U形細管內(nèi)兩側(cè)水銀柱的高度差；（ii）通過加熱裝置緩慢提升氣體溫度使活塞下降△h0，求此時的溫度；此加熱過程中，若氣體吸收的熱量為Q，求氣體內(nèi)能的變化?！窘獯稹拷猓海╥）設(shè)封閉氣體的壓強為p，對活塞分析：p0S＝pS+Mg用水銀柱表示氣體的壓強：p＝p0﹣ρgΔh解得：Δh=??????（ii）加熱過程中氣體發(fā)生等壓變化，有：?0????=(?0+???0)????'解得：T′=?0+???0?0??氣體對外做功為：W＝pSΔh0＝（p0S﹣Mg）Δh0根據(jù)熱力學第一定律，則氣體內(nèi)能的變化：ΔU＝Q﹣W所以：ΔU＝Q﹣（p0S﹣Mg）Δh0答：（i）U形細管內(nèi)兩側(cè)水銀柱的高度差Δh為??????；（ii）通過加熱裝置緩慢提升氣體溫度使活塞下降h，此時的溫度為?0+???0?0??，此加熱過程中，氣體內(nèi)能的變化為Q﹣（P0S﹣Mg）Δh0。如圖甲所示，一圓柱形導熱氣缸水平放置，通過絕熱活塞封閉著一定質(zhì)量的理想氣體，此時封閉氣體的絕對溫度為T．活塞與氣缸底部相距L；現(xiàn)將氣缸逆時針緩慢轉(zhuǎn)動直至氣缸處于豎直位置，如圖乙所示，此時活塞與氣缸底部相距34L；現(xiàn)給氣缸外部套上絕熱泡沫材料（未畫出）且通過電熱絲緩慢加熱封閉氣體，當封閉氣體吸收熱量Q時，氣體的絕對溫度上升到1615T．已知活塞的橫截面積為S，外界環(huán)境溫度恒為T，大氣壓強為p0，重力加速度大小為g，不計活塞與氣缸的摩擦。求：（i）活塞的質(zhì)量m（ii）加熱過程中氣體內(nèi)能的增加量。【解答】解：（i）氣缸水平放置時，封閉氣體的壓強等于大氣壓，即p1＝p0。氣缸處于豎直位置時，封閉氣體的壓強p2＝p0+??????根據(jù)玻意耳定律有p1LS＝p2?34LS聯(lián)立解得m=??0??3??（ii）設(shè)氣體的絕對溫度上升到1615T時活塞到氣缸底部的距離為L′。對于加熱過程，由呂薩克定律得1615????=??'??34????解得L′=45L所以氣體對外做功為W＝p2?S（L′?34L）根據(jù)熱力學第一定律得：△U＝Q﹣W由上有p2=43??0解得：△U＝Q?115??0????答：（i）活塞的質(zhì)量m是??0??3??。（ii）加熱過程中氣體內(nèi)能的增加量是Q?115??0????。練出高分一．選擇題（共10小題）1．關(guān)于熱力學定律，下列說法正確的是（）A．熱量不可以從低溫物體傳到高溫物體 B．物體從單一熱源吸收的熱量可全部用于做功 C．吸收了熱量的物體，其內(nèi)能一定增加 D．壓縮氣體總能使氣體的溫度升高【解答】解：A.根據(jù)熱力學第二定律可知，熱量不可以從低溫物體傳到高溫物體而不引起其它變化，也就是說在引起其它變化的情況下熱量是可以從低溫物體傳到高溫物體的，例如電冰箱，故A錯誤；B.根據(jù)熱力學第二定律可知，物體不可以從單一熱源吸收的熱量全部用于做功而不產(chǎn)生其他影響，也就是說在引起其它變化的情況下，物體可以從單一熱源吸收的熱量可全部用于做功，故B正確；C.根據(jù)熱力學第一定律ΔU＝W+Q可知，吸收了熱量的物體，同時對外做功，物體的內(nèi)能不一定增加，故C錯誤；D.