高三物理总复习 选修部分同步练习 选333热力学定律与能量守恒定律文档格式.docx

高三物理总复习 选修部分同步练习 选333热力学定律与能量守恒定律文档格式.docx

《高三物理总复习 选修部分同步练习 选333热力学定律与能量守恒定律文档格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高三物理总复习 选修部分同步练习 选333热力学定律与能量守恒定律文档格式.docx（10页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。

3．（2012·

厦门质检）下列有关热现象的叙述中正确的是（　　）

A．物体的内能增加，一定要吸收热量

B．布朗运动间接反映了液体分子的无规则运动

C．物体的温度为0℃时，物体分子的平均动能为零

D．凡是不违背能量守恒定律的实验构想，都是能够实现的

[解析]　做功和热传递均能改变物体的内能，A错误；

布朗运动是固体颗粒的运动，但它间接反映了液体分子的无规则运动，B正确；

0℃时，物体分子在做无规则的热运动，物体分子的平均动能不为零，C错误；

不违背能量守恒定律，但违背热力学第二定律的实验构想也不可能实现，如第二类永动机，D错误。

4．（2012·

吉林一模）关于永动机和热力学定律的讨论，下列叙述正确的是（　　）

A．第二类永动机违反能量守恒定律

B．如果物体从外界吸收了热量，则物体的内能一定增加

C．外界对物体做功，则物体的内能一定增加

D．做功和热传递都可以改变物体的内能，但从能量转化或转移的观点来看这两种改变方式是有区别的

[解析]　第二类永动机违反热力学第二定律，并不违反能量守恒定律，故A错；

根据热力学第一定律ΔU＝Q＋W可知，内能的变化ΔU由W和Q两个因素共同决定，只知道做功情况或只知道传热情况无法确定内能的变化情况，故B、C错；

做功和热传递都可改变物体内能，但做功是不同形式能的转化，而热传递是同种形式能的转移，这两种方式是有区别的，故D正确。

5．（2012·

福建卷）关于热力学定律和分子动理论，下列说法正确的是（　　）

A．一定量气体吸收热量，其内能一定增大

B．不可能使热量由低温物体传递到高温物体

C．若两分子间距离增大，分子势能一定增大

D．若两分子间距离减小，分子间引力和斥力都增大

[解析]　根据热力学第一定律，气体内能变化与做功和热传递有关，选项A错误。

根据热力学第二定律可知热量不可自发的由低温物体传到高温物体，但热量还是可以通过外界的方法由低温物体传到高温物体。

选项B错误。

分子内能与分子间的距离有关，当r>

r0时，分子间距离越大，分子势能越大，r<

r0时，分子间距离越大，分子势能越小，选项C错误。

分子间的引力和斥力都随分子间距离的变化而变化，距离减小，引力和斥力都要增大，选项D正确。

6．（2012·

广州测试一）一定质量的理想气体由状态A变化到状态B，气体的压强随热力学温度的变化如图所示，则此过程（　　）

A．气体的密度增大

B．外界对气体做功

C．气体从外界吸收了热量

D．气体分子的平均动能增大

[答案]　AB

[解析]　由图象可得：

从状态A到状态B，该理想气体做等温变化，而压强变大，由理想气体状态方程

＝C，气体的体积V减小，由密度公式ρ＝

，故气体的密度增大，选项A正确；

温度是分子平均动能的标志，温度不变，气体分子的平均动能不变，选项D错误；

一定质量的理想气体的内能只与温度有关，温度不变，内能不变，而体积减小，外界对气体做功。

由热力学第一定律可知，该气体要放热，故选项B正确，选项C错误。

7．（2012·

西安名校三检）

如图，将一空的铝制易拉罐开口向下压入恒温游泳池的水中，则金属罐在水中缓慢下降过程中，罐内空气（可视为理想气体）（　　）

A．内能增大

B．分子间的平均距离减小

C．向外界放热

D．对外界做正功

[答案]　BC

[解析]　由于温度不变，故气体内能不变（理想气体内能取决于温度），A选项错误；

取金属罐中封闭的理想气体为研究对象，金属罐向下压入恒温游泳池中的过程，可视为等温过程，由题意知压强变大，根据玻意耳定律p1V1＝p2V2，可知体积小，故分子平均间距变小，B选项正确；

内能不变ΔU＝0，体积变小W>

0，根据热力学第一定律ΔU＝W＋Q，可知Q<

0，即向外放热。

故C选项正确。

D选项错误。

8．（2012·

湖南十校联考）

如图，固定的导热气缸内用活塞密封一定质量的理想气体，气缸置于温度不变的环境中。

现用力使活塞缓慢地向上移动，密闭气体的状态发生了变化。

下列图象中p、V和U分别表示该气体的压强、体积和内能，

k表示该气体分子的平均动能，n表示单位体积内气体的分子数，a、d为双曲线，b、c为直线。

能正确反映上述过程的是（　　）

[答案]　ABD

[解析]　气缸置于温度不变的环境中说明气体做等温变化，其p－V图象是双曲线，A正确；

理想气体的内能由分子动能决定，温度不变，气体的内能不变，B正确，C错误；

单位体积内气体的分子数与体积的乘积为容器内分子总数，容器内分子总数不变，D正确。

二、非选择题

9．（2012·

苏北四市三调）

如图，一定质量的理想气体由状态a沿abc变化到状态c，吸收了340J的热量，并对外做功120J。

若该气体由状态a沿adc变化到状态c时，对外做功40J，则这一过程中气体________（填“吸收”或“放出”）________J热量。

[答案]　吸收　260

[解析]　由热力学第一定律可知，由状态a沿adc变化到状态c，系统内能变化ΔU＝Q＋W＝（340－120J）＝220J，气体由状态a沿abc变化到状态c时，系统内能变化也是ΔU＝220J则ΔU＝Q′＋W′＝Q′－40J，解得Q′＝260J

