2020-2021【名校提分专用】高考物理一轮复习课时跟踪检测四十二热力学定律
高考物理一轮复习 课时跟踪检测(四十二)热力学定律
课时跟踪检测（四十二）热力学定律对点训练：热力学第一定律1．(2015·北京高考)下列说法正确的是( )A．物体放出热量，其内能一定减小B．物体对外做功，其内能一定减小C．物体吸收热量，同时对外做功，其内能可能增加D．物体放出热量，同时对外做功，其内能可能不变解析：选C 根据热力学第一定律(公式ΔU＝Q＋W)可知，做功和热传递都可以改变物体的内能，当外界对物体做的功大于物体放出的热量或物体吸收的热量大于物体对外界做的功时，物体的内能增加，选项A、B错误，选项C正确；物体放出热量同时对外做功，则Q ＋W<0，内能减小，选项D错误。
2．重庆出租车常以天然气作为燃料。
加气站储气罐中天然气的温度随气温升高的过程中，若储气罐内气体体积及质量均不变，则罐内气体(可视为理想气体)( ) A．压强增大，内能减小B．吸收热量，内能增大C．压强减小，分子平均动能增大D．对外做功，分子平均动能减小解析：选B 温度是分子平均动能的宏观标志，故天然气的温度升高过程中，分子平均动能增大，又天然气可视为理想气体，不需要考虑分子势能，而气体质量不变，储气罐内天然气分子数不变，所以气体分子总动能增大，故内能增大，A、D项错；由热力学第一定律可知，气体体积不变，内能增大，则一定从外界吸收热量，B项对；天然气体积不变，随温度升高，气体压强增大，C项错。
3．(2018·常州质检)如图是某喷水壶示意图。
未喷水时阀门K闭合，压下压杆A可向瓶内储气室充气；多次充气后按下按柄B打开阀门K，水会自动经导管从喷嘴处喷出。
储气室内气体可视为理想气体，充气和喷水过程温度保持不变，则( )A．充气过程中，储气室内气体内能增大B．充气过程中，储气室内气体分子平均动能增大C．喷水过程中，储气室内气体放热D．喷水过程中，储气室内气体压强增大解析：选A 充气过程中，储气室内气体的质量增加，气体的温度不变，故气体的平均动能不变，气体内能增大，选项A正确，B错误；喷水过程中，气体对外做功，体积增大，而气体温度不变，则气体吸热，所以气体压强减小，选项C、D错误。
【师说】高考物理一轮复习 热力学定律与能量守恒课后练习(新题,含解析)
课时训练34 热力学定律与能量守恒一、选择题1．对一定质量的理想气体，下列说法正确的是( )A ．在体积不断缓慢增大的过程中，气体一定对外界做功B ．在压强不断增大的过程中，外界对气体一定做功C ．在体积不断被压缩的过程中，内能一定增加D ．在与外界没有发生热量交换的过程中，内能一定不变解析 当气体的体积增大时，气体对外界做功，当气体的体积减小时，外界对气体做功，故A 正确；根据pV T＝C ，p 增大时，V 不一定变化，故B 错误；在V 减小的过程中，气体可能向外界放热，根据ΔU ＝W ＋Q 可知，内能不一定增大，故C 错误；Q ＝0时，W 不一定为0，ΔU 也不一定为0，故D 错误．答案 A2．下列四幅图的有关说法中，正确的是( )A ．分子间距离为r0时，分子间不存在引力和斥力B ．估测单层的油酸分子直径d 的大小时，可把它简化为球形处理C ．食盐晶体中的钠、氯离子按一定规律分布，具有空间上的周期性D ．猛推木质推杆，密闭的气体温度升高，压强变大，气体对外界做正功解析 分子间距离为r0时，分子间引力和斥力大小相等，合力为零，选项A 错误；估算分子直径的大小时，一般把固体、液体分子简化为球形，选项B 正确；食盐是晶体，其中的钠、氯离子按一定规律分布，具有空间上的周期性，选项C 正确；猛推木质推杆，密闭的气体温度升高，压强变大，外界对气体做正功，选项D 错误．答案 BC3．下列说法中正确的有( )A ．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B ．热量能够从高温物体传到低温物体，也可能从低温物体传到高温物体C ．机械功可以全部转化为热量，但热量不可能全部转化为机械功D ．机械功可以全部转化为热量，热量也可能全部转化为机械功解析 根据热传递的规律可知，热量能够自发地从高温物体传到低温物体；当外界对系统做功时，可以使系统从低温物体吸收热量传到高温物体，致冷机(例如冰箱和空调)就是这样的装置．但是热量不能自发地从低温物体传到高温物体，选项A 错误、B 正确．一个运动的物体，克服摩擦阻力做功，最终停止，在这个过程中机械功全部转化为热量．外界条件发生变化时，热量也可以全部转化为机械功，例如在等温膨胀过程中，系统吸收的热量全部转化为对外界做的功，选项C错误、D正确．答案BD4．对热力学第二定律，下列理解正确的是( )A．自然界进行的一切宏观过程都是可逆的B．自然界进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性，是不可逆的C．热量不可能由低温物体传递到高温物体D．第二类永动机违背了能量守恒定律，因此不可能制成解析由热力学第二定律可知，热量不可能从低温物体传到高温物体而不引起其他变化，由此说明热量由低温物体传到高温物体是可能的，但要引起其他变化，故选项C错误；第二类永动机并不违反能量守恒定律，但违背了热力学第二定律，即自然界涉及热现象的宏观过程具有方向性，故选项A、D错误，B正确．答案 B5．下列说法中正确的是( )A．满足能量守恒定律的宏观过程都是可以自发进行的B．熵是物体内分子运动无序程度的量度C．若容器中用活塞封闭着刚好饱和的一些水汽，当保持温度不变向下缓慢压活塞时，水汽的质量减少，密度不变D．当分子间距离增大时，分子间引力增大，而分子间斥力减小E．当分子力表现为斥力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的减小而增大解析根据热力学第二定律，热量不能自发地从低温物体传到高温物体，选项A错误；根据熵的定义，选项B正确；保持温度不变向下缓慢压活塞时，将部分饱和水汽转化为液态水，所以饱和水汽的质量减少，但密度不变，选项C正确；当分子间距离增大时，分子间引力和分子间斥力均减小，选项D错误；当分子力表现为斥力，分子间距离减小时，分子力增大，并且分子力做负功，分子势能增大，选项E正确．答案BCE6．如图所示为某种椅子与其升降部分的结构示意图，M、N两筒间密闭了一定质量的气体，M可沿N的内壁上下滑动，设筒内气体不与外界发生热交换，在M向下滑动的过程中( )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，气体内能减小解析M向下滑动，气体体积减小，外界对气体做功；又因与外界没有热交换，由热力学第一定律可知：气体的内能增大，A正确，B、C、D错误．答案 A7.