高中物理人教版选修3-3课后练习质量检测卷 第10章 热力学定律word含解析
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| 名称 | 高中物理人教版选修3-3课后练习质量检测卷 第10章 热力学定律word含解析 |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 369.7KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2020-05-12 17:01:19 | ||
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文档简介
热力学定律
(时间：90分钟 满分：100分)
一、单选题(本题共8小题，每小题3分，共24分)
1．(2019·盐城中学模拟考试)关于热力学定律，下列说法正确的是 ( )
A．在一定条件下，物体的温度可以降到0 K
B．物体从单一热源吸收的热量可以全部用于做功
C．吸收了热量的物体，其内能一定增加
D．压缩气体总能使气体的温度升高
解析：选B 根据热力学第三定律知绝对零度不可能达到，选项A错误；根据热力学第二定律知物体从单一热源吸收的热量可全部用于做功，但会产生其他影响，选项B正确；物体从外界吸收热量同时若对外做功，根据热力学第一定律可知内能不一定增加，可能减小或不变，选项C错误；压缩气体，外界对气体做正功，但气体可能同时向外释放热量，根据热力学第一定律可知气体内能可能减少，温度降低，选项D错误．
2．对于热量、功、内能三个物理量，下列各种说法中正确的是( )
A．热量、功、内能的物理意义等同
B．热量、功都可以作为物体内能的量度
C．热量、功、内能的单位不相同
D．热量和功是由过程决定的，而内能是由物体状态决定的
解析：选D 物体的内能是物体的所有分子动能和分子势能的总和，而要改变物体的内能，可以通过做功和热传递两种方式，这三者的物理意义不同，故选项A错误；热量是热传递过程中，物体内能的变化量，而不是内能的量度，故选项B错误；热量、功、内能三者的单位一样，都是焦耳(J)，故C项错误；热量和功是量度物体内能的转移或转化的，而物体的内能是由物体本身所处的状态，即温度、体积、摩尔数决定的，故选项D正确．
3．(2018·晋城一中期末考试)下列叙述中正确的是( )
A．对一定质量的气体加热，其内能可能减小
B．在任何系统中，一切过程都朝着熵增加的方向进行
C．物体的温度升高，分子热运动加剧，每个分子动能都增大
D．根据热力学第二定律可知，热量能够从高温物体传到低温物体，但不可能从低温物体传到高温物体
解析：选A 对一定质量的气体，内能的变化既与热传递有关又与做功有关，对气体加热，气体的内能可能减小，故选项A正确；自发的过程都朝着熵增加的方向进行，故选项B错误；温度升高，分子的平均动能增大，但不是每个分子的动能都增大，故选项C错误；热量在一定条件下可以从低温物体传到高温物体，故选项D错误．
4．(2018·石家庄二中期末考试)如图所示，左边表示高温物体中的分子，右边表示低温物体中的分子，两物体接触后，热量从高温物体向低温物体传递，导致高温物体中的分子运动减慢，低温物体中的分子运动加快，直到两物体达到相同的中间温度为止．这个过程中整个系统的无序程度( )
A．不变 B．变大
C．变小 D．无法判断
解析：选B 热传递是一个不可逆的过程，因此在这个自发的过程中无序程度变大了，故选项B正确，A、C、D错误．
5．关于“节约能源”，下列说法中正确的是( )
A．由于自然界的能量的总和是守恒的，所以要节约能源是毫无意义的
B．浪费能源只是浪费个人金钱，对整个社会和自然界是无关紧要的，因为能量是守恒的
C．从能量转化的角度看，自然界中宏观过程是有方向性的，能源的利用有这种方向性的制约，所以“节约能源”对人类社会发展有很大影响
D．上述说法都是错误的
解析：选C 能量是守恒的，但人类能应用的能源是有限的，若能源减少，个人钱再多也无法买到能源，故A、B错误；由于自然中宏观过程的方向性，故人类能利用的能源非常有限；节约能源不仅能使我们长久使用，并且可以减小由于常规能源在使用中带来的污染等；故“节约能源”对人类社会发展有很大的影响，故C正确，D错误．
6．下列关于能量的转化，下列说法中正确的是( )
A．因为能量守恒，所以“永动机”是存在的
B．摩擦生热的过程是不可逆过程
C．空调既能制热又能制冷，说明热传递不存在方向性
D．由于能的转化过程符合能量守恒定律，所以不会发生能源危机
