2024年高考物理一輪復(fù)習(xí)考點(diǎn)43熱力學(xué)定律與能量守恒定律練習(xí)含解析

PAGE15-考點(diǎn)43熱力學(xué)定律與能量守恒定律題組一基礎(chǔ)小題1．下列說(shuō)法中正確的是()A．若把氫氣和氧氣看做志向氣體，則具有相同體積、相同質(zhì)量和相同溫度的氫氣和氧氣具有相等的內(nèi)能B．肯定質(zhì)量0℃水的分子勢(shì)能比0℃冰的分子勢(shì)能小C．物體汲取熱量后，內(nèi)能肯定增加D．肯定質(zhì)量的100℃的水汲取熱量后變成100℃的水蒸氣，則汲取的熱量大于增加的內(nèi)能答案D解析志向氣體的內(nèi)能與分子數(shù)和分子平均動(dòng)能有關(guān)，而質(zhì)量相同的氫氣和氧氣的分子數(shù)不同，當(dāng)它們的體積和溫度均相同時(shí)，內(nèi)能不同，A錯(cuò)誤；0℃的冰要汲取熱量才能熔化成0℃的水，所以肯定質(zhì)量0℃水的內(nèi)能比0℃冰的內(nèi)能大，又因?yàn)樗鼈兊臏囟认嗤?，分子平均?dòng)能相等，所以0℃水的分子勢(shì)能比0℃冰的分子勢(shì)能大，B錯(cuò)誤；做功和熱傳遞均可以變更物體的內(nèi)能，只知道物體吸熱，而不知其做功狀況，故不能確定物體的內(nèi)能肯定增加，C錯(cuò)誤；肯定質(zhì)量的100℃的水吸熱汽化的過(guò)程中，水蒸氣對(duì)外做功，依據(jù)熱力學(xué)第肯定律，水汲取的熱量等于水蒸氣增加的內(nèi)能和水蒸氣對(duì)外做的功，所以汲取的熱量大于增加的內(nèi)能，D正確。2．(多選)對(duì)于肯定量的志向氣體，下列說(shuō)法正確的是()A．若氣體的壓強(qiáng)和體積都不變，其內(nèi)能也肯定不變B．若氣體的內(nèi)能不變，其狀態(tài)也肯定不變C．若氣體的溫度隨時(shí)間不斷上升，其壓強(qiáng)也肯定不斷增大D．氣體溫度每上升1K所汲取的熱量與氣體經(jīng)驗(yàn)的過(guò)程有關(guān)E．當(dāng)氣體溫度上升時(shí)，氣體的內(nèi)能肯定增大答案ADE解析p、V不變，則T不變，氣體的內(nèi)能不變，故A正確；內(nèi)能不變，溫度不變，p、V可能變，B錯(cuò)誤；氣體溫度上升，壓強(qiáng)不肯定增大，故C錯(cuò)誤；氣體溫度每上升1K汲取的熱量與氣體對(duì)外做功多少有關(guān)，即與經(jīng)驗(yàn)的過(guò)程有關(guān)，故D正確；溫度上升，志向氣體的內(nèi)能肯定增大，故E正確。3．(多選)下列關(guān)于熱力學(xué)其次定律的說(shuō)法中正確的是()A．全部符合能量守恒定律的宏觀過(guò)程都能真的發(fā)生B．一切與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀自然過(guò)程都是不行逆的C．機(jī)械能可以全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，但內(nèi)能無(wú)法全部用來(lái)做功而轉(zhuǎn)化成機(jī)械能D．氣體向真空的自由膨脹是可逆的E．熱運(yùn)動(dòng)的宏觀過(guò)程有肯定的方向性答案BCE解析符合能量守恒定律，但違反熱力學(xué)其次定律的宏觀過(guò)程不能發(fā)生，A錯(cuò)誤；一切與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀自然過(guò)程都是不行逆的，B正確；機(jī)械能可以全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，但內(nèi)能無(wú)法全部用來(lái)做功而轉(zhuǎn)化成機(jī)械能，C正確；氣體向真空的自由膨脹是不行逆的，D錯(cuò)誤；熱運(yùn)動(dòng)的宏觀過(guò)程有肯定的方向性，E正確。4．(多選)下列說(shuō)法正確的是()A．壓縮氣體總能使氣體的溫度上升B．能量耗散過(guò)程中能量是守恒的C．第一類永動(dòng)機(jī)不行能制成，是因?yàn)檫`反了能量守恒定律D．其次類永動(dòng)機(jī)不違反能量守恒定律，但違反了熱力學(xué)第肯定律E．