2017高考物理熱力學定律專項練習題第Ⅰ卷(選擇題，共52分)

　　1.把浸有乙醚的一小塊棉花放在厚玻璃筒的底部，當快速下壓活塞時，由于被壓縮的空氣驟然變熱，溫度升高，達到乙醚的燃點，使浸有乙醚的棉花燃燒起來，此實驗的目的是要說明(　　)

　　A.做功可以升高物體的溫度

　　B.做功可以改變物體的內能

　　C.做功一定可以增加物體的內能

　　D.做功可以增加物體的熱量

　　解析：當快速下壓活塞時，對空氣做功，改變了空氣的內能，使空氣的溫度升高，達到乙醚的燃點，使浸有乙醚的棉花燃燒起來，故B正確.

　　答案：B

　　2.(2012•高考課標全國理綜)關于熱力學定律，下列說法正確的是(　　)

　　A.為了增加物體的內能，必須對物體做功或向它傳遞熱量

　　B.對某物體做功，必定會使該物體的內能增加

　　C.可以從單一熱源吸收熱量，使之完全變為功

　　D.不可能使熱量從低溫物體傳向高溫物體

　　E.功轉變為熱的實際宏觀過程是不可逆過程

　　解析：改變內能的方法有做功和熱傳遞兩種，所以為了增加物體的內能，必須對物體做功或向它傳遞熱量，選項A正確;對物體做功的同時向外界放熱，則物體的內能可能不變或減小，選項B錯誤;根據熱力學第二定律可知，在對外界有影響的前提下，可以從單一熱源吸收熱量，使之完全變為功，選項C正確;在有外界做功的條件下，可以使熱量從低溫物體傳遞到高溫物體，選項D錯誤;根據熱力學第二定律可知，選項E正確.

　　答案：ACE

　　3.(2013•青島高二檢測)一定質量的某種氣體(忽略氣體分子間的作用力)，在保持溫度不變的情況下，壓強由p變為p/2.在這個過程中下列說法中正確的是(　　)

　　A.氣體一定吸收熱量，內能減小

　　B.氣體一定吸收熱量，內能不變

　　C.氣體可能放出熱量，內能增加

　　D.氣體一定放出熱量，內能不變

　　解析：氣體忽略分子間作用力，則不考慮分子勢能，溫度不變，平均動能不變，內能不變，由等溫變化規律可知，氣體體積膨脹為原來的2倍，對外做功，由熱力學第一定律知，氣體從外界吸收熱量，B對，A、C、D錯.

　　答案：B

　　4.飛機在萬米高空飛行時，艙外氣溫往往在-50 ℃以下.在研究大氣現象時可把溫度、壓強相同的一部分氣體作為研究對象，叫做氣團.氣團直徑可達幾千米.由于氣團很大，邊緣部分與外界的熱交換對整個氣團沒有明顯影響，可以忽略.高空氣團溫度很低的原因可能是(　　)

　　A.地面的氣團上升到高空的過程中膨脹，同時對外放熱，使氣團自身溫度降低

　　B.地面的氣團上升到高空的過程中收縮，同時從周圍吸收熱量，使周圍溫度降低

　　C.地面的氣團上升到高空的過程中膨脹，氣團對外做功，氣團內能大量減小，氣團溫度降低

　　D.地面的氣團上升到高空的過程中收縮，外界對氣團做功，故周圍溫度降低

　　解析：由熱力學第一定律，物體內能的變化ΔU與做功W和熱傳遞Q有關，滿足ΔU=W+Q，氣團在上升的過程中，不斷膨脹，氣體對外做功，又由于氣團很大，其邊緣與外界的熱傳遞作用對整個氣團的影響可忽略，因而內能不斷減小，所以氣團的溫度會降低.

