2019—2020学年高中物理人教版选修3-3：第十章 热力学定律 章末检测精炼3（解析版）
文档属性
| 名称 | 2019—2020学年高中物理人教版选修3-3：第十章 热力学定律 章末检测精炼3（解析版） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 178.8KB | ||
| 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 | 2020-06-21 17:54:10 | ||
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文档简介
热力学定律
章末检测精炼（解析版)
1．如图所示，注射器下端的开口有橡胶套，它和柱塞一起把一段空气柱封闭在玻璃管中。实验中把柱塞向下缓慢按压使气柱体积变小（保持空气柱质量和温度不变），若玻璃管中封闭的气体可视为理想气体，对于这个过程下列分析正确的是（ ）
A．对管壁单位面积的平均作用力增大
B．分子间平均距离增大
C．分子平均动能增大
D．气体从外界吸收热量，内能增大
2．根据你学过的知识，下列说法正确的是（ ）
A．第一类永动机不可能制成是因为热机效率不可能达到100%
B．一切与热有关的自发过程都是从有序向无序进行的
C．在任何自然过程中，一个孤立系统的总熵总是增加的
D．热力学第一定律是能量守恒定律在热学中的特殊表达形式
3．对内能的理解，下列说法正确的是（ ）
A．系统的内能是由系统的状态决定的
B．做功可以改变系统的内能，但是单纯地对系统传热不能改变系统的内能
C．不计分子之间的分子势能，质量和温度相同的氢气和氧气具有相同的内能
D．1g100℃水的内能大于1g100℃水蒸气的内能
4．对于热量、功和物体的内能这三个物理量，下列叙述正确的是（ ）
A．热量、功、内能三者的物理意义相同
B．热量和功都可以作为物体内能的量度
C．热量、功、内能的单位肯定不相同
D．热量和功是由过程决定的，而内能是由物体的状态决定的
5．一定质量的理想气体在某一过程中，气体对外界做功7.0×104
J，气体内能减少1.3×105
J，则此过程( )
A．气体从外界吸收热量2.0×105
J
B．气体向外界放出热量2.0×105
J
C．气体从外界吸收热量6.0×104
J
D．气体向外界放出热量6.0×104
J
6．关于内能，下列说法正确的是（ ）
A．物体的内能大小与它整体的机械运动无关
B．达到热平衡状态的两个系统内能一定相等
C．质量和温度相同的氢气和氧气内能一定相等
D．100°C水的内能可能大于100°C水蒸气的内能
E.一定量的理想气体压强不变、体积减小，其内能一定减小
7．气闸舱是载人航天器中供航天员进入太空或由太空返回用的气密性装置，其原理图如图所示。座舱A与气闸舱B之间装有阀门K，座舱A中充满空气，气闸舱B内为真空。航天员从太空返回气闸舱时，打开阀门K，A中的气体进入B中，最终达到平衡。假设此过程中系统与外界没有热交换，舱内气体可视为理想气体，下列说法正确的是（ ）
A．B中气体可自发地全部退回到A中
B．气体温度不变，体积增大，压强减小
C．气体体积膨胀，对外做功，内能减小
D．气体体积变大，气体分子单位时间对座舱壁单位面积碰撞的次数将变少
8．如图，一定质量的理想气体从状态a出发，经过等容过程ab到达状态b，再经过等温过程bc到达状态c，最后经等压过程ca回到状态a．下列说法正确的是（ ）
A．在过程ab中气体的内能增加
B．在过程ca中外界对气体做功
C．在过程ab中气体对外界做功
D．在过程bc中气体从外界吸收热量
9．关于热学现象和热学规律，下列说法中正确的是（
