2022年高考物理一轮复习四川专版-第十一章-热学-课时跟踪检测(三十八)-热力学定律.docx

课时跟踪检测(三十八)　热力学定律
对点训练：热力学第确定律
1．(多选)下列有关物体内能转变的推断中，正确的是(　　)
A．外界对物体做功，物体的内能确定增加
B．外界对物体传递热量，物体的内能确定增加
C．物体对外界做功，物体的内能可能增加
D．物体向外界放热，物体的内能可能增加
2．在将空气压缩装入气瓶的过程中，温度保持不变，外界做了24 kJ的功。现潜水员背着该气瓶缓慢地潜入海底，若在此过程中，瓶中空气的质量保持不变，且放出了5 kJ的热量。在上述两个过程中，空气的内能共减小________kJ，空气________(选填“吸取”或“放出”)的总热量为________kJ。

图1
3.在如图1所示的p­V图中，确定质量的抱负气体由状态A经过ACB过程至状态B，气体对外做功280 J，吸取热量410 J；气体又从状态B经BDA过程回到状态A，这一过程中外界对气体做功200 J，求：
(1)ACB过程中气体的内能是增加还是削减？变化量是多少？
(2)BDA过程中气体是吸热还是放热？吸取或放出的热量是多少？

对点训练：热力学其次定律
4．关于热现象，下列叙述正确的是(　　)
A．温度降低，物体内全部分子运动的速率都变小
B．分子力随分子间距离的增大而减小
C．凡是不违反能量守恒定律的试验构想，都是能够实现的
D．温度上升，物体的内能不愿定增大
5．(多选)(2021·梅州3月质检)关于永动机和热力学定律的争辩，下列叙述正确的是(　　)
A．其次类永动机违反能量守恒定律
B．假如物体从外界吸取了热量，则物体的内能确定增加
C．保持气体的质量和体积不变，当温度上升时，每秒撞击单位面积器壁的气体分子数增多
D．做功和热传递都可以转变物体的内能，但从能量转化或转移的观点来看，这两种转变方式是有区分的
6．(多选)以下说法正确的有(　　)
A．温度低的物体内能确定小
B．温度低的物体分子运动的平均速率小
C．温度上升，分子热运动的平均动能确定增大，但并非全部分子的速率都增大
D．外界对物体做功时，物体的内能不愿定增加
E．自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性

对点训练：气体试验定律与热力学第确定律
7．在水池中，一个气泡从池底浮起，此过程可认为气泡的温度不变，气泡内气体视为抱负气体。则(　　)
A．外界对气泡做功，同时气泡吸热
B．外界对气泡做功，同时气泡放热
C．气泡对外界做功，同时气泡吸热
D．气泡对外界做功，同时气泡放热

图2
8．(多选)(2022·山东高考)如图2，内壁光滑、导热良好的气缸中用活塞封闭有确定质量的抱负气体。当环境温度上升时，缸内气体 (　　)
A．内能增加
B．对外做功
C．压强增大
D．分子间的引力和斥力都增大
9．(多选)对于确定量的抱负气体，下列说法正确的是(　　)
A．若气体的压强和体积都不变，其内能也确定不变
B．若气体的内能不变，其状态也确定不变
C．若气体的温度随时间不断上升，其压强也确定不断增大
D．当气体温度上升时，气体的内能确定增大

图3
10.(多选)如图3所示，气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，不计活塞与气缸壁间的摩擦，大气压强保持不变，则下列推断正确的是(　　)
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削减
11.
图4
如图4所示，为测量大气压强的试验装置，将确定质量的气体密封在烧瓶内，烧瓶通过细玻璃管与注射器和装有水银的U形管连接，最初竖直放置的U形管两臂中的水银柱等高，烧瓶中气体体积为800 mL；现用注射器缓慢向烧瓶中注入200 mL的水，稳定后两臂中水银面的高度差为25 cm，不计玻璃管中气体的体积，环境温度不变。求
(1)大气压强p0(用“cmHg”做压强单位)

(2)此过程中外界对烧瓶内的气体________(填做正功”、“做负功”、“不做功”)，气体将________(填“吸热”或“放热”)。
12.
图5
如图5所示，一圆柱形绝热气缸竖直放置，通过绝热活塞封闭着确定质量的抱负气体。活塞的质量为m，横截面积为S，与容器底部相距h，此时封闭气体的温度为T1。现通过电热丝缓慢加热气体，当气体吸取热量Q时，气体温度上升到T2。已知大气压强为p0，重力加速度为g，不计活塞与气缸的摩擦，求：
(1)活塞上升的高度；
(2)加热过程中气体的内能增加量。

