2022版高考物理一輪復(fù)習(xí) 第十二章 熱學(xué) 第3講 熱力學(xué)定律與能量守恒定律練習(xí)新人教版

1、2022版高考物理一輪復(fù)習(xí) 第十二章 熱學(xué) 第3講 熱力學(xué)定律與能量守恒定律練習(xí)新人教版2022版高考物理一輪復(fù)習(xí) 第十二章 熱學(xué) 第3講 熱力學(xué)定律與能量守恒定律練習(xí)新人教版年級(jí)：姓名：- 7 -第3講熱力學(xué)定律與能量守恒定律一、選擇題(本題共8小題，13題為單選，48題為多選)1下列敘述，正確的是(c)a氣體吸熱后溫度一定升高b熱量不可能從低溫物體傳到高溫物體c能量耗散是從能量轉(zhuǎn)化的角度反映出自然界中的宏觀過程具有方向性d物體從單一熱源吸收的熱量在不引起外界變化的情況下可全部用于做功解析根據(jù)熱力學(xué)第一定律uqw，氣體吸熱后如果對(duì)外做功，則溫度不一定升高，a錯(cuò)誤；根據(jù)熱力學(xué)第二定律，熱量不可

2、能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體，但在引起外界變化的情形下，可以從低溫物體傳到高溫物體，b錯(cuò)誤；能量耗散是從能量轉(zhuǎn)化的角度反映出自然界中的宏觀過程具有方向性，c正確；根據(jù)熱力學(xué)第二定律，物體從單一熱源吸收的熱量在不引起外界變化的情況下，不可能使之完全變成功，d錯(cuò)誤。2(2020北京房山區(qū)期末)下列熱現(xiàn)象說法正確的是(a)a物體的溫度越高，說明物體分子的平均動(dòng)能越大b波濤洶涌的海水上下翻騰，說明水分子熱運(yùn)動(dòng)劇烈c水凝結(jié)成冰，說明水分子的熱運(yùn)動(dòng)已停止d空調(diào)制冷時(shí)，將熱量從低溫室內(nèi)傳到高溫室外，說明熱傳遞是隨意的，不具有方向性解析本題考查熱運(yùn)動(dòng)的基本概念、熱力學(xué)第二定律等。溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，物

3、體的溫度越高，說明物體分子的平均動(dòng)能越大，選項(xiàng)a正確；液體上下翻滾是宏觀運(yùn)動(dòng)，而分子熱運(yùn)動(dòng)是微觀運(yùn)動(dòng)，二者不是一回事，選項(xiàng)b錯(cuò)誤；由于分子熱運(yùn)動(dòng)永不停息，水凝結(jié)成冰，但分子熱運(yùn)動(dòng)沒有停止，選項(xiàng)c錯(cuò)誤；空調(diào)制冷時(shí)，雖然能夠把熱量從低溫環(huán)境轉(zhuǎn)移到高溫環(huán)境，但這一過程必需消耗電能，這說明熱量轉(zhuǎn)移是有方向性的，選項(xiàng)d錯(cuò)誤。3(2021福建漳州調(diào)研)如圖，汽缸內(nèi)活塞左邊封閉著一定量的可視為理想氣體的空氣，壓強(qiáng)和大氣壓相同。把汽缸和活塞固定，使汽缸內(nèi)空氣升高一定的溫度，空氣吸收的熱量q1。如果讓活塞可以自由滑動(dòng)(活塞與汽缸間無摩擦、不漏氣)，也使汽缸內(nèi)空氣溫度升高相同溫度，其吸收的熱量為q2，則q1和q2

4、的大小關(guān)系是(c)aq1q2bq1q2cq1q2d不能確定解析本題考查熱力學(xué)第一定律。對(duì)一定量的理想氣體內(nèi)能由溫度決定，兩種情況下氣體溫度變化情況相同，氣體內(nèi)能變化量相等，即u1u2u；第一種情況，汽缸與活塞都固定不動(dòng)，氣體體積不變，氣體不做功，w10，第二種情況，活塞自由移動(dòng)，氣體體積增大，氣體對(duì)外做功，w2uq1，選項(xiàng)c正確。4下列關(guān)于第二類永動(dòng)機(jī)說法正確的是(ace)a第二類永動(dòng)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(dòng)機(jī)違反了能量守恒定律，所以不可能制成c第二類永動(dòng)機(jī)違背了熱力學(xué)第二定律，所以不可能制成d隨著科技的發(fā)展，第

5、二類永動(dòng)機(jī)有可能制成e第二類永動(dòng)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由第二類永動(dòng)機(jī)的定義知，a正確；第二類永動(dòng)機(jī)違反了熱力學(xué)第二定律，b，d錯(cuò)誤，c正確；由熱力學(xué)第二定律知，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，e正確。5(2021福建莆田一中模擬)下列說法正確的是(ade)a熵較大的宏觀狀態(tài)就是無序程度較大的宏觀狀態(tài)b內(nèi)能可以全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能而不引起其他變化c根據(jù)熱力學(xué)第二定律可知，各種形式的能可以相互轉(zhuǎn)化d外界對(duì)物體做功，同時(shí)物體向外界放出熱量，物體的內(nèi)能可能不變e氣體向真空的自由膨脹是不可逆的解

