1、章末综合测评(二)热力学定律(满分：100分)1(4分)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 KB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B绝对零度只能无限趋近，永远无法达到，A错误；物体从单一热源吸收的热量可以全部用来对外做功，只不过会引起其他变化，B正确；内能的变化决定于做功和热传递两个方面，单纯吸收热量或者对物体做功物体的内能都不一定增加，温度也不一定升高，C、D错误2(4分)河面水温高于河底温度，一个气泡从河底加速上升到水面，在这一过程中，气泡内空气质量不变，气泡内吸热为Q，内能增加为U，则
2、()A重力对气泡做负功，UQB浮力对气泡做正功，QUC合力对气泡做正功，QUD根据热力学第一定律UQW，即QUW.因为上升时，气泡膨胀对外做功WU，故选D3(4分)某汽车后备箱内安装有撑起箱盖的装置，它主要由气缸和活塞组成开箱时，密闭于气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A汽缸内气体膨胀时其向外推动活塞做正功，C、D错误；因缸内气体与外界无热交换，根据热力学第一定律可知气体内能减小，故B错误；忽略气体分子间
3、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A4(4分)如图所示，圆柱形容器封有一定质量的空气，质量为m的光滑活塞C和容器都用良好的隔热材料制成一个质量为M的物体A从活塞上方的某一位置由静止自由下落到活塞上，并随活塞一起到达最低处，在这一过程中，物体A下落的高度为h，活塞C下落的高度为h，则在这一过程中，空气内能的改变量U、外界对空气做的功W与物体A及活塞C的重力势能的变化关系为()AMghmghUWBUWMghmghCUW0，所以UA0，即UA增大同理，B气室中气体的体积增大，气体对外界(活塞)做功，WB0，所以
4、UBpc，QabQacBpbpc，QabQacCpbQacDpbpc，QabQacC由VT可知VT图线的斜率越大，压强p越小，故pbpc.由热力学第一定律有QUW，因TbTc，所以UabUac，而WabQac.综上C正确8(6分)有以下说法：A气体的温度越高，分子的平均动能越大B即使气体的温度很高，仍有一些分子的运动速度是非常小的C对物体做功不可能使物体的温度升高D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E一不导热的容器，被不导热的隔板分成甲、乙两室甲室中装有一定质量的温度为T的气体，乙室为真空，如图所示，提起隔板，让甲室中的气体进入乙室，若甲室中气体的内能只与温度
5、有关，则提起隔板后当气体重新达到平衡时，其温度仍为TF空调机作为制冷机使用时，可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G对于一定量的气体，当其温度降低时，速率大的分子数目减小，速率小的分子数目增加H从单一热源吸取热量使之全部变成有用的机械功是不可能的其中正确的是_解析温度是分子平均动能的标志，故A正确；由气体速率随温度变化的关系知B正确，G正确；做功和热传递均能使物体内能增大，C错误；物体内能与平均动能和物质的量有关，D错误；乙室为真空，不对外做功也不导热，温度不变，内能不变，E正确；由热力学第二定律知F、H均错误，故选ABEG.答案ABEG9(5分
6、)爆米花酥脆可口、老少皆宜，是许多人喜爱的休闲零食，如图为高压爆米花的装置原理图，玉米在铁质的密闭容器内被加热，封闭气体被加热成高温高压气体，当打开容器盖后，“嘭”的一声气体迅速膨胀，压强急剧减小，玉米粒就“爆炸”成了爆米花设当地温度为t127 ，大气压为p0，已知密闭容器打开前的气体压强达到4p0.(1)若把容器内的气体看作理想气体，求容器内气体的温度；(2)假定在一次打开的过程中，容器内气体膨胀对外界做功15 kJ，并向外释放了20 kJ的热量，容器内原有气体的内能如何变化？变化了多少？解析(1)根据查理定律得，又p1p0，T1(27273)K300 K，p24p0，联立解得T21 200
7、 K，t2927 .(2)由热力学第一定律UQW得U20 kJ15 kJ35 kJ，故内能减少35 kJ.答案(1)927 (2)减少35 kJ10(5分)如图所示为一气缸内封闭的一定质量的气体的pV图线，当该系统从状态a沿acb过程到达状态b时，有热量335 J传入系统，系统对外界做功126 J，求：(1)若沿adb过程系统对外做功42 J，则有多少热量传入系统？(2)若系统由状态b沿曲线过程返回状态a时，外界对系统做功84 J，系统是吸热还是放热？热量传递是多少？解析(1)UWQ(126335) J209 J.UWQ，QUW209(42) J251 J.(2)由ab，U209 J.从ba，
8、UU209 J.UWQ84 JQ，Q(20984) J293 J，负号说明系统放出热量答案(1)251 J(2)放热293 J11(6分)(多选)关于热力学第二定律，下列表述不正确的是()A不可能使热量从低温物体传递到高温物体B不可能从单一热库吸收热量并把它全部用来做功C一切自然过程总是沿着分子热运动无序性增大的方向进行D在任何的自然过程中，一个孤立系统的总熵一定增加ABD如果有外界的影响，可以使热量从低温物体传递到高温物体，也可以把热量全部用来做功，A、B错误；任何自然的过程都沿分子热运动无序性增大的方向进行，C正确；在任何自然过程中，一个孤立系统的总熵不会减小，即总熵不变或增加，D错误12
