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1、活页装订方便使用课时作业-巩固提升一、选择题1 . （2021福建福州高三质量检查）关于热力学定律，下列说法正确的是（）A.根据热力学第一定律可知，一定质量的理想气体等压膨胀对外做功，内能一定 减少B.第一类永动机制不成，是因为它违反了热力学第一定律C.热力学第二定律是从另一个侧面阐述能量守恒定律D.从微观意义上讲，热力学第二定律是一个统计规律E.嫡是系统内分子运动无序性的量度，一个孤立的系统总是从熠小的状态向熠大 的状态发展解析：一定质量的理想气体等压膨胀，温度升高，内能增加，选项A错误；第 一类永动机制不成，是因为它违反了热力学第一定律，选项B正确；热力学第 二定律是反映宏观自然过程的方向
2、性的定律，并不是从另一个侧面阐述能量守恒 定律，选项C错误；从微观意义上讲，热力学第二定律是一个统计规律，选项D 正确；嫡是系统内分子运动无序性的量度，从微观角度看，一个孤立的系统总是 从嫌小的状态向隔大的状态发展，选项E正确。答案：BDE2 . （2021.江西抚州等三市高三模拟）一定质量的理想气体在某一过程中，从外界 吸收热量2.5X10 气体对外界做功l oxiOj则关于理想气体的叙述正确的 是（ ）A.气体的温度一定升高B.气体的内能一定减少C.气体的压强一定不变D.分子的平均动能一定增大E.分子间平均距离一定增大解析：气体从外界吸收热量2.5X104 j,气体对外界做功1.0X104
3、 j,则气体内 能增加1.5X104 J,因气体的内能增加，则温度一定升高，分子的平均动能一定 增大，选项A、解得=0）+差=1.2X 105 Pa,由盖一吕萨克定律有孕=乎, Ta 1bVaTr解得g=6X10-4 m3o 1A解得 Ub=108J,（2）由气体的内能与热力学温度成正比，有保=案,外界对气体做的功 卬=一（丫8以）=一24 J, 由热力学第一定律得 U= Ub- Uo=Q+ W,得气体变化过程中从电热丝吸收的总热量为Q=6（）J。 答案：（1）1.2X105 pa 6X10-4 m3 （2）60 J第8页，共8页 D正确，B错误；气体对外做功，体积变大，温度升高，由牛 =C可
4、知，压强 不一定不变，选项C错误；气体体积变大，则分子间平均距离一定变大，选项E 正确。答案：ADE3 .下列说法正确的是（）A.压缩气体总能使气体的温度升高B.能量耗散过程中能量是守恒的C.第一类永动机不可能制成，是因为违背了能量守恒定律D.第二类永动机不违背能量守恒定律，但违背了热力学第一定律E.能量耗散过程从能量转化的角度反映了自然界中的宏观过程具有方向性 解析：内能的变化取决于做功和热传递两个方面，压缩气体并不一定能使气体温 度升高，选项A错误：由能量守恒定律可知，选项B正确：第一类永动机是指 不消耗能量却可以不断向外做功的机器，违背了能量守恒定律，选项C正确； 第二类永动机不违背能量
5、守恒定律，但违背了热力学第二定律，选项D错误； 由热力学第二定律可知，选项E正确。答案：BCE4.（2021.四川省绵阳一诊）如图所示，某同学打乒乓球时不小心将球踩瘪了，但没 有破裂。他将乒乓球放入热水中，一段时间后恢复为球形，在此过程中，下列说 法正确的是（）A.乒乓球中气体温度升高，气体分子无规则运动变得更剧烈B.乒乓球中速率大的分子数占总分子数比例随温度的升高而增大C.乒乓球中气体的质量不变，温度升高，密度减少，压强增大D.乒乓球中气体分子间的引力和斥力都增大E.乒乓球受热膨胀，体积增大，气体对外做功，放出热量解析：气体温度升高，气体分子无规则运动变得更剧烈，故A正确；根据麦克 斯韦统计
6、规律可知，乒乓球中速率大的分子数占总分子数比例随温度的升高而增第2页，共8页大，故B正确；乒乓球没有破裂，不漏气，乒乓球中气体的质量不变,第2页，共8页温度升高，体积增大，密度减小，压强增大，故C正确；乒乓球中气体分子间 的引力和斥力都随着气体分子间距离的增大而减小，故D错误；乒乓球受热膨 胀，体积增大，气体对外做功，但温度升高，内能变大，根据热力学第一定律可 知，气体吸收热量，故E错误。答案：ABC5.(2021.陕西西安中学高三模拟)封闭在汽缸内一定质量的理想气体由状态A变到 状态其体积V与热力学温度7关系如图所示，0、4、。三点在同一直线上。 则下列说法正确的是()vD,(),根据热力学
7、第一定律U=W+Q,知Q0, 气体吸收热量，故A正确；由状态8变到状态C的过程中，温度不变，内能不 变=(),体积变大，气体对外界做功WV0,根据热力学第一定律知Q0, 气体从外界吸收热量，故B错误；气体从状态C到状态。发生等容变化，根据 查理定律知TcTd所以pcp3即状态C气体的压强大于状态。气体的 压强，故C错误；A点和。点在过原点的连线上，说明气体由状态A到状态。 压强不变，体积增大，分子的密集程度减小，状态。温度高，分子的平均动能 大，状态A和状态。压强相等，所以状态。时单位时间内与器壁单位面积碰撞 的分子数比状态A少，故D正确；状态。到状态O,体积不变，压强减小，温 度降低，则单位
