课练34 机械振动　机械波—2021届高中物理（新高考）一轮考评特训检测

课练34热力学定律和能量守恒狂刷小题夯基础练基础小题12020甘肃酒泉一诊(多选)对一定质量的理想气体，下列说法正确的是()A体积不变，压强增大时，气体分子的平均动能一定增大B温度不变，压强减小时，气体的密度一定减小C压强不变，温度降低时，气体的密度一定减小D温度升高，压强和体积都可能不变22020甘肃敦煌中学一诊(多选)如图所示，用弹簧秤拉着一支薄壁平底玻璃试管，将它的开口端向下插入水银槽中，管内有一部分空气，此时试管内水银面比管外水银面高h.若试管本身的重力与管壁的厚度不计，此时弹簧秤的读数()A等于进入试管内的H高水银柱的重力B等于外部大气压与内部空气对试管平底部分的压力之差C等于试管内高出管外水银面的h高水银柱的重力D等于上面A、C选项所述的两个数值的差3.2020重庆市九校联考(多选)回热式制冷机是一种深低温设备，制冷极限约50 K某台回热式制冷机工作时，一定量的氦气(可视为理想气体)缓慢经历如图所示的四个过程，已知状态A和B的温度均为27 ，状态C和D的温度均为133 ，下列判断正确的是()A气体由状态A到B的过程，温度先升高后降低B气体由状态B到C的过程，内能保持不变C气体由状态C到D的过程，分子间的平均间距减小D气体由状态C到D的过程，气体对外做功42019河南示范性高中期中(多选)下列说法正确的是()A物体吸收热量时，其分子平均动能一定增大B空气中水蒸气的压强越大，空气的绝对湿度一定越大C当两分子间距离小于平衡位置的间距r0时，分子间的距离越大，分子势能越小D熵值越大表明系统内分子运动越无序52019吉林省百校联盟联考(多选)下列说法正确的是()A温度高的物体比温度低的物体所具有的内能多B物体吸热其内能不一定增大C随着科技的进步，热机效率会逐渐提高，最终可以达到100%D物体的温度变化时，其分子平均动能一定随之改变62020广东肇庆联考(多选)一定量的理想气体从状态a开始，经历三个过程ab、bc、ca回到原状态，其pT图象如图所示，下列判断正确的是()Aa和c两个状态中，容器壁单位面积单位时间内受到气体分子撞击的次数不同Ba、b和c三个状态中，状态b分子的平均动能最大C过程bc中外界对气体所做的功等于气体所放的热D过程ca中气体既不吸热也不放热练高考小题72016全国卷)(多选)一定量的理想气体从状态a开始，经历等温或等压过程ab、bc、cd、da回到原状态，其pT图象如图所示，其中对角线ac的延长线过原点O.下列判断正确的是()A气体在a、c两状态的体积相等B气体在状态a时的内能大于它在状态c时的内能C在过程cd中气体向外界放出的热量大于外界对气体做的功D在过程da中气体从外界吸收的热量小于气体对外界做的功82018全国卷(多选)如图，一定质量的理想气体从状态a开始，经历过程、到达状态e.对此气体，下列说法正确的是()A过程中气体的压强逐渐减小B过程中气体对外界做正功C过程中气体从外界吸收了热量D状态c、d的内能相等92019全国卷33(1)如pV图所示，1、2、3三个点代表某容器中一定量理想气体的三个不同状态，对应的温度分别是T1、T2、T3.用N1、N2、N3分别表示这三个状态下气体分子在单位时间内撞击容器壁上单位面积的平均次数，则N1_N2，T1_T3，N2_N3.