2022年高考物理一轮考点跟踪练习46《热力学定律》（含详解）

2022年高考物理一轮考点跟踪练习46

《热力学定律》

一         、单选题

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

A．a到b过程，气体的体积减小

B．a到b过程，气体的体积增大

C．b到c过程，气体从外界吸收热量

D．b到c过程，气体向外界放出热量

A．气体对外界做功，温度降低

B．外界对气体做功，内能增大

C．气体内能不变，体积增大

D．气体压强减小，温度升高

4.某驾驶员发现中午时车胎内的气压高于清晨时的，且车胎体积增大．若这段时间胎内气体质量不变且可视为理想气体，那么(　　)

A．外界对胎内气体做功，气体内能减小

B．外界对胎内气体做功，气体内能增大

C．胎内气体对外界做功，内能减小

D．胎内气体对外界做功，内能增大

二         、多选题

A．每个气体分子的速率都不变

B．气体分子平均动能不变

C．水平外力F逐渐变大

D．气体内能减小

A．对物体做功可以使物体的温度升高

B．如果气体分子间的相互作用力小到可以忽略不计，则气体的内能只与温度有关

C．空调机作为制冷机使用时，将热量从温度较低的室内送到温度较高的室外，所以制冷机的工作是不遵守热力学第二定律的

D．对于一定量的理想气体，当其温度降低时，速率大的分子数目减少，速率小的分子数目增加

E．若理想气体的温度很低，则所有分子的运动速率都非常小

7. (多选)下列说法正确的是(　　)

A.单晶体冰糖磨碎后熔点不会发生变化

B.足球充足气后很难压缩，是足球内气体分子间斥力作用的结果

C.一定质量的理想气体经过等容过程，吸收热量，其内能一定增加

D.自然发生的热传递过程是向着分子热运动无序性增大的方向进行的

E.一定质量的理想气体体积保持不变，单位体积内分子数不变，温度升高，单位时间内撞击单位面积上的分子数不变

A．两个物体只要温度相等，那么它们分子热运动的平均动能就相等

B．在自然界能量的总量是守恒的，所以不存在能源危机

C．热力学第一定律也可表述为第一类永动机不可能制成

D．热力学第二定律可描述为“不可能使热量由低温物体传递到高温物体”

E．1 kg的0 ℃的冰比1 kg的0 ℃的水的内能小些

9. (多选)关于热力学第一定律和热力学第二定律，下列论述错误的是(　　)

A．热力学第一定律指出内能可以与其他形式的能相互转化，而热力学第二定律则指出内能不可能完全转化为其他形式的能，故这两条定律是相互矛盾的

B．内能可以全部转化为其他形式的能，只是会产生其他影响，故两条定律并不矛盾

C．两条定律都是有关能量转化的规律，它们不但不矛盾，而且没有本质区别

D．能量守恒定律已包含了热力学第一定律和热力学第二定律

E．热力学第一定律和热力学第二定律是相互独立的

10. (多选)关于热现象和热力学定律，下列说法中正确的是(　　)

A．甲物体自发传递热量给乙物体，说明甲物体的内能比乙物体的多

B．煤、石油、天然气等能源所储存的能量最初来源可追溯到太阳能

C．一定质量的气体经历等容过程，如果吸热则其内能一定增大

D．物体的内能在宏观上只与其温度和体积有关

E．压缩气体，对其做2.0×105 J的功，同时气体向外界放出 1.5×105 J的热量，则气体的内能增加了0.5×105 J

11. (多选)用密封性好、充满气体的塑料袋包裹易碎品，如图所示，充气袋四周被挤压时， 假设袋内气体与外界无热交换，则袋内气体(　　)

A．体积减小，内能增大

B．体积减小，压强减小

C．对外界做负功，内能增大

D．对外界做正功，压强减小

12. (多选)下列关于分子运动和热现象的说法正确的是(　　)

