高考物理一輪復(fù)習(xí) 課時跟蹤檢測（四十二）熱力學(xué)定律-人教版高三物理試題

課時跟蹤檢測（四十二）熱力學(xué)定律對點訓(xùn)練：熱力學(xué)第一定律1．(2015·北京高考)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ΔU＝Q＋W)可知，做功和熱傳遞都可以改變物體的內(nèi)能，當(dāng)外界對物體做的功大于物體放出的熱量或物體吸收的熱量大于物體對外界做的功時，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，內(nèi)能減小，選項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．壓強增大，內(nèi)能減小B．吸收熱量，內(nèi)能增大C．壓強減小，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溫度是分子平均動能的宏觀標(biāo)志，故天然氣的溫度升高過程中，分子平均動能增大，又天然氣可視為理想氣體，不需要考慮分子勢能，而氣體質(zhì)量不變，儲氣罐內(nèi)天然氣分子數(shù)不變，所以氣體分子總動能增大，故內(nèi)能增大，A、D項錯；由熱力學(xué)第一定律可知，氣體體積不變，內(nèi)能增大，則一定從外界吸收熱量，B項對；天然氣體積不變，隨溫度升高，氣體壓強增大，C項錯。3．(2018·常州質(zhì)檢)如圖是某噴水壺示意圖。未噴水時閥門K閉合，壓下壓桿A可向瓶內(nèi)儲氣室充氣；多次充氣后按下按柄B打開閥門K，水會自動經(jīng)導(dǎo)管從噴嘴處噴出。儲氣室內(nèi)氣體可視為理想氣體，充氣和噴水過程溫度保持不變，則()A．充氣過程中，儲氣室內(nèi)氣體內(nèi)能增大B．充氣過程中，儲氣室內(nèi)氣體分子平均動能增大C．噴水過程中，儲氣室內(nèi)氣體放熱D．噴水過程中，儲氣室內(nèi)氣體壓強增大解析：選A充氣過程中，儲氣室內(nèi)氣體的質(zhì)量增加，氣體的溫度不變，故氣體的平均動能不變，氣體內(nèi)能增大，選項A正確，B錯誤；噴水過程中，氣體對外做功，體積增大，而氣體溫度不變，則氣體吸熱，所以氣體壓強減小，選項C、D錯誤。對點訓(xùn)練：熱力學(xué)第二定律4．(2018·南通期末)關(guān)于兩類永動機和熱力學(xué)的兩個定律，下列說法正確的是()A．第二類永動機不可能制成是因為違反了熱力學(xué)第一定律B．第一類永動機不可能制成是因為違反了熱力學(xué)第二定律C．由熱力學(xué)第一定律可知做功不一定改變內(nèi)能，熱傳遞也不一定改變內(nèi)能，但同時做功和熱傳遞一定會改變內(nèi)能D．由熱力學(xué)第二定律可知熱量從低溫物體傳向高溫物體是可能的，從單一熱源吸收熱量，完全變成功也是可能的解析：選D第二類永動機不違反能量守恒定律，違反了熱力學(xué)第二定律，A錯誤；第一類永動機不可能制成是因為違反了熱力學(xué)第一定律，B錯誤；改變內(nèi)能的方式有做功和熱傳遞，二者在內(nèi)能的改變上是一樣的，若對外做功的同時吸收熱量，內(nèi)能可能不變，C錯誤；由熱力學(xué)第二定律可知熱量從低溫物體傳向高溫物體是可能的，從單一熱源吸收熱量，完全變成功也是可能的，要產(chǎn)生其它影響，D正確。5．(2018·蘇州期末)下列說法正確的是()A．隨著科技的發(fā)展，永動機是可能制成的B．太陽照射到地球上的光能轉(zhuǎn)化成了其他形式的能量，但照射到宇宙空間的能量都消失了C．“既要馬兒跑，又讓馬兒不吃草”違背了能量轉(zhuǎn)化和守恒定律，因而是不可能的D．有種“全自動”手表，不用上發(fā)條，也不用任何形式的電源，卻能一直走動，說明能量是可能憑空產(chǎn)生的解析：選C永動機違背了能量守恒定律，或違背熱力學(xué)第一定律，故永遠無法制成，故A錯誤；太陽照射到宇宙空間的能量均能轉(zhuǎn)化成了其他形式的能量，故B錯誤；馬兒奔跑時同樣需要消耗能量，故“既要馬兒跑，又讓馬兒不吃草”違背了能量轉(zhuǎn)化和守恒定律，因而是不可能的，故C正確；不用上發(fā)條，也不用任何形式的電源，卻能一直走動的“全自動”手表是因為手臂的擺動給它提供能量，它不違背能量守恒定律，故D錯誤。