2024版新教材高考物理一轮复习特训卷-考点86热力学定律与能量守恒定律.docx

考点86热力学定律与能量守恒定律提能力1.（多选）以下现象不违背热力学第二定律的有（）A一杯热茶在打开盖后，茶会自动变凉B没有漏气、没有摩擦的理想热机，其效率可能是100%C桶中浑浊的泥水在静置一段时间后，泥沙下沉，上面的水变清，泥、水自动分离D热量自发地从低温物体传到高温物体2.2022·重庆卷2022年5月15日，我国自主研发的“极目一号”型浮空艇创造了海拔9 032米的大气科学观测世界纪录若在浮空艇某段上升过程中，艇内气体温度降低，体积和质量视为不变，则艇内气体（视为理想气体）（）A吸收热量 B压强增大C内能减小 D对外做负功3.2022·湖南卷，改编（多选）利用“涡流效应”可实现冷热气体的分离如图，一冷热气体分离装置由喷嘴、涡流室、环形管、分离挡板和冷热两端管等构成高压氮气由喷嘴切向流入涡流室中，然后以螺旋方式在环形管中向右旋转前进，分子热运动速率较小的气体分子将聚集到环形管中心部位，而分子热运动速率较大的气体分子将聚集到环形管边缘部位气流到达分离挡板处时，中心部位气流与分离挡板碰撞后反向，从A端流出，边缘部位气流从B端流出下列说法正确的是（）A该装置气体进出的过程满足能量守恒定律，但违背了热力学第二定律BA端流出的气体分子热运动平均速率一定小于B端流出的CA端流出的气体内能一定大于B端流出的D该装置气体进出的过程既满足能量守恒定律，也满足热力学第二定律4.许多庆典活动都会放飞美丽的气球，在空中缓慢上升过程中气球体积变大已知环境温度随高度增加而降低，球内气体可视为理想气体，气球不漏气在上升过程，球内气体（）A内能增大B体积增大说明气体温度升高C所有分子的动能都减小D减小的内能大于放出的热量5.2022·山东卷如图所示，内壁光滑的绝热气缸内用绝热活塞封闭一定质量的理想气体，初始时气缸开口向上放置，活塞处于静止状态，将气缸缓慢转动90°过程中，缸内气体（）A内能增加，外界对气体做正功B内能减小，所有分子热运动速率都减小C温度降低，速率大的分子数占总分子数比例减少D温度升高，速率大的分子数占总分子数比例增加6.有一种在超市中常见的“强力吸盘挂钩”如图甲所示图乙、图丙是其工作原理示意图使用时，按住锁扣把吸盘紧压在墙上（如图乙），然后把锁扣扳下（如图丙），让锁扣以盘盖为依托把吸盘向外拉出，使吸盘牢牢地被固定在墙壁上，若吸盘内气体可视为理想气体，且温度始终保持不变则此过程中（）A吸盘内气体要吸收热量B吸盘内气体分子的密度增大C吸盘被向外拉出过程中，吸盘内气体不对外界做功D吸盘内气体压强增大7.2022·江苏卷如图所示，一定质量的理想气体分别经历ab和ac两个过程，其中ab为等温过程，状态b、c的体积相同，则（）A状态a的内能大于状态bB状态a的温度高于状态cCac过程中气体吸收热量Dac过程中外界对气体做正功8.2023·山东省模拟2022年伊始，奥密克戎变异毒株较以往新型冠状病毒传播更快，危害更大，特别是疫情区快件也会携带新冠病毒，勤消毒是一个很关键的防疫措施如图所示是某种家庭便携式防疫消毒用的喷雾消毒桶及其原理图，内部可用容积为2 L，工作人员装入稀释过的1.2 L药液后旋紧壶盖，关闭喷水阀门，拉动压柄打气，每次打入压强为1 atm，体积为0.1 L的气体，此时大气压强为1 atm，当壶内压强增大到2 atm时，开始打开喷阀消杀，假设壶内温度保持不变，若不计管内液体体积下列说法正确的是（）A工作人员共打气9次B打开阀门，当壶内不再喷出消毒液时，壶内剩余消毒液的体积为0.4 LC打开阀门，当壶内不再喷出消毒液时，壶内剩余消毒液的体积为0.1 LD消毒液喷出过程，气体对外做功，对外做功大于从外界吸收热量9.2022·辽宁卷一定质量的理想气体从状态a变化到状态b，其体积V和热力学温度T变化图像如图所示，此过程中该系统（）A对外界做正功 B压强保持不变C向外界放热 D内能减少10.2022·全国甲卷，改编（多选）一定量的理想气体从状态a变化到状态b，其过程如p­T图上从a到b的线段所示在此过程中（）A气体一直对外做功B气体的内能一直增加C气体一直从外界吸热D气体吸收的热量等于其对外做的功11.2023·河北邯郸二模（多选）如图所示，一定量的理想气体经历三个不同过程，从状态a经过热力学过程ab、bc、ca后又回到状态a.