2020版高考物理总复习第3节热力学定律与能量守恒练习含解析选修3

1、第3节热力学定律与能量守恒-一 课时训练 .%时矶圃.埠出高分|II基础必备练II1.（多选）下面关于嫡的说法中正确的是（ABD ）A.嫡是系统内分子运动无序性的量度B.在自然过程中一个孤立系统的总嫡不会减小C.热力学第二定律也叫做嫡减小原理D.嫡值越大代表越无序E. 一个宏观状态所对应的微观态越多，越无序，嫡越小解析：一切自发过程总是沿着分子热运动无序性增大的方向进行，这就是热力学第二定律的微观意义，系统的热力学过程就是大量分子向无序程度大的状态变化的过程.自然过程的方向性可以表述为：在任何自然过程中，一个孤立系统的总嫡不会减小 ，因此热力学第二定律又称为 嫡增加原理.故A,B,D正确,C,

2、E错误.2 .（多选）下列说法正确的是（ABE ）A.外界对气体做功，气体的内能不一定增加B.气体在等温膨胀的过程中一定从外界吸收了热量C.机械能不可能全部转化为内能 ，内能也不可能全部转化为机械能D.理想气体的温度变化时，其分子平均动能和分子间势能也随之改变E.已知阿伏加德罗常数和某物质的摩尔质量，一定可以求出该物质的分子质量解析：做功和热传递都能改变物体的内能,A正确；气体在等温膨胀的过程中，对外界做功，而内能不变，则一定吸收了热量,B正确；机械能可以全部转化为内能,C错误；理想气体的温度变化 时，其分子平均动能也随之改变 ，理想气体不考虑分子势能,D错误；已知阿伏加德罗常数和摩M尔质量，

3、由m可求出分子质量,E正确.3 .（多选）二氧化碳是导致“温室效应”的主要原因之一，人类在采取节能减排措施的同时，也在研究控制温室气体的新方法，目前专家们正在研究二氧化碳的深海处理技术.在某次实验中将一定质量的二氧化碳气体封闭在一可自由压缩的导热容器中，将容器缓慢移到海水某深处气体体积减小为原来的一半，不计温度变化，则此过程中（ABE ）A.外界对封闭气体做功 B.封闭气体向外界传递热量 C.封闭气体分子的平均动能增大 D.封闭气体从外界吸收热量E.封闭气体的压强增为原来的2倍解析：因为气体的温度不变，所以气体分子的平均动能不变 ，选项C错误；气体体积减小，外界对 气体做功，选项A正确；由热力

4、学第一定律可得，封闭气体将向外界传递热量，选项D错误,B正 确，由玻意耳定律可知，选项E正确.4 .（2019 云南师大附中月考）（多选）下列说法正确的是（BDE ）A. 一定质量的理想气体经过等容过程，吸收热量，其内能不一定增加B.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c.容器内有一定质量的理想气体，体积保才e不变，单位体积内分子数不变，温度升高，单位时间内撞击器壁单位面积上的分子数不变D.食盐晶体中的钠、氯离子按一定规律分布，具有空间上的周期性E.第二类永动机虽不违背能量守恒定律，但也是不可能制成的 解析：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

5、学第一定律可知，其内能一定增加，故A错误；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B正确；容器内的一定质量的理想气体，体积保才I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，单位时间内撞击器壁单位 面积上的分子数增多，故C错误；食盐晶体中的钠、氯离子按一定规律分布，具有空间上的周期性，故D正确；第二类永动机虽不违背能量守恒定律，但违背热力学第二定律，仍不可能制成，故E正确.5 .（多选）下列说法中正确的是（ABE ）A.电冰箱把热量从低温物体向高温物体传递，是因为其消耗了电能B.空调机在制冷过程中，从室内吸收的热量少于

6、向室外放出的热量 C.科技的进步可以使内燃机成为单一热源的热机D.对能源的过度消耗将使自然界的能量不断减少，形成“能源危机”E.第二类永动机不能制成的原因是违反了热力学第二定律 解析：热力学第二定律有两种表述：第一是热量不能自发地从低温物体传到高温物体，即自发热传递具有方向性，选项A中热量从低温物体传到高温物体是电冰箱工作的结果，选项A正确；第二是不可能从单一热库吸收热量，使之完全变为功，而不产生其他影响，即第二类永动机不存在，选项B,E正确,C错误；由能量守恒定律知，能量总是守恒的，只是存在的形式不同，选项D 错误.6 .（2018 甘肃一诊）（多选）下列有关热学的叙述正确的是（BCD ）A

