暑假作業(yè)12 熱力學(xué)定律（原卷版）-2025版高二物理暑假作業(yè)

限時(shí)練習(xí)：90min完成時(shí)間：月日天氣：作業(yè)12熱力學(xué)定律一、熱力學(xué)第一定律1．改變內(nèi)能的兩種方式：做功與傳熱。兩者對(duì)改變系統(tǒng)的內(nèi)能是等價(jià)的。2．熱力學(xué)第一定律：一個(gè)熱力學(xué)系統(tǒng)的內(nèi)能變化量等于外界向它傳遞的熱量與外界對(duì)它所做的功的和。3．熱力學(xué)第一定律的表達(dá)式：ΔU＝Q＋W。4．熱力學(xué)第一定律的應(yīng)用：(1)ΔU的正負(fù)：當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)能增加時(shí)，ΔU取正值，當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)能減小時(shí)，ΔU取負(fù)值。(均選填“正”或“負(fù)”)(2)W的正負(fù)：外界對(duì)系統(tǒng)做功時(shí)，W取正值；系統(tǒng)對(duì)外界做功時(shí)，W取負(fù)值。(均選填“正”或“負(fù)”)(3)Q的正負(fù)：外界對(duì)系統(tǒng)傳遞熱量時(shí)，Q取正值；系統(tǒng)向外界傳遞熱量時(shí)，Q取負(fù)值。(均選填“正”或“負(fù)”)二、判斷氣體是否做功的方法1．若氣體體積增大，表明氣體對(duì)外界做功，W<0；2．若氣體體積減小，表明外界對(duì)氣體做功，W>0。三、熱力學(xué)第二定律的開(kāi)爾文表述：(1)熱機(jī)①熱機(jī)工作的兩個(gè)階段：第一個(gè)階段是燃燒燃料，把燃料中的化學(xué)能變成工作物質(zhì)的內(nèi)能；第二個(gè)階段是工作物質(zhì)對(duì)外做功，把自己的內(nèi)能變成機(jī)械能。②熱機(jī)用于做功的熱量一定小于它從高溫?zé)釒?kù)吸收的熱量，即W<Q。(2)熱力學(xué)第二定律的開(kāi)爾文表述：不可能從單一熱庫(kù)吸收熱量，使之完全變成功，而不產(chǎn)生其他影響。(該表述闡述了機(jī)械能與內(nèi)能轉(zhuǎn)化的方向性)4．熱力學(xué)第二定律的克勞修斯表述和開(kāi)爾文表述是等價(jià)(選填“等價(jià)”或“不等價(jià)”)的。5．熱力學(xué)第二定律的實(shí)質(zhì)：揭示了宏觀自然過(guò)程的方向性。四、熱力學(xué)第一定律和氣體實(shí)驗(yàn)定律的綜合問(wèn)題的解題思路一、單選題1．拔罐是中醫(yī)傳統(tǒng)養(yǎng)生療法之一，以罐為工具，將點(diǎn)燃的紙片放入一個(gè)小罐內(nèi)，當(dāng)紙片燃燒完時(shí)，迅速將火罐開(kāi)口端緊壓在皮膚上，火罐就會(huì)緊緊地“吸”在皮膚上，造成局部瘀血，以達(dá)到通經(jīng)活絡(luò)、祛風(fēng)散寒等作用的療法。封閉氣體質(zhì)量變化不計(jì)，可以看作理想氣體。火罐“吸”到皮膚上的短時(shí)間內(nèi)，下列說(shuō)法正確的是（）A．火罐“吸”在皮膚上的主要原因是火罐內(nèi)的氣體稍有體積減小，溫度降低，壓強(qiáng)減小B．火罐“吸”在皮膚上的主要原因是火罐內(nèi)的氣體稍有體積減小，溫度升高，壓強(qiáng)增大C．火罐內(nèi)的氣體吸收熱量，內(nèi)能增大D．火罐內(nèi)氣體分子單位時(shí)間內(nèi)撞擊火罐底部的次數(shù)增加2．如圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)a開(kāi)始，先經(jīng)等壓變化到達(dá)狀態(tài)b，再經(jīng)等容變化到達(dá)狀態(tài)c。下列判斷正確的是（）A．從a到b，氣體溫度不變 B．從a到b，氣體從外界吸熱C．從b到c，氣體內(nèi)能不變 D．從b到c，氣體對(duì)外界做功3．如圖所示，帶玻璃管的塞子塞住玻璃瓶口，瓶中裝有部分水，水逐漸流出的過(guò)程中，瓶?jī)?nèi)氣體溫度保持不變，下列關(guān)于瓶?jī)?nèi)封閉氣體的判斷正確的是（）A．壓強(qiáng)增大 B．壓強(qiáng)不變C．吸熱 D．放熱4．一定質(zhì)量的理想氣體由狀態(tài)a變化到狀態(tài)b的過(guò)程中，體積V隨熱力學(xué)溫度T變化的圖像如圖所示。已知?dú)怏w在狀態(tài)b的壓強(qiáng)為1.36×105Pa，從狀態(tài)a變化到狀態(tài)b氣體吸收的熱量為4×104J，則該過(guò)程中氣體的內(nèi)能增加了（）A．2.04×104J B．1.96×104JC．1.64×104J D．1.28×104J5．利用“渦流效應(yīng)”可實(shí)現(xiàn)冷熱氣體的分離。如圖，一冷熱氣體分離裝置由噴嘴、渦流室、環(huán)形管、分離擋板和冷熱兩端管等構(gòu)成。高壓氮?dú)庥蓢娮烨邢蛄魅霚u流室中，然后以螺旋方式在環(huán)形管中向右旋轉(zhuǎn)前進(jìn)，分子熱運(yùn)動(dòng)速率較小的氣體分子將聚集到環(huán)形管中心部位，而分子熱運(yùn)動(dòng)速率較大的氣體分子將聚集到環(huán)形管邊緣部位。氣流到達(dá)分離擋板處時(shí)，中心部位氣流與分離擋板碰撞后反向，從A端流出，邊緣部位氣流從B端流出。下列說(shuō)法正確的是（）A．A端流出的氣體分子熱運(yùn)動(dòng)平均速率一定大于B端B．A端流出的氣體內(nèi)能一定小于B端流出的C．該裝置氣體進(jìn)出的過(guò)程滿足能量守恒定律，但違背了熱力學(xué)第二定律D．該裝置氣體進(jìn)出的過(guò)程既滿足能量守恒定律，也滿足熱力學(xué)第二定律6．人們常用空調(diào)調(diào)節(jié)室內(nèi)空氣的溫度，下列說(shuō)法中正確的有（）A．空調(diào)風(fēng)速越大，室內(nèi)空氣的分子動(dòng)能也越大B．室內(nèi)溫度為0℃時(shí)，則室內(nèi)空氣分子熱運(yùn)動(dòng)停止C．空調(diào)制冷使得室內(nèi)溫度下降，則速率小的空氣分子比例增多D．空調(diào)過(guò)濾器能夠吸附PM2.5顆粒，此顆粒的運(yùn)動(dòng)是分子熱運(yùn)動(dòng)7．根據(jù)熱學(xué)中的有關(guān)知識(shí)，下列說(shuō)法中正確的是（）A．一切符合能量守恒定律的宏觀過(guò)程都能發(fā)生B．空調(diào)的工作過(guò)程表明，熱量可以自發(fā)地由低溫物體向高溫物體傳遞C．第二類永動(dòng)機(jī)不違背能量守恒定律，當(dāng)人類科技水平足夠先進(jìn)時(shí)，第二類永動(dòng)機(jī)可以被制造出來(lái)D．能量耗散是從能量轉(zhuǎn)化的角度反映出自然界中的宏觀過(guò)程具有方向性8．油炸爆米花的基本原理是：高溫的油讓玉米粒內(nèi)的水分迅速氣化形成水蒸氣，形成的水蒸氣被玉米粒的外皮密封在內(nèi)部。