2020版高考物理一轮复习 全程训练计划 课练35 热力学定律和能量守恒（含解析）.doc

热力学定律和能量守恒小题狂练 小题是基础练小题提分快1.2019广东省揭阳市普宁一中模拟(5选3)关于热力学定律，下列说法正确的是()A气体吸热后温度一定升高B一定量的某种理想气体在等温膨胀过程中，内能一定减少C一定量的某种理想气体在等压膨胀过程中，内能一定增加D热量可以从低温物体传到高温物体E如果两个系统分别与状态确定的第三个系统达到热平衡，那么这两个系统彼此之间也必定达到热平衡答案： CDE解析：气体吸热的同时，如果对外做功，则气体的温度有可能降低，A错误；一定量的某种理想气体在等温膨胀过程中，内能不变，B错误；一定量的某种理想气体在等压膨胀过程中，由理想气体状态方程可知，温度一定升高，则内能一定增加，C正确；热量可以从低温物体传到高温物体，但需要消耗外界的能量，D正确；由热平衡定律知，如果两个系统分别与状态确定的第三个系统达到热平衡，那么这两个系统彼此之间也必定达到热平衡，E正确22019内蒙古包头九中检测(5选3)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E理想气体的热力学温度与分子的平均动能成正比答案：ADE解析：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；理想气体的热力学温度与分子的平均动能成正比，E正确32019海南省海口一中模拟(5选3)下列说法不正确的是()A对物体做功可以使物体的温度升高B如果气体分子间的相互作用力小到可以忽略不计，则气体的内能只与温度有关C空调机作为制冷机使用时，将热量从温度较低的室内送到温度较高的室外，所以制冷机的工作是不遵守热力学第二定律的D对于一定量的理想气体，当其温度降低时，速率大的分子数目减少，速率小的分子数目增加E若理想气体的温度很低，则所有分子的运动速率都非常小答案：BCE解析：改变内能的两种方式是做功和热传递，A正确；气体的内能除与分子势能、分子平均动能有关外，还与气体的质量有关，当气体分子间作用力可以忽略时，气体的内能只由温度和质量决定，B错误；制冷机工作时遵从热力学第一定律和第二定律，只是对外界产生了影响，C错误；气体分子的速度指的是平均速度，温度越低，平均速度越低，速率大的分子数目减少，速率小的分子数目增加，即使气体的温度很低，仍有一些分子的运动速率是非常大的，D正确，E错误42019湖南省长沙模拟(5选3)下列关于第二类永动机说法正确的是()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第二类永动机违反了能量守恒定律，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随着科技的发展，第二类永动机有可能制成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，而不引起其他变化答案：ACE解析：由第二类永动机的定义知，A正确；第二类永动机违反了热力学第二定律，B、D错误，C正确；由热力学第二定律知，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，E正确52019吉林省百校联盟联考(5选3)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E热量不可能从低温物体传向高温物体而不引起其他变化答案：BDE解析：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；由热力学第二定律可知，热量不可能从低温物体传向高温物体而不引起其他变化，E正确6.2019广西调研(5选3)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E气体对外做功，同时从外界吸收能量答案：ACE解析：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；从状态A到状态B，体积增大，气体对外做功，W0，根据热力学第一定律UWQ，可知Q0，即气体从外界吸收热量，故E正确7.2019辽宁省六校联考(5选3)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E从状态B变化到状态C过程气体放热答案：ABE解析：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；BC过程气体的体积不变，则气体不做功，温度降低，气体的内能减小，由热力学第一定律UWQ可知，气体放热，E正确82019甘肃省重点中学联考(5选3)下列说法正确的是()A一个绝热容器中盛有气体，假设把气体中速率很大的如大于v的分子全部取走，则气体的温度会下降，此后气体中不再存在速率大于v的分子B温度高的物体的分子平均动能一定大，内能也一定大C气体压强的大小跟气体分子的平均动能、分子的密集程度有关D分子势能随分子间距离的增大，可能先减小后增大E热力学第二定律指出：在任何自然的过程中，一个孤立的系统的总熵不会减小答案：CDE解析：将速率很大的分子取走后，气体的温度会降低，但气体中依旧