2015届高考物理一轮复习同步练习2热力学定律能的转化和守恒新人教版选修3-3.doc

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2015高考历史总复习2热力学定律能的转化和守恒检测试题新人教版选修3-3 1．(单选)关于热力学定律，下列说法正确的是()A．在一定条件下物体的温度可以降到0 K B．物体从单一热源吸收的热量可全部用于做功C．吸收了热量的物体，其内能一定增加D．压缩气体总能使气体的温度升高解析绝对零度无法达到，A项错；物体从单一热源吸收的热量可以全部用于做功，但要引起其他变化，B项对；物体吸收热量，但同时对外做功，内能不一定增加，C项错；压缩气体，气体同时对外放热，温度不一定升高，D项错．答案B 2．(单选)一定质量的理想气体在某一过程中，外界对气体做功7.0×104 J，气体内能减少1.3×105 J，则此过程()A．气体从外界吸收热量2.0×105 J B．气体向外界放出热量2.0×105 J C．气体从外界吸收热量6.0×104 J D．气体向外界放出热量6.0×104 J解析根据热力学第一定律，W＋Q＝ΔU，所以Q＝ΔU－W＝－1.3×105 J－7.0×104 J＝－2.0×105 J，即气体向外界放出热量2.0×105 J.答案B 3．(单选)下列说法正确的是()A．物体吸收热量，其温度一定升高B．热量只能从高温物体向低温物体传递C．遵守热力学第一定律的过程一定能实现D．做功和热传递是改变物体内能的两种方式解析做功和热传递均能改变物体的内能，因此，物体吸热温度不一定升高，即A项错，D项对；由热力学第二定律可知，B、C两项均错．答案D 4．(单选)根据你学过的热学中的有关知识，判断下列说法正确的是()A．机械能可以全部转化为内能，内能也可以全部用来做功转化为机械能B．凡与热现象有关的宏观过程都具有方向性，在热传递中，热量只能从高温物体传递给低温物体，而不能从低温物体传递给高温物体C．尽管技术不断进步，热机的效率仍不能达到100%，制冷机却可以使温度降到－293℃D．第一类永动机违背能量守恒定律，第二类永动机不违背能量守恒定律，随着科技的进步和发展，第二类永动机可以制造出来解析机械能可以全部转化为内能，而内能在引起其他变化时也可以全部转化为机械能，A项正确；凡与热现象有关的宏观过程都具有方向性，在热传递中，热量可以自发地从高温物体传递给低温物体，也能从低温物体传递给高温物体，但必须借助外界的帮助，B项错误；尽管科技不断进步，热机的效率仍不能达到100%，制冷机也不能使温度降到－293℃，只能无限接近－273℃，却永远不能达到，C项错误；第一类永动机违背能量守恒定律，第二类永动机不违背能量守恒定律，而是违背了热力学第二定律，第二类永动机不可能制造出来，D项错．答案A 5．(多选)(2012·课标全国)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改变内能的方法有做功和热传递两种，所以为了增加物体的内能，必须对物体做功或向它传递热量，A项正确；对物体做功的同时向外界放热，则物体的内能可能不变或减小，B项错误；根据热力学第二定律可知，在对外界有影响的前提下，可以从单一热源吸收热量，使之完全变为功，C项正确；在有外界做功的条件下，可以使热量从低温物体传递到高温物体，D项错误；根据热力学第二定律可知，E项正确．答案ACE 6．(单选)(2011·重庆)某汽车后备箱内安装有撑起箱盖的装置，它主要由汽缸和活塞组成．开箱时，密闭于汽缸内的压缩气体膨胀，将箱盖顶起，如图所示．在此过程中，若缸内气体与外界无热交换，忽略气体分子间相互作用，则缸内气体()A．对外做正功，分子的平均动能减小B．对外做正功，内能增大C．对外做负功，分子的平均动能增大D．对外做负功，内能减小解析缸内气体膨胀，对外做正功，即W<0，缸内气体与外界无热交换，即Q＝0，由热力学定律W＋Q＝ΔU可知，ΔU<0，即缸内气体的内能减小，温度降低，分子的平均动能减小，故B、C、D三项错误，A项正确．答案A 7．(多选)(2011·全国)关于一定量的气体，下列叙述正确的是()A．气体吸收的热量可以完全转化为功B．气体体积增大时，其内能一定减少C．气体从外界吸收热量，其内能一定增加D．外界对气体做功，气体内能可能减少解析根据热力学第二定律可知，气体吸收的热量可以完全转化为功，但一定要引起其他的变化，A项错误；根据热力学第一定律可知，B、C两项错误；根据热力学第一定律可知，若外界对气体做功的同时气体放热，则气体的内能可能减少，D项正确．答案AD 8．(单选)(2011·江苏)如图所示，一演示用的“永动机”转轮由5根轻杆和转轴构成，轻杆的末端装有用形状记忆合金制成的叶片．轻推转轮后，进入热水的叶片因伸展而“划水”，推动转轮转动．离开热水后，叶片形状迅速恢复，转轮因此能较长时间转动．下列说法正确的是()A．转轮依靠自身惯性转动，不需要消耗外界能量B．转轮转动所需能量来自形状记忆合金自身C．转动的叶片不断搅动热水，水温升高D．叶片在热水中吸收的热量一定大于在空气中释放的热量解析转轮转动，机械能增加，必须从外界吸收能量，A、B两项错误；转动叶片从水中吸收能量，水温降低，C项错误；叶片吸收的热量一部分转动为机械能，D项正确．答案D 9．(单选)(2010·重庆)给旱区送水的消防车停于水平地面，在缓慢放水过程中，若车胎不漏气，胎内气体温度不变，不计分子间势能，则胎内气体()A．