隨著溫度的升高水蒸氣壓強(qiáng)變大，當(dāng)玉米粒的內(nèi)、外壓強(qiáng)差達(dá)到一定程度時(shí)玉米的表皮突然破裂，導(dǎo)致玉米粒內(nèi)高壓水蒸氣也急劇膨脹，瞬時(shí)爆開(kāi)玉米粒。關(guān)于這一過(guò)程，下列說(shuō)法正確的是（）A．在玉米粒溫度升高的過(guò)程中，每個(gè)水蒸氣分子的動(dòng)能都一定增加B．大米雖然沒(méi)有玉米那樣的外殼密封，照樣可以用油炸的方式做爆米花C．炸裂的過(guò)程，氣體對(duì)玉米表皮做功，該過(guò)程違背了熱力學(xué)第二定律，能量從內(nèi)能轉(zhuǎn)變成了動(dòng)能D．玉米粒溫度升高但表皮沒(méi)有炸裂的過(guò)程中，玉米表皮單位時(shí)間內(nèi)單面積上受到水蒸氣分子撞擊的次數(shù)增多二、多選題9．如圖所示，某同學(xué)將針筒的針拔除后，用橡膠套封閉一定質(zhì)量的理想氣體做成彈射玩具，該同學(xué)先緩慢推動(dòng)推桿將針筒內(nèi)氣體進(jìn)行壓縮，然后松開(kāi)推桿，壓縮氣體膨脹將推桿彈射，若推桿緩慢壓縮氣體過(guò)程中針筒內(nèi)氣體溫度不變，推桿彈射過(guò)程中針筒內(nèi)氣體與外界無(wú)熱交換，則下列說(shuō)法正確的是（）A．推桿壓縮氣體過(guò)程，針筒內(nèi)氣體放熱B．推桿彈射過(guò)程，針筒內(nèi)氣體內(nèi)能增加C．推桿彈射過(guò)程，針筒內(nèi)氣體分子平均動(dòng)能減少D．推桿彈射過(guò)程，氣體分子數(shù)密度減小10．如圖所示，是一個(gè)固定在水平面上的絕熱容器，缸壁足夠長(zhǎng)，面積為的絕熱活塞B被鎖定。隔板A左右兩部分體積均為，隔板A左側(cè)為真空，右側(cè)中有一定質(zhì)量的理想氣體處于溫度、壓強(qiáng)的狀態(tài)1。抽取隔板A，右側(cè)中的氣體就會(huì)擴(kuò)散到左側(cè)中，最終達(dá)到狀態(tài)2。然后解鎖活塞B，同時(shí)施加水平恒力F，仍使其保持靜止，當(dāng)電阻絲C加熱時(shí)，活塞B能緩慢滑動(dòng)（無(wú)摩擦），使氣體達(dá)到溫度的狀態(tài)3，氣體內(nèi)能增加。已知大氣壓強(qiáng)，隔板厚度不計(jì)。以下說(shuō)法正確的是（）A．氣體從狀態(tài)1到狀態(tài)2是可逆過(guò)程 B．氣體從狀態(tài)1到狀態(tài)2分子平均動(dòng)能不變C．水平恒力F大小為 D．電阻絲放出的熱量大小為11．壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)（CAES）能將空氣壓縮產(chǎn)生的熱能儲(chǔ)存起來(lái)，發(fā)電時(shí)讓壓縮的空氣推動(dòng)發(fā)電機(jī)工作，這種方式能提升壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)的效率，若該系統(tǒng)始終與外界絕熱，空氣可視為理想氣體。對(duì)于上述過(guò)程的理解正確的是（）A．壓縮空氣過(guò)程中，組成空氣的氣體分子平均動(dòng)能不變B．壓縮空氣過(guò)程中，空氣溫度升高，內(nèi)能增加C．該方式能夠?qū)嚎s空氣儲(chǔ)能的效率提升到100%D．壓縮的空氣在推動(dòng)發(fā)電機(jī)工作的過(guò)程中；空氣對(duì)外做功，壓強(qiáng)減小12．根據(jù)熱力學(xué)定律，下列說(shuō)法正確的是（