能量耗散過(guò)程從能量轉(zhuǎn)化的角度反映了自然界中的宏觀過(guò)程具有方向性答案BCE解析內(nèi)能的變更取決于做功和熱傳遞兩個(gè)方面，只壓縮氣體并不肯定能使氣體溫度上升，A錯(cuò)誤；由能量守恒定律可知，B正確；第一類永動(dòng)機(jī)是指不消耗能量卻可以不斷向外做功的機(jī)器，違反了能量守恒定律，C正確；其次類永動(dòng)機(jī)不違反能量守恒定律，但違反了熱力學(xué)其次定律，D錯(cuò)誤；由熱力學(xué)其次定律可知，E正確。5．重慶出租車常以自然氣作為燃料，加氣站儲(chǔ)氣罐中自然氣的溫度隨氣溫上升的過(guò)程中，若儲(chǔ)氣罐內(nèi)氣體體積及質(zhì)量均不變，則罐內(nèi)氣體(可視為志向氣體)()A．壓強(qiáng)增大，內(nèi)能減小B．汲取熱量，內(nèi)能增大C．壓強(qiáng)減小，分子平均動(dòng)能增大D．對(duì)外做功，分子平均動(dòng)能減小答案B解析儲(chǔ)氣罐內(nèi)氣體體積及質(zhì)量均不變，溫度上升，氣體從外界汲取熱量，分子平均動(dòng)能增大，內(nèi)能增大，壓強(qiáng)變大。因氣體體積不變，故外界對(duì)氣體不做功，只有B正確。6.(多選)如圖所示，絕熱密閉汽缸內(nèi)有肯定質(zhì)量的志向氣體，外界大氣壓恒定。缸內(nèi)有一電阻絲R通過(guò)導(dǎo)線與電源連接，閉合開(kāi)關(guān)S后，絕熱活塞K緩慢且無(wú)摩擦地向右移動(dòng)，則下列說(shuō)法正確的是()A．氣體的內(nèi)能增加B．氣體分子平均動(dòng)能不變C．電熱絲放出的熱量等于氣體對(duì)外所做的功D．氣體的壓強(qiáng)不變E．氣體分子單位時(shí)間內(nèi)對(duì)器壁單位面積的撞擊次數(shù)削減答案ADE解析活塞可無(wú)摩擦滑動(dòng)，外界大氣壓強(qiáng)不變，故氣體為等壓變更，D正確；活塞緩慢向右移動(dòng)的過(guò)程中，氣體體積增大，故溫度肯定上升，氣體的內(nèi)能增加，A正確；氣體溫度上升，氣體分子平均動(dòng)能增大，B錯(cuò)誤；氣體內(nèi)能增大，由熱力學(xué)第肯定律可知，電阻絲向氣體放出的熱量肯定大于氣體對(duì)外做的功，C錯(cuò)誤；氣體溫度上升，故氣體分子對(duì)器壁的平均撞擊力增大，而氣體壓強(qiáng)不變，故單位時(shí)間內(nèi)氣體分子對(duì)器壁單位面積的碰撞次數(shù)削減，E正確。7.(多選)如圖所示，導(dǎo)熱的汽缸固定在水平地面上，用活塞把肯定質(zhì)量的志向氣體封閉在汽缸中，汽缸的內(nèi)壁光滑。現(xiàn)用水平外力F作用于活塞桿，使活塞緩慢地向右移動(dòng)，由狀態(tài)①變更到狀態(tài)②，在此過(guò)程中，假如環(huán)境溫度保持不變，下列說(shuō)法正確的是()A．氣體分子平均動(dòng)能不變B．氣體內(nèi)能削減C．氣體汲取熱量D．氣體內(nèi)能不變，卻對(duì)外做功，此過(guò)程違反熱力學(xué)第肯定律，不行能實(shí)現(xiàn)E．氣體是從單一熱源吸熱，全部用來(lái)對(duì)外做功，但此過(guò)程不違反熱力學(xué)其次定律答案ACE解析汽缸是導(dǎo)熱的，封閉汽缸內(nèi)氣體的溫度始終與環(huán)境溫度相同，保持不變，而溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)記，故A正確；肯定質(zhì)量的志向氣體的內(nèi)能僅與溫度有關(guān)，故內(nèi)能不變，B錯(cuò)誤；氣體內(nèi)能不變，對(duì)外做功，依據(jù)熱力學(xué)第肯定律ΔU＝W＋Q，可知?dú)怏w汲取熱量，C正確；氣體內(nèi)能不變，對(duì)外做功的同時(shí)從外界汲取熱量，不違反熱力學(xué)第肯定律，D錯(cuò)誤；氣體是從單一熱源吸熱，全部用來(lái)對(duì)外做功，同時(shí)伴隨著外力F的作用，即引起了其他的變更，所以此過(guò)程不違反熱力學(xué)其次定律，E正確。8．