高中物理人教新版课时练选择性必修 第3 册第 2 章 热力学定律与能量守恒定律 Word版含解析

1．(多选)(2019·四川绵阳市第三次诊断)关于热现象，下列说法正确的是(　　)
A．热量不能自发地从低温物体传到高温物体
B．物体速度增大，则组成物体的分子动能增大
C．物体的温度或者体积变化，都可能引起物体内能变化
D．相同质量的两个物体，升高相同温度，内能增加一定相同
E．绝热密闭容器中一定质量气体的体积增大，其内能一定减少
答案　ACE
解析　根据热力学第二定律可知热量不能自发地从低温物体传到高温物体，A正确；物体分子平均动能的标志是温度，与宏观速度无关，B错误；物体内能等于所有分子的动能与所有分子势能的和，分子平均动能与温度有关，而分子势能与体积有关，所以物体内能与温度和体积有关，C正确；根据C选项的分析，升高相同温度，但体积关系未知，所以内能变化无法判断，D错误；根据热力学第一定律ΔU＝Q＋W，容器绝热，Q＝0，气体体积增大，所以气体对外做功，W<0，所以ΔU<0，内能减少，E正确．
2.(多选)(2020·山西吕梁市第一次模拟)一定量的理想气体从状态a开始，经历三个过程ab、bc、ca回到原状态，其p－T图像如图1所示．下列判断正确的是(　　)
图1
A．过程ab中气体一定吸热
B．过程bc中气体既不吸热也不放热
C．过程ca中外界对气体所做的功等于气体所放的热
D．a、b和c三个状态中，状态a分子的平均动能最小
E．b和c两个状态中，单位时间内容器壁单位面积受到的气体分子撞击的次数不同
答案　ADE
解析　在ab过程中体积不变，则W＝0，但温度升高，气体内能增大，即ΔU>0，由热力学第一定律ΔU＝W＋Q，气体一定吸热，故A正确；过程bc中温度不变，则内能不变，即ΔU＝0，但体积增大，气体对外做功，W<0，由热力学第一定律ΔU＝W＋Q，Q>0，气体吸热，则B错误；过程ca中温度降低即ΔU<0，体积减小，外界对气体做功，W>0，由热力学第一定律ΔU＝W＋Q，气体放出的热量大于外界对气体做的功，故C错误；a、b和c三个状态中，状态a的温度最低，故分子的平均动能最小，则D正确；b和c两个状态温度相同，分子平均动能相等，但c状态体积大分子密集程度小，单位时间内容器壁单位面积受到的气体分子撞击次数少，故E正确．
3．(多选)(2019·东北三省四市教研联合体模拟)一定质量的理想气体经历如图2所示的循环，图线由两条绝热线和两条等容线组成，其中，a→b和c→d为绝热过程，b→c和d→a为等容过程．下列说法正确的是(　　)
图2
A．a→b过程中，外界对气体做功
B．a→b过程中，气体分子的平均动能不变
C．b→c过程中，单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数增多
D．c→d过程中，单位体积内气体分子数减少
E．d→a过程中，气体从外界吸收热量
答案　ACD
解析　a→b过程为绝热过程，Q＝0，体积变小，外界对气体做功，W>0，所以内能ΔU>0，温度升高，气体分子的平均动能变大，故A正确，B错误；b→c过程中，体积不变 ，由＝C可知，当压强变大时，温度升高，故单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数增多，故C正确；c→d过程为绝热过程，体积变大，单位体积内气体分子数减少，故D正确；d→a过程中，为等容变化，压强减小，温度降低，可知ΔU<0，W＝0，ΔU＝W＋Q，故Q<0，气体放热，故E错误．
4.(多选)(2019·福建龙岩市3月质量检查)如图3所示为一定质量的理想气体发生状态变化的p－V图像，图线1、2是两条等温线，A、B是等温线1上的两点，C、D是等温线2上的两点，图线AD、BC均与V轴平行，则下列说法正确的是(　　)
图3
A．等温线1对应的气体温度比等温线2对应的气体温度高
B．从状态A变化到状态B，气体一定吸收热量
C．从状态B变化到状态C，气体吸收的热量比气体对外界做功多
D．从状态C变化到状态D，单位体积的气体分子数增大，但气体分子的平均动能不变
E．从状态D变化到状态A，气体放出的热量比外界对气体做功少
答案　BCD
解析　从C→B为等压变化，由公式＝C可知，等温线1对应的气体温度比等温线2对应的气体温度低，故A错误；从状态A到状态B为等温变化，内能不变，体积增大，气体对外做功，由热力学第一定律得：ΔU＝Q＋W，所以气体一定吸收热量，故B正确；从状态B变化到状态C，气体的温度升高，内能增大，体积增大，气体对外做功，由热力学第一定律得：ΔU＝Q＋W，所以气体吸收的热量比气体对外界做功多，故C正确；从状态C到状态D为等温变化，所以分子平均动能不变，体积减小，单位体积的气体分子数增大，故D正确；从状态D变化到状态A，温度降低，内能减小，体积减小，外界对气体做功，由热力学第一定律可得：ΔU＝Q＋W，所以气体放出的热量比外界对气体做功多，故E错误．
5.如图4所示，曲线为某理想气体在p－V图像中的两条等温线，现该气体分别从状态A到达状态B、C，其中A→B过程气体内能减少35 J，A→C过程气体对外做功20 J.
(1)若状态A的温度为900 K，求状态B的温度；
(2)定量分析A→C过程中吸放热情况．
图4
答案　(1)300 K　(2)放出热量15 J
解析　(1)由理想气体状态方程可得：＝，解得：TB＝300 K.
(2)B、C所在曲线为等温线，则状态B与状态C内能相同，A→C过程：ΔU＝W＋Q，解得Q＝－15 J，即放出热量15 J.
6．(2019·福建莆田市5月第二次质检)如图5，一定质量的理想气体经历了A→B→C的状态变化过程，在此过程中气体的内能增加了135 J，外界对气体做了90 J的功．已知状态A时气体的体积VA＝600 cm3.求：
图5
(1)从状态A到状态C的过程中，气体与外界热交换的热量；
(2)状态A时气体的压强pA.
答案　(1)吸收热量45 J　(2)1.5×105 Pa
解析　(1)根据热力学第一定律有ΔU＝W＋Q①
由①代入数据得Q＝＋45 J②
即气体从外界吸收热量45 J.
(2)从状态A到状态B为等容变化过程，根据查理定律有＝③
从状态B到状态C为等压变化过程，根据盖—吕萨克定律有＝④
从状态A到状态B，外界对气体不做功；
从状态B到状态C，外界对气体做功，W＝pBΔV⑤
又ΔV＝VB－VC，VB＝VA⑥
由③④⑤⑥式代入数据得：pA＝1.5×105 Pa.