(填“大于”“小于”或“等于)练模拟小题102020内蒙古包头九中检测(多选)下列说法正确的是()A控制液面上方饱和汽的体积不变，升高温度，则达到动态平衡后该饱和汽的质量增大，密度增大，压强也增大B没有摩擦的理想热机可以把获得的能量全部转化为机械能C两个分子甲和乙相距较远(此时它们之间的作用力可以忽略)，设甲固定不动，乙逐渐向甲靠近，直到不能再靠近，在整个移动过程中分子力先增大后减小，分子势能先减小后增大D晶体熔化过程中，吸收的热量全部用来破坏空间点阵，增加分子势能，而分子平均动能却保持不变，所以晶体有固定的熔点11.2020广西调研(多选)如图所示是一定质量的理想气体的体积V和摄氏温度t变化关系的图象，气体由状态A变化到状态B的过程中，下列说法正确的是()A气体的内能增大B气体的内能不变C气体的压强减小D气体的压强不变12.2020辽宁省六校联考(多选)一定质量的理想气体，从状态A变化到状态B，再变化到状态C，其状态变化过程的pV图象如图所示已知气体处于状态A时的温度为300 K，则下列判断正确的是()A气体处于状态B时的温度是900 KB气体处于状态C时的温度是300 KC从状态A变化到状态C过程气体内能一直增大D从状态A变化到状态B过程气体放热132020福建省福州质检如图是某喷水壶示意图未喷水时阀门闭合，压下压杆可向瓶内储气室充气；多次充气后按下按柄打开阀门，水会自动经导管从喷嘴处喷出储气室内气体可视为理想气体，充气和喷水过程温度保持不变，则()A充气过程中，储气室内气体内能增大B充气过程中，储气室内气体分子平均动能增大C喷水过程中，储气室内气体放热D喷水过程中，储气室内气体压强增大14.(多选)如图所示，一定质量的理想气体从状态A依次经过状态B、C和D后再回到状态A.其中，AB和CD为等温过程，BC和DA为绝热过程(气体与外界无热量交换)该循环过程中，下列说法正确的是()AAB过程中，气体的内能不变BBC过程中，气体分子的平均动能增大CCD过程中，气体分子数密度增大，单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增多DDA过程中，外界对气体做的功小于气体内能的增加量15(多选)下列说法正确的是()A两个物体只要温度相等，那么它们分子热运动的平均动能就相等B在自然界能量的总量是守恒的，所以不存在能源危机C热力学第一定律也可表述为第一类永动机不可能制成D热力学第二定律可描述为“不可能使热量由低温物体传递到高温物体”综合测评提能力一、单项选择题(本题共8小题，每小题3分，共24分)12019贵州安顺期末下列说法不正确的是()A第一类永动机不可能制成是因为违反了能量守恒定律B第二类永动机不违背能量守恒定律，随着科技的进步，第二类永动机可以被制造出来C由热力学第一定律可知做功可以改变内能，热传递也可以改变内能，但同时做功和热传递内能可能不变D分子间引力和斥力同时存在，都随分子间距离增大而减小，但斥力变化更快22019江西南昌二中期末如图所示，绝热气缸中间用固定栓将可无摩擦移动的绝热隔板固定，隔板质量不计，左、右两室分别充有一定量的氢气和氧气(均视为理想气体)初始时，两室气体的温度相等，氢气的压强大于氧气的压强，松开固定栓直至系统重新达到平衡，下列说法正确的是()A初始时氢分子的平均动能大于氧分子的平均动能B系统重新达到平衡时，氢气的内能比初始时的小C系统重新达到平衡时，两者温度相同，等于初始值D松开固定栓直至系统重新达到平衡的过程中有热量从氧气传递到氢气3.2020内蒙古包头四中质检如图所示，电路与一绝热气缸相连，R为电热丝，气缸内封闭着一定质量的理想气体，外界大气压强恒定，闭合开关后，绝热活塞K缓慢且无摩擦地向右移动，下列说法正确的是()A气体的内能增加B气体分子平均动能不变C电热丝放出的热量等于气体对外所做的功D气体的压强增大42019武汉华中师大一附中期中如图所示，一气缸固定在水平面