(多選)夏天，小明同學(xué)把自行車輪胎上的氣門(mén)芯拔出的時(shí)候，會(huì)覺(jué)得從輪胎里噴出的氣體涼，假如把輪胎里的氣體視為志向氣體，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)能削減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)能減小答案ACE解析氣體噴出時(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，由熱力學(xué)第肯定律ΔU＝Q＋W，可知?dú)怏w內(nèi)能削減，溫度降低，溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)記，故氣體分子的平均動(dòng)能減小，A、C、E正確。9．(多選)夏天，從湖底形成的一個(gè)氣泡，在緩慢上升到湖面的過(guò)程中沒(méi)有裂開(kāi)。若越接近水面，湖內(nèi)水的溫度越高，大氣壓強(qiáng)沒(méi)有變更，將氣泡內(nèi)氣體看做志向氣體。則上升過(guò)程中，以下說(shuō)法正確的是()A．氣泡內(nèi)氣體對(duì)外界做功B．氣泡內(nèi)每個(gè)氣體分子的動(dòng)能都變大C．氣泡內(nèi)氣體從外界汲取熱量D．氣泡內(nèi)氣體的壓強(qiáng)可能不變E．氣泡內(nèi)分子單位時(shí)間內(nèi)對(duì)氣泡壁單位面積的撞擊力減小答案ACE解析氣泡上升過(guò)程中，溫度上升，壓強(qiáng)減小，則依據(jù)eq\f(pV,T)＝C可知，體積變大，氣體對(duì)外做功，A正確；氣泡的溫度上升，則氣體分子的平均動(dòng)能變大，并非氣泡內(nèi)每個(gè)氣體分子的動(dòng)能都變大，B錯(cuò)誤；氣體溫度上升，內(nèi)能變大，氣體對(duì)外做功，依據(jù)ΔU＝W＋Q可知，氣泡內(nèi)氣體從外界汲取熱量，C正確；因大氣壓強(qiáng)不變，則隨水深度的減小，氣泡的壓強(qiáng)減小，依據(jù)氣體壓強(qiáng)的微觀意義可知，氣泡內(nèi)分子單位時(shí)間內(nèi)對(duì)氣泡壁單位面積的撞擊力減小，D錯(cuò)誤，E正確。10.(多選)肯定量的志向氣體從狀態(tài)a起先，經(jīng)驗(yàn)三個(gè)過(guò)程ab、bc、ca回到原狀態(tài)，其p-T圖象如圖所示。下列推斷正確的是()A．過(guò)程ab中氣體肯定吸熱B．過(guò)程bc中氣體既不吸熱也不放熱C．過(guò)程ca中外界對(duì)氣體所做的功等于氣體所放的熱D．a(chǎn)、b和c三個(gè)狀態(tài)中，狀態(tài)a分子的平均動(dòng)能最小E．b和c兩個(gè)狀態(tài)中，容器壁單位面積單位時(shí)間內(nèi)受到氣體分子撞擊的次數(shù)不同答案ADE解析對(duì)肯定量的志向氣體，eq\f(pV,T)＝C，由題圖可知a→b過(guò)程，氣體體積V不變，沒(méi)有做功，而溫度T上升，則氣體肯定吸熱，A正確；b→c過(guò)程為等溫變更，壓強(qiáng)減小，體積增大，氣體對(duì)外做功，而內(nèi)能不變，則氣體肯定吸熱，B錯(cuò)誤；c→a過(guò)程為等壓變更，溫度T降低，內(nèi)能削減，體積V減小，外界對(duì)氣體做功，依據(jù)W＋Q＝ΔU，外界對(duì)氣體所做的功小于氣體所放的熱，C錯(cuò)誤；溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)記，Ta＜Tb＝Tc，D正確；b→c過(guò)程溫度不變，而壓強(qiáng)減小，由eq\f(pV,T)＝C知體積增大，分子密集程度減小，而分子平均動(dòng)能(平均速率)不變，所以容器壁單位面積上單位時(shí)間受到氣體分子撞擊的次數(shù)削減，E正確。11．(多選)如圖所示，肯定質(zhì)量的志向氣體從狀態(tài)A依次經(jīng)過(guò)狀態(tài)B、C和D后再回到狀態(tài)A。其中，A→B和C→D為等溫過(guò)程，B→C和D→A為絕熱過(guò)程。該循環(huán)過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是()A．A→B過(guò)程中，氣體對(duì)外界做功，吸熱B．B→C過(guò)程中，氣體分子的平均動(dòng)能增加C．C→D過(guò)程中，單位時(shí)間內(nèi)碰撞單位面積器壁的分子數(shù)增多D．D→A過(guò)程中，氣體分子的速率分布曲線發(fā)生變更E．