2020版高考大一輪復(fù)習(xí)：第13章6第3節(jié)熱力學(xué)定律與能量守恒

1、（建議用時：40 分鐘）一、選擇題1 根據(jù)你學(xué)過的熱學(xué)中的有關(guān)知識，判斷下列說法中正確的是（）A. 機(jī)械能可以全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能B. 凡與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀過程都具有方向性，在熱傳遞中，熱量只能從高溫物體傳遞給低溫物體， 而不能從低溫物體傳遞給高溫物體C. 制冷機(jī)在制冷過程中，從室內(nèi)吸收的熱量少于向室外放出的熱量D. 第一類永動機(jī)違背能量守恒定律，第二類永動機(jī)不違背能量守恒定律，隨著科技的進(jìn)步和發(fā)展， 第二類永動機(jī)可以制造出來解析：選 AC.機(jī)械能可以全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，而內(nèi)能在引起其他變化時也可以全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，A 正確；凡與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀過程都具有方向性，在熱傳遞中，熱量可以自發(fā)地從高溫物體傳遞

2、給低溫物體，也能從低溫物體傳遞給高溫物體，但必須借助外界的幫助，B 錯誤；由能量守恒知，制冷過程中，從室內(nèi)吸收的熱量與壓縮機(jī)做的功之和等于向室外放出的熱量，故C 正確；第一類永動機(jī)違背能量守恒定律，第二類永動機(jī)不違背能量守恒定律，而是違背了熱力學(xué)第二定律，第二類永動機(jī)不可能制造出來，D 錯誤.2 重慶出租車常以天然氣作為燃料，加氣站儲氣罐中天然氣的溫度隨氣溫升高的過程中，若儲氣罐內(nèi)氣體體積及質(zhì)量均不變，則罐內(nèi)氣體（可視為理想氣體）（）A. 壓強(qiáng)增大，內(nèi)能減小B. 吸收熱量，內(nèi)能增大C. 壓強(qiáng)減小，分子平均動能增大D. 對外做功，分子平均動能減小解析：選 B.儲氣罐內(nèi)氣體體積及質(zhì)量均不變，溫度升

3、高，氣體從外界吸收熱量，分子平均動能增大，內(nèi)能增大，壓強(qiáng)變大因氣體體積不變，故外界對氣體不做功，只有B 正確.3 景頗族的祖先發(fā)明的點火器如圖所示，用牛角做套筒，木制推桿前端粘著艾絨猛推推桿，艾絨即可點燃對筒內(nèi)封閉的氣體，在此壓縮過程中（）A. 氣體溫度升高，壓強(qiáng)不變B. 氣體溫度升高，壓強(qiáng)變大C. 外界對氣體做正功，氣體內(nèi)能增加D. 外界對氣體做正功，氣體內(nèi)能減少*3 甌促宇彈菇捋能力提升C 正確，AD 錯誤，氣體吸收艾絨放出的熱量，內(nèi)能增加,E 正確.E. 艾絨燃燒，放出熱量，氣體內(nèi)能增加解析：選 BCE 壓縮氣體時，外界對氣體做功，內(nèi)能增加，溫度升高，體積變小，壓強(qiáng)增大，所以B、C 正確

4、，AD 錯誤，氣體吸收艾絨放出的熱量，內(nèi)能增加,E 正確.4 .下列說法中正確的是（）A. 懸浮在液體中的固體顆粒越小，布朗運(yùn)動就越明顯B. 用氣筒給自行車打氣，越打越費(fèi)勁，說明氣體分子之間的分子力表現(xiàn)為斥力C. 當(dāng)分子力表現(xiàn)為引力時，分子力和分子勢能總是隨分子間距離的增大而減小D. 定質(zhì)量的理想氣體，溫度升高，體積減小，則單位時間內(nèi)撞擊到器壁單位面積上的氣體分子數(shù) 增加E.內(nèi)能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的熱機(jī)是不可能制成的解析：選 ADE.懸浮在液體中的固體小顆粒越小，在某一瞬間跟它相撞的液體分子數(shù)就越少，撞擊作用的不平衡性就表現(xiàn)得越明顯，因而布朗運(yùn)動就越明顯，選項A 正確；用氣筒給自行車打氣，越打越

