2018高考物理大一輪復習題組層級快練56第十三單元(選修3-3)3熱力學定律

1、 題組層級快練（五十六） 熱力學定律 一、選擇題 1. （2016 延慶模擬）對于一個熱力學系統(tǒng)，下列說法正確的是 （ ） A. 如果外界對它傳遞熱量則系統(tǒng)內能一定增加 B. 如果外界對它做功則系統(tǒng)內能一定增加 C. 如果系統(tǒng)的溫度不變則內能一定不變 D. 系統(tǒng)的內能增量等于外界向它傳遞的熱量與外界對它做功的和 答案 D 解析 物體吸收熱量，可能同時對外做功，內能不一定增加， 故選項 A 錯誤；外界對物體做 功，物體可能同時放熱，物體的內能不一定增加，故選項 B 錯誤；如果系統(tǒng)的溫度不變，物 態(tài)發(fā)生變化，則內能一定變化， 故選項 C 錯誤；根據熱力學第一定律， 系統(tǒng)的內能增量等于 外界向它傳遞

2、的熱量與外界對它做功的和，故選項 D 正確. 2. （2016 珠海模擬）在一鍋正在沸騰的水中，一個小氣泡由底層緩慢地升到液面，上升過 程中氣泡的壓強不斷減小，則氣泡在上浮過程中 （ ） A. 內能增大 B.內能減小 C. 外界對氣泡做功 D.吸收熱量 答案 D 解析 氣泡緩慢上升的過程中，外部的壓強逐漸減小，由于外部恒溫，根據 pV= C,所以體 積增大，氣泡膨脹對外做功，溫度不變，則內能不變，故選項 A、B 錯誤；根據熱力學第一 定律可得， U= Q+ W 知，氣泡內能不變，同時對外做功，所以必須從外界吸收熱量，故選 項 C 錯誤，選項 D 正確. 3. （2016 梅州模擬）小紅和小明打

3、乒乓球不小心把乒乓球踩扁了，小明認真觀察后發(fā)現表 面沒有開裂，于是把踩扁的乒乓球放在熱水里泡一下， 基本恢復了原狀. 乒乓球內的氣體可 視為理想氣體，對于乒乓球恢復原狀的過程，下列描述中正確的是 （ ） A. 內能變大，球內氣體對外做正功的同時吸熱 B. 內能變大，球內氣體對外做正功的同時放熱 C. 內能變大，球內氣體對外做負功的同時吸熱 D. 內能變小，球內氣體對外做負功的同時放熱 2 答案 A 解析 乒乓球內的氣體受力膨脹，故對外做功，故 VWC 0,氣體溫度升高，故內能增加，故 U 0，根據熱力學第一定律公式 U= Q+ w Q 0，即吸收熱量，故選項 A 正確，選項 B C D 錯誤.

4、 4. 對于一定量的理想氣體，下列說法正確的是 （ ） A. 若氣體的壓強不變，其內能一定不變 B. 若氣體的內能不變，其狀態(tài)一定不變 C. 若氣體的溫度隨時間不斷升高，其壓強一定不斷增大 D. 當氣體溫度升高時，氣體的內能一定增大 答案 D 解析 對于理想氣體而言，內能是由溫度決定的，根據理想氣體狀態(tài)方程， pV= C 可知，當 壓強不變時，其溫度不一定不發(fā)生變化，因此內能不一定不變，選項 A 錯誤；而反過來，內 能不變只能說明溫度不變， 可能發(fā)生等溫變化，也就是氣體狀態(tài)可能發(fā)生變化， 選項 B 錯誤； 根據理想氣體狀態(tài)方程，pV= C,溫度升高，只能是 pV 乘積變大，至于壓強可能增加也可

5、能 減小，選項 C 錯誤；內能是由溫度決定的，當溫度升高時，內能一定增加，選項 D 正確. 5. （2016 南昌模擬）下列敘述和熱力學定律相關，其中正確的是 （ ） A. 第一類永動機不可能制成，是因為違背了能量守恒定律 B. 能量耗散過程中能量不守恒 C. 電冰箱的制冷系統(tǒng)能夠不斷地把冰箱內的熱量傳到外界，違背了熱力學第二定律 D. 能量耗散是從能量轉化的角度反映出自然界中的宏觀過程具有方向性 E. 物體從單一熱源吸收的熱量可全部用于做功 答案 ADE 解析第一類永動機既不消耗能量又能源源不斷對外做功， 違背了能量守恒定律，所以不可 能制成，故選項 A 正確；能量耗散過程中能量也守恒，故選

