2019—2020学年高中物理人教版选修3-3：第十章 热力学定律 单元检测试题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 单元检测试题3（解析版） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 193.5KB | ||
| 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 17:59:01 | ||
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文档简介
热力学定律
单元检测试题（解析版)
1．如图所示，一定质量的理想气体从状态A依次经过状态B、C和D后再回到状态A。其中A→B和C→D为等温过程，B→C为等压过程，D→A为等容过程，该循环过程中，下列说法正确的是（ ）
A．A→B过程中，气体放出热量
B．D→A过程中，气体分子的速率分布曲线不发生变化
C．C→D过程中，单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增多
D．B→C过程中，气体分子的平均动能增大
2．下列说法正确的是________
A．布朗运动就是分子的运动
B．气体从外界吸收的热量可以全部用来对外做功
C．梅雨季节，洗衣服后难以变干是因为空气的相对湿度大
D．自然发生的热传递过程是向着分子热运动无序性增大的方向进行的
E.当某一密闭容器自由下落时，因完全失重，容器内密封的气体压强会变为零
3．关于热力学定律，下列说法正确的是（ ）
A．气体向真空的自由膨胀是不可逆的
B．对某物体做功，必定会使该物体的内能增加
C．一切自发地与热现象有关的宏观过程都是不可逆的
D．不可能从单一热源吸收热量，使之完全变为功
4．如图所示，一定质量的理想气体从状态开始，经历过程①、②、③、④到达状态。则下列说法正确的是（ ）
A．状态的压强比状态的压强小
B．整个过程中状态的压强最大
C．过程③中气体从外界吸收热量，内能不变
D．过程④中外界对气体做正功，同时气体向外界放出热量
5．下列叙述和热力学定律相关，其中正确的是（ ）
A．第一类永动机不可能制成，是因为违背了能量守恒定律
B．在孤立系统中，一个自发的过程中熵总是向减少的方向进行
C．热量只能从高温物体传到低温物体，而不能从低温物体传到高温物体
D．能量耗散是从能量转化的角度反映出自然界中的宏观过程具有方向性
6．一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图象如图所示。下列判断正确的是（ ）
A．过程ab中气体一定吸热
B．a、b和c三个状态中，状态a分子的平均动能最小
C．过程bc中气体既不吸热也不放热
D．过程ca中外界对气体所做的功等于气体所放的热
7．下列关于内能的说法中，正确的是（
）
A．不同的物体，若温度相等，则内能也相等
B．物体速度增大，则分子动能增大，内能也增大
C．对物体做功或向物体传热，都可能改变物体的内能
D．冰熔解成水，温度不变，则内能也不变
8．“绿色、环保、低碳”是当今世界的关键词，“低碳”要求我们节约及高效利用能源。关于能源与能量，下列说法正确的是（ ）
A．因为能量守恒，所以不要节约能源
B．自然界中石油、煤炭等能源可供人类长久使用
C．人类应多开发与利用风能、太阳能等新型能源
D．人类不断地开发和利用新的能源，所以能量可以被创造
9．下列关于理想气体的说法正确的是（
）
A．一定质量的理想气体体积增大时，气体分子的内能一定减小
B．一定质量的理想气体做等容变化时，若压强变大，则气体分子热运动加剧
