2023年高考物理一轮复习课时分层集训37热力学定律与能量守恒定律新人教版

课时分层集训(三十七)热力学定律与能量守恒定律(限时：40分钟)对热力学第一定律、第二定律的理解1．(2023·杭州模拟)关于热力学第一定律和热力学第二定律，以下论述正确的选项是()A．一定质量的理想气体经历一缓慢的绝热膨胀过程，气体的内能增大B．热力学第一定律也可表述为第一类永动机不可能制成C．气体向真空的自由膨胀是不可逆的D．热力学第二定律可描述为“不可能使热量由低温物体传递到高温物体〞E．1kg的0℃的冰比1kg的0℃的水的内能小些BCE[一定质量的理想气体经历一缓慢的绝热膨胀过程，那么Q＝0，W＜0，根据ΔU＝W＋Q可知，气体的内能减小，选项A错误；热力学第一定律也可表述为第一类永动机不可能制成，选项B正确；热力学第二定律说明：自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性，是不可逆的，选项C正确；热力学第二定律可描述为“不可能使热量由低温物体传递到高温物体，而不引起其他变化〞，选项D错误；1kg的0℃的冰变成1kg的0℃的水要吸收热量，所以选项E正确．]2．对于一定量的理想气体，以下说法正确的选项是()【导学号：84370515】A．当气体温度变化时，气体内能一定变化B．假设气体的内能不变，其状态也一定不变C．假设气体的压强和体积都不变，其内能也一定不变D．假设气体的温度随时间不断升高，其压强也一定不断增大E．气体温度每升高1K所吸收的热量与气体经历的过程有关ACE[理想气体的内能只由温度决定，当气体温度变化时，气体内能一定变化，选项A正确；假设气体的内能不变，那么气体的温度不变，气体的压强与体积可能发生变化，气体的状态可能变化，选项B错误；由理想气体状态方程eq\f(pV,T)＝C可知，如果气体的压强和体积都不变时，那么温度也不变，而理想气体的内能只由温度决定，所以内能也不改变，选项C正确；如果气体的温度升高，同时体积增大，其压强可能增大、不变或减小，选项D错误；气体温度升高1K代表增加一定量内能，由热力学第一定律ΔU＝W＋Q知，热量Q与W有关，选项E正确．]3．(2023·全国Ⅲ卷)如图13­3­7所示，一定质量的理想气体从状态a出发，经过等容过程ab到达状态b，再经过等温过程bc到达状态c，最后经等压过程ca回到状态a.以下说法正确的选项是()图13­3­7A．在过程ab中气体的内能增加B．在过程ca中外界对气体做功C．在过程ab中气体对外界做功D．在过程bc中气体从外界吸收热量E．在过程ca中气体从外界吸收热量ABD[ab过程是等容变化，ab过程压强增大，温度升高，气体内能增大，选项A正确；而由于体积不变，气体对外界不做功，选项C错误．ca过程是等压变化，体积减小，外界对气体做功，选项B正确；体积减小过程中，温度降低，内能减小，气体要放出热量，选项E错误．bc过程是等温变化，内能不变，体积增大，气体对外界做功，那么需要吸收热量，选项D正确．]4．一定量的理想气体从状态a开始，经历三个过程ab、bc、ca回到原状态，其p­T图象如图13­3­8所示．以下判断正确的选项是()图13­3­8A．过程ab中气体一定吸热B．过程bc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ADE[由p­T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一定吸热，选项A正确；过程bc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p­T图象可知，a状态气体温度最低，那么分子平均动能最小，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．]热力学定律与气体实验定律的综合5．某种一定质量的理想气体从状态a开始，经过三个过程ab、bc、ca回到原状态．如图13­3­9所示，状态a时体积是1m3，压强是1.0×105图13­3­9(1)气体从c→a过程外界对气体做功多少？(2)说明b→c过程气体吸热小于1.5×105J.[解析](1)c→a过程为等压变化Tc＝600KVa＝1m3Taeq\f(Vc,Tc)＝eq\f(Va,Ta)解得Vc＝2m3W＝pΔV＝1×105J.(2)b→c过程为等温变化W′＝eq\f(1,2)×(2＋1)×105×1J＝1.5×105J＞WΔU＝Q＋W，温度不变ΔU＝0气体吸热Q＝|W|＜1.5×105J.[答案](1)1×105J(2)见解析6．如图13­3­10所示，在竖直放置的圆柱形容器内用质量为m的活塞密封一局部气体，活塞与容器壁间能无摩擦滑动，容器的横截面积为S.开始时气体的温度为T0，活塞与容器底的距离为h0.现将整个装置放在大气压恒为p0的空气中，当气体从外界吸收热量Q后，活塞缓慢上升d后再次平衡，重力加速度为g.求：图13­3­10(1)外界空气的温度是多少；(2)在此过程中的密闭气体的内能增加了多少．[解析](1)取密闭气体为研究对象，活塞上升过程为等压变化，由盖—吕萨克定律有eq\f(V,V0)＝eq\f(T,T0)得外界温度T＝eq\f(V,V0)T0＝eq\f(h0＋dS,h0S)T0＝eq\f(h0＋d,h0)T0.(2)