（京津鲁琼版）2023版高考物理总复习第十二章第3节热力学定律检测（含解析）

〔京津鲁琼版〕2022版高考物理总复习第十二章第3节热力学定律检测〔含解析〕PAGE13-热力学定律(建议用时：45分钟)【A级根底题练熟快】1．(多项选择)关于热力学定律，以下说法正确的选项是()A．热力学第一定律是能量守恒定律在热力学中的表达，否认了创造和消灭能量的可能性，告诉我们第一类永动机不可能制成B．热力学第二定律反映了一切与热现象有关的宏观自然过程都具有方向性，告诉我们第二类永动机不可能制成C．做功和热传递都能改变物体的内能，根据最后的结果可以区分是做功还是热传递使物体温度升高的D．热力学第一定律指出内能可以与其他形式的能相互转化，热力学第二定律指出内能不可能完全转化为机械能，故二者是相互矛盾的解析：选AB.做功和热传递都能改变物体的内能，根据最后的结果无法判断是做功还是热传递使物体温度升高的，选项C错误；热力学第一定律是能量守恒定律在热现象中的表达，热力学第二定律那么指出了能量转化的方向性，二者并不矛盾，选项D错误．2．(多项选择)关于能量和能源，以下说法正确的选项是()A．在能源的利用过程中，能量在数量上并未减少B．能量耗散说明能量在转化的过程中，其总量会不断减少C．能量耗散现象说明，在能量转化的过程中，可利用的品质降低了D．人类在不断地开发和利用新能源，所以能量可以被创造解析：选AC.由能量守恒定律知，在能源的利用过程中，能量在数量上并未减少，应选项A正确；能量耗散说明在转化的过程中能量的可利用率越来越小，可利用的品质降低了，但总量不会减少，应选项B错误，C正确；能量既不会被创造也不会消失，只能从一种形式转化为另一种形式，或从一个物体转移到另一个物体，应选项D错误．3．(多项选择)关于物体的内能，以下说法中正确的选项是()A．物体吸收热量，内能一定增大B．物体放出热量，同时对外做功，内能一定减少C．物体体积改变，内能可能不变D．不可能从单一热源吸收热量，使之完全变为功解析：选BC.物体吸收热量，假设同时对外做功，其内能可能减少，选项A错误；根据热力学第一定律，物体放出热量，同时对外做功，内能一定减少，选项B正确；物体体积改变，例如理想气体体积改变，只要温度不变，其内能不变，选项C正确；可以从单一热源吸收热量，使之完全变为功，但是会引起其他变化，选项D错误．4．(多项选择)以下对热学相关知识的判断中正确的选项是()A．对一定质量的气体加热，其内能一定增大B．物体温度升高时，物体内的每个分子的速率都将增大C．对一定质量的理想气体，当它的压强、体积都增大时，其内能一定增大D．功转化为热的实际宏观过程是不可逆过程解析：选CD.气体内能变化由做功和热传递共同决定，A错误；温度升高，分子的平均动能增大，局部分子速率也会减小，B错误；理想气体压强和体积增大，温度一定增大，内能一定增大，C正确；一切涉及热现象的宏观过程都是不可逆的，D正确．5.(多项选择)如下图，一定质量的理想气体从状态A依次经过状态B、C和D后再回到状态A.其中，A→B和C→D为等温过程，B→C和D→A为绝热过程(气体与外界无热量交换)．该循环过程中，以下说法正确的选项是()A．A→B过程中，气体的内能不变B．B→C过程中，气体分子的平均动能增大C．C→D过程中，气体分子密度增大，单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增多D．D→A过程中，外界对气体做的功小于气体内能的增加量解析：选AC.A→B为等温过程，气体的内能不变，选项A正确；B→C为绝热过程，气体没有与外界热交换，体积增大，气体对外界做功，内能减小，所以B→C过程中，气体分子的平均动能减小，选项B错误；C→D为等温过程，C→D过程中，气体体积减小，单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增多，选项C正确；D→A过程中，气体与外界无热量交换，体积减小，外界对气体做功，外界对气体做的功等于气体内能的增加量，选项D错误．