若在壓縮氣體的同時氣體放出熱量，內(nèi)能變化情況不確定，溫度不一定升高，故D錯誤。故選：B。2．煤氣罐是部分家庭的必需品，安全使用煤氣罐是人們比較關(guān)注的話題.煤氣罐密封性良好，將一定量的天然氣封閉在罐中，假設(shè)罐內(nèi)的氣體為理想氣體，當罐內(nèi)氣體溫度升高時（）A．罐內(nèi)氣體的壓強增大，內(nèi)能減小 B．罐內(nèi)氣體從外界吸收熱量，內(nèi)能增加 C．罐內(nèi)氣體的壓強減小，氣體的分子平均動能增加 D．罐內(nèi)氣體對外界做功，氣體的分子平均動能減小【解答】解：煤氣罐中氣體體積不變，氣體不對外做功，當溫度升高時，根據(jù)????=C可知罐內(nèi)氣體壓強增大，氣體內(nèi)能增大，氣體的分子平均動能增大；由熱力學第一定律ΔU＝W+Q可知，氣體一定吸熱。故B正確，ACD錯誤。故選：B。3．如圖所示，內(nèi)壁光滑的絕熱氣缸豎直固定在水平面上，用質(zhì)量為m的絕熱活塞把缸內(nèi)空間分成兩部分。兩部分中封閉有相同質(zhì)量和溫度的同種理想氣體，活塞用銷釘K固定，已知P部分的氣體體積小于Q部分的氣體體積，活塞能上、下自由移動?，F(xiàn)拔掉銷釘，活塞移動一小段距離后再將其固定。下列說法正確的是（）A．活塞上升 B．P部分氣體溫度不變 C．兩部分氣體內(nèi)能之和不變 D．兩部分氣體內(nèi)能之和增大【解答】解：A、活塞的質(zhì)量為m，初始兩部分中封閉有相同質(zhì)量和溫度的同種理想氣體，所以拔掉銷釘后活塞下移；故A錯誤；BCD、根據(jù)熱力學第一定律ΔU＝Q+W，已知兩部分氣體都是絕熱的，Q為零，既不吸熱也不放熱；P對Q做功，W＜0，因此P內(nèi)能減小，溫度降低；Q內(nèi)能增加，溫度升高，因為活塞的重力勢能減小，根據(jù)能量守恒定律可知，活塞重力勢能的減少量之和等于P、Q部分氣體內(nèi)能的增加量，兩部分氣體的內(nèi)能之和增大，故BC錯誤，D正確；故選：D。4．列車運行的平穩(wěn)性與車廂的振動密切相關(guān)，車廂底部安裝的空氣彈簧可以有效減振，空氣彈簧主要由活塞、氣缸及內(nèi)封的一定質(zhì)量的氣體構(gòu)成．上下乘客及劇烈顛簸均能引起車廂振動，上下乘客時氣缸內(nèi)氣體的體積變化緩慢，氣體與外界有充分的熱交換；劇烈顛簸時氣缸內(nèi)氣體的體積變化較快，氣體與外界來不及熱交換．若氣缸內(nèi)氣體視為理想氣體，在氣體壓縮的過程中（）A．上下乘客時，氣體的內(nèi)能變大 B．上下乘客時，氣體從外界吸熱 C．劇烈顛簸時，外界對氣體做功 D．劇烈顛簸時，氣體的溫度不變【解答】解：AB、上下乘客時氣缸內(nèi)氣體的體積變化緩慢，氣體與外界有充分的熱交換，則氣體溫度不變、內(nèi)能不變，即ΔU＝0；在氣體壓縮的過程中，外界對氣體做正功，即W＞0，根據(jù)熱力學第一定律ΔU＝Q+W，可得Q＜0，所以氣體對外放出熱量，故AB錯誤；CD、劇烈顛簸時氣缸內(nèi)氣體的體積變化較快，氣體與外界來不及熱交換，即Q＝0，在氣體壓縮的過程中，外界對氣體做正功，即W＞0，根據(jù)熱力學第一定律ΔU＝Q+W，可得ΔU＞0，即氣體的內(nèi)能增加，溫度升高，故C正確，D錯誤；故選：C。5．如圖是斯特林循環(huán)的V﹣t圖象。