高考物理一轮复习 第十四章 热学 课后分级演练37 热力学定律 能量守恒定律

1、课后分级演练(三十七) 热力学定律 能量守恒定律【A级基础练】1(多选)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对气体做功可以改变其内能C理想气体等压膨胀过程一定放热D热量不可能自发地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解析：BDE根据热力学第一定律，气体吸热的同时若对外做功，则内能不一定增大，温度不一定升高，选项A错误对气体做功可以改变其内能，选项B正确理想气体等压膨胀过程，对外做功，由理想气体状态方程可知，气体温度升高，内能增大，故气体一定吸热，选项C错误根据热力学第二定律，热量不可能自发地从

2、低温物体传到高温物体，选项D正确根据热平衡定律，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，选项E正确2景颇族的祖先发明的点火器如图所示，用牛角做套筒，木制推杆前端粘着艾绒猛推推杆，艾绒即可点燃对筒内封闭的气体，在此压缩过程中()A气体温度升高，压强不变B气体温度升高，压强变大C气体对外界做正功，气体内能增加D外界对气体做正功，气体内能减少解析：B本题考查做功与内能变化的关系，意在考查学生对改变内能两种方式的理解压缩气体时，外界对气体做功，内能增加，温度升高，体积变小，压强增大，所以只有B正确3(多选)(2017湖南长沙模拟)关于第二类永动机，下列

3、说法中正确的是()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，内能却不能全部转化为机械能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，而不引起其他变化解析：ACE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，故B错误，C正确；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，故E正确，D错误4(多选

4、)(2017开封5月质检)下列说法中正确的是()A气体放出热量，其分子的平均动能可能增大B布朗运动不是液体分子的运动，但它可以说明液体分子在永不停息地做无规则运动C当分子力表现为斥力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的减小而增大D第二类永动机不违背能量守恒定律，但违背了热力学第一定律E某气体的摩尔体积为V，每个分子的体积为V0，则阿伏加德罗常数可表示为NA解析：ABC根据热力学第一定律，气体放出热量，若外界对气体做功，使气体温度升高，其分子的平均动能增大，故A正确；布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒的无规则运动，不是液体分子的运动，但它可以说明液体分子在永不停息地做无规则运动，故B正确；当分

5、子力表现为斥力时，分子力总是随分子间距离的减小而增大，随分子间距离的减小，分子力做负功，所以分子势能也增大，故C正确；第二类永动机不违背能量守恒定律，但违背了热力学第二定律，故D错误；某固体或液体的摩尔体积为V，每个分子的体积为V0，则阿伏加德罗常数可表示为NA，对于气体此式不成立，故E错误5(多选)(2017济南模拟)下列说法正确的是()A单晶体冰糖磨碎后熔点不会发生变化B足球充足气后很难压缩，是足球内气体分子间斥力作用的结果C一定质量的理想气体经过等容过程，吸收热量，其内能一定增加D自然发生的热传递过程是向着分子热运动无序性增大的方向进行的E一定质量的理想气体体积保持不变，单位体积内分子数

6、不变，温度升高，单位时间内撞击单位面积上的分子数不变解析：ACD单晶体冰糖有固定的熔点，磨碎后物质微粒排列结构不变，熔点不变，A正确；足球充足气后很难压缩是由于足球内外的压强差的原因，与气体的分子之间的作用力无关，B错误；一定质量的理想气体经过等容过程，吸收热量，没有对外做功，根据热力学第一定律可知，其内能一定增加，故C正确；根据热力学第二定律可知，自然发生的热传递过程是向着分子热运动无序性增大的方向进行的，故D正确；一定质量的理想气体体积保持不变，单位体积内分子数不变，温度升高，分子的平均动能增大，则平均速率增大，单位时间内撞击单位面积上的分子数增大，E错误6.(多选)(2017广东惠州模拟

7、)如图所示，某种自动洗衣机进水时，与洗衣缸相连的细管中会封闭一定质量的空气(可视为理想气体)，通过压力传感器感知细管中的空气压力，从而控制进水量设温度不变，洗衣缸内水位升高，则细管中被封闭的空气()A单位体积分子数增多B分子运动的平均动能增加C气体一直向外界放热D气体一直对外界做功解析：AC洗衣缸内水位升高，被封闭的空气压强增大，被封闭气体做等温变化，根据玻意耳定律可知，气体体积减小，单位体积内的分子数增多，选项A正确；一定质量的理想气体的内能只跟温度有关，温度不变，可知其内能不变，选项B错误；气体体积减小，外界对气体做功，而内能不变，根据热力学第一定律可知，气体一定向外界放出了热量，选项C正