C．一定质量的理想气体，若压强不变时，气体分子单位时间内对器壁单位面积的平均碰撞次数随着温度升高而增多
D．一定质量的理想气体等温膨胀时，一定要向外放热
10．一定质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V﹣T图象如图所示，pa、pb、pc分别表示状态a、b、c的压强，下列判断正确的是（ ）
A．过程ab中气体一定放热
B．pc＝pb﹤pa
C．过程bc中分子势能不断增大
D．过程ca中气体吸收的热量等于对外做的功
11．如图所示，一定质量的理想气体从状态a开始，经历过程①②③到达状态d。过程①中气体_____（选填“放出”或“吸收”）了热量。在③状态变化过程中，lmol该气体在c状态时的体积为10L，在d状态时压强为c状态时压强的，求该气体在d状态时每立方米所含分子数_____。（已知阿伏加德罗常数NA=6.0×1023mol﹣1，结果保留一位有效数字）
12．如V—T图所示，一定质量的理想气体从状态a开始，经历过程①、②、③到达状态d。则：过程①中，气体压强________（填“增大”、“减小”或“不变”）；过程②中，气体分子在单位时间内撞击容器壁上单位面积的平均次数_______（填“增加”、“减少”或“不变”）；过程③中，气体_______（填“对外界放热”、“从外界吸热”或“既不吸热也不放热”）。
13．如图所示，一根两端开口、横截面积为
S＝2cm2
足够长的玻璃管竖直插入水银槽中并固定(插入水银槽中的部分足够深)．
管中有一个质量不计的光滑活塞，活塞下封闭着长
L＝21cm
的气柱，气体的温度为＝7
℃，外界大气压取
Pa(相当于
75
cm
高的汞柱压强)．
（1）若在活塞上放一个质量为
m＝0.1
kg
的砝码，保持气体的温度不变，则平衡后气柱为多长？
(g＝10)
（2）若保持砝码的质量不变，对气体加热，使其温度升高到＝77
℃，此时气柱为多长？
（3）若在(2)过程中，气体吸收的热量为
10J，则气体的内能增加多少？
14．如图所示，气缸开口向上放在水平地面上，缸内有一固定的导热板和一个可自由移动的活塞，开始时导热板上、下封闭气体、的压强相等、温度均为，气柱气体的体积为气柱气体体积为，已知大气压强为，活塞的质量为，活塞的横截面积为，气缸足够长，气缸和活塞都是绝热材料制成，给气体缓慢加热，当气体体积相等时，电热丝发出的热量为，重力加速度为。求：
（1）当气体体积相等时，中气体的压强多大？
（2）当气体体积相等时，两段气体增加的总内能是多少？
15．某同学设计的气压升降机如图所示，竖直圆柱形汽缸用活塞封闭了一定质量的气体，汽缸内壁光滑，活塞与内壁接触紧密无气体泄漏，活塞横截面积为S，活塞及其上方装置总重力，活塞停在内壁的小支架上，与缸底的距离为H，气体温度为T0，压强为大气压强p0．现给电热丝通电，经过一段时间，活塞缓慢上升．上述过程中，气体可视为理想气体，若整个过程中封闭气体内能的变化为△U，求：
①气体的最高温度T；
②整个过程中气体吸收的热量Q。
16．如图所示，p—V图中，一定质量的理想气体由状态A经过程I变至状态B时，从外界吸收热量420J，同时膨胀对外做功300J。当气体从状态B经过程II回到状态A时，外界压缩气体做功200J。求：
(1)由状态A经过程I变至状态B过程中，气体内能的变化量；
(2)当气体从状态B经过程II回到状态A的过程中气体是吸热还是放热，并求出热量变化的多少。
参考答案
1．AD
【解析】
A．因为A→B为等温过程，压强变大，体积变小，故外界对气体做功，温度不变，则内能不变，根据热力学第一定律可知，气体一定放出热量，故A正确；
B．D→A为等容过程，体积不变，压强变小，由查理定律可知，温度降低，气体分子的平均动能减小，故气体分子的速率分布曲线会发生变化，故B错误；