　　答案：C

　　5.一定量的氣體吸收熱量，體積膨脹并對外做功，則此過程的末態與初態相比(　　)

　　A.氣體內能一定增加

　　B.氣體內能一定減小

　　C.氣體內能一定不變

　　D.氣體內能是增是減不能確定

　　解析：由熱力學第一定律ΔU=Q+W可判斷：氣體吸收熱量，Q為正值;氣體體積膨脹對外做功，W為負值，由于不知道Q與W絕對值的關系，因此氣體的內能變化無法確定.

　　答案：D

　　6.關于能量和能源，下列說法中正確的是(　　)

　　A.化石能源是清潔能源;水能是可再生能源

　　B.人類在不斷地開發和利用新能源，所以能量可以被創造

　　C.在能源的利用過程中，由于能量在數量上并未減少，所以不需要節約能源

　　D.能量耗散現象說明：在能量轉化的過程中，雖然能的總量并不減少，但能量品質降低了

　　解析：化石能源在燃燒時放出SO2、CO2等氣體，形成酸雨和溫室效應，破壞生態環境，不是清潔能源，A項錯誤;能量是守恒的，既不能被創造也不可能消失，但能量品質會下降，故要節約能源，B、C均錯，D項正確.

　　答案：D

　　7.關于熱力學定律，下列說法中正確的是(　　)

　　A.隨著高科技的不斷發展，絕對零度是可以達到的

　　B.熱力學第二定律是熱力學第一定律的推論

　　C.因為第二類永動機不違反能量守恒定律，所以它將會被制造出來

　　D.熱量能夠自發地從高溫物體傳遞到低溫物體，不能自發地從低溫物體傳遞到高溫物體

　　解析：絕對零度不可以達到，A項錯誤;熱力學第一定律側重能量守恒，熱力學第二定律側重熱學現象的方向性，故B項錯誤;第二類永動機雖不違反能量守恒定律，但違反熱力學第二定律，故不能被制造出來，C錯;由熱力學第二定律知，D正確.

　　答案：D

　　8.(2012•高考廣東理綜)景頗族的祖先發明的點火器如圖所示，用牛角做套筒，木制推桿前端粘著艾絨，猛推推桿，艾絨即可點燃.對筒內封閉的氣體，在此壓縮過程中(　　)

　　A.氣體溫度升高，壓強不變

　　B.氣體溫度升高，壓強變大

　　C.氣體對外界做正功，氣體內能增加

　　D.外界對氣體做正功，氣體內能減少

　　解析：猛推推桿，封閉在套筒中的氣體被壓縮，外界對氣體做功，套筒由牛角做成，導熱能力很差，且壓縮過程用時極短，故壓縮過程可看做絕熱過程.由ΔE=W可知氣體的內能增加，溫度升高，根據pVT=C可知因T增大，V減小，故p增大，選項B正確.

　　答案：B

　　9.(2013•萍鄉高二檢測)如圖所示，絕熱的汽缸與絕熱的活塞A、B密封一定質量的空氣后水平放置在光滑地面上，不計活塞與汽缸壁的摩擦，現用電熱絲給汽缸內的氣體加熱，在加熱過程中(　　)

　　A.汽缸向左移動

　　B.活塞A、B均向左移動

　　C.密封氣體的內能一定增加

　　D.汽缸中單位時間內作用在活塞A和活塞B上的分子個數相同

　　解析：對汽缸整體分析，外部各個方向上受到大氣的壓力相等，所以汽缸保持靜止，A錯;用電熱絲給汽缸內的氣體加熱后，汽缸內的氣體溫度升高，內能增大，壓強變大，活塞A、B均向外運動，B錯，C正確;活塞A的面積大于活塞B的面積，單位時間內作用在活塞A和活塞B上的分子個數不同，D錯.

　　答案：C

　　10.如圖所示，用導熱的固定隔板把一容器隔成容積相等的甲、乙兩部分，甲、乙中分別有質量相等的氮氣和氧氣.在達到平衡時，它們的溫度必相等，若分子勢能可忽略，則甲、乙中(　　)

　　A.氣體的壓強相等

　　B.氣體分子的平均動能相等

　　C.氣體的內能相等

　　D.氣體分子的平均速率相等

　　解析：由于溫度是分子平均動能的標志，所以在達到平衡時，它們的溫度相等，氣體分子的平均動能必相等.