9、(6分)(多选)如图所示，水平放置的密封气缸内的气体被一竖直隔板分隔为左、右两部分，隔板可在气缸内无摩擦滑动，右侧气体内有一电热丝气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流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BC首先是右边气体由于电热丝加热而内能增加，温度升高，从而压强变大，进而推动活塞向左运动，活塞向左运动过程中，右边气体对左边气体做功，左边气体内能增加，温度升高，压强也变大，而右边气体的压强、温度又会
10、降低，当再达到平衡时两边气体压强又相等，但比初始状态的压强大，对右边气体由常量，知温度比初始状态高，则内能比初始状态大由能量守恒知，两边气体内能的总增加量应等于电热丝放出的热量，B、C正确13(6分)(多选)古诗词中有“高处不胜寒”，大气的温度随高度升高而递减，通常每升高100 m，气温降低1 .海水正好相反，深度越大水温越低我国北方海域，夏季表层海水温度可达30 ，4050 m深处，水温便降到10 以下，温差达20 .东海黑潮流经的海面，表层水温常年保持在25 左右，而800 m深处，水温则常年低于5 ，温差也有20 .海洋表层水温与稍深处水温的明显差别蕴含着巨大的热能，利用海水的温差可以把
11、热能转化成电能供人类利用温差发电的基本原理是借助一种工作介质，使表层海水中的热能向深层冷水中转移，从而做功发电例如使用低沸点的二氧化硫、氨或氟利昂作介质，在表层温水作用下汽化、沸腾，推动发电机发电，再利用深层冷水把工作介质凝结成液态如此循环，保持发电机一直运行关于温差发电的下列说法正确的是()A不违反能量守恒定律B不违反热力学第二定律C经过科学家和工程师们的努力，温差发电的效率将会达到100%D温差发电是没有污染的ABD温差发电利用的是工作介质在温水中汽化后在冷水中凝结的过程，推动发电机运行，并不违反能量守恒定律和热力学第二定律，A、B项正确；温差发电的过程，必然会存在能量的耗散，因而效率不可
12、能达到100%，C项错误；温差发电是一种洁净的发电方式，D项正确14(6分)(多选)如图所示为焦耳实验装置简图，用绝热性能良好的材料将容器包好，重物下落带动叶片搅拌容器里的水，引起水温升高关于这个实验，下列说法正确的是()A这个装置可测定热功当量B做功增加了水的热量C做功增加了水的内能D功和热量是完全等价的，无区别AC可通过重力做功与水温升高吸收的热量，测定热功当量，做功增加了水的内能，而热量只是热传递过程中内能改变的量度，所以功与热量是不同的，A、C选项正确15(6分)(多选)如图所示，A、B两点表示一定质量的某种理想气体的两个状态当气体从状态A变化到状态B时()A体积必然变大B有可能经过体
13、积减小的过程C外界必然对气体做正功D气体必然从外界吸热ABD在pT图像中，等容线为过原点的倾斜直线，且斜率越大，体积越小，即VAVB，A正确；中间过程不确定，B正确；从A变化到B，体积增大，气体对外做功W0，C错误；由题图可看出TA0.由热力学第一定律UQW可知Q0，D正确16(6分)一定质量的理想气体，从初始状态A经状态B、C、D再回到A，体积V与温度T的关系如图所示图中TA、VA和TD为已知量(1)从状态A到B，气体经历的是_(选填“等温”“等容”或“等压”)过程(2)从B到C的过程中，气体的内能_(选填“增大”“减小”或“不变”)(3)从C到D的过程中，气体对外_(选填“做正功”“做负功
14、”或“不做功”)，同时_(选填“吸热”或“放热”)(4)气体在状态D时的体积VD_.解析(1)由题图可知，从状态A到B，气体体积不变，故是等容变化(2)从B到C温度不变，即分子平均动能不变，该理想气体的内能不变(3)从C到D气体体积减小，外界对气体做正功，W0，所以气体对外做负功，同时温度降低，说明内能减小，由热力学第一定律UWQ知气体放热(4)从D到A是等压变化，由得VDVA答案(1)等容(2)不变(3)做负功放热(4)VA17(10分)如图所示，pV图中，一定质量的理想气体由状态A经过ACB过程至状态B，气体对外做功280 J，吸收热量410 J；气体又从状态B经BDA过程回到状态A，这一
15、过程中外界对气体做功200 J求：(1)ACB过程中气体的内能是增加还是减少？变化量是多少？(2)BDA过程中气体是吸热还是放热？吸收或放出的热量是多少？解析(1)ACB过程内能增加，ACB过程中W1280 J，Q1410 J，由热力学第一定律UBUAW1Q1130 J，气体内能的变化量为130 J.(2)BDA过程中气体放热因为一定质量的理想气体的内能只与温度有关，则BDA过程中气体内能变化量UAUB130 J，又因外界对气体做功200 J，由热力学第一定律UAUBW2Q2，Q2330 J，放出热量330 J.答案(1)增加130 J(2)放热330 J18(10分)如图所示，在竖直放置的圆柱形容器内用质量为m的活塞密封一部分气体，活塞与容器壁间能无摩擦地滑动，容器的横截面积为S.将整个装置放在大气压恒为p0的空气中，开始时气体的温度为T0，活塞与容器底的距离为h0，当气体从外界吸收热量Q后，活塞缓慢上升d后再次平衡，求：(1)外界空气的温度；(2)在此过程中的密闭气体的内能增加量解析(1)取密闭气体为研究对象，活塞上升过程为等压变化，由盖吕萨克定律有，得外界温度TT0T0.(2)活塞上升的过程，密闭气体克服大气压力和活塞的重力做功，所以外界对系统做的功W(mgp0S)d，根据热力学第一定律得密闭气体增加的内能UQWQ(mgp0S)d.答案(1)T0(2)Q(mgp0S)d8