6．(2018·宿遷期末)熱現(xiàn)象過程中不可避免地出現(xiàn)能量耗散現(xiàn)象，所謂能量耗散是指在能量轉(zhuǎn)化過程中無法把流散的能量重新收集加以利用。關(guān)于能量耗散，下列說法不正確的是()A．能量耗散過程中仍遵從能量守恒定律B．能量耗散表明要節(jié)約能源C．能量耗散說明能量的轉(zhuǎn)化有方向性D．能量耗散說明能量在數(shù)量上逐漸減少解析：選D能量耗散的過程是能量向品質(zhì)低的大氣內(nèi)能轉(zhuǎn)變過程，但是總的能量是守恒的，能量不能憑空產(chǎn)生，也不能憑空消失，故A正確，D錯誤；能量耗散說明能源使用后品質(zhì)降低，故表明要節(jié)約能源，故B正確；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，故C正確。7．(2018·郟縣期末)下列說法正確的是()A．懸浮在液體中的固體微粒越小，布朗運動就越明顯B．分子間的引力隨分子間距離的增大而增大，分子間的斥力隨分子間距離的增大而減小C．根據(jù)熱力學(xué)第二定律可知，熱量不可能從低溫物體傳到高溫物體D．氣體對器壁的壓強是大量分子作用在器壁單位面積上的平均作用力解析：選A布朗運動的激烈程度與溫度的高低和固體顆粒的大小有關(guān)，懸浮在液體中的固體微粒越小，布朗運動就越明顯，故A正確；分子間引力和斥力都隨分子間距離的增大而減小，故B錯誤；根據(jù)熱力學(xué)第二定律可知，熱量不可能從低溫物體傳到高溫物體而不引起其他的變化，但在外界影響下熱量也能從低溫物體傳到高溫物體，故C錯誤；氣體對器壁的壓強大小等于大量分子作用在器壁單位面積上的平均作用力，但壓強與壓力是兩個不同的概念，故D錯誤。對點訓(xùn)練：氣體實驗定律與熱力學(xué)第一定律的綜合8．[多選](2015·廣東高考)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，在水加熱升溫的過程中，被封閉的空氣()A．內(nèi)能增大B．壓強增大C．分子間引力和斥力都減小D．所有分子運動速率都增大解析：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)eq\f(p,T)＝C知，氣體的壓強增大，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，分子熱運動的平均速率增大，但并不是所有分子運動的速率都增大，選項D錯誤。9.[多選]如圖所示，汽缸和活塞與外界均無熱交換，中間有一個固定的導(dǎo)熱性良好的隔板，封閉著兩部分氣體A和B，活塞處于靜止平衡狀態(tài)。現(xiàn)通過電熱絲對氣體A加熱一段時間，后來活塞達到新的平衡，不計氣體分子勢能，不計活塞與汽缸壁間的摩擦，大氣壓強保持不變，則下列判斷正確的是()A．氣體A吸熱，內(nèi)能增加B．氣體B吸熱，對外做功，內(nèi)能不變C．氣體A分子的平均動能增大D．氣體A和氣體B內(nèi)每個分子的動能都增大解析：選AC氣體A進行等容變化，則W＝0，根據(jù)ΔU＝W＋Q可知氣體A吸收熱量，內(nèi)能增加，溫度升高，氣體A分子的平均動能變大，但是不是每個分子的動能都增加，選項A、C正確，D錯誤；因為中間是導(dǎo)熱隔板，所以氣體B吸收熱量，溫度升高，內(nèi)能增加；又因為壓強不變，故體積變大，氣體對外做功，選項B錯誤。10.一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷如圖所示的一系列過程，ab、bc、cd和da這四段過程在p-T圖上都是直線段，ab和dc的延長線通過坐標(biāo)原點O，bc垂直于ab，ad平行于縱軸，由圖可以判斷()A．