　　答案：B

　　11.下面設想符合能量守恒定律的是(　　)

　　A.利用永久磁鐵間的作用力造一臺永遠轉動的機器

　　B.做成一條船利用河水的能量逆水航行

　　C.通過太陽照射飛機使飛機起飛

　　D.不用燃料使河水升溫

　　解析：利用磁場能可能使磁鐵所具有的磁場能轉化為動能，但由于摩擦力的不可避免性，動能最終轉化為內能，使轉動停止，故A錯;讓船先靜止在水中，設計一臺水力發電機使船獲得足夠電能，然后把電能轉化為船的動能使船逆水航行;同理可利用光能的可轉化性和電能的可收集性，使光能轉化為飛機的機械能，實現飛機起飛，故B、C正確;設計水壩利用河水的重力勢能發電，一部分重力勢能通過水輪機葉片轉化為水的內能，另外電能也可轉化為內能使水升溫，故D正確.

　　答案：BCD

　　12.如圖所示，一定質量的理想氣體，從狀態A經絕熱過程A→B、等容過程B→C、等溫過程C→A又回到了狀態A，則(　　)

　　A.A→B過程氣體降溫

　　B.B→C過程氣體內能增加，可能外界對氣體做了功

　　C.C→A過程氣體放熱

　　D.全部過程氣體做功為零

　　解析：A→B過程氣體絕熱膨脹，氣體對外界做功，其對應的內能必定減小，即氣體溫度降低，選項A正確;B→C過程氣體等容升壓，由p/T=C(常量)可知，氣體溫度升高，其對應內能增加，因做功W=0，選項B錯;C→A過程氣體等溫壓縮，故內能變化為零，但外界對氣體做功，因此該過程中氣體放熱，選項C正確;A→B過程氣體對外做功，其數值等于AB線與橫軸包圍的面積.B→C過程氣體不做功.C→A過程外界對氣體做功，其數值等于CA線與橫軸包圍的面積，顯然全過程對氣體做的凈功為ABC封閉曲線包圍的面積，選項D不正確.

　　答案：AC

　　13.(2013•南通市高二檢測)

　　導熱汽缸開口向下，內有理想氣體，缸內活塞可自由滑動且不漏氣，活塞下掛一個沙桶，沙桶裝滿沙子時，活塞恰好靜止，現在把沙桶底部鉆一個小洞，細沙慢慢漏出，并緩慢降低汽缸外部環境溫度，則(　　)

　　A.氣體壓強增大，內能可能不變

　　B.外界對氣體做功，氣體溫度降低

　　C.氣體體積減小，壓強增大，內能一定減小

　　D.外界對氣體做功，氣體內能一定增加

　　解析：由平衡條件知活塞受到的沙桶拉力減小，其他力如重力、大氣壓力不變，則氣體壓強增大、體積減小，外界對氣體做功，由于環境溫度緩慢降低，則氣體內能減少，由ΔU=W+Q知Q<0，即向外放熱.

　　答案：BC

　　2017高考物理熱力學定律專項練習題第Ⅱ卷(非選擇題，共48分)

　　二、計算題(本大題共4小題，共48分，要有必要的文字說明和解題步驟，有數值計算的題要注明單位)

　　14.一定量的氣體內能增加了3×105 J.

　　(1)若吸收了2×105 J的熱量，則是氣體對外做功，還是外界對氣體做功?做了多少焦耳的功?

　　(2)若氣體對外界做了4×105 J的功，則是氣體放熱還是從外界吸熱?放出或吸收的熱量是多少?

　　解析：(1)由ΔU=W+Q知

　　W=ΔU-Q=3×105 J-2×105 J=1×105 J.

　　W>0，外界對氣體做功.

　　(2)由ΔU=W+Q知Q=ΔU-W=3×105 J-(-4×105 J)=7×105 J.

　　Q為正值，從外界吸收熱量.