）
A．布朗运动就是液体分子的热运动
B．用活塞压缩汽缸里的空气，对空气做功2.0×105J，同时空气的内能增加1.5×105J，则空气从外界吸热0.5×105J
C．第一类永动机不可能制成是因为它违背了能量守恒定律
D．一定质量的气体，如果保持温度不变，体积越小，则压强越大
10．封闭在汽缸内一定质量的理想气体由状态A变到状态D，其体积V与热力学温度T关系如图所示，O、A、D三点在同一直线上。则________。
A．由状态A变到状态B过程中，气体吸收热量
B．由状态B变到状态C过程中，气体从外界吸收热量，内能增加
C．C状态气体的压强小于D状态气体的压强
D．D状态时单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数比A状态少
E.C状态到D状态，单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数减少
11．1912年，英国物理学家威尔逊发明了观察带电粒子运动径迹的云室，结构如图所示，在一个圆筒状容器中加入少量酒精，使云室内充满酒精的饱和蒸汽．迅速向下拉动活塞，室内气体温度________(选填“升高”“不变”或“降低”)，酒精的饱和汽压________(选填“升高”“不变”或“降低”)．
12．如图所示，一定质量的理想气体，按图示方向经历了ABCDA的循环，其p-V图线如图．状态B时，气体分子的平均动能比状态A时气体分子的平均动能____
(选填
“大”或“小”);由B到C的过程中，气体将_____(选填“吸收”或“放出”)热量：经历ABCDA一个循环，气体吸收的总热量______
(
选填“大于”或“小于”)释放的总热量．
13．如图所示，一圆柱形绝热汽缸竖直放置，通过绝热活塞封闭着一定质量的理想气体，活塞的质量为m，横截面积为S，与汽缸底部相距高度为h，此时封闭气体的温度为T。现通过很细电热丝缓慢加热气体，电热丝产生热量全部被气体吸收，电热丝两端电压为U，通过它的电流为I。经过时间t时，气体温度上升到1.5T。已知大气压强为p0，重力加速度为g，不计活塞与汽缸的摩擦，求：
①加热后活塞到汽缸底部的距离；
②加热过程中气体的内能增加量。
14．一定质量的理想气体,其内能跟温度成正比．在初始状态A时,体积为V0,压强为p0,温度为T0,已知此时其内能为U0．该理想气体从状态A经由一系列变化,最终还回到原来状态A,其变化过程的p-T图如图所示,其中CA延长线过坐标原点,BA在同—竖直直线上．求:
(1)状态B的体积;
(2)状态C的体积;
(3)从状态B经由状态C,最终回到状态A的过程中,气体与外界交换的热量是多少?
15．如图所示，一圆柱形汽缸竖直放置，汽缸正中间有挡板，位于汽缸口的活塞封闭着一定质量的理想气体．活塞的质量为m，横截面积为S．开始时，活塞与汽缸底部相距L，测得气体的温度为T0．现缓慢降温，让活塞缓慢下降，直到恰好与挡板接触但不挤压．然后在活塞上放一重物P，对气体缓慢加热，让气体的温度缓慢回升到T0，升温过程中，活塞不动．已知大气压强为p0，重力加速度为g，不计活塞与汽缸间摩擦．
(ⅰ)求活塞刚与挡板接触时气体的温度和重物P的质量的最小值；
(ⅱ)整个过程中，气体是吸热还是放热，吸收或放出的热量为多少？
16．如图，体积为V、内壁光滑的圆柱形导热气缸顶部有一质量和厚度均可忽略的活塞；气缸内密封有温度为2.4T0、压强为1.2p0的理想气体．p0和T0分别为大气的压强和温度．已知：气体内能U与温度T的关系为U＝αT，α为正的常量；容器内气体的所有变化过程都是缓慢的．求
①气缸内气体与大气达到平衡时的体积V1；
②在活塞下降过程中，气缸内气体放出的热量Q.