解析：选B 因为能量守恒，所以不消耗能量而对外做功的“永动机”是不存在的，故A错误；根据热力学第二定律可知，机械能向内能转化时具有方向性，摩擦生热的过程是不可逆过程，故B正确；热传递在自发进行时有方向性，总是从高温物体传递到低温物体，故C错误；能的转化过程虽然符合能量守恒定律，但是在转化过程中存在着“能量耗散”和“品质降低”，能量向品质低的大气内能转化，不能再重复利用，因此要节约能源，故D错误．
7．(2019·夷陵中学期末考试)根据热力学定律，下列判断正确的是 ( )
A．我们可以利用高科技手段，使热机的效率达到100%
B．利用浅层海水和深层海水间的温度差制造出一种热机，将海水的一部分内能转化为机械能，这在原理上是可行的
C．制冷系统能将冰箱内的热量传给外界温度较高的空气而不引起其他变化
D．满足能量守恒定律的客观过程都可以自发地进行
解析：选B 根据热力学第二定律可知，利用高科技手段，也不可能使热机的效率达到100%，故选项A错误；利用浅层海水和深层海水间的温度差制造出一种热机，将海水的一部分内能转化为机械能，这在原理上是可行的，故选项B正确；制冷系统通过做功的方式将冰箱内的热量传给外界温度较高的空气，同时消耗了电能，故选项C错误；满足能量守恒定律之外还需要满足热力学第二定律和第三定律，故选项D错误．
8．(2019·辛集中学期中考试)某学生利用自行车内胎、打气筒、温度传感器以及计算机等装置研究自行车内胎打气、打气结束、突然拔掉气门芯放气与放气后静置一段时间的整个过程中内能的变化情况，车胎内气体温度随时间变化的情况如图所示．可获取的信息是( )
A．从开始打气到打气结束的过程中由于气体对外做功，内能迅速增大
B．打气结束到拔出气门芯前由于气体对外做功，其内能缓慢减少
C．拔掉气门芯后，气体冲出对外做功，其内能急剧减少
D．放气后静置一段时间由于再次对气体做功，气体内能增大
解析：选C 从开始打气到打气结束的过程是外界对车胎内气体做功，故选项A错误；打气结束到拔出气门芯前由于热传递使车胎内气体温度下降，故选项B错误；拔掉气门芯后车胎内气体冲出对外界做功，气体内能急剧减少，故选项C正确；放气后静置一段时间由于热传递使车胎内气体温度上升，故选项D错误．
二、多选题(本题共7小题，每小题3分，共21分)
9．总书记反复强调“绿水青山就是金山银山”，请问下列做法能改善空气质量的是( )
A．以煤等燃料作为主要生活燃料
B．利用太阳能、风能和氢能等能源替代化石能源
C．鼓励私人购买和使用普通汽车
D．用纯电动汽车代替燃油公交车
解析：选BD 以煤作为主要生活燃料会产生大量污染物，如：CO、CO2、SO2等有害气体，污染大气，温室效应、导致酸雨等环境问题，故A错误；利用太阳能、风能等替代化石能源可以减少有害气体的排放，解决能源问题的最佳方法是开发新能源(如风能、地热能、氢能、水能、核能、生物质能等)，故B正确；汽车尾气中含有氮氧化物和硫氧化物，会严重污染大气，汽车越多，则污染越严重，故C错误；使用电动汽车不会产生污染，故使用电动汽车能改善空气质量，故D正确．
10．(2019·上海师大附中模拟考试)关于热力学定律，下列说法正确的是 ( )
A．气体吸热后温度一定升高
B．一定质量的理想气体等压膨胀过程一定放热
C．热量不可能自发地从低温物体传到高温物体
D．如果两个系统分别与状态确定的第三个系统达到热平衡，那么这两个系统彼此之间也必定达到热平衡
解析：选CD 根据热力学第一定律，气体吸热的同时若对外做功，则内能不一定增大，温度不一定升高，A错误；由＝C知，一定质量的理想气体在等压膨胀过程中温度升高，内能增大，气体一定吸收热量，B错误；热量能自发地从高温物体传到低温物体，不能自发地从低温物体传到高温物体，故C正确；如果两个系统分别与状态确定的第三个系统达到热平衡，那么这两个系统彼此之间也必定达到热平衡，D正确．
11．根据热力学第二定律，下列判断正确的有( )
A．热机中燃气的内能不可能全部变成机械能
B．电流的能不可能全部变成内能
C．在火力发电机中，燃气的内能不可能全部变成电能
D．在热传导中，热量不可能自发地从低温物体传递给高温物体
解析：选ACD 凡是与热现象有关的宏观热现象都具有方向性。无论采用任何设备和手段进行能量转化，总是遵循“机械能可全部转化为内能，而内能不能全部转化为机械能”，故A正确；由电流热效应中的焦耳定律可知，电流的能可以全部转化为内能，故B错误；火力发电机发电时，能量转化的过程为内能→机械能→电能，因为内能→机械能的转化过程中会对外放出热量，故燃气的内能必然不能全部变为电能，故C正确；热量从低温物体传递到高温物体不能自发进行，必须借助外界的帮助，结果会带来其他影响，这正是热力学第二定律第一种表述的主要思想，故D正确．
12．(2019·莱芜高二检测)下列说法正确的是( )
