2020高考物理一轮总复习 第十三章 热学 基础课3 热力学定律与能量守恒定律练习（含解析）新人教版

基础课 3 热力学定律与能量守恒定律一、选择题1.(多选)(2018年全国卷)如图，一定量的理想气体从状态a变化到状态b，其过程如p V图中从a到b的直线所示在此过程中()A气体温度一直降低B气体内能一直增加C气体一直对外做功D气体一直从外界吸热E气体吸收的热量一直全部用于对外做功解析：选BCD一定质量的理想气体从a到b的过程，由理想气体状态方程可知，TbTa，即气体的温度一直升高，选项A错误；根据理想气体的内能只与温度有关，可知气体的内能一直增加，选项B正确；由于从a到b的过程中气体的体积增大，所以气体一直对外做功，选项C正确；根据热力学第一定律，从a到b的过程中，气体一直从外界吸热，选项D正确；气体吸收的热量一部分增加内能，一部分对外做功，选项E错误2(多选)(2018届菏泽一模)关于生活中的热学现象，下列说法正确的是()A夏天和冬天相比，夏天的气温较高，水的饱和汽压较大，在相对湿度相同的情况下，夏天的绝对湿度较大B民间常用“拔火罐”来治疗某些疾病，方法是用镊子夹一棉球，沾一些酒精，点燃，在罐内迅速旋转一下再抽出，迅速将火罐开口端紧压在皮肤上，火罐就会紧紧地被“吸”在皮肤上，其原因是，当火罐内的气体体积不变时，温度降低，压强增大C盛有氧气的钢瓶，在27 的室内测得其压强是9.0106 Pa，将其搬到3 的工地上时，测得瓶内氧气的压强变为7.2106 Pa，通过计算可判断出钢瓶漏气D热量能够自发地从内能多的物体传递到内能少的物体E一辆空载的卡车停在水平地面上，在缓慢装沙过程中，若车胎不漏气，胎内气体温度不变，若把车胎内气体看成理想气体，则胎内气体向外界放热解析：选ACE夏天和冬天相比，夏天的气温较高，水的饱和汽压较大，在相对湿度相同的情况下，夏天的绝对湿度较大，A正确；把罐扣在皮肤上，罐内空气的体积等于火罐的容积，体积不变，气体经过热传递，温度不断降低，气体发生等容变化，由查理定律可知，气体压强减小，火罐内气体压强小于外界大气压，大气压就将罐紧紧地压在皮肤上，B错误；若不漏气，则气体做等容变化，由，p28.1106 Pa，由于p27.2106 Pa，所以钢瓶在搬运过程中漏气，C正确；热量只能自发地从温度高的物体传递到温度低的物体，而内能多的物体温度不一定高，D错误；汽车在缓慢装沙的过程中，压强增大，而气体温度不变，所以体积变小，外界对气体做功，内能不变，放出热量，E正确3(多选)(2019届潮州模拟)对于一定量的气体，下列说法正确的是()A气体的体积指的是该气体的分子所能到达的空间的体积，而不是该气体所有分子体积之和B只要能减弱气体分子热运动的剧烈程度，气体的温度就可以降低C在完全失重的情况下，气体对容器壁的压强为零D气体从外界吸收热量，其内能一定增加E气体在等压膨胀过程中温度一定升高解析：选ABE气体的体积指的是该气体的分子所能到达的空间的体积，A正确；温度高，气体分子热运动就剧烈，B正确；在完全失重的情况下，分子热运动不停息，气体对容器壁的压强不为零，C错误；做功也可以改变物体的内能，D错误；气体在等压膨胀过程中温度一定升高，E正确4.(多选)(2017年全国卷)如图，一定质量的理想气体从状态a出发，经过等容过程ab到达状态b，再经过等温过程bc到达状态c，最后经等压过程ca回到初态a.下列说法正确的是()A在过程ab中气体的内能增加B在过程ca中外界对气体做功C在过程ab中气体对外界做功D在过程bc中气体从外界吸收热量E在过程ca中气体从外界吸收热量解析：选ABDab过程中气体压强增大，体积不变，则温度升高，内能增加，A项正确；ab过程发生等容变化，气体对外界不做功，C项错误；一定质量的理想气体内能仅由温度决定，bc过程发生等温变化，内能不变，bc过程中气体体积增大，气体对外界做正功，根据热力学第一定律可知气体从外界吸收热量，D项正确；ca过程发生等压变化，气体体积减小，外界对气体做功，B项正确；ca过