从外界吸热B．对外界做负功C．分子平均动能减小D．内能增加解析缓慢放水过程中，胎内气体体积增大、温度不变，内能不变，分子平均动能不变，C、D两项错误；由体积增大可知，气体对外界做正功，B项错误；由热力学第一定律可知，气体从外界吸热，A项正确．答案A 10．(单选)(2011·广东)如图为某种椅子与其升降部分的结构示意图，M、N两筒间密闭了一定质量的气体，M可沿N的内壁上下滑动，设筒内气体不与外界发生热交换，在M向下滑动的过程中()A．外界对气体做功，气体内能增大B．外界对气体做功，气体内能减小C．气体对外界做功，气体内能增大D．气体对外界做功，气体内能减小解析M向下滑动的过程中，气体被压缩，外界对气体做功，又因为与外界没有热交换，所以气体内能增大．故A选项正确．答案A 11．(多选)如图所示为电冰箱的工作原理示意图，压缩机工作时，强迫制冷剂在冰箱内外的管道中不断循环．在蒸发器中制冷剂汽化吸收箱体内的热量，经过冷凝器时制冷剂液化，放出热量到箱体外．下列说法正确的是()A．热量可以自发地从冰箱内传到冰箱外B．电冰箱的制冷系统能够不断地把冰箱内的热量传到外界，是因为其消耗了电能C．电冰箱的工作原理不违反热力学第一定律D．电冰箱的工作原理违反热力学第一定律解析热力学第一定律是热现象中内能与其他形式能的转化规律，是能的转化和守恒定律的具体表现，适用于所有的热学过程，故C项正确，D项错误；再根据热力学第二定律，热量不能自发地从低温物体传到高温物体，必须借助于其他系统做功．A项错误，B项正确．答案BC 12．(2010·浙江)质量一定的某种物体，在压强不变的条件下，由液态Ⅰ到气态Ⅲ(可看成理想气体)变化过程中温度(T)随加热时间(t)变化关系如图所示．单位时间所吸收的热量可看作不变．(1)以下说法正确的是________．A．在区间Ⅱ，物体的内能不变B．在区间Ⅲ，分子间的势能不变C．从区间Ⅰ到区间Ⅲ，物体的熵增加D．在区间Ⅰ，物体分子的平均动能随着时间的增加而增大(2)在区间Ⅲ，若将压强不变的条件改为体积不变，则温度升高________(变快、变慢或快慢不变)．请说明理由．解析(1)物体的内能是分子总动能与分子总势能之和，在区间Ⅱ，温度不变，分子平均动能不变，吸收的热量用来增加分子间势能，物体的内能增大，A项错误；理想气体分子间作用力为零，不考虑分子势能，B项正确；从区间Ⅰ到区间Ⅲ，分子无规则运动加剧，熵增加，C项正确；温度是分子平均动能的标志，D项正确．(2)根据热力学第一定律ΔU＝Q＋W和理想气体的状态方程＝C可知，在吸收相同的热量Q时，压强不变的条件下，V增大，W<0，ΔU1＝Q－|W|；体积不变的条件下，W＝0，ΔU2＝Q；所以ΔU1<ΔU2，体积不变的情况下温度升高变快．答案(1)BCD(2)变快13．(2010·福建)如图所示，一定质量的理想气体密封在绝热(即与外界不发生热交换)容器中，容器内装有一可以活动的绝热活塞．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后，气体的体积减小．若忽略活塞与容器壁间的摩擦力，则被密封的气体________．(填选项前的字母)A．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，内能增加解析由于气体密闭在热容器中，所以Q＝0，体积减小，则外界对气体做功，W>0，由热力学第一定律ΔU＝W＋Q>0，所以气体内能增加，温度升高．由理想气体状态方程＝C可以判断压强增大，C项正确．答案C 14．(1)若一气泡从湖底上升到湖面的过程中温度保持不变，则在此过程中关于气泡中的气体，下列说法中正确的是________．(填写选项前的字母)A．气体分子间的作用力增大B．气体分子的平均速率增大C．气体分子的平均动能减小D．气体组成的系统的熵增加(2)若将气泡内的气体视为理想气体，气泡从湖底上升到湖面的过程中，对外界做了0.6 J的功，则此过程中气泡________(填“吸收”或“放出”)的热量是________J．气泡到达湖面后，温度上升的过程中，又对外界做了0.1 J的功，同时吸收了0.3 J的热量，则此过程中，气泡内气体内能增加了________J.(3)已知气泡内气体的密度为1.29 kg/m3，平均摩尔质量为0.029 kg/mol.阿伏加德罗常数NA＝6.02×1023mol－1，取气体分子的平均直径为2×10－10m.若气泡内的气体能完全变为液体，请估算液体体积与原来气体体积的比值．(结果保留一位有效数字)．解析(1)根据理想气体状态方程可判断pV/T＝C，T不变，上升过程中气泡内气体的压强p减小，气泡V增大，分子间距离增大，分子力减小，A项错；温度不变，平均动能不变，C项错；分子运动的平均速率不变，B项错；V增大，无序性增加，熵增加，D项对．(2)热力学第一定律，ΔU＝W＋ΔQ，温度不变ΔU＝0，W＝－0.6 J，则ΔQ＝＋0.6 J，所以吸热．W′＝－0.1 J，ΔQ′＝0.3 J，ΔU′＝0.2 J，内能增加．(3)设气体体积为V0，液体体积为V1气体分子数n＝NA，V1＝n(或V1＝nd3)则＝πd3NA(或＝d3NA)解得＝1×10－4(9×10－5～2×10－4都算对)．答案(1)D(2)吸收0.60.2(3)1×10－4(9×10－5～2×10－4都算对)。