专题练习34 热力学定律与能量守恒

专题练习34 热力学定律与能量守恒

专题练习 (三十四)　热力学定律与能量守恒 ‎ ‎ ‎1.(2012·广东高考)景颇族的祖先发明的点火器如图所示，用牛角做套筒，木制推杆前端粘着艾绒．猛推推杆，艾绒即可点燃．对筒内封闭的气体，在此压缩过程中(　　)‎ A．气体温度升高，压强不变 B．气体温度升高，压强变大 C．气体对外界做正功，气体内能增加 D．外界对气体做正功，气体内能减少 解析：在压缩过程中，外界对气体做正功，气体内能增大，温度升高，压强变大，选项B正确．‎ 答案：B ‎2.如图所示，一绝热容器被隔板K隔开成a、b两部分．已知a内有一定量的稀薄气体，b内为真空，抽开隔板K后，a内气体进入b，最终达到平衡状态．在此过程中(　　)‎ A．气体对外界做功，内能减少 B．气体不做功，内能不变 C．气体压强变小，温度降低 D．气体压强变小，温度不变 ‎3．(2012·福建高考)关于热力学定律和分子动理论，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．不可能使热量由低温物体传递到高温物体 C．若两分子间距离增大，分子势能一定增大 D．若两分子间距离减小，分子间引力和斥力都增大 解析：一定量气体吸收热量，若对外做功，其内能不一定增大，选项A错误；可以使热量由低温物体传递到高温物体，选项B错误；若两分子间距离从小于平衡位置距离处增大，分子势能减小，选项C错误；若两分子间距离减小，分子间引力和斥力都增大，选项D正确．‎ 答案：D 6‎ ‎ ‎ ‎4．(2011·重庆高考)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，由热力学第一定律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，故选项B、C、D错误，选项A正确．‎ 答案：A ‎5.(2013·乐山模拟)如图所示，用一根与绝热活塞相连的细线将绝热汽缸悬挂在某一高度静止不动，汽缸开口向上，汽缸内封闭一定质量的气体，缸内活塞可以无摩擦移动且不漏气．现将细线剪断，让汽缸自由下落，下列说法正确的是(　　)‎ A．气体压强减小，气体对外界做功 B．气体压强增大，外界对气体做功 C．气体体积减小，气体内能增大 D．气体体积增大，气体内能减小 ‎6．如图所示，密闭绝热的具有一定质量的活塞，活塞的上部封闭着气体，下部为真空，活塞与器壁的摩擦忽略不计，置于真空中的轻弹簧的一端固定于容器的底部．另一端固定在活塞上，弹簧被压缩后用绳扎紧，此时弹簧的弹性势能为Ep(弹簧处于自然长度时的弹性势能为零)．现绳突然断开，弹簧推动活塞向上运动，经过多次往复运动后活塞静止，气体达到平衡状态．经过此过程(　　)‎ 6‎ ‎ ‎ A．Ep全部转换为气体的内能 B．Ep一部分转换为活塞的重力势能，其余部分仍为弹簧的弹性势能 C．Ep全部转换为活塞的重力势能和气体的内能 D．Ep一部分转换为活塞的重力势能，一部分转换为气体的内能，其余部分仍为弹簧的弹性势能 解析：当绳突然断开，弹簧推动活塞向上运动，对气体做功，静止时，弹簧伸长了一些，但弹簧仍处于被压缩状态，根据能量转化和能量守恒定律可知，应选择D.‎ 答案：D ‎7．如图所示，水平放置的密封汽缸内的气体被一竖直隔板分隔为左右两部分，隔板可在汽缸内无摩擦滑动，右侧气体内有一电热丝．汽缸壁和隔板均绝热．初始时隔板静止，左右两边气体温度相等．现给电热丝提供一微弱电流，通电一段时间后切断电源，当缸内气体再次达到平衡时，与初始状态相比(　　)‎ A．右边气体温度升高，左边气体温度不变 B．左右两边气体温度都升高 C．左边气体压强增大 D．