該循環(huán)過(guò)程中，氣體放熱答案ACD解析A→B過(guò)程中，體積增大，氣體對(duì)外界做功，溫度不變，內(nèi)能不變，依據(jù)ΔU＝Q＋W可知?dú)怏w吸熱，A正確；B→C過(guò)程中，絕熱膨脹，氣體對(duì)外做功，內(nèi)能減小，溫度降低，氣體分子的平均動(dòng)能減小，B錯(cuò)誤；C→D過(guò)程中，等溫壓縮，體積變小，分子數(shù)密度變大，單位時(shí)間內(nèi)碰撞單位面積器壁的分子數(shù)增多，C正確；D→A過(guò)程中，絕熱壓縮，外界對(duì)氣體做功，內(nèi)能增加，溫度上升，分子平均動(dòng)能增大，氣體分子的速率分布曲線發(fā)生變更，D正確；該循環(huán)過(guò)程中，氣體內(nèi)能不變，對(duì)外做功，依據(jù)ΔU＝Q＋W可知?dú)怏w吸熱，E錯(cuò)誤。題組二高考小題12.(2024·全國(guó)卷Ⅲ)(多選)如圖，肯定量的志向氣體從狀態(tài)a變更到狀態(tài)b，其過(guò)程如p-V圖中從a到b的直線所示。在此過(guò)程中()A．氣體溫度始終降低B．氣體內(nèi)能始終增加C．氣體始終對(duì)外做功D．氣體始終從外界吸熱E．氣體汲取的熱量始終全部用于對(duì)外做功答案BCD解析肯定質(zhì)量的志向氣體從a到b的過(guò)程，由志向氣體狀態(tài)方程eq\f(paVa,Ta)＝eq\f(pbVb,Tb)可知，Tb>Ta，即氣體的溫度始終上升，A錯(cuò)誤；依據(jù)志向氣體的內(nèi)能只與溫度有關(guān)，可知?dú)怏w的內(nèi)能始終增加，B正確；由于從a到b的過(guò)程中氣體的體積增大，所以氣體始終對(duì)外做功，C正確；依據(jù)熱力學(xué)第肯定律，從a到b的過(guò)程中，氣體始終從外界吸熱，D正確；氣體汲取的熱量一部分增加內(nèi)能，一部分對(duì)外做功，E錯(cuò)誤。13.(2024·全國(guó)卷Ⅰ)(多選)如圖，肯定質(zhì)量的志向氣體從狀態(tài)a起先，經(jīng)驗(yàn)過(guò)程①、②、③、④到達(dá)狀態(tài)e。對(duì)此氣體，下列說(shuō)法正確的是()A．過(guò)程①中氣體的壓強(qiáng)漸漸減小B．過(guò)程②中氣體對(duì)外界做正功C．過(guò)程④中氣體從外界汲取了熱量D．狀態(tài)c、d的內(nèi)能相等E．狀態(tài)d的壓強(qiáng)比狀態(tài)b的壓強(qiáng)小答案BDE解析由志向氣體狀態(tài)方程eq\f(paVa,Ta)＝eq\f(pbVb,Tb)可知，過(guò)程①體積不變溫度上升即Tb>Ta，則pb>pa，即過(guò)程①中氣體的壓強(qiáng)漸漸增大，A錯(cuò)誤；由于過(guò)程②中氣體體積增大，所以過(guò)程②中氣體對(duì)外做功，B正確；過(guò)程④中氣體體積不變，對(duì)外做功為零，溫度降低，內(nèi)能減小，依據(jù)熱力學(xué)第肯定律，過(guò)程④中氣體放出熱量，C錯(cuò)誤；由于狀態(tài)c、d的溫度相等，依據(jù)志向氣體的內(nèi)能只與溫度有關(guān)，可知狀態(tài)c、d的內(nèi)能相等，D正確；由志向氣體狀態(tài)方程eq\f(pV,T)＝C可得p＝Ceq\f(T,V)，即T-V圖中的點(diǎn)與原點(diǎn)O的連線的斜率正比于該點(diǎn)的壓強(qiáng)，故狀態(tài)d的壓強(qiáng)比狀態(tài)b的壓強(qiáng)小，E正確。14.(2024·全國(guó)卷Ⅱ)(多選)如圖，用隔板將一絕熱汽缸分成兩部分，隔板左側(cè)充有志向氣體，隔板右側(cè)與絕熱活塞之間是真空?，F(xiàn)將隔板抽開(kāi)，氣體會(huì)自發(fā)擴(kuò)散至整個(gè)汽缸。待氣體達(dá)到穩(wěn)定后，緩慢推壓活塞，將氣體壓回到原來(lái)的體積。假設(shè)整個(gè)系統(tǒng)不漏氣。下列說(shuō)法正確的是()A．氣體自發(fā)擴(kuò)散前后內(nèi)能相同B．氣體在被壓縮的過(guò)程中內(nèi)能增大C．在自發(fā)擴(kuò)散過(guò)程中，氣體對(duì)外界做功D．氣體在被壓縮的過(guò)程中，外界對(duì)氣體做功E．