1、第十一章 第3讲 热力学定律与能量守恒一、选择题(本大题共10小题，每小题7分，共70分第16题只有一项符合题目要求，第710题有多项符合题目要求全部选对的得7分，选对但不全的得4分，有选错的得0分)1(2014广东茂名一模)以下说法正确的是()A物体的温度升高，表示物体中所有分子的动能都增大B热量不能自发地从低温物体传给高温物体C电流通过电阻后电阻发热，它的内能增加是通过“热传递”方式实现的D晶体熔化时吸收热量，分子平均动能一定增大【解析】物体的温度升高，表示物体中分子平均动能增大，但是，不是所有分子的动能都增大，选项A错误；热量不能自发地从低温物体传给高温物体，选项B正确；电流通过电阻后电
2、阻发热，它的内能增加是通过电流做功方式实现的，选项C错误；晶体熔化时吸收热量，但是温度不变，分子平均动能不变，选项D错误【答案】B2下列各事例中通过热传递改变物体内能的是()A车床上车刀切削工件后发热B擦火柴时火柴头温度升高C用肥皂水淋车刀后车刀降温D搓搓手就会觉得手发热【解析】车床上车刀切削工件后发热，擦火柴时火柴头温度升高，搓搓手就会觉得手发热都是通过做功改变物体内能，用肥皂水淋车刀后车刀降温是通过热传递改变物体内能，选项C正确【答案】C3能是当今社会快速发展所面临的一大难题，由此，人们想到了永动机关于第二类永动机，甲、乙、丙、丁4名同学争论不休甲：第二类永动机不违反能量守恒定律，应该可以
3、制造成功乙：虽然内能不可能全部转化为机械能，但在转化过程中可以不引起其他变化丙：摩擦、漏气等因素导致能量损失，第二类永动机才因此不能制成丁：内能与机械能之间的转化具有方向性才是第二类永动机不可能制成的原因你认为_的说法是正确的A甲B乙C丙D丁【解析】内能与机械能之间的转化具有方向性才是第二类永动机不可能制成的原因，正确的选项为D.【答案】D4(2014甘肃省五市联考)在某一密闭容器内装有一定质量的理想气体(设此状态为甲)，现设法降低气体的温度同时增大气体的压强，达到状态乙，则下列判断正确的是()A气体在状态甲时的密度比状态乙时的大B气体在状态甲时的分子平均动能比状态乙时的大C气体在状态甲时的内
4、能比状态乙时的小D气体从状态甲变化到状态乙的过程中，放出的热量等于外界对气体做的功【解析】现设法降低气体的温度同时增大气体的压强，达到状态乙，气体体积一定减小，密度增大，气体在状态甲时的密度比状态乙时的小，选项A错误；气体在状态甲时的分子平均动能比状态乙时的大，气体在状态甲时的内能比状态乙时的大，选项B正确，C错误；气体从状态甲变化到状态乙的过程中，外界对气体做功，内能减小，由热力学第一定律，放出的热量多于外界对气体做的功，选项D错误【答案】B5(2011江苏高考)如图1137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
5、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()图1137A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】形状记忆合金从热水中吸收热量后，伸展划水时一部分热量转变为水和转轮的动能，另一部分释放到空气中，根据能量守恒定律可知只有D项正确【答案】D6(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1138所示在此过程中，若缸内气体与外界无热交换，
6、忽略气体分子间相互作用，则缸内气体()图1138A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】气缸内气体膨胀时其向外推动活塞做正功，C、D两项均错误；因缸内气体与外界无热变换，根据热力学第一定律可知气体内能减小，故B项错误；忽略气体分子间作用力时，气体的内能就是所有分子的动能之和密闭气体的状态变化时分子的总数不变，所以气体的内能减小时分子的平均动能减小，答案为A.【答案】A7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