C．C→D为等温过程，压强变小，体积增大，因为温度不变，故气体分子的平均动能不变，压强变小说明单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数减少，故C错误；
D．因为B→C为等压过程，由于体积增大，由盖—吕萨克定律可知，气体温度升高，内能增加，故气体分子的平均动能增大，故D正确；
故选AD。
2．BCD
【解析】
A．布朗运动是悬浮在液体或气体中的固体小颗粒的运动，不是分子的运动，故A错误；
B．根据热力学第二定律可知，气体从外界吸收的热量可以全部用来对外做功，但会引其它的变化，故B正确；
C．梅雨季节，空气潮湿，空气的相对湿度大，衣服难以变干，故C正确；
D．根据热力学第二定律，自然发生的热传递过程是向着分子热运动无序性增大的方向进行的，故D正确；
E．气体的压强由于气体分子无规则的热运动，大量的分子频繁地碰撞器壁产生持续而稳定的压力，并不是由重力引起的，即使因完全失重容器内密封的气体压强也不会变为零，故E错误。
故选BCD。
3．AC
【解析】
A．根据热力学第二定律可知气体向真空的自由膨胀是不可逆的，A正确；
B．根据热力学第一定律可知，对某物体做功，吸放热未知，所以内能不一定增加，B错误；
C．根据热力学第二定律可知一切自发地与热现象有关的宏观过程都是不可逆的，C正确；
D．热力学第二定律的开尔文表述为不可能从单一热源吸收热量，使之完全变为功，而不产生其他影响，D错误。
故选AC。
4．BD
【解析】
A．根据盖—吕萨克定律可知，A错误；
B．根据变形可知状态与原点连线斜率最小，压强最大，B正确；
C．过程③气体体积不变，所以做功，温度升高，增大，内能增大，根据热力学第一定律可知增大，气体从外界吸收热量，C错误；
D．过程④气体体积减小，外界对气体做功，，温度不变，，根据热力学第一定律可知，气体向外界放出热量，D正确。
故选BD。
5．AD
【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，选项A正确；
B．根据熵原理，在孤立系统中，一个自发的过程中熵总是向增加的方向进行，选项B错误；
C．热量可以自发地从高温物体传到低温物体，但不能自发地从低温物体传到高温物体，选项C错误；
D．能量耗散是从能量转化的角度反映出自然界中的宏观过程具有方向性，选项D正确。
故选AD。
6．AB
【解析】
A．由图示可知，ab过程，气体压强与热力学温度成正比，则气体发生等容变化，气体体积不变，外界对气体不做功，气体温度升高，内能增大，由热力学第一定律可知，气体吸收热量，故A正确；
B．a、b和c三个状态中，状态a温度最低，则分子的平均动能最小，故B正确；
C．由图示图象可知，bc过程气体发生等温变化，气体内能不变，压强减小，由玻意耳定律可知，体积增大，气体对外做功，由热力学第一定律△U=Q+W可知，气体吸热，故C错误；
D．由图象可知，ca过程气体压强不变，温度降低，由盖吕萨克定律可知，其体积减小，外界对气体做功，W＞0，气体温度降低，内能减少，△U＜0，由热力学第一定律可知，气体要放出热量，过程ca中外界对气体所做的功小于气体所放热量，故D错误。
故选AB。
7．C
【解析】
A．内能包括分子动能和分子势能，与物质的量也有关系，A催；
B．分子平均动能只与温度有关，与物体的宏观运动无关，B错；
C．由热力学第一定律可得做功和热传递都可以改变物体的内能，Ｃ正确；
D．冰熔解成水，体积减小，分子势能增大，内能增大，D错；
故选C。
8．C
【解析】
A．能量守恒告诉我们，能量是不会减少的，煤炭、石油、天然气等化石能源使用后，化学能转化为内能耗散了。虽然总能量没有减小，但是可以利用的品质降低了，故依然要节约能源，故A错误；
B．自然界中石油、煤炭等能源是有限的，故会不断减少，故B错误；