A．如果大量分子的集合从A分布进入B分布的概率大于从B分布进入A分布的概率，则B分布更无序
B．如果大量分子的集合从A分布进入B分布的概率大于从B分布进入A分布的概率，则A分布更无序
C．大量分子的集合能自发地从A分布进入B分布，则该过程是可逆的
D．大量分子的集合能自发地从A分布进入B分布，则该过程是不可逆的
解析：选AD 一切自然过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行．如果大量分子的集合从A分布进入B分布的概率大于从B分布进入A分布的概率，则说明B分布更无序一些，A正确，B错误；大量分子的集合自发的运动过程是不可逆的，D正确，C错误．
13.(2019·东山中学考试)如图所示，绝热汽缸中间用固定栓将可无摩擦移动的导热隔板固定，隔板质量不计，左右两室分别充有一定量的氢气和氧气(均视为理想气体)．初始时，两室气体的温度相等，氢气的压强大于氧气的压强，松开固定栓直至系统重新达到平衡，下列说法正确的是( )
A．初始时氢分子的平均动能大于氧分子的平均动能
B．系统重新达到平衡时，氢气的内能比初始时的小
C．松开固定栓直至系统重新达到平衡的过程中有热量从氧气传递到氢气
D．松开固定栓直至系统重新达到平衡的过程中，氧气的内能先增大后减小
解析：选CD 温度是分子平均动能的标志，温度相同，分子的平均动能相同，与分子质量无关，初始时两部分气体温度相同，故分子的平均动能相同，故选项A错误；松开固定栓至系统达到平衡过程中，先是氢气对氧气做功，氢气内能减少，氧气温度升高，由于存在温度差，发生热传递，最后两者温度相同，故氧气内能又减小，等于初始值，所以两种气体的内能与初始时相同，故选项B错误，C、D正确．
14．(2018·全国卷Ⅱ)对于实际的气体，下列说法正确的是( )
A．气体的内能包括气体分子的重力势能
B．气体的内能包括气体分子之间相互作用的势能
C．气体的内能包括气体整体运动的动能
D．气体的体积变化时，其内能可能不变
E．气体的内能包括气体分子热运动的动能
解析：选BDE 实际气体的内能包括分子之间相互作用的势能和分子热运动的动能，与整体的重力势能和动能均无关．改变气体内能的方式有做功和热传递．
15．(2018·全国卷Ⅲ)如图，一定量的理想气体从状态a变化到状态b，其过程如p-V图中从a到b的直线所示．在此过程中( )
A．气体温度一直降低
B．气体内能一直增加
C．气体一直对外做功
D．气体一直从外界吸热
E．气体吸收的热量一直全部用于对外做功
解析：选BCD 一定质量的理想气体从a到b的过程，由理想气体状态方程＝可知，Tb>Ta，即气体的温度一直升高，选项A错误；根据理想气体的内能只与温度有关，可知气体的内能一直增加，选项B正确；由于从a到b的过程中气体的体积增大，所以气体一直对外做功，选项C正确；根据热力学第一定律，从a到b的过程中，气体一直从外界吸热，选项D正确；气体吸收的热量一部分增加内能，一部分对外做功，选项E错误．
三、非选择题(本题共5小题，共55分)
16．(8分)约在1670年，英国赛斯特城的主教约翰·维尔金斯设计了一种磁力“永动机”，如图所示，在斜坡顶上放一块强有力的磁铁，斜坡上、下端各有一个小孔，斜面下有一个连接两小孔直至底端的弯曲轨道．维尔金斯认为：如果在斜坡底放一个小铁球，那么由于磁铁的吸引，小铁球就会向上运动，当小球运动到小孔P处时，它就要掉下，再沿着斜面下的弯曲轨道返回斜坡底端Q，由于有速度而可以对外做功，然后又被磁铁吸引回到上端，到小孔P处又掉下．在以后的二百多年里，维尔金斯“永动机”居然改头换面地出现过多次，其中一次是在1878年，即在能量守恒定律确定20年后，而且竟在德国取得了专利权！
请你分析一下，维尔金斯“永动机”能实现吗？为什么？
解析：维尔金斯“永动机”不可能实现，因为它违背了能量守恒定律．小球上升过程中，磁场力对小球做正功，使小球机械能增加；但小球下落时，同样也受到磁场力，而且磁场力做负功，这个负功与上升过程的正功相互抵消，可见，维尔金斯“永动机”不可能源源不断向外提供能量，所以，维尔金斯“永动机”不可能实现．
答案：维尔金斯“永动机”不可能实现，理由见解析
17．(10分)(2018·江苏卷)如图所示，一定质量的理想气体在状态A时压强为2.0×105 Pa，经历A→B→C→A的过程，整个过程中对外界放出61.4 J热量．求该气体在A→B过程中对外界所做的功．
解析：整个过程中，外界对气体做功W＝WAB＋WCA，
且WCA＝pA(VC－VA)
由热力学第一定律ΔU＝Q＋W，得WAB＝－(Q＋WCA)
代入数据得WAB＝－138.6 J，
即气体对外界做的功为138.6 J.