上，气缸内活塞B封闭着一定质量的理想气体，假设气缸壁的导热性能很好，环境的温度保持不变，若用外力F将活塞B缓慢地向右拉动，则在拉动活塞的过程中，关于气缸内气体，下列说法正确的是()A每个气体分子对气缸壁的平均作用力变小B单位时间内，气体分子对左侧气缸壁的碰撞次数变少C外界对气体做正功，气体向外界放热D气体对外界做正功，气体内能减小52019上海长宁期末如图，两端开口的弯管，左管插入水银槽中，管内外水银面高度差为h1，右侧管有一段水银柱，两端液面高度差为h2，中间封有一段空气()A若大气压升高，h1减小，h2增大B若把弯管向上移动少许，重新平衡后，管内气体体积不变C若把弯管向下移动少许，重新平衡后，管内气体压强不变D弯管无论向上还是向下移动，重新平衡后，h1始终等于h26.如图所示为常见的家用保温瓶，头一天用软木塞密封了半瓶开水，过了一夜后软木塞很难取出，则()A瓶里所有气体分子的动能都变小了B外界对瓶内气体没有做功，瓶内气体的内能不变C瓶内气体温度降低，气体内能减小D瓶内气体温度降低，压强增大72020山东滕州五中模拟如图所示，一定质量的理想气体，经过图线ABCA的状态变化过程，AB的延长线过O点，CA与纵轴平行由图线可知()AAB过程压强不变，气体对外做功BBC过程压强增大，外界对气体做功CCA过程压强不变，气体对外做功DCA过程压强减小，外界对气体做功82019东北三校一模一个气泡从湖底缓慢上升到湖面，在上升的过程中温度逐渐升高，气泡内气体可视为理想气体，在此过程中，关于气泡内气体下列说法不正确的是()A气体分子平均动能变小B气体吸收热量C气体对外做功 D气体内能增加二、多项选择题(本题共2小题，每小题4分，共8分)9名师原创如图，一定质量的理想气体从状态A开始，经历ABCDE过程后到达状态E，其中BA的延长线经过原点O，BC与横轴平行，DE与纵轴平行，关于该气体，下列说法正确的是()AAB过程中气体的体积逐渐减小BBC过程中气体从外界吸热CCD过程中内能不变DDE过程中气体从外界吸热102020广西六市联考，科学思维如图所示，一定质量的理想气体从状态a变化到状态b，其过程如pT图中从a到b的直线所示在此过程中()A气体的体积减小B气体对外界做功C气体的内能不变D气体先从外界吸收热量，后向外界放出热量三、非选择题(本题共3小题，共25分)11(7分)(1)若一气泡从湖底上升到湖面的过程中温度保持不变，则在此过程中关于气泡中的气体，下列说法正确的是()A气体分子间的作用力增大B气体分子的平均速率增大C气体分子的平均动能减小D气体组成的系统一定吸热(2)若将气泡内的气体视为理想气体，气泡从湖底上升到湖面的过程中，对外界做了0.6 J的功，则此过程中的气泡_(填“吸收”或“放出”)的热量是_J气泡到达湖面后，温度上升的过程中，又对外界做了0.1 J的功，同时吸收了0.3 J的热量，则此过程中，气泡内气体内能增加了_J.12(8分)如图所示的pV图象中，一定质量的理想气体由状态A经过ACB过程至状态B，气体对外做功280 J，吸收热量410 J；气体又从状态B经BDA过程回到状态A，这一过程中外界对气体做功200 J则：(1)ACB过程中气体的内能是增加还是减少？变化量是多少？(2)BDA过程中气体是吸热还是放热？吸收或放出的热量是多少？13(10分)如图所示，一圆柱形容器竖直放置，通过活塞封闭着摄氏温度为t的理想气体活塞的质量为m，横截面积为S，与容器底部相距h.现通过电热丝给气体加热一段时间，结果活塞缓慢上升了h，若这段时间内气体吸收的热量为Q，已知大气压强为p0，重力加速度为g，不计器壁向外散失的热量及活塞与器壁间的摩擦，则：(1)容器中气体的压强是多少？