2024届高考物理一轮复习专项练习：热力学定律与能量守恒定律（二）

热力学定律与能量守恒定律练习 一、选择题 1. 下列说法正确的是( ) A. 物体吸收热量，其内能一定增加 B. 物体对外做功，其内能一定减少 C. 物体吸收热量同时对外做功，其内能一定增加 D. 物体放出热量同时对外做功，其内能一定减少 2.一个充气气球用绳子拴着一块石头正在湖水中缓慢下沉，越往下水温越低，气球导热良好，则气球内气体( ) A. 内能增加 B. 对外界做正功 C. 减少的内能小于放出的热量 D. 减少的内能大于放出的热量 3.（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 端流出，边缘部位气流从 端流出。下列说法正确的是( ) A. 端为冷端， 端为热端 B. 端流出的气体分子热运动平均速率一定小于 端流出的 C. 端流出的气体内能一定大于 端流出的 D. 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 4.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 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 5.如图所示，一定质量的理想气体分别经历 和 两个过程，其中 为等温过程，状态 、 的体积相同，则( ) A. 状态 的内能大于状态 B. 状态 的温度高于状态 C. 过程中气体吸收热量 D. 过程中外界对气体做正功 6.一定质量的理想气体从状态 变化到状态 ，其体积 和热力学温度 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 7.（多选）一定量的理想气体从状态 变化到状态 ，其过程如 图上从 到 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 8.一定质量的理想气体由状态 变为状态 ，其过程如 图中 直线段所示，状态 对应该线段的中点。下列说法正确的是( ) A. 是等温过程 B. 过程中气体吸热 C. 过程中状态 的温度最低 D. 过程中外界对气体做正功 二、非选择题 9.利用空调将热量从温度较低的室内传递到温度较高的室外环境，这个过 程 （选填“是”或“不是”）自发过程。该过程空调消耗了电能，空调排放到室外环境的热量 （选填“大于”“等于”或“小于”）从室内吸收的热量。 10.如图所示，一定质量理想气体被活塞封闭在汽缸中，活塞的面积为 ，与汽缸底部相距 ，汽缸和活塞绝热性能良好，气体的压强、温度与外界大气相同，分别为 和 。现接通电热丝加热气体，一段时间后断开，活塞缓慢向右移动距离 后停止，活塞与汽缸间的滑动摩擦力为 ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，整个过程中气体吸收的热量为 ，求该过程中 （1） 内能的增加量 ； （2） 最终温度 。 11.如图所示，圆柱形绝热汽缸固定在倾角为θ的斜面上，汽缸深度为H，汽缸口有固定卡槽。汽缸内用质量为m、横截面积为S的绝热活塞封闭了一定质量的理想气体，此时活塞到汽缸底部的距离为，汽缸内气体温度为T0。现缓慢对气体加热，一直到气体温度升高到3T0，加热过程中电热丝产生热量Q。若电热丝产生的热量全部被气体吸收，大气压强恒为p0，不计活塞及固定卡槽的厚度，活塞可沿汽缸壁无摩擦滑动且不漏气。重力加速度为g，求： (1)气体温度升高到3To时的压强； (2)气体温度从T0升高到3T0的过程中增加的内能。 答案： 1.D 2. C 3. AB 4. C 5. C 6. A 7. BC 8. B 9. 不是 大于 10.（1） （2） 11. (1)(p0＋)　 (2)Q－(p0S＋mgsin θ) 学科网（北京）股份有限公司 $$