高考物理试题讲解选修3-3第3讲热力学定律与能量守恒.doc

选修3-3　第3讲　

知识巩固练习
1．(2019年遵义一模)密闭有空气的薄塑料瓶因降温而变扁．此过程中瓶内空气(不计分子势能)(　　)
A．内能减小，吸收热量 B．内能减小，外界对其做功
C．内能增大，放出热量 D．内能增大，对外界做功
【答案】B
【解析】因不计分子势能，所以瓶内空气内能由温度决定，内能随温度降低而减小．空气内能减小、外界对空气做功，根据热力学第一定律可知空气向外界放热．故A、C、D错误，B正确．
2．(2019年怀柔模拟)对一定质量的气体，下列说法正确的是(　　)
A．从外界吸收热量后，内能一定增大
B．温度升高时，分子间的平均距离一定增大
C．温度不变而压强增大时，外界一定要对气体做功
D．要使气体分子的平均动能增大，外界必须向气体传热
【答案】C
3．(2018年兰州名校期末)关于热力学定律，下列说法正确的是(　　)
A．一定量气体吸收热量，其内能一定增大
B．物体可以将从单一热源吸收的热量全部用于做功
C．不可能使热量由低温物体传递到高温物体
D．第二类永动机不仅违反了热力学第二定律，也违反了能量守恒定律
【答案】B
【解析】做功与热传递是改变物体内能的两种方式．一定量的气体吸收热量，如果气体同时对外做功，气体内能不一定增大，故A错误．物体从单一热源吸收的热量可全部用于做功，并产生其他影响．故B正确．不可能使热量自发地由低温物体传到高温物体，但在一定条件下温度可以从低温物体传到高温物体，故C错误．第二类永动机不违反能量守恒定律，但违反了热力学第二定律，故D错误．
4．(2019年武威名校模拟)先把空的烧瓶放进冰箱冷冻，一小时后取出烧瓶，并迅速把一个气球紧密地套在瓶颈上，然后将烧瓶放进盛满热水的烧杯里，气球逐渐膨胀起来，如图所示．此时烧瓶里的气体(　　)
A．吸收热量，内能减小，对外做功
B．吸收热量，内能增大，对外做功
C．吸收热量，内能增大，外界对气体做功
D．放出热量，内能增大，对外做功
【答案】B
【解析】由于热水的温度较高，将烧瓶放进盛满热水的烧杯里，烧瓶中的空气吸收了热水的热量，温度升高，内能增大，体积增大，气球逐渐膨胀起来对外做功．
5．(2018年铜仁名校模拟)如图是密闭的汽缸，外力推动活塞P压缩气体，对缸内气体做功800 J，同时气体向外界放热200 J．缸内气体的(　　)

A．温度升高，内能增加600 J B．温度升高，内能减少200 J
C．温度降低，内能增加600 J D．温度降低，内能减少200 J
【答案】A
【解析】据题，外界对气体做功W＝800 J，气体向外散热Q＝－200 J．根据热力学第一定律得，气体内能的增量ΔU＝W＋Q＝800 J－200 J＝600 J，即内能增加600 J．对于一定质量的理想气体，内能增加温度必然升高，故A正确．
6．(多选)(2019年辽宁名校模拟)如图所示，一个封闭的绝热汽缸被中间的挡板分割成左右相等的两部分．左边充满一定量的某种理想气体，右边真空．现将中间的挡板移去，待气体稳定后，则(　　)

A．气体的温度不发生变化
B．因为气体的体积膨胀了，所以内能降低
C．气体分子的平均动能减小
D．虽然气体的体积膨胀了，但是没有对外做功
【答案】AD
【解析】气体在向真空膨胀的过程中没有力的作用，所以不做功．绝热过程，内能不变，故温度不变，故A、D正确，B错误．温度是分子热运动平均动能的标志，温度不变，故分子的平均动能不变，故C错误．
综合提升练习
7．(多选)(2019年湖北模拟)下列有关热现象的叙述正确的是(　　)
A．一切自发过程总是沿着分子热运动无序性减小的方向进行
B．机械能转化为内能的实际宏观过程是不可逆过程
C．气体可以从单一热源吸收热量，全部用来对外做功
D．第二类永动机没有违反能量守恒定律，但违反了热力学第一定律
【答案】BC
【解析】由熵增加原理知，一切自发过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行，故A错误．根据热力学第二定律知，机械能转化为内能的实际宏观过程是不可逆过程，故B正确．在外界的影响下，气体可以从单一热源吸收热量，全部用来对外做功，故C正确．第二类永动机没有违反能量守恒定律，但违反了热力学第二定律，故D错误．
8．(2018年广安模拟)如图所示，圆柱形汽缸内用活塞封闭了一定质量的理想气体，汽缸的高度为l，缸内的底面积为S.重力为G.弹簧下端固定在桌面上，上端连接活塞，活塞所在的平面始终水平．当热力学温度为T0时，缸内气体高为0.5l.已知大气压强为p0，不计活塞重力及活塞与缸体的摩擦．现缓慢升温至活塞刚要脱离汽缸，求：

(1)此时缸内气体的温度；
(2)该过程中缸内气体对汽缸的压力所做的功；
(3)若该过程缸内气体吸收热量为Q，则缸内气体内能增加量为多少？
【答案】(1)2T0　(2)　(3)Q－
【解析】(1)缸内气体做等压变化，设缓慢升温至活塞刚要脱离汽缸时温度为T，由盖－吕萨克定律得
＝
解得T＝2T0.
(2)对汽缸，由平衡条件得G＋p0S＝pS
气体做功W＝Fx＝pS(l－0.5l)
解得W＝.
(3)由热力学第一定律得ΔU＝Q＋W′
W′＝－W
气体吸收的热量ΔU＝Q－.