下列说法正确的是（）Aab过程中，气体的体积不变Bab过程中，外界对气体做正功Cbc过程中，气体始终吸热Dca过程中，c状态的体积Vc与a状态的体积Va的关系式为4.731512.2023·北京东城区三模如图所示，质量为m的活塞将一定质量的理想气体封闭在气缸内，活塞与气缸之间无摩擦将气缸放在冰水混合物中，气体达到平衡状态（图中a状态）后，在活塞上加一质量为m的砝码，经过过程气体达到新的平衡状态（图中b状态），再将气缸从容器中移出放到室温（27 ）中，经过过程在达到c平衡状态已知大气压强保持不变下列说法中正确的是（）A过程中理想气体从外界吸收热量B过程中理想气体从外界吸收热量Cc状态与a状态相比，c状态的气体分子对活塞的作用力较小D理想气体在b状态的内能大于在a状态的内能13.2022·北京卷如图所示，一定质量的理想气体从状态a开始，沿图示路径先后到达状态b和c.下列说法正确的是（）A从a到b，气体温度保持不变B从a到b，气体对外界做功C从b到c，气体内能减小D从b到c，气体从外界吸热14.2022·湖北卷一定质量的理想气体由状态a变为状态c，其过程如p ­ V图中ac直线段所示，状态b对应该线段的中点下列说法正确的是（）Aab是等温过程Bab过程中气体吸热Cac过程中状态b的温度最低Dac过程中外界对气体做正功15.2022·全国乙卷，改编（多选）一定量的理想气体从状态a经状态b变化到状态c，其过程如T­V图上的两条线段所示则气体在（）A状态a处的压强大于状态c处的压强B由a变化到b的过程中，气体对外做功C由b变化到c的过程中，气体的压强不变D由a变化到b的过程中，气体从外界吸热16.2023·江苏扬州中学最后一模一定质量的理想气体的状态按图中箭头方向的顺序变化，其中AB延长线过原点，BC平行于T轴，A、B、C状态下的温度已在图中标示（为已知），其中C状态下气体体积为20 L，求：（1）A、B状态下的体积；（2）若整个过程做功为60 J，求A状态下的气体压强考点86热力学定律与能量守恒定律提能力1答案：AC解析：热茶自动变凉是热量从高温物体传递到低温物体，A正确；任何热机效率都不可能达到100%，B错误；泥水分离是机械能(重力势能)向内能的转化，C正确；热量不能自发地从低温物体传到高温物体，D错误2答案：C解析：由于浮空艇上升过程中体积和质量均不变，则艇内气体不做功；根据C可知温度降低，则艇内气体压强减小，气体内能减小；又根据UWQ可知气体放出热量，C正确3答案：AB解析：A端流出的气体分子热运动速率较小，B端流出的气体分子热运动速率较大，所以从A端流出的气体分子热运动平均速度小于从B端流出的，B正确；A端流出的气体分子热运动速率较小，B端流出的气体分子热运动速率较大，则从A端流出的气体分子平均动能小于从B端流出的气体分子平均动能，内能的多少还与分子数有关；依题意，不能得出从A端流出的气体内能一定大于从B端流出的气体内能，C错误；该装置将冷热不均气体的进行分离，喷嘴处有高压，即通过外界做功而实现的，并非是自发进行的，没有违背热力学第二定律；温度较低的从A端出、较高的从B端出，也符合能量守恒定律，A正确，D错误4答案：D解析：温度随高度增加而降低，在上升过程，温度降低，一定质量的理想气体的内能取决于温度，故内能减小，故A错误；根据理想气体状态方程C，上升过程体积增大，但是压强同时也减小，无法从体积变化去说明温度变化，故B错误；温度降低说明分子平均动能减小，但不是所有分子的动能都减小，故C错误；上升过程体积增大，说明外界对气体做负功，根据热力学第一定律UQW，可知，减小的内能等于放出的热量与气体对外界做功大小之和，故减小的内能大于放出的热量，故D正确5答案：C解析：初始时气体的压强p1p0，体积为V1，温度为T1；将气缸缓慢转过90°后，气体的压强为p2p0，体积为V2，温度为T2.易知V2>V1，故气体对外界做功，因气缸和活塞都是绝热的，根据热力学第一定律可得U<0，由于理想气体内能只与气体温度有关，所以T1>T2，A、D错误内能减小，不是所有气体分子热运动速率都减小，但速率大的分子数占总分子数的比例减小，B错误，C正确6答案：A解析：吸盘内气体体积增大，气体对外做功，W<0，由于气体温度不变，气体内能不变，U0，由热力学第一定律UWQ，可知QUW>0，吸盘内气体要吸收热量，A正确，C错误；吸盘内气体分子数不变，而气体体积变大，则吸盘内气体分子的密度减小，B错误；吸盘内气体温度不变而体积变大，由玻意耳定律PVC可知，吸盘内气体压强减小，D错误7答案：C解析：由于ab的过程为等温过程，即状态a和状态b温度相同，分子平均动能相同，对于理想气体状态a的内能等于状态b的内能，A错误；由于状态b和状态c体积相同，且pb<pc，根据理想气体状态方程可知Tb<Tc，又因为TaTb，故Ta<Tc，B错误；因为ac过程气体体积增大，气体对外界做正功；而气体温度升高，内能增加，根据UWQ可知气体吸收热量，C正确，D错误8答案：B解析：设工作人员共打气n次，根据玻意耳定律有1 