2024高考物理一轮复习规范演练50热力学定律与能量守恒定律含解析新人教版

规范演练50热力学定律与能量守恒定律

［抓基础］

1.依据你学过的热学中的有关学问，推断下列说法中正确的是（）

A.机械能可以全部转化为内能，内能也可以全部用来做功转化成机械能

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.尽管科技不断进步，热机的效率仍不能达到100乐制冷机却可以使温度降到一293℃

D.第一类永动机违反能量守恒定律，其次类永动机不违反能量守恒定律，随着科技的

进步和发展，其次类永动机可以制造出来

解析：机械能可以全部转化为内能，而内能在引起其他变更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

传递给低温物体，也能从低温物体传递给高温物体，但必需借助外界的帮助，B错误：尽管科

技不断进步，热机的效率仍不能达到100戈,制冷机也不能使温度降到一293C,只能无限接

近一273.15℃,C错误；第一类永动机违反能量守恒定律，其次类永动机不违反能量守恒定

律，而是违反了热力学其次定律，其次类永动机不行能制造出来，D错误.

答案：A

2.关于两类永动机和热力学的两个定律，下列说法正确的是（）

A.其次类永动机不行能制成是因为违反了热力学第肯定律

B.第一类永动机不行能制成是因为违反了热力学其次定律

C.由热力学第肯定律可知做功不肯定变更内能，热传递也不肯定变更内能，但同时做

功和热传递肯定会变更内能

D.由热力学其次定律可知热量从低温物体传向高温物体是可能的，从单一热源汲取热

量，完全变胜利也是可能的

解析：第•类永动机违反能量守恒定价.其次类永动机违反热力学其次定律，A、B错误;

由热力学第肯定律可知伊?0,叱0,但A〃=#+。可以等于0,C错误：由热力学其次定律可

知【）中现象是可能的，但会引起其他变更，I）正确.

答案：D

3.景颇族的祖先独创的点火器如图所示，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.气体温度上.升，压强不变

B.气体温度上升，压强变大

C.气体对外界做止功，气体内能增加

D.外界对气体做正功，气体内能削减

答案:B

4.（多选）关于热力学定律，下列说法正确的是（）

A.热量能够自发地从高混物体传到低温物体

B.不行能使热量从低温物体传向高温物体

C.其次类永动机违反了热力学其次定律

I）.气体向直空膨胀的过程是不行逆i寸程

E.功转变为热的实际宏观过程是可逆过程

答案：ACD

5.（多选）在装有食品的包装袋中充入氮气，然后密封进行加压测试，测试时，对包装

袋缓慢施加压力，将袋内的氮气视为志向气体，在加压测试过程中，下列说法中正确的是

（）

A.包装袋内氮气的压强常大

B.包装袋内氮气的内能不变

C.包装袋内氮气对外做功

D.包装袋内氮气放出热量

E.包装袋内氮气的全部分子运动速率都保持不变

答案：ABD

6.（多选）下列说法中正确的是（）

A.物体速度增大，则分子动能增大，内能也增大

B.肯定质量气体的体枳噌大，但既不吸热也不放热，内能减小

C.相同质量的两种物体，提高相同的温度，内能的增量筒.定相同J

D.物体的内能与物体的温度和体积都有关系

E.凡是与热现象有关的宏观过程都具有方向性

解析：速度增大，不会变更物体的分子的动能，故A错误；体积增大时，气体对外做功,

不吸热也不放热时，内能减小，故B正确：质量相同，但物体的物质的量不同，故温度提高

相同的温度时，内能的增量不计定相同，故C错误；物体的内能取决于物体的温度和体积.故

D正确：由热力学其次定律可.知，凡是与热现象有关的宏观过程都具有方向性，故E正确.

答案：BDE

7.（多选）（2024•全国卷I）如图，肯定质量的志向气体从状态a起先，经验过程①②③

④到达状态e.对此气体，下列说法正确的是（）

A.过程①中气体的压强渐渐减小

B.过程②中气体对外界做正功

C.过程④中气体从外界汲取了热量

D.状态c、d的内能相尊

E.状态d的压强比状态。的压强小

解析：过程①中，气体由a到6,体积/不变、T上升，则玉强增大，A错误：过程②中，

气体由〃到a体积【，变大，对外界做正功，B正确：过程④中，气体由d到。，温度7降低,

内能△〃减小，体积P不变，气体不做功，依据热力学第肯定律A0'=什/得么0,即气体放

出热量，C错误：状态c、d温度相同，所以内能相同，D正确：由人到。的过程，作过状态

。的等压线，分析可得外力，由c到d的过程，温度不变，伏力,"）口，故外小>必，E正确.