答案：138.6 J
18．(12分)(2019·唐山一中检测)如图是用导热性能良好的材料制成的气体实验装置，开始时封闭的气柱长度为22 cm，现用竖直向下的外力F压缩气体，使封闭的气柱长度变为2 cm，人对活塞做功100 J，大气压强为p0＝1×105 Pa，不计活塞的重力．问：(活塞的横截面积S＝1 cm2)
(1)若用足够长的时间缓慢压缩，压缩后气体的压强多大？
(2)若以适当的速度压缩气体，向外散失的热量为20 J，则气体的内能增加多少？
解析：(1)设压缩后气体的压强为p，l0＝22 cm，l＝2 cm，V0＝l0S，V＝lS，缓慢压缩，气体温度不变，由玻意耳定律得p0V0＝pV
解得p＝1.1×106 Pa.
(2)大气压力对活塞做功W1＝p0S(l0－l)＝2 J，
人做功W2＝100 J
由热力学第一定律得ΔU＝W1＋W2＋Q
由于Q＝－20 J，解得ΔU＝82 J.
答案：(1)1.1×106 Pa (2)82 J
19．(12分)(2019·太原五中检测)如图所示，汽缸放置在水平平台上，活塞质量为10 kg，横截面积为50 cm2，厚度不计．当温度为27 ℃时，活塞封闭的气柱长10 cm，若将汽缸倒过来放置时，活塞下方的空气能通过平台上的缺口与大气相通．g取10 m/s2，不计活塞与汽缸之间的摩擦，大气压强保持不变．(T＝t＋273 K)
(1)将汽缸倒过来放置，若缸内气体温度上升到127 ℃，此时气柱的长度为20 cm，求大气压强；
(2)分析说明(1)问中的过程气体是吸热还是放热．
解析：(1)汽缸正立时：p1＝p0＋
汽缸倒立时：p2＝p0－
由理想气体状态方程有：＝
解得p0＝1×105 Pa.
(2)温度升高，内能增加，气体体积变大，气体对外做功，由热力学第一定律可知，气体吸热．
答案：(1)1×105 Pa (2)吸热
20．(13分)(2019·陕西师大附中检测)如图所示，一个绝热的汽缸竖直放置，内有一个绝热且光滑的活塞，中间有一个固定的导热性良好的隔板，隔板将汽缸分成两部分，分别密封着理想气体A和B.活塞的质量为m，横截面积为S，与隔板相距h.现通过电热丝缓慢加热气体，当气体吸收热量Q时，活塞上升了h，此时气体的温度为T1.已知大气压强为p0，重力加速度为g.
(1)加热过程中，若气体A内能增加了ΔE1，求气体B内能增加量ΔE2；
(2)现停止对气体加热，同时在活塞上缓慢添加砂粒，当活塞恰好回到原来的位置时气体A的温度为T2.求此时添加砂粒的总质量Δm.
解析：(1)气体B对外做功：W＝pSh＝(p0S＋mg)h
由热力学第一定律得：ΔE1＋ΔE2＝Q－W
解得ΔE2＝Q－(mg＋p0S)h－ΔE1.
(2)气体B的初状态：p1＝p0＋，V1＝hS，温度为T1
气体B末状态：p2＝p0＋，V2＝hS，温度为T2
由理想气体状态方程得：＝
解得Δm＝.
