微练(三十二)　热力学定律与能量守恒-【赢在微点】2024高考物理大一轮复习顶层设计核心微练word（老高考）

微练(三十二)　热力学定律与能量守恒 A组·基础巩固题 1.如图所示,野外生存需要取火时,可以用随身携带的取火装置,在铜制活塞上放置少量易燃物,将金属筒套在活塞上迅速下压,即可点燃易燃物。则迅速下压过程中,金属筒内的封闭气体 (　　) A.分子平均动能变小 B.每个气体分子速率都增大 C.从外界吸热,气体内能增加 D.分子在单位时间内对单位面积器壁的碰撞次数增加 解析　迅速下压过程中,外界对气体做功,由于气体变化经历时间极短,来不及与外界发生热交换,可近似认为是绝热过程,根据热力学第一定律可知气体内能增大,温度升高,分子平均动能变大,A、C两项错误;由于温度是大量分子整体表现出来的性质,并不能说明单个分子的状态,所以并不是每个气体分子速率都增大,B项错误;气体体积减小,单位体积内分子数增多,且分子平均动能增大,所以分子在单位时间内对单位面积器壁的碰撞次数增加,D项正确。 答案　D 2.(多选)下列关于第二类永动机的说法正确的是 (　　) A.第二类永动机是指没有冷凝器,只有单一的热源,能将从单一热源吸收的热量全部用来做功,而不引起其他变化的热机 B.第二类永动机违反了能量守恒定律,所以不可能制成 C.第二类永动机违背了热力学第二定律,所以不可能制成 D.随着科技的发展,第二类永动机有可能制成 E.第二类永动机不可能制成,说明机械能可以全部转化为内能,但内能却不能全部转化为机械能,而不引起其他变化 解析　由第二类永动机的定义知,A项正确;第二类永动机违反了热力学第二定律,B、D两项错误,C项正确;由热力学第二定律知,机械能可以全部转化为内能,但内能却不能全部转化为机械能,而不引起其他变化,E项正确。 答案　ACE 3.(2022·山东卷)如图所示,内壁光滑的绝热汽缸内用绝热活塞封闭一定质量的理想气体,初始时汽缸开口向上放置,活塞处于静止状态,将汽缸缓慢转动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 解析　初始时汽缸开口向上,由于活塞重力作用,汽缸内气体压强大于大气压强;当汽缸水平时,汽缸内外压强相等,即汽缸缓慢转动过程中缸内气体压强减小,体积增大,缸内气体对外做功。汽缸、活塞都是绝热的,故缸内气体与外界没有发生热传递,根据热力学第一定律ΔU=Q+W得气体内能减小,故缸内理想气体的温度降低,分子热运动的平均速率减小,并不是所有分子热运动的速率都减小,A、B两项错误;气体内能减小,缸内理想气体的温度降低,分子热运动的平均速率减小,故速率大的分子数占总分子数的比例减小,C项正确,D项错误。 答案　C 4.(多选)(2022·全国甲卷)一定量的理想气体从状态a变化到状态b,其过程如p-T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 E.气体吸收的热量等于其内能的增加量 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项错误;因从a到b气体温度升高,可知气体内能增加,B项正确;因W=0,ΔU>0,根据热力学第一定律ΔU=W+Q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、E两项正确,D项错误。 答案　BCE 5.(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a→c直线段所示,状态b对应该线段的中点。下列说法正确的是 (　　) A.a→b是等温过程 B.a→b过程中气体吸热 C.a→c过程中状态b的温度最低 D.a→c过程中外界对气体做正功 解析　根据理想气体的状态方程=C可知a→b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DU=W+Q可知a→b过程中气体吸热,A项错误,B项正确;根据理想气体的状态方程=C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,a→c过程的温度先升高后降低,且状态b的温度最高,C项错误;a→c过程气体体积增大,气体对外界做正功,D项错误。 答案　B B组·素养提升题 6.(多选)(2021·湖南卷)如图,两端开口、下端连通的导热汽缸,用两个轻质绝热活塞(截面积分别为S1和S2)封闭一定质量的理想气体,活塞与汽缸壁间无摩擦。在左端活塞上缓慢加细沙,活塞从A下降h高度到B位置时,活塞上细沙的总质量为m。在此过程中,用外力F作用在右端活塞上,使活塞位置始终不变。整个过程环境温度和大气压强p0保持不变,系统始终处于平衡状态,重力加速度为g。下列说法正确的是 (　　) A.整个过程,