6、析本題考查對(duì)熱力學(xué)第一、第二定律的理解。根據(jù)熵的定義，熵較大的宏觀狀態(tài)就是無序程度較大的宏觀狀態(tài)，選項(xiàng)a正確；根據(jù)熱力學(xué)第二定律可知，內(nèi)能不可以全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能而不引起其他變化，選項(xiàng)b錯(cuò)誤；根據(jù)能量守恒定律可知，各種形式的能可以相互轉(zhuǎn)化而熱力學(xué)第二定律是反映宏觀自然的過程都具有方向性的定律，選項(xiàng)c錯(cuò)誤；根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知，若外界對(duì)物體做功的大小等于物體向外界放出熱量的大小，物體的內(nèi)能不變，選項(xiàng)d正確；根據(jù)熵增加原理，氣體向真空的自由膨脹是不可逆的，選項(xiàng)e正確。6(2020廣東興寧一中月考)關(guān)于氣體的內(nèi)能和熱力學(xué)定律，下列說法正確的是(acd)a對(duì)氣體做功可以改變其內(nèi)能b質(zhì)量和溫度都相同的氣

7、體，內(nèi)能一定相同c一定質(zhì)量的理想氣體在等壓膨脹過程中，內(nèi)能一定增加d一定質(zhì)量的理想氣體溫度越高，氣體分子運(yùn)動(dòng)越劇烈，氣體內(nèi)能越大e隨著低溫技術(shù)的發(fā)展，我們可以使溫度逐漸降低，并達(dá)到絕對(duì)零度，最終實(shí)現(xiàn)熱機(jī)效率100%解析本題考查熱力學(xué)定律與氣體實(shí)驗(yàn)定律結(jié)合。做功和熱傳遞都能改變物體的內(nèi)能，所以對(duì)氣體做功可以改變其內(nèi)能，故a正確；質(zhì)量和溫度都相同的氣體，內(nèi)能不一定相同，內(nèi)能還與氣體的種類、物質(zhì)的量有關(guān)，故b錯(cuò)誤；由蓋一呂薩克定律可知，一定質(zhì)量的理想氣體在等壓膨脹過程中氣體溫度升高，氣體內(nèi)能增加，故c正確；一定質(zhì)量的理想氣體溫度越高，氣體分子運(yùn)動(dòng)越劇烈，氣體內(nèi)能只與溫度有關(guān)，故溫度越高，其內(nèi)能越大，

8、故d正確；絕對(duì)零度不可能達(dá)到，故e錯(cuò)誤。7(2020廣東汕頭一模)如圖是某種噴霧器示意圖，在貯液筒內(nèi)裝入一些藥液后將密封蓋蓋好。多次拉壓活塞充氣，然后打開噴嘴開關(guān)，活塞位置不再改變，藥液可以持續(xù)地噴出，貯液筒內(nèi)的空氣可視為理想氣體，若充氣和噴液過程筒內(nèi)的空氣溫度不變，下列說法正確的是(ade)a充氣過程中，貯液筒內(nèi)的氣體內(nèi)能增大b充氣過程中，貯液筒內(nèi)氣體分子的平均動(dòng)能增大c充氣過程中，貯液筒內(nèi)的氣體壓強(qiáng)增大，體積也變大d噴液過程中，貯液筒內(nèi)的氣體吸收的熱量全部用來對(duì)外做功e噴液過程中，貯液筒內(nèi)的氣體壓強(qiáng)減小，氣體內(nèi)能不變解析本題考查了氣體的等溫變化過程。充氣過程筒內(nèi)的空氣溫度視為不變，則分子的

9、平均動(dòng)能不變，故b錯(cuò)誤；充氣的過程中分子的總個(gè)數(shù)增加，則內(nèi)能增加，故a正確；充氣的過程中筒內(nèi)氣體的壓強(qiáng)增大，體積不變，故c錯(cuò)誤；噴液過程中筒內(nèi)的空氣溫度視為不變，則分子的平均動(dòng)能不變，氣體的內(nèi)能也不變，藥液噴出，氣體體積增大，對(duì)外做功，氣體內(nèi)能不變，由熱力學(xué)第一定律可知貯液筒內(nèi)氣體吸收的熱量全部用來對(duì)外做功，根據(jù)狀態(tài)方程c，溫度不變，體積增大，壓強(qiáng)減小，故de正確。8(2021福建莆田月考)如圖，一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)a出發(fā)，經(jīng)過等容過程ab到達(dá)狀態(tài)b，再經(jīng)過等溫過程bc到達(dá)狀態(tài)c，最后經(jīng)等壓過程ca回到狀態(tài)a。下列說法正確的是(abd)a在過程ab中氣體的內(nèi)能增加b在過程ca中外界對(duì)氣體做

