（新課標）2022屆高考物理一輪復習 第13章 熱學 第三節(jié) 熱力學定律與能量守恒達標診斷高效訓練

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1、（新課標）2022屆高考物理一輪復習 第13章 熱學 第三節(jié) 熱力學定律與能量守恒達標診斷高效訓練 一、選擇題 1．(2018·洛陽檢測)下列說法正確的是(　　) 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不停地做無規(guī)則的運動，這種運動是分子熱運動 C．把很多小的單晶體放在一起，就變成了非晶體 D．第二類永動機沒有違反能量守恒定律 E．絕對零度不可達到 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不停地做無規(guī)則的運動，

2、這種運動是布朗運動，故B錯誤；把很多小的單晶體放在一起，仍是晶體，故C錯誤；第二類永動機沒有違反能量守恒定律，但是違背了熱力學第二定律，故D正確；因為任何空間必然存有能量和熱量，也不斷進行相互轉(zhuǎn)換而不消失，所以絕對零度是不存在的，故E正確． 2．(2016·高考全國卷Ⅰ)關于熱力學定律，下列說法正確的是(　　) A．氣體吸熱后溫度一定升高 B．對氣體做功可以改變其內(nèi)能 C．理想氣體等壓膨脹過程一定放熱 D．熱量不可能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體 E．如果兩個系統(tǒng)分別與狀態(tài)確定的第三個系統(tǒng)達到熱平衡，那么這兩個系統(tǒng)彼此之間也必定達到熱平衡 解析：選BDE.根據(jù)熱力學第一定律，氣體吸

3、熱的同時若對外做功，則內(nèi)能不一定增大，溫度不一定升高，選項A錯誤．對氣體做功可以改變其內(nèi)能，選項B正確．理想氣體等壓膨脹過程，對外做功，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C錯誤．根據(jù)熱力學第二定律，熱量不可能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體，選項D正確．根據(jù)熱平衡定律，如果兩個系統(tǒng)分別與狀態(tài)確定的第三個系統(tǒng)達到熱平衡，那么這兩個系統(tǒng)彼此之間也必定達到熱平衡，選項E正確． 3.如圖所示，汽缸和活塞與外界均無熱交換，中間有一個固定的導熱性良好的隔板，封閉著兩部分氣體A和B，活塞處于靜止平衡狀態(tài)．現(xiàn)通過電熱絲對氣體A加熱一段時間，后來活塞達到新的平衡，不計氣體分子勢能

4、，不計活塞與汽缸壁間的摩擦，大氣壓強保持不變，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，對外做功，內(nèi)能不變 C．氣體A分子的平均動能增大 D．氣體A和氣體B內(nèi)每個分子的動能都增大 E．氣體B分子單位時間內(nèi)對器壁單位面積碰撞次數(shù)減少 解析：選ACE.氣體A進行等容變化，則W＝0，根據(jù)ΔU＝W＋Q可知氣體A吸收熱量，內(nèi)能增加，溫度升高，氣體A分子的平均動能變大，但是不是每個分子的動能都增加，選項A、C正確，D錯誤；因為中間是導熱隔板，所以氣體B吸收熱量，溫度升高，內(nèi)能增加；又因為壓強不變，故體積變大，氣體對外做功，選項B錯誤；氣體B的壓強不變，但是體積增大，

5、平均動能增大，所以氣體B分子單位時間內(nèi)對器壁單位面積的碰撞次數(shù)減少，選項E正確． 4．(2018·濟南模擬)下列說法正確的是(　　) A．單晶體冰糖磨碎后熔點不會發(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果 C．一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)過等容過程，吸收熱量，其內(nèi)能一定增加 D．自然發(fā)生的熱傳遞過程是向著分子熱運動無序性增大的方向進行的 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，磨碎后物質(zhì)微粒排列結構不變，熔點不變，A正確；足球充足氣后很難壓縮是由于足球內(nèi)外的

6、壓強差的原因，與氣體的分子之間的作用力無關，B錯誤；一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)過等容過程，吸收熱量，沒有對外做功，根據(jù)熱力學第一定律可知，其內(nèi)能一定增加，故C正確；根據(jù)熱力學第二定律可知，自然發(fā)生的熱傳遞過程是向著分子熱運動無序性增大的方向進行的，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，分子的平均動能增大，則平均速率增大，單位時間內(nèi)撞擊單位面積上的分子數(shù)增多，E錯誤． 5．(2018·廣東揭陽模擬)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，可以計算出阿伏加德羅常數(shù) B．布朗運動就是分子的無規(guī)則運動 C．對理想氣體做功，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，對氣體做了3.0×105 J的功，同時氣體向外界放出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；布朗運動是固體小顆粒的無規(guī)則運動，B錯誤；對理想氣體做功，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到無窮遠，分子間的相互作用力先減小后增大，分子間原來距離不確定，相互作用力的變化不確定，D錯誤；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)關于分子動

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

9、的使熱量由低溫處傳到高溫處，符合熱力學第二定律的內(nèi)容，故D錯誤；一定質(zhì)量的理想氣體壓強不變，溫度升高時體積增大，對外做功，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·湖北襄陽四中周考)下列對熱力學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，但同時做功和熱傳遞一定會改變內(nèi)能 C．空調(diào)機在制冷過程中，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；由熱力學第一定律可知，當W≠0，Q≠0時，ΔU＝W＋Q，可以等于0，B錯誤；空調(diào)機在制冷過程中消耗了電能，總體上是放出熱量，C正確；物體從外界吸收熱量，可能同時對外做功，如果對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，小明同學把自行車輪胎上的氣門芯拔出的時候，會覺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，則關于氣體噴出的過程，下列說法正確的是(　　) A．氣體的內(nèi)能減少 B．氣體的內(nèi)能不變 C．氣體來不及與外界發(fā)生熱交換，對外做功，溫度降低 D．氣體膨脹時，熱量散得太快，使氣體溫度降低了 E．氣體分子的平均動能減小 解析：選AC

11、E.氣體噴出時，來不及與外界交換熱量，發(fā)生絕熱膨脹，Q＝0，對外做功，熱力學第一定律的表達式為W＋Q＝ΔU，內(nèi)能減少，溫度降低，溫度是分子平均動能的標志，則A、C、E正確． 二、非選擇題 9.(2018·鄭州質(zhì)量預測)如圖所示，導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．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，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 達到穩(wěn)定過程，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，開始時缸內(nèi)氣體溫度為27 ℃，封閉氣柱長為9 cm，活塞橫截面積S＝50 cm2.現(xiàn)通過汽缸底部電阻絲給氣體加熱一段時間，此過程中氣體吸熱22 J，穩(wěn)定后氣體溫度變?yōu)?27 ℃.已知大氣壓強等于105 Pa，活塞

13、與汽缸間無摩擦，求： (1)加熱后活塞到汽缸底部的距離； (2)此過程中氣體內(nèi)能改變了多少． 解析：(1)取被封閉的氣體為研究對象，開始時氣體的體積為L1S，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)在該過程中，氣體對外做功：W＝F·ΔL＝p0S(L2－L1)＝105×50×10－4×(12－9)×10－2 J＝15 J， 由熱力學第一定律：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的過程中，氣體是吸熱還是放熱？簡要說明理由． 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，由熱力學第一定律ΔU＝W＋Q，ΔU<0， W＝0，故Q<0，可知氣體放熱． 答案：(1)1 200 K　(2)放熱　理由見解析