7、功，气体内能可能减少【解析】由热力学第二定律知吸收的热不能自发地全部转化为功，但通过其他方法可以全部转化为功，故A正确；气体体积增大，对外做功，若同时伴随有吸热，其内能不一定减少，B错误；气体从外界吸热，若同时伴随有做功，其内能不一定增加，C错误；外界对气体做功，同时气体放热，其内能可能减少，D正确【答案】AD8下列说法中正确的是()A气体吸收热量，其分子的平均动能就增大B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热力学零度C在完全失重的情况下，熔化的金属能够收缩成标准的球形D温度、压力、电磁作用等可以改变液晶的光学性质【解析】气体吸收热量，温度不一定升高，A错误；
8、热力学零度只能接近不能达到，B错误；球形表面积最小，这是表面张力的结果，C正确；液晶的光学性质受外界条件的影响而变化，D正确【答案】CD9.(2013贵州六校联考)如图1139，一个导热气缸竖直放置，气缸内封闭有一定质量的气体，活塞与气缸壁紧密接触，可沿气缸壁无摩擦地上下移动若大气压保持不变，而环境温度缓慢升高，在这个过程中()图1139A气缸内每个分子的动能都增大B封闭气体对外做功C气缸内单位体积内的分子数增多D封闭气体吸收热量E气缸内单位时间内撞击活塞的分子数减少【解析】环境温度缓慢升高，说明封闭气体从外界吸收热量，温度升高，体积增大，对外做功，由于大气压保持不变，气体压强不变，质量一定，
9、分子数一定，体积增大，单位体积内的分子数减少，所以气缸内单位时间内撞击活塞的分子数减少，气缸内分子的平均动能增大，不一定每个分子的动能都增大【答案】BDE10(2013银川一中期末)下列说法正确的是()A液体表面张力产生的原因是：液体表面层分子较稀疏，分子间引力大于斥力B晶体有一定的熔化温度，非晶体没有一定的熔化温度C扩散现象和布朗运动的剧烈程度都与温度有关，所以扩散现象和布朗运动也叫做热运动D第二类永动机不可能制成是因为它违反了能量守恒定律E两个分子从很远处逐渐靠近，直到不能再靠近为止的过程中，分子间相互作用的合力先变大后变小，再变大【解析】液体表面张力产生的原因是：液体表面层分子较稀疏，分
10、子间引力大于斥力，选项A正确；晶体有一定的熔化温度，非晶体没有一定的熔化温度，选项B正确；扩散现象和布朗运动的剧烈程度都与温度有关，但是布朗运动不能叫做热运动，选项C错误；第二类永动机不可能制成是因为它违反了热力学第二定律，选项D错误；两个分子从很远处逐渐靠近，直到不能再靠近为止的过程中，分子间相互作用的合力先变大后变小，再变大，选项E正确【答案】ABE二、非选择题(本大题共2小题，共30分计算题要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)11(14分)如图11310所示pV图中，一定质量的理想气体由状态A经过程变至状态B时，从外界吸收热量420 J，同时膨胀对外做功300 J当气体
11、从状态B经过程回到状态A时，外界压缩气体做功200 J，求过程中气体吸收或放出的热量是多少？图11310【解析】由A经过程变至B的过程中，由热力学第一定律得：UW1Q1(420300)J120 J在过程中UW2Q2所以Q2UW2120 J200 J320 J即在过程中放出热量320 J.【答案】放出320 J的热量12(16分)如图11311所示，教室内用截面积为0.2 m2的绝热活塞，将一定质量的理想气体封闭在圆柱形汽缸内，活塞与汽缸之间无摩擦，a状态是汽缸放在冰水混合物中气体达到的平衡状态，活塞离开汽缸底部的高度为0.6 m；b状态是汽缸从容器中移出后达到的平衡状态，活塞离汽缸底部的高度为0.65 m设室内大气压强始终保持1.0105 Pa ，忽略活塞质量(1)求教室内的温度；(2)若气体从状态a变化到状态b的过程中，内能增加了560 J，求此过程中气体吸收的热量图11311【解析】(1)由题意知气体做等压变化，设教室内温度为T2.由知T2295.75 (K)(2)气体对外界做功为WP0S(h2h1)103 (J)据热力学第一定律得QUW1 560( J)【答案】(1)295.75 K(2)1 560 J