参考答案
1．A
【解析】
该过程为等温变化，根据
可知压缩后气体压强增大。
A．对管壁单位面积的平均作用力增大即是压强增大，故A正确；
B．分子间平均距离增大即体积变大，不符合分析，故B错误；
C．分子平均动能增大意味着温度升高，但该过程为等温变化，故C错误；
D．该过程外界对气体做功，但内能不变，根据热力学第一定律可知，释放热量，故D错误。
故选A。
2．D
【解析】
A．第一类永动机不可能制成是因为违背了能量守恒定律，第二类永动机不可能制成才是因为热机效率无法达到100%，选项A错误；
B．一切与热有关的自发过程总是向无序性增加的方向进行，选项B错误；
C．一个孤立系统的总熵不变或增加，选项C错误；
D．热力学第一定律是能量守恒定律在热学中的特殊表达形式，选项D正确。
故选D。
3．A
【解析】
A．系统的内能是一个只依赖于系统自身状态的物理量，所以是由系统的状态决定的，故A正确；
B．做功和热传递都可以改变系统的内能，故B错误；
C．质量和温度相同的氢气和氧气的平均动能相同，但它们的物质的量不同，内能不同，故C错误；
D．在1g100℃的水变成100℃水蒸气的过程中，分子间距离变大，要克服分子间的引力做功，分子势能增大，所以1g100℃水的内能小于1g100℃水蒸气的内能，故D错误。
故选A。
4．D
【解析】
A．热量、功和内能是三个不同的物理量，它们的物理意义不同，故A错误；
B．功与热量都是能量转化的量度，都可以作为物体内能变化的量度，但不是物体内能的量度，故B错误；
C．热量、功和内能的单位相同，都是焦耳，故C错误；
D．功和热量由过程决定，内能由物体的状态决定，故D正确；
故选D。
5．D
【解析】
一定质量的理想气体在某一过程中，气体对外界做功7.0×104
J，气体内能减少1.3×105
J，根据热力学第一定律可知，Q=?U-W=(-1.3×105)+7.0×104=-6.0×104
J，即气体向外界放出热量6.0×104J；
A.
气体从外界吸收热量2.0×105
J，与结论不相符，选项A错误；
B.
气体向外界放出热量2.0×105
J，与结论不相符，选项B错误；
C.
气体从外界吸收热量6.0×104
J，与结论不相符，选项C错误；
D.
气体向外界放出热量6.0×104
J，与结论相符，选项D正确；
6．ADE
【解析】
A．物体的内能大小与它整体的机械运动无关，选项A正确；
B．达到热平衡状态的两个系统温度一定相等，内能不一定相等，选项B错误；
C．温度相同的氢气和氧气分子的平均动能相同，质量相同的氢气和氧气分子数不同，则内能一定不相等，选项C错误；
D．物体的内能与物体的温度、体积以及物体的量等因素都有关，则100°C水的内能可能大于100°C水蒸气的内能，选项D正确；
E．一定量的理想气体压强不变、体积减小，则温度降低，则其内能一定减小，选项E正确。
故选ADE。
7．BD
【解析】
A．根据热力学第二定律可知，一切与热现象有关的宏观变化都是不可逆的，故A错误；
C．由于气闸舱B内为真空，所以气体在膨胀过程中不会对外做功，又系统与外界没有热交换，则气体内能不变，C错误；
B．对于一定质量的理想气体内能不变，则温度不变，由pV=C，且气体体积增大可知，气体压强减小，故B正确；
D．气体体积变大，分子数密度n减小，温度不变，分子平均动能不变，平均速率不变，所以气体分子单位时间对座舱壁单位面积碰撞的次数将变少，故D正确。
故选BD。
8．ABD
【解析】
从a到b等容升压，根据＝C可知温度升高，一定质量的理想气体内能决定于气体的温度，温度升高，则内能增加，故A正确；在过程ca中压强不变，体积减小，所以外界对气体做功，故B正确；在过程ab中气体体积不变，根据W=p△V可知，气体对外界做功为零，故C错误；在过程bc中，属于等温变化，气体膨胀对外做功，而气体的温度不变，则内能不变；根据热力学第一定律△U=W+Q可知，气体从外界吸收热量，故D正确；故选ABD.
