课时跟踪检测(四十二)　热力学定律与能量守恒定律

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课时跟踪检测(四十二)　热力学定律与能量守恒定律

1.(多选)如图所示，一演示用的“永动机”转轮由 5根轻杆和

转轴构成，轻杆的末端装有用形状记忆合金制成的叶片。轻推转轮

后，进入热水的叶片因伸展而“划水”，推动转轮转动。离开热水

后，叶片形状迅速恢复，转轮因此能较长时间转动。下列说法正确

的是(　　)

A．转轮依靠自身惯性转动，不需要消耗外界能量

B．转轮转动所需能量来自形状记忆合金从热水中吸收的热量

C．转动的叶片不断搅动热水，水温升高

D．叶片在热水中吸收的热量一定大于在空气中释放的热量

E．叶片在热水中吸收的热量一定大于水和转轮获得的动能

解析：选BDE　根据能量守恒定律知，形状记忆合金从热水中吸收热量后，一部分能

量在伸展划水时转变为水和转轮的动能，另一部分释放到空气中。转轮转动的过程中克服

摩擦力做功，转轮的速度越来越小，所以要维持转轮转动需要外力做功，故 A错误，B正

确。转动的叶片不断搅动热水的过程是水对转轮做功的过程，同时水会向四周放出热量，

根据热力学第一定律可知水的内能减小，故水温降低，故 C错误。根据热力学第二定律，

物体不可能从单一热源吸收能量全部用来对外做功而不引起其变化，故叶片在热水中吸收

的热量一定大于在空气中释放的热量，也一定大于水和转轮获得的动能，故 D、E正确。

2.(2020·天津等级考)水枪是孩子们喜爱的玩具，常见的气压式

水枪储水罐示意如图。从储水罐充气口充入气体，达到一定压强后，

关闭充气口。扣动扳机将阀门 M打开，水即从枪口喷出。若在水不

断喷出的过程中，罐内气体温度始终保持不变，则气体(　　)

A．压强变大　　　　　 B．对外界做功

C．对外界放热 D．分子平均动能变大

解析：选B　在水不断向外喷出的过程中，罐内气体体积增大，则气体对外做功，根

据玻意耳定律可知，罐内气体的压强减小，选项 A错误，B正确；由于罐内气体温度不变，

不对外放热，选项 C错误；根据温度是影响分子平均动能唯一因素可知，温度不变，分子

平均动能不变，选项 D错误。

3．(多选)(2020·吉林长春模拟)夏季，长春市的天气温差比较大，充足气的车胎经过正

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午阳光的暴晒容易爆胎。若车胎内的气体可视为理想气体，爆胎前车胎内气体体积及质量

均不变，爆胎过程时间极短。关于车胎内的气体，下列说法正确的是(　　)

A．爆胎前随着气温的升高，车胎内气体压强增大

B．爆胎前随着气温的升高，车胎内气体吸收热量，内能增大

C．爆胎前随着气温的升高，车胎内气体分子在单位时间单位面积上碰撞车胎的次数

不变

D．爆胎过程中，车胎内气体对外做功，内能减小

E．爆胎过程中，车胎内气体分子平均动能不变

解析：选ABD　爆胎前气体体积不变，温度升高时，由气体实验定律可知压强增大，

选项 A正确；气体温度升高，内能增大，体积不变，没有做功，根据热力学第一定律 ΔU

＝Q＋W可知气体要吸收热量，选项 B正确；气体体积不变，气体单位体积内分子数不变，

但是温度升高，分子平均速率增大，所以气体分子在单位时间内单位面积上与车胎碰撞的

次数增多，选项 C错误；爆胎过程时间极短，气体来不及与外界热交换，其体积膨胀对外

做功，根据热力学第一定律 ΔU＝Q＋W可知，气体内能减小，温度降低，气体分子平均动

能减小，选项 D正确，E错误。

4.(多选)如图，用隔板将一绝热汽缸分成两部分，隔板左侧充

有理想气体，隔板右侧与绝热活塞之间是真空。现将隔板抽开，气

体会自发扩散至整个汽缸。待气体达到稳定后，缓慢推压活塞，将气体压回到原来的体积。

假设整个系统不漏气。下列说法正确的是(　　)

A．气体自发扩散前、后内能相同

B．气体在被压缩的过程中内能增大

C．在自发扩散过程中，气体对外界做功

D．气体在被压缩的过程中，外界对气体做功

E．气体在被压缩的过程中，气体分子的平均动能不变

解析：选ABD　抽开隔板，气体自发扩散过程中，气体对外界不做功，与外界没有热

交换，因此气体的内能不变，A项正确，C项错误；气体在被压缩的过程中，外界对气体

做功，D项正确；由于气体与外界没有热交换，根据热力学第一定律可知，气体在被压缩

的过程中内能增大，因此气体的温度升高，气体分子的平均动能增大，B项正确，E项错

误。

5.(多选)如图，一定质量的理想气体从状态 a出发，经过等容过

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第1页共7页课时跟踪检测(四十二)　热力学定律与能量守恒定律1.(多选)如图所示，一演示用的“永动机”转轮由5根轻杆和转轴构成，轻杆的末端装有用形状记忆合金制成的叶片。轻推转轮后，进入热水的叶片因伸展而“划水”，推动转轮转动。离开热水后，叶片形状迅速恢复，转轮因此能较长时间转动。下列说法正确的是(　　)A．转轮依靠自身惯性转动，不需要消耗外界能量B．转轮转动所需能量来自形状记忆合金从热水中吸收的热量C．转动的叶片不断搅动热水，水温升高D．叶片在热水中吸收的热量一定大于在空气中释放的热量E．叶片在热水中吸收的热量一定大于水和转轮获得的动能解析：选BDE　根据能量守恒定律知，形状记忆合金从热水中吸...

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