C．新能源是可以循环利用的，故人类应多开发与利用风能、太阳能等新型能源，故C正确；
D．人类不断地开发和利用新的能源，如风能、太阳能，本质上都来源于太阳，符合能量守恒定律，故D错误。
故选C。
9．B
【解析】
A．一定质量的理想气体体积增大时，温度不一定降低，即气体分子的内能不一定减小，选项A错误；
B．根据可知，一定质量的理想气体做等容变化时，若压强变大，则温度升高，气体分子热运动加剧，选项B正确；
C．一定质量的理想气体，若压强不变，温度升高时，体积变大，气体分子数密度减小，则气体分子单位时间内对器壁单位面积的平均碰撞次数减小，选项C错误；
D．一定质量的理想气体等温膨胀时，内能不变，体积变大，对外做功，根据热力学第一定律可知，气体一定吸热，选项D错误。
故选B。
10．D
【解析】
A．过程ab中气体的体积不变，没有做功；温度升高，内能增大，所以气体一定吸热，故A错误；
B．由理想气体的状态方程可知
所以
pb=pc=3pa
故B错误；
C．理想气体分子间没有作用力，理想气体分子势能为零，b→c过程分子势能不变，故C错误；
D．由图可知过程ca中气体等温膨胀，内能不变，对外做功；根据热力学第一定律可知，气体吸收的热量等于对外做的功，故D正确。
故选D。
11．吸收
【解析】
[1]．过程①中气体体积不变，做功为零；温度升高，气体内能增大，根据热力学第一定律可知，气体吸热；
[2]．③过程，气体做等温变化，根据玻意耳定律得
pcVc=pdVd
又，解得
Vd=15?L
即该气体在d状态时每立方米所含分子数4×1025个.
12．增大
减少
从外界吸热
【解析】
[1]由图可知，过程①中，体积不变，气体发生等容变化，温度升高，故压强增大；
[2]由图可知，过程②中，根据理想气体状态方程有
变形得
即V-T图线是一条过原点的等压直线，故过程②中，压强一直不变，气体发生等压变化，气体体积增大，则分子数密度减小，温度升高，则分子平均动能增大，而气体的压强取决于分子数密度和平均动能，故与b态相比，c态的气体分子在单位时间内对容器壁单位面积撞击的次数减少；
[3]由图可知，过程③中，温度不变，发生等温变化，理想气体的内能只与温度有关，故此过程内能不变。现体积增大，气体对外做功，减少内能，故为保持内能不变，所以气体要从外界吸热。
13．（1）20cm；（2）25cm；(3)8.95J
【解析】
（1）被封闭气体的初状态为：
?
P1=P0=1.0×105Pa=75cmHg，V1=LS=21S，T1=280K
末态为：
V2=L2S，T2=T1=280K
根据玻意耳定律，有：P1V1=P2V2
即：P1L1=P2L2
得：
（2）对气体加热后，气体的状态变为：P3=P2，V3=L3S，T3=350K?
根据盖?吕萨克定律，有
即：
得：
（3）气体对外做功为：
W=P2Sh=P2S（L3-L2）=1.05×105×2×10-4×（0.25-0.20）J=1.05J
根据热力学第一定律有：△U=W+Q=-1.05+10=8.95J
【点睛】
解决本题的关键是判断气体的变化过程，确定气体的状态，分析各状态下的状态参量，再根据气体状态方程列式求解．并且熟练的掌握热力学第一定律的应用．
14．①；②
【解析】
①开始时，中气体的压强
对气体研究，当气体的体积增大为原来2倍，气体发生等压变化
得
对气体研究，气体发生等容变化，则
得
②活塞向上移动过程对外做功为
根据热力学第一定律，两部分气体增加的内能
15．①T＝2T0。②
【解析】
①气体先等容变化至压强为，设温度升高至T1，则；
接着等压膨胀至体积为（H+h）S，设温度升高至T，则；
联立解得T＝2T0。
②全过程中外界对气体做的功
由热力学第一定律有△U＝Q+W
解得
