2020版高考大一轮复习：第13章6第3节热力学定律与能量守恒

1、（建议用时：40 分钟）一、选择题1 根据你学过的热学中的有关知识，判断下列说法中正确的是（）A. 机械能可以全部转化为内能B. 凡与热现象有关的宏观过程都具有方向性，在热传递中，热量只能从高温物体传递给低温物体， 而不能从低温物体传递给高温物体C. 制冷机在制冷过程中，从室内吸收的热量少于向室外放出的热量D. 第一类永动机违背能量守恒定律，第二类永动机不违背能量守恒定律，随着科技的进步和发展， 第二类永动机可以制造出来解析：选 AC.机械能可以全部转化为内能，而内能在引起其他变化时也可以全部转化为机械能，A 正确；凡与热现象有关的宏观过程都具有方向性，在热传递中，热量可以自发地从高温物体传递

2、给低温物体，也能从低温物体传递给高温物体，但必须借助外界的帮助，B 错误；由能量守恒知，制冷过程中，从室内吸收的热量与压缩机做的功之和等于向室外放出的热量，故C 正确；第一类永动机违背能量守恒定律，第二类永动机不违背能量守恒定律，而是违背了热力学第二定律，第二类永动机不可能制造出来，D 错误.2 重庆出租车常以天然气作为燃料，加气站储气罐中天然气的温度随气温升高的过程中，若储气罐内气体体积及质量均不变，则罐内气体（可视为理想气体）（）A. 压强增大，内能减小B. 吸收热量，内能增大C. 压强减小，分子平均动能增大D. 对外做功，分子平均动能减小解析：选 B.储气罐内气体体积及质量均不变，温度升

3、高，气体从外界吸收热量，分子平均动能增大，内能增大，压强变大因气体体积不变，故外界对气体不做功，只有B 正确.3 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. 外界对气体做正功，气体内能增加D. 外界对气体做正功，气体内能减少*3 瓯促宇彈菇捋能力提升C 正确，AD 错误，气体吸收艾绒放出的热量，内能增加,E 正确.E. 艾绒燃烧，放出热量，气体内能增加解析：选 BCE 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B、C 正确

4、，AD 错误，气体吸收艾绒放出的热量，内能增加,E 正确.4 .下列说法中正确的是（）A. 悬浮在液体中的固体颗粒越小，布朗运动就越明显B. 用气筒给自行车打气，越打越费劲，说明气体分子之间的分子力表现为斥力C. 当分子力表现为引力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的增大而减小D. 定质量的理想气体，温度升高，体积减小，则单位时间内撞击到器壁单位面积上的气体分子数 增加E.内能全部转化为机械能的热机是不可能制成的解析：选 ADE.悬浮在液体中的固体小颗粒越小，在某一瞬间跟它相撞的液体分子数就越少，撞击作用的不平衡性就表现得越明显，因而布朗运动就越明显，选项A 正确；用气筒给自行车打气，越打越

5、费劲，不能说明气体分子之间的分子力表现为斥力，选项B 错误；当分子之间表现为引力时，分子势能随着分子之间距离的增大而增大，选项C 错误；一定质量的理想气体，温度升高，体积减小时，单位时间内撞击到器壁单位面积上的气体分子数增加，所以其压强增大，选项D 正确；热力学第二定律指出，任何热机的效率都不可能达到 100%选项 E 正确.5 .如图为某实验器材的结构示意图，金属内筒和隔热外筒间封闭了一定体积的空气，内筒中有水，A. 内能增大B. 压强增大C. 分子间引力和斥力都减小D. 所有分子运动速率都增大解析：选 AB.在水加热升温的过程中，封闭气体的温度升高，内能增大，选项A 正确；根据 T= C

6、知,气体的压强增大，选项 B 正确；气体的体积不变，气体分子间的距离不变，分子间的引力和斥力不变，选项 C 错误；温度升高，分子热运动的平均速率增大，但并不是所有分子运动的速率都增大，选项D 错误.6. （2019 东北三省四市协作体联考）如图所示，一绝热容器被隔板K 隔开成 a、b 两部分.已知 a 内有一定量的稀薄气体，b 内为真空.抽开隔板 K 后，a 内气体进入 b,最终达到平衡状态.在此过程中（）在水加热升温的过程中，被封闭的空气C 正确，AD 错误，气体吸收艾绒放出的热量，内能增加,E 正确.A.气体对外界做功，内能减少B. 气体不做功，内能不变C. 气体压强变小，温度降低D. 气