点睛：本题主要是考查了理想气体的状态方程和热力学第一定律的知识，要能够根据热力学第一定律判断气体内能的变化与哪些因素有关（功和热量）；热力学第一定律在应用时一定要注意各量符号的意义；△U为正表示内能变大，Q为正表示物体吸热；W为正表示外界对物体做功．
9．CD
【解析】
A．布朗运动就是悬浮在液体表面的固体颗粒的无规则运动，是液体分子热运动的表现，故A错误；
B．用活塞压缩汽缸里的空气，对空气做功2.0×105J，同时空气的内能增加1.5×105J，则
空气向外界放热0.5×105J，故B错误；
C．第一类永动机不可能制成是因为它违背了能量守恒定律，故C正确；
D．一定质量的气体，如果保持温度不变，体积越小，根据，则压强越大，故D正确。
故选CD。
10．ADE
【解析】
A．气体从状态A到状态B体积不变，发生的是等容变化，气体不做功W=0，温度升高，内能增加△U＞0，根据热力学第一定律△U=W+Q，知Q＞0，气体吸收热量，故A正确；
B．由状态B变到状态C的过程中，温度不变，内能不变△U=0，体积变大，气体对外界做功W＜0，根据热力学第一定律知Q＞0，气体从外界吸收热量，故B错误；
C．气体从C到D发生等容变化，根据查理定律知p∝T，TC>TD，所以pC>pD，即C状态气体的压强大于D状态气体的压强，故C错误；
D．A点和D点在过原点的连线上，说明气体由A到D压强不变，体积增大，分子的密集程度减小，状态D温度高，分子的平均动能大，状态A和状态D压强相等，所以D状态时单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数比A状态少，故D正确；
E．C状态到D状态，体积不变，压强减小，温度降低，则单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数减少，选项E正确。
故选ADE。
11．降低
降低
【解析】
云室内充满酒精的饱和蒸汽，迅速向下拉动活塞，酒精蒸汽迅速膨胀，时间短，故看作绝热过程，Q=0，根据热力学第一定律公式△U=W+Q，内能减小，故温度降低；温度降低，故酒精的饱和气压降低．
12．大
放出
大于
【解析】
[1]由理想气体状态方程得：解得：
可见TA[2]
B到C的过程中，体积没变，外界不对气体做功，气体也不对外界做功，W=0；体积没变，压强减小，温度降低，内能变小，根据热力学第一定律可知气体将放出热量；
[3]
经历ABCDA一个循环，内能变化为0，气体对外做了功，根据热力学第一定律可知气体吸收的总热量大于释放的总热量．
13．①h′=1.5h；②△U=UIt-0.5h（p0S+mg）
【解析】
①封闭发生等压变化，活塞横截面积为S，初态体积V1=hS，温度T1=T，
末态体积V2=h′S，温度T2=1.5T
根据盖一吕萨克定律可得
解得加热后活塞到汽缸底部的距离
h′=1.5h
②根据受力平衡可得封闭气体的压强
升温过程对外做功
W=-p（h′-h）S
热力学第一定律
△U=W+Q
又
Q=UIt
联立可得
△U=UIt-0.5h（p0S+mg）
14．(1)V0/3；（2）V0；（3）2p0V0；
【解析】
①由图可知，从状态A到状态B气体温度为T1=T0为等温变化过程，状态B时气体压强为P1=3P0，设体积为V1，由玻意耳-马略特定律P0V0=P1V1
解得
②由图可知，从状态B到状态C气体压强为P2=P1=3P0为等压变化过程，状态C时气体温度为T2=3T0，设体积为V2，由查理-盖吕萨克定律
?解得V2=V0
③从状态B到状态C，设外界对气体做功为，
从状态C回到状态A，由图线知为等容过程，外界对气体不做功，对状态B经状态C回到状态A，内能增加量为△U=0，气体从外界吸收的热量为△Q，内能增加量为△U，
由热力学第一定律△U=Q+W
解得Q=2P0V0，即气体从外界吸收热量2P0V0
【点睛】A到B为等温过程，由玻意耳定律求得体积；由B到C为等压变化，由盖吕萨克定律求体积；从B到C外界对气体做功，C到A为等温变化，根据热力学第一定律求解吸放热．
15．
(ⅰ)
m＋
(ⅱ)放热
【解析】
(ⅰ)由题意可得，缓慢降温过程是一个等压过程
初态：温度T0，体积V0＝LS，
末态：温度T1，体积V1＝
由盖—吕萨克定律有，解得T1＝
升温过程中，活塞不动，是一个等容过程，设重物P的质量的最小值为M
初态：温度T1＝，压强p1＝p0＋，
末态：温度T2＝T0，压强p2＝p0＋
由查理定律有，解得M＝m＋．
(ⅱ)整个过程中，理想气体的温度不变，内能不变；降温过程，气体体积变小，外界对气体做的功为
