（江苏专用）高考物理总复习 课时跟踪检测（三十四）热力学定律 能量守恒定律-人教版高三物理试题

课时跟踪检测(三十四)热力学定律能量守恒定律一、单项选择题1．(2013·北京高考)下列说法正确的是()A．液体中悬浮微粒的无规则运动称为布朗运动B．液体分子的无规则运动称为布朗运动C．物体从外界吸收热量，其内能一定增加D．物体对外界做功，其内能一定减少2．一定质量的气体经历一缓慢的绝热膨胀过程。设气体分子间的势能可忽略，则在此过程中()A．外界对气体做功，气体分子的平均动能增加B．外界对气体做功，气体分子的平均动能减少C．气体对外界做功，气体分子的平均动能增加D．气体对外界做功，气体分子的平均动能减少3．某校开展探究性课外活动，一同学用如图1所示的装置研究气体压强、体积、温度三者之间的关系。该同学选用导热良好的气缸开口向下，内有理想气体，气缸固定不动，缸内活塞可自由移动且不漏气。把一温度计通过缸底小孔插入缸内，插口处密封良好，活塞下挂一个沙桶，沙桶装满沙子时活塞恰好静止。现给沙桶底部钻一个小洞，细沙缓慢漏出，外部温度恒定不变，则()图1A．外界对气体做功，气体内能增大B．外界对气体做功，温度计示数不变C．气体体积减小，温度计示数减小D．外界对气体做功，温度计示数增大4．如图2所示，容器A、B各有一个可自由移动的轻活塞，活塞下面是水，上面是大气，大气压恒定。A、B的底部由带有阀门K的管道相连，整个装置与外界绝热。原先，A中水面比B中的高，打开阀门，使A中的水逐渐向B中流，最后达到平衡。在这个过程中()图2A．大气压力对水做功，水的内能增加B．水克服大气压力做功，水的内能减少C．大气压力对水不做功，水的内能不变D．大气压力对水不做功，水的内能增加5.带有活塞的气缸内封闭一定量的理想气体。气体开始处于状态a，然后经过过程ab到达状态b或经过过程ac到达状态c，b、c状态温度相同，如图3所示。设气体在状态b和状态c的压强分别为pb和pc，在过程ab和ac中吸收的热量分别为Qab和Qac，则()图3A．pb>pc，Qab>Qac B．pb>pc，Qab<QacC．pb<pc，Qab>Qac D．pb<pc，Qab<Qac6.(2014·兴华模拟)如图4所示，导热气缸开口向下。内有理想气体，缸内活塞可自由滑动且不漏气，活塞下挂一个沙桶，沙桶装满沙子时，活塞恰好静止。现在把沙桶底部钻一小洞，细沙慢慢流出，并缓慢降低气缸外部环境温度，下列说法正确的是()图4A．气缸内气体压强减小，内能增大B．外界可能对气体做功，气体温度降低C．气体压强可能减小，体积不变，内能减小D．气体可能对外界做功，气体内能一定减小二、多项选择题7.如图5所示，一气缸竖直放置，用一质量为m的活塞在缸内封闭了一定量的理想气体，在气缸的底部安装有一根电热丝，用导线和外界电源相连，已知气缸壁和活塞都是绝热的，气缸壁与活塞间接触光滑且不漏气，现接通电源，电热丝对缸内气体缓慢加热。关于气缸内气体，下列说法正确的是()图5A．单位时间内气缸单位面积上气体分子撞击次数减少B．所有分子的速率都增加C．分子平均动能增大D．对外做功，内能减少8．(2014·黄浦模拟)关于能量转化与守恒的理解，下列说法中错误的是()A．凡是能量守恒的过程就一定会发生B．摩擦生热的过程是不可逆过程C．空调机既能制热又能制冷，说明热传递不存在方向性D．由于能量的转化过程符合能量守恒定律，所以不会发生能源危机9．下列关于热现象的描述正确的是()A．根据热力学定律，热机的效率不可能达到100%B．做功和热传递都是通过能量转化的方式改变系统内能的C．温度是描述热运动的物理量，一个系统与另一个系统达到热平衡时两系统温度相同D．物体由大量分子组成，某单个分子的运动是无规则的，大量分子的运动也是无规律的10．如图6所示，一定质量的理想气体从状态A依次经过状态B、C和D后再回到状态A。其中，A→B和C→D为等温过程，B→C和D→A为绝热过程(气体与外界无热量交换)。这就是著名的“卡诺循环”。该循环过程中，下列说法正确的是()图6A．A→B过程中，外界对气体做功B．B→C过程中，气体分子的平均动能减小C．C→D过程中，单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增多D．D→A过程中，气体分子的速率分布曲线不发生变化三、非选择题11．(2013·山东高考)我国“蛟龙”号深海探测船载人下潜超过七千米，再创载人深潜新纪录。在某次深潜实验中，“蛟龙”号探测到990m深处的海水温度为280K。