6、項 B 錯誤；電冰箱的致冷系統(tǒng)能 夠不斷地把冰箱內的熱量傳到外界， 是由于壓縮機做功，并不違背了熱力學第二定律，故選 項 C 錯誤，能量耗散是從能量轉化的角度反映出自然界中的宏觀過程具有方向性，故選項 D 正確；根據熱力學第二定律可知：氣體不可能從單一熱源吸熱，并全部用來對外做功， 而不 引起其它變化，若引起外界變化則可以，故選項 E 正確. 6 . （2016 宜昌模擬）關于熱力學定律，下列說法正確的是 （ ） A. 第二類永動機不可能制成是因為它違反了能量守恒定律 3 B. 定量氣體，吸熱 200 J，氣體對外做功 220 J，內能減少 20 J C. 熱量能夠自發(fā)地從高溫物體傳到低溫物體

7、 D. 禾U用高科技手段，可以將流散到周圍環(huán)境中的內能重新收集起來加以利用而不引起其他 變化 E. 一定質量的 100 C的水吸收熱量后變成 100 C的水蒸氣，則吸收的熱量大于增加的內能4 答案 BCE 解析 第二類永動機不違反能量守恒定律， 但違反了熱力學第二定律， 故選項 A 錯誤；氣體 對外做功 220 J，W= 220 J，吸收 200 J 熱量，Q= 200 J，根據熱力學第一定律 U= Q+ 得 A U= 20 J，即內能減少 20 J，故選項 B 正確；根據熱力學第二定律，熱量能夠自發(fā) 地從高溫物體傳到低溫物體， 故選項 C 正確；根據熱力學第二定律利用高科技手段， 不可能 將

8、流散到周圍環(huán)境中的內能重新收集起來加以利用而不引起其他變化， 故選項 D 錯誤；一定 質量的 100 C的水吸收熱量后變成 100 C的水蒸氣，體積增大，對外做功， 量大于增加的內能，故選項 E 正確. 7. （2016 開封模擬）如圖所示，一絕熱容器被隔板 K 隔開成a、b 兩部分. 知 a 內有一定量的稀薄氣體，b 內為真空.抽開隔板 K 后，a 內氣體進入 最終達到平衡狀態(tài)在此過程中 （ ） A. 氣體對外界做功，內能減少 B. 氣體不做功，內能不變 C. 氣體壓強變小，溫度不變 D. 氣體壓強變大，溫度不變 E. 單位時間內撞擊容器壁的分子數減少 答案 BCE 解析 絕熱容器內的稀薄氣

9、體與外界沒有熱傳遞， Q= 0,稀薄氣體向真空擴散時氣體沒有做 功，W= 0，根據熱力學第一定律稀薄氣體的內能不變， 則溫度不變，稀薄氣體擴散體積增大， 根據玻意耳定律可知， 氣體的壓強必然變小， 故選項A D 錯誤，選項 B C 正確；溫度不變, 分子的平均動能不變，壓強減小，說明單位時間內撞擊容器壁的分子數減少， 故選項 E 正確. 8. 如圖所示，一定質量的理想氣體，從狀態(tài) A 經絕熱過程 ATB、等容過 程BTC 等溫過程 CTA又回到了狀態(tài) A 則（ ） A. AT B 過程氣體降溫 B. BT C 過程氣體內能增加，可能外界對氣體做了功 C. CT A過程氣體放熱 D. 全部過程氣

10、體做功為零 答案 AC 解析 ATB過程氣體絕熱膨脹，氣體對外界做功，其對應的內能必定減小，即氣體溫度降 低，選項 A 正確；BTC過程氣體等容升壓，由 p/T = C（常量）可知，氣體溫度升高，其對應 內能增加，因做功 W 0，選項 B 錯；CTA過程氣體等溫壓縮，故內能變化為零，但外界對 氣體做功，因此該過程中所以吸收的熱 5 氣體放熱，選項 C 正確；AT B 過程氣體對外做功，其數值等于 AB 線與橫軸包圍的面積.BTC 過程氣體不做功.CTA過程外界對氣體做功，其數值等于 CA 線與橫軸包圍的面積， 顯然全過程對氣體做的凈功為 ABC 封閉曲線包圍的面積， 選項 D 不正6 確. 9

11、. 導熱氣缸開口向下， 內有理想氣體，缸內活塞可自由滑動且不漏氣， 活塞 - 下掛一個沙桶，沙桶裝滿沙子時，活塞恰好靜止，現在把沙桶底部鉆一個小 洞，細沙慢慢漏出，并緩慢降低氣缸外部環(huán)境溫度，則 （ ） A. 氣體壓強增大，內能可能不變 B. 外界對氣體做功，氣體溫度降低 C. 氣體體積減小，壓強增大，內能一定減小 D. 外界對氣體做功，氣體內能一定增加 答案 BC 解析由平衡條件知活塞受到的沙桶拉力減小， 其他力如活塞重力、大氣壓力不變，則氣體 壓強增大、體積減小，外界對氣體做功，由于環(huán)境溫度緩慢降低，則氣體內能減少，由 U =陽 Q 知 QTc, QbQc B. TbTc, CbVQc C