升温过程，气体体积不变，气体不对外界做功，外界也不对气体做功；由热力学第一定律，整个过程中，气体放出热量
Q＝W＝．
点睛：本题考查了求内能变化、温度等问题，分析清楚气体状态变化过程、应用热力学第一定律、理想气体状态方程即可正确解题．
16．(1)
(2)
【解析】
①由理想气体状态方程得
解得：V1=V
②在活塞下降过程中，活塞对气体做的功为W=P0（V﹣V1）
活塞刚要下降时,由理想气体状态方程得
解得：T1=2T0；
在这一过程中，气体内能的变化量为△U=α（T0﹣T1）
由热力学第一定律得，△U=W+Q
解得：Q=p0V+αT0
章末检测精炼（解析版)
1．如图所示，注射器下端的开口有橡胶套，它和柱塞一起把一段空气柱封闭在玻璃管中。实验中把柱塞向下缓慢按压使气柱体积变小（保持空气柱质量和温度不变），若玻璃管中封闭的气体可视为理想气体，对于这个过程下列分析正确的是（ ）
A．对管壁单位面积的平均作用力增大
B．分子间平均距离增大
C．分子平均动能增大
D．气体从外界吸收热量，内能增大
2．根据你学过的知识，下列说法正确的是（ ）
A．第一类永动机不可能制成是因为热机效率不可能达到100%
B．一切与热有关的自发过程都是从有序向无序进行的
C．在任何自然过程中，一个孤立系统的总熵总是增加的
D．热力学第一定律是能量守恒定律在热学中的特殊表达形式
3．对内能的理解，下列说法正确的是（ ）
A．系统的内能是由系统的状态决定的
B．做功可以改变系统的内能，但是单纯地对系统传热不能改变系统的内能
C．不计分子之间的分子势能，质量和温度相同的氢气和氧气具有相同的内能
D．1g100℃水的内能大于1g100℃水蒸气的内能
4．对于热量、功和物体的内能这三个物理量，下列叙述正确的是（ ）
A．热量、功、内能三者的物理意义相同
B．热量和功都可以作为物体内能的量度
C．热量、功、内能的单位肯定不相同
D．热量和功是由过程决定的，而内能是由物体的状态决定的
5．一定质量的理想气体在某一过程中，气体对外界做功7.0×104
J，气体内能减少1.3×105
J，则此过程( )
A．气体从外界吸收热量2.0×105
J
B．气体向外界放出热量2.0×105
J
C．气体从外界吸收热量6.0×104
J
D．气体向外界放出热量6.0×104
J
6．关于内能，下列说法正确的是（ ）
A．物体的内能大小与它整体的机械运动无关
B．达到热平衡状态的两个系统内能一定相等
C．质量和温度相同的氢气和氧气内能一定相等
D．100°C水的内能可能大于100°C水蒸气的内能
E.一定量的理想气体压强不变、体积减小，其内能一定减小
7．气闸舱是载人航天器中供航天员进入太空或由太空返回用的气密性装置，其原理图如图所示。座舱A与气闸舱B之间装有阀门K，座舱A中充满空气，气闸舱B内为真空。航天员从太空返回气闸舱时，打开阀门K，A中的气体进入B中，最终达到平衡。假设此过程中系统与外界没有热交换，舱内气体可视为理想气体，下列说法正确的是（ ）
A．B中气体可自发地全部退回到A中
B．气体温度不变，体积增大，压强减小
C．气体体积膨胀，对外做功，内能减小
D．气体体积变大，气体分子单位时间对座舱壁单位面积碰撞的次数将变少
8．如图，一定质量的理想气体从状态a出发，经过等容过程ab到达状态b，再经过等温过程bc到达状态c，最后经等压过程ca回到状态a．下列说法正确的是（ ）
A．在过程ab中气体的内能增加
B．在过程ca中外界对气体做功
C．在过程ab中气体对外界做功
D．在过程bc中气体从外界吸收热量
9．关于热学现象和热学规律，下列说法中正确的是（
）
A．布朗运动就是液体分子的热运动
B．用活塞压缩汽缸里的空气，对空气做功2.0×105J，同时空气的内能增加1.5×105J，则空气从外界吸热0.5×105J
C．第一类永动机不可能制成是因为它违背了能量守恒定律
D．一定质量的气体，如果保持温度不变，体积越小，则压强越大
10．封闭在汽缸内一定质量的理想气体由状态A变到状态D，其体积V与热力学温度T关系如图所示，O、A、D三点在同一直线上。则________。
A．由状态A变到状态B过程中，气体吸收热量
B．由状态B变到状态C过程中，气体从外界吸收热量，内能增加
C．C状态气体的压强小于D状态气体的压强
D．D状态时单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数比A状态少
E.C状态到D状态，单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数减少