某同学利用该数据来研究气体状态随海水深度的变化。如图7所示，导热良好的气缸内封闭一定质量的气体，不计活塞的质量和摩擦，气缸所处海平面的温度T0＝300K，压强p0＝1atm，封闭气体的体积V0＝3m3。如果将该汽缸下潜至990m图7(1)求990m深处封闭气体的体积(1atm相当于10m深的海水产生的压强)。(2)下潜过程中封闭气体________(填“吸热”或“放热”)，传递的热量________(填“大于”或“小于”)外界对气体所做的功。12．一定质量的理想气体。经过如图8所示的状态变化。设状态A的温度为400K。求：图8(1)状态C的温度TC为多少？(2)如果由A经B到C的状态变化的整个过程中，气体对外做了400J的功，气体的内能增加了20J，则这个过程气体是吸收热量还是放出热量？其数值为多少？答案1．选A本题考查布朗运动、热力学第一定律，意在考查考生的理解能力。悬浮在液体中的小颗粒的无规则运动称为布朗运动，它反映了液体分子的无规则运动，则A项正确，B项错误；物体从外界吸收热量，由于做功情况未知，其内能不一定增加；同理，物体对外界做功，其内能不一定减少，则C、D两项错误。2．选D由于气体膨胀，气体对外界做功，W为负，因为ΔU＝Q＋W，Q不变，所以气体内能减少，又由于气体分子间的势能可忽略，故气体温度降低，平均动能减少。故只有D项正确。3．选B题中“导热良好的气缸”和“细沙缓慢漏出”都告诉我们缸内气体温度不变，等于环境温度，所以温度计示数不变。沙漏出的过程活塞向上移动，外界对气体做功。4．选D大气压力做功W气＝p0·ΔV，故大气压力对两侧活塞做功的总和为零。又由能量的转化和守恒定律知，水的机械能减小，内能增加。5．选C状态b和状态c温度相同，Vb>Vc。由玻意耳定律pbVb＝pcVc，可知pb<pc；由于Tb＝Tc，所以过程ac和ab内能变化相同，ab过程体积变大，气体对外做功，W<0，ΔU＝Qab＋W；ac过程体积不变，气体不做功，ΔU＝Qac，所以Qab>Qac。6．选B设活塞重力为G，横截面积为S，大气压为p0，则以活塞为研究对象，根据力平衡得到：气缸内气体的压强p＝p0－eq\f(G,S)，由于G减小，则p增大，即气体压强增大，被压缩，外界对气体做功。由于气缸是导热的，气体的温度与环境相等，缓慢降低气缸外部环境温度，其内能减小，温度降低。7．选AC电热丝对缸内气体缓慢加热过程中，气缸内气体压强不变，而气体分子的平均动能增大，根据压强的微观含义得知，单位时间内气缸单位面积上气体分子撞击次数减少，故A正确；气缸内气体温度升高，分子平均动能增大，由于分子运动是无规则的，不是所有分子的速率都增加，故B错误，C正确；在缸内封闭的是一定量的理想气体，温度升高，其内能增大，根据盖－吕萨克定律得知，气体的体积增大，气体对外做功，故D错误。8．选ACD各种物理过程能量是守恒的，但是自然界的宏观过程具有方向性，故A错误；通过摩擦生热，能量耗散了，即能量可以利用的品质降低了，这是不可逆过程，故B正确；空调机既能制热又能制冷，但是要耗电，即热传递有方向性，热量只能自发地由高温物体传向低温物体，故C错误；虽然总能量守恒，但随着能量耗散，能量可以利用的品质降低了，故D错误。9．选AC根据热力学第二定律可知，热机的效率不可能达到100%，A正确。做功是通过能量转化改变系统内能的，而热传递是通过内能的转移改变系统内能的，B错误。根据热力学定律，温度相同是达到热平衡的标准，C正确。单个分子的运动是无规则的，但大量分子的运动具有统计规律，D错误。10．选BC本题考查气体状态变化图像问题，意在考查考生根据图像分析问题的能力。A→B过程中，气体体积变大，气体对外做功，A项错误；B→C为绝热过程，气体体积增大，气体对外界做功，内能减小，温度降低，气体分子的平均动能减小，B项正确；C→D为等温过程，气体的温度不变，体积减小，压强增大，单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增多，C项正确；D→A过程中，气体的温度升高，因此气体分子的速率分布曲线的最大值向速率大的方向偏移，D项错误。11．解析：(1)以汽缸内封闭的气体为研究对象，初态压强p0＝1atm，温度T0＝300K，体积V0＝3m2，汽缸在990m深处时，气体压强p＝1atm＋eq\f(990,10)atm＝100atm，温度T＝280K，设体积变为V。由理想气体状态方程有eq\f(p0V0,T0)＝eq\f(pV,T)，代入数据解得V＝2.8×10－2m3。(2)封闭气体的体积减