5、費(fèi)勁，不能說明氣體分子之間的分子力表現(xiàn)為斥力，選項B 錯誤；當(dāng)分子之間表現(xiàn)為引力時，分子勢能隨著分子之間距離的增大而增大，選項C 錯誤；一定質(zhì)量的理想氣體，溫度升高，體積減小時，單位時間內(nèi)撞擊到器壁單位面積上的氣體分子數(shù)增加，所以其壓強(qiáng)增大，選項D 正確；熱力學(xué)第二定律指出，任何熱機(jī)的效率都不可能達(dá)到 100%選項 E 正確.5 .如圖為某實驗器材的結(jié)構(gòu)示意圖，金屬內(nèi)筒和隔熱外筒間封閉了一定體積的空氣，內(nèi)筒中有水，A. 內(nèi)能增大B. 壓強(qiáng)增大C. 分子間引力和斥力都減小D. 所有分子運(yùn)動速率都增大解析：選 AB.在水加熱升溫的過程中，封閉氣體的溫度升高，內(nèi)能增大，選項A 正確；根據(jù) T= C

6、知,氣體的壓強(qiáng)增大，選項 B 正確；氣體的體積不變，氣體分子間的距離不變，分子間的引力和斥力不變，選項 C 錯誤；溫度升高，分子熱運(yùn)動的平均速率增大，但并不是所有分子運(yùn)動的速率都增大，選項D 錯誤.6. （2019 東北三省四市協(xié)作體聯(lián)考）如圖所示，一絕熱容器被隔板K 隔開成 a、b 兩部分.已知 a 內(nèi)有一定量的稀薄氣體，b 內(nèi)為真空.抽開隔板 K 后，a 內(nèi)氣體進(jìn)入 b,最終達(dá)到平衡狀態(tài).在此過程中（）在水加熱升溫的過程中，被封閉的空氣C 正確，AD 錯誤，氣體吸收艾絨放出的熱量，內(nèi)能增加,E 正確.A.氣體對外界做功，內(nèi)能減少B. 氣體不做功，內(nèi)能不變C. 氣體壓強(qiáng)變小，溫度降低D. 氣

7、體壓強(qiáng)變小，溫度不變E. 單位時間內(nèi)和容器壁碰撞的分子數(shù)目減少解析：選 BDE.a 內(nèi)氣體向真空膨脹，不對外界做功，故A 錯誤；又因容器絕熱， Q= 0,由熱力學(xué)第一定律知， U= 0,故 B 正確；由玻意耳定律知壓強(qiáng)減??；稀薄氣體可看做理想氣體，內(nèi)能不變，則溫度不 變，C 錯誤，D、E 正確.7 .下列說法正確的是（）A. 物體放出熱量，其內(nèi)能一定減小B. 物體對外做功，其內(nèi)能一定減小C. 物體吸收熱量，同時對外做功，其內(nèi)能可能增加D. 物體放出熱量，同時對外做功，其內(nèi)能可能不變解析：選 C.根據(jù)熱力學(xué)第一定律（公式 U= Q+ W 可知，做功和熱傳遞都可以改變物體的內(nèi)能，當(dāng)外 界對物體做的

8、功大于物體放出的熱量或物體吸收的熱量大于物體對外做的功時，物體的內(nèi)能增加，選項 A、B 錯誤，選項 C 正確；物體放出熱量同時對外做功，則Q+ W 0,即吸收熱量，故 B、D 正確；由于溫度保持不變，故分子平均動能不變，氣體做等溫膨脹，由pV= C 知，壓強(qiáng)變小，故 E 正確.10. 一定量的理想氣體從狀態(tài) a 開始，經(jīng)歷三個過程 ab、be、ca 回到原狀態(tài)，其 p T 圖象如圖所示.下 列判斷正確的是（）A. 過程 ab 中氣體一定吸熱B. 過程 be 中氣體既不吸熱也不放熱C. 過程 ca 中外界對氣體所做的功等于氣體所放的熱D. a、b 和 c 三個狀態(tài)中，狀態(tài) a 分子的平均動能最小