11．1912年，英国物理学家威尔逊发明了观察带电粒子运动径迹的云室，结构如图所示，在一个圆筒状容器中加入少量酒精，使云室内充满酒精的饱和蒸汽．迅速向下拉动活塞，室内气体温度________(选填“升高”“不变”或“降低”)，酒精的饱和汽压________(选填“升高”“不变”或“降低”)．
12．如图所示，一定质量的理想气体，按图示方向经历了ABCDA的循环，其p-V图线如图．状态B时，气体分子的平均动能比状态A时气体分子的平均动能____
(选填
“大”或“小”);由B到C的过程中，气体将_____(选填“吸收”或“放出”)热量：经历ABCDA一个循环，气体吸收的总热量______
(
选填“大于”或“小于”)释放的总热量．
13．如图所示，一圆柱形绝热汽缸竖直放置，通过绝热活塞封闭着一定质量的理想气体，活塞的质量为m，横截面积为S，与汽缸底部相距高度为h，此时封闭气体的温度为T。现通过很细电热丝缓慢加热气体，电热丝产生热量全部被气体吸收，电热丝两端电压为U，通过它的电流为I。经过时间t时，气体温度上升到1.5T。已知大气压强为p0，重力加速度为g，不计活塞与汽缸的摩擦，求：
①加热后活塞到汽缸底部的距离；
②加热过程中气体的内能增加量。
14．一定质量的理想气体,其内能跟温度成正比．在初始状态A时,体积为V0,压强为p0,温度为T0,已知此时其内能为U0．该理想气体从状态A经由一系列变化,最终还回到原来状态A,其变化过程的p-T图如图所示,其中CA延长线过坐标原点,BA在同—竖直直线上．求:
(1)状态B的体积;
(2)状态C的体积;
(3)从状态B经由状态C,最终回到状态A的过程中,气体与外界交换的热量是多少?
15．如图所示，一圆柱形汽缸竖直放置，汽缸正中间有挡板，位于汽缸口的活塞封闭着一定质量的理想气体．活塞的质量为m，横截面积为S．开始时，活塞与汽缸底部相距L，测得气体的温度为T0．现缓慢降温，让活塞缓慢下降，直到恰好与挡板接触但不挤压．然后在活塞上放一重物P，对气体缓慢加热，让气体的温度缓慢回升到T0，升温过程中，活塞不动．已知大气压强为p0，重力加速度为g，不计活塞与汽缸间摩擦．
(ⅰ)求活塞刚与挡板接触时气体的温度和重物P的质量的最小值；
(ⅱ)整个过程中，气体是吸热还是放热，吸收或放出的热量为多少？
16．如图，体积为V、内壁光滑的圆柱形导热气缸顶部有一质量和厚度均可忽略的活塞；气缸内密封有温度为2.4T0、压强为1.2p0的理想气体．p0和T0分别为大气的压强和温度．已知：气体内能U与温度T的关系为U＝αT，α为正的常量；容器内气体的所有变化过程都是缓慢的．求
①气缸内气体与大气达到平衡时的体积V1；
②在活塞下降过程中，气缸内气体放出的热量Q.
参考答案
1．A
【解析】
该过程为等温变化，根据
可知压缩后气体压强增大。
A．对管壁单位面积的平均作用力增大即是压强增大，故A正确；
B．分子间平均距离增大即体积变大，不符合分析，故B错误；
C．分子平均动能增大意味着温度升高，但该过程为等温变化，故C错误；
D．该过程外界对气体做功，但内能不变，根据热力学第一定律可知，释放热量，故D错误。
故选A。
2．D
【解析】
A．第一类永动机不可能制成是因为违背了能量守恒定律，第二类永动机不可能制成才是因为热机效率无法达到100%，选项A错误；
B．一切与热有关的自发过程总是向无序性增加的方向进行，选项B错误；
C．一个孤立系统的总熵不变或增加，选项C错误；
D．热力学第一定律是能量守恒定律在热学中的特殊表达形式，选项D正确。
故选D。
3．A
【解析】
A．系统的内能是一个只依赖于系统自身状态的物理量，所以是由系统的状态决定的，故A正确；
B．做功和热传递都可以改变系统的内能，故B错误；
C．质量和温度相同的氢气和氧气的平均动能相同，但它们的物质的量不同，内能不同，故C错误；
D．在1g100℃的水变成100℃水蒸气的过程中，分子间距离变大，要克服分子间的引力做功，分子势能增大，所以1g100℃水的内能小于1g100℃水蒸气的内能，故D错误。
故选A。
4．D
【解析】
A．热量、功和内能是三个不同的物理量，它们的物理意义不同，故A错误；
B．功与热量都是能量转化的量度，都可以作为物体内能变化的量度，但不是物体内能的量度，故B错误；
C．热量、功和内能的单位相同，都是焦耳，故C错误；
D．功和热量由过程决定，内能由物体的状态决定，故D正确；
故选D。
5．D
【解析】
一定质量的理想气体在某一过程中，气体对外界做功7.0×104
J，气体内能减少1.3×105
J，根据热力学第一定律可知，Q=?U-W=(-1.3×105)+7.0×104=-6.0×104
J，即气体向外界放出热量6.0×104J；
A.
