高考物理一轮复习课时分层作业（四十三）热力学定律与能量守恒含答案

课时分层作业(四十三)　热力学定律与能量守恒

基础性题组

1.

[2022·银川市一模](多选)夏天，从湖底形成的一个气泡，在缓慢上升到湖面的过程中没有破裂．若接近水面，湖内水的温度越高，大气压强没有变化，将气泡内气体看做理想气体．则上升过程中，以下说法正确的是(　　)

A．气泡内气体对外界做功

B.气泡内每个气体分子的动能都变大

C.气泡内气体从外界吸收热量

D.气泡内气体的压强可能不变

2．(多选)下列说法正确的是(　　)

A.空调机既能制热又能制冷，说明热传递不存在方向性

B.第一类永动机不可能制成是因为它违背了能量的转化和守恒定律

C.对于一定质量的理想气体，只要温度升高其内能就一定增大

D.用温度计测量温度是根据热平衡的原理

3.

(多选)一定质量的理想气体从状态A依次经过状态B、C和D后又回到状态A.其中C→D→A为等温过程．该循环过程如图所示，下列说法正确的是(　　)

A.A→B过程中，单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增加

B.B→C过程中，气体分子内能减小

C.状态A和状态C，气体分子平均动能相同

D.D→A过程气体吸收热量

4.

[2022·山东烟台一模]一定质量的理想气体，从状态a开始，经历ab、bc、ca三个过程回到原状态，其V ­ T图像如图所示，其中图线ab的反向延长线过坐标原点O，图线bc平行于T轴，图线ca平行于V轴，则    (　　)

A.ab过程中气体压强不变，气体从外界吸热

B.bc过程中气体体积不变，气体不吸热也不放热

C.ca过程中气体温度不变，气体从外界吸热

D.整个变化过程中气体的内能先减少后增加

5.

如图，各实线分别表示一定质量的理想气体经历的不同状态变化过程，其中气体放出热量等于气体内能减少量的过程为(　　)

A.a→b     B．b→a

C.b→c      D．d→b

综合性题组

6.

[2022·山东枣庄模拟](多选)如图所示，由导热材料制成的汽缸和活塞将一定质量的理想气体封闭在汽缸内，活塞与汽缸壁之间无摩擦，活塞上方存有少量液体，将一细管插入液体，活塞上方液体会缓慢流出，在此过程中，大气压强与外界的温度保持不变，则关于这一过程中汽缸内的气体(　　)

A.单位时间内气体分子对活塞撞击的次数增多

B.气体分子间存在的斥力是活塞向上运动的原因

C.气体分子的速率分布情况不变

D.气体对外界做的功等于气体从外界吸收的热量

7．[2022·辽宁鞍山模拟]一容积为V0的容器通过细管与一个装有水银的粗细均匀的U形管相连(U形管和细管中的气体体积远小于容器的容积V0)，U形管的右管与大气相通，大气压为750 mmHg.关闭阀门，U形管的左、右管中水银面高度相同，此时气体温度为300 K.现仅对容器内气体进行加热．

(1)如图所示，当U形管右侧管中的水银面比左侧管中的水银面高H＝50 mm时，求封闭容器内气体的温度；

(2)保持(1)问中的温度不变，打开阀门缓慢抽出部分气体，当U形管左侧管中的水银面比右侧管中的水银面高50 mm时(水银始终在U形管内)，求封闭容器内剩余气体的质量与原来总质量的比值；

(3)判断在抽气的过程中剩余气体是吸热还是放热，并阐述原因．

课时分层作业(四十三)　热力学定律与能量守恒

1．解析：气泡上升过程中，温度升高，压强减小，则根据＝C可知，体积变大，气体对外界做功，选项A正确；气泡的温度升高，则气体分子的平均动能变大，并非气泡内每个气体分子的动能都变大，选项B错误；气体温度升高，内能变大，气体对外界做功，根据ΔU＝W＋Q可知，气泡内气体从外界吸收热量，选项C正确；因大气压强不变，则随水深度的减小，气泡的压强减小，选项D错误；故选A、C.

答案：AC

2．解析：热传递存在方向性是说热量只能自发地从高温物体传向低温物体，空调机的制冷过程是热量从温度较高的室内传到温度较低的制冷剂，再通过压缩制冷剂将热量传到室外，而制热过程也是这样进行的，故A错误．第一类永动机不可能制成是因为它违背了能量的转化和守恒定律，故B正确．理想气体内分子之间的相互作用忽略不计，所以理想气体的内能仅仅与温度有关，对于一定质量的理想气体，只要温度升高其内能就一定增大，故C正确．用温度计测量温度是根据热平衡的原理，故D正确．

答案：BCD

3．解析：A→B过程中，压强不变，体积变大，温度升高，则气体分子的平均速率变大，碰撞力变大，而气体的分子数密度减小，单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数减少，选项A错误；B→C过程中，气体体积不变，压强减小，温度降低，则分子内能减小，选项B正确；状态A和状态C，气体的温度相同，则气体分子平均动能相同，选项C正确；D→A过程气体温度不变，内能不变，气体体积减小，外界对气体做功，则放出热量，选项D错误．

答案：BC

4．解析：在V ­ T图像上等压线为过坐标原点的一条倾斜的直线，由a到b为等压变化，温度升高，气体内能增大，体积增大，对外做功，根据热力学第一定律可知，气体从外界吸热，故选项A正确；bc过程中气体体积不变，气体不做功，温度降低，内能减小，根据热力学第一定律可知，气体放热，故选项B错误；ca过程中气体温度不变，内能不变，体积减小，外界对气体做功，根据热力学第一定律可知，气体放热．故选项C错误；从a到b温度升高，内能增加，从b到c温度降低，内能减小，从c到a温度不变，内能不变，故选项D错误．

答案：A

5．解析：根据理想气体的状态方程＝C，可得p＝·T，所以气体的等容线经过绝对零度点，也就是经过t＝－273 ℃.根据图线可知，b到c过程中气体的体积不变，气体做功W＝0，而气体的温度降低，放出热量，根据热力学第一定律可得ΔU＝W＋Q＝Q，故C正确，A、B、D错误．

答案：C

6．解析：活塞上方液体逐渐流出，对活塞受力分析可得，汽缸内气体压强减小，又汽缸内气体温度不变，则单位时间气体分子对活塞撞击的次数减少，故A错误；气体分子对活塞的碰撞是活塞向上运动的原因，故B错误；外界的温度保持不变，导热材料制成的汽缸内气体温度不变，气体分子的速率分布情况不变，故C正确；汽缸内气体温度不变，汽缸内气体内能不变，汽缸内气体压强减小，体积变大，气体对外界做功，根据热力学第一定律，气体对外界做的功等于气体从外界吸收的热量，故D正确．

答案：CD

7．解析：(1)设升温后气体的压强p1，由题意可知p0＝750 mmHg，T0＝300 K，p1＝800 mmHg

由查理定律得＝解得T＝320 K

(2)当U形管左侧管中的水银面比右侧管中的水银面高50 mm时，压强p＝700 mmHg.

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＝pV

设剩余气体的质量与原来总质量的比值为k，由题意得k＝＝

(3)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)320 K　(2)　(3)吸热，原因见解析