会有其他的分子速率大于v，选项A错误；温度高的物体的分子平均动能大，但内能还与物体的质量等因素有关，所以不一定大，选项B错误；气体压强跟气体分子的平均动能、分子的密集程度有关，平均动能和密集程度越大，气体压强越大，选项C正确；分子势能随分子间距离的增大可能先减小后增大，选项D正确；热力学第二定律指出，在任何自然的过程中，一个孤立的系统的总熵不会减小，选项E正确92019湖南省衡阳八中检测一定质量的页岩气(可看成理想气体)状态发生了一次循环变化，其压强p随热力学温度T变化的关系如图所示，O、a、b在同一直线上，bc与横轴平行则()Aa到b过程，气体的体积减小Ba到b过程，气体的体积增大Cb到c过程，气体从外界吸收热量Db到c过程，气体向外界放出热量答案：C解析：ab所在直线过原点，表示气体发生等容变化，即气体的体积不变，A、B错误；b到c的过程中，气体发生等压变化，温度升高，内能增大，根据C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UWQ可知，气体从外界吸收热量，C正确，D错误10.2019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答案：A解析：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112019吕梁模拟(多选)一定质量理想气体的状态沿如图所示的圆周变化，则该气体体积变化的情况是()A沿ab，逐步减小B沿bc，先逐步增大后逐步减小C沿cd，逐步减小D沿da，逐步减小答案：BC解析：对一定质量的理想气体，由K(恒量)得：pT.当体积V不变时pT，即其等容线是过原点的倾斜直线，而不同体积的等容线的斜率和体积成反比通过画过圆周上各点的等容线，比较其斜率即知B、C对122017全国卷(5选3)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回到状态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答案：ABD解析： ab过程，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，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热，D项正确；ca过程发生等压变化，气体体积减小，外界对气体做正功，B项正确， ca过程，气体温度降低，内能减小，外界对气体做正功，根据热力学第一定律可知气体向外界放热E项错误13.(5选3)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E若气体在AB过程中吸收63 kJ的热量，在CD过程中放出38 kJ的热量，则气体完成一次循环对外做的功为25 kJ答案：ACE解析：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；气体完成一次循环，气体的内能不变，由热力学第一定律可知，气体对外做的功为63 kJ38 kJ25 kJ.E正确14(5选3)关于内能，下列说法中不正确的是()A物体内所有分子的动能与分子势能的总和叫物体的内能B一个物体的机械能发生变化时，其内能也一定发生变化C若外界对系统做的功为W，则系统的内能增加WD若系统从外界吸收的热量为Q，则系统的内能增加QE做功和热传递在改变物体内能方面是等效的答案：BCD解析：在分子动理论中，我们把物体内所有分子的动能与分子势能的总和定义为物体的内能，A正确；内能与机械能是两个不同的物理概念，两者没有什么关系，如物体的速度增加了，机械能可能增加，但如果物体的温度不变，物体的内能就不变，故B错误；只有当系统与外界绝热时，外界对系统做的功才等于系统内能的增加量，同理，只有在单纯的热传递过程中，系统吸收(或放出)的热量才等于系统内能的增加量(或减少量)，故C、D错误；做功和热传递在改变物体内能方面是等效的，我们可以用做功的方式使一个物体的内能增大，温度升高，也可以使用热传递的方式使它升高到相同的温度，E正确15(5选3)下列关于热力学第二定律说法正确的是()A所有符合能量守恒定律的宏观过程都能发生B一切与热现象有关的宏观自然过程都是不可逆的C机械能可以全部转化为内能，而内能无法全部用来做功以转换成机械能D气体向真空的自由膨胀是可逆的E热运动的宏观过程有一定的方向性答案：BCE解析：热运动的宏观过程有一定的方向性，符合能量守恒定律的宏观过程并不都能发生，故A错误，E正确；根据热力学第二定律，一切与热现象有关的宏观自然过程都是不可逆的，所以气体向真空的自由膨胀是不可逆的，故B正确，D错误，根据热力学第二定律，不可能从单一热源取热使之完全转换为有用功而不产生其他影响，所以机械能可以全部转化为内能，而内能无法全部用来做功以转换成机械能，故C正确16(5选3)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”E1 kg的0 的冰比1 kg的0 的水的内能小些答案：ACE解析：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；1 kg的0 