小练57 热力学定律-【衡水金卷·先享题】2026年新高考物理拿满基础分自主小练

拿满基础分自主小练·物理 班级： 姓名： 小练57热力学定律 (考试时间：30分钟，满分54分) 第1~5小题为单项选择题，每小题4分；第4.（教材改编题）如图所示，一绝热容器被隔 6~7小题为多项选择题，每小题6分 板K隔开成A、B两部分。已知A内有一 1.(教材改编题)关于热力学定律，下列说法 定质量的理想气体，B内为真空。抽开隔 正确的是 板K后，A内的气体进入B,最终达到平衡 A.气体吸热后温度一定升高 状态，则该气体 B.热量不可能从低温物体传到高温物体 C.若系统A和系统B之间达到热平衡，则 它们的温度一定相同 D.只要对内燃机不断改进，就可以把内燃 机得到的全部内能转化为机械能 A.内能减小，温度降低 2.带有活塞的气缸内封闭一定质量的理想气 B.内能减小，温度不变 体，气体开始时处于状态a,然后经a→b到 C.内能不变，温度不变 达状态b或经a→c到达状态c,气体处于状 D.内能不变，温度降低 态b、c时的温度相同，如图所示，设气体在 5.(教材改编题)一个气泡从恒温水槽的底部 状态b和状态c的压强分别为p6和p,在 缓慢向上浮起，若不计气泡内气体分子的 a→b和a→c中吸收的热量分别为Q和 个数和分子势能的变化，则在气泡上浮的 Qc,则下列关系正确的是 过程中，下列说法正确的是 A.po>pc,Qd>Qoe A.外界对气体做功 B.Pi>pe,Qab<Qac B.气体分子的平均动能变小 C.pi<Pe,Qu>Qa C.气体从外界吸热 D.p<pe,Q<Qa D.气体的体积增大，压强变小，内能增大 3.(教材改编题)如图所示，固定不动的导热 6.(多选，教材改编题)如图所示，一演示用的 性、气密性良好的气缸内用活塞封闭着 “永动机”转轮由5根轻杆和转轴构成，轻 定质量的理想气体，外界温度恒定，一条细 杆的末端装有用形状记忆合金制成的叶 线一端连接在活塞上，另一端跨过两个光 片。轻推转轮后，进人热水的叶片因伸展 滑的定滑轮后连接在一个小桶上，开始时 而“划水”，推动转轮转动。离开热水后，叶 活塞静止，现在不断向小桶中添加细砂，使 片形状迅速恢复，转轮因此能较长时间转 活塞缓慢向上移动（活塞始终未被拉出气 动。下列说法正确的是 缸)，忽略气体分子间的相互作用力及活塞 形状记忆合金 与气缸间的摩擦，则在活塞移动的过程中， 下列说法正确的是 三热水 A.转轮依靠自身惯性转动，不需要消耗外 界能量 A.气缸内气体分子的平均动能变小 B.转动的叶片不断搅动热水，水温升高 B.气缸内气体的内能不变 C.转轮转动所需的能量来自形状记忆合金 C.气缸内气体的压强变大 从热水中吸收的热量 D.气缸内气体向外界放热 D.叶片在热水中吸收的热量一定大于在空 气中释放的热量 113 7.（多选，教材改编题)如图所示，在竖直放置9.(12分)如图所示，在一个绝热的气缸中，用 的圆柱形容器内用质量为m的活塞密封一 一横截面S=80cm2的绝热活塞A和固定 部分理想气体，活塞导热性良好且能无摩 的导热隔板B密封了两份氮气I和Ⅱ，氮 擦地滑动，容器的横截面积为S,将整个装 气I、Ⅱ物质的量相等。当氮气I和氮气 置放在大气压强恒为，的空气中，开始时 Ⅱ达到热平衡时，体积均为V。=480cm3, 气体的温度为T。,活塞与容器底的距离为 氮气I的压强p1=1.03×105Pa,温度T h,,重力加速度为g,容器导热性良好，当环 =300K。