(2)这段时间内气体的内能增加了多少？(3)这段时间内气体的温度升高了多少？课练34热力学定律和能量守恒狂刷小题夯基础1AB体积不变，压强增大时，根据理想气体状态方程C可知，温度升高，所以气体分子的平均动能一定增大，故A正确；温度不变，压强减小时，根据C可知，体积变大，所以气体的密度一定减小，故B正确；压强不变，温度降低时，根据C可知，体积减小，所以气体的密度一定增大，故C错误；温度升高，根据C可知，p、V的乘积变大，压强和体积不可能都不变，故D错误2BC取试管平底部分为研究对象，有pSF弹p0S，弹簧秤对试管的拉力F弹p0SpS，故B项正确；而试管内封闭气体的压强pp0gh，代入上式，得F弹p0S(p0gh)SghS，故C项正确，A、D错误3AD状态A和B的温度相等，根据C，经过A、B的等温线应是过A、B的双曲线，沿直线由A到B，pV先增大后减小，所以温度先升高后降低，故A正确；气体由状态B到C的过程，体积不变，根据C，压强减小，温度降低，内能减小，故B错误；气体由状态C到D的过程，体积增大，分子间的平均间距增大，故C错误；气体由状态C到D的过程，体积增大，气体对外做功，故D正确4BCD物体吸收热量时，若同时对外做功，则其内能可能会减小，此时温度降低，其分子平均动能减小，选项A错误；用空气中水蒸气的压强表示的湿度叫做空气的绝对湿度，故选项B正确；当两分子间距离小于平衡位置的间距r0时，分子力表现为斥力，分子间的距离越大，分子力所做正功越多，则分子势能越小，选项C正确；熵是物体内分子运动无序程度的量度，系统内分子运动越无序，熵值越大，故D正确5BD物体内能的多少由物体质量、种类和温度等因素共同决定，A错误；物体吸热同时还可以对外做功，其内能不一定增大，B正确；由于能量耗散不可避免，热机效率不可能达到100%，C错误；温度是分子平均动能的标志，温度发生变化，分子的平均动能就会发生变化，D正确6AB由题图可知，a、c状态气体的温度是相等的，所以气体分子的平均动能相同；c状态的压强大，结合气体压强的微观意义可知，a和c两个状态中，容器壁单位面积单位时间内受到气体分子撞击的次数不同，故A正确；由图象可知，b状态温度最高，分子平均动能最大，故B正确；由图象可知，bc过程气体压强不变，温度降低，由盖一吕萨克定律可知，其体积减小，外界对气体做功，W0，气体温度降低，内能减少，U0，由热力学第一定律可知，气体要放出热量，过程bc中外界对气体所做的功小于气体所放出的热量，故C错误；由图象可知，ca过程气体温度不变，压强减小，由玻意耳定律可知，其体积增大，气体对外界做功，Wpa，即过程中气体的压强逐渐增大，选项A错误；由于过程中气体体积增大，所以过程中气体对外做功，选项B正确；过程中气体体积不变，气体对外做功为零，温度降低，内能减小，根据热力学第一定律，过程中气体放出热量，选项C错误；由于状态c、d的温度相等，理想气体的内能只与温度有关，可知状态c、d的内能相等，选项D正确9答案：大于等于大于解析：对一定质量的理想气体，为定值，由pV图象可知，2p1V1p12V1p1V1，所以T1T3 T2.