答案：(1)Q－(mg＋p0S)h－ΔE1
(2)
(时间：90分钟 满分：100分)
一、单选题(本题共8小题，每小题3分，共24分)
1．(2019·盐城中学模拟考试)关于热力学定律，下列说法正确的是 ( )
A．在一定条件下，物体的温度可以降到0 K
B．物体从单一热源吸收的热量可以全部用于做功
C．吸收了热量的物体，其内能一定增加
D．压缩气体总能使气体的温度升高
解析：选B 根据热力学第三定律知绝对零度不可能达到，选项A错误；根据热力学第二定律知物体从单一热源吸收的热量可全部用于做功，但会产生其他影响，选项B正确；物体从外界吸收热量同时若对外做功，根据热力学第一定律可知内能不一定增加，可能减小或不变，选项C错误；压缩气体，外界对气体做正功，但气体可能同时向外释放热量，根据热力学第一定律可知气体内能可能减少，温度降低，选项D错误．
2．对于热量、功、内能三个物理量，下列各种说法中正确的是( )
A．热量、功、内能的物理意义等同
B．热量、功都可以作为物体内能的量度
C．热量、功、内能的单位不相同
D．热量和功是由过程决定的，而内能是由物体状态决定的
解析：选D 物体的内能是物体的所有分子动能和分子势能的总和，而要改变物体的内能，可以通过做功和热传递两种方式，这三者的物理意义不同，故选项A错误；热量是热传递过程中，物体内能的变化量，而不是内能的量度，故选项B错误；热量、功、内能三者的单位一样，都是焦耳(J)，故C项错误；热量和功是量度物体内能的转移或转化的，而物体的内能是由物体本身所处的状态，即温度、体积、摩尔数决定的，故选项D正确．
3．(2018·晋城一中期末考试)下列叙述中正确的是( )
A．对一定质量的气体加热，其内能可能减小
B．在任何系统中，一切过程都朝着熵增加的方向进行
C．物体的温度升高，分子热运动加剧，每个分子动能都增大
D．根据热力学第二定律可知，热量能够从高温物体传到低温物体，但不可能从低温物体传到高温物体
解析：选A 对一定质量的气体，内能的变化既与热传递有关又与做功有关，对气体加热，气体的内能可能减小，故选项A正确；自发的过程都朝着熵增加的方向进行，故选项B错误；温度升高，分子的平均动能增大，但不是每个分子的动能都增大，故选项C错误；热量在一定条件下可以从低温物体传到高温物体，故选项D错误．
4．(2018·石家庄二中期末考试)如图所示，左边表示高温物体中的分子，右边表示低温物体中的分子，两物体接触后，热量从高温物体向低温物体传递，导致高温物体中的分子运动减慢，低温物体中的分子运动加快，直到两物体达到相同的中间温度为止．这个过程中整个系统的无序程度( )
A．不变 B．变大
C．变小 D．无法判断
解析：选B 热传递是一个不可逆的过程，因此在这个自发的过程中无序程度变大了，故选项B正确，A、C、D错误．
5．关于“节约能源”，下列说法中正确的是( )
A．由于自然界的能量的总和是守恒的，所以要节约能源是毫无意义的
B．浪费能源只是浪费个人金钱，对整个社会和自然界是无关紧要的，因为能量是守恒的
C．从能量转化的角度看，自然界中宏观过程是有方向性的，能源的利用有这种方向性的制约，所以“节约能源”对人类社会发展有很大影响
D．上述说法都是错误的
解析：选C 能量是守恒的，但人类能应用的能源是有限的，若能源减少，个人钱再多也无法买到能源，故A、B错误；由于自然中宏观过程的方向性，故人类能利用的能源非常有限；节约能源不仅能使我们长久使用，并且可以减小由于常规能源在使用中带来的污染等；故“节约能源”对人类社会发展有很大的影响，故C正确，D错误．
6．下列关于能量的转化，下列说法中正确的是( )
A．因为能量守恒，所以“永动机”是存在的
B．摩擦生热的过程是不可逆过程
C．空调既能制热又能制冷，说明热传递不存在方向性
D．由于能的转化过程符合能量守恒定律，所以不会发生能源危机
解析：选B 因为能量守恒，所以不消耗能量而对外做功的“永动机”是不存在的，故A错误；根据热力学第二定律可知，机械能向内能转化时具有方向性，摩擦生热的过程是不可逆过程，故B正确；热传递在自发进行时有方向性，总是从高温物体传递到低温物体，故C错误；能的转化过程虽然符合能量守恒定律，但是在转化过程中存在着“能量耗散”和“品质降低”，能量向品质低的大气内能转化，不能再重复利用，因此要节约能源，故D错误．
7．(2019·夷陵中学期末考试)根据热力学定律，下列判断正确的是 ( )
A．我们可以利用高科技手段，使热机的效率达到100%