[2013·山东卷]下列关于热现象的描述正确的一项是( )A．根据热力学定律，热机的效率可以达到100%B．做功和热传递都是通过能量转化的方式改变系统内能的C．温度是描述热运动的物理量，一个系统与另一个系统达到热平衡时两系统温度相同D．物体由大量分子组成，其单个分子的运动是无规则的，大量分子的运动也是无规律的解析根据热力学第二定律可知，热机的效率不可能达到100%，A项错误；做功是内能与其他形式的能发生转化，而热传递是不同物体(或一个物体的不同部分)之间内能的转移，所以B项错误；温度是决定一个系统与另一个系统是否达到热平衡状态的物理量，C项正确；单个分子的运动都是不规则的、带有偶然性的，但从总体来看，大量分子的运动却有一定的规律，这种规律叫做统计规律，大量分子的集体行为受到统计规律的支配，D项错误．答案 C8.如图所示是一定质量的理想气体的状态变化图线，下列说法正确的是( )A．由状态A变化到状态B，气体分子的平均动能增大B．由状态B变化到状态C，气体密度增大C．由状态A变化到状态C，气体内能不变D．由A经B到C的过程与由A经D到C的过程，气体对外做功相同E．由A经B到C、由A经D到C、由A直接到C的三个过程中，气体均吸热，但是吸热量不同解析由状态A变化到状态B，温度升高，气体分子的平均动能增大，选项A正确；由状态B变化到状态C，气体的体积和质量都不变，密度不变，选项B错误；由状态A变化到状态C，体积和压强均增大，温度升高，内能增大，选项C错误；p－V图线与坐标轴围成的面积表示做的功，图中两过程线下的面积不同，因而做功不同，选项D错误；选项E中的三个过程内能增量相同，但气体对外做功不同，由热力学第一定律可知，吸收热量不同，选项E 正确．答案AE9．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，内能减小解析开箱时汽缸内气体膨胀，对外做功，气体与外界无热交换即Q＝0，由热力学第一定律ΔU＝W＋Q.知ΔU<0，内能减少；因忽略气体分子间相互作用，无分子势能，所以气体温度降低，分子的平均动能减少，故答案为A.答案 A10.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，温度不变解析 本题考查热力学第一定律，气体的压强的微观解释，气体的内能等知识点．b 室为真空，则a 气体体积膨胀对外不做功，由热力学第一定律ΔU ＝W ＋Q 知，在绝热时，气体的内能不变，A 项错，B 项对．又气体是稀薄气体，则只有动能，因此气体的温度不变，由pV T＝C 知，气体的压强减小，C 项错，D 项对．答案 BD二、非选择题 11.如图所示，一圆柱形绝热气缸竖直放置，通过绝热活塞封闭着一定质量的理想气体．活塞的质量为m ，横截面积为S ，与容器底部相距h.现通过电热丝缓慢加热气体，当气体吸收热量Q 时，活塞上升，气体体积加倍，此时气体的温度为T1.已知大气压强为p0，重力加速度为g ，不计活塞与气缸的摩擦．(1)求加热过程中气体的内能增加量；(2)现停止对气体加热，同时在活塞上缓慢添加砂粒，当添加砂粒的质量为m0时，活塞恰好回到原来的位置，求此时气体的温度．解析 (1)取活塞为研究对象，由受力平衡得p ＝p0＋mg S气体对外做功W ＝pSh由热力学第一定律得ΔU ＝Q －W解得ΔU ＝Q －(p0S ＋mg)h(2)设温度为T1时的气体状态为初状态，此时体积为V1、压强为p ＝p0＋mg S活塞回到原位置时，气体状态为末状态，则压强为p2＝p0＋＋S体积为V2＝V12、温度为T2 由理想气体状态方程得pV1T1＝p2V2T2解得T2＝12⎣⎢⎡⎦⎥⎤1＋m0g p0S ＋mg T1 答案 见解析 12.如图所示，导热材料制成的截面积相等，长度均为45 cm 的气缸A 、B 通过带有阀门的管道连接．初始时阀门关闭，厚度不计的光滑活塞C 位于B 内左侧，在A 内充满压强pA ＝2.8×105 Pa 的理想气体，B 内充满压强pB ＝1.4×105 Pa 的理想气体，忽略连接气缸的管道体积，室温不变．现打开阀门，求：(1)平衡后活塞向右移动的距离和B 中气体的压强；(2)自打开阀门到平衡，B 内气体是吸热还是放热(简要说明理由)．解析 (1)对于A 中气体，有pALS ＝p(L ＋x)S对于B 中气体，有pBLS ＝p(L －x)S得x ＝15 cmp ＝2.1×105 Pa(2)活塞C 向右移动，对B 中气体做功，而气体做等温变化，内能不变，故B 中气体放热． 答案 见解析 13.如图所示，一弹簧竖直悬挂着某气缸的活塞，使气缸悬空静止，活塞与气缸间无摩擦且不漏气，缸壁导热性能良好．已知气缸重为G ，活塞截面积为S ，外界大气压强为p0，环境温度为T ，活塞与缸底间的距离为d ，当温度缓慢升高ΔT 时，求：(1)活塞与缸底间的距离变化量；(2)此过程中气体对外做的功．解析 (1)此过程是等压变化：V1T1＝V2T2＝ΔV ΔT ，dS T ＝ΔdS ΔT ，所以Δd ＝d ΔT T(2)气体压强p ＝p0－G S ，所以W ＝pS Δd ＝(p0S －G)d ΔT T14．有一个密闭的气缸内有一定质量的理想气体，如图所示是它从状态A 变化到状态B 的V —T 图象，已知AB 的反向延长线通过坐标原点O ，气体在A 点的压强为p ＝1.0×105 Pa，在从状态A 变化到状态B 的过程中，气体吸收的热量Q ＝7.0×102 J，求此过程中气体内能的增量ΔU.解析 由AB 的反向延长线经过坐标原点可以判断，理想气体经历的是等压变化，由盖—吕萨克定律得：VA TA ＝VB TB解得：VB ＝8.0×10－3 m3气体对外界做功，故W ＝－p(VB －VA)＝－1.0×105×(8.0×10－3－6.0×10－3) J ＝－2×102 J根据热力学第一定律：ΔU ＝Q ＋W解得：ΔU ＝7.0×102 J－2.0×102 J＝5.0×102 J。
高考物理一轮复习 课时跟踪训练 热力学律与能量守恒高三选修物理试题