一定質(zhì)量的理想氣體按圖線從狀態(tài)a經(jīng)b、c和d后再回到a，圖中ab、cd和橫軸平行，bc和ad與縱軸平行。下列說法不正確的是（）A．從a到b，氣體從外界吸收熱量 B．從b到c過程中氣體對外界做的功，小于從d到a過程中外界對氣體做的功 C．從c到d，氣體的壓強減小，向外放熱 D．從d到a，單位體積內(nèi)的氣體分子數(shù)目增多【解答】解：A、由圖示圖象可知，從a到b過程氣體體積不變而溫度升高，氣體內(nèi)能增大，外界對氣體不做功，ΔU＞0，W＝0，由熱力學第一定律ΔU＝W+Q可知：Q＝ΔU﹣W＝ΔU＞0，氣體從外界吸收熱量，故A正確；B、由圖示可知，從b到c與從d到a的過程，氣體的體積變化量相等，從b到c氣體壓強變化量大于從d到a過程氣體壓強變化量大，從b到c過程中氣體對外界做的功大于從d到a過程中外界對氣體做的功，故B錯誤；C、由圖示圖象可知，從c到d過程氣體體積V不變而溫度T降低，外界對氣體不做功，氣體內(nèi)能減小，W＝0，ΔU＜0，由理想氣體狀態(tài)方程??????=C可知，氣體壓強p減小，由熱力學第一定律ΔU＝W+Q可知：Q＝ΔU﹣W＝ΔU＜0，氣體向外放出熱量，故C正確；D、從d到a過程氣體體積減小，氣體分子數(shù)不變而體積減小，單位體積內(nèi)的氣體分子數(shù)目增多，故D正確；本題選不正確的，故選：B。6．如圖所示，A、B兩裝置均由一端封閉、一端開口且?guī)в胁Ａ莸墓軤钊萜骱退y槽組成，除玻璃泡在管上的位置不同外，其他條件都相同。將兩管抽成真空后，開口向下豎直插入水銀槽中，插入過程沒有空氣進入管內(nèi)，且插入水銀槽的深度相同。經(jīng)過一段較長時間后，水銀柱均上升至玻璃泡上方位置后達到穩(wěn)定狀態(tài)，如圖所示，則關(guān)于兩管中水銀內(nèi)能的增量，下列說法正確的是（）A．A中水銀的內(nèi)能增量大于B中水銀的內(nèi)能增量 B．B中水銀的內(nèi)能增量大于A中水銀的內(nèi)能增量 C．A和B中水銀體積增量相同，故內(nèi)能增量相同 D．A和B中水銀上升高度不能確定，故無法比較【解答】解：兩種情況下大氣壓對水銀槽內(nèi)的水銀做相同的功，因為玻璃管內(nèi)吸進的水銀一樣多，所以水銀槽內(nèi)的液面下降相同的高度，外界大氣壓力對水銀做功，使水銀進入試管內(nèi)，大氣壓力對水銀做的功一部分增加了管內(nèi)水銀的重力勢能，另一部分增加了水銀的內(nèi)能；由于A管中的水銀重心高，故A管中水銀的重力勢能增量大，則A管中水銀內(nèi)能的增量小，即B中水銀的內(nèi)能增量大于A中水銀的內(nèi)能增量，故B正確，ACD錯誤；故選：B。7．一定質(zhì)量的理想氣體，從初狀態(tài)A經(jīng)狀態(tài)B、C、D再回到狀態(tài)A，其體積V與溫度T的關(guān)系如圖所示。圖中TA、VA和TD為已知量，則下列說法正確的是（）A．從A到B的過程中，氣體向外放熱 B．從B到C的過程中，氣體吸熱 C．從D到A的過程中，單位時間撞擊到單位面積器壁上的分子數(shù)增多 D．氣體在狀態(tài)D時的體積????=????????????