第40讲 热力学定律与能量守恒定律 跟踪训练 -2027届高三物理一轮复习

第40讲 热力学定律与能量守恒定律 跟踪训练

基础对点练

一．选择题：

对点1　热力学第一定律与能量守恒定律

1.热水瓶是居家必备的保温用具。某次向热水瓶中注入一定量的热水，迅速盖好软木瓶塞，如图所示，不一会发现瓶塞被顶了起来发出“噗”的声音又落下，且被顶起过程封闭在热水瓶内的气体与外界无热传递。下列关于这一现象的说法正确的是(　　)

A.瓶塞被顶起是瓶内气体分子间存在斥力作用的结果

B.瓶塞被顶起的过程瓶内的气体对外做功

C.瓶塞被顶起的过程封闭在热水瓶内气体的内能保持不变

D.若瓶塞未被二次顶起，则瓶内气体的压强一定小于大气压强

2.(多选)如图，用绝热材料制成的密闭容器被隔板K分成Ⅰ、Ⅱ两部分，一定量的某理想气体处于Ⅰ中，Ⅱ内为真空。抽取隔板K，气体进入Ⅱ中，最终整个容器均匀地分布了这种气体。则此过程，该气体系统(　　)

A.对外做功，体积膨胀

B.对外不做功，最终压强减小

C.内能减少，最终温度降低

D.无序度变大

3.(多选)取一个空的金属易拉罐，在开口处插入一根粗细均匀的长透明吸管，在吸管内注入一小段油柱(长度、质量均可忽略)，然后用蜡将易拉罐开口处密封。以密封处为原点，在吸管上标上刻度，如果不考虑大气压的变化，就是一个简易的气温计，如图所示。当环境温度由t1缓慢升高到t2的过程中，油柱从刻度L处上升到2L处，则(　　)

A.这一过程中，罐壁单位面积上单位时间内碰撞的气体分子数减少

B.这一过程中，罐内气体分子的平均动能保持不变

C.油柱在刻度L处时罐内气体压强小于油柱在2L处时的压强

D.这一过程中，罐内气体对外做的功小于气体从外界吸收的热量

对点2　热力学第二定律

4.日常生活中使用的燃油汽车，其动力来源于发动机内部的汽缸，在汽缸内，通过气体燃烧将气体的内能转化为机械能，下列说法正确的是(　　)

A.现代汽车技术已经非常先进，能够使气体燃烧释放的热量全部转化成机械能

B.气体燃烧过程符合热力学第二定律，内能无法全部用来做功以转化成机械能

C.气体燃烧释放的热量没有全部转化为机械能，故该过程不符合热力学第一定律

D.发动机工作时，若没有漏气和摩擦，也没有发动机的热量损失，则燃料产生的热量能够完全转化成机械能

5.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A端流出，边缘部位气流从B端流出。下列说法正确的是(　　)

A.A端流出的气体分子热运动平均速率一定大于B端

B.A端流出的气体内能一定小于B端流出的

C.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

D.该装置气体进出的过程既满足能量守恒定律，也满足热力学第二定律

6.(多选)如图所示，两固定绝热活塞把内壁光滑的绝热汽缸分成体积相等的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三部分，左侧活塞上带有阀门K，开始时阀门K关闭，Ⅰ、Ⅲ内理想气体的压强相等，Ⅱ内为真空。t1时刻打开阀门K，经过一段时间稳定后，t2时刻取消右侧活塞的固定状态，在t3时刻右侧活塞停止运动。下列说法正确的是(　　)

A.阀门K打开后，气体自Ⅰ向Ⅱ的扩散遵循热力学第二定律

B.t2时刻Ⅰ中气体的压强是t1时刻的

C.Ⅰ中气体在t3时刻后的温度高于t1时刻前的温度

D.t2~t3时间内Ⅲ中气体的内能不变

对点3　热力学第一定律与气体实验定律的综合应用

7.如图所示，一绝热汽缸中理想气体被轻弹簧连接的绝热活塞分成a、b两部分，

活塞与缸壁间密封良好且没有摩擦。初始时活塞静止，缓慢倒置汽缸后(　　)

A.a的压强减小 

B.b的温度降低

C.b的所有分子速率均减小 

D.弹簧的弹力一定增大

8.(多选)家庭中使用的一种强力挂钩，其工作原理如图所示。使用时，按住锁扣把吸盘紧压在墙上(如图甲)，吸盘中的空气被挤出一部分后，吸盘内封闭气体的体积为V0，压强为p0，然后再把锁扣扳下(如图乙)，使腔内气体体积变为1.5V0，让吸盘紧紧吸在墙上，已知吸盘与墙面的有效正对面积为S，强力挂钩的总质量为m，与墙面间的最大静摩擦力是正压力的k倍，外界大气压强为p0，重力加速度为g，忽略操作时的温度变化，把封闭气体看成理想气体(只有吸盘内的气体是封闭的)。此过程中，下列说法正确的是(　　)

 

A.吸盘内的气体的压强增大

B.吸盘内的气体要从外界吸收热量

C.吸盘内的气体分子的平均动能不变

D.安装结束后，此挂钩所挂物体的最大质量为－m

对点4　热力学第一定律与气体状态变化图像的综合应用

9.一定质量的理想气体由状态a开始，经历ab、bc、ca三个过程回到原状态，其p－T图像如图所示，气体在三个状态的体积分别为Va、Vb、Vc，压强分别为pa、pb、pc。已知pb＝p0，pc＝4p0，则下列说法正确的是(　　)

A.pa＝3p0

B.Vb＝3Vc

C.从状态a到状态b，气体对外做功

D.从状态c到状态a，气体从外界吸热

 

 

综合提升练

一．选择题：