6.如下图，用带孔橡皮塞把塑料瓶口塞住，向瓶内迅速打气，在瓶塞弹出前，外界对气体做功15J，橡皮塞的质量为20g，橡皮塞被弹出的速度为10m/s，假设橡皮塞增加的动能占气体对外做功的10%，瓶内的气体可视为理想气体．那么瓶内气体的内能变化量为________J，瓶内气体的温度________(选填“升高〞“不变〞或“降低〞)．解析：由题意可知，气体对外做的功W对外＝eq\f(\f(1,2)mv2,η)＝eq\f(\f(1,2)×0.02×102,0.1)J＝10J，由题意可知，向瓶内迅速打气，在整个过程中，可认为气体与外界没有热交换，即Q＝0，那么气体内能的变化量ΔU＝W＋Q＝15J－10J＋0＝5J，气体内能增加，温度升高．答案：5升高【B级能力题练稳准】7．(2022·河南郑州质检)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图象如下图．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：A→B过程，由查理定律得eq\f(pA,TA)＝eq\f(pB,TB)，得TB＝100K，所以tB＝TB－273℃＝－173℃.(2)B→C过程，由盖—吕萨克定律得eq\f(VB,TB)＝eq\f(VC,TC)，得TC＝300K，所以tC＝TC－273℃＝27℃.由于状态A与状态C温度相同，气体内能相等，而A→B过程是等容变化，气体对外不做功，B→C过程中气体体积膨胀，对外做功，即从状态A到状态C气体对外做功，故气体应从外界吸收热量，即Q＝pΔV＝1×105×(3×10－3－1×10－3)J＝200J.答案：(1)－173℃(2)200J8．一定质量的理想气体经历了如下图的A→B→C→D→A循环，该过程每个状态视为平衡态，各状态参数如下图．A状态的压强为1×105Pa，求：(1)B状态的温度；(2)完成一个循环，气体与外界交换的热量．解析：(1)理想气体从A状态到B状态的过程中，压强保持不变，根据盖—吕萨克定律有eq\f(VA,TA)＝eq\f(VB,TB)代入数据解得TB＝600K.(2)理想气体从A状态到B状态的过程中，外界对气体做的功W1＝－pA(VB－VA)＝－100J气体从B状态到C状态的过程中，体积保持不变，根据查理定律有eq\f(pB,TB)＝eq\f(pC,TC)解得pC＝2.5×105Pa，从C状态到D状态的过程中，外界对气体做功W2＝pC(VC－VD)＝250J一次循环过程中外界对气体所做的总功W＝W1＋W2＝150J理想气体从A状态完成一次循环，回到A状态，始末温度不变，所以内能不变．根据热力学第一定律有ΔU＝W＋Q解得Q＝－150J，故完成一个循环，气体放出的热量为150J.答案：(1)600K(2)150J9．(2022·赣州摸底考试)一定质量的理想气体被一厚度可忽略的活塞封闭在导热性能良好的汽缸内，如下图水平放置．活塞的质量m＝20kg，横截面积S＝100cm2，活塞可沿汽缸壁无摩擦滑动但不漏气，开始使汽缸水平放置(如图甲)，活塞与汽缸底的距离L1＝12cm，离汽缸口的距离L0＝4cm.外界气温为27℃，大气压强为1.0×105Pa，将汽缸缓慢地转到开口向上的竖直位置(如图乙)，待稳定后对缸内气体逐渐加热，使活塞上外表刚好与汽缸口相平(如图丙)．g取10m/s2，求：(1)此时(如图丙)气体的温度为多少；(2)在对缸内气体加热的过程中，气体膨胀对外做功，假设气体增加的内能ΔU＝318J，那么气体吸收的热量Q为多少．解析：(1)当汽缸水平放置时(如题图甲)p1＝p0＝1.0×105Pa，V1＝L1ST1＝273＋27K＝300K当汽缸口向上，活塞到达汽缸口时(如题图丙)p3＝p0＋eq\f(mg,S)＝1.2×105Pa，V3＝(L1＋L0)S由理想气体状态方程得eq\f(p1V1,T1)＝eq\f(p3V3,T3)那么T3＝480K.(2)当汽缸口向上，