【创新设计】（广东专用）2022届高考物理一轮复习方案 第36讲 热力学定律及能量守恒（含解析）

课时作业(三十六)　[第36讲　热力学定律及能量守恒]1．对热力学第二定律，下列理解正确的是(　　)A．自然界进行的一切宏观过程都是可逆的B．自然界进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性，是不可逆的C．热量不可能由低温物体传递到高温物体D．第二类永动机违背了能量守恒定律，因此不可能制成2．2022·汕头一模某一密闭容器中密封着一定质量的某种实际气体，气体分子间的相互作用力表现为引力．关于实际气体，下列说法中正确的是(　　)A．在完全失重的情况下，密封容器内的气体对器壁的顶部没有作用力B．若气体膨胀对外界做功，则分子势能一定增大C．若气体被压缩，外界对气体做功，则气体内能一定增加D．若气体从外界吸收的热量等于膨胀对外界做的功，则气体分子的动能一定不变3.2022·长春三模(双选)有关热力学问题，下列说法正确的是(　　)A．满足能量守恒定律的客观过程都是可以自发进行的B．从单一热源吸取热量，使之全部转化为有用的机械功是不可能的C．熵是物体内分子运动无序程度的量度D．气体分子热运动的平均动能减小，气体的压强一定减小4．二氧化碳是导致“温室效应”的主要原因之一，人类在采取节能减排措施的同时，也在研究控制温室气体的新方法，目前专家们正在研究二氧化碳的深海处理技术．在某次实验中，将一定质量的二氧化碳气体封闭在一可自由压缩的导热容器中，将容器缓慢移到海水某深处，气体体积减为原来的一半，不计温度的变化，则此过程中(　　)A．封闭气体对外界做正功B．封闭气体向外界传递热量C．封闭气体分子的平均动能增大D．封闭气体从外界吸收热量5．2022·茂名模拟喜庆日子，室外经常使用巨大的红色气球来烘托气氛．在晴朗的夏日，对密闭在红色气球内的气体从早晨到中午过程，下列说法中正确的是(　　)A．吸收了热量，同时体积膨胀对外做功，内能不变B．吸收了热量，同时体积膨胀对外做功，内能增加C．气体密度增加，分子平均动能增加D．气体密度不变，气体压强不变6．2022·抚顺模拟一定质量的理想气体状态变化过程如图K36－1所示，6\n第一种变化是从A到B，第二种变化是从A到C.比较两种变化过程，则(　　)图K36－1A．A到C过程气体吸收的热量较多B．A到B过程气体吸收的热量较多C．两个过程气体吸收的热量一样多D．两个过程气体内能增量不相同7．2022·豫北联考如图K36－2所示，一定质量的理想气体开始时处于状态A，然后经状态B到状态C，A、C状态的温度相同．设气体在状态A和状态C的体积分别为VA和VC，在A到B和B到C过程中吸收或放出的热量分别为QAB和QBC，则以下关系正确的是(　　)图K36－2A．VA>VC，QAB>QBCB．VA<VC，QAB<QBCC．VA>VC，QAB<QBCD．VA<VC，QAB>QBC8．2022·太原二模(双选)对于一定质量的理想气体，下列说法正确的是(　　)A．若气体的压强和体积都不变，则内能也一定不变B．若气体的内能不变，则分子的平均动能也一定不变C．若气体的温度随时间不断升高，则压强也一定不断增大D．若气体的温度升高，则单位时间内气体分子对容器器壁撞击的次数也一定增多9．下列说法中正确的是(　　)A．物体的内能就是组成该物体的所有分子热运动动能的总和B．只要对内燃机不断改进，就可以把内燃机得到的全部内能转化为机械能C．做功和热传递在改变内能的方式上是不同的D．满足能量守恒定律的物理过程都能自发进行10．(双选)下列有关热现象的叙述中正确的是(　　)A.