B．利用浅层海水和深层海水间的温度差制造出一种热机，将海水的一部分内能转化为机械能，这在原理上是可行的
C．制冷系统能将冰箱内的热量传给外界温度较高的空气而不引起其他变化
D．满足能量守恒定律的客观过程都可以自发地进行
解析：选B 根据热力学第二定律可知，利用高科技手段，也不可能使热机的效率达到100%，故选项A错误；利用浅层海水和深层海水间的温度差制造出一种热机，将海水的一部分内能转化为机械能，这在原理上是可行的，故选项B正确；制冷系统通过做功的方式将冰箱内的热量传给外界温度较高的空气，同时消耗了电能，故选项C错误；满足能量守恒定律之外还需要满足热力学第二定律和第三定律，故选项D错误．
8．(2019·辛集中学期中考试)某学生利用自行车内胎、打气筒、温度传感器以及计算机等装置研究自行车内胎打气、打气结束、突然拔掉气门芯放气与放气后静置一段时间的整个过程中内能的变化情况，车胎内气体温度随时间变化的情况如图所示．可获取的信息是( )
A．从开始打气到打气结束的过程中由于气体对外做功，内能迅速增大
B．打气结束到拔出气门芯前由于气体对外做功，其内能缓慢减少
C．拔掉气门芯后，气体冲出对外做功，其内能急剧减少
D．放气后静置一段时间由于再次对气体做功，气体内能增大
解析：选C 从开始打气到打气结束的过程是外界对车胎内气体做功，故选项A错误；打气结束到拔出气门芯前由于热传递使车胎内气体温度下降，故选项B错误；拔掉气门芯后车胎内气体冲出对外界做功，气体内能急剧减少，故选项C正确；放气后静置一段时间由于热传递使车胎内气体温度上升，故选项D错误．
二、多选题(本题共7小题，每小题3分，共21分)
9．总书记反复强调“绿水青山就是金山银山”，请问下列做法能改善空气质量的是( )
A．以煤等燃料作为主要生活燃料
B．利用太阳能、风能和氢能等能源替代化石能源
C．鼓励私人购买和使用普通汽车
D．用纯电动汽车代替燃油公交车
解析：选BD 以煤作为主要生活燃料会产生大量污染物，如：CO、CO2、SO2等有害气体，污染大气，温室效应、导致酸雨等环境问题，故A错误；利用太阳能、风能等替代化石能源可以减少有害气体的排放，解决能源问题的最佳方法是开发新能源(如风能、地热能、氢能、水能、核能、生物质能等)，故B正确；汽车尾气中含有氮氧化物和硫氧化物，会严重污染大气，汽车越多，则污染越严重，故C错误；使用电动汽车不会产生污染，故使用电动汽车能改善空气质量，故D正确．
10．(2019·上海师大附中模拟考试)关于热力学定律，下列说法正确的是 ( )
A．气体吸热后温度一定升高
B．一定质量的理想气体等压膨胀过程一定放热
C．热量不可能自发地从低温物体传到高温物体
D．如果两个系统分别与状态确定的第三个系统达到热平衡，那么这两个系统彼此之间也必定达到热平衡
解析：选CD 根据热力学第一定律，气体吸热的同时若对外做功，则内能不一定增大，温度不一定升高，A错误；由＝C知，一定质量的理想气体在等压膨胀过程中温度升高，内能增大，气体一定吸收热量，B错误；热量能自发地从高温物体传到低温物体，不能自发地从低温物体传到高温物体，故C正确；如果两个系统分别与状态确定的第三个系统达到热平衡，那么这两个系统彼此之间也必定达到热平衡，D正确．
11．根据热力学第二定律，下列判断正确的有( )
A．热机中燃气的内能不可能全部变成机械能
B．电流的能不可能全部变成内能
C．在火力发电机中，燃气的内能不可能全部变成电能
D．在热传导中，热量不可能自发地从低温物体传递给高温物体
解析：选ACD 凡是与热现象有关的宏观热现象都具有方向性。无论采用任何设备和手段进行能量转化，总是遵循“机械能可全部转化为内能，而内能不能全部转化为机械能”，故A正确；由电流热效应中的焦耳定律可知，电流的能可以全部转化为内能，故B错误；火力发电机发电时，能量转化的过程为内能→机械能→电能，因为内能→机械能的转化过程中会对外放出热量，故燃气的内能必然不能全部变为电能，故C正确；热量从低温物体传递到高温物体不能自发进行，必须借助外界的帮助，结果会带来其他影响，这正是热力学第二定律第一种表述的主要思想，故D正确．
12．(2019·莱芜高二检测)下列说法正确的是( )
A．如果大量分子的集合从A分布进入B分布的概率大于从B分布进入A分布的概率，则B分布更无序
B．如果大量分子的集合从A分布进入B分布的概率大于从B分布进入A分布的概率，则A分布更无序