权掇市安稳阳光实验学校【与名师对话】（新课标）2016高考物理一轮复习课时跟踪训练39 热力学定律与能量守恒（选修3-3）一、选择题1．(多选)(2013·新课标全国卷Ⅱ)关于一定量的气体，下列说法正确的是( )A．气体的体积指的是该气体的分子所能到达的空间的体积，而不是该气体所有分子体积之和B．只要能减弱气体分子热运动的剧烈程度，气体的温度就可以降低C．在完全失重的情况下，气体对容器壁的压强为零D．气体从外界吸收热量，其内能一定增加E．气体在等压膨胀过程中温度一定升高解析：由于气体分子之间的作用力很小，气体分子可以，所以气体的体积指的是气体的分子所能够到达的空间的体积，而不是该气体所有分子的体积之和，选项A正确；根据温度是分子平均动能的标志，只要能减弱气体分子热运动的剧烈程度，气体的温度就可以降低，选项B正确；根据气体压强的产生原因，在完全失重的情况下，气体的压强不为零，选项C错误；气体从外界吸收热量，若同时对外做功，其内能不一定增加，还可能减小，选项D错误；气体在等压膨胀过程中，体积增大，温度一定升高，选项E正确．答案：ABE2．(多选)(2014·太原一中检测)二氧化碳是导致“温室效应”的主要原因之一，人类在采取节能减排措施的同时，也在研究控制温室气体的新方法，目前专家们正在研究二氧化碳的深海处理技术．在某次实验中，将一定质量的二氧化碳气体封闭在一可自由压缩的导热容器中，将容器缓慢移到海水某深处，气体体积减小为原来的一半，不计温度变化，则此过程中( ) A．封闭气体对外界做正功B．封闭气体向外界传递热量C．封闭气体分子的平均动能增大D．封闭气体从外界吸收热量E．封闭气体的压强增为原来的2倍解析：因为气体的温度不变，所以气体分子的平均动能不变，选项C错误；当气体体积减小时，外界对气体做功，选项A错误；由热力学第一定律可得，封闭气体将向外界传递热量，选项D错误，B正确；由玻意耳定律可知，选项E 正确．答案：BE3．(多选)下列过程中，可能发生的是( )A．某工作物质从高温热源吸收20 kJ的热量，全部转化为机械能，而没有产生其他任何影响B．打开一高压密闭容器，其内气体自发溢出后又自发收缩进去，恢复原状C．利用其他手段，使低温物体温度更低，高温物体温度更高D．将两瓶不同液体混合，然后它们又自发地各自分开E．冬季的夜晚，放在室外的物体随气温的降低，不会由内能自发地转化为机械能而动起来解析：根据热力学第二定律，热量不可能从低温物体自发地传递给高温物体，而不引起其他的变化，但通过一些手段是可以实现的，故选项C正确；内能转化为机械能不可能自发地进行，要使内能全部转化为机械能必定要引起其他影响，故选项A错误，E正确；气体膨胀具有方向性，故选项B错误；扩散现象也有方向性，选项D错误．答案：CE4．(多选)图为某同学设计的喷水装置，内部装有2 L水，上部密封1 atm的空气0.5 L，保持阀门关闭，再充入1 atm的空气0.1 L．设在所有过程中空气可看做理想气体，且温度不变，下列说法正确的有( )A．充气后，密封气体压强增加B．充气后，密封气体的分子平均动能增加C．打开阀门后，密封气体对外界做正功D ．打开阀门后，密封气体从外界吸热E．打开阀门后，不再充气也能把水喷光解析：由pVT＝常量知，充气后，当V、T不变时，单位体积内含有的分子个数增加，密封气体压强增加，选项A正确；充气后，由于温度不变，密封气体的分子平均动能不变，选项B错误；打开阀门后，密封气体对外界做正功，且内能不变，由热力学第一定律可知密封气体从外界吸热，选项C、D正确；当桶内气体压强变为1 atm时，气体体积为0.1 L＋0.5 L＝0.6 L．小于容积2 L，所以需要再充气才能把水喷光，选项E错误．答案：ACD5．(多选)对于一定量的理想气体，下列说法正确的是( )A．若气体的压强和体积都不变，其内能也一定不变B．若气体的内能不变，其状态也一定不变C．若气体的温度随时间不断升高，其压强也一定不断增大D．气体温度每升高1 K所吸收的热量与气体经历的过程有关E．当气体温度升高时，气体的内能一定增大解析：一定质量的理想气体，pVT＝常量，p、V不变，则T不变，分子平均动能不变，又理想气体分子势能为零，故气体内能不变，选项A正确；理想气体内能不变，则温度T不变，由pVT＝常量知，p及V可以变化，故状态可以变化，选项B错误；等压变化过程，温度升高、体积增大，故选项C错误；由热力学第一定律ΔU＝Q＋W知，温度升高1 K，内能增量ΔU一定，而外界对气体做的功W与经历的过程可能有关(如体积变化时)，因此吸收的热量与气体经历的过程也有关，选项D正确；温度升高，分子平均动能增大，理想气体分子势能为零，故内能一定增大，选项E正确．答案：ADE6．地球上有很多的海水，它的总质量约为1.4×1018吨，如果这些海水的温度降低0.1℃，将要放出5.8×1023焦耳的热量，有人曾设想利用海水放出的热量使它完全变成机械能来解决能源危机，但这种机器是不能制成的，其原因是( )A．内能不能转化成机械能B．内能转化成机械能不满足热力学第一定律C．只从单一热源吸收热量并完全转化成机械能的机器不满足热力学第二定律D．上述三种原因都不正确解析：机械能可以全部转化为内能，而内能全部转化为机械能是有条件的，选项C正确．答案：C二、非选择题7．(1)(多选)下列说法中正确的是( )A．扩散运动就是布朗运动B．根据热力学第二定律可知热机效率不可能百分之百C．空气相对湿度越大时，空气中水蒸气压强越接近饱和汽压，水蒸发越慢D．由于液体表面层分子间距离小于液体内部分子间距离，液体表面存在张力E．一定质量的理想气体在等温变化时，内能不改变，但可能与外界发生热交换(2)①密闭在钢瓶中的理想气体，温度升高时压强增大，从分子动理论的角度分析，这是由于分子热运动的________增大了．该气体在温度T1、T2时的分子速率分布图象如图甲所示，则T1________(选填“大于”或“小于”)T2.②如图乙所示，一定质量的理想气体从状态A经等压过程到状态B.此过程中，气体压强p＝1.0×105Pa，吸收的热量Q＝7.0×102J，求此过程中气体内能的增量．解析：(1)扩散运动是分子热运动的直接结果，布朗运动是悬浮于液体中的小颗粒受到液体分子的撞击而形成的，它反映了液体分子的无规则运动，故A 错；热力学第二定律的表述之一是热能不能自发地全部转化成机械能，故B对；当空气相对湿度越大时，空气中水蒸气压强越接近饱和汽压，水蒸发越慢，所以C 正确；液体表面张力产生的原因是液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离，分子间作用力表现为引力，故D 错；一定质量的理想气体在等温变化时，由于内能只取决于温度，所以内能不改变，根据热力学第一定律形W ＋Q ＝ΔU 可知，如果外界对物体做功与其向外放热相等，则其内能仍然不变，所以，可能与外界发生热交换，故E 正确．(2)①温度升高时，气体分子平均速率变大，平均动能增大，即分子的速率较大的分子占总分子数比例较大，所以T 1<T 2.②等压变化V A T A ＝V BT B，对外做的功W ＝p (V B －V A )根据热力学第一定律ΔU ＝Q －W ，解得ΔU ＝5.0×102J.答案：(1)BCE (2)①平均动能 小于 ②5.0×102J8．(1)下列说法中正确的是________．A ．随着低温技术的发展，我们可以使温度逐渐降低，并最终达到绝对零度B ．用手捏面包，面包体积会缩小，说明分子之间有间隙C ．分子间的距离r 存在某一值r 0，当r 大于r 0时，分子间斥力大于引力；当r 小于r 0时分子间斥力小于引力D ．