氣體在被壓縮的過(guò)程中，氣體分子的平均動(dòng)能不變答案ABD解析氣體向真空膨脹時(shí)不受阻礙，氣體不對(duì)外做功，由于汽缸是絕熱的，沒(méi)有熱交換，所以氣體擴(kuò)散后內(nèi)能不變，A正確。氣體被壓縮的過(guò)程中，外界對(duì)氣體做功，且沒(méi)有熱交換，依據(jù)熱力學(xué)第肯定律，氣體的內(nèi)能增大，B、D正確。氣體在真空中自發(fā)擴(kuò)散的過(guò)程中氣體不對(duì)外做功，C錯(cuò)誤。氣體在壓縮過(guò)程中，內(nèi)能增大，由于肯定質(zhì)量的志向氣體的內(nèi)能完全由溫度確定，溫度越高，內(nèi)能越大，氣體分子的平均動(dòng)能越大，E錯(cuò)誤。15.(2024·全國(guó)卷Ⅲ)(多選)如圖，肯定質(zhì)量的志向氣體從狀態(tài)a動(dòng)身，經(jīng)過(guò)等容過(guò)程ab到達(dá)狀態(tài)b，再經(jīng)過(guò)等溫過(guò)程bc到達(dá)狀態(tài)c，最終經(jīng)等壓過(guò)程ca回到狀態(tài)a。下列說(shuō)法正確的是()A．在過(guò)程ab中氣體的內(nèi)能增加B．在過(guò)程ca中外界對(duì)氣體做功C．在過(guò)程ab中氣體對(duì)外界做功D．在過(guò)程bc中氣體從外界汲取熱量E．在過(guò)程ca中氣體從外界汲取熱量答案ABD解析ab過(guò)程是等容變更，ab過(guò)程壓強(qiáng)增大，溫度上升，氣體內(nèi)能增大，A正確；而由于體積不變，氣體對(duì)外界不做功，C錯(cuò)誤。ca過(guò)程是等壓變更，體積減小，外界對(duì)氣體做功，B正確；體積減小過(guò)程中，溫度降低，內(nèi)能減小，氣體要放出熱量，E錯(cuò)誤。bc過(guò)程是等溫變更，內(nèi)能不變，體積增大，氣體對(duì)外界做功，則須要汲取熱量，D正確。16．(2024·全國(guó)卷Ⅰ)(多選)關(guān)于熱力學(xué)定律，下列說(shuō)法正確的是()A．氣體吸熱后溫度肯定上升B．對(duì)氣體做功可以變更其內(nèi)能C．志向氣體等壓膨脹過(guò)程肯定放熱D．熱量不行能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體E．假如兩個(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)到熱平衡答案BDE解析只知道氣體汲取熱量，不明確做功狀況，無(wú)法推斷內(nèi)能變更，A錯(cuò)誤。做功可以變更物體的內(nèi)能，B正確。等壓膨脹過(guò)程，體積增大，溫度上升，在對(duì)外做功的狀況下內(nèi)能增加，因此肯定吸熱，C錯(cuò)誤。D是熱力學(xué)其次定律的一種表述，D正確。E是熱平衡定律，E正確。17.(2024·全國(guó)卷Ⅱ)(多選)肯定量的志向氣體從狀態(tài)a起先，經(jīng)驗(yàn)等溫或等壓過(guò)程ab、bc、cd、da回到原狀態(tài)，其p-T圖象如圖所示，其中對(duì)角線ac的延長(zhǎng)線經(jīng)過(guò)原點(diǎn)O。下列推斷正確的是()A．氣體在a、c兩狀態(tài)的體積相等B．氣體在狀態(tài)a時(shí)的內(nèi)能大于它在狀態(tài)c時(shí)的內(nèi)能C．在過(guò)程cd中氣體向外界放出的熱量大于外界對(duì)氣體做的功D．在過(guò)程da中氣體從外界汲取的熱量小于氣體對(duì)外界做的功E．在過(guò)程bc中外界對(duì)氣體做的功等于在過(guò)程da中氣體對(duì)外界做的功答案ABE解析在p-T圖象中過(guò)原點(diǎn)的傾斜直線都是等容線，a、c在同一等容線上，體積相等，A正確。肯定質(zhì)量的志向氣體，分子數(shù)確定，不計(jì)分子勢(shì)能，因此內(nèi)能只與溫度有關(guān)，由圖象知Ta>Tc，B正確。依據(jù)熱力學(xué)第肯定律ΔU＝W＋Q可知，在c→d中T不變，即ΔU＝0，W＝－Q，即向外界放出的熱量等于外界對(duì)氣體做的功，C錯(cuò)誤。d→a中，溫度上升，ΔU>0，由p不變，T上升，可知V增大，W<0，Q＝ΔU＋|W|，可見(jiàn)氣體從外界汲取的熱量大于氣體對(duì)外界做的功，D錯(cuò)誤。