现通过电热丝缓慢加热，当氨气 境温度变化时，气体从外界吸收热量Q后， Ⅱ的温度增加到T2=450K时停止加热， 活塞缓慢上升了d再次平衡。下列说法正 该过程氮气Ⅱ的内能增加了△U=60J,已 确的是 知大气压=1.01×105Pa,活塞A与气 缸间的摩擦忽略不计，重力加速度g= 10m/s2。求： (1)活塞A的质量； (2)氮气I最终的体积； A.气体对外界做功的数值等于Q (3)氨气Ⅱ从电热丝上吸收的总热量。 B.气体对外界做功的数值为(p,S十ng)d C.外界气体的温度变化了h。十d)T ho D.此过程中的密闭气体的内能增加了Q (mg+poS)d 8.(10分)如图所示，一导热性良好的容器内 部空腔呈不规则形状，为测量它的容积，在 容器上竖直插入一根两端开口且粗细均匀 的玻璃管，接口用蜡密封。玻璃管内部横 截面积为S,管内用一长度为h的水银柱封 闭着长度为1的空气柱，此时外界的温度 为T1。现把容器浸在温度为T2的热水中， 水银柱缓慢上升，静止时管内空气柱长度 变为l2。已知水银密度为P,重力加速度为 g,大气压强为，封闭气体可视为理想 气体。 (1)求温度为T1时封闭气体的压强1； (2)求容器的容积V; (3)若该过程封闭气体的内能增加了△U, 求气体从外界吸收的热量Q。 114参考答案及解析 面张力使液体表面收缩的结果，D项正确。 8.BD【解析】胎压严格意义上指的是轮胎内部空气的 压强，A项错误：汽车停放在温度为17℃的车库里 时，此过程为等容变化，变化前的压强p。=250kP, 变化后的压强为A,根据在理定律有会-会，解得 p6'≈234kPa,B项正确；b轮胎内气体的温度为60℃ 时，设压强为，由查理定律可知÷=气，解得A ≈269kPa,故轮胎没有爆胎危险，C项错误；设轮胎 的体积为V,a轮胎内原本气体的压强p。=200kPa 体积为V、质量为m,充入气体的压强p=250kPa、 体积为△V、质量为△，该过程中温度不变。根据玻 意耳定律有pV=p.V十，△V,解得△V=6L,则a 轮胎中充入的气体与原来胎内气体的质量之比△： m=△V:(V-△V)=1:4,D项正确。 9.(1)质量(2分)在活塞上均匀涂抹润滑油(2分) (2)5mL(2分) (3)D(2分) 【解析】(1)实验操作中，除了保证封闭气体的温度恒 定以外，还需保证质量不变。为此，在封入气体前，应 在活塞上均匀涂抹润滑油。 (2)由于注射器长度儿乎相同，因此体积越小，横截面 积越小，用较小的力就可以产生比较大的压强使体积 变化明显，故选5mL的注射器更合适。 (3)测量时，由于注射器与压强传感器连接部分气体 的体积V。未计入，所以纵轴存在截距一V。;当软管 脱落后，由于气体向外漏出，p的测量值偏小，相应的 横坐标。偏大，但其延长线与纵轴的交点仍为(0， 一V。),D项正确。 10.【解析】(1)取打气筒的气体为研究对象，开始时，气 体的体积V1=HS、压强为 (1分) 设第一次打气时活塞下移x时，顶开足球的气门，顶 开前瞬间气体的体积V2=(H一x)S、压强为2.5p (1分) 由玻意耳定律可得pV1=2.5pV2 (2分) 解得x=0.3m (1分) (2)设打n次可以使足球内气体的压强增加到 1.8po 取打气后足球内的气体为研究对象，打气筒打入足 球的气体在压强为p。时的总体积V3=nHS(1分) 初始时足球内气体的体积为V。、压强为1.2p;打完 气后气体的体积为V。、压强为1.8p (1分) 由玻意耳定律可得pV3十1.2pV。