8、确，D错误7如图所示为电冰箱的工作原理示意图压缩机工作时，强迫制冷剂在冰箱内外的管道中不断循环在蒸发器中制冷剂汽化吸收箱体内的热量，经过冷凝器时制冷剂液化，放出热量到箱体外下列说法正确的是()A热量可以自发地从冰箱内传到冰箱外B在封闭的房间里打开冰箱一段时间后，房间温度会降低C电冰箱的工作原理不违反热力学第一定律D电冰箱的工作原理违反热力学第一定律解析：C热力学第一定律是热现象中内能与其他形式能的转化规律，是能的转化和守恒定律的具体表现，适用于所有的热学过程，故C正确，D错误由热力学第二定律可知，热量不能自发地从低温物体传到高温物体，除非有外界的影响或帮助电冰箱把热量从低温的内部传到高温的外部

9、，需要压缩机的帮助并消耗电能，故A错误电冰箱工作时消耗电能，房间的总热量会增加，房间温度会升高，故B错误由热力学第一定律可知，电冰箱制冷系统从冰箱内吸收了热量，同时消耗了电能，释放到外界的热量比从冰箱内吸收的热量多8下列关于热现象的描述正确的一项是()A根据热力学定律，热机的效率可以达到100%B做功和热传递都是通过能量转化的方式改变系统内能的C温度是描述热运动的物理量，一个系统与另一个系统达到热平衡时两系统温度相同D物体由大量分子组成，其单个分子的运动是无规则的，大量分子的运动也是无规律的解析：C热机不可能将内能全部转化为机械能，其效率不可能达到100%，A错误做功是通过能量转化的方式改变内

10、能，而热传递是通过内能转移改变内能，B错误单个分子的运动无规则，但大量分子的运动符合统计规律，D错误C的说法是正确的9一定质量的理想气体由状态A经状态B变为状态C，其中AB过程为等压变化，BC过程为等容变化已知VA0.3 m3，TATC300 K, TB400 K.(1)求气体在状态B时的体积(2)设AB过程气体吸收的热量为Q1，BC过程气体放出的热量为Q2，比较Q1、Q2的大小并说明原因解析：(1)设气体在状态B时的体积为VB，AB过程气体发生等压变化，由盖吕萨克定律得，代入数据得VB0.4 m3.(2)由题意，TATC，所以气体AB过程增加的内能与BC过程减小的内能相同而AB过程气体对外做

11、功，BC过程气体不做功，由热力学第一定律可知，Q1Q2.答案：(1)0.4 m3(2)见解析【B级提升练】10.(2017福州质检)如图是某喷水壶示意图未喷水时阀门K闭合，压下压杆A可向瓶内储气室充气；多次充气后按下按柄B打开阀门K，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解析：A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，选项A正确，B错误；喷水过程中，气体对外做

12、功，体积增大，而气体温度不变，则气体吸热，所以气体压强减小，选项C、D错误11.(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次数减少解析：ACE气体A进行等容变化，则W0，根据UWQ可知气体A吸收热量，内能增加，温度升高，

13、气体A分子的平均动能变大，但是不是每个分子的动能都增加，选项A、C正确，D错误；因为中间是导热隔板，所以气体B吸收热量，温度升高，内能增加；又因为压强不变，故体积变大，气体对外做功，选项B错误；气体B的压强不变，但是体积增大，平均动能增大，所以气体B分子单位时间内对器壁单位面积的碰撞次数减少，选项E正确12.一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图象如图所示已知该气体在状态A时的温度为27 ，求：(1)该气体在状态B时的温度；(2)该气体从状态A到状态C的过程中与外界交换的热量解析：(1)对于理想气体：AB，由理想气体方程得即TBTA100 K，所以tBT

14、B273 173 BC由得TC300 K，所以tC27 A、C温度相等，U0AC的过程，由热力学第二定律UQW得QUWpV200 J，即气体从外界吸热200 J答案：(1)173 (2)吸热200 J13.如图所示，圆柱形绝热汽缸竖直放置，通过绝热活塞封闭着一定质量的理想气体活塞的质量为m，横截面积为S，与容器底部相距为h，此时封闭气体的温度为T1.现通过电热丝缓慢加热气体，当气体吸收热量Q时，气体温度上升到T2.已知大气压强为p0，重力加速度为g，不计活塞与汽缸的摩擦，求：(1)活塞上升的高度；(2)加热过程中气体的内能增加量解析：(1)气体发生等压变化，有解得hh.(2)加热过程中气体对外做功为WpSh(p0Smg)h由热力学第一定律知内能的增加量为UQWQ(p0Smg)h.答案：(1)h(2)Q(p0Smg)h14.如图所示，体积为V、内壁光滑的圆柱形导热汽缸顶部有一质量和厚度均可忽略的活塞；汽缸内密封有温度为3T0、压强为1.5p0的理想气体p0和T0分别为大气的压强和温度已知气体内能U与温度T的关系为UaT，a为正的常量；汽缸内气体的所有变化过程都是缓慢进行的求：(1)缸内气体