答 案
1．选CD　做功和热传递都能转变物体的内能，依据热力学第确定律ΔU＝Q＋W知，当外界对物体做功，物体的内能不愿定增加，同理当外界对物体传递热量，物体的内能也不愿定增加，所以A、B错误；由ΔU＝Q＋W可知，若物体对外界做功，物体的内能可能增加，同理物体向外界放热，物体的内能可能增加，故C、D正确。
2．解析：依据热力学第确定律ΔU＝W＋Q，第一阶段W1＝24 kJ，ΔU1＝0，所以Q1＝－24 kJ，故放热；其次阶段W2＝0，Q2＝－5 kJ，由热力学第确定律知，ΔU2＝－5 kJ，故在上述两个过程中，空气的内能共削减ΔU＝ΔU1＋ΔU2＝－5 kJ；两过程共放出热量Q＝Q1＋Q2＝29 kJ，故空气放出的总热量为29 kJ。
答案：5　放出　29
3．解析：(1)ACB过程中W1＝－280 J，Q1＝410 J
由热力学第确定律得UB－UA＝W1＋Q1＝130 J
故ACB过程中气体的内能增加了130 J。
(2)由于确定质量的抱负气体的内能只与温度有关，BDA过程中气体内能的变化量UA－UB＝－130 J
由题意知W2＝200 J，由热力学第确定律得
UA－UB＝W2＋Q2
代入数据解得Q2＝－330 J
即BDA过程中气体放出热量330 J。
答案：(1)增加　130 J　(2)放热　330 J
4．选D　温度降低时，物体内全部分子运动的平均速率减小，但并非全部分子的速率都减小，A错误；分子间距离从平衡位置开头增大时，分子力先增大后减小，B错误；由热力学其次定律可知，C错误温度上升，但同时物体对外做功，其内能有可能减小，D正确。
5．选CD　其次类永动机违反了热力学其次定律，选项A错误；物体从外界吸取热量，可能同时对外做功，因此物体的内能不愿定增加，选项B错误；保持气体的质量和体积不变，当温度上升时，分子平均速率增大，每秒撞击单位面积器壁的气体分子数增多，选项C正确；做功和热传递都可以转变物体的内能，但从能量转化或转移的观点来看，这两种转变方式是有区分的，选项D正确。
6．选CDE　由于内能的大小与物体的温度、质量和体积都有关，如一杯热水的内能确定会小于一座冰山，温度低的物体内能不愿定小，故A错误；温度是分子平均动能的标志，温度低的物体分子运动的平均动能确定小，但温度低的物体内分子运动的平均速率不愿定比温度高的物体内分子运动的平均速率小，这是由于温度低的物体分子可能质量较小，其平均速率反而更大，故B错误；温度越高，分子热运动的平均动能越大，分子的平均速率增大，这是统计规律，具体到少数个别分子，其速率的变化不确定，因此仍可能有分子的运动速率是格外小，故C正确；依据热力学第确定律知：内能的转变量(E表示)＝功(W表示)＋热量(Q表示)，在绝热状况下，外界对物体做功时，物体的内能确定增加，故D正确；热力学其次定律表明，自然界中进行的一切与热现象有关的宏观过程都具有方向性，故E正确。所以选CDE。
7．选C　随着气泡的上升，压强减小，由于温度不变，依据＝C，所以体积增大，气泡对外做功；依据ΔE＝W＋Q可知温度不变，所以ΔE不变，W＜0，所以Q＞0，即气泡吸热，选项C正确。
8．选AB　依据确定质量的某种抱负气体的内能只打算于温度，处在导热气缸中的抱负气体由于外界环境温度上升，抱负气体的内能要增大，所以选项A正确；再依据抱负气体的状态方程：＝C可知，气体压强不变，当温度上升时，体积要增大，因此气体要对外做功，所以选项B正确，C错误；抱负气体没有分子间的相互作用力，因此分子间的作用力始终为零，故D选项错误。
9．选AD　对于抱负气体而言，内能是由温度打算的，依据抱负气体状态方程，＝恒量可知，当体积不变，压强不变时，其温度也确定不发生变化，因此内能不变，A正确；而反过来，内能不变只能说明温度不变，可能发生等温变化，也就是气体状态可能发生变化，B错误；依据抱负气体状态方程，＝恒量，温度上升，只能是pV乘积变大，至于压强可能增加也可能减小，C错误；内能是由温度打算的，当温度上升时，内能确定增加，D正确。
10．选ACE　气体A进行等容变化，则W＝0，依据ΔU＝W＋Q可知气体A吸取热量，内能增加，温度上升，气体A分子的平均动能变大，但是不是每个分子的动能都是增加的，选项A、C正确，D错误；由于中间是导热隔板，所以气体B吸取热量，温度上升，内能增加；由由于压强不变，故体积变大，气体对外做功，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削减，选项E正确。
11．解析：(1)设大气压强为p0
初状态：p1＝p0，V1＝800 mL
注入水后：p2＝p0＋p，V2＝600 mL
由玻意耳定律得：p1V1＝p2V2
解得：p0＝75 cmHg。
(2)气体体积减小，外界对气体做正功，温度不变，气体的内能不变，由热力学第确定律知，应对外放热。
答案：(1)75 cmHg　(2)正功　放热
12．解析：(1)气体发生等压变化，有
＝
解得Δh＝h
(2)加热过程中气体对外做功为
W＝pSΔh＝(p0S＋mg)h
由热力学第确定律知内能的增加量为
ΔU＝Q－W＝Q－(p0S＋mg)h。
答案：(1)Δh＝h　(2)Q－(p0S＋mg)h