A．气体如果失去了容器的约束就会散开，这是因为气体分子之间存在势能的缘故

B．一定量100 ℃的水变成100 ℃的水蒸气，其分子之间的势能增加

C．对于一定量的气体，如果压强不变，体积增大，那么它一定从外界吸热

D．如果气体分子总数不变，而气体温度升高，气体分子的平均动能增大，因此压强必然增大

E．一定量气体的内能等于其所有分子热运动动能和分子之间势能的总和

三         、计算题

13.如图所示，体积为V、内壁光滑的圆柱形导热汽缸顶部有一质量和厚度均可忽略的活塞；汽缸内密封有温度为2.4T0、压强为1.2p0的理想气体。p0和T0分别为外界大气的压强和温度。已知：气体内能U与温度T的关系为U=aT，a为正的常量；容器内气体的所有变化过程都是缓慢的，求：

(1)缸内气体与大气达到平衡时的体积V1；

(2)在活塞下降过程中，汽缸内气体放出的热量Q。

14.内壁光滑的汽缸通过活塞封闭有压强为1.0×105 Pa、温度为27 ℃的气体，初始活塞到汽缸底部距离为50 cm，现对汽缸加热，气体膨胀而活塞右移。已知汽缸横截面积为200 cm2，总长为100 cm，大气压强为1.0×105 Pa。

(1)计算当温度升高到927 ℃时，缸内封闭气体的压强；

(2)若在此过程中封闭气体共吸收了800 J的热量，试计算气体增加的内能。

0.2022年高考物理一轮考点跟踪练习46《热力学定律》（含详解）答案解析

一         、单选题

解析：由于筒内气体不与外界发生热交换，外界对气体做功改变气体的内能，在M向下滑动的过程中，外界压缩气体对气体做功，根据热力学第一定律可知，气体的内能增大．选项A正确．

解析：ab所在直线过原点，表示气体发生等容变化，即气体的体积不变，A、B错误；

b到c的过程中，气体发生等压变化，温度升高，内能增大，根据=C可知，气体的体积增大，

气体对外界做功，根据热力学第一定律ΔU=W＋Q可知，气体从外界吸收热量，C正确，D错误．

解析：在气球破裂过程中，体积增大，对外做功，由于气球破裂过程的时间比较短，气体来不及吸收热量，根据热力学第一定律ΔU=W＋Q可知，气体的内能减小，温度降低，根据理想气体状态方程可知气体压强减小．

4.答案为：D；

解析：

对车胎内的理想气体分析知，体积增大为气体对外做功，体积增大，由=C得温度升高，

内能增大，故选项D正确．

二         、多选题

解析：由状态①到状态②是封闭气体等温膨胀过程，由于温度是分子平均动能的标志，

故分子热运动的平均动能不变，但不是每个分子的动能都不变，所以A错误，B正确；

温度不变，体积增大，根据=C，则压强p减小，以活塞为研究对象，

根据平衡条件有p0S=pS＋F，得F=p0S－pS，压强p减小，则F增大，C正确；

理想气体的内能只与温度有关，温度不变，则内能不变，故D错误．

解析：改变内能的两种方式是做功和热传递，A正确；气体的内能除与分子势能、分子平均动能有关外，还与气体的质量有关，当气体分子间作用力可以忽略时，气体的内能只由温度和质量决定，B错误；制冷机工作时遵从热力学第一定律和第二定律，只是对外界产生了影响，C错误；气体分子的速度指的是平均速度，温度越低，平均速度越低，速率大的分子数目减少，速率小的分子数目增加，即使气体的温度很低，仍有一些分子的运动速率是非常大的，D正确，E错误．

7.答案为：ACD；

解析：单晶体冰糖有固定的熔点，磨碎后物质微粒排列结构不变，熔点不变，A正确；足球充足气后很难压缩是由于足球内外的压强差的原因，与气体的分子之间的作用力无关，B错误；一定质量的理想气体经过等容过程，吸收热量，没有对外做功，根据热力学第一定律可知，其内能一定增加，故C正确；根据热力学第二定律可知，自然发生的热传递过程是向着分子热运动无序性增大的方向进行的，故D正确；一定质量的理想气体体积保持不变，单位体积内分子数不变，温度升高，分子的平均动能增大，则平均速率增大，单位时间内撞击单位面积上的分子数增大，E错误。