12、. Tb= Tc, CbQc D. Tb= Tc, QbVQc 答案 C PaVa PcVc PbVb 2p0 V P0 2V0 解析 由理想氣體狀態(tài)方程可知，=二廠=二廠，即 = ，得 Tc= Tb,則氣體在 I a lc lb I c I b b、c 狀態(tài)內能相等，因 a 到 b 和 a 到 c 的厶 U 相同；而 a 到 c 過程中氣體體積不變， W= 0, a 到 b過程中氣體膨脹對外做功， WQc，選項 C 正確. 11. 如圖所示，氣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 通過電熱絲對氣體 A 加熱一段時間

13、，后來活塞達到新的平衡，不計氣體 分子勢能，不計活塞與氣缸壁間的摩擦，大氣壓強保持不變，則下列判 斷正確的是（ ） A. 氣體 A 吸熱，內能增加 B. 氣體 B 吸熱，對外做功，內能不變 7 C. 氣體 A 分子的平均動能增大 D. 氣體 A 和氣體 B 內每個分子的動能都增大 E. 氣體 B 分子單位時間內對器壁單位面積碰撞總次數減少8 答案 ACE 解析 氣體 A 進行等容變化，則 W 0，根據 U= Q 可知氣體 A 吸收熱量，內能增加，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， 選項 D 錯誤；因為中間是導熱隔板，所以氣體 B 吸收熱量

14、，溫度升高，內能增加；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，平 均動能增大，所以氣體 B 分子單位時間內對器壁單位面積的碰撞次數減少，選項 E 正確. 、非選擇題 12. 一定質量的理想氣體，其內能跟溫度成正比.在初始狀態(tài) A 時, 體積為 Vo,壓強為 po,溫度為 To,已知此時其內能為 Lb.該理想氣 體從狀態(tài) A經由一系列變化，最終還回到原來狀態(tài) A 其變化過程 的 p T 圖如圖所示，其中 CA 延長線過坐標原點， BA 在同一豎直 直線上.求: (1) 狀態(tài) B 的體積； 狀態(tài) C 的體積； (3)從狀態(tài) B 經由狀態(tài) C,

15、最終回到狀態(tài) A 的過程中，氣體與外界交換的熱量是多少？ Vo 答案 (1) (2)V o (3)2p oVo 解析 (1)由圖可知，從狀態(tài) A 到狀態(tài) B 為等溫變化過程，狀態(tài) B 時氣體壓強為 pi= 3po,設 乂 體積為 V1,由玻意耳定律得 poVo= piVi,解得 (2) 由圖可知，從狀態(tài) B 到狀態(tài) C 為等壓變化過程，狀態(tài) C 時氣體溫度為 T2= 3To,設體積為 V V2 ,由蓋一呂薩克定律得 =匚，解得 V2= Vo. To T2 (3) 由狀態(tài) B 經狀態(tài) C 回到狀態(tài) A,外界對氣體做的總功為 W 從狀態(tài) B 到狀態(tài) C,設外界 對氣體做功為 WBC, Wc= P2

16、(V1 V2)，聯(lián)立解得 WC= 2poVo； 從狀態(tài) C 回到狀態(tài) A 由圖線知為等容過程，外界對氣體不做功， 所以 W= A Wc= 2poV), 從狀態(tài) B 經狀態(tài) C 回到狀態(tài) A,內能增加量為A U= 0，氣體從外界吸收的熱量為 A Q 內能 增加量為A U,由熱力學第一定律得 A U=A Q+ A W 解得A Q= 2poVo,即氣體從外界吸收熱 量 2poVo. 9 13. 如圖所示，體積為 V,內壁光滑的圓柱形導熱汽缸頂部有一質量和厚度均可忽略的活塞; 汽缸內密封有溫度為 2.4T。、壓強為 1.2po的理想氣體，po和 To分別為大氣的壓強和溫度. 已 知：氣體內能 U 與溫度 T 的關系為U= a T, a為正的常量；容器內氣體的所有變化過程都 是緩慢的.求： (1) 汽缸內氣體與大氣達到平衡時的體積 V; (2) 在活塞下降過程中，汽缸內氣體放出的熱量 Q. 1 1 答案外(2) qpoV+a To 解析 (1)在缸內氣體由