的冰变成1 kg的0 的水要吸收热量，E正确课时测评 综合提能力课时练赢高分一、选择题1.2018全国卷物理选修33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_(选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分；每选错1个扣3分，最低得分为0分)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E状态d的压强比状态b的压强小答案：BDE解析：A错：过程中，气体由a到b，体积V不变、T升高，则压强增大B对：过程中，气体由b到c，体积V变大，对外界做功C错：过程中，气体由d到e，温度T降低，内能U减小，体积V不变，气体不做功，根据热力学第一定律UQW得Qpc，由c到d的过程，温度不变，Vcpd，所以pbpcpd.22018全国卷物理选修33如图，一定量的理想气体从状态a变化到状态b，其过程如pV图中从a到b的直线所示在此过程中_(填正确答案标号选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分每选错1个扣3分，最低得分为0分)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答案：BCD解析：(1)A错：在pV图中理想气体的等温线是双曲线的一支，而且离坐标轴越远温度越高，故从a到b温度升高B对：一定质量的理想气体的内能由温度决定，温度越高，内能越大C对：气体体积膨胀，对外做功D对：根据热力学第一定律UQW，得QUW，由于U0、W0，气体吸热E错：由QUW可知，气体吸收的热量一部分用来对外做功，一部分用来增加气体的内能3. 2017全国卷，33(1)(多选)如图，用隔板将一绝热汽缸分成两部分，隔板左侧充有理想气体，隔板右侧与绝热活塞之间是真空现将隔板抽开，气体会自发扩散至整个汽缸待气体达到稳定后，缓慢推压活塞，将气体压回到原来的体积假设整个系统不漏气下列说法正确的是()A气体自发扩散前后内能相同B气体在被压缩的过程中内能增大C在自发扩散过程中，气体对外界做功D气体在被压缩的过程中，外界对气体做功E气体在被压缩的过程中，气体分子的平均动能不变答案：ABD解析：气体向真空膨胀时不受阻碍，气体不对外做功，由于汽缸是绝热的，没有热交换，所以气体扩散后内能不变，选项A正确气体被压缩的过程中，外界对气体做功，且没有热交换，根据热力学第一定律，气体的内能增大，选项B、D正确气体在真空中自发扩散的过程中气体不对外做功，选项C错误气体在压缩过程中，内能增大，由于一定质量的理想气体的内能完全由温度决定，温度越高，内能越大，气体分子的平均动能越大，选项E错误4.(多选)如图所示，导热的汽缸固定在水平地面上，用活塞把一定质量的理想气体封闭在汽缸中，汽缸的内壁光滑现用水平外力F作用于活塞杆，使活塞缓慢地向右移动，由状态变化到状态，在此过程中如果环境保持恒温，下列说法正确的是()A每个气体分子的速率都不变B气体分子平均动能不变C水平外力F逐渐变大D气体内能减小答案：BC解析：由状态到状态是封闭气体等温膨胀过程，由于温度是分子平均动能的标志，故分子热运动的平均动能不变，但不是每个分子的动能都不变，所以A错误，B正确；温度不变，体积增大，根据C，则压强p减小，以活塞为研究对象，根据平衡条件有p0SpSF，得Fp0SpS，压强p减小，则F增大，C正确；理想气体的内能只与温度有关，温度不变，则内能不变，故D错误5某同学将一气球打好气后，不小心碰到一个尖利物体而迅速破裂，则在气球破裂过程中()A气体对外界做功，温度降低B外界对气体做功，内能增大C气体内能不变，体积增大D气体压强减小，温度升高答案：A解析：在气球破裂过程中，体积增大，对外做功，由于气球破裂过程的时间比较短，气体来不及吸收热量，根据热力学第一定律UWQ可知，气体的内能减小，温度降低，根据理想气体状态方程可知气体压强减小6.(多选)如图所示，汽缸和活塞与外界均无热交换，中间有一个固定的导热性良好的隔板，封闭着两部分气体A和B，活塞处于静止平衡状态现通过电热丝对气体A加热一段时间，后来活塞达到新的平衡，不计气体分子势能，不计活塞与汽缸壁间的摩擦，大气压强保持不变，则下列判断正确的是()A气体A吸热，内能增加B气体B吸热，对外做功，内能不变C气体A分子的平均动能增大D气体A和气体B内每个分子的动能都增大E气体B分子单位时间内对器壁单位面积碰撞总次数减少答案：ACE解析：A气体经历等容变化，W0，而吸收热量，由UWQ知，内能增加，A正确；B气体经历等压变化，W0，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.11.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？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.12.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？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.