由于液体表面分子间距离大于液体内部分子间的距离，液面分子间表现为引力，所以液体表面具有收缩的趋势(2)如图所示，一定质量的理想气体发生如图所示的状态变化，状态A 与状态B 的体积关系为V A ________V B (选填“大于”“小于”或“等于”)；若从A状态到C 状态的过程中气体对外做了100 J 的功，则此过程中________．(选填“吸热”或“放热”)解析：(1)随着低温技术的发展，我们可以使温度逐渐降低，但是不能最终达到绝对零度，选项A 错误；用手捏面包，面包体积会缩小，只说明面包颗粒之间有间隙，选项B 错误；分子间的距离r 存在某一值r 0，当r 大于r 0时，分子间斥力小于引力；当r 小于r 0时分子间斥力大于引力，选项C 错误；由于液体表面分子间距离大于液体内部分子间的距离，液面分子间表现为引力，所以液体表面具有收缩的趋势，选项D 正确．(2)由p －T 图象上一点与坐标原点连线的斜率表示体积的倒数可知，状态A 与状态B 的体积关系为V A 小于V B .从A 状态到C 状态气体对外做功，而内能不变，由热力学第一定律知气体吸热．答案：(1)D (2)小于 吸热9.一定质量的理想气体．经过如图所示的状态变化．设状态A 的温度为400K ．求：(1)状态C 的温度T C 为多少？(2)如果由A 经B 到C 的状态变化的整个过程中，气体对外做了400 J 的功，气体的内能增加了20 J ，则这个过程气体是吸收热量还是放出热量？其数值为多少？解析：(1)由理想气体状态方程，p A V A T A ＝p C V CT C解得状态C 的温度T C ＝320 K.(2)由热力学第一定律，ΔU ＝Q ＋W ，解得Q ＝420 J ，气体吸收热量．答案：(1)320 K (2)吸收 420 J10．(1)下列说法中正确的是( )A ．物体自由下落时速度增大，所以物体内能也增大B ．当分子间距离从r 0(此时分子间引力与斥力平衡)增大到r 1时，分子力先减小后增大，分子势能也先减小后增大C ．热量一定从内能大的物体向内能小的物体传递D ．根据热力学第二定律可知，热量不可能自发地从低温物体传到高温物体(2)某同学做了如图所示的探究性实验，U 形管左口管套有一小气球，管内装有水银，当在右管内再注入一些水银时，气球将鼓得更大．假设封闭气体与外界绝热，则在注入水银时，封闭气体的体积________，压强________，温度________，内能________．(填“增大”、“减小”、“升高”、“降低”或“不变”)(3)一同学在游泳池中游泳时进行了一项科学探究，他将一粗细均匀、一端封闭的长为12 cm 的玻璃饮料瓶握住，开口向下潜入水中，当潜入到水下某深度时看到水进入玻璃管口大约2 cm.他据此就粗略估计出了潜入水中的深度，请通过计算得出潜水的深度．(取水面上大气压强为p 0＝1.0×105Pa ，g ＝10 m/s 2)解析：(1)物体的内能与温度和体积有关，与物体的速度无关，A 错．当分子间距离从r 0(此时分子间引力与斥力平衡)增大到r 1时，分子力先增大后减小，分子势能一直减小，B 错．内能大的物体温度不一定高，热量应从温度高的物体向温度低的物体传递，C 错．根据热力学第二定律可知，热量不可能自发地从低温物体传到高温物体，D 对．(2)注入水银，封闭气体的压强变大，水银对气体做功，气体体积减小，由于封闭气体与外界绝热，所以温度升高，内能增大．(3)设潜入水下的深度为h ，玻璃管的横截面积为S .气体的初末状态参量分别为初状态p 1＝p 0 V 1＝12S末状态p 2＝p 0＋pgh V 2＝10S由玻意耳定律p 1V 1＝p 2V 2得p 0p 0＋ρgh ＝10S12S解得h ＝2 m.答案：(1)D (2)减小 增大 升高 增大 (3)2 m。
2020高考复习物理名师教学课件课后跟踪训练42
课后跟踪训练(四十二)[基础巩固]1．某金属的逸出功为2.3 eV，这意味着()A．这种金属内部的电子克服原子核引力做2.3 eV的功即可脱离金属表面B．这种金属表层的电子克服原子核引力做2.3 eV的功即可脱离金属表面C．要使这种金属有电子逸出，入射光子的能量必须大于2.3 eV D．这种金属受到光照时若有电子逸出，则电子离开金属表面时的动能至少等于2.3 eV[解析]逸出功是指原子的最外层电子脱离原子核克服引力所做的功，只有B选项正确．[答案] B2．(2018·河北唐山一模)关于光电效应，下列说法中正确的是()A．光电子的最大初动能随着入射光强度的增大而增大B．只要入射光的强度足够强，照射时间足够长，就一定能产生光电效应C．在光电效应中，饱和光电流的大小与入射光的频率无关D．任何一种金属都有一个极限频率，低于这个频率的光照射都不能发生光电效应[解析]由爱因斯坦光电效应方程易知选项A、B错误，D正确；针对选项C的说法，正确的理解是这样的，饱和光电流的大小与光强有关，但不等于说与入射光频率无关，饱和光电流与光强成正比的结论应是在入射光频率一定的条件下才成立．若入射光强度一定，入射光的光子数便取决于光子的能量了，根据光子说可知ε＝hν，频率越大的光子能量越大，则光子数目越少，入射光子数便越少，打出的光电子数就少，饱和光电流便小了，所以在光强一定时，入射光的频率越大，饱和光电流越小，故C项错误．[答案] D3．关于光子和运动着的电子，下列论述正确的是()A．光子和电子一样都是实物粒子B．光子能发生衍射现象，电子不能发生衍射现象C．光子和电子都具有波粒二象性D．光子具有波粒二象性，而电子只具有粒子性[解析]物质可分为两大类：一是质子、电子等实物；二是电场、磁场等，统称场．光是传播着的电磁场．根据物质波理论，一切运动的物体都具有波动性，故光子和电子都具有波粒二象性．综上所述，C选项正确．[答案] C4．(2018·湖南长沙一模)用不同频率的紫外线分别照射钨和锌的表面而产生光电效应，可得到光电子最大初动能E k随入射光频率ν变化的E k－ν图象．已知钨的逸出功是3.28 eV，锌的逸出功是3.34 eV，若将二者的图线画在同一个E k－ν坐标系中，如图所示，用实线表示钨，虚线表示锌，则正确反映这一过程的是()[解析]依据光电效应方程E k＝hν－W0可知，E k－ν图线的斜率代表普朗克常量h，因此钨和锌的E k－ν图线应该平行．图线的横轴，因此钨的截止频率小些，综上所截距代表截止频率ν0，而ν0＝W0h述，A图正确．[答案] A5．(多选)对光电效应的解释正确的是()A．金属钠的每个电子可以吸收一个或一个以上的光子，当它积累的动能足够大时，就能逸出金属B．如果入射光子的能量小于金属表面的电子克服原子核的引力而逸出时所需做的最小功，便不能发生光电效应C．