16．(1)增加120J；(2)放热320
J
【解析】
(1)由状态A经过程Ⅰ变至状态B，由热力学第一定律得
ΔU＝Q1－W1＝420
J－300
J＝120
J
即内能增加120J。
(2)由状态B经过程Ⅱ回到状态A，由热力学第一定律得
Q2＝ΔU′－W2＝（－120
J）－200
J＝－320
J
即放热320
J。
单元检测试题（解析版)
1．如图所示，一定质量的理想气体从状态A依次经过状态B、C和D后再回到状态A。其中A→B和C→D为等温过程，B→C为等压过程，D→A为等容过程，该循环过程中，下列说法正确的是（ ）
A．A→B过程中，气体放出热量
B．D→A过程中，气体分子的速率分布曲线不发生变化
C．C→D过程中，单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增多
D．B→C过程中，气体分子的平均动能增大
2．下列说法正确的是________
A．布朗运动就是分子的运动
B．气体从外界吸收的热量可以全部用来对外做功
C．梅雨季节，洗衣服后难以变干是因为空气的相对湿度大
D．自然发生的热传递过程是向着分子热运动无序性增大的方向进行的
E.当某一密闭容器自由下落时，因完全失重，容器内密封的气体压强会变为零
3．关于热力学定律，下列说法正确的是（ ）
A．气体向真空的自由膨胀是不可逆的
B．对某物体做功，必定会使该物体的内能增加
C．一切自发地与热现象有关的宏观过程都是不可逆的
D．不可能从单一热源吸收热量，使之完全变为功
4．如图所示，一定质量的理想气体从状态开始，经历过程①、②、③、④到达状态。则下列说法正确的是（ ）
A．状态的压强比状态的压强小
B．整个过程中状态的压强最大
C．过程③中气体从外界吸收热量，内能不变
D．过程④中外界对气体做正功，同时气体向外界放出热量
5．下列叙述和热力学定律相关，其中正确的是（ ）
A．第一类永动机不可能制成，是因为违背了能量守恒定律
B．在孤立系统中，一个自发的过程中熵总是向减少的方向进行
C．热量只能从高温物体传到低温物体，而不能从低温物体传到高温物体
D．能量耗散是从能量转化的角度反映出自然界中的宏观过程具有方向性
6．一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图象如图所示。下列判断正确的是（ ）
A．过程ab中气体一定吸热
B．a、b和c三个状态中，状态a分子的平均动能最小
C．过程bc中气体既不吸热也不放热
D．过程ca中外界对气体所做的功等于气体所放的热
7．下列关于内能的说法中，正确的是（
）
A．不同的物体，若温度相等，则内能也相等
B．物体速度增大，则分子动能增大，内能也增大
C．对物体做功或向物体传热，都可能改变物体的内能
D．冰熔解成水，温度不变，则内能也不变
8．“绿色、环保、低碳”是当今世界的关键词，“低碳”要求我们节约及高效利用能源。关于能源与能量，下列说法正确的是（ ）
A．因为能量守恒，所以不要节约能源
B．自然界中石油、煤炭等能源可供人类长久使用
C．人类应多开发与利用风能、太阳能等新型能源
D．人类不断地开发和利用新的能源，所以能量可以被创造
9．下列关于理想气体的说法正确的是（
）
A．一定质量的理想气体体积增大时，气体分子的内能一定减小
B．一定质量的理想气体做等容变化时，若压强变大，则气体分子热运动加剧
C．一定质量的理想气体，若压强不变时，气体分子单位时间内对器壁单位面积的平均碰撞次数随着温度升高而增多
D．一定质量的理想气体等温膨胀时，一定要向外放热
10．一定质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V﹣T图象如图所示，pa、pb、pc分别表示状态a、b、c的压强，下列判断正确的是（ ）