气体从外界吸收热量2.0×105
J，与结论不相符，选项A错误；
B.
气体向外界放出热量2.0×105
J，与结论不相符，选项B错误；
C.
气体从外界吸收热量6.0×104
J，与结论不相符，选项C错误；
D.
气体向外界放出热量6.0×104
J，与结论相符，选项D正确；
6．ADE
【解析】
A．物体的内能大小与它整体的机械运动无关，选项A正确；
B．达到热平衡状态的两个系统温度一定相等，内能不一定相等，选项B错误；
C．温度相同的氢气和氧气分子的平均动能相同，质量相同的氢气和氧气分子数不同，则内能一定不相等，选项C错误；
D．物体的内能与物体的温度、体积以及物体的量等因素都有关，则100°C水的内能可能大于100°C水蒸气的内能，选项D正确；
E．一定量的理想气体压强不变、体积减小，则温度降低，则其内能一定减小，选项E正确。
故选ADE。
7．BD
【解析】
A．根据热力学第二定律可知，一切与热现象有关的宏观变化都是不可逆的，故A错误；
C．由于气闸舱B内为真空，所以气体在膨胀过程中不会对外做功，又系统与外界没有热交换，则气体内能不变，C错误；
B．对于一定质量的理想气体内能不变，则温度不变，由pV=C，且气体体积增大可知，气体压强减小，故B正确；
D．气体体积变大，分子数密度n减小，温度不变，分子平均动能不变，平均速率不变，所以气体分子单位时间对座舱壁单位面积碰撞的次数将变少，故D正确。
故选BD。
8．ABD
【解析】
从a到b等容升压，根据＝C可知温度升高，一定质量的理想气体内能决定于气体的温度，温度升高，则内能增加，故A正确；在过程ca中压强不变，体积减小，所以外界对气体做功，故B正确；在过程ab中气体体积不变，根据W=p△V可知，气体对外界做功为零，故C错误；在过程bc中，属于等温变化，气体膨胀对外做功，而气体的温度不变，则内能不变；根据热力学第一定律△U=W+Q可知，气体从外界吸收热量，故D正确；故选ABD.
点睛：本题主要是考查了理想气体的状态方程和热力学第一定律的知识，要能够根据热力学第一定律判断气体内能的变化与哪些因素有关（功和热量）；热力学第一定律在应用时一定要注意各量符号的意义；△U为正表示内能变大，Q为正表示物体吸热；W为正表示外界对物体做功．
9．CD
【解析】
A．布朗运动就是悬浮在液体表面的固体颗粒的无规则运动，是液体分子热运动的表现，故A错误；
B．用活塞压缩汽缸里的空气，对空气做功2.0×105J，同时空气的内能增加1.5×105J，则
空气向外界放热0.5×105J，故B错误；
C．第一类永动机不可能制成是因为它违背了能量守恒定律，故C正确；
D．一定质量的气体，如果保持温度不变，体积越小，根据，则压强越大，故D正确。
故选CD。
10．ADE
【解析】
A．气体从状态A到状态B体积不变，发生的是等容变化，气体不做功W=0，温度升高，内能增加△U＞0，根据热力学第一定律△U=W+Q，知Q＞0，气体吸收热量，故A正确；
B．由状态B变到状态C的过程中，温度不变，内能不变△U=0，体积变大，气体对外界做功W＜0，根据热力学第一定律知Q＞0，气体从外界吸收热量，故B错误；
C．气体从C到D发生等容变化，根据查理定律知p∝T，TC>TD，所以pC>pD，即C状态气体的压强大于D状态气体的压强，故C错误；
D．A点和D点在过原点的连线上，说明气体由A到D压强不变，体积增大，分子的密集程度减小，状态D温度高，分子的平均动能大，状态A和状态D压强相等，所以D状态时单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数比A状态少，故D正确；