C．大量分子的集合能自发地从A分布进入B分布，则该过程是可逆的
D．大量分子的集合能自发地从A分布进入B分布，则该过程是不可逆的
解析：选AD 一切自然过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行．如果大量分子的集合从A分布进入B分布的概率大于从B分布进入A分布的概率，则说明B分布更无序一些，A正确，B错误；大量分子的集合自发的运动过程是不可逆的，D正确，C错误．
13.(2019·东山中学考试)如图所示，绝热汽缸中间用固定栓将可无摩擦移动的导热隔板固定，隔板质量不计，左右两室分别充有一定量的氢气和氧气(均视为理想气体)．初始时，两室气体的温度相等，氢气的压强大于氧气的压强，松开固定栓直至系统重新达到平衡，下列说法正确的是( )
A．初始时氢分子的平均动能大于氧分子的平均动能
B．系统重新达到平衡时，氢气的内能比初始时的小
C．松开固定栓直至系统重新达到平衡的过程中有热量从氧气传递到氢气
D．松开固定栓直至系统重新达到平衡的过程中，氧气的内能先增大后减小
解析：选CD 温度是分子平均动能的标志，温度相同，分子的平均动能相同，与分子质量无关，初始时两部分气体温度相同，故分子的平均动能相同，故选项A错误；松开固定栓至系统达到平衡过程中，先是氢气对氧气做功，氢气内能减少，氧气温度升高，由于存在温度差，发生热传递，最后两者温度相同，故氧气内能又减小，等于初始值，所以两种气体的内能与初始时相同，故选项B错误，C、D正确．
14．(2018·全国卷Ⅱ)对于实际的气体，下列说法正确的是( )
A．气体的内能包括气体分子的重力势能
B．气体的内能包括气体分子之间相互作用的势能
C．气体的内能包括气体整体运动的动能
D．气体的体积变化时，其内能可能不变
E．气体的内能包括气体分子热运动的动能
解析：选BDE 实际气体的内能包括分子之间相互作用的势能和分子热运动的动能，与整体的重力势能和动能均无关．改变气体内能的方式有做功和热传递．
15．(2018·全国卷Ⅲ)如图，一定量的理想气体从状态a变化到状态b，其过程如p-V图中从a到b的直线所示．在此过程中( )
A．气体温度一直降低
B．气体内能一直增加
C．气体一直对外做功
D．气体一直从外界吸热
E．气体吸收的热量一直全部用于对外做功
解析：选BCD 一定质量的理想气体从a到b的过程，由理想气体状态方程＝可知，Tb>Ta，即气体的温度一直升高，选项A错误；根据理想气体的内能只与温度有关，可知气体的内能一直增加，选项B正确；由于从a到b的过程中气体的体积增大，所以气体一直对外做功，选项C正确；根据热力学第一定律，从a到b的过程中，气体一直从外界吸热，选项D正确；气体吸收的热量一部分增加内能，一部分对外做功，选项E错误．
三、非选择题(本题共5小题，共55分)
16．(8分)约在1670年，英国赛斯特城的主教约翰·维尔金斯设计了一种磁力“永动机”，如图所示，在斜坡顶上放一块强有力的磁铁，斜坡上、下端各有一个小孔，斜面下有一个连接两小孔直至底端的弯曲轨道．维尔金斯认为：如果在斜坡底放一个小铁球，那么由于磁铁的吸引，小铁球就会向上运动，当小球运动到小孔P处时，它就要掉下，再沿着斜面下的弯曲轨道返回斜坡底端Q，由于有速度而可以对外做功，然后又被磁铁吸引回到上端，到小孔P处又掉下．在以后的二百多年里，维尔金斯“永动机”居然改头换面地出现过多次，其中一次是在1878年，即在能量守恒定律确定20年后，而且竟在德国取得了专利权！
请你分析一下，维尔金斯“永动机”能实现吗？为什么？
解析：维尔金斯“永动机”不可能实现，因为它违背了能量守恒定律．小球上升过程中，磁场力对小球做正功，使小球机械能增加；但小球下落时，同样也受到磁场力，而且磁场力做负功，这个负功与上升过程的正功相互抵消，可见，维尔金斯“永动机”不可能源源不断向外提供能量，所以，维尔金斯“永动机”不可能实现．
答案：维尔金斯“永动机”不可能实现，理由见解析
17．(10分)(2018·江苏卷)如图所示，一定质量的理想气体在状态A时压强为2.0×105 Pa，经历A→B→C→A的过程，整个过程中对外界放出61.4 J热量．求该气体在A→B过程中对外界所做的功．
解析：整个过程中，外界对气体做功W＝WAB＋WCA，
且WCA＝pA(VC－VA)
由热力学第一定律ΔU＝Q＋W，得WAB＝－(Q＋WCA)
代入数据得WAB＝－138.6 J，
即气体对外界做的功为138.6 J.
