第十四章 课时作业(38) 热力学定律与能量守恒定律（Word练习）-【优化指导】2024高考物理一轮复习高中总复习·第1轮（人教版 浙江专用）

课时作业(38)　热力学定律与能量守恒定律 [基础应用] 1．木箱静止于水平地面上，现在用一个80 N的水平推力推动木箱前进10 m，木箱受到地面的摩擦力为60 N，则转化为木箱与地面系统的内能U和转化为木箱的动能Ek分别是(空气阻力不计)(　　) A．U＝200 J，Ek＝600 J　　　 B．U＝600 J，Ek＝200 J C．U＝600 J，Ek＝800 J D．U＝800 J，Ek＝200 J B　解析：由于摩擦生热知U＝Q＝Ffx＝60×10 J＝600 J，再由能量守恒定律得Ek＝Fx－U＝80×10 J－600 J＝200 J．故B正确． 2．(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稳定后，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 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． 3．(多选)(2021·重庆八中模拟)下列说法正确的是(　　) A．液体分子的无规则热运动就是布朗运动 B．晶体不一定有各向异性 C．晶体有固定的熔点 D．一个热力学系统的内能增量等于外界向它传递的热量与外界对它所做的功的和 BCD　解析：布朗运动是悬浮在液体中的固体颗粒的无规则运动，不是液体分子的无规则运动，故A错误；单晶体有各向异性，多晶体有各向同性，故B正确；晶体一定有固定的熔点，故C正确；根据热力学第一定律可知，系统的内能增量等于外界向它传递的热量与外界对它所做的功的和，即ΔU＝W＋Q，故D正确． 4．(2020·江苏卷)一定质量的理想气体从状态A经状态B变化到状态C，其p­图像如图所示，求该过程中气体吸收的热量Q. 答案：2×105 J 解析：A→B过程，外界对气体做的功W1＝p(VA－VB)， B→C过程W2＝0，根据热力学第一定律得ΔU＝(W1＋W2)＋Q，A和C的温度相等ΔU＝0，代入数据解得Q＝2×105 J． 5．如图所示，体积为V0、内壁光滑的圆柱形导热汽缸顶部有一质量和厚度均可忽略的活塞(大小不计)，汽缸内密封有温度为3T0、压强为2p0的理想气体．p0和T0分别为大气的压强和温度．已知气体内能U与温度T的关系为U＝aT，a为正的常量；汽缸内气体的所有变化过程都是缓慢进行的．求： (1)缸内气体与大气达到平衡时的体积V1； (2)在活塞下降过程中，汽缸内气体放出的热量Q. 答案：(1) V0　(2) p0V＋2aT0 解析：(1)对汽缸内封闭气体，在与大气达到平衡时，由理想气体状态方程可得 ＝， 解得V1＝ V0. (2)活塞下降过程中，活塞对气体的功为W＝p0(V0－V1)， 在这一过程中，气体内能的减少量为ΔU＝a(T1－T0)， 由热力学第一定律得，汽缸内气体放出的热量为 Q＝W＋ΔU， 得Q＝ p0V0＋2aT0. [素养提升] 6．(多选)下列说法中正确的是(　　) A．热量可以从低温物体传递到高温物体 B．科技的进步可以使内燃机成为单一热源的热机 C．能源危机指能量的过度消耗导致自然界的能量不断减少 D．功可以全部转化为热量，热量也可以全部转化为功 AD　解析：空调可以使热量从低温物体向高温物体传递，A正确；由热力学第二定律知不可能有单一热源的热机，B错误；能量是守恒的，C错误；功可以全部转化为热量，根据热力学第二定律可知，在外界的影响下，热量也可以全部转化为功，D正确． 7．(2021·河北石家庄模拟)某同学打乒乓球时不小心将球踩瘪了，但没有破裂．他将乒乓球放入热水中，一段时间后恢复为原状，在此过程中，下列说法正确的是(　　) A．乒乓球中气体温度升高，气体分子无规则运动变得更剧烈 B．乒乓球中速率大的分子数占总分子数比例随温度的升高而增大 C．乒乓球中气体的质量不变，温度升高，密度减少，压强增大 D．乒乓球中气体分子间的引力和斥力都增大 ABC　解析：气体温度升高，气体分子无规则运动变得更剧烈，故A正确；根据分子运动速率分布图像可知，乒乓球中速率大的分子数占总分子数比例随温度的升高而增大，故B正确；乒乓球没有破裂，不漏气，乒乓球中气体的质量不变，温度升高，体积增大，密度减小，压强增大，故C正确；乒乓球中气体分子间的引力和斥力都随着气体分子间距离的增大而减小，故D错误． 8．(多选)如图所示，一演示用的“永动机”转轮由5根轻杆和转轴构成，轻杆的末端装有用形状记忆合金制成的叶片．轻推转轮后，进入热水的叶片因伸展而“划水”，推动转轮转动．离开热水后，叶片形状迅速恢复，转