（新課標(biāo)）2022屆高考物理一輪復(fù)習(xí) 第13章 熱學(xué) 第三節(jié) 熱力學(xué)定律與能量守恒達(dá)標(biāo)診斷高效訓(xùn)練

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1、（新課標(biāo)）2022屆高考物理一輪復(fù)習(xí) 第13章 熱學(xué) 第三節(jié) 熱力學(xué)定律與能量守恒達(dá)標(biāo)診斷高效訓(xùn)練 一、選擇題 1．(2018·洛陽(yáng)檢測(cè))下列說(shuō)法正確的是(　　) A．液體表面層分子間距離大于液體內(nèi)部分子間距離，故液體表面存在張力 B．懸浮在液體中的固體小顆粒會(huì)不停地做無(wú)規(guī)則的運(yùn)動(dòng)，這種運(yùn)動(dòng)是分子熱運(yùn)動(dòng) C．把很多小的單晶體放在一起，就變成了非晶體 D．第二類永動(dòng)機(jī)沒(méi)有違反能量守恒定律 E．絕對(duì)零度不可達(dá)到 解析：選ADE.通常，處于液體表面層的分子較為稀疏，其分子間距較大，液體分子之間的合力表現(xiàn)為平行于液體界面的引力，故A正確；懸浮在液體中的固體小顆粒會(huì)不停地做無(wú)規(guī)則的運(yùn)動(dòng)，

2、這種運(yùn)動(dòng)是布朗運(yùn)動(dòng)，故B錯(cuò)誤；把很多小的單晶體放在一起，仍是晶體，故C錯(cuò)誤；第二類永動(dòng)機(jī)沒(méi)有違反能量守恒定律，但是違背了熱力學(xué)第二定律，故D正確；因?yàn)槿魏慰臻g必然存有能量和熱量，也不斷進(jìn)行相互轉(zhuǎn)換而不消失，所以絕對(duì)零度是不存在的，故E正確． 2．(2016·高考全國(guó)卷Ⅰ)關(guān)于熱力學(xué)定律，下列說(shuō)法正確的是(　　) A．氣體吸熱后溫度一定升高 B．對(duì)氣體做功可以改變其內(nèi)能 C．理想氣體等壓膨脹過(guò)程一定放熱 D．熱量不可能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體 E．如果兩個(gè)系統(tǒng)分別與狀態(tài)確定的第三個(gè)系統(tǒng)達(dá)到熱平衡，那么這兩個(gè)系統(tǒng)彼此之間也必定達(dá)到熱平衡 解析：選BDE.根據(jù)熱力學(xué)第一定律，氣體吸

3、熱的同時(shí)若對(duì)外做功，則內(nèi)能不一定增大，溫度不一定升高，選項(xiàng)A錯(cuò)誤．對(duì)氣體做功可以改變其內(nèi)能，選項(xiàng)B正確．理想氣體等壓膨脹過(guò)程，對(duì)外做功，由理想氣體狀態(tài)方程可知，氣體溫度升高，內(nèi)能增大，故氣體一定吸熱，選項(xiàng)C錯(cuò)誤．根據(jù)熱力學(xué)第二定律，熱量不可能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體，選項(xiàng)D正確．根據(jù)熱平衡定律，如果兩個(gè)系統(tǒng)分別與狀態(tài)確定的第三個(gè)系統(tǒng)達(dá)到熱平衡，那么這兩個(gè)系統(tǒng)彼此之間也必定達(dá)到熱平衡，選項(xiàng)E正確． 3.如圖所示，汽缸和活塞與外界均無(wú)熱交換，中間有一個(gè)固定的導(dǎo)熱性良好的隔板，封閉著兩部分氣體A和B，活塞處于靜止平衡狀態(tài)．現(xiàn)通過(guò)電熱絲對(duì)氣體A加熱一段時(shí)間，后來(lái)活塞達(dá)到新的平衡，不計(jì)氣體分子勢(shì)能

