专题04 热力学定律(练习)-2022-2023学年高二物理备课高效互动课件（人教2019选择性必修第三册）

热力学定律练习 1．（2023春·湖南长沙·高二长沙一中校考期中）(多选)如图所示，一定质量的理想气体从状态A依次经过状态B、C、D后再回到状态A。其中，和为等温过程，和为绝热过程。下列说法正确的是（　　） A．过程中，气体吸收的热量等于气体对外界做的功 B．过程中，单位时间内单位面积上器壁碰撞的分子数变多 C．过程中，单位时间内单位面积上器壁碰撞的分子数变少 D．过程中气体对外做的功与过程中外界对气体做的功相等 1．AD 【详解】A．过程为等温变化，体积变大，则气体对外做功，根据热力学第一定律可知气体吸收的热量等于气体对外界做的功，A正确； B．过程为绝热过程，体积变大，则气体对外做功，则气体内能减小，温度降低，压强减小，单位时间内单位面积上器壁碰撞的分子数变少，B错误； C．过程为等温变化，体积减小，压强变大，单位时间内单位面积上器壁碰撞的分子数变多，C错误； D．B→C过程中 由于内能 ，故 由热力学第一定律可知，两个过程均绝热 可知B→C过程中气体对外做的功与D→A过程中外界对气体做的功相等，D正确。 故选AD。 2．（2023·吉林·统考三模）(多选)气压式升降椅通过气缸上下运动来调节椅子升降，其简易结构如图甲所示，圆柱形气缸与椅面固定连接，柱状气缸杆与底座固定连接。可上下移动的气缸与气缸杆之间封闭一定质量的理想气体，设气缸气密性、导热性良好，忽略摩擦力。气体的压强和体积倒数的关系如图乙所示，升降椅无人坐时，气体的状态为A。某人缓慢坐在座椅上直到双脚离开地面，气体达到稳定状态B。然后打开空调调节室内温度，经过一段时间室内温度缓慢变化到设定温度，稳定后气体状态为C。最后人缓慢离开椅面，气体最终达到另一个稳定状态D。已知气缸的横截面积为S，重力加速度大小为g。下列说法正确的是（    ） A．人的质量可表示为 B．气体在状态A的温度高于状态D的温度 C．气体从状态A到状态D，气体向外放出的热量大于外界对气体做的功 D．气体在状态C比在状态A时单位时间内碰撞单位面积容器壁的分子数少 2．BC 【详解】A．升降椅无人坐时，气体的状态为A。某人缓慢坐在座椅上直到双脚离开地面，气体达到稳定状态B，根据 得 故A错误； B．根据 图像与原点连线的斜率代表温度的大小，所以气体在状态A的温度高于状态D的温度，故B正确； C．气体从状态A到状态D，体积减小，温度降低，外界对气体做功，气体内能减小，根据热力学第一定律，气体向外放出的热量大于外界对气体做的功，故C正确； D．状态C体积小，温度低，分子平均动能小，但是压强高，根据压强微观解释可知，在状态C比在状态A时单位时间内碰撞单位面积容器壁的分子数多，故D错误。 故选BC。 3．（2023·广东佛山·统考二模）“奋斗号”潜水器2020年成功坐底马里亚纳海沟，标志着我国载人深潜技术已达世界领先水平。现利用固定在潜水器体外的一个密闭气缸做验证性实验：如图，气缸内封闭一定质量的理想气体，轻质导热活塞可自由移动。在潜水器缓慢下潜的过程中，海水温度逐渐降低，则此过程中理论上被封闭的气体（　　） A．从外界吸热 B．压强与潜水器下潜的深度成正比 C．体积与潜水器下潜的深度成反比 D．单位时间内气体分子撞击单位面积器壁的次数增多 3．D 【详解】A．在潜水器缓慢下潜的过程中，海水温度逐渐降低，则此过程中理论上被封闭的气体向外界放热，故A错误； B．气体压强 压强与潜水器下潜的深度成一次函数关系，故B错误； C．根据 得 可知体积与潜水器下潜的深度不成反比，故C错误； D．压强增大，温度降低，则单位时间内气体分子撞击单位面积器壁的次数增多，故D正确。 故选D。 4．（2023·辽宁·校联考模拟预测）水火箭是同学们喜爱的动手动脑科普玩具，发射最高世界记录为。如图所示，被压缩的高压空气膨胀使水从水火箭尾部的喷嘴向下高速喷出，饮料瓶受到反作用力而快速上升，短时间内不考虑热传递。在此过程中（　　） A．外界对气体做功 B．气体的内能全部转化为机械能 C．气体的温度降低，每一个气体分子的速率都将减小 D．单位时间内容器内壁单位面积受到气体分子的撞击次数将减小 4．D 【详解】A．水火箭的原理被压缩的高压空气膨胀使水从水火箭尾部的喷嘴向下高速喷出，可知此过程中气体对外做功，故A错误； B．根据热力学第二定律可知，能量的转化率不可能达到百分之百，故B错误； C．根据热力学第一定律可知，短时间内在不考虑热传递的情况下，气体对外做功，则气体的内能减小，温度降低，气体分子的平均动能减小，即平均速率减小，而单个气体分子的速率有可能增大，也有可能不变，甚至有可能更小，故C错误； D．气体对外做功，体积增大，单位体积内的分子数减小，而温度降低又使得气体分子的平均速率减小，气体压强减小，因此单位时间内容器内壁单位面积受到气体分