【解答】解：A、從A到B的過程中，一定質(zhì)量的理想氣體體積不變，溫度升高，則氣體內(nèi)能增大，根據(jù)熱力學第一定律ΔU＝Q+W可知，氣體從外界吸熱，故A錯誤；B、從B到C的過程中，氣體的溫度不變，體積減小，外界對氣體做正功，根據(jù)熱力學第一定律ΔU＝Q+W可知，氣體向外放熱，故B錯誤；C、從D到A的過程中，壓強不變，氣體溫度升高，體積增大，單位時間內(nèi)撞擊到單位面積器壁上的分子數(shù)減小，故C錯誤；D、從D到A的過程中壓強不變，根據(jù)一定質(zhì)量的理想氣體的狀態(tài)方程可得：????????=????????解得：????=????????????，故D正確；故選：D。8．如圖所示，容器A、B各有一個可以自由移動的輕活塞，活塞下面是水，上面是大氣，大氣壓強恒定。A、B的底部由帶有閥門K的管道相連，整個裝置與外界絕熱。起初，A中水面比B中的高，打開閥門，使A中的水逐漸流向B中，最后達到平衡。在這個過程中，下列說法正確的是（）A．大氣壓力對水做功，水的內(nèi)能減小 B．水克服大氣壓力做功，水的內(nèi)能減小 C．大氣壓力對水不做功，水的內(nèi)能增加 D．大氣壓力對水不做功，水的內(nèi)能不變【解答】解：打開閥門K后，據(jù)連通器原理，最后A、B兩管中的水面將相平。設(shè)A管截面積為S1，水面下降距離為h1，B管截面積為S2，水面上升距離為h2，由于水的總體積保持不變，則有S1h1＝S2h2A管中大氣壓力對水做的功：W1＝p0S1h1B管中大氣壓力對水做的功：W2＝﹣p0S2h2大氣壓力對水做的總功：W＝W1+W1＝p0S1h1﹣p0S2h2＝0即大氣壓力對水不做功；打開閥門K后，A中的水逐漸向B中流，即A中水的重力做正功，B中水的重力做負功，但從最后的效果看，是A管中高度為h1的水移至較低的B管中高度為h2的地方，水的重心下降，所以在這個過程中水的重力做正功；同時，整個裝置是絕熱的，根據(jù)熱力學第一定律ΔU＝Q+W，式中Q＝0，W為正值，所以ΔU為正值，即水的內(nèi)能增加；故C正確，A、B、D錯誤；故選：C。9．風能是可再生資源中發(fā)展最快的清潔能源，我國目前正逐步采用變槳距控制風力發(fā)電機替代定槳距控制風力發(fā)電機，來提高風力發(fā)電的效率。具體風速對應的功率如圖所示，設(shè)如圖中風力發(fā)電機每片葉片長度為30米，所處地域全天風速均為7.5m/s，空氣的密度為1.29kg/m3，圓周率π取3.14，下列選項不正確的是（）A．變槳距控制風力發(fā)電機將風能轉(zhuǎn)化成電能的效率為52% B．用變槳距控制風力發(fā)電機替換定槳距控制發(fā)電機后，每臺風力發(fā)電機每天能多發(fā)電7200kW?h C．無論采用變槳距控制風力發(fā)電機還是定槳距控制風力發(fā)電機，每臺發(fā)電機每秒鐘轉(zhuǎn)化的空氣動能均為7.69×105J D．若煤的熱值為3.2×107J/kg，那么一臺變槳距控制風力發(fā)電機每小時獲得的風能與完全燃燒45千克煤所產(chǎn)生的內(nèi)能相當【解答】解：AC、在一秒鐘內(nèi)空氣所走的路程是：L＝7.5m；此時該部分空氣的體積為V＝SL＝πR2?L＝3.14×302×7.5m3＝21195m3，故此時吹過葉片的空氣的質(zhì)量是：m＝ρV＝1.29kg/m3×21195m3＝27342kg；每秒