4、，不計(jì)活塞與汽缸壁間的摩擦，大氣壓強(qiáng)保持不變，則下列判斷正確的是(　　) A．氣體A吸熱，內(nèi)能增加 B．氣體B吸熱，對(duì)外做功，內(nèi)能不變 C．氣體A分子的平均動(dòng)能增大 D．氣體A和氣體B內(nèi)每個(gè)分子的動(dòng)能都增大 E．氣體B分子單位時(shí)間內(nèi)對(duì)器壁單位面積碰撞次數(shù)減少 解析：選ACE.氣體A進(jìn)行等容變化，則W＝0，根據(jù)ΔU＝W＋Q可知?dú)怏wA吸收熱量，內(nèi)能增加，溫度升高，氣體A分子的平均動(dòng)能變大，但是不是每個(gè)分子的動(dòng)能都增加，選項(xiàng)A、C正確，D錯(cuò)誤；因?yàn)橹虚g是導(dǎo)熱隔板，所以氣體B吸收熱量，溫度升高，內(nèi)能增加；又因?yàn)閴簭?qiáng)不變，故體積變大，氣體對(duì)外做功，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；氣體B的壓強(qiáng)不變，但是體積增大，

5、平均動(dòng)能增大，所以氣體B分子單位時(shí)間內(nèi)對(duì)器壁單位面積的碰撞次數(shù)減少，選項(xiàng)E正確． 4．(2018·濟(jì)南模擬)下列說(shuō)法正確的是(　　) A．單晶體冰糖磨碎后熔點(diǎn)不會(huì)發(fā)生變化 B．足球充足氣后很難壓縮，是足球內(nèi)氣體分子間斥力作用的結(jié)果 C．一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)過(guò)等容過(guò)程，吸收熱量，其內(nèi)能一定增加 D．自然發(fā)生的熱傳遞過(guò)程是向著分子熱運(yùn)動(dòng)無(wú)序性增大的方向進(jìn)行的 E．一定質(zhì)量的理想氣體體積保持不變，單位體積內(nèi)分子數(shù)不變，溫度升高，單位時(shí)間內(nèi)撞擊單位面積上的分子數(shù)不變 解析：選ACD.單晶體冰糖有固定的熔點(diǎn)，磨碎后物質(zhì)微粒排列結(jié)構(gòu)不變，熔點(diǎn)不變，A正確；足球充足氣后很難壓縮是由于足球內(nèi)外的

6、壓強(qiáng)差的原因，與氣體的分子之間的作用力無(wú)關(guān)，B錯(cuò)誤；一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)過(guò)等容過(guò)程，吸收熱量，沒(méi)有對(duì)外做功，根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知，其內(nèi)能一定增加，故C正確；根據(jù)熱力學(xué)第二定律可知，自然發(fā)生的熱傳遞過(guò)程是向著分子熱運(yùn)動(dòng)無(wú)序性增大的方向進(jìn)行的，故D正確；一定質(zhì)量的理想氣體體積保持不變，單位體積內(nèi)分子數(shù)不變，溫度升高，分子的平均動(dòng)能增大，則平均速率增大，單位時(shí)間內(nèi)撞擊單位面積上的分子數(shù)增多，E錯(cuò)誤． 5．(2018·廣東揭陽(yáng)模擬)下列敘述中正確的是(　　) A．已知水的摩爾質(zhì)量和水分子的質(zhì)量，可以計(jì)算出阿伏加德羅常數(shù) B．布朗運(yùn)動(dòng)就是分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng) C．對(duì)理想氣體做功，內(nèi)能不一定增加

7、D．分子間的相互作用力隨著分子間距離的增大，一定先減小后增大 E．用活塞壓縮汽缸內(nèi)的理想氣體，對(duì)氣體做了3.0×105 J的功，同時(shí)氣體向外界放出1.5×105 J的熱量，則氣體內(nèi)能增加了1.5×105 J 解析：選ACE.阿伏加德羅常數(shù)等于水的摩爾質(zhì)量除以水分子的質(zhì)量，A正確；布朗運(yùn)動(dòng)是固體小顆粒的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，B錯(cuò)誤；對(duì)理想氣體做功，氣體可能向外界放出熱量，內(nèi)能不一定增加，C正確；分子間距離從0到無(wú)窮遠(yuǎn)，分子間的相互作用力先減小后增大，分子間原來(lái)距離不確定，相互作用力的變化不確定，D錯(cuò)誤；根據(jù)ΔU＝W＋Q，氣體內(nèi)能增加了1.5×105 J，E正確． 6．(2018·文昌模擬)關(guān)于分子動(dòng)