解析：温度是分子热运动平均动能的标志，两个物体只要温度相等，那么它们分子热运动的平均动能就相等，A正确；虽然在自然界能量的总量是守恒的，但能量的转化和转移具有方向性，B错误；热力学第一定律也可表述为第一类永动机不可能制成，C正确；热力学第二定律可描述为“不可能使热量由低温物体传递到高温物体，而不引起其他的变化”，D错误；1 kg的0 ℃的冰变成1 kg的0 ℃的水要吸收热量，E正确．

9.答案为：ACD；

解析：

热力学第一定律是能量守恒在热现象中的体现，而热力学第二定律则指出内能和其他形式的能发生转化的方向性，二者并不矛盾，故A、C、D错误，B正确；热力学第一定律和热力学第二定律是相互独立的，各自描述了热现象中不同方面的规律，E正确．

10.答案为：BCE；

解析：

甲物体自发传递热量给乙物体，说明甲物体的温度比乙物体的温度高，选项A错；煤、石油、天然气等能源所储存的能量最初来源可追溯到太阳能，选项B对；一定质量的气体经历等容过程，不对外做功，根据热力学第一定律，如果吸热则其内能一定增大，选项C对；物体的内能在宏观上不但与其温度和体积有关，而且还与分子数有关，选项D错；压缩气体，对其做2.0×105 J的功，同时气体向外界放出1.5×105 J的热量，根据热力学第一定律，则气体的内能增加了0.5×105 J，选项E对．

11.答案为：AC；

解析：

充气袋被挤压时，气体体积减小，外界对气体做正功，由于袋内气体与外界无热交换，

据热力学第一定律判知气体内能增加，故A、C正确；袋内气体温度升高，体积减小，

由=C判知气体压强变大，故B、D错误．

12.答案为：BCE；

解析：

气体分子间距较大，分子间的分子力很小，分子永不停息地做无规则运动，所以气体如果失去了容器的约束就会散开，故A错误；一定量100 ℃的水变成100 ℃的水蒸气，内能增加，动能不变，分子势能增加，故B正确；由=C可知，对于一定量的气体，如果压强不变，体积增大则温度升高，体积增大对外做功，温度升高则内能增加，结合热力学第一定律可知，气体一定从外界吸收热量，故C正确；气体分子总数不变，气体温度升高，气体分子的平均动能增大，但不知气体体积的变化情况，因此压强不一定增大，故D错误；一定量气体的内能等于其所有分子热运动动能和分子之间势能的总和，故E正确．

三         、计算题

13.解：(1)在气体由压强p=1.2p0到p0时，V不变，温度由2.4T0变为T1，

由查理定律得：=，

解得T1=2T0

在气体温度由T1变为T0的过程中，体积由V减小到V1，气体压强不变，

由盖－吕萨克定律得=，

解得：V1=0.5V。

(2)活塞下降过程中，

活塞对气体做的功为W=p0(V－V1)

在这一过程中，气体内能的减少为ΔU=a(T1－T0)

由热力学第一定律得，汽缸内气体放出的热量为Q=W＋ΔU  

得：Q=p0V＋aT0。

14.解：(1)由题意可知，在活塞移动到汽缸口的过程中，气体发生的是等压变化。

设活塞的横截面积为S，活塞未移动时封闭气体的温度为T1，

当活塞恰好移动到汽缸口时，封闭气体的温度为T2，则由盖吕萨克定律可知：

=，又T1=300 K

解得：T2=600 K，即327 ℃，因为327 ℃<927 ℃，所以气体接着发生等容变化，

设当气体温度达到927 ℃时，封闭气体的压强为p，由查理定律可以得到：

=，

代入数据整理可以得到：p=2.0×105 Pa。

(2)由题意可知，气体膨胀过程中活塞移动的距离Δx=1 m－0.5 m=0.5 m，

故大气压力对封闭气体所做的功为W=－p0SΔx，代入数据解得：W=－1 000 J，

由热力学第一定律ΔU=W＋Q

得到：ΔU=－1 000 J＋800 J=－200 J。