发生光电效应时，入射光越强，光子的能量就越大，光电子的最大初动能就越大D．由于不同金属的逸出功是不相同的，因此使不同金属产生光电效应入射光的最低频率也不同[解析]按照爱因斯坦的光子说，光的能量是由光的频率决定的，与光强无关，入射光的频率越大，发生光电效应时产生的光电子的最大初动能越大．但要使电子离开金属须使电子具有足够的动能，而电子增加的动能只能来源于照射光的光子能量，但电子只能吸收一个光子，不能吸收多个光子，否则即使光的频率低，只要照射时间足够长，也会发生光电效应．电子从金属逸出时只有从金属表面向外逸出的电子克服原子核的引力所做的功最小，故BD项正确．[答案]BD6．(2018·黑龙江大庆一模)关于光电效应及波粒二象性，下列说法正确的是()A．光电效应揭示了光的粒子性B．光的波长越大，能量越大C．紫外线照射锌板，发生光电效应，锌板带负电D．光电效应中，光电子的最大初动能与金属的逸出功无关[解析]爱因斯坦的光子说成功解释了光电效应，光电效应说明光具有粒子性，A正确．光的波长越大，则频率越低，能量越小，B 错误．紫外线照射锌板，发生光电效应，锌板因失去电子而带正电，C错误．光电效应中，光电子的最大初动能与入射光的频率有关，而金属的逸出功只与极限频率有关，与光电子的最大初动能无关，D错误．[答案] A7．(多选)(2018·黑龙江双鸭山五模)如图所示是用光照射某种金属时逸出的光电子的最大初动能随入射光频率的变化图线，普朗克常量h＝6.63×10－34 J·s，由图可知()A．该金属的极限频率为4.27×1014 HzB．该金属的极限频率为5.5×1014 HzC．该金属的逸出功为0.5 eVD．该图线的斜率表示普朗克常量[解析]根据爱因斯坦光电效应方程E k＝hν－W0，E k－ν图象的横轴的截距大小等于截止频率，由图知该金属的极限频率为4.27×1014Hz，故A正确，B错误；当E k＝hν－W0＝0时，逸出功为W0＝hν＝6.63×10－34J·s×4.27×1014Hz≈2.83×10－19J≈1.8 eV，故C错误；由E k＝hν－W0，得知该图线的斜率表示普朗克常量h，故D正确．[答案]AD8．(多选)(2018·重庆三模)某同学利用如图所示的实验装置来研究光电效应现象．某单色光照射光电管的阴极K时，会发生光电效应现象．闭合开关S，在阳极A和阴极K之间加反向电压，通过调节滑动变阻器的滑片逐渐增大电压，直至电流计中的电流刚好为零，此时电压表显示的电压值U称为遏止电压．根据遏止电压，可以计算出光电子的最大初动能E km.现分别用频率为ν1和ν2的单色光照射阴极K ，测到的遏止电压分别为U 1和U 2，设光电子质量为m ，电荷量为e ，则下列说法中正确的是( )A ．频率为ν1的单色光照射阴极K 时光电子的最大初速度为v 1m ＝2eU 1mB ．阴极K 金属的逸出功为W 0＝hν1－eU 1C ．普朗克常量h ＝e (U 1－U 2)ν1－ν2D ．阴极K 金属的极限频率为νc ＝U 2ν1－U 1ν2U 1－U 2[解析] 当加上遏止电压U 1时，有12m v 21m ＝eU 1，所以v 1m ＝2eU 1m ，选项A 正确；联立12m v 21m ＝eU 1和12m v 21m ＝hν1－W 0，可得W 0＝hν1－eU 1①，选项B 正确；当用频率为ν2的光照射时，同理有W 0＝hν2－eU 2②，联立①②两式可得普朗克常量h ＝e (U 1－U 2)ν1－ν2，选项C 正确；当用频率等于极限频率的光照射阴极K 时，产生的光电子的最大初动能为零，则由光电效应方程可得hνc －W 0＝0，又因为h＝e (U 1－U 2)ν1－ν2，W 0＝hν1－eU 1，联立可得νc ＝U 1ν2－U 2ν1U 1－U 2，选项D 错误． [答案] ABC[能力提升]9．(2018·江西南昌模拟)如图所示为研究光电效应现象的装置，阴极K 与滑动变阻器的中心抽头c 相连，当滑动触头P 从a 移到c 的过程中，光电流始终为零，为了产生光电流，可采取的措施是( )A ．增大入射光的强度B ．增大入射光的频率C ．将P 从c 向a 移动D ．将P 从c 向b 移动[解析] 能否产生光电效应与入射光的强度无关，故A 错误；增大入射光的频率，当入射光的频率大于金属的极限频率时，产生光电效应，金属中有光电子逸出，电路中能产生光电流，故B 正确；将P 从c 向a 移动，P 点电势大于c 点的电势，光电管加上正向电压，但不能产生光电效应，没有光电流形成，故C 错误；将P 从c 向b 移动，不能产生光电效应，没有光电流形成，故D 错误．[答案] B10．(多选)(2017·陕西西北工业大学附中模拟)如图所示，用某单色光照射光电管的阴极K ，会发生光电效应．在阳极A 和阴极K 之间加上反向电压，通过调节滑动变阻器的滑片逐渐增大加在光电管上的电压，直至电流表中电流恰为零，此时电压表的电压值U 称为反向遏止电压．现分别用频率为ν1和ν2的单色光照射阴极，测得反向遏止电压分别为U 1和U 2，设电子的质量为m 、电荷量为e ，下列说法正确的是( )A ．频率为ν1的光照射时，光电子的最大初速度为2eU 1m B ．频率为ν2的光照射时，光电子的最大初速度为eU 22mC ．阴极K 金属的逸出功为W 0＝e (U 1ν2－U 2ν2)ν1－ν2D ．阴极K 金属的极限频率是ν0＝U 1ν2－U 2ν1U 1－U 2[解析] 在阳极A 和阴极K 之间加上反向电压，逸出的光电子在反向电场中做减速运动，根据动能定理可得－eU ＝0－12m v 2m ，解得光电子的最大初速度为v m ＝2eU m ，所以频率为ν1的光照射时，光电子的最大初速度为2eU 1m ，用频率为ν2的光照射时，光电子的最大初速度为2eU2m，故A正确，B错误；根据光电效应方程可得hν1＝eU1＋W0，hν2＝eU2＋W0，联立可得W0＝e(U1ν2－U2ν1)ν1－ν2，h＝e(U1－U2)ν1－ν2，阴极K金属的极限频率ν0＝W0h＝U1ν2－U2ν1U1－U2，C、D正确．[答案]ACD11.(2018·河北保定涞水县期中)用甲、乙两种光做光电效应实验，发现光电流与电压的关系如图所示，由图可知，两种光的频率ν甲________ν乙(选填“<”“>”或“＝”)，________(选填“甲”或“乙”)光的强度大．已知普朗克常量为h，被照射金属的逸出功为W0，则甲光对应的遏止电压为________．(频率用ν，元电荷用e表示)[解析]两种光的遏止电压相同，由eU c＝E km可知，产生的光电子的最大初动能E km相同，由爱因斯坦光电效应方程可知，两种光的频率相等；因甲光的饱和光电流大于乙，则甲光的强度大；根据hν＝W0＋E km，eU c＝E km，联立解得U c＝hν－W0e.[答案]＝甲hν－W0e12.(2018·江苏常州一模)用频率为ν0的光照射某种金属发生光电效应，测出光电流i 随电压U 的关系图象如图所示，已知普朗克常量为h ，电子的带电荷量为e ，求：(1)照射在金属表面上的这束光的最小功率P ；(2)该金属的极限频率νc .[解析] (1)由于饱和光电流为I 0，可知单位时间内产生的光电子的个数n ＝I 0e照射到金属上的光子全部被金属吸收，则照射到金属上的光子的个数N ＝I 0e所以这束光照射在金属表面上的功率P ＝N ·hν0＝I 0hν0e(2)由动能定理及U c 为遏止电压可知，电子的最大初动能E km ＝eU c根据光电效应方程得E km ＝hν0－hνc所以该金属的极限频率νc ＝hν0－eU c h[答案] (1)I 0hν0e (2)hν0－eU c h。
