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

課時(shí)跟蹤檢測(cè)（四十二）熱力學(xué)定律對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練：熱力學(xué)第一定律1．(2015·北京高考)下列說(shuō)法正確的是()A．物體放出熱量，其內(nèi)能一定減小B．物體對(duì)外做功，其內(nèi)能一定減小C．物體吸收熱量，同時(shí)對(duì)外做功，其內(nèi)能可能增加D．物體放出熱量，同時(shí)對(duì)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(duì)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(duì)外界做的功時(shí)，物體的內(nèi)能增加，選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤，選項(xiàng)C正確；物體放出熱量同時(shí)對(duì)外做功，則Q＋W<0，內(nèi)能減小，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。2．重慶出租車常以天然氣作為燃料。加氣站儲(chǔ)氣罐中天然氣的溫度隨氣溫升高的過(guò)程中，若儲(chǔ)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(dòng)能增大D．對(duì)外做功，分子平均動(dòng)能減小解析：選B溫度是分子平均動(dòng)能的宏觀標(biāo)志，故天然氣的溫度升高過(guò)程中，分子平均動(dòng)能增大，又天然氣可視為理想氣體，不需要考慮分子勢(shì)能，而氣體質(zhì)量不變，儲(chǔ)氣罐內(nèi)天然氣分子數(shù)不變，所以氣體分子總動(dòng)能增大，故內(nèi)能增大，A、D項(xiàng)錯(cuò)；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(xiàng)對(duì)；天然氣體積不變，隨溫度升高，氣體壓強(qiáng)增大，C項(xiàng)錯(cuò)。3．(2018·常州質(zhì)檢)如圖是某噴水壺示意圖。未噴水時(shí)閥門K閉合，壓下壓桿A可向瓶?jī)?nèi)儲(chǔ)氣室充氣；多次充氣后按下按柄B打開(kāi)閥門K，水會(huì)自動(dòng)經(jīng)導(dǎo)管從噴嘴處噴出。儲(chǔ)氣室內(nèi)氣體可視為理想氣體，充氣和噴水過(guò)程溫度保持不變，則()A．充氣過(guò)程中，儲(chǔ)氣室內(nèi)氣體內(nèi)能增大B．充氣過(guò)程中，儲(chǔ)氣室內(nèi)氣體分子平均動(dòng)能增大C．噴水過(guò)程中，儲(chǔ)氣室內(nèi)氣體放熱D．噴水過(guò)程中，儲(chǔ)氣室內(nèi)氣體壓強(qiáng)增大解析：選A充氣過(guò)程中，儲(chǔ)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(dòng)能不變，氣體內(nèi)能增大，選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤；噴水過(guò)程中，氣體對(duì)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(qiáng)減小，選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤。對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練：熱力學(xué)第二定律4．(2018·南通期末)關(guān)于兩類永動(dòng)機(jī)和熱力學(xué)的兩個(gè)定律，下列說(shuō)法正確的是()A．第二類永動(dòng)機(jī)不可能制成是因?yàn)檫`反了熱力學(xué)第一定律B．第一類永動(dòng)機(jī)不可能制成是因?yàn)檫`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(shí)做功和熱傳遞一定會(huì)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(dòng)機(jī)不違反能量守恒定律，違反了熱力學(xué)第二定律，A錯(cuò)誤；第一類永動(dòng)機(jī)不可能制成是因?yàn)檫`反了熱力學(xué)第一定律，B錯(cuò)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(duì)外做功的同時(shí)吸收熱量，內(nèi)能可能不變，C錯(cuò)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(shuō)法正確的是()A．隨著科技的發(fā)展，永動(dòng)機(jī)是可能制成的B．太陽(yáng)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(dòng)”手表，不用上發(fā)條，也不用任何形式的電源，卻能一直走動(dòng)，說(shuō)明能量是可能憑空產(chǎn)生的解析：選C永動(dòng)機(jī)違背了能量守恒定律，或違背熱力學(xué)第一定律，故永遠(yuǎn)無(wú)法制成，故A錯(cuò)誤；太陽(yáng)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(cuò)誤；馬兒奔跑時(shí)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(dòng)的“全自動(dòng)”手表是因?yàn)槭直鄣臄[動(dòng)給它提供能量，它不違背能量守恒定律，故D錯(cuò)誤。6．(2018·宿遷期末)熱現(xiàn)象過(guò)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(guò)程中無(wú)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(shuō)法不正確的是()A．能量耗散過(guò)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(shuō)明能量的轉(zhuǎn)化有方向性D．能量耗散說(shuō)明能量在數(shù)量上逐漸減少解析：選D能量耗散的過(guò)程是能量向品質(zhì)低的大氣內(nèi)能轉(zhuǎn)變過(guò)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(cuò)誤；能量耗散說(shuō)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(guò)程具有方向性，故C正確。7．(2018·郟縣期末)下列說(shuō)法正確的是()A．