10、功c在過程ab中氣體對(duì)外界做功d在過程bc中氣體從外界吸收熱量e在過程ca中氣體從外界吸收熱量解析ab過程，氣體壓強(qiáng)增大，體積不變，則溫度升高，內(nèi)能增加，a項(xiàng)正確；ab過程發(fā)生等容變化，氣體對(duì)外界不做功，c項(xiàng)錯(cuò)誤；一定質(zhì)量的理想氣體內(nèi)能僅由溫度決定，bc過程發(fā)生等溫變化，內(nèi)能不變，bc過程，氣體體積增大，氣體對(duì)外界做正功，根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知?dú)怏w從外界吸熱，d項(xiàng)正確；ca過程發(fā)生等壓變化，氣體體積減小，外界對(duì)氣體做正功，b項(xiàng)正確；ca過程，氣體溫度降低，內(nèi)能減小，外界對(duì)氣體做正功，根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知?dú)怏w向外界放熱，e項(xiàng)錯(cuò)誤。二、非選擇題9(2021西南名校聯(lián)盟月考)一定質(zhì)量的理想氣體由c

11、經(jīng)狀態(tài)b變化到狀態(tài)a的pv圖像如圖所示。(1)若已知在狀態(tài)c時(shí)，理想氣體的溫度為127，求處于狀態(tài)b時(shí)氣體的攝氏溫度；(2)從狀態(tài)c變化到狀態(tài)a氣體是吸熱還是放熱？并求出吸收或放出的熱量的數(shù)值。(已知1 atm1105 pa)答案(1)627(2)放熱900 j解析本題通過pv圖像考查氣體實(shí)驗(yàn)定律與熱力學(xué)定律。(1)b到c過程由理想氣體狀態(tài)方程得，解得tb900 k，所以tb627。(2)由c可知狀態(tài)a、c溫度相同，c到a，氣體等溫壓縮，u0，w0，由uwq知q0，所以從c到a過程放熱，由熱力學(xué)第一定律有qw，而w等于pv圖線與v軸圍成的面積，則w(31)1105103 j(34)110521

12、03 j900 j。10(2020黑龍江遜克一中初考)如圖所示是一種平板型太陽能空氣集熱器，底面及側(cè)面為隔熱材料，底部有吸熱板，頂面為透明蓋板，太陽輻射穿過透明蓋板后，投射在吸熱板上轉(zhuǎn)化成熱能使內(nèi)部空氣的溫度升高。集熱器容積為v0，開始時(shí)內(nèi)部封閉氣體的壓強(qiáng)為p0。經(jīng)過太陽曝曬，氣體溫度由t027 升至t187 。(1)求此時(shí)氣體的壓強(qiáng)；(2)保持t1不變，緩慢抽出部分氣體，使氣體壓強(qiáng)再變回到p0，求集熱器內(nèi)剩余氣體的質(zhì)量與原來總質(zhì)量的比值；(3)判斷在抽氣過程中剩余氣體是吸熱還是放熱，并簡(jiǎn)述原因。答案(1)1.2p0(2)(3)吸熱，見解析解析本題考查用氣體實(shí)驗(yàn)定律與熱力學(xué)定律解決實(shí)際問題。(

13、1)設(shè)升溫后氣體的壓強(qiáng)為p1，該過程氣體做等容變化，由查理定律得，解得p11.2p0；(2)抽氣過程可等效為等溫膨脹過程，設(shè)膨脹后氣體的總體積為v，由玻意耳定律有p1v0p0v，聯(lián)立解得v1.2v0；設(shè)剩余氣體的質(zhì)量與原來總質(zhì)量的比值為k，則k，聯(lián)立解得k；(3)吸熱。因?yàn)槌闅膺^程中剩余氣體溫度不變，故內(nèi)能不變，氣體等溫膨脹對(duì)外做功，所以根據(jù)熱力學(xué)第一定律uqw可知剩余氣體要吸熱。11(2021河北衡水中學(xué)月考)如圖所示，厚度和質(zhì)量不計(jì)、橫截面積為s10 cm2的絕熱汽缸倒扣在水平桌面上，汽缸內(nèi)有一絕熱的“t”形活塞固定在桌面上，活塞與汽缸封閉一定質(zhì)量的理想氣體，開始時(shí)，氣體的溫度為t0300 k，壓強(qiáng)為p0.5105 pa，活塞與汽缸底的距離為h10 cm，活塞與汽缸間無摩擦且不漏氣，大氣壓強(qiáng)為p01.0105 pa。求：(1)此時(shí)桌面對(duì)汽缸的作用力大小fn；(2)現(xiàn)通過電熱絲給氣體緩慢加熱到t，此過程中氣體吸收熱量為q7 j，內(nèi)能增加了u5 j，整個(gè)過程活塞