A．过程ab中气体一定放热
B．pc＝pb﹤pa
C．过程bc中分子势能不断增大
D．过程ca中气体吸收的热量等于对外做的功
11．如图所示，一定质量的理想气体从状态a开始，经历过程①②③到达状态d。过程①中气体_____（选填“放出”或“吸收”）了热量。在③状态变化过程中，lmol该气体在c状态时的体积为10L，在d状态时压强为c状态时压强的，求该气体在d状态时每立方米所含分子数_____。（已知阿伏加德罗常数NA=6.0×1023mol﹣1，结果保留一位有效数字）
12．如V—T图所示，一定质量的理想气体从状态a开始，经历过程①、②、③到达状态d。则：过程①中，气体压强________（填“增大”、“减小”或“不变”）；过程②中，气体分子在单位时间内撞击容器壁上单位面积的平均次数_______（填“增加”、“减少”或“不变”）；过程③中，气体_______（填“对外界放热”、“从外界吸热”或“既不吸热也不放热”）。
13．如图所示，一根两端开口、横截面积为
S＝2cm2
足够长的玻璃管竖直插入水银槽中并固定(插入水银槽中的部分足够深)．
管中有一个质量不计的光滑活塞，活塞下封闭着长
L＝21cm
的气柱，气体的温度为＝7
℃，外界大气压取
Pa(相当于
75
cm
高的汞柱压强)．
（1）若在活塞上放一个质量为
m＝0.1
kg
的砝码，保持气体的温度不变，则平衡后气柱为多长？
(g＝10)
（2）若保持砝码的质量不变，对气体加热，使其温度升高到＝77
℃，此时气柱为多长？
（3）若在(2)过程中，气体吸收的热量为
10J，则气体的内能增加多少？
14．如图所示，气缸开口向上放在水平地面上，缸内有一固定的导热板和一个可自由移动的活塞，开始时导热板上、下封闭气体、的压强相等、温度均为，气柱气体的体积为气柱气体体积为，已知大气压强为，活塞的质量为，活塞的横截面积为，气缸足够长，气缸和活塞都是绝热材料制成，给气体缓慢加热，当气体体积相等时，电热丝发出的热量为，重力加速度为。求：
（1）当气体体积相等时，中气体的压强多大？
（2）当气体体积相等时，两段气体增加的总内能是多少？
15．某同学设计的气压升降机如图所示，竖直圆柱形汽缸用活塞封闭了一定质量的气体，汽缸内壁光滑，活塞与内壁接触紧密无气体泄漏，活塞横截面积为S，活塞及其上方装置总重力，活塞停在内壁的小支架上，与缸底的距离为H，气体温度为T0，压强为大气压强p0．现给电热丝通电，经过一段时间，活塞缓慢上升．上述过程中，气体可视为理想气体，若整个过程中封闭气体内能的变化为△U，求：
①气体的最高温度T；
②整个过程中气体吸收的热量Q。
16．如图所示，p—V图中，一定质量的理想气体由状态A经过程I变至状态B时，从外界吸收热量420J，同时膨胀对外做功300J。当气体从状态B经过程II回到状态A时，外界压缩气体做功200J。求：
(1)由状态A经过程I变至状态B过程中，气体内能的变化量；
(2)当气体从状态B经过程II回到状态A的过程中气体是吸热还是放热，并求出热量变化的多少。
参考答案
1．AD
【解析】
A．因为A→B为等温过程，压强变大，体积变小，故外界对气体做功，温度不变，则内能不变，根据热力学第一定律可知，气体一定放出热量，故A正确；
B．D→A为等容过程，体积不变，压强变小，由查理定律可知，温度降低，气体分子的平均动能减小，故气体分子的速率分布曲线会发生变化，故B错误；
C．C→D为等温过程，压强变小，体积增大，因为温度不变，故气体分子的平均动能不变，压强变小说明单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数减少，故C错误；
D．因为B→C为等压过程，由于体积增大，由盖—吕萨克定律可知，气体温度升高，内能增加，故气体分子的平均动能增大，故D正确；