答案：138.6 J
18．(12分)(2019·唐山一中检测)如图是用导热性能良好的材料制成的气体实验装置，开始时封闭的气柱长度为22 cm，现用竖直向下的外力F压缩气体，使封闭的气柱长度变为2 cm，人对活塞做功100 J，大气压强为p0＝1×105 Pa，不计活塞的重力．问：(活塞的横截面积S＝1 cm2)
(1)若用足够长的时间缓慢压缩，压缩后气体的压强多大？
(2)若以适当的速度压缩气体，向外散失的热量为20 J，则气体的内能增加多少？
解析：(1)设压缩后气体的压强为p，l0＝22 cm，l＝2 cm，V0＝l0S，V＝lS，缓慢压缩，气体温度不变，由玻意耳定律得p0V0＝pV
解得p＝1.1×106 Pa.
(2)大气压力对活塞做功W1＝p0S(l0－l)＝2 J，
人做功W2＝100 J
由热力学第一定律得ΔU＝W1＋W2＋Q
由于Q＝－20 J，解得ΔU＝82 J.
答案：(1)1.1×106 Pa (2)82 J
19．(12分)(2019·太原五中检测)如图所示，汽缸放置在水平平台上，活塞质量为10 kg，横截面积为50 cm2，厚度不计．当温度为27 ℃时，活塞封闭的气柱长10 cm，若将汽缸倒过来放置时，活塞下方的空气能通过平台上的缺口与大气相通．g取10 m/s2，不计活塞与汽缸之间的摩擦，大气压强保持不变．(T＝t＋273 K)
(1)将汽缸倒过来放置，若缸内气体温度上升到127 ℃，此时气柱的长度为20 cm，求大气压强；
(2)分析说明(1)问中的过程气体是吸热还是放热．
解析：(1)汽缸正立时：p1＝p0＋
汽缸倒立时：p2＝p0－
由理想气体状态方程有：＝
解得p0＝1×105 Pa.
(2)温度升高，内能增加，气体体积变大，气体对外做功，由热力学第一定律可知，气体吸热．
答案：(1)1×105 Pa (2)吸热
20．(13分)(2019·陕西师大附中检测)如图所示，一个绝热的汽缸竖直放置，内有一个绝热且光滑的活塞，中间有一个固定的导热性良好的隔板，隔板将汽缸分成两部分，分别密封着理想气体A和B.活塞的质量为m，横截面积为S，与隔板相距h.现通过电热丝缓慢加热气体，当气体吸收热量Q时，活塞上升了h，此时气体的温度为T1.已知大气压强为p0，重力加速度为g.
(1)加热过程中，若气体A内能增加了ΔE1，求气体B内能增加量ΔE2；
(2)现停止对气体加热，同时在活塞上缓慢添加砂粒，当活塞恰好回到原来的位置时气体A的温度为T2.求此时添加砂粒的总质量Δm.
解析：(1)气体B对外做功：W＝pSh＝(p0S＋mg)h
由热力学第一定律得：ΔE1＋ΔE2＝Q－W
解得ΔE2＝Q－(mg＋p0S)h－ΔE1.
(2)气体B的初状态：p1＝p0＋，V1＝hS，温度为T1
气体B末状态：p2＝p0＋，V2＝hS，温度为T2
由理想气体状态方程得：＝
解得Δm＝.
答案：(1)Q－(mg＋p0S)h－ΔE1
(2)