答案：BDE

8.（多选）（2024•桂林模拟）肯定质量的志向气体从状态a起先，经验了三个过程ab.bc.

ca回到原状态，其W7图象如图所示，四、外、"「分别表示状态a、b、c的压强，下列推断正

确的是（）

M

°To37；T

A.过程他中气体肯定吸热

B.A=A>A

C.过程凯,中分子势能不断增大

I）.过程儿中每一个分子的速率都减小

E.过程ca中气体汲取的热量等于对外界做的功

解析：由a到。，气体做等容变更，温度上升，内能增大，依据小。=0+肌故气体肯

定吸热，选项A正确：由a到6为等容变更，温度上升，压强变大，故於由8到c是等

压变更，故m选项B正确：志向气体没有分子势能，故选项C错误：由。到a温度降

低，分子的平均动能降低，平均速率减小，但不足每一个分子的速率都减小，故选项I)错误；

由C到a,气体发生等温膨胀，内能不变，气体对外做功，汲取热量，依据△〃-0+队气体

汲取的热量等于对外做的功，故选项E正确.

答案：ABE

［提素养］

9.(2024•河北衡水月考)某同学估测室温的装置如图所示，汽缸导热性能良好，用绝

热的活塞封闭肯定质量的志向气体.室温时气体的体积匕=66mL,将汽缸竖直放置于冰水混

合物中,稳定后封闭气体的体积%=60ml..不计活赛重力及活塞与缸壁间的摩擦，系内大气

压6=1.0Xl()5pa.

(1)依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)设至温为九则彳=彳，

h12

又£=273K,

代入数据解得7；=300.3K,即力=27.3℃.

(2)外界对气体做的功，有#三R-AV,

解得#=0.60J.

答案：(1)27.3℃(2)0.60J

10.肯定质量的志向气体从状态A变更到状态〃再变更到状态C,其状态变更过程的〃-/

图象如图所示.已知该气体在状态/1时的温度为27℃.

/VCxHTPa)

“123V/(xlO-*m')

(1)求该气体在状态氏C时的温度：

(2)该气体从状态力到状态。的过程中是吸热还是放热？传递的热量是多少？

解析：(1)气体从状态力到状态8做等容变更，由查理定律有

T.r

解得7；=200K,即^=-73C.

气体从状态5到状态。做等压变更，由盖一吕萨克定律有

VBVC

iric

解得7?=300K,即上=27℃.

(2)因为状态力和状态C温度相等，且志向气体的内能是全部分子的动能之和，温度是

分子平均动能的标记，所以在这个过程中△U=0,

由热力学第肯定律AQ什/得后一也

在整个过程中，气体在£到C过程对外做功，

故"三一3AK=-200J.

即g—#-200J,是正值，所以气体从状态1到状态。过程中是吸热，汲取的热量。

=200J.

答案：(1)-73C27C(2)吸热200J

11.如图所示，力勿为粗细匀称的“L”形细玻璃管，力端封闭，。端开口.起先时/仍竖

直，成'水平，伙7内紧靠8端有一段长人=30cm的水银柱，力月内志向气体长度4=2()cm.现

将玻璃管以力点为轴在竖直面内逆时针缓慢旋转9。“，使48水平.环境温度不变，大气压强

p.=75cmHg,求：

(1)旋转后水银柱进入助管的长度：

(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)对封闭气体，初态压强为R,末态为。，设玻病管截面枳为S,水银进入/必

管的长度为尤

依据玻意耳定律A>572=P)5(72—A-),

又PI=R+RI-以，

代入数据得x=5cm.

(2)外界对气体做正功，而气体的温度不变，则内能不变，由热力学第肯定律可知，气

体放热.

答案：(1)5cm(2)正功放热

12.(2024•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£、底

面枳为S,缸内有一个质量为力的活塞，封闭了肯定质量的志向气体.温度为热力学温度T.

时，用绳子系住汽缸底，将汽位倒过来悬挂起来，汽缸处于竖直状态，缺内气体高为乙，己

知重力加速度为*,大气压强为外，不计活塞厚度及活塞与缸体的摩擦.

(1)泯纳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上升到多少？

(2)从起先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A4；则气体在活塞下移的过程中

汲取的热量为多少？

解析：(1)气体等压变更.由盖一吕萨克定律得

了=~7，

解得仁於

(2)对活塞，由平衡条件得

砥+"S=RS

气体对活塞做的功为川=pS(Z-Zo),

解得=(^S—mg)(£-Zo).

(3)由热力学第肯定律得A〃=#+Q,

又外界对气体做功"'=一*,

气体汲取的热量/?=A〃+(pbS—mff)(/.—Zo).

答案：⑴牛(2)(RS—则)(£—4)

(3)A4H-3S—mg)(£—Zo)

13.(2024•揭阳模拟)肯定质量的志向气体经验了如图所示的力一A