新高考物理第一轮复习课时强化训练：热力学定律与能量守恒定律(解析版)
2021届新高考物理第一轮复习课时强化训练热力学定律与能量守恒定律一、选择题1、一定量的理想气体的压强p与热力学温度T的变化图象如图所示。
下列说法正确的是( )A．A→B的过程中，气体对外界做功，气体内能增加B．A→B的过程中，气体从外界吸收的热量等于其内能的增加量C．B→C的过程中，气体体积增大，对外做功D．B→C的过程中，气体对外界放热，内能不变解析：选BD 从A到B的过程，是等容升温过程，气体不对外做功，气体从外界吸收热量，使得气体内能增加，故A错误，B正确；从B到C的过程是等温压缩过程，压强增大，体积减小，外界对气体做功，气体放出热量，内能不变，故C错误，D正确。
2、(多选)下列说法中正确的是( )A．相互间达到热平衡的两物体的内能一定相等B．民间常用“拔火罐”来治疗某些疾病，方法是将点燃的纸片放入火罐内，当纸片燃烧完时，迅速将火罐开口端紧压在皮肤上，火罐就会紧紧地“吸”在皮肤上。
其原因是火罐内的气体体积不变时，温度降低，压强减小C．空调既能制热又能制冷，说明在不自发的条件下，热传递可以逆向D．自发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解析：选BCD 相互间达到热平衡的两物体的温度相同，内能不一定相等，故A错误；火罐内气体压强小于大气压强，所以火罐能“吸”在皮肤上，故B正确；根据热力学第二定律可知，热量能够自发地从高温物体传递到低温物体，但不能自发地从低温物体传递到高温物体，在有外界做功的条件下热传递可以逆向，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。
3、(多选)下列叙述中，正确的是( )A．同一温度下，气体分子速率呈现出“中间多，两头少”的分布规律B．布朗运动是悬浮在液体中固体颗粒的分子无规则运动的反映C．第二类永动机是不可能制造出来的，尽管它不违反热力学第一定律，但它违反热力学第二定律D．物体熔化时吸热，分子平均动能不一定增加解析：选ACD 同一温度下，气体分子速率呈现出“中间多，两头少”的分布规律，选项A正确；布朗运动是悬浮在液体中固体颗粒的运动，是液体分子无规则运动的反映，选项B错误；第二类永动机是不可能制造出来的，尽管它不违反热力学第一定律，但它违反热力学第二定律，选项C正确；物体熔化时吸热，如果温度不变，物体内分子平均动能不变，比如晶体的熔化过程，选项D正确。
2021届高考物理一轮复习热力学定律试题
2021届高考物理一轮复习热力学定律试题学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________一、单选题1．下列关于温度及内能的说法中正确的是（）A．物体吸热，温度一定升高B．一个物体的温度升高，一定是外界对物体做功C．质量和温度相同的冰和水，内能是相同的D．某一铁块，温度降低，内能一定减小2．如图所示，一个与外界绝热的气缸有一个绝热的活塞，中间有一个固定的导热性良好的隔板，封闭着两部分气体A 和B ，活塞处于静止平衡状态，现通过电热丝对A 气体加热一段时间，后来活塞达到新的静止平衡状态，不计气体分子势能，不计活塞与气缸壁的摩擦，大气压强保持不变，则( )A．气体A 吸热，内能增加B．气体B 吸热，对外做功，内能不变C．气体A 和B都做等压变化D．气体B 分子单位时间内对器壁单位面积碰撞次数不变3．如图所示，将空的薄金属筒开口向下压入水中，设水温均匀恒定，筒内空气不泄漏，不计气体分子间的相互作用，则被淹没的金属筒在缓慢下降过程中，下列说法正确的是A．筒内壁与气体接触处，单位时间内碰撞单位面积的气体分子数不变B．筒内气体每一个分子的分子动能都不变C．筒内气体从外界吸热D．筒内气体向外界放热4．下列说法中正确的是．A．分子势能随分子间距离的增大而减小B．超级钢具有高强韧性，其中的晶体颗粒有规则的几何形状C．压强为1atm时，一定量的水蒸发为同温度的水蒸气，吸收的热量等于其增加的内能D．水的温度升高时，水分子的速度都增大5．下列有关热现象的叙述中正确的是A．布朗运动是液体分子无规则的运动B．分子间不可能同时存在引力和斥力C．热量可以从低温物体传递到高温物体，但一定要引起其它的变化D．分子势能一定随分子间距离的增大而增大6．如图所示，现用活塞将一定质量的理想气体封闭在直立圆筒形导热的汽缸中，待系统稳定（活塞处于静止）后逐渐往活塞上堆放细沙，使活塞缓慢下降。
高三物理一轮复习课时跟踪检测(四十二)第十三章热力学定律与能量守恒定律Word含解析
课时追踪检测（四十二）热力学定律与能量守恒定律1． (多项选择 )健身球是一个充满气体的大皮球。
现把健身球放在水平川面上，若在人体压向健身球的过程中球内气体温度保持不变，则()A．气体分子的均匀动能增大B．气体的密度增大C．气体的内能增大D．外界对气体做功分析：选 BD在人压向健身球的过程中，外界对球做功，气体所占的体积减小，故气体的密度增大；气体温度不变，故气体分子的均匀动能不变；因为外界对气体做功，但气体温度不变，故内能不变；由热力学第必定律可知，气体对外放热；故A、C 错误， B、D 正确。
2． (多项选择 )(2016 全·国卷Ⅲ )对于气体的内能，以下说法正确的选项是()A．质量和温度都同样的气体，内能必定同样B．气体温度不变，整体运动速度越大，其内能越大C．气体被压缩时，内能可能不变D．必定量的某种理想气体的内能只与温度相关E．必定量的某种理想气体在等压膨胀过程中，内能必定增添分析：选 CDE气体的内能由物质的量、温度和体积决定，质量和温度都同样的气体，内能可能不一样， A 错误。
内能与物体的运动速度没关， B 错误。
气体被压缩时，若同时对外传热，依据热力学第必定律知内能可能不变， C 正确。
必定量的某种理想气体的内能只与温度相关， D 正确。