atm×(2 L1.2 L)n·1 atm×0.1 L2 atm×(2 L1.2 L)解得n8，故A错误；打开阀门后，根据玻意耳定律有2 atm×0.8 L1 atm×V气解得，壶内不再喷出消毒液时，壶内气体的体积为1.6 L，则壶内剩余消毒液的体积为0.4 L，故B正确，C错误；由于壶内温度保持不变，则壶内气体的内能不变，则根据热力学第一定律UQW，可知气体对外做功的多少等于从外界吸收热量的多少，故D错误9答案：A解析：理想气体从状态a变化到状态b，体积增大，理想气体对外界做正功，A正确；由图可知VV0kT，根据理想气体的状态方程有C，联立有p，可看出T增大，p增大，B错误；理想气体从状态a变化到状态b，温度升高，内能增大，D错误；理想气体从状态a变化到状态b，由选项AD可知，理想气体对外界做正功且内能增大，则根据热力学第一定律可知气体向外界吸收热量，C错误10答案：BC解析：因从a到b的p ­ T图像过原点，由C可知从a到b气体的体积不变，则从a到b气体不对外做功，A错误；因从a到b气体温度升高，可知气体内能增加，B正确；因W0，U>0，根据热力学第一定律UWQ可知，气体一直从外界吸热，且气体吸收的热量等于内能增加量，C正确，D错误11答案：BC解析：ab过程，b与绝对零度连线的斜率大于a与绝对零度连线的斜率，则b状态气体的体积小于a状态气体的体积，则ab过程中体积减小，气体对外做功，故A错误，B正确；bc过程中，气体温度不变，压强变小，体积变大，故气体内能不变，对外做功，根据热力学第一定律可知，气体始终吸热，故C正确；ca过程中，气体压强不变，等压变化，得，c状态的体积Vc与a状态的体积Va的关系式为4.731 5，故D错误12答案：B解析：过程中理想气体体积减小，外界对气体做功，温度不变，内能不变，则气体向外界放热，A错误；过程中理想气体体积变大，气体对外做功，温度升高，内能增加，则气体从外界吸收热量，B正确；c状态与a状态相比，c状态的温度较高，分子平均速率较大，则气体分子对活塞的作用力较大，C错误；理想气体在b状态的温度等于在a状态的温度，则两态的内能相等，D错误13答案：D解析：一定质量的理想气体从状态a开始，沿题图路径到达状态b过程中气体发生等容变化，压强减小，根据查理定律C，可知气体温度降低，再根据热力学第一定律UQW，由于气体不做功，内能减小，则气体放热，A、B错误；一定质量的理想气体从状态b沿题图路径到达状态c过程中气体发生等压变化，体积增大，根据C，可知气体温度升高，内能增大，再根据热力学第一定律UQW，可知b到c过程吸热，且吸收的热量大于功值，C错误、D正确14答案：B解析：根据理想气体的状态方程C，可知ab气体温度升高，内能增加，且体积增大气体对外界做功，则W< 0，由热力学第一定律UWQ可知ab过程中气体吸热，A错误、B正确；根据理想气体的状态方程C可知，p ­ V图像的坐标值的乘积反映温度，a状态和c状态的坐标值的乘积相等，而中间状态的坐标值乘积更大，ac过程的温度先升高后降低，且状态b的温度最高，C错误；ac过程气体体积增大，外界对气体做负功，D错误15答案：ABD解析：根据理想气体状态方程可知T·V，即T ­ V图像的斜率为，所以papb>pc，A正确，C错误；理想气体由a变化到b的过程中，因体积增大，则气体对外做功，B正确；理想气体由a变化到b的过程中，温度升高，则内能增大，由热力学第一定律有UQW，而U>0，W<0，则有UQ|W|，可得Q>0，Q>U，即气体从外界吸热，且从外界吸收的热量大于其增加的内能，D正确16答案：(1)15 L(2)4×103Pa解析：(1)对BC过程由等压变化(盖吕萨克定律)有所以VBVC由于TB150 K，TC200 K；VC20 L解得VB15 L由图AB延长线过原点，知A到B为等容变化，所以VAVB15 L(2)由于A到B等容变化，不做功，所以WBCWABC60 J又WBCPB·(VCVB)联立得PB1.2×104Pa从A到B等容变化，由查理定律得解得PAPBPB将B状态压强PB1.2×104Pa代入得PA4×103Pa