全国版2019版高考物理一轮复习第14章鸭部分52热力学定律能量守恒定律能力训练

全国版2019版高考物理一轮复习第14章鸭部分52热力学定律能量守恒定律能力训练1．一定质量的气体在某一过程中，外界对气体做了8×104J的功，气体的内能减少了1.2×105J，则下列各式中正确的是()A．W＝8×104J，ΔU＝1.2×105J，Q＝4×104JB．W＝8×104J，ΔU＝－1.2×105J，Q＝－2×105JC．W＝－8×104J，ΔU＝1.2×105J，Q＝2×104JD．W＝－8×104J，ΔU＝－1.2×105J，Q＝－4×104J答案B解析因为外界对气体做功，W取正值，即W＝8×104J；内能减少，ΔU取负值，即ΔU＝－1.2×105J；根据热力学第一定律ΔU＝W＋Q，可知Q＝ΔU－W＝－1.2×105J－8×104J＝－2×105J，B正确。2．某驾驶员发现中午时车胎内的气压高于清晨时的，且车胎体积增大。若这段时间胎内气体质量不变且可视为理想气体，那么()A．外界对胎内气体做功，气体内能减小B．外界对胎内气体做功，气体内能增大C．胎内气体对外界做功，内能减小D．胎内气体对外界做功，内能增大答案D解析由eq\f(pV,T)＝C可知车胎内气体p、V增大时，车胎内气体温度升高，内能增大；车胎体积增大，气体对外做功，D正确。3．下列说法正确的是()A．科技的进步可以使内燃机成为单一热源的热机B．分子间作用力的合力表现为引力时，若分子间的距离增大，则分子间的合力一定减小，分子势能一定增大C．显微镜下观察到的布朗运动就是液体分子的无规则运动D．气体从外界吸收热量，其内能不一定增加答案D解析根据热力学第二定律，从单一热源吸收热量，全部用来对外做功而不引起其他变化是不可能的，故A错误；分子间作用力的合力表现为引力时，若分子间的距离增大，则分子间的合力不一定减小，分子势能一定增大，故B错误；布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒的运动，不是液体分子的运动，故C错误；根据热力学第一定律，做功和热传递都可以改变物体的内能，气体从外界吸收热量，其内能不一定增加，故D正确。4．在一锅正在沸腾的水中，一个小气泡由底层缓慢地升到液面，上升过程中气泡的压强不断减小，则气泡在上浮过程中()A．内能增大 B．内能减小C．外界对气泡做功 D．吸收热量答案D解析在沸腾的水中，此环境下，气泡的温度恒定，则气泡的内能不变，故A、B错误；根据玻意耳定律，pV＝C，气泡在上升过程中，压强减小，则体积增大，即气泡对外做功，故C错误；通过上述分析，得知气泡内能不变，且对外做功，根据ΔU＝W＋Q，则气泡吸收了热量，故D正确。5．(多选)关于热力学定律，下列说法正确的是()A．为了增加物体的内能，必须对物体做功或向它传递热量B．对某物体做功，必定会使该物体的内能增加C．可以从单一热源吸收热量，使之完全变为功D．不可能使热量从低温物体传向高温物体答案AC解析由ΔU＝W＋Q可知做功和热传递是改变内能的两种途径，它们是等效的，A正确，B错误；由热力学第二定律可知，可以从单一热源吸收热量，使之全部变为功，但会产生其他影响，C正确；由热力学第二定律知，热量只是不能自发地从低温物体传向高温物体，D错误。6．(多选)以下哪个现象不违背热力学第二定律()A．一杯热茶在打开盖后，茶会自动变凉B．没有漏气、没有摩擦的理想热机，其效率可能是100%C．热量自发地从低温物体传到高温物体D．在地面上运动的物体逐渐停下来，机械能全部变为内能答案AD解析热茶自动变凉是热从高温物体传递到低温物体，A正确；任何热机效率都不可能达到100%，B错误；热量不能自发地从低温物体传到高温物体，C错误；物体因摩擦力而停下来，是机械能(动能)向内能的转化，是自发过程，D正确。7．(2017·东北三省四市联考)(多选)如图所示，一绝热容器被隔板K隔开成a、b两部分。已知a内有一定量的稀薄气体，b内为真空。抽开隔板K后，a内气体进入b，最终达到平衡状态。在此过程中()A．气体对外界做功，内能减少B．气体不做功，内能不变C．气体压强变小，温度降低D．气体压强变小，温度不变答案BD解析a内气体向真空膨胀，不对外界做功，故A错误；又因容器绝热，Q＝0，由热力学第一定律知，ΔU＝0，故B正确；由玻意耳定律知压强减小，稀薄气体可看做理想气体，内能不变，则温度不变，C错误，D正确。8．一定质量的理想气体从状态A变化到状态B再变化到状态C，其状态变化过程的p­V图象如图所示。已知该气体在状态A时的温度为27℃。(1)求该气体在状态B、C时的温度；(2)该气体从状态A到状态C的过程中是吸热还是放热？