a(chǎn)b過程中氣體體積不斷減小，外界對氣體做正功，氣體內(nèi)能減小B．bc過程中氣體體積不斷減小，外界對氣體做正功，氣體內(nèi)能不變C．cd過程中氣體體積不斷增大，氣體對外界做正功，氣體內(nèi)能增加D．da過程中氣體體積不斷增大，氣體對外界做正功，氣體內(nèi)能不變解析：選D根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程eq\f(pV,T)＝C分析可知，在p-T圖像中，圖線上各點與坐標(biāo)原點的連線斜率代表體積，斜率越大體積越?。籥b為過坐標(biāo)原點的一條傾斜直線，a到b為等容過程，即Va＝Vb，外界對氣體不做功，溫度降低，氣體內(nèi)能減小，故A錯誤；b到c圖線上各點與坐標(biāo)原點的連線斜率越來越大，體積越來越小，即Vb＞Vc，外界對氣體做正功，b到c溫度降低，內(nèi)能減小，故B錯誤；c到d圖線為過坐標(biāo)原點的一條直線，直線斜率不變，體積不變，氣體對外界不做功，溫度升高，氣體的內(nèi)能增加，故C錯誤；d到a圖線上各點與坐標(biāo)原點的連線斜率越來越小，體積越來越大，即Vd＜Va，氣體對外界做正功，溫度不變，內(nèi)能不變，故D正確。11.(2018·南通模擬)一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷了如圖所示的ABCDA循環(huán)，p1、p2、V1、V2均為已知量。已知A狀態(tài)的溫度為T0，求：(1)C狀態(tài)的溫度T；(2)完成一個循環(huán)，氣體與外界熱交換的熱量Q。解析：(1)設(shè)狀態(tài)D的溫度為TDC到D過程由查理定律：eq\f(p2,T)＝eq\f(p1,TD)；D到A過程由蓋－呂薩克定律：eq\f(V2,TD)＝eq\f(V1,T0)解得T＝eq\f(p2V2,p1V1)T0。(直接用氣態(tài)方程求解同樣給分)(2)由C到D過程與由A到B過程氣體體積不變，氣體不做功，從B到C過程氣體對外做功：WBC＝－p2(V2－V1)從D到A過程外界對氣體做功：WDA＝p1(V2－V1)全過程有W＝WBC＋WDA＝(p1－p2)(V2－V1)由熱力學(xué)第一定律ΔU＝Q＋W＝0解得Q＝(p2－p1)(V2－V1)＞0，氣體吸熱。答案：(1)T＝eq\f(p2V2,p1V1)T0(2)Q＝(p2－p1)(V2－V1)12.(2018·揚州七校聯(lián)考)在如圖所示的坐標(biāo)系中，一定質(zhì)量的某種理想氣體先后發(fā)生以下兩種狀態(tài)變化過程：第一種變化是從狀態(tài)A到狀態(tài)B，外界對該氣體做功為6J；第二種變化是從狀態(tài)A到狀態(tài)C，該氣體從外界吸收的熱量為9J。圖線AC的反向延長線過坐標(biāo)原點O，B、C兩狀態(tài)的溫度相同，理想氣體的分子勢能為零。求：(1)從狀態(tài)A到狀態(tài)C的過程，該氣體對外界做的功W1和其內(nèi)能的增量ΔU1；(2)從狀態(tài)A到狀態(tài)B的過程，該氣體內(nèi)能的增量ΔU2及其從外界吸收的熱量Q2。解析：(1)從狀態(tài)A到狀態(tài)C過程，氣體發(fā)生等容變化，該氣體對外界做功W1＝0根據(jù)熱力學(xué)第一定律有ΔU1＝W1＋Q1，內(nèi)能的增量ΔU1＝Q1＝9J。(2)從狀態(tài)A到狀態(tài)B過程，體積減小，溫度升高，該氣體內(nèi)能的增量ΔU2＝ΔU1＝9J根據(jù)熱力學(xué)第一定律有ΔU2＝W2＋Q2從外界吸收的熱量Q2＝ΔU2－W2＝3J。答案：(1)W1＝0ΔU1＝9J(2)ΔU2＝9JQ2＝3J13.如圖所示，一圓柱形絕熱汽缸豎直放置，通過絕熱活塞封閉著一定質(zhì)量的理想氣體。活塞的質(zhì)量為m，橫截面積為S，與容器底部相距為h，此時封閉氣體的溫度為T1。現(xiàn)通過電熱絲緩慢加熱氣體，當(dāng)氣體吸收熱量Q時，氣體溫度上升到T2。已知大氣壓強為p0，重力加速度為g，不計活塞與汽缸的摩擦，求：(1)活塞上升的高度