状态1与状态2时气体体积相同，单位体积内分子数相同，但状态1下的气体分子平均动能更大，在单位时间内撞击器壁单位面积的平均次数更多，所以N1N2；状态2与状态3时气体压强相同，状态3下的气体分子平均动能更大，在单位时间内撞击器壁单位面积的平均次数较少，所以N2 N3.10AD温度升高时，液体分子的平均动能增大，单位时间内从液面飞出的分子数增多，所以达到动态平衡后该饱和汽的质量增大，密度增大，压强也增大，A正确；根据热力学第二定律知热机的效率不可能为1，B错误；两个分子甲和乙相距较远(此时它们之间的作用力可以忽略)，设甲固定不动，乙逐渐向甲靠近，直到不能再靠近，在整个移动过程中分子力先增大后减小再增大，分子势能先减小后增大，C错误；晶体熔化过程中，吸收的热量全部用来破坏空间点阵，增加分子势能，而分子平均动能却保持不变，所以晶体有固定的熔点，D正确11AC由题图可知，理想气体从状态A到状态B的过程中，温度升高，内能增大，故A正确，B错误；如图所示，两条虚线为等压线，斜率越大，压强越小，故气体从状态A到状态B的过程中，压强减小，故C正确，D错误12AB由题意可知TA300 K，由于AB的过程为等压变化，则由，代入数据解得T900 K，A正确；BC过程是等容变化，则由，代入数据解得TC300 K，B正确；从状态A变化到状态C的过程中，气体的温度先升高后降低，则气体的内能先增大后减小，C错误；AB过程，气体的温度升高，内能增大，体积增大，气体对外做功，由热力学第一定律UWQ可知，气体吸热，D错误13A充气过程中，储气室内气体的质量增加，气体的温度不变，故气体的平均动能不变，气体内能增大，A正确，B错误；喷水过程中，气体对外做功，体积增大，而气体温度不变，则气体吸热，压强减小，C、D错误14AC根据AB过程为等温过程知，气体的内能不变，A正确；BC为绝热过程，气体没有与外界热交换，体积增大，气体对外界做功，内能减小，所以BC过程中，气体分子的平均动能减小，B错误；CD为等温过程，CD过程中，气体体积减小，单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增多，C正确；DA过程中，气体与外界无热量交换，体积减小，外界对气体做功，外界对气体做的功等于气体内能的增加量，D错误15AC温度是分子热运动平均动能的标志，两个物体只要温度相等，那么它们分子热运动的平均动能就相等，A正确；虽然在自然界能量的总量是守恒的，但能量的转化和转移具有方向性，B错误；热力学第一定律也可表述为第一类永动机不可能制成，C正确；热力学第二定律可描述为“不可能使热量由低温物体传递到高温物体，而不引起其他的变化”，D错误综合测评提能力1B第一类永动机不可能制成是因为违反了能量守恒定律，选项A正确；第二类永动机不违背能量守恒定律，但是违背了热力学第二定律，所以即使随着科技的进步，第二类永动机也不可以被制造出来，选项B错误；由热力学第一定律可知做功和热传递都能改变内能，但同时做功和热传递不一定会改变内能，选项C正确；分子间引力和斥力同时存在，都随分子间距离增大而减小，但斥力变化更快，选项D正确2B温度是分子平均动能的标志，温度相同，分子的平均动能相同，与分子质量无关，两部分气体温度相同，初始时两部分气体分子的平均动能相同，故A错误；松开固定栓，氢气对氧气做功，内能减少，氧气内能增加，故B正确，CD错误3A活塞可无摩擦滑动，外界大气压强不变，故气体为等压变化，活塞缓慢向右移动过程中，气体体积增大，故温度一定升高，气体内能增加，A正确，D错误；电热丝向气体放热，气体温度升高，分子平均动能增大，B错误；气体内能增大，由热力学第一定律可知，电热丝向气体放出的热量一定大于气体对外做的功，C错误4B由理想气体状态方程知，等温变化过程中，体积增大，压强减小，即所有分子的平均作用力变小，但分子做无规则热运动，大量分子只能得到统计规律，无法衡量某一个分子的撞击力是否变化，A错误；气体的温度不变，则分子运动的激烈程度不变，气体的压强减小，根据压强的微观意义可知，气体分子单位时间对气缸壁单位面积碰撞的次数将变