7、.布朗运动是指悬浮在液体中的花粉分子的无规则运动B.随着分子间距离的增大，若分子间的相互作用力先增大后减小，此时分子间的作用力一定表现为引力C.热力学第一定律和热力学第二定律是互不矛盾的D.一定质量的理想气体在等温变化时，其内能一定不改变E.热量可以从低温物体传到高温物体而不引起其他变化解析：布朗运动是指花粉颗粒的无规则运动，不是花粉分子的无规则运动，故A错误；随着分子间距离的增大，若分子间的相互作用力先增大后减小，说明分子间距离大于平衡距离，此时分子间的作用力表现为引力，故B正确；热力学第一定律是能量守恒定律的一种形式，热力学第二定律指出一切与热现象有关的宏观过程具有方向性，它们不矛盾，故C

8、正确；理想气体分子间的相互作用力不计，分子间没有势能，因此一定质量的理想气体的内能仅由分子动能决定，分子动能大小的宏观表现为温度的高低，故D正确；热量可以由低温物体传到高温物体，但要引起其他变化，故E错误.7 .（多选）对一定质量的理想气体，下列现象可能发生的有（BCE ）A.外界对气体做功 B.气体从外界吸热 C.气体对外界做功 D.气体向外界放热,气体的温度升高,气体的温度降低,气体的温度升高,气体的温度不变E.气体经历一缓慢的绝热膨胀过程,气体的压强降低,气体的压强降低,气体的压强不变,气体的压强不变,气体分子的平均动能减小=C，则pl/解析：外界对气体做功，说明气体体积减小，气体的温度

9、升高，根据理想气体状态方程 压弓H p一定增大，选项A错误；气体从外界吸热，温度降低，根据热力学第一定律气体一定对外界做了功，即体积增大，根据理想气体状态方程,V增大,T降低，则p 一定降低，选项B正确；气 体对外界做功，气体的温度升高，根据理想气体状态方程,V增大,T升高，则p可能不变，选项C 正确；气体向外界放热，气体的温度不变，根据热力学第一定律，外界对气体做了功，即体积减 小，根据理想气体状态方程,V减小,T不变,压强必然增大,选项D错误；绝热膨胀，Q=0,对外做 功W<0,内能必然减少,不考虑气体白分子势能，分子平均动能一定减小,选项E正确.8 . (2019 河北衡水月考)某

10、同学估测室温的装置如图所示 ，汽缸导热性能良好，用绝热的活塞 封闭一定质量的理想气体.室温时气体的体积 Vi=66 mL,将汽缸竖直放置于冰水混合物中 ，稳定5 后封闭气体的体积V2=60 mL.不计活塞重力及活塞与缸壁间的摩擦，室内大气压 p0=1.0 X 10Pa.(1)根据题干条件可得室温是多少(2)上述过程中，外界对气体做的功是多少？解析:(1)设室温为Ti,则又 T2=273 K代入数据解得 Ti=300.3 K即11=27.3 C .(2)外界对气体做的功 W=p - A V解得 W=0.60 J.答案:(1)27.3C (2)0.60 JI能力培养练I9.(多选)如图所示，有一开

11、口向上、导热性能良好的汽缸置于水平地面上 ，汽缸内封闭有一定 质量的理想气体.现在活塞上施加一竖直向下的外力 ，使活塞缓慢下降.设外界大气压和环境 温度不变.在活塞缓慢下移的过程中，对于汽缸内的气体，下列说法正确的是(BCD)A.单位时间内撞击单位面积器壁的分子数逐渐减小B.气体的压强逐渐增大C.气体分子的平均动能不变D.气体不断向外界放出热量E.气体的内能逐渐增加解析：汽缸导热性能良好，汽缸内封闭气体的温度与环境温度相同，对活塞施加向下的压力F时,气体等温压缩，体积减小，由理想气体状态方程可知气体的压强增大，由于分子密度增大，单位时间内撞击单位面积器壁的分子数增加，故A错误,B正确；温度是气