8、理論和熱力學(xué)定律，下列說(shuō)法正確的是(　　) A．空氣相對(duì)濕度越大時(shí)，水蒸發(fā)越慢 B．物體的溫度越高，分子平均動(dòng)能越大 C．第二類永動(dòng)機(jī)不可能制成是因?yàn)樗`反了熱力學(xué)第一定律 D．空調(diào)制冷，是人為的使熱量由低溫處傳到高溫處，所以違背了熱力學(xué)第二定律 E．一定質(zhì)量的理想氣體壓強(qiáng)不變，溫度升高時(shí)吸收的熱量一定大于內(nèi)能的增加量 解析：選ABE.空氣相對(duì)濕度越大時(shí)，空氣中水蒸氣壓強(qiáng)越接近飽和汽壓，水蒸發(fā)越慢，故A正確；溫度是分子的平均動(dòng)能的標(biāo)志，物體的溫度越高，分子平均動(dòng)能越大，故B正確；第二類永動(dòng)機(jī)雖然不違反能量守恒定律，但它違背了熱力學(xué)第二定律，所以制造不出來(lái)，故C錯(cuò)誤；空調(diào)制冷，是人為

9、的使熱量由低溫處傳到高溫處，符合熱力學(xué)第二定律的內(nèi)容，故D錯(cuò)誤；一定質(zhì)量的理想氣體壓強(qiáng)不變，溫度升高時(shí)體積增大，對(duì)外做功，因內(nèi)能增大，故吸收的熱量一定大于內(nèi)能的增加量，故E正確． 7．(2018·湖北襄陽(yáng)四中周考)下列對(duì)熱力學(xué)定律的理解正確的是(　　) A．可以從單一熱源吸收熱量，使之完全變?yōu)楣? B．由熱力學(xué)第一定律可知做功不一定改變內(nèi)能，熱傳遞也不一定改變內(nèi)能，但同時(shí)做功和熱傳遞一定會(huì)改變內(nèi)能 C．空調(diào)機(jī)在制冷過(guò)程中，從室內(nèi)吸收的熱量少于向室外放出的熱量 D．如果物體從外界吸收了熱量，則物體的內(nèi)能可能減少 解析：選ACD.在引起其他變化的情況下，從單一熱源吸收熱量可以將其全部變?yōu)?/p>

10、功，A正確；由熱力學(xué)第一定律可知，當(dāng)W≠0，Q≠0時(shí)，ΔU＝W＋Q，可以等于0，B錯(cuò)誤；空調(diào)機(jī)在制冷過(guò)程中消耗了電能，總體上是放出熱量，C正確；物體從外界吸收熱量，可能同時(shí)對(duì)外做功，如果對(duì)外做的功大于從外界吸收的熱量，則物體的內(nèi)能減少，D正確． 8．夏天，小明同學(xué)把自行車輪胎上的氣門芯拔出的時(shí)候，會(huì)覺(jué)得從輪胎里噴出的氣體涼，如果把輪胎里的氣體視為理想氣體，則關(guān)于氣體噴出的過(guò)程，下列說(shuō)法正確的是(　　) A．氣體的內(nèi)能減少 B．氣體的內(nèi)能不變 C．氣體來(lái)不及與外界發(fā)生熱交換，對(duì)外做功，溫度降低 D．氣體膨脹時(shí)，熱量散得太快，使氣體溫度降低了 E．氣體分子的平均動(dòng)能減小 解析：選AC

