成都市第三十一中学2019-2020学年高中物理教科版选修3-3：能量守恒与热力学定律 综合复习检测（含解析）

能量守恒与热力学定律
综合复习检测
1．下列的说法中错误的是（　　）
A．物体吸收热量，同时对外做功，其内能可能增加
B．热量能够自发地从高温物体传递到低温物体，也能自发地从低温物体传递到高温物体
C．气体被压缩时，内能可能不变
D．第二类永动机虽然不违反能量守恒定律，但它是制造不出来的
2．下列过程中可能发生的是（　　）
A．将两瓶不同液体混合，然后它们又自发地各自分开
B．利用其他手段，使低温物体温度更低，高温物体的温度更高
C．打开一高压密闭容器，其内气体自发溢出后又自发溢进去，恢复原状
D．某种物质从高温热源吸收20kJ的热量，全部转化为机械能，而没有产生其他任何影响
3．如图所示为导热气缸，内封有一定质量理想气体，活塞与气缸壁的接触面光滑，活塞上用弹簧悬挂．当周围环境温度不变，大气压缓慢变大之后，下列说法中正确的是
A．弹簧长度将改变
B．气体内能将增加
C．气体向外放出热量
D．单位时间碰撞气缸单位面积的分子数不变
4．图为某种椅子与其升降部分的结构示意图，M、N两筒间密闭了一定质量的气体，M可沿N的内壁上下滑动，设筒内气体不与外界发生热交换，当人从椅子上离开，M向上滑动的过程中（　　）
A．外界对气体做功，气体内能增大
B．外界对气体做功，气体内能减小
C．气体对外界做功，气体内能增大
D．气体对外界做功，气体内能减小
5．下列说法错误的是（　　）
A．物体从单一热源吸收的热量可全部用于做功
B．干湿泡湿度计的示数差别越小，空气的相对湿度越小
C．一定质量的理想气体压强不变时，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减少
D．单晶体和多晶体都有确定的熔点，非晶体没有确定的熔点
6．对热力学第二定律的认识，下列说法正确的有
A．对某物体传热，该物体的内能可能会减少
B．热量不能从低温物体传递给高温物体
C．不可能从单一热源吸收热量，使之完全变成功，而不产生其它影响
D．随着技术的发展，效率是100％的热机是可以制造出来的
7．如图所示，导热性能良好的气缸内用活塞封闭着一定质量、常温常压的气体，气缸固定不动．一条细线一端连结在活塞上，另一端跨过两个光滑的定滑轮后连结在一个小桶上，开始时活塞静止，现不断向小桶中添加细沙,使活塞缓慢向上移动（活塞始终未被拉出，气缸、周围环境温度不变）．则在活塞移动的过程中，下列说法正确的是
A．气缸内气体的分子平均动能不变
B．气缸内气体的内能变小
C．气缸内气体的压强变小
D．气缸内气体向外界放热
8．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．气体并没有对外做功，气体内能不变
B．B中气体可自发地全部退回到A中
C．气体温度不变，体积增大，压强减小
D．气体体积膨胀，对外做功，内能减小
9．某同学用空饮料（塑料）瓶做以下实验∶他把少量液态乙醚装人瓶中并拧上瓶盖，静置一段时间后发现液态乙醚减少但还剩余少许，然后他不断扭转饮料瓶使容积不断减小，此时发现瓶内壁出现液滴，当瓶内压强达到一定值时瓶盖被顶飞，瓶内和瓶口附近出现白雾。对上述现象下列说法正确的是______。
A．静置一段时间时，瓶内液态乙醚减少是蒸发现象，温度越高蒸发越快
B．当瓶内液态乙醚不再减少时，蒸发停止，此后没有乙醚分子从液体表面蒸发出来
C．扭转饮料瓶，内壁出现液滴，可见压强越大，饱和蒸气压越小
D．扭转饮料瓶，内壁出现液滴，是因为体积减小时，实际气压大于饱和气压
E.瓶盖被顶飞时，气体膨胀对外界做功，温度降低，饱和蒸气压变小，出现了液化现象
10．根据热力学定律，下列说法正确的是（　　）
A．电冰箱的工作过程表明，热量可以从低温物体向高温物体传递
B．空调机在制冷过程中，从室内吸收的热量少于向室外放出的热量
C．科技的进步可以使内燃机成为单一热源的热机
D．对能源的过度消耗将使自然界的能量不断减少，形成能源危机
E.电冰箱的制冷系统能够不断把冰箱内的热量传递到外面，违背了热力学第二定律
11．一定质量的理想气体由状态C经状态B变化到状态A的P-V图象如图所示．
（1）若已知在状态C时，理想气体的温度为227，求处于状态B时气体的摄氏温度；
（2）从状态C变化到状态A气体是吸热还是放热？并求出吸收或放出的热量的数值．（已知）
12．如图所示，一定质量的理想气体经历了A→B→C→D→A的循环，该过程每个状态都视为平衡态，各状态参数如图所示。A状态的压强为PA=1.2×105Pa，求：
（1）B状态的温度TB；
（2）完成一个循环，外界对气体所做的功？
13．一定质量的理想气体经历了如图所示A到B状态变化的过程,已知气体状态A参量为pA、VA、tA,状态B参量为pB、VB、tB,则有pA____(填“>”“=”或“<”)pB.若A到B过程气体内能变化为ΔE,则气体吸收的热量Q=____.