少，故B正确；气体体积变大，故气体对外做正功；又气缸壁的导热性能良好，环境的温度保持不变，故气体做等温变化，温度不变即内能不变，则气体从外界吸热，C、D错误5D平衡后管中封闭气体的压强pp0gh1p0gh2，则得h1h2，若大气压升高，则封闭气体的压强增大，由玻意耳定律pVC得知，封闭气体的体积减小，水银柱将发生移动，使h1和h2同时减小，二者始终相等，故A错误，D正确；若把弯管向上移动少许，则h1h2且h1、h2同时减小，封闭气体的压强减小，由玻意耳定律pVC得，管内气体体积增大，B错误；若把弯管向下移动少许，则h1h2且h1、h2同时增大，管内气体压强增大，C错误6C经过一个夜晚后，保温瓶内气体温度下降，分子平均动能减小，但并不是所有气体分子的动能都减小，气体温度降低，内能减小，故A、B错误，C正确；由C知，V不变，T降低，则p减小，故D错误7B由图可知，AB过程，气体体积与热力学温度成正比，则气体发生等压变化，气体压强不变，体积减小，外界对气体做功，选项A错误；如图所示，作过C的等容线，则体积相等的情况下，C状态的温度高，所以C状态的压强一定比A、B状态的压强大，由图可知BC体积减小，外界对气体做功，选项B正确；由选项B知C状态的压强一定比A状态的压强大，所以CA过程压强减小；由图可知气体的体积增大，温度不变，气体对外界做功，选项C、D错误8A气泡上升到湖面时体积变大，气体对外做功，因温度上升，气体分子平均动能变大，气体内能增加，气体吸收热量，故A错误，B、C、D正确9BD因BA延长线经过原点O，由理想气体状态方程可知AB是等容线，所以此过程中气体的体积不变，选项A错误；BC过程中气体的温度升高，内能增大，因BC与横轴平行，故该过程压强不变，由理想气体状态方程可知气体的体积增大，气体对外界做功，根据热力学第一定律可知，此过程气体从外界吸热，所以选项B正确；CD过程中气体的温度升高，内能增大，所以选项C错误；因DE与纵轴平行，故DE过程中气体的温度不变，内能不变，因压强减小，由理想气体状态方程可知气体的体积增大，对外界做功，根据热力学第一定律可知，此过程气体从外界吸热，选项D正确10AC由图线可知，由a到b过程气体温度T保持不变而气体压强p增大，由玻意耳定律pVC可知，气体体积V减小，故A正确；气体体积减小，外界对气体做功，W0，故B错误；由图线可知，从a到b过程气体温度不变，气体内能不变，U0，故C正确；由热力学第一定律UWQ，可知QUWW0，即需从外界吸收0.6 J的热量气泡到达湖面后，由UQW得U(0.30.1) J0.2 J.12答案：(1)增加130 J(2)放热330 J解析：(1)ACB过程中W1280 J，Q1410 J，由热力学第一定律得UBUAW1Q1130 J，故ACB过程中气体的内能增加了130 J.(2)因为一定质量的理想气体的内能只与温度有关，BDA过程中气体内能的变化量UAUB130 J由题意知W2200 J，由热力学第一定律得UAUBW2Q2，代入数据解得Q2330 J，即BDA过程中气体放出热量330 J.13答案：(1)p0(2)Q(p0Smg)h(3)273.15 Kt解析：(1)以活塞为研究对象，对其进行受力分析，由平衡条件有mgp0SpS，得容器中气体的压强pp0.(2)根据功的定义知：气体对外做功为WpSh，得W(p0Smg)h.根据热力学第一定律得：这段时间内气体的内能增加量UQWQ(p0Smg)h.(3)在加热过程中活塞缓慢上升，压强保持不变，是等压变化，由盖吕萨克定律有，即得t273.15 K2t，所以这段时间内气体的温度升高了ttt273.15 Kt.