右边气体内能的增加量等于电热丝放出的热量 解析：右边气体吸收热量后，温度升高，压强增大，隔板不再平衡，向左移动，使右侧气体对左侧气体做功，由于隔板和汽缸均绝热，使左侧气体的内能增加，温度升高，体积减小，因此左侧气体的压强也增大，当隔板再次平衡时两边压强均增大了，所以选项A错误，选项B、C正确．右侧气体对左侧气体做了功，根据热力学第一定律ΔU＝W＋Q得右边气体内能的增加量小于电热丝放出的热量，故选项D错误．‎ 答案：BC ‎8．(2012·新课标全国高考)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 6‎ ‎ ‎ 解析：为了增加物体的内能，必须对物体做功或向它传递热量，选项A正确；对某物体做功，不一定会使该物体的内能增加，选项B错误；可以从单一热源吸收热量，使之完全变为功，选项C正确；可以使热量从低温物体传向高温物体，选项D错误；功转变为热的实际宏观过程是不可逆过程，选项E正确．‎ 答案：ACE ‎9．(2013·太原模拟)下列说法正确的是(　　)‎ A．液体中悬浮微粒的布朗运动就是液体分子的无规则热运动 B．物体的温度越高，分子热运动越剧烈，分子的平均动能就越大 C．密封在体积不变的容器中的气体，温度升高，气体分子对器壁单位面积上的平均作用力增大 D．根据热力学第二定律可知，热量能够从高温物体传到低温物体，但不能从低温物体传到高温物体 解析：液体中悬浮微粒的布朗运动就液体分子的无规则热运动的反映，微粒不是分子，微粒的布朗运动不是液体分子的无规则热运动，选项A错误；物体的温度越高，分子热运动越剧烈，分子的平均动能就越大，选项B正确；密封在体积不变的容器中的气体，温度升高，气体分子对器壁单位面积上的平均作用力增大，选项C正确；根据热力学第二定律可知，热量能够从高温物体传到低温物体，但不能自发从低温物体传到高温物体，但是可以采用某种方法使热量从低温物体传到高温物体，选项D错误．‎ 答案：BC ‎10．一定质量的理想气体由状态A变化到状态B，压强随体积变化的关系如图，这个过程(　　)‎ A．气体的密度一直变小 B．气体的温度一直降低 C．气体一直对外界做功 D．气体一直向外界放热 解析：从A到B气体体积增大，对外做功，选项C正确；由ρ＝得，选项A正确；等压变化，由＝C(常量)可知，气体温度一直升高，选项B错误；温度升高，气体内能增加，而气体对外做功，由ΔU＝W＋Q可得，气体一直吸热，选项D错误．‎ 答案：AC ‎11．如图所示，p V图中，一定质量的理想气体由状态A经过程Ⅰ变至状态B 6‎ ‎ ‎ 时，从外界吸收热量420 J，同时膨胀对外做功300 J．当气体从状态B经过程Ⅱ回到状态A时，外界压缩气体做功200 J，判断此过程中气体吸热还是放热，并求出热量的多少？‎ ‎12．一太阳能空气集热器，底面及侧面为隔热材料，顶面为透明玻璃板，集热器容积为V0，开始时内部封闭气体的压强为p0.经过太阳曝晒，气体温度由T0＝300 K升至T1＝350 K.‎ ‎(1)求此时气体的压强；‎ ‎(2)保持T1＝350 K不变，缓慢抽出部分气体，使气体压强再变回到p0.求集热器内剩余气体的质量与原来总质量的比值．判断在抽气过程中剩余气体是吸热还是放热，并简述原因．‎ 解析：(1)设升温后气体的压强为p1，‎ 由查理定律得＝①‎ 代入数据得p1＝p0.②‎ ‎(2)抽气过程可等效为等温膨胀过程，设膨胀后气体的总体积为V，由玻意耳定律得p1V0＝p0V2③‎ 联立②③式得 V2＝V0④‎ 设剩余气体的质量与原来总质量的比值为k，‎ 由题意得k＝⑤‎ 6‎ ‎ ‎ 联立④⑤式得k＝ 吸热，因为抽气过程中剩余气体温度不变，故内能不变，而剩余气体膨胀对外做功，所以根据热力学第一定律可知剩余气体要吸热．‎ 答案：(1)p0　(2)　吸热　原因见解析 。‎ ‎ ‎ 6‎ ‎ ‎