14．如图所示，在没有空气阻力和摩擦力时(实际很小)，从斜面A上由静止释放小球，会发现无论θ角怎样变化，小球最后总能达______________的位置，在物理学中，把这一事实说成是有某个量是守恒的，并且把这个量叫________．
15．如图所示，弹簧一端固定于水平面上，另一端与质量为m的活塞拴接在一起，开口向下、质量为M的气缸与活塞一起封闭了一定质量的气体．气缸和活塞均可与外界进行热交换．若外界环境的温度缓慢降低，则封闭气体的体积将_____（填“增大”、“减小”或“不变”），同时将__________（填“吸热”、“放热”或“既不吸热，也不放热”）．
参考答案
1．B
【解析】
A．物体吸收热量，内能增加，对外做功，内能减少，综合来说内能可能增加，选项A正确，故不符合题意；
B．热量能够自发地从高温物体传递到低温物体，但不能能自发地从低温物体传递到高温物体，选项B错误，符合题意；
C．气体被压缩时，若同时对外放热，则内能可能不变，选项C
错误，故不符合题意；
D．第二类永动机虽然不违反能量守恒定律，但违反了热力学第二定律，所以它制造不出来，选项D正确，故不符合题意。
综上，故选B。
2．B
【解析】
A．扩散现象有方向性，因此不能自发地各自分开，故A错误；
B．根据热力学第二定律，热量不可能从低温物体自发地传递给高温物体，而不引起其他的变化，但通过一些手段是可以实现的，故B正确；
C．气体膨胀具有方向性，不能自发溢出又自发溢进去，使其恢复原状，故C错误；
D．要使内能全部转化为机械能必定要引起其他影响，故D错误。
故选B。
3．C
【解析】
A．以活塞和气缸整体为研究对象，根据平衡条件可知，两者的重力大小等于弹簧弹力大小，与大气压无关，所以A项错误；
B．周围环境的温度不变，气缸是导热的，气体的温度不变，所以气体的内能不变，B项错误；
C．由于大气压强增大，封闭气体的压强增大，根据理想气体状态方程，温度不变，压强增大，体积减小，外界对气体做功，根据热力学第一定律封闭气体一定放出热量，所以C项正确；
D．压强增大，体积减小，相等时间内碰撞气缸单位面积的分子数一定增大，所以D项错误．
4．D
【解析】
由题可知，当人从椅子上离开，M向上滑动的过程中，气体对外界做功。因筒内气体不与外界发生热交换，则
由热力学第一定律
可知气体内能减小，故ABC错误，D正确。
故选D。
5．B
【解析】
A．根据热力学第二定律，在外界的影响下物体从单一热源吸收的热量可全部用于做功，故A正确；
B．干湿泡温度计的示数差别越小，空气越潮湿，相对湿度越大，故B错误；
C．一定质量的理想气体压强不变时，温度升高时，气体体积一定增大，则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减少，故C正确；
D．单晶体和多晶体都有确定的熔点，非晶体没有确定的熔点，故D正确；
错误的故选B。
6．AC
【解析】
A．对某物体传热，若物体对外做功，则该物体的内能可能会减少，选项A正确；
B．根据热力学第二定律可知，热量也能从低温物体传递给高温物体，但是要引起其他的变化，选项B错误；
C．根据热力学第二定律可知，不可能从单一热源吸收热量，使之完全变成功，而不产生其它影响，选项C正确；
D．根据热力学第二定律可知，即使随着技术的发展，效率是100％的热机也是不可以制造出来的，选项D错误。
故选AC。
7．AC
【解析】
AC．使活塞缓慢上升，气体的体积增大，根据理想气体的状态方程，可知气缸内气体的压强变小．由于是导热性能良好的气缸，而且使活塞缓慢向上移动，则此过程中气体的温度不变，所以气体的分子的平均动能不变，故AC正确；
B．气体的内能仅仅与分子的平均动能有关，气体的分子的平均动能不变，则气体的内能不变，故B错误；