程中气体温度降低，内能减小，外界对气体做功，根据热力学第一定律可知气体向外界放热，E项错误5(多选)(2019届长沙模拟)关于第二类永动机，下列说法中正确的是()A第二类永动机是指没有冷凝器，只有单一的热源，能将从单一热源吸收的热量全部用来做功，而不引起其他变化的热机B第二类永动机违背了能量守恒定律，所以不可能制成C第二类永动机违背了热力学第二定律，所以不可能制成D第二类永动机不可能制成，说明机械能可以全部转化为内能，内能却不能全部转化为机械能E第二类永动机不可能制成，说明机械能可以全部转化为内能，但内能却不能全部转化为机械能，而不引起其他变化解析：选ACE由第二类永动机的定义知，A正确；第二类永动机违背了热力学第二定律，故B错误，C正确；机械能可以全部转化为内能，但内能却不能全部转化为机械能，而不引起其他变化，故E正确，D错误6(多选)(2018届济南模拟)下列说法正确的是()A单晶体冰糖磨碎后熔点不会发生变化B足球充足气后很难压缩，是足球内气体分子间斥力作用的结果C一定质量的理想气体经过等容过程，吸收热量，其内能一定增加D自然发生的热传递过程是向着分子热运动无序性增大的方向进行的E一定质量的理想气体体积保持不变，单位体积内分子数不变，温度升高，单位时间内撞击单位面积上的分子数不变解析：选ACD单晶体冰糖有固定的熔点，磨碎后物质微粒排列结构不变，熔点不变，A正确；足球充足气后很难压缩是由于足球内外的压强差的原因，与气体的分子之间的作用力无关，B错误；一定质量的理想气体经过等容过程，吸收热量，没有对外做功，根据热力学第一定律可知，其内能一定增加，C正确；根据热力学第二定律可知，自然发生的热传递过程是向着分子热运动无序性增大的方向进行的，D正确；一定质量的理想气体体积保持不变，单位体积内分子数不变，温度升高，分子的平均动能增大，则平均速率增大，单位时间内撞击单位面积上的分子数增大，E错误7(多选)下列说法中正确的是()A在较暗的房间里，看到透过窗户的“阳光柱”里粉尘的运动不是布朗运动B气体分子速率呈现出“中间多，两头少”的分布规律C随着分子间距离增大，分子间作用力减小，分子势能也减小D一定量的理想气体发生绝热膨胀时，其内能不变E一切自发过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行解析：选ABE布朗运动是悬浮在液体或气体中固体小颗粒的无规则运动，在较暗的房间里可以观察到射入屋内的阳光中有悬浮在空气里的小颗粒在飞舞，是由于气体的流动造成的，这不是布朗运动，故A正确；麦克斯韦提出了气体分子速率分布的规律，即“中间多，两头少”，故B正确；分子力的变化比较特殊，随着分子间距离的增大，分子间作用力不一定减小，当分子表现为引力时，分子做负功，分子势能增大，故C错误；一定量理想气体发生绝热膨胀时，不吸收热量，同时对外做功，其内能减小，故D错误；根据热力学第二定律可知，一切自发过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行，故E正确8.(多选)(2019届桂林中学月考)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p V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E从状态B变化到状态C过程气体放热解析：选ABE由题意知TA300 K；AB过程为等压变化，则有，代入数据解得TB900 K，选项A正确；BC过程是等容变化，则有，代入数据解得TC300 