2025版高考物理一轮复习热学第3讲热力学定律与能量守恒训练3含解析选修3-3

PAGE4-热力学定律与能量守恒1.(多选)(2024·贵阳模拟)如图所示,肯定质量的志向气体从状态a起先,经验ab、bc、cd、de四个过程到达状态e,其中ba的延长线经过原点,bc连线与横轴平行,de连线与纵轴平行。下列说法正确的是 ()A.ab过程中气体分子热运动平均动能增加B.bc过程中气体分子单位时间内撞击容器壁次数不变C.cd过程中气体从外界吸热大于气体内能增量D.状态a的气体体积比状态d的气体体积小E.de过程中气体对外放出热量,内能不变【解析】选A、C、D。ab过程气体温度上升,分子平均动能增大,故A正确。bc过程气体分子平均动能增大,为保持压强不变,单位时间内气体分子与容器壁碰撞次数应削减,故B错误。cd过程气体体积增大,故对外做功,又温度上升,内能增大,依据热力学第肯定律可知,气体从外界汲取热量且大于内能增量,故C正确。连接Od,可看出Od斜率小于Oa斜率,故状态a的气体体积比状态d的气体体积小,故D正确。de过程气体体积增大,对外做功,因温度不变,内能不变,则气体从外界汲取热量,故E错误。2.肯定量的志向气体从状态a起先,经验等温或等压过程ab、bc、cd、da回到原状态,其p-T图像如图所示。其中对角线ac的延长线过原点O。下列推断错误的是 ()A.气体在a、c两状态的体积相等B.气体在状态a时的内能大于它在状态c时的内能C.在过程d→a中气体从外界汲取的热量小于气体对外界做的功D.在过程b→c中外界对气体做的功等于在过程d→a中气体对外界做的功【解析】选C。依据志向气体状态方程pVT=C,结合p-T图像上点与原点连线的斜率等于C依据志向气体状态方程pVT=C得p=CTV,p-T图像的斜率k=CV,a、c两点在同始终线上,即a、c两点是同一等容线上的两点,体积相等,故A正确;志向气体在状态a的温度大于状态c的温度,志向气体的内能只与温度有关,温度高,内能大,故气体在状态a时的内能大于它在状态c时的内能,故B正确;在过程d→a中,等压改变,温度上升,内能增大ΔU>0,体积变大,外界对气体做负功即W<0,依据热力学第肯定律ΔU=W+Q,Q>|W|,所以在过程d→a中气体从外界汲取的热量大于气体对外界做的功,故C错误;在过程b→c中,等压改变,温度降低,内能减小ΔU<0,体积减小,外界对气体做功,依据pVT=C,即pV=CT知,d→a过程中,气体对外界做功,Wbc=pΔVbc=CΔTbc,因为|Wda|=|p′ΔVda|=|CΔTda|,所以|Wbc|=|Wda|,在过程b3.(多选)(2024·玉林模拟)关于热力学定律,下列说法正确的是 ()A.气体向真空的自由膨胀是不行逆的B.志向气体在等温膨胀过程中从外界汲取的热量全部用于对外做功C.空调机既能制热又能制冷,说明热传递不存在方向性D.只要对内燃机不断改进,就可以把内燃机得到的全部内能转化为机械能E.肯定质量100℃的水变成100℃的水蒸气【解析】选A、B、E。依据热力学其次定律知气体向真空的自由膨胀是不行逆的,故A正确。志向气体在等温膨胀过程中气体的内能没有变,所以把汲取的热量全部用于对外做功,故B正确。空调机既能制热又能制冷,但是要耗电,即热传递有方向性,热量只能自发地由高温物体传向低温物体,故C错误。依据热力学其次定律可知,热机的效率不行能达到100%,即使对内燃机不断改进,也不行以把内燃机得到的全部内能转化为机械能,故D错误。温度是分子的平均动能的标记,肯定质量100℃的水变成100℃的水蒸气,汲取热量,温度不变,其分子的平均动能不变,汲取的热量增加了分子之间的势能4.(多选)如图所示,甲、乙装置中的相同透亮容器装有等质量的空气,所连接的U形管内的液柱可以反映空气温度的改变,小李将两套装置分别接到电压相同的电源上,来探究“电流通过导体产生的热的多少与什么因素有关”,对此下列说法正确的是 ()A.甲试验装置是为了探究电流产生热的多少与电阻的关系B.乙试验装置是为了探究电流产生热的多少与电流的关系C.甲试验装置容器外电阻的作用是使通过两容器内电阻的电流不相等D.乙试验装置中左管的液面上升得比右管慢【解析】选C、D。由图可知,甲图中右侧是两个5Ω的电阻并联,再后与左侧的5Ω的电阻串联,依据串联电路的特点可知,左右两部分的电流虽然相等,但右侧对气体加热的电阻丝上的电流只有左侧电流的一半;所以左右两侧加热电阻的电阻值虽然相等,但流过电阻的电流值不同,所以甲试验装置是为了探究电流产生热的多少与电流的关系。故A错误;乙图中两个电阻值不同的电阻串联,分别对两个容器加热,依据串联电路的特点可知,两部分的电流是相等的,但电阻值不同,所以乙试验装置是为了探究电流产生热的多少与电阻的关系。故B错误;由A的分析可知,甲试验装置容器外电阻的作用是使通过两容器内电阻的电流不相等,从而可以探究电流产生热的多少与电流的关系。故C正确;乙图中两个电阻值不同的电阻串联,两部分的电流是相等的,依据:P=I2R可知,右侧的电功率较大,则右侧气体的温度上升快,压强增加快,所以乙试验装置中左管的液面上升得比右管慢。故D正确。故选C、D。【补偿训练】(多选)如图所示,A、B两点表示肯定质量的志向气体的两个状态,当气体自状态A改变到状态B时 ()A.分子的速率分布曲线发生改变B.单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数目增多C.有可能经过体积减小的过程D.外界必定对气体做正功E.气体必定从外界吸热【解析】选A、C、E。因为气体温度上升,分子的平均动能增加,气体分子的速率分布曲线发生改变,故A正确;温度上升会导致压强增大,而B状态的压强小于A状态的压强,故单位体积内的气体分子数目应减小,故B错