D．气体对外界做功，而气体的内能不变，所以气体吸收热量，故D错误．
故选AC。
8．AC
【解析】
AD．A、B做为一个整体，整个过程中，气体没有对外做功，因此气体内能不变，A正确，D错误；
B．根据热力学第二定律，B中气体不可能自发地全部退回到A中，B错误；
C，根据玻意耳定律，气体温度不变，体积增大，压强减小，C正确。
故选AC。
9．ADE
【解析】
A．由于瓶盖拧紧，乙醚不会跑掉，液态乙醚减少一定是蒸发现象，而且温度越高蒸发越快，A正确；
B．当瓶内液态乙醚不再减少时，达到了一种动态平衡，单位时间内从液体表面蒸发出来的乙醚分子与回到液体中的乙醚分子相等，因此仍有乙醚分子从液体表面蒸发出来，B错误；
C．饱和蒸气压大小只与温度有关，与压强无关，C错误；
D．扭转饮料瓶，内壁出现液滴，是因为体积减小时，实际气压大于饱和气压现象，D正确；
E．瓶盖被顶飞时，气体膨胀对外界做功，内能减小，温度降低，从而饱和蒸气压变小，出现了液化现象，E正确。
故选ADE。
10．AB
【解析】
A．电冰箱的工作过程表明，热量可以从低温物体向高温物体传递，其过程消耗了电能，故A正确；
B．空调机在制冷过程中，把室内的热量向室外释放，消耗电能，产生热量，故从室内吸收的热量小于向室外放出的热量，故B正确；
C．根据热力学第二定律，可知内燃机不可能成为单一热源的热机，故C错误；
D．自然界的能量不会减少，形成“能源危机”的原因是能源的品质下降，可利用的能源不断减少，故D错误；
E．由热力学第二定律可知，热量不能自发地从低温物体传给高温物体，但电冰箱的制冷系统能够不断把冰箱内的热量传递到外面是由于电动机做功，不违背了热力学第二定律，故E错误。
故选AB。
11．（1）852；（2）放热，1800J
【解析】
(1)
对C到B状态根据理想气体状态方程可得：
解得：
TB=1125K
所以
tB=852
(2)
C到A，根据图像可知PV乘积不变，体积减小，等温压缩，内能不变，外界对气体做功，所以放热，由热力学第一定律
Q=W
做功等于p-V图象的面积，所以
12．（1）600K（2）180J
【解析】
（1）理想气体从A状态到B状态的过程中，压强保持不变
根据盖--吕萨克定律有
代入数据解得
（2）理想气体从A状态到B状态的过程中，外界对气体做功
W1=-PA（VA-VB）
解得：
W1=-120J
气体从B状态到C状态的过程中，体积保持不变，根据査理定律有；根据查理定律有:
解得
PC=3.0×105Pa
从C状态到D状态的过程中，外界对气体做功
W2=PC（VB-VA）
解得
W2=300J
一次循环过程中外界对气体所做的总功
W=W1+W2=180J
13．=pA(VB-VA)+ΔE
【解析】
热力学温度：T=273+t，由图示图象可知，V与T成正比，因此，从A到B过程是等压变化，有：pA=pB，
在此过程中，气体体积变大，气体对外做功，W=Fl=pSl=p△V=pA（VB-VA），
由热力学第一定律可知：Q=△U+W=△E+pA（VB-VA）；
【点睛】
本题考查了判断气体压强间的关系、求气体吸收的热量，由图象判断出气体状态变化的性质是正确解题的关键，应用热力学第一定律即可正确解题．
14．斜面B上距斜面底端竖直高度为h；　能量；
【解析】
在不计空气阻力和摩擦的情况下，从斜面A上由静止释放小球，会发现无论斜面B倾角怎样变化，小球最后总能达相同的高度的位置，在物理学中，把这一事实说成是有某个量是守恒的，并且把这个量叫能量，即能量守恒。
15．减小
放热
【解析】
由力学知识分析得到，封闭气体的压强不变，外界环境的温度缓慢降低，封闭气体的温度也缓慢降低，根据盖?吕萨克定律分析得知，封闭气体体积减小．此过程，外界对气体做功，内能减小，根据热力学第一定律得到，气体将放热．