11、E.氣體噴出時(shí)，來(lái)不及與外界交換熱量，發(fā)生絕熱膨脹，Q＝0，對(duì)外做功，熱力學(xué)第一定律的表達(dá)式為W＋Q＝ΔU，內(nèi)能減少，溫度降低，溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，則A、C、E正確． 二、非選擇題 9.(2018·鄭州質(zhì)量預(yù)測(cè))如圖所示，導(dǎo)熱性能良好的汽缸開口向上，用輕質(zhì)活塞封閉有體積為V0的理想氣體，外界大氣壓強(qiáng)為p0，環(huán)境溫度為T0，輕質(zhì)活塞橫截面積為S，與汽缸之間的摩擦不計(jì)．現(xiàn)在活塞上面放一質(zhì)量為m的物塊，活塞緩慢下移，并最終靜止在某一位置．重力加速度為g.求： (1)活塞靜止時(shí)，離汽缸底端的距離是多少？ (2)如果拿掉物塊，要保持活塞位置不變，環(huán)境溫度需要改變到多少？汽缸吸熱還是放熱？

12、 解析：(1)放上物塊并穩(wěn)定后，由平衡條件得 pS＝p0S＋mg 達(dá)到穩(wěn)定過(guò)程，根據(jù)玻意耳定律得p0V0＝pSx 解得x＝. (2)拿掉物塊后的穩(wěn)定過(guò)程，根據(jù)查理定律得＝ 解得T＝ 理想氣體溫度降低，根據(jù)熱力學(xué)第一定律ΔU＝Q＋W知，氣體向外放熱． 答案：(1)　(2)　氣體向外放熱 10.(2018·濰坊模擬)如圖所示在絕熱汽缸內(nèi)，有一絕熱輕活塞封閉一定質(zhì)量的氣體，開始時(shí)缸內(nèi)氣體溫度為27 ℃，封閉氣柱長(zhǎng)為9 cm，活塞橫截面積S＝50 cm2.現(xiàn)通過(guò)汽缸底部電阻絲給氣體加熱一段時(shí)間，此過(guò)程中氣體吸熱22 J，穩(wěn)定后氣體溫度變?yōu)?27 ℃.已知大氣壓強(qiáng)等于105 Pa，活塞

13、與汽缸間無(wú)摩擦，求： (1)加熱后活塞到汽缸底部的距離； (2)此過(guò)程中氣體內(nèi)能改變了多少． 解析：(1)取被封閉的氣體為研究對(duì)象，開始時(shí)氣體的體積為L(zhǎng)1S，溫度為：T1＝(273＋27) K＝300 K， 末狀態(tài)的體積為：L2S，溫度為：T2＝(273＋127)K＝400 K 氣體做等壓變化，則：＝ 代入數(shù)據(jù)得：L2＝12 cm. (2)在該過(guò)程中，氣體對(duì)外做功：W＝F·ΔL＝p0S(L2－L1)＝105×50×10－4×(12－9)×10－2 J＝15 J， 由熱力學(xué)第一定律：ΔU＝Q－W＝22 J－15 J＝7 J. 答案：(1)12 cm　(2)7 J 11．(20

14、18·大慶模擬)如圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A變化到狀態(tài)B，再由狀態(tài)B變化到狀態(tài)C.已知狀態(tài)A的溫度為300 K. (1)求氣體在狀態(tài)B的溫度； (2)由狀態(tài)B變化到狀態(tài)C的過(guò)程中，氣體是吸熱還是放熱？簡(jiǎn)要說(shuō)明理由． 解析：(1)由題圖知pA＝0.5 atm，pB＝1.0 atm，VA＝1 m3，VB＝2 m3， 由＝得，氣體在狀態(tài)B的溫度 TB＝＝ K＝1 200 K. (2)由狀態(tài)B到狀態(tài)C，氣體做等容變化，由查理定律得 ＝，則TC＝TB＝600 K 氣體由狀態(tài)B到狀態(tài)C為等容變化，不做功，但溫度降低，內(nèi)能減少，由熱力學(xué)第一定律ΔU＝W＋Q，ΔU<0， W＝0，故Q<0，可知?dú)怏w放熱． 答案：(1)1 200 K　(2)放熱　理由見解析