8、时间内与器壁单位面积碰撞的分子数减少，故E正确。答案：ADE第3页，共8页6.如图所示，一定质量的理想气体状态发生改变，在第3页，共8页V关系图像中经历从状态循环变化过程。下列说法正确的是（ ）A.a-过程中，分子的平均动能增大，外界对气体做正功B.A。过程中，分子的平均动能增大，气体吸热C.c-d过程中，单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数减小DAi 过程中，气体对外做的功等于系统和外界传递的热量E.4。过程中，气体分子速率分布曲线的峰值位置不发生变化解析：在。一/2的过程中，气体体积不变，外界对气体不做功，而压强增大，由 pV=CT,气体温度升高，分子的平均动能增大，选项A错误；bc,的过程
9、中， 压强不变，体积增大，由知，温度升高，气体分子的平均动能增大，吸 收热量，选项B正确；c-d的过程中，气体体积不变，则单位体积内的分子数 不变，但压强减小，由V=CT知，温度降低，气体分子的热运动变慢，则单位 时间内碰撞单位面积器壁的分子数减小，选项C正确；由于、d状态的面积即值相等，由 V=C7知，温度相等，根据热力学第一定律U=Q+W可得， 气体对外做的功等于系统和外界传递的热量，选项D正确；d-*的过程中，温 度降低，气体分子的热运动变慢，所以气体分子的速率分布曲线的峰值位置发生 变化，选项E错误。答案：BCD二、非选择题7.（2021山东德州模拟）一定质量的理想气体自状态4变化到状
10、态B,再变化到状 态C。其状态变化过程的 V图像如图所示。已知该气体在状态A时的温度为 27 Co 求：第4页，共8页(I)该气体在状态B时的温度为多少摄氏度？(2)该气体自状态4到状态C的过程中与外界交换的热量。解析：(1)状态 A: 74=300 Ko从状态A到状态3的过程，有空=窄,代入数据得Tb=900 K, tB=TB-213 =627 o(2)从状态A到状态C的过程，由竽=隼*得Ta = Tc, i AIC故从状态A到状态。的过程，气体的内能变化量=()从状态A到状态C的过程中仅从状态A到状态B时气体对外做功 W= pa( V-Va)=-600J,又由热力学第一定律U=W+。，得Q
11、=600J,即气体从外界吸收的热量为600J。答案：(1)627 C0 (2)600 J.(2021江西抚州等三市高三模拟)如图所示，一篮球内气体的压强为po,温度为 7bt体积为。用打气筒对篮球充入压强为划，温度为久的气体，已知打气筒 每次压缩气体的体积为aVo, 一共打气20次，假设篮球体积不变，最终使篮 球内气体的压强为4/为。充气过程中气体向外放出的热量为Q,已知气体的内能 与温度的关系为U=为常数)。求：第一次打入气体后，篮球的压强变为多少？(可认为篮球内气体温度不变) 打气筒在篮球充气过程中对气体做的功是多少？解析：(1)第一次打入气体后，篮球内气体压强变为0,根据玻意耳定律有po
12、(Vo += %)=Pi% .第5页，共8页解得1=首P0opo (Vo+2OX*Vo)(2)设篮球内气体最终温度为T,根据气体状态变化定律知亓=4()%T ，12解得 T=y 7bo篮球内气体内能的增量为,根据热力学第一定律可得，打气过程中对气体所做的功为W=Q+2U=Q+, kTo。答案：(嚷 po (2)0 + , kTo.如图所示，一根两端开口、横截面积为S = 2cn?、足够长的玻璃管竖直插入水 银槽中并固定(插入水银槽中的部分足够深)。管中有一个质量不计的光滑活塞， 活塞下封闭着长L = 21 cm的气柱，气体的温度为力=7 C。，外界大气压强取外 =1.0X105Pao若在活塞上
13、放一个质量为，二Okg的法码，保持气体的温度力不变，则平衡 后气柱为多长？ (g取lOm/s?)若保持跌码的质量不变，对气体加热，使其温度升高到Z2 = 77 C。，此时气柱 为多长？(3)若在(2)过程中，气体吸收的热量为1()J,则气体的内能增加多少？解析：(1)被封闭气体的初状态为pi=po=l.OX 1()5 paVi=L5=42 cm3, 7i=28()K。第6页，共8页末状态为 2=po+管=1.05Xl()5pa V2=LiS,乃= Ti=280K。 J根据玻意耳定律，有pW=p2V2,即|LS=P2L2S,得2 = 2()cm。(2)对气体加热后，气体的压强不变，P3=P2,
14、V3=L3S, B=350K, ?2=Ti=280Ko根据盖一吕萨克定律，有* =辛,即铲=竿，得L3=25cm。(3)外界对气体做的功W= -p2sh= piS(L3L2)= - 1.05 J, 根据热力学第一定律(/=(2+W得 U=10 J+(1.05 J) = 8.95 J,即气体的内能增加了 8.95 Jo答案：20 cm25 cm8.95 J8 .如图甲所示，一圆柱形绝热汽缸开口向上竖直放置，通过绝热活塞将一定质 量的理想气体密封在汽缸内，活塞质量m=1 kg、横截面积S = 5X10-4 m2,原 来活塞处于A位置。现通过电热丝缓慢加热气体，直到活塞缓慢到达新的8位 置，在此过程中，缸内气体的VT图像如图乙所示，已知大气压强。=1.0X105 Pa, 忽略活塞与汽缸壁之间的摩擦，重力加速度g取10m/s2。求缸内气体的压强和活塞到达3位置时缸内气体的体积； 若缸内气体原来的内能Uo = 72 J,且气体内能与热力学温度成正比，求缸内 气体变化过程中从电热丝吸收的总热量。解析：(1)活塞从A位置缓慢到3位置，活塞受力平衡，气体为等压变化，以活 塞为研究对象，有pS=/x)S+g第7页，共8页