12、体分子平均动能的标志，温度不变，气体分子的平均动能不变，故C正确；由于气体温度不变，故气体的内能不变，气体体 积减小，外界对气体做功，根据A U=W+QT知气体向外界放出热量，故D正确,E错误.10. (2019 广西桂林模拟 )(多选)一定质量的理想气体从状态a开始,经历了三个过程ab,bc,ca回到原状态，其V-T图像如图所示，p a,p b,p c分别表示状态a,b,c的压强，下列判断正 确的是(ABE )A.过程ab中气体一定吸热B.pc = pb>paC.过程bc中分子势能不断增大D.过程bc中每一个分子的速率都减小E.过程ca中气体吸收的热量等于对外界做的功解析：由a到b,气

13、体做等容变化，温度升高，内能增大，根据A U=Q+W故气体一定吸热，选项A正 确；由a到b为等容变化，温度升高，压强变大，故pb>pa,由b至ij c是等压变化，故pc=pb,选项B 正确；理想气体没有分子势能，故选项C错误；由b到c,温度降低，分子的平均动能降低，平均速 率减小，但不是每一个分子的速率都减小 ，故选项D错误；由c到a,气体发生等温膨胀，内能不 变，气体对外做功，吸收热量，根据A U=Q+Wt体吸收的热量等于对外做的功 ，故选项E正确.11. (2019 曲师大附中模拟)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p-V图像如图所示.已知该气体

14、在状态 A时的温度为27 C.(1)求该气体在状态 B,C时的温度；(2)该气体从状态 A到状态C的过程中是吸热还是放热？传递的热量是多少？Pa Vb解析:(1)气体从状态A到状态B做等容变化，由查理定律有丁力/月 解得 Tb=200 K,即 tB=-73 C ;气体从状态B到状态C做等压变化，由盖一吕萨克定律有 解得 Tc=300 K,即 tC=27 C .(2)因为状态A和状态C温度相等，且理想气体的内能是所有分子的动能之和，温度是分子平均动能的标志，所以在这个过程中A U=0,由热力学第一定律A U=Q+惭Q=-W.在整个过程中，气体在B到C过程对外做功，故 W=pAV=-200 J.即

15、Q=-W=200 J,是正值，所以气体从状态 A到状态C过程中是吸热，吸收的热量Q=200 J.答案:(1)-73 C 27 C (2)吸收热量 200 J 12.如图所示，ABC为粗细均匀的“ L”形细玻璃管,A端封闭,C端开口 .开始时AB竖直,BC水平,BC 内紧靠B端有一段长l 1=30 cm的水银柱,AB内理想气体长度12=20 cm.现将玻璃管以B点为轴 在竖直面内逆时针缓慢旋转90° ,使AB水平.环境温度不变，大气压强po=75 cmHg,求：(1)旋转后水银柱进入 AB管的长度；(2)玻璃管旋转过程中，外界对封闭气体做正功还是做负功？气体吸热还是放热？解析:(1)对

16、封闭气体，初态压强为P0,末态为P1,设玻璃管截面积为 S,水银进入AB管的长度为 x,根据玻意耳定律p°Sl 2=PiS(1 2-x)又 Pi = Po + P11-Px代入数据得x=5 cm.(2)外界对气体做正功，而气体的温度不变，则内能不变，由热力学第一定律可知，气体放热. 答案:(1)5 cm(2)正功 放热13.(2019 湖南师大附中模拟)如图所示，一个内壁光滑的圆柱形汽缸，高度为L、底面积为 S,缸 内有一个质量为 m的活塞，封闭了一定质量的理想气体.温度为热力学温度 T。时，用绳子系住汽缸底，将汽缸倒过来悬挂起来，汽缸处于竖直状态，缸内气体高为Lo.已知重力加速度为g,大气压强为po,不计活塞厚度及活塞与缸体的摩擦，求：(1)采用缓慢升温的方法使活塞与汽缸脱离，缸内气体的温度至少要升高到多少？(2)从开始升温到活塞刚要脱离汽缸，缸内气体压力对活塞做功多少？(3)当活塞刚要脱离汽缸时，缸内气体的内能增加量为A U,则气体在活塞下移的过程中吸收的 热量为多少？解析:(1)气体等压变化，由盖一吕萨克定律得解得T=''.(2)对活塞，由平