K，选项B正确；从状态A变化到状态C过程，气体的温度先升高后降低，则气体的内能先增大后减小，选项C错误；由AB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知，气体吸热，选项D错误；BC过程气体的体积不变，不做功，温度降低，气体的内能减小，由热力学第一定律UWQ知，气体放热，选项E正确9(多选)(2018届湖南师大附中第四次月考)下列说法中正确的是()A气体对容器壁有压强是气体分子对容器壁频繁碰撞的结果B足球充足气后很难压缩，是因为足球内气体分子间斥力作用的结果C一定质量的理想气体等压膨胀过程气体一定从外界吸收热量D自然发生的热传递过程是向着分子热运动无序性增大的方向进行的E饱和汽压与分子密度有关，与温度无关解析：选ACD气体分子频繁地对容器壁面进行碰撞，表现为气体的压强，故A项正确；气体分子间的间距大于10r0，分子间的作用力几乎为零，故B项错误；根据理想气体状态方程pVnRT，当气体体积增大，气体对外做功，为了使气体压强不变，需要气体温度即内能增大，则一定从外界吸收热量，故C项正确；根据热力学第二定律，一切自然过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行的，故D项正确；对于同一种液体，饱和汽压随温度升高而增大，故E项错误10(多选)(2019届开封质检)下列说法中正确的是()A气体放出热量，其分子的平均动能可能增大B布朗运动不是液体分子的运动，但它可以说明液体分子在永不停息地做无规则运动C当分子力表现为斥力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的减小而增大D第二类永动机和第一类永动机都不能制成，原因也是相同的E某气体的摩尔体积为V，每个分子的体积为V0，则阿伏加德罗常数可表示为NA解析：选ABC根据热力学第一定律，气体放出热量，若外界对气体做功，使气体温度升高，其分子的平均动能增大，故A正确；布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒的无规则运动，不是液体分子的运动，但它可以说明液体分子在永不停息地做无规则运动，故B正确；当分子力表现为斥力时，分子力总是随分子间距离的减小而增大，随分子间距离的减小，分子力做负功，所以分子势能也增大，故C正确；第一类永动机违背了能量守恒定律，第二类永动机违背了热力学第二定律，故D错误；某固体或液体的摩尔体积为V，每个分子的体积为V0，则阿伏加德罗常数可表示为NA，对于气体此式不成立，故E错误二、非选择题11(2018届达州一模)在图甲所示的密闭汽缸内装有一定质量的理想气体，图乙是它从状态A变化到状态B的VT图象已知AB的反向延长线通过坐标原点，气体在A点的压强为p1.0105 Pa，在从状态A变化到状态B的过程中，气体吸收的热量Q6.0102 J，求：(1)气体在状态B的体积VB；(2)此过程中气体内能的增量U.解析：(1)由VT图象通过坐标原点，则知从A到B理想气体发生等压变化由盖吕萨克定律得解得VBVA6.0103 m38.0103 m3.(2)外界对气体做的功Wp(VBVA)1.0105(8.01036.0103) J2102 J根据热力学第一定律UQW解得U6.0102 J2102 J4.0102 J400 J.答案：(1)8.0103 m3(2)400 J12.(2018届湖南师大附中模拟)如图所示，体积为V、内壁光滑的圆柱形导热汽缸顶部有一质量和厚度均可忽略的活塞；汽缸内密封有温度为2.4T0、压强为1.2p0的理想气体p0和T0分别为外界大气的压强和温度已知：气体内能U与温度T的关系为UaT，a为正的常量；容器内气体的所有变化过程都是缓慢的，求：(1)缸内气体与大气达到平衡时的体积V1；(2)在活塞下降过程中，汽缸内气体放出的热量Q.解析：(1)在气体由压强p1.2p0到p0时V不变，温度由2.4T0变为T1，由查理定律得解得T12T0在气体温度由T1变为T0的过程中，体积由V减小到V1，气体压强不变，由盖吕萨克定律得解得V10.5V.(2)活塞下降过程中，活塞对气体做的功为Wp0(VV1)在这一过程中，气体内能的减少为Ua(T1T0)由热力学第一定律得，汽缸内气体放出的热量为QWU解得Qp0VaT0.答案：(1)0.5V(2)p0VaT07