b→c為等壓變更，有eq\f(Vb,Tb)＝eq\f(Vc,Tc)，外界對(duì)氣體做功Wbc＝pc(Vb－Vc)＝eq\f(pcVc,Tc)(Tb－Tc)。d→a為等壓變更，有eq\f(Vd,Td)＝eq\f(Va,Ta)，氣體對(duì)外界做功Wda＝pa(Va－Vd)＝eq\f(paVa,Ta)(Ta－Td)，由eq\f(paVa,Ta)＝eq\f(pcVc,Tc)及Tb－Tc＝Ta－Td可知，Wbc＝Wda，E正確。18．(2024·全國(guó)卷Ⅲ)(多選)關(guān)于氣體的內(nèi)能，下列說(shuō)法正確的是()A．質(zhì)量和溫度都相同的氣體，內(nèi)能肯定相同B．氣體溫度不變，整體運(yùn)動(dòng)速度越大，其內(nèi)能越大C．氣體被壓縮時(shí)，內(nèi)能可能不變D．肯定量的某種志向氣體的內(nèi)能只與溫度有關(guān)E．肯定量的某種志向氣體在等壓膨脹過(guò)程中，內(nèi)能肯定增加答案CDE解析由于非志向氣體分子間作用力不行忽視，內(nèi)能還包括分子勢(shì)能，則氣體的內(nèi)能與體積有關(guān)，再者即使是志向氣體，內(nèi)能取決于溫度和分子數(shù)目，質(zhì)量相同的氣體，當(dāng)分子數(shù)目不同、溫度相同時(shí)，內(nèi)能也不相同，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；物體的內(nèi)能與其機(jī)械運(yùn)動(dòng)無(wú)關(guān)，B項(xiàng)錯(cuò)誤；由熱力學(xué)第肯定律知，氣體被壓縮時(shí)，若同時(shí)向外放熱，則內(nèi)能可能保持不變，C項(xiàng)正確；對(duì)于肯定量的某種志向氣體，其內(nèi)能只取決于分子平均動(dòng)能，而溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)記，所以D項(xiàng)正確；由志向氣體狀態(tài)方程eq\f(pV,T)＝C知，p不變，V增大，則T增大，故E項(xiàng)正確。題組三模擬小題19．(2024·長(zhǎng)沙模擬)(多選)質(zhì)量肯定的某種物質(zhì)，在壓強(qiáng)不變的條件下，由液態(tài)Ⅰ到氣態(tài)Ⅲ變更過(guò)程中溫度T隨加熱時(shí)間t變更關(guān)系如圖所示，單位時(shí)間所汲取的熱量可看成不變，氣態(tài)Ⅲ可看成志向氣體。下列說(shuō)法正確的是()A．該物質(zhì)是晶體B．該物質(zhì)分子平均動(dòng)能隨著時(shí)間的增加而增大C．在t1～t2時(shí)間內(nèi)，該物質(zhì)分子勢(shì)能隨著時(shí)間的增加而增大D．在t2～t3時(shí)間內(nèi)，該物質(zhì)的內(nèi)能隨著時(shí)間的增加而增大E．在t2～t3時(shí)間內(nèi)，氣體膨脹對(duì)外做功，分子勢(shì)能增大答案ACD解析該物質(zhì)有固定的熔點(diǎn)，所以是晶體，A正確；因?yàn)闇囟仁欠肿悠骄鶆?dòng)能的標(biāo)記，所以該物質(zhì)分子的平均動(dòng)能隨著時(shí)間的增加先增大，然后不變，之后又增大，B錯(cuò)誤；物質(zhì)的內(nèi)能是分子總動(dòng)能與分子總勢(shì)能之和，在t1～t2時(shí)間內(nèi)，溫度不變，分子的平均動(dòng)能不變，汲取的熱量用來(lái)增加分子間的勢(shì)能，所以分子勢(shì)能隨時(shí)間的增加而增大，C正確；在t2～t3時(shí)間內(nèi)，氣體膨脹對(duì)外做功，但志向氣體不考慮分子勢(shì)能，溫度上升，分子的平均動(dòng)能增大，所以內(nèi)能增大，D正確，E錯(cuò)誤。20．(2024·福建龍巖質(zhì)檢)(多選)關(guān)于氣體的內(nèi)能和熱力學(xué)定律，下列說(shuō)法正確的是()A．對(duì)氣體做功可以變更其內(nèi)能B．質(zhì)量和溫度都相同的氣體，內(nèi)能肯定相同C．熱量不行能從低溫物體傳到高溫物體D．肯定量的志向氣體在等壓膨脹過(guò)程中，內(nèi)能肯定增加E．