布朗运动是液体分子无规则的运动B.分子间不可能同时存在引力和斥力C.热量可以从低温物体传递到高温物体，但一定要引起其他的变化D.一定质量的理想气体发生等压膨胀过程，其温度一定升高11．某校开展探究性课外活动，一同学用如图K36－3所示的装置研究气体的压强、体积、温度三者之间的变化关系．该同学选用导热良好的气缸并将其开口向下固定不动，气缸内有理想气体，缸内活塞可自由滑动且不漏气．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洞，6\n让细沙慢慢漏出，外部环境温度恒定，则(　　)图K36－3A．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，温度计示数变小D．外界对气体做功，温度计示数变大12．如图K36－4所示，一定质量的理想气体密封在绝热(即与外界不发生热交换)气缸(含活塞)中．今对活塞施以一竖直向下的压力F，使活塞缓慢向下移动一段距离．则被密封的气体(　　)图K36－4A．温度升高，压强增大，内能减少B．温度降低，压强增大，内能减少C．温度升高，压强增大，内能增加D．温度降低，压强减小，内能增加13．如图K36－5所示，一根竖直的弹簧支持着一倒立气缸的活塞，使气缸悬空而静止．设活塞与缸壁间无摩擦，可以在缸内自由移动，缸壁导热性良好，使缸内气体的温度保持与外界大气温度相同，则下列结论中正确的是(　　)图K36－5A．若外界大气压增大，则弹簧将压缩一些B．若外界大气压增大，则气缸的上底面距地面的高度将增大C．若气温升高，则活塞距地面的高度将减小D．若气温升高，则气缸的上底面距地面的高度将增大6\n14．2022·福州质检在光滑水平面上有一个内外壁都光滑的质量为M的气缸，气缸内有一质量为m的活塞，已知M>m，活塞密封一部分理想气体．现对气缸施加一个水平向左的拉力F(如图K36－6甲所示)时，气缸的加速度为a1，封闭气体的压强为p1，体积为V1；若用同样大小的力F水平向左推活塞(如图乙所示)，此时气缸的加速度为a2，封闭气体的压强为p2，体积为V2.设密封气体的质量和温度均不变，则(　　)图K36－6A．a1＝a2，p1<p2，V1<V2B．a1＝a2，p1<p2，V1>V2C．a1<a2，p1>p2，V1<V2D．a1>a2，p1>p2，V1>V26\n课时作业(三十六)1.B　[解析]由热力学第二定律可知，热量不可能从低温物体传到高温物体而不引起其他变化，由此说明热量由低温物体传到高温物体是可能的，但要引起其他变化，故选项C错误；第二类永动机并不违反能量守恒定律，但违背了自然界涉及热现象的宏观过程具有方向性的规律(即热力学第二定律)，故选项A、D错误，选项B正确．2．B　[解析]在完全失重的情况下，密封容器内的气体仍然有压强，气体对器壁的顶部有作用力，所以选项A错误；气体体积膨胀，分子间距离增大，分子力做负功，气体的分子势能增加，选项B正确；气体被压缩，外界对气体做功，但气体有可能向外界放热，所以内能的变化情况不能确定，选项C错误；当气体从外界吸收的热量等于膨胀对外界做的功时，气体的内能不变，但分子势能增大了，所以分子动能一定减小，选项D错误．3．BC　[解析]不可能从单一热源吸热完全对外做功，而不引起其他变化，选项A错误，选项B正确．熵是物体内分子运动无序程度的量度，是描述分子混乱程度的物理量，选项C正确．气体热运动的平均动能减小说明温度降低，但不知气体的体积变化情况如何，故无法判断压强变化，选项D错误．4．