依据理想气体状态方程，必定量的某种理想气体在压强不变的状况下，体积变大，则温度必定高升，内能必定增添， E 正确。
3． (多项选择 )(2018 全·国卷Ⅱ )对于实质的气体，以下说法正确的选项是()A．气体的内能包含气体分子的重力势能B．气体的内能包含气体分子之间互相作用的势能C．气体的内能包含气体整体运动的动能D．气体的体积变化时，其内能可能不变E．气体的内能包含气体分子热运动的动能分析：选 BDE气体分子的重力势能随和体整体运动的动能都属于机械能，不是气体的内能，故A、 C 错误；实质气体的内能包含气体的分子动能和分子势能两部分，故B、 E正确；气体体积变化时，分子势能发生变化，气体温度也可能发生变化，则分子势能与分子动能之和可能不变，故 D 正确。
2020版高考物理一轮复习通用版精练：课时检测(七十七)热力学定律(重点突破课)含解析
课时检测(七十七) 热力学定律 (重点突破课)1.(多选)如图所示，导热的汽缸固定在水平地面上，用活塞把一定质量的理想气体封闭在汽缸中，汽缸内部光滑。
现用水平外力F 作用于活塞杆，使活塞缓慢地向右移动，在此过程中，如果环境温度保持不变，下列说法正确的是( )A ．气体分子平均动能不变B ．气体内能减小C ．气体吸收热量D ．气体内能不变，却对外做功，此过程违背热力学第一定律，不可能实现E ．气体是从单一热库吸热，全部用来对外做功，但此过程不违背热力学第二定律解析：选ACE 环境温度保持不变，由于汽缸导热，则汽缸内气体温度不变，故气体分子平均动能不变，故A 正确；一定质量的理想气体的内能只跟温度有关，温度不变，则气体内能不变，故B 错误；气体温度不变，内能不变，体积膨胀时对外做功，根据热力学第一定律知，气体一定吸热，故C 正确；气体内能不变，对外做功，从外界吸收热量，不违背热力学第一定律，可以实现，故D 错误；由热力学第二定律知，不可能从单一热库吸热全部用来做功而不引起其他变化，该气体是从单一热库吸热，全部用来对外做功，此过程是在外界的影响下发生的，所以不违背热力学第二定律，故E 正确。
2．(多选)(2016·海南高考)一定量的理想气体从状态M 可以经历过程1或者过程2到达状态N ，其p -V 图像如图所示。
在过程1中，气体始终与外界无热量交换；在过程2中，气体先经历等容变化再经历等压变化。
对于这两个过程，下列说法正确的是( )A ．气体经历过程1，其温度降低B ．气体经历过程1，其内能减小C ．气体在过程2中一直对外放热D ．气体在过程2中一直对外做功E ．气体经历过程1的内能改变量与经历过程2的相同解析：选ABE 气体经历过程1，压强减小，体积变大，膨胀对外做功，且与外界无热量交换，则内能减小，故温度降低，选项A 、B 正确；气体在过程2中，根据理想气体状态方程pVT ＝C ，开始时，气体体积不变，压强减小，则温度降低，对外放热；然后压强不变，体积变大，膨胀对外做功，则温度升高，吸热，选项C 、D 错误；无论是经历过程1还是过程2，气体初、末状态相同，故内能改变量相同，选项E 正确。
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课时跟踪检测（四十二）热力学定律对点训练：热力学第一定律1．(2015·北京高考)下列说法正确的是( )A．物体放出热量，其内能一定减小B．物体对外做功，其内能一定减小C．物体吸收热量，同时对外做功，其内能可能增加D．物体放出热量，同时对外做功，其内能可能不变解析：选C 根据热力学第一定律(公式ΔU＝Q＋W)可知，做功和热传递都可以改变物体的内能，当外界对物体做的功大于物体放出的热量或物体吸收的热量大于物体对外界做的功时，物体的内能增加，选项A、B错误，选项C正确；物体放出热量同时对外做功，则Q ＋W<0，内能减小，选项D错误。
2．重庆出租车常以天然气作为燃料。
加气站储气罐中天然气的温度随气温升高的过程中，若储气罐内气体体积及质量均不变，则罐内气体(可视为理想气体)( ) A．压强增大，内能减小B．吸收热量，内能增大C．压强减小，分子平均动能增大D．对外做功，分子平均动能减小解析：选B 温度是分子平均动能的宏观标志，故天然气的温度升高过程中，分子平均动能增大，又天然气可视为理想气体，不需要考虑分子势能，而气体质量不变，储气罐内天然气分子数不变，所以气体分子总动能增大，故内能增大，A、D项错；由热力学第一定律可知，气体体积不变，内能增大，则一定从外界吸收热量，B项对；天然气体积不变，随温度升高，气体压强增大，C项错。
3．(2018·常州质检)如图是某喷水壶示意图。
未喷水时阀门K闭合，压下压杆A可向瓶内储气室充气；多次充气后按下按柄B打开阀门K，水会自动经导管从喷嘴处喷出。
储气室内气体可视为理想气体，充气和喷水过程温度保持不变，则( )A．充气过程中，储气室内气体内能增大B．充气过程中，储气室内气体分子平均动能增大C．喷水过程中，储气室内气体放热D．喷水过程中，储气室内气体压强增大解析：选A 充气过程中，储气室内气体的质量增加，气体的温度不变，故气体的平均动能不变，气体内能增大，选项A正确，B错误；喷水过程中，气体对外做功，体积增大，而气体温度不变，则气体吸热，所以气体压强减小，选项C、D错误。
对点训练：热力学第二定律4．(2018·南通期末)关于两类永动机和热力学的两个定律，下列说法正确的是( ) A．第二类永动机不可能制成是因为违反了热力学第一定律B．第一类永动机不可能制成是因为违反了热力学第二定律C．由热力学第一定律可知做功不一定改变内能，热传递也不一定改变内能，但同时做功和热传递一定会改变内能D．由热力学第二定律可知热量从低温物体传向高温物体是可能的，从单一热源吸收热量，完全变成功也是可能的解析：选D 第二类永动机不违反能量守恒定律，违反了热力学第二定律，A错误；第一类永动机不可能制成是因为违反了热力学第一定律，B错误；改变内能的方式有做功和热传递，二者在内能的改变上是一样的，若对外做功的同时吸收热量，内能可能不变，C错误；由热力学第二定律可知热量从低温物体传向高温物体是可能的，从单一热源吸收热量，完全变成功也是可能的，要产生其它影响，D正确。
5．(2018·苏州期末)下列说法正确的是( )A．随着科技的发展，永动机是可能制成的B．太阳照射到地球上的光能转化成了其他形式的能量，但照射到宇宙空间的能量都消失了C．“既要马儿跑，又让马儿不吃草”违背了能量转化和守恒定律，因而是不可能的D．有种“全自动”手表，不用上发条，也不用任何形式的电源，却能一直走动，说明能量是可能凭空产生的解析：选C 永动机违背了能量守恒定律，或违背热力学第一定律，故永远无法制成，故A错误；太阳照射到宇宙空间的能量均能转化成了其他形式的能量，故B错误；马儿奔跑时同样需要消耗能量，故“既要马儿跑，又让马儿不吃草”违背了能量转化和守恒定律，因而是不可能的，故C正确；不用上发条，也不用任何形式的电源，却能一直走动的“全自动”手表是因为手臂的摆动给它提供能量，它不违背能量守恒定律，故D错误。