肯定量的志向氣體溫度越高，氣體分子運(yùn)動(dòng)越猛烈，氣體內(nèi)能越大答案ADE解析做功和熱傳遞都能變更內(nèi)能，所以對(duì)氣體做功可以變更其內(nèi)能，故A正確；溫度相同，氣體分子的平均動(dòng)能相同，質(zhì)量相同但若氣體種類不同，則氣體分子數(shù)目有可能不同，內(nèi)能也就不肯定相同，故B錯(cuò)誤；依據(jù)熱力學(xué)其次定律可知，熱量可以從低溫物體傳到高溫物體，但會(huì)引起其他的變更，故C錯(cuò)誤；由蓋—呂薩克定律可知，志向氣體在等壓膨脹過(guò)程中氣體溫度上升，氣體內(nèi)能增加，故D正確；肯定量的志向氣體溫度越高，氣體分子熱運(yùn)動(dòng)越猛烈，而氣體內(nèi)能只與溫度有關(guān)，故溫度越高，其內(nèi)能越大，故E正確。21．(2024·濟(jì)南模擬)(多選)關(guān)于熱現(xiàn)象，下列說(shuō)法中正確的是()A．對(duì)于肯定量的志向氣體，假如壓強(qiáng)不變，體積增大，那么它肯定從外界吸熱B．陽(yáng)光從縫隙射入教室，從陽(yáng)光中看到的塵埃的運(yùn)動(dòng)不是布朗運(yùn)動(dòng)C．在熔化的過(guò)程中，晶體要汲取熱量，但溫度保持不變，內(nèi)能也保持不變D．電冰箱的制冷系統(tǒng)能夠不斷地把冰箱內(nèi)的熱量傳到外界，違反了熱力學(xué)其次定律E．盡管技術(shù)不斷進(jìn)步，熱機(jī)的效率仍不能達(dá)到100%，制冷機(jī)也不能使溫度降到－293℃答案ABE解析對(duì)于肯定量的志向氣體，假如壓強(qiáng)不變，體積增大，依據(jù)志向氣體的狀態(tài)方程eq\f(pV,T)＝C可知，氣體的溫度上升，由熱力學(xué)第肯定律知它肯定從外界吸熱，A正確；布朗運(yùn)動(dòng)是固體微粒的運(yùn)動(dòng)，視察需借助顯微鏡，陽(yáng)光從縫隙射入教室，從陽(yáng)光中看到的塵埃的運(yùn)動(dòng)不是布朗運(yùn)動(dòng)，B正確；晶體在熔化的過(guò)程中，雖然溫度保持不變，分子平均動(dòng)能不變，但分子勢(shì)能增大，所以內(nèi)能增大，C錯(cuò)誤；電冰箱的制冷系統(tǒng)能夠不斷地把冰箱內(nèi)的熱量傳到外界，是壓縮機(jī)做功的結(jié)果，不違反熱力學(xué)其次定律，D錯(cuò)誤；盡管技術(shù)不斷進(jìn)步，熱機(jī)的效率仍不能達(dá)到100%，制冷機(jī)也不能使溫度降到－293℃，只能無(wú)限接近－273℃，卻恒久不能達(dá)到，E正確。題組一基礎(chǔ)大題22．如圖所示，用帶孔橡皮塞把塑料瓶口塞住，向瓶?jī)?nèi)快速打氣，在瓶塞彈出前，外界對(duì)氣體做功15J，橡皮塞的質(zhì)量為20g，橡皮塞被彈出的速度為10m/s，若橡皮塞增加的動(dòng)能占?xì)怏w對(duì)外做功的10%，瓶?jī)?nèi)的氣體可視為志向氣體。則瓶?jī)?nèi)氣體的內(nèi)能變更量為_(kāi)_______J，瓶?jī)?nèi)氣體的溫度________(選填“上升”“不變”或“降低”)。答案5上升解析由題意可知，氣體對(duì)外做的功W對(duì)外＝eq\f(\f(1,2)mv2,η)＝eq\f(\f(1,2)×0.02×102,10%)J＝10J，由題意可知，在整個(gè)過(guò)程中，可認(rèn)為氣體與外界沒(méi)有熱交換，即Q＝0，則氣體內(nèi)能的變更量ΔU＝W＋Q＝15J－10J＋0＝5J，氣體內(nèi)能增加，溫度上升。23．利用燃料燃燒時(shí)產(chǎn)生的能量對(duì)外做功的機(jī)器叫熱機(jī)。熱機(jī)是依靠由某些熱力學(xué)過(guò)程組成的特定熱力學(xué)循環(huán)進(jìn)行工作的。如圖所示的p-V圖表示的是某一熱機(jī)的循環(huán)圖。肯定質(zhì)量的氣體(可看成志向氣體)由狀態(tài)2經(jīng)過(guò)狀態(tài)1至狀態(tài)4，氣體對(duì)外做功280J，汲取熱量410J；氣體又從狀態(tài)4經(jīng)狀態(tài)3回到狀態(tài)2，這一過(guò)程中外界對(duì)氣體做功200J。求：(1)2→1→4過(guò)程中氣體的內(nèi)能是增加還是削減？變更量是多少？(2)4→3→2過(guò)程中氣體是吸熱還是放熱？汲取或放出的熱量是多少？