懸浮在液體中的固體微粒越小，布朗運(yùn)動(dòng)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(duì)器壁的壓強(qiáng)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(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)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(cuò)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(cuò)誤；氣體對(duì)器壁的壓強(qiáng)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(qiáng)與壓力是兩個(gè)不同的概念，故D錯(cuò)誤。對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練：氣體實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(guò)程中，被封閉的空氣()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(dòng)速率都增大解析：選AB在水加熱升溫的過(guò)程中，封閉氣體的溫度升高，內(nèi)能增大，選項(xiàng)A正確；根據(jù)eq\f(p,T)＝C知，氣體的壓強(qiáng)增大，選項(xiàng)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(xiàng)C錯(cuò)誤；溫度升高，分子熱運(yùn)動(dòng)的平均速率增大，但并不是所有分子運(yùn)動(dòng)的速率都增大，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。9.[多選]如圖所示，汽缸和活塞與外界均無(wú)熱交換，中間有一個(gè)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)?，F(xiàn)通過(guò)電熱絲對(duì)氣體A加熱一段時(shí)間，后來(lái)活塞達(dá)到新的平衡，不計(jì)氣體分子勢(shì)能，不計(jì)活塞與汽缸壁間的摩擦，大氣壓強(qiáng)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(duì)外做功，內(nèi)能不變C．氣體A分子的平均動(dòng)能增大D．氣體A和氣體B內(nèi)每個(gè)分子的動(dòng)能都增大解析：選AC氣體A進(jìn)行等容變化，則W＝0，根據(jù)ΔU＝W＋Q可知?dú)怏wA吸收熱量，內(nèi)能增加，溫度升高，氣體A分子的平均動(dòng)能變大，但是不是每個(gè)分子的動(dòng)能都增加，選項(xiàng)A、C正確，D錯(cuò)誤；因?yàn)橹虚g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?yàn)閴簭?qiáng)不變，故體積變大，氣體對(duì)外做功，選項(xiàng)B錯(cuò)誤。10.一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷如圖所示的一系列過(guò)程，ab、bc、cd和da這四段過(guò)程在p-T圖上都是直線段，ab和dc的延長(zhǎng)線通過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)O，bc垂直于ab，ad平行于縱軸，由圖可以判斷()A．a(chǎn)b過(guò)程中氣體體積不斷減小，外界對(duì)氣體做正功，氣體內(nèi)能減小B．bc過(guò)程中氣體體積不斷減小，外界對(duì)氣體做正功，氣體內(nèi)能不變C．cd過(guò)程中氣體體積不斷增大，氣體對(duì)外界做正功，氣體內(nèi)能增加D．da過(guò)程中氣體體積不斷增大，氣體對(duì)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(diǎn)與坐標(biāo)原點(diǎn)的連線斜率代表體積，斜率越大體積越?。籥b為過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)的一條傾斜直線，a到b為等容過(guò)程，即Va＝Vb，外界對(duì)氣體不做功，溫度降低，氣體內(nèi)能減小，故A錯(cuò)誤；b到c圖線上各點(diǎn)與坐標(biāo)原點(diǎn)的連線斜率越來(lái)越大，體積越來(lái)越小，即Vb＞Vc，外界對(duì)氣體做正功，b到c溫度降低，內(nèi)能減小，故B錯(cuò)誤；c到d圖線為過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)的一條直線，直線斜率不變，體積不變，氣體對(duì)外界不做功，溫度升高，氣體的內(nèi)能增加，故C錯(cuò)誤；d到a圖線上各點(diǎn)與坐標(biāo)原點(diǎn)的連線斜率越來(lái)越小，體積越來(lái)越大，即Vd＜Va，氣體對(duì)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(gè)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(guò)程由查理定律：eq\f(p2,T)＝eq\f(p1,TD)；D到A過(guò)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(guò)程與由A到B過(guò)程氣體體積不變，氣體不做功，從B到C過(guò)程氣體對(duì)外做功：WBC＝－p2(V2－V1)從D到A過(guò)程外界對(duì)氣體做功：WDA＝p1(V2－V1)全過(guò)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(yáng)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(guò)程：第一種變化是從狀態(tài)A到狀態(tài)B，外界對(duì)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(zhǎng)線過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)O，B、C兩狀態(tài)的溫度相同，理想氣體的分子勢(shì)能為零。求：(1)從狀態(tài)A到狀態(tài)C的過(guò)程，該氣體對(duì)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(guò)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(guò)程，氣體發(fā)生等容變化，該氣體對(duì)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(guò)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(guò)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(shí)封閉氣體的溫度為T1。現(xiàn)通過(guò)電熱絲緩慢加熱氣體，當(dāng)氣體吸收熱量Q時(shí)，氣體溫度上升到T2。已知大氣壓強(qiáng)為p0，重力加速度為g，不計(jì)活塞與汽缸的摩擦，求：(1)活塞上升的高度