=1.8pwV。 (2分) 解得n=6次 (1分) 。7 物理 小练57热力学定律 1.C【解析】由热力学第一定律可知，如果气体吸热的 同时对外做功，且做功的数值大于吸收的热量，则内 能减少，温度降低，A项错误：热量不可能自发地从低 温物体传到高温物体，像冰箱等电器可以把热量从低 温物体传到高温物体，但不是自发地，B项错误；若系 统A和系统B之间达到热平衡，则它们的温度一定 相同，C项正确；不管对内燃机如何改进，也不可能把 内燃机得到的全部内能转化为机械能，D项错误。 2.C【解析】由图可知Oab是一条过原点的直线，由 V-T图像特点可知，Oab直线上各点的压强相等，故 p=p,气体从状态a到达状态c是等容变化，根据 查理定律可得p。<p.,故p<p;状态b、c温度相同， 所以a→b和a→c的内能变化量△U相等，气体从状 态a到状态b,体积增大，气体对外做功，W为负值： 气体从状态a到状态c,体积不变，对外不做功，W为 零，根据热力学第一定律△U=W十Q,可知a→b吸收 的热量更多，即Q>Q,C项正确。 3.B【解析】活塞缓慢上升的过程中，气体的温度不 变，气体的体积增大，根据理想气体状态方程兴=C。 可知气缸内气体的压强变小，由于气缸导热性良好， 所以气体分子的平均动能不变，内能不变，A、C项错 误，B项正确：气体对外界做功，而气体的内能不变， 所以气体从外界吸收热量，D项错误。 4,C【解析】由于B内为真空，当抽开隔板K后，气体 向真空扩散时不做功，且由于系统为绝热系统，没有 热传递，根据△U=Q十W=0,内能不变，因为是理想 气体，所以温度不变，C项正确。 5.C【解析】水槽恒温，气体分子的平均动能不变，B 项错误：根据理想气体状态方程兴-C,可知气泡上 浮的过程中，气体压强变小，体积变大，对外做功，由 于水槽恒温，内能不变，A、D项错误；根据热力学第 一定律△U=W十Q,可知气体的内能不变，气体对外 做功，必然气体从外界吸热，C项正确。 6.CD【解析】根据能量守恒定律知，形状记忆合金从 热水中吸收热量后，一部分能量在伸展划水时转变为 水和转轮的动能，另一部分释放到空气中，A项错误， C项正确；转动的叶片不断搅动热水的过程是水对转 轮做功的过程，同时水会向四周放出热量，根据热力 学第一定律可知水的内能减少，故水温降低，B项错 误；根据热力学第二定律可知，物体不可能从单一热 源吸收能量，使之完全变成功，而不产生其他影响，故 叶片在热水中吸收的热量一定大于在空气中释放的 热量，也一定大于水和转轮获得的动能，D项正确。 物理 7.BD【解析】气体温度升高，内能增加，△U>0,气体 吸收的热量为Q,由热力学第一定律△U=W十Q可 知气体对外界做的功W'=一W=Q-△U,A项错误； 对活塞进行受力分析可得pS十g=pS,可得封闭 气体的压强p=p。十，温度升高的过程气体对外 界做的功W'=pSd=(poS十g)d,B项正确；气体 发生等压变化，由盖一月萨克定律得- 么十》S,因此温度升高了AT=T,-T=是T,C T 项错误；根据热力学第一定律可知，内能增加量△U =Q十W=Q-W'=Q-(p。S十ng)d,D项正确。 8.