第三讲 热力学定律与能量守恒定律
[A组·基础题]
一、单项选择题
1．(2015·高考重庆卷)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
解析：中午比清晨时温度高，所以中午胎内气体分子平均动能增大，理想气体的内能由分子动能决定，因此内能增大；车胎体积增大，则胎内气体对外界做功，所以只有D项正确．
答案：D
2.(2015·高考福建卷)如图，一定质量的理想气体，由状态a经过ab过程到达状态b或者经过ac过程到达状态c.设气体在状态b和状态c的温度分别为Tb和Tc，在过程ab和ac中吸收的热量分别为Qab和Qac，则( )
A．Tb＞Tc，Qab＞Qac C．Tb＝Tc，Qab＞Qac
B．Tb＞Tc，Qab＜Qac D．Tb＝Tc，Qab＜Qac
2p0·V0p0V0p0·2V0
解析：由理想气体状态方程知＝＝，故Tc＝Tb，则过程ab和ac中内
TcTaTb能改变量相同，ac过程气体体积不变，做功为0，W1＝0，ab过程气体体积增大，气体对外做功W2<0，由热力学第一定律Q＋W＝ΔU知Qac 答案：C 二、多项选择题 3．根据热力学定律，下列说法中正确的是( ) A．电冰箱的工作过程表明，热量可以从低温物体向高温物体传递 B．空调机在制冷过程中，从室内吸收的热量少于向室外放出的热量 C．科技的进步可以使内燃机成为单一热源的热机 D．对能源的过度消耗将使自然界的能量不断减少，形成“能源危机” 解析：在一定条件下，热量可以从低温物体传给高温物体，A正确；空调机工作过程中，电流做功产生热，所以向室外放热多，从室内吸热少，B正确；C项中的说法违反热力学第二定律，C错误；对能源的过度消耗会造成可以利用的能量减少，而总的能量是守恒的，D 错误． 答案：AB 4．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 E．功转变为热的实际宏观过程是不可逆过程 解析：内能的改变可以通过做功或热传递进行，故A正确；对某物体做功，若物体向外放热，则物体的内能不一定增加，B错误；在引起其他变化的情况下，从单一热源吸收热量可以将其全部变为功，C正确；在引起其他变化的情况下，可以将热量从低温物体传向高温物体，D错误；涉及热现象的宏观过程都具有方向性，故E正确． 答案：ACE 5.如图所示，汽缸和活塞与外界均无热交换，中间有一个固定的导热性良好的隔板，封闭着两部分气体A和B，活塞处于静止平衡状态．现通过电热丝对气体A加热一段时间，后来活塞达到新的平衡，不计气体分子势能，不计活塞与汽缸壁间的摩擦，大气压强保持不变，则下列判断正确的是( ) A．气体A吸热，内能增加 B．气体B吸热，对外做功，内能不变 C．气体A分子的平均动能增大 D．气体A和气体B内每个分子的动能都增大 E．气体B分子单位时间内对器壁单位面积碰撞总次数减少 解析：气体A进行等容变化，则W＝0，根据ΔU＝W＋Q可知气体A吸收热量，内能增加，温度升高，气体A分子的平均动能变大，但不是每个分子的动能都是增大的，选项A、C正确，D错误；因为中间是导热隔板，所以气体B吸收热量，温度升高，内能增加，选项B错误；气体B的压强不变，但是体积增大，所以气体B分子单位时间内对器壁单位面积的碰撞次数减少，选项E正确． 答案：ACE [B组·能力题] 非选择题 6.(2017·云南师大附中月考)如图所示，—个绝热的汽缸(汽缸足够高)竖直放置，内有一个绝热且光滑的活塞，中间有一个固定的导热性良好的隔板，隔板将汽缸分成两部分，分别密封着两部分理想气体A和B.活塞的 质量m＝8 kg，横截面积S＝10 cm，与隔板相距h＝25 cm，现通过电热丝缓慢加热气体，当A气体吸收热量Q＝200 J时，活塞上升了h′＝10 cm，此时气体的温度为t1＝27 ℃，已知大气压强p0＝1×10 Pa，重力加速度g取10 m/s. (1)加热过程中，若A气体的内能增加了ΔU1＝55 J，求B气体的内能增加量ΔU2； (2)现在停止对气体加热，同时在活塞上缓慢添加砂粒，当活塞恰好回到原来的位置时， 5 2 2 A气体的温度为t2＝30 ℃，求添加砂粒的总质量M. 解析：(1)B气体对外做功W＝(p0S＋mg)h′＝18 J， 由热力学第一定律得ΔU1＋ΔU2＝Q－W，ΔU2＝Q－W－ΔU1＝127 J. (2)B气体的初状态p1＝p0＋mg5 ＝1.8×10 Pa， SV1＝(h＋h′)S＝3.5×10－4 m3，T1＝(27＋273) K＝300 K， B气体的末状态p2＝p0＋ m＋Mg－43 ，V2＝hS＝2.5×10 m， ST2＝(30＋273) K＝303 K， 由理想气体状态方程得代入数据得 p1V1p2V2 ＝， T1T2 M＝7.452 kg. 答案：(1)127 J (2)7.452 kg 7.(2017·河北保定模拟)一定质量的理想气体，其内能跟温度成正比．在初始状态A时，体积为V0，压强为p0，温度为T0，已知此时其内能为U0.该理想气体从状态A经由一系列变化，最终还回到原来状态A， 其变化过程的p-T图象如图所示，其中CA延长线过坐标原点，B、A在同一竖直线上．求： (1)气体在状态B的体积； (2)气体在状态C的体积； (3)从状态B经由状态C，最终回到状态A的过程中，气体与外界交换的热量． 解析：(1)由题图可知，从状态A到状态B气体温度T1＝T0，为等温变化过程，在状态B时气体压强p1＝3p0，设体积为V1，由玻意耳定律有p0V0＝p1V1，解得V1＝. 3 (2)由题图可知，从状态B到状态C气体压强p2＝p1＝3p0，为等压变化过程，在状态C时气体温度T2＝3T0，设体积为V2，由盖—吕萨克定律有＝，解得V2＝V0. (3)由状态B经状态C回到状态A，设外界对气体做的总功为ΔW，从状态B到状态C，设外界对气体做功为ΔWBC， ΔWBC＝p2(V1－V2)， V0 V1V2T1T2
2018年高考物理一轮复习 第十三章 热学 第三讲 热力学定律与能量守恒定律课时作业