9、E. b 和 c 兩個狀態(tài)中，容器壁單位面積單位時間內(nèi)受到氣體分子撞擊的次數(shù)不同解析：選 ADE由 p T 圖象可知過程 ab 是等容變化，溫度升高，內(nèi)能增加，體積不變，由熱力學(xué)第一 定律可知過程 ab 中氣體一定吸熱，選項 A 正確；過程 bc 中溫度不變，即內(nèi)能不變，由于過程bc 體積增大，所以氣體對外做功，由熱力學(xué)第一定律可知，氣體一定吸收熱量，選項B 錯誤；過程 ca 中壓強(qiáng)不變，溫度降低，內(nèi)能減少，體積減小，外界對氣體做功，由熱力學(xué)第一定律可知，放出的熱量一定大于外界對 氣體做的功，選項 C 錯誤；溫度是分子平均動能的標(biāo)志，由p T 圖象可知，a 狀態(tài)氣體溫度最低，則分子平均動能最小

10、，選項 D 正確；b、c 兩狀態(tài)溫度相等，分子平均動能相等，由于壓強(qiáng)不相等，所以單位面積 單位時間內(nèi)受到氣體分子撞擊的次數(shù)不同，選項E 正確.二、非選擇題11. 一定質(zhì)量的理想氣體，狀態(tài)從ATBTCDA 的變化過程可用如圖所示的 p V 圖描述，圖中 pi、 P2、VV2和 V3為已知量.VPl:t*M0比 9% v氣體狀態(tài)從 A 到 B 是_ 過程（選填“等容” “等壓”或“等溫”）；（2）_ 狀態(tài)從 B 到 C 的變化過程中，氣體的溫度 （ 選 填“升高” “不變”或“降低”）；（3）_狀態(tài)從 C 到 D 的變化過程中，氣體（選填“吸熱”或“放熱”）；（4）_ 狀態(tài)從ATBTCTD的變化過

11、程中，氣體對外界所做的總功為 _.解析：（1）ATB,對應(yīng)壓強(qiáng)值恒為P2,即為等壓過程.pV（2）BTC,由 亍=恒量，V 不變，p 減小，T 降低.(3) C f D,由=恒量，p 不變，V 減小，可知 T 降低.外界對氣體做功，內(nèi)能減小，由 U= Wb Q 可知 CfD過程放熱.(4) AfB,氣體對外界做功WB=p2(V3 Vi)BfC, V 不變，氣體不做功CfD, V 減小，外界對氣體做功 WC尸pi(V3 V2)狀態(tài)從 AfBfCfD的變化過程中，氣體對外界做的總功W=Wfe+ WBc+VWD=p2(V3 Vi) pi(V3 V2).答案：等壓(2)降低(3)放熱(4)p2(V3 Vi) pi(V3 V2)12.我國“蛟龍”號深海探測船載人下潛超過七千米，再創(chuàng)載人深潛新紀(jì)錄.在某次深潛實驗中，“蛟龍”號探測到 990 m 深處的海水溫度為 280 K .某同學(xué)利用該數(shù)據(jù)來研究氣體狀態(tài)隨海水深度的變化.如 圖所示，導(dǎo)熱良好的汽缸內(nèi)封閉一定質(zhì)量的氣體，不計活塞的質(zhì)量和摩擦，汽缸所處海平面的溫度 )=300K,壓強(qiáng) po= 1 atm，圭寸閉氣體的體積 V0= 3 m3,如果將該汽缸下潛至990 m 深處，此過程中圭寸閉氣體可視為理想氣體.(1) 求 990 m 深處封閉氣體的體積(1 atm 相當(dāng)于 10 m 深的海水產(chǎn)生的壓強(qiáng)).(2) 下潛過程中封閉氣體 _