E．C状态到D状态，体积不变，压强减小，温度降低，则单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数减少，选项E正确。
故选ADE。
11．降低
降低
【解析】
云室内充满酒精的饱和蒸汽，迅速向下拉动活塞，酒精蒸汽迅速膨胀，时间短，故看作绝热过程，Q=0，根据热力学第一定律公式△U=W+Q，内能减小，故温度降低；温度降低，故酒精的饱和气压降低．
12．大
放出
大于
【解析】
[1]由理想气体状态方程得：解得：
可见TA
B到C的过程中，体积没变，外界不对气体做功，气体也不对外界做功，W=0；体积没变，压强减小，温度降低，内能变小，根据热力学第一定律可知气体将放出热量；
[3]
经历ABCDA一个循环，内能变化为0，气体对外做了功，根据热力学第一定律可知气体吸收的总热量大于释放的总热量．
13．①h′=1.5h；②△U=UIt-0.5h（p0S+mg）
【解析】
①封闭发生等压变化，活塞横截面积为S，初态体积V1=hS，温度T1=T，
末态体积V2=h′S，温度T2=1.5T
根据盖一吕萨克定律可得
解得加热后活塞到汽缸底部的距离
h′=1.5h
②根据受力平衡可得封闭气体的压强
升温过程对外做功
W=-p（h′-h）S
热力学第一定律
△U=W+Q
又
Q=UIt
联立可得
△U=UIt-0.5h（p0S+mg）
14．(1)V0/3；（2）V0；（3）2p0V0；
【解析】
①由图可知，从状态A到状态B气体温度为T1=T0为等温变化过程，状态B时气体压强为P1=3P0，设体积为V1，由玻意耳-马略特定律P0V0=P1V1
解得
②由图可知，从状态B到状态C气体压强为P2=P1=3P0为等压变化过程，状态C时气体温度为T2=3T0，设体积为V2，由查理-盖吕萨克定律
?解得V2=V0
③从状态B到状态C，设外界对气体做功为，
从状态C回到状态A，由图线知为等容过程，外界对气体不做功，对状态B经状态C回到状态A，内能增加量为△U=0，气体从外界吸收的热量为△Q，内能增加量为△U，
由热力学第一定律△U=Q+W
解得Q=2P0V0，即气体从外界吸收热量2P0V0
【点睛】A到B为等温过程，由玻意耳定律求得体积；由B到C为等压变化，由盖吕萨克定律求体积；从B到C外界对气体做功，C到A为等温变化，根据热力学第一定律求解吸放热．
15．
(ⅰ)
m＋
(ⅱ)放热
【解析】
(ⅰ)由题意可得，缓慢降温过程是一个等压过程
初态：温度T0，体积V0＝LS，
末态：温度T1，体积V1＝
由盖—吕萨克定律有，解得T1＝
升温过程中，活塞不动，是一个等容过程，设重物P的质量的最小值为M
初态：温度T1＝，压强p1＝p0＋，
末态：温度T2＝T0，压强p2＝p0＋
由查理定律有，解得M＝m＋．
(ⅱ)整个过程中，理想气体的温度不变，内能不变；降温过程，气体体积变小，外界对气体做的功为
升温过程，气体体积不变，气体不对外界做功，外界也不对气体做功；由热力学第一定律，整个过程中，气体放出热量
Q＝W＝．
点睛：本题考查了求内能变化、温度等问题，分析清楚气体状态变化过程、应用热力学第一定律、理想气体状态方程即可正确解题．
16．(1)
(2)
【解析】
①由理想气体状态方程得
解得：V1=V
②在活塞下降过程中，活塞对气体做的功为W=P0（V﹣V1）
活塞刚要下降时,由理想气体状态方程得
解得：T1=2T0；
在这一过程中，气体内能的变化量为△U=α（T0﹣T1）
由热力学第一定律得，△U=W+Q
解得：Q=p0V+αT0