B　[解析]因为气体的温度不变，所以气体分子的平均动能不变，选项C错误；当气体体积减小时，外界对气体做功，选项A错误；由热力学第一定律可得，封闭气体将向外界传递热量，选项B正确，选项D错误．5．B　[解析]从早晨到中午，密闭在红色气球内的气体温度升高，气体的内能增加；气体首先要经历等容变化，根据＝C(常量)可知，T增大，则p增大，气体体积膨胀对外做功，又根据热力学第一定律，因为气体内能增加，所以气体肯定从外界吸收了热量；气体质量不变，体积增大，密度减小．综上可知，只有选项B正确．6．A　[解析]在p－T图中，等容线是过原点的倾斜直线，由题图可知VC>VA>VB.从A→C，气体对外界做功，WAC＜0；从A→B，外界对气体做功，WAB＞0.由TB＝TC可知，A→B和A→C两过程内能增量相同，根据ΔU＝W＋Q可知，从A→C，气体吸收的热量较多，选项A正确，选项B、C、D错误．7．C　[解析]由图象知，pA<pC，由玻意尔定律pAVA＝pCVC，故VA>VC；在A→B过程中，气体体积不变，气体不做功，根据热力学第一定律ΔU＝W＋Q，气体增加的内能等于气体吸收的热量；在B→C过程中，气体体积减小，外界对气体做功，根据热力学第一定律ΔU＝W＋Q，气体减少的内能等于气体放出的热量减去外界对气体做的功，故QAB<QBC，选项C正确．8．AB　[解析]由理想气体状态方程知，当气体的压强和体积都不变时，其温度一定不变，温度是分子平均动能的标志，温度不变则分子的平均动能也一定不变，内能一定不变，选项AB正确；气体的温度升高，因其体积如何变化不明确，因此其压强不一定增大，选项C错误；气体的温度升高时，分子平均速率增大，但气体体积变化不确定，单位体积内的分子数变化不确定，因此单位时间内气体分子对活塞碰撞的次数不一定增多，选项D错误．9．C　[解析]内能的改变有两种方式：做功是不同形式的能之间的转化，热传递是同种能之间的转移，选项C正确；内能是物体内所有分子热运动动能和分子势能之和，选项A错误；由热力学第二定律可知，热机的效率不可能达到100%，且一切与热现象有关的宏观过程都是有方向性的，选项B、D均错误．10．CD　[解析]布朗运动是固体颗粒的运动，分子间同时存在引力和斥力，A、B错误．11．B　[解析]细沙漏出，活塞向上运动，气缸内气体压强增大，体积减小，外界对气体做功；气缸导热良好，细沙慢慢漏出，外部环境温度稳定，气体向外放热，温度不变，6\n亦即内能不变，选项B正确．12．C　[解析]外界对缸内密封的理想气体做功，气体与外界又不发生热交换，根据热力学第一定律可知，气体内能增加，温度升高；根据理想气体状态方程＝C(常量)及V减小和T升高可知压强p增大．综上可知，只有选项C正确．13．D　[解析]弹簧对活塞的弹力等于气缸(包括密闭气体)的重力，所以不论是外界大气压增大，还是气温升高，弹簧的压缩量均不变，选项A错误；选取气缸为研究对象，根据平衡条件可知，气缸平衡时，缸内气体的压强p＝p0＋，若外界大气压p0增大，缸内气体的压强p增大，温度不变时，缸内气体的体积将减小，即气体被压缩，气缸的上底面距地面的高度将减小，选项B错误；若气温升高，外界大气压p0不变，则缸内气体的压强p＝p0＋不变，根据理想气体状态方程＝C(常量)可知，p不变，T增大时，V增大，所以气缸的上底面距地面的高度将增大，选项C错误，选项D正确．14．B　[解析]将活塞、气体和气缸作为一个整体，由牛顿第二定律F＝m总a可知a1＝a2；对甲图的活塞受力分析(p0－p1)S＝ma，解得p1＝p0－；对乙图的活塞受力分析：F＋(p0－p2)S＝ma，解得p2＝p0－；显然p1<p2；由＝C可知V1>V2.6