答案(1)增加130J(2)放熱330J解析(1)2→1→4過(guò)程中，氣體對(duì)外界做功280J，則W1＝－280J，氣體汲取熱量410J，則Q1＝410J由熱力學(xué)第肯定律有：ΔU1＝W1＋Q1＝130J故在2→1→4的過(guò)程中氣體的內(nèi)能增加，增加量為130J。(2)4→3→2過(guò)程中氣體內(nèi)能的變更量為ΔU2＝－ΔU1＝－130J由題知，此過(guò)程中外界對(duì)氣體做功200J，則W2＝200J由熱力學(xué)第肯定律有：ΔU2＝W2＋Q2＝－130J解得Q2＝－330J故在4→3→2的過(guò)程中氣體放熱，放出的熱量為330J。24.如圖所示，導(dǎo)熱良好的汽缸開(kāi)口向上豎直固定在水平面上。缸內(nèi)輕質(zhì)光滑活塞封閉一段肯定質(zhì)量的志向氣體。一根不行伸長(zhǎng)的細(xì)繩繞過(guò)定滑輪，一端拴住活塞，另一端拴著質(zhì)量為m的重物處于平衡狀態(tài)。此時(shí)氣體體積為V。用手托著重物，使其緩慢上升，直到細(xì)繩剛起先松弛但并未彎曲。已知大氣壓強(qiáng)為p0，活塞橫截面積為S，重力加速度為g，環(huán)境溫度保持不變。求：(1)從重物起先被托起到最高點(diǎn)的過(guò)程中，活塞下降的高度；(2)之后從靜止釋放重物，重物下落到最低點(diǎn)未與地面接觸時(shí)，活塞在汽缸內(nèi)比最初托起重物前的位置上升了H。若氣體的溫度不變，則氣體汲取的熱量是多少？答案(1)eq\f(mgV,p0S2)(2)(p0S－mg)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(H＋\f(mgV,p0S2)))解析(1)對(duì)活塞受力分析可知，重物未被托起時(shí)氣體壓強(qiáng)是p1＝p0－eq\f(mg,S)，氣體體積是V1＝V，重物被托起到最高點(diǎn)時(shí)氣體壓強(qiáng)是p2＝p0，氣體體積是V2＝V－h(huán)S，依據(jù)玻意耳定律有：p1V1＝p2V2，解得h＝eq\f(mgV,p0S2)。(2)志向氣體的溫度不變，則內(nèi)能不變，依據(jù)熱力學(xué)第肯定律：ΔU＝Q＋W＝0，氣體對(duì)外做功：－W＝p0S(H＋h)－mg(H＋h)，汲取的熱量Q＝－W＝(p0S－mg)(H＋eq\f(mgV,p0S2))。題組二高考大題25．(2024·全國(guó)卷Ⅰ)某容器中的空氣被光滑活塞封住，容器和活塞絕熱性能良好，空氣可視為志向氣體。初始時(shí)容器中空氣的溫度與外界相同，壓強(qiáng)大于外界?，F(xiàn)使活塞緩慢移動(dòng)，直至容器中的空氣壓強(qiáng)與外界相同。此時(shí)，容器中空氣的溫度________(填“高于”“低于”或“等于”)外界溫度，容器中空氣的密度________(填“大于”“小于”或“等于”)外界空氣的密度。答案低于大于解析活塞光滑，容器絕熱，容器內(nèi)空氣體積增大，對(duì)外做功，由ΔU＝W＋Q知，氣體內(nèi)能削減，溫度降低。氣體的壓強(qiáng)與溫度和單位體積內(nèi)的分子數(shù)有關(guān)，由于容器內(nèi)空氣的溫度低于外界溫度，但壓強(qiáng)相同，則容器中空氣的密度大于外界空氣的密度。26．(2024·江蘇高考)如圖所示，肯定質(zhì)量志向氣體經(jīng)驗(yàn)A→B的等壓過(guò)程，B→C的絕熱過(guò)程(氣體與外界無(wú)熱量交換)，其中B→C過(guò)程中內(nèi)能削減900J。求A→B→C過(guò)程中氣體對(duì)外界做的總功。答案1500J解析A→B過(guò)程，外界對(duì)氣體做的功W1＝－p(VB－VA)B→C過(guò)程，依據(jù)熱力學(xué)第肯定律，外界對(duì)氣體做的功W2＝ΔU則A→B→C過(guò)程中氣體對(duì)外界做的總功W＝－(W1＋W2)代入數(shù)據(jù)得W＝1500J。27．(2024·江蘇高考)如圖所示，肯定質(zhì)量的志向氣體在狀態(tài)A時(shí)壓強(qiáng)為2.0×105Pa，經(jīng)驗(yàn)A→B→C→A的過(guò)程，整個(gè)過(guò)程中對(duì)外界放出61.4J熱量。求該氣體在A→B過(guò)程中對(duì)外界所做的功。答案138.6J解析整個(gè)過(guò)程中，外界對(duì)氣體做功W＝