　　答案：(1)外界對氣體做功　1×105 J

　　(2)吸熱　7×105 J

　　15.如圖所示的裝置，可利用汽缸內密閉氣體的膨脹將工件舉起.缸壁和活塞均由絕熱材料制成，活塞質量6 kg，橫截面積0.04 m2，工件質量94 kg.假設活塞可沿汽缸壁無摩擦滑動，氣體分子之間的勢能可忽略.開始時活塞和工件均靜止，現通過電熱絲對氣體加熱一段時間，氣體吸收熱量2.4×103 J，同時活塞推動工件緩慢升高了0.3 m.已知大氣壓強為1.0×105 Pa，取g=10 m/s2.求：

　　(1)此過程中氣體對外做功是多少?氣體的內能變化了多少?

　　(2)初、末兩個狀態比較，哪個狀態下氣體分子的平均動能大?說明理由.

　　解析：(1)根據題意，此過程中氣體對外做功等于氣體推動活塞所做的功，即W=(M+m)gh+p0Sh

　　代入數值得W=1 500 J

　　由熱力學第一定律ΔU=Q+W

　　得氣體的內能增加

　　ΔU=2.4×103 J-1.5×103 J=9.0×102 J.

　　(2)末狀態氣體分子的平均動能大.因為在氣體分子勢能可忽略的情況下，氣體的內能僅與溫度有關，該過程氣體內能增加了，說明氣體溫度升高了，而溫度是分子平均動能的標志，所以末狀態氣體分子的平均動能大.

　　答案：(1)1 500 J　增加了9.0×102 J　(2)末狀態　理由見解析

　　16.(2013•河北省衡水中學高三期末)如圖所示，一定質量的理想氣體從狀態A變化到狀態B，再由狀態B變化到狀態C.已知狀態A的溫度為300 K.

　　(1)求氣體在狀態B的溫度;

　　(2)由狀態B變化到狀態C的過程中，氣體是吸熱還是放熱?簡要說明理由.

　　解析：(1)由理想氣體的狀態方程：pAVATA=pBVBTB.代入數據可得，氣體在狀態B的溫度TB=pBVBTApAVA=1 200 K.

　　(2)由狀態B到狀態C，氣體做等容變化，由查理定律得：pBTB=pCTC，則TC=pCpBTB=600 K，故氣體由狀態B到狀態C為等等容變化，不做功，但溫度降低，內能減小.根據熱力學第一定律ΔU=W+Q，ΔU<0，W=0，故Q<0，可知氣體要放熱.

　　答案：見解析

　　17.“奮進號”航天飛機進行過一次太空飛行，其主要任務是給國際空間站安裝太陽能電池板.該太陽能電池板長L=73 m，寬d=12 m，將太陽能轉化為電能的轉化率為η=20%，已知太陽的輻射總功率為P0=3.83×1026 W，以地日距離為R0=1.5×1011m，國際空間站離地面的高度為h=370 km，它繞地球做勻速圓周運動約有一半時間在地球的陰影內，所以在它能發電的時間內將把所發電的一部分儲存在畜電池內.由以上數據，估算這個太陽能電池板能對國際空間站提供的平均功率是多少?

　　解析：由于國際空間站離地面的高度僅為地球半徑的約三十五分之二，可認為是近地衛星，h遠小于R0，因此它離太陽的距離可認為基本不變，就是地日距離R0.

　　太陽的輻射功率應視為均勻分布在以太陽為球心，地日距離為半徑的球面上，由此可以算出每平方米接收到的太陽輻射功率為I0=P04πR20≈1.36 kW/m2

　　電池板發電時的電功率為

　　P=I0Ldη ≈2.4×105W

　　由于每天只有一半時間可以發電，所以平均功率只是發電時電功率的一半即120 kW.

　　答案：120 kW

猜你感興趣：

1.2017高考物理模擬試題及答案

2.2017高考物理公式歸納

3.2017高考物理萬有引力定律專題訓練

4.2017高考物理復習必背公式

5.2017高考物理公式匯總