【解析】(1)对液柱受力分析有p1S=pS十pghS (1分) 解得p1=po十pgh (1分) (2)设容器的容积为V,对封闭气体，其初态的体积 V=V+lS (1分) 其末态体积V2=V十l2S (1分) 由于该过程中气体压强不变，即发生等压变化，由盖 VI_V 一吕萨克定律有云一 (1分) 解得V=S(Tl-T,l) (1分) T-T (3)由于该过程中等压变化，其体积变化量△V=V2 -V1=(l2-l1)S (1分) 该过程外界对系统做的功W=一p1·△V (1分) 设吸收热量为Q,根据热力学第一定律有△U=W十 p (1分) 解得Q=△U+(p十Pgh)(l2-l1)S (1分) 9.【解析】(1)对活塞A受力分析，由平衡条件有pS= poS+mg (1分) 解得m=1.6kg (1分) (2)加热前、后氮气I的压强不变，由盖一吕萨克定律 阳片-片 (1分) 解得氮气I最终的体积V1=720cm (1分) (3)导热隔板B固定，氮气Ⅱ的体积不变，外界对气 体做功W=0 (1分) 由热力学第一定律△U=W十Q (1分) 可得氮气Ⅱ需从电热丝上吸收的热量Q=△U=60J (1分) 氨气I、Ⅱ物质的量相等，温度相同，所以内能也相 同，故内能变化量也相同，氮气I内能变化量△U'= △U=60J (1分) 氨气I发生等压变化，根据热力学第一定律有△U= Q'+W (1分) 。7 参考答案及解析 W=-PI(Vi-Vo) (1分) 联立解得Q=84.72J (1分) 故氮气Ⅱ从电热丝上吸收的总热量Qa=Q十Q= 144.72J (1分) 小练58光电效应与波粒二象性 1.A【解析】由爱因斯坦光电效应方程Ek=v一W。 可知，当某种色光照射金属表面时，能产生光电效应， 则入射光的频率越高，产生的光电子的最大初动能也 就越大，A项正确：对某金属来说，入射光的频率必须 大于金属的截止频率，入射光的波长必须小于某一极 限波长，才能产生光电效应，如果光的频率小于金属 的截止频率，无论光照时间多长都不能发生光电效 应，B、C项错误：光电效应的产生具有瞬时性，入射光 的强度不影响发射出光电子的时间间隔，D项错误。 2.C【解析】实物粒子与光子一样都具有波粒二象性， 但实物粒子与光子不是同一种物质，其本质不同，A、 B项错误：根据德布罗意的物质波理论，物质波和光 波一样都是概率波，光波是一种电磁波，C项正确：根 据德布罗意关系式入=么可知，粒子的动量越小，波 力 长越长，其波动性越容易观察，D项错误。 3.B【解析】若换一束波长长一点的光照射，即用频率 小一点的光照射，若频率大于截止频率，则灵敏电流 计有电流通过，A项错误；若换一束波长短一点的光 照射，即用频率大一点的光照射，该频率肯定大于， 肯定大于截止频率，则灵敏电流计一定有电流通过， B项正确；将滑动触头P逐渐由A端移向B端时，光 电管两端的电压增大，但灵敏电流计的示数不一定增 大，当达到饱和电流时，示数不变，C项错误；调换电 源两极，将滑动触头P逐渐由A端移向B端，光电管 两端加了反向电压，随着电压的增大，灵敏电流计中 电流会减小，当达到遏止电压时，电流变为0，D项 错误。 4.B【解析】电子束通过双缝后形成的干涉图样可用 电子的波动性解释，A项错误：光电效应实验中，光电 子的最大初动能与入射光的频率有关，与入射光的强 度无关，B项正确：康普顿效应说明光具有粒子性，C 项错误：自然界的任何物体都向外辐射电磁波，黑体 是一个理想化的物体，它能吸收各种电磁波而不发生 反射，D项错误。 5.C【解析】电路中要产生电流，则a端应是电源的正 极，阴极K发射电子，电路中产生电流，经放大器放 大后的电流使电磁铁M被磁化，将衔铁V吸住，A 项错误；绿光照射光电管的阴极K时，可以发生光电 效应，黄光的频率比绿光的频率略小，若改用黄光照 射阴极K,电路中可能仍然有光电流，B项错误：无光