传递的热量是多少？答案(1)－73℃27℃(2)吸收热量200J解析(1)气体从状态A到状态B做等容变化，由查理定律有eq\f(pA,TA)＝eq\f(pB,TB)，解得TB＝200K，即tB＝－73℃；气体从状态B到状态C做等压变化，由盖—吕萨克定律有eq\f(VB,TB)＝eq\f(VC,TC)，解得TC＝300K，即tC＝27℃。(2)因为状态A和状态C温度相等，内能不变，所以在这个过程中ΔU＝0由热力学第一定律ΔU＝Q＋W得Q＝－W在整个过程中，气体在B到C过程对外做功，故W＝－pBΔV＝－200J即Q＝－W＝200J，是正值，所以气体从状态A到状态C过程中是吸热，吸收的热量Q＝200J。9．(2016·全国卷Ⅰ)(多选)关于热力学定律，下列说法正确的是()A．气体吸热后温度一定升高B．对气体做功可以改变其内能C．理想气体等压膨胀过程一定放热D．热量不可能自发地从低温物体传到高温物体E．如果两个系统分别与状态确定的第三个系统达到热平衡，那么这两个系统彼此之间也必定达到热平衡答案BDE解析根据热力学第一定律，气体吸热的同时若对外做功，则内能不一定增大，温度不一定升高，A错误；对气体做功可以改变其内能，B正确；理想气体等压膨胀过程，对外做功，由理想气体状态方程eq\f(pV,T)＝C可知，气体温度升高，内能增大，故气体一定吸热，C错误；根据热力学第二定律知，热量不可能自发地从低温物体传到高温物体，D正确；根据热平衡定律，如果两个系统分别与状态确定的第三个系统达到热平衡，那么这两个系统彼此之间也必定达到热平衡，E正确。10．(2017·江苏南通四校联考)(多选)一定质量的理想气体，沿箭头方向由状态1变化到状态2，其中气体放出热量的变化过程是()答案BD解析A项，由图象是双曲线知，状态1到状态2是等温变化过程，故状态1与状态2温度相同内能相同，又从状态1至状态2气体的体积增加，故气体对外做功，根据热力学第一定律知，气体从外界吸热，故A错误；B项，由图象有p1>p2，V1>V2，根据理想气体状态方程eq\f(p1V1,T1)＝eq\f(p2V2,T2)知T1>T2，所以从状态1至状态2，气体体积减小所以外界对气体做功，又T1>T2说明气体的内能减小，根据热力学第一定律知气体对外放热，故B正确；C项，由图象知，状态1至状态2，气体温度升高内能增加，气体体积增大气体对外做功，根据热力学第一定律知，气体从外界吸收热量，故C错误；D项，由图象知气体的体积保持不变，气体对外界不做功，从状态2至状态1气体的温度降低内能减小，根据热力学第一定律，气体对外放热，故D正确。11．(2016·全国卷Ⅱ)(多选)一定量的理想气体从状态a开始，经历等温或等压过程ab、bc、cd、da回到原状态，其p­T图象如图所示，其中对角线ac的延长线经过原点O。下列判断正确的是()A．气体在a、c两状态的体积相等B．气体在状态a时的内能大于它在状态c时的内能C．在过程cd中气体向外界放出的热量大于外界对气体做的功D．在过程da中气体从外界吸收的热量小于气体对外界做的功E．在过程bc中外界对气体做的功等于在过程da中气体对外界做的功答案ABE解析在p­T图象中过原点的倾斜直线都是等容线，a、c在同一等容线上，体积相等，A正确；一定质量的理想气体，分子数确定，不计分子势能，因此内能只与温度有关，由图象知Ta>Tc，即气体在状态a时的内能大于状态c时的内能，B正确；根据热力学第一定律ΔU＝W＋Q可知，在c→d中T不变，即ΔU＝0，那么W＝－Q，即向外界放出的热量等于外界对气体做的功，C错误；d→a中，温度升高，ΔU>0，由p不变、T升高可知V增大，W<0，Q＝ΔU＋|W|，可见气体从外界吸收的热量大于气体对外界做的功，D错误；b→c为等压变化，有eq\f(Vb,Tb)＝eq\f(Vc,Tc)，外界对气体做功Wbc＝pc(Vb－Vc)＝eq\f(pcVc,Tc)(Tb－Tc)。d→a为等压变化，有eq\f(Vd,Td)＝eq\f(Va,Ta)，气体对外界做功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正确。12.(2017·河北张家口联考)如图所示，一直柱形导热汽缸竖直放置，通过绝热活塞封闭着一定质量的理想气体。已知大气压强为p0，重力加速度为g，不计活塞与汽缸的摩擦，活塞的质量为m、横截面积为S。因为电热丝的加热，某时刻气体温度为T1，活塞与容器底部相距h。现停止加热，气体通过汽缸缓慢放热，当气体放出热量Q时，气体温度下降到T2，求该过程中：(1)活塞下降的距离；(2)气体内能的改变量。答案(1)eq\f