）A．電冰箱的工作原理表明，熱量可以從低溫物體向高溫物體傳遞B．空調(diào)機(jī)在制冷過(guò)程中，將熱量從溫度較低的室內(nèi)送到溫度較高的室外，這一過(guò)程不遵守?zé)崃W(xué)第二定律C．科技的不斷進(jìn)步使得人類有可能生產(chǎn)出單一熱源的熱機(jī)D．盡管科技不斷進(jìn)步，熱機(jī)的效率仍不能達(dá)到100%一、單選題1．如圖，一定質(zhì)量的理想氣體，原來(lái)處于A態(tài)，現(xiàn)經(jīng)過(guò)如下兩個(gè)過(guò)程變化到C態(tài)。過(guò)程一：先等容變化到B態(tài)再等壓變化到C態(tài)；過(guò)程二：先等壓變化到D態(tài)，再等容變化到C態(tài)。圖中兩條虛線代表兩條等溫線，則下列說(shuō)法正確的是（）A．兩個(gè)過(guò)程氣體對(duì)外做功相等B．兩個(gè)過(guò)程氣體吸收的熱量相等C．兩個(gè)過(guò)程氣體增大的內(nèi)能相等D．若C態(tài)的壓強(qiáng)、體積分別是A態(tài)的2倍，則C態(tài)的熱力學(xué)溫度是A態(tài)的2倍2．車輛減震裝置中的囊式空氣彈簧由橡膠氣囊和密閉在其中的壓縮空氣組成。某氣囊內(nèi)有一定質(zhì)量的理想氣體，其圖像及狀態(tài)的變化過(guò)程如圖所示，圖像中a、b、c三點(diǎn)的坐標(biāo)為已知量，平行于V軸，平行于p軸，已知?dú)怏w在狀態(tài)a時(shí)的溫度。以下說(shuō)法正確的是（）A．變化過(guò)程中，氣體內(nèi)能一直增大B．變化過(guò)程中，氣體吸收的熱量為C．的整個(gè)過(guò)程中氣體對(duì)外做功為0D．的變化過(guò)程中氣體的最高溫度為3．布雷頓循環(huán)是燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)采用的熱力學(xué)循環(huán)。如圖所示，布雷頓循環(huán)是由兩個(gè)絕熱過(guò)程和兩個(gè)等壓過(guò)程組成。一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)a依次經(jīng)過(guò)狀態(tài)b、c、d后回到狀態(tài)a，關(guān)于該循環(huán)過(guò)程，下列說(shuō)法正確的是（）A．氣體溫度降低B．氣體溫度升高C．單位時(shí)間內(nèi)碰撞單位面積器壁的分子數(shù)增多D．氣體對(duì)外界放熱4．如圖所示為一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)依次經(jīng)過(guò)狀態(tài)、、后再回到狀態(tài)的圖像，其中，和圖線為雙曲線的一部分，為絕熱過(guò)程。下列說(shuō)法正確的是（）A．過(guò)程中，氣體可能向外界放出熱量B．過(guò)程中，氣體一定向外界放出熱量C．和過(guò)程中，氣體壓強(qiáng)都增大的微觀機(jī)制完全相同D．整個(gè)過(guò)程中氣體從外界吸收熱量5．海底火山活躍的海域，火山附近的海水會(huì)受到加熱形成水蒸氣從而產(chǎn)生氣泡。當(dāng)氣泡浮上水面的過(guò)程中溫度下降，壓強(qiáng)減小，體積減小。該過(guò)程中水蒸氣可視作理想氣體。下列關(guān)于該過(guò)程說(shuō)法正確的是（）A．水蒸氣上升過(guò)程中吸收熱量B．水蒸氣分子的平均動(dòng)能增大C．水蒸氣放出的熱量大于其減小的內(nèi)能D．該過(guò)程違反了熱力