7、体压强变小，温度不变E. 单位时间内和容器壁碰撞的分子数目减少解析：选 BDE.a 内气体向真空膨胀，不对外界做功，故A 错误；又因容器绝热， Q= 0,由热力学第一定律知， U= 0,故 B 正确；由玻意耳定律知压强减小；稀薄气体可看做理想气体，内能不变，则温度不 变，C 错误，D、E 正确.7 .下列说法正确的是（）A. 物体放出热量，其内能一定减小B. 物体对外做功，其内能一定减小C. 物体吸收热量，同时对外做功，其内能可能增加D. 物体放出热量，同时对外做功，其内能可能不变解析：选 C.根据热力学第一定律（公式 U= Q+ W 可知，做功和热传递都可以改变物体的内能，当外 界对物体做的

8、功大于物体放出的热量或物体吸收的热量大于物体对外做的功时，物体的内能增加，选项 A、B 错误，选项 C 正确；物体放出热量同时对外做功，则Q+ W 0,即吸收热量，故 B、D 正确；由于温度保持不变，故分子平均动能不变，气体做等温膨胀，由pV= C 知，压强变小，故 E 正确.10. 一定量的理想气体从状态 a 开始，经历三个过程 ab、be、ca 回到原状态，其 p T 图象如图所示.下 列判断正确的是（）A. 过程 ab 中气体一定吸热B. 过程 be 中气体既不吸热也不放热C. 过程 ca 中外界对气体所做的功等于气体所放的热D. a、b 和 c 三个状态中，状态 a 分子的平均动能最小

9、E. b 和 c 两个状态中，容器壁单位面积单位时间内受到气体分子撞击的次数不同解析：选 ADE由 p T 图象可知过程 ab 是等容变化，温度升高，内能增加，体积不变，由热力学第一 定律可知过程 ab 中气体一定吸热，选项 A 正确；过程 bc 中温度不变，即内能不变，由于过程bc 体积增大，所以气体对外做功，由热力学第一定律可知，气体一定吸收热量，选项B 错误；过程 ca 中压强不变，温度降低，内能减少，体积减小，外界对气体做功，由热力学第一定律可知，放出的热量一定大于外界对 气体做的功，选项 C 错误；温度是分子平均动能的标志，由p T 图象可知，a 状态气体温度最低，则分子平均动能最小

10、，选项 D 正确；b、c 两状态温度相等，分子平均动能相等，由于压强不相等，所以单位面积 单位时间内受到气体分子撞击的次数不同，选项E 正确.二、非选择题11. 一定质量的理想气体，状态从ATBTCDA 的变化过程可用如图所示的 p V 图描述，图中 pi、 P2、VV2和 V3为已知量.VPl:t*M0比 9% v气体状态从 A 到 B 是_ 过程（选填“等容” “等压”或“等温”）；（2）_ 状态从 B 到 C 的变化过程中，气体的温度 （ 选 填“升高” “不变”或“降低”）；（3）_状态从 C 到 D 的变化过程中，气体（选填“吸热”或“放热”）；（4）_ 状态从ATBTCTD的变化过

11、程中，气体对外界所做的总功为 _.解析：（1）ATB,对应压强值恒为P2,即为等压过程.pV（2）BTC,由 亍=恒量，V 不变，p 减小，T 降低.(3) C f D,由=恒量，p 不变，V 减小，可知 T 降低.外界对气体做功，内能减小，由 U= Wb Q 可知 CfD过程放热.(4) AfB,气体对外界做功WB=p2(V3 Vi)BfC, V 不变，气体不做功CfD, V 减小，外界对气体做功 WC尸pi(V3 V2)状态从 AfBfCfD的变化过程中，气体对外界做的总功W=Wfe+ WBc+VWD=p2(V3 Vi) pi(V3 V2).答案：等压(2)降低(3)放热(4)p2(V3 Vi) pi(V3 V2)12.我国“蛟龙”号深海探测船载人下潜超过七千米，再创载人深潜新纪录.在某次深潜实验中，“蛟龙”号探测到 990 m 深处的海水温度为 280 K .某同学利用该数据来研究气体状态随海水深度的变化.如 图所示，导热良好的汽缸内封闭一定质量的气体，不计活塞的质量和摩擦，汽缸所处海平面的温度 )=300K,压强 po= 1 atm，圭寸闭气体的体积 V0= 3 m3,如果将该汽缸下潜至990 m 深处，此过程中圭寸闭气体可视为理想气体.(1) 求 990 m 深处封闭气体的体积(1 atm 相当于 10 m 深的海水产生的压强).(2) 下潜过程中封闭气体 _