6．(2018·宿迁期末)热现象过程中不可避免地出现能量耗散现象，所谓能量耗散是指在能量转化过程中无法把流散的能量重新收集加以利用。
关于能量耗散，下列说法不正确的是( )A．能量耗散过程中仍遵从能量守恒定律B．能量耗散表明要节约能源C．能量耗散说明能量的转化有方向性D．能量耗散说明能量在数量上逐渐减少解析：选D 能量耗散的过程是能量向品质低的大气内能转变过程，但是总的能量是守恒的，能量不能凭空产生，也不能凭空消失，故A正确，D错误；能量耗散说明能源使用后品质降低，故表明要节约能源，故B 正确；能量耗散是从能量转化的角度反映出自然界中的宏观过程具有方向性，故C 正确。
7．(2018·郏县期末)下列说法正确的是( )A ．悬浮在液体中的固体微粒越小，布朗运动就越明显B ．分子间的引力随分子间距离的增大而增大，分子间的斥力随分子间距离的增大而减小C ．根据热力学第二定律可知，热量不可能从低温物体传到高温物体D ．气体对器壁的压强是大量分子作用在器壁单位面积上的平均作用力解析：选A 布朗运动的激烈程度与温度的高低和固体颗粒的大小有关，悬浮在液体中的固体微粒越小，布朗运动就越明显，故A 正确；分子间引力和斥力都随分子间距离的增大而减小，故B 错误；根据热力学第二定律可知，热量不可能从低温物体传到高温物体而不引起其他的变化，但在外界影响下热量也能从低温物体传到高温物体，故C 错误；气体对器壁的压强大小等于大量分子作用在器壁单位面积上的平均作用力，但压强与压力是两个不同的概念，故D 错误。
对点训练：气体实验定律与热力学第一定律的综合8．[多选](2015·广东高考)如图为某实验器材的结构示意图，金属内筒和隔热外筒间封闭了一定体积的空气，内筒中有水，在水加热升温的过程中，被封闭的空气( )A ．内能增大B ．压强增大C ．分子间引力和斥力都减小D ．所有分子运动速率都增大解析：选AB 在水加热升温的过程中，封闭气体的温度升高，内能增大，选项A 正确；根据p T＝C 知，气体的压强增大，选项B 正确；气体的体积不变，气体分子间的距离不变，分子间的引力和斥力不变，选项C 错误；温度升高，分子热运动的平均速率增大，但并不是所有分子运动的速率都增大，选项D 错误。
9.[多选]如图所示，汽缸和活塞与外界均无热交换，中间有一个固定的导热性良好的隔板，封闭着两部分气体A 和B ，活塞处于静止平衡状态。
现通过电热丝对气体A 加热一段时间，后来活塞达到新的平衡，不计气体分子势能，不计活塞与汽缸壁间的摩擦，大气压强保持不变，则下列判断正确的是( )A ．气体A 吸热，内能增加B ．气体B 吸热，对外做功，内能不变C ．气体A 分子的平均动能增大D ．气体A 和气体B 内每个分子的动能都增大解析：选AC 气体A 进行等容变化，则W ＝0，根据ΔU ＝W ＋Q 可知气体A 吸收热量，内能增加，温度升高，气体A 分子的平均动能变大，但是不是每个分子的动能都增加，选项A 、C 正确，D 错误；因为中间是导热隔板，所以气体B 吸收热量，温度升高，内能增加；又因为压强不变，故体积变大，气体对外做功，选项B 错误。
10.一定质量的理想气体经历如图所示的一系列过程，ab 、bc 、cd和da 这四段过程在p T 图上都是直线段，ab 和dc 的延长线通过坐标原点O ，bc 垂直于ab ，ad 平行于纵轴，由图可以判断( )A ．ab 过程中气体体积不断减小，外界对气体做正功，气体内能减小B ．bc 过程中气体体积不断减小，外界对气体做正功，气体内能不变C ．cd 过程中气体体积不断增大，气体对外界做正功，气体内能增加D ．da 过程中气体体积不断增大，气体对外界做正功，气体内能不变解析：选D 根据理想气体状态方程pV T ＝C 分析可知，在p T 图像中，图线上各点与坐标原点的连线斜率代表体积，斜率越大体积越小；ab 为过坐标原点的一条倾斜直线，a 到b 为等容过程，即V a ＝V b ，外界对气体不做功，温度降低，气体内能减小，故A 错误；b 到c 图线上各点与坐标原点的连线斜率越来越大，体积越来越小，即V b ＞V c ，外界对气体做正功，b 到c 温度降低，内能减小，故B 错误；c 到d 图线为过坐标原点的一条直线，直线斜率不变，体积不变，气体对外界不做功，温度升高，气体的内能增加，故C 错误；d 到a 图线上各点与坐标原点的连线斜率越来越小，体积越来越大，即V d ＜V a ，气体对外界做正功，温度不变，内能不变，故D 正确。
11.(2018·南通模拟)一定质量的理想气体经历了如图所示的ABCDA 循环，p 1、p 2、V 1、 V 2均为已知量。
已知A 状态的温度为T 0，求：(1)C 状态的温度T ；(2)完成一个循环，气体与外界热交换的热量Q 。
解析：(1)设状态D 的温度为T DC 到D 过程由查理定律：p 2T ＝p 1T D ；D 到A 过程由盖－吕萨克定律：V 2T D ＝V 1T 0解得T ＝p 2V 2p 1V 1T 0。
(直接用气态方程求解同样给分)(2)由C 到D 过程与由A 到B 过程气体体积不变，气体不做功，从B 到C 过程气体对外做功：W BC ＝－p 2(V 2－V 1)从D 到A 过程外界对气体做功：W DA ＝p 1(V 2－V 1)全过程有W ＝W BC ＋W DA ＝(p 1－p 2)(V 2－V 1)由热力学第一定律ΔU ＝Q ＋W ＝0解得Q ＝(p 2－p 1)(V 2－V 1)＞0，气体吸热。
答案：(1)T ＝p 2V 2p 1V 1T 0 (2)Q ＝(p 2－p 1)(V 2－V 1) 12.(2018·扬州七校联考)在如图所示的坐标系中，一定质量的某种理想气体先后发生以下两种状态变化过程：第一种变化是从状态A 到状态B ，外界对该气体做功为6 J ；第二种变化是从状态A 到状态C ，该气体从外界吸收的热量为9 J 。
图线AC 的反向延长线过坐标原点O ，B 、C 两状态的温度相同，理想气体的分子势能为零。
求：(1)从状态A 到状态C 的过程，该气体对外界做的功W 1和其内能的增量ΔU 1；(2)从状态A 到状态B 的过程，该气体内能的增量ΔU 2及其从外界吸收的热量Q 2。
解析：(1)从状态A 到状态C 过程，气体发生等容变化，该气体对外界做功W 1＝0根据热力学第一定律有ΔU 1＝W 1＋Q 1，内能的增量ΔU 1＝Q 1＝9 J 。
(2)从状态A 到状态B 过程，体积减小，温度升高，该气体内能的增量ΔU 2＝ΔU 1＝9 J 根据热力学第一定律 有ΔU 2＝W 2＋Q 2从外界吸收的热量 Q 2＝ΔU 2－W 2＝3 J 。