故选AD。
2．BCD
【解析】
A．布朗运动是悬浮在液体或气体中的固体小颗粒的运动，不是分子的运动，故A错误；
B．根据热力学第二定律可知，气体从外界吸收的热量可以全部用来对外做功，但会引其它的变化，故B正确；
C．梅雨季节，空气潮湿，空气的相对湿度大，衣服难以变干，故C正确；
D．根据热力学第二定律，自然发生的热传递过程是向着分子热运动无序性增大的方向进行的，故D正确；
E．气体的压强由于气体分子无规则的热运动，大量的分子频繁地碰撞器壁产生持续而稳定的压力，并不是由重力引起的，即使因完全失重容器内密封的气体压强也不会变为零，故E错误。
故选BCD。
3．AC
【解析】
A．根据热力学第二定律可知气体向真空的自由膨胀是不可逆的，A正确；
B．根据热力学第一定律可知，对某物体做功，吸放热未知，所以内能不一定增加，B错误；
C．根据热力学第二定律可知一切自发地与热现象有关的宏观过程都是不可逆的，C正确；
D．热力学第二定律的开尔文表述为不可能从单一热源吸收热量，使之完全变为功，而不产生其他影响，D错误。
故选AC。
4．BD
【解析】
A．根据盖—吕萨克定律可知，A错误；
B．根据变形可知状态与原点连线斜率最小，压强最大，B正确；
C．过程③气体体积不变，所以做功，温度升高，增大，内能增大，根据热力学第一定律可知增大，气体从外界吸收热量，C错误；
D．过程④气体体积减小，外界对气体做功，，温度不变，，根据热力学第一定律可知，气体向外界放出热量，D正确。
故选BD。
5．AD
【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，选项A正确；
B．根据熵原理，在孤立系统中，一个自发的过程中熵总是向增加的方向进行，选项B错误；
C．热量可以自发地从高温物体传到低温物体，但不能自发地从低温物体传到高温物体，选项C错误；
D．能量耗散是从能量转化的角度反映出自然界中的宏观过程具有方向性，选项D正确。
故选AD。
6．AB
【解析】
A．由图示可知，ab过程，气体压强与热力学温度成正比，则气体发生等容变化，气体体积不变，外界对气体不做功，气体温度升高，内能增大，由热力学第一定律可知，气体吸收热量，故A正确；
B．a、b和c三个状态中，状态a温度最低，则分子的平均动能最小，故B正确；
C．由图示图象可知，bc过程气体发生等温变化，气体内能不变，压强减小，由玻意耳定律可知，体积增大，气体对外做功，由热力学第一定律△U=Q+W可知，气体吸热，故C错误；
D．由图象可知，ca过程气体压强不变，温度降低，由盖吕萨克定律可知，其体积减小，外界对气体做功，W＞0，气体温度降低，内能减少，△U＜0，由热力学第一定律可知，气体要放出热量，过程ca中外界对气体所做的功小于气体所放热量，故D错误。
故选AB。
7．C
【解析】
A．内能包括分子动能和分子势能，与物质的量也有关系，A催；
B．分子平均动能只与温度有关，与物体的宏观运动无关，B错；
C．由热力学第一定律可得做功和热传递都可以改变物体的内能，Ｃ正确；
D．冰熔解成水，体积减小，分子势能增大，内能增大，D错；
故选C。
8．C
【解析】
A．能量守恒告诉我们，能量是不会减少的，煤炭、石油、天然气等化石能源使用后，化学能转化为内能耗散了。虽然总能量没有减小，但是可以利用的品质降低了，故依然要节约能源，故A错误；
B．自然界中石油、煤炭等能源是有限的，故会不断减少，故B错误；
C．新能源是可以循环利用的，故人类应多开发与利用风能、太阳能等新型能源，故C正确；
D．人类不断地开发和利用新的能源，如风能、太阳能，本质上都来源于太阳，符合能量守恒定律，故D错误。
故选C。
9．B
【解析】
A．一定质量的理想气体体积增大时，温度不一定降低，即气体分子的内能不一定减小，选项A错误；
B．根据可知，一定质量的理想气体做等容变化时，若压强变大，则温度升高，气体分子热运动加剧，选项B正确；
C．一定质量的理想气体，若压强不变，温度升高时，体积变大，气体分子数密度减小，则气体分子单位时间内对器壁单位面积的平均碰撞次数减小，选项C错误；
D．一定质量的理想气体等温膨胀时，内能不变，体积变大，对外做功，根据热力学第一定律可知，气体一定吸热，选项D错误。
故选B。
10．D
【解析】
A．过程ab中气体的体积不变，没有做功；温度升高，内能增大，所以气体一定吸热，故A错误；
B．由理想气体的状态方程可知
所以
pb=pc=3pa
故B错误；
C．理想气体分子间没有作用力，理想气体分子势能为零，b→c过程分子势能不变，故C错误；
D．由图可知过程ca中气体等温膨胀，内能不变，对外做功；根据热力学第一定律可知，气体吸收的热量等于对外做的功，故D正确。
故选D。
11．吸收
【解析】
[1]．过程①中气体体积不变，做功为零；温度升高，气体内能增大，根据热力学第一定律可知，气体吸热；
[2]．③过程，气体做等温变化，根据玻意耳定律得
pcVc=pdVd
又，解得
Vd=15?L
即该气体在d状态时每立方米所含分子数4×1025个.
12．增大
减少
从外界吸热
【解析】
[1]由图可知，过程①中，体积不变，气体发生等容变化，温度升高，故压强增大；
[2]由图可知，过程②中，根据理想气体状态方程有
变形得
即V-T图线是一条过原点的等压直线，故过程②中，压强一直不变，气体发生等压变化，气体体积增大，则分子数密度减小，温度升高，则分子平均动能增大，而气体的压强取决于分子数密度和平均动能，故与b态相比，c态的气体分子在单位时间内对容器壁单位面积撞击的次数减少；
[3]由图可知，过程③中，温度不变，发生等温变化，理想气体的内能只与温度有关，故此过程内能不变。现体积增大，气体对外做功，减少内能，故为保持内能不变，所以气体要从外界吸热。
13．（1）20cm；（2）25cm；(3)8.95J
【解析】
（1）被封闭气体的初状态为：
?
P1=P0=1.0×105Pa=75cmHg，V1=LS=21S，T1=280K
末态为：
V2=L2S，T2=T1=280K
根据玻意耳定律，有：P1V1=P2V2
即：P1L1=P2L2
得：
（2）对气体加热后，气体的状态变为：P3=P2，V3=L3S，T3=350K?
根据盖?吕萨克定律，有
即：
得：
（3）气体对外做功为：
W=P2Sh=P2S（L3-L2）=1.05×105×2×10-4×（0.25-0.20）J=1.05J
根据热力学第一定律有：△U=W+Q=-1.05+10=8.95J
【点睛】
解决本题的关键是判断气体的变化过程，确定气体的状态，分析各状态下的状态参量，再根据气体状态方程列式求解．并且熟练的掌握热力学第一定律的应用．
14．①；②
【解析】
①开始时，中气体的压强
对气体研究，当气体的体积增大为原来2倍，气体发生等压变化
得
对气体研究，气体发生等容变化，则
得
②活塞向上移动过程对外做功为
根据热力学第一定律，两部分气体增加的内能
15．①T＝2T0。②
【解析】
①气体先等容变化至压强为，设温度升高至T1，则；
接着等压膨胀至体积为（H+h）S，设温度升高至T，则；
联立解得T＝2T0。
②全过程中外界对气体做的功
由热力学第一定律有△U＝Q+W
解得
16．(1)增加120J；(2)放热320
J
【解析】
(1)由状态A经过程Ⅰ变至状态B，由热力学第一定律得
ΔU＝Q1－W1＝420
J－300
J＝120
J
即内能增加120J。
(2)由状态B经过程Ⅱ回到状态A，由热力学第一定律得
Q2＝ΔU′－W2＝（－120
J）－200
J＝－320
J
即放热320
J。