10．（2012·

江苏单科）如图所示，一定质量的理想气体从状态A经等压过程到状态B。

此过程中，气体压强p＝1.0×

105Pa，吸收的热量Q＝7.0×

102J，求此过程中气体内能的增量。

[答案]　5.0×

102J

[解析]　等压变化

＝

，对外做的功W＝p（VB－VA）

根据热力学第一定律ΔU＝Q－W，

解得ΔU＝5.0×

11．（2012·

山东理综）

如图所示，粗细均匀、导热良好、装有适量水银的U型管竖直放置，右端与大气相通，左端封闭气柱长l1＝20cm（可视为理想气体），两管中水银面等高。

现将右端与一低压舱（未画出）接通，稳定后右管水银面高出左管水银面h＝10cm。

（环境温度不变，大气压强p0＝75cmHg）

①求稳定后低压舱内的压强（用“cmHg”作单位）。

②此过程中左管内的气体对外界________（填“做正功”“做负功”或“不做功”），气体将________（填“吸热”或“放热”）。

[答案]　①50cmHg　②做正功　吸热

[解析]　①设U形管横截面积为S，右端与大气相通时左管中封闭气体压强为p1，右端与一低压舱接通后左管中封闭气体压强为p2，气柱长度为l2，稳定后低压舱内的压强为p。

左管中封闭气体发生等温变化，根据玻意耳定律得

p1V1＝p2V2①

p1＝p0②

p2＝p＋ph③

V1＝l1S④

V2＝l2S⑤

由几何关系得

h＝2（l2－l1）⑥

联立①②③④⑤⑥式，代入数据得

p＝50cmHg⑦

②左管内气体体积增大，说明气体膨胀对外做正功；

由于气体温度保持不变，根据热力学第一定律可得W＋Q＝0，故气体从外界吸热。

12．（2012·

山东潍坊一模）

（1）以下说法正确的是________。

A．晶体和非晶体在一定条件下可以相互转化

B．液晶显示屏是应用液晶的光学各向异性制成的

C．分子间距离减小时，分子势能一定增大

D．布朗运动是指液体分子的无规则运动

（2）如图所示，一定质量的理想气体，从状态A等容变化到状态B，再等压变化到状态D。

已知在状态A时，气体温度tA＝327℃。

①求气体在状态B时的温度；

②已知由状态B→D的过程，气体对外做功W，气体与外界交换热量Q，试比较W与Q的大小，并说明原因。

[答案]　

（1）AB　

（2）①27℃②Q>

W　见解析

[解析]　

（1）当两分子的距离大于平衡距离时，分子间表现为引力，此时分子距离减小时，分子力做正功，分子势能减小，选项C错误，我们所说的布朗运动的现象是小颗粒的无规则运动，其实质是液体分子对小颗粒的无规则的撞击，受力不均匀造成的，它反映了液体分子永不停息的无规则运动。

（2）①气体由状态A变化到状态B，由查理定律

可得TB＝

TA＝

×

（327＋273）K＝300K

所以tB＝27℃

②Q>

W，由B→D的过程，气体温度升高，内能增大，由热力学第一定律可得Q>

W。

13．（2012·

江苏苏北高中联考）

（1）下列说法中正确的是（　　）

A．随着低温技术的发展，我们可以使温度逐渐降低，并最终达到绝对零度

B．用手捏面包，面包体积会缩小，说明分子之间有间隙

C．分子间的距离r存在某一值r0，当r大于r0时，分子间斥力大于引力；

当r小于r0时，分子间斥力小于引力

D．由于液体表面分子间距离大于液体内部分子间的距离，液面分子间表现为引力，所以液体表面具有收缩的趋势

（2）如图所示，一定质量的理想气体发生如图所示的状态变化，状态A与状态B的体积关系为VA________VB（选填“大于”“小于”或“等于”）；

若从A状态到C状态的过程中气体对外做了100J的功，则此过程中________（选填“吸热”或“放热”）；

（3）冬天到了，很多同学用热水袋取暖。

现有某一热水袋内水的体积约为400cm3，它所包含的水分子数目约为多少个？

（计算结果保留1位有效数字，已知1mol水的质量约为18g，阿伏加德罗常数取6.0×

1023mol－1）

[答案]　

（1）D　

（2）小于　吸热　（3）1×

1025个

[解析]　

（1）绝对零度是永远达不到的，选项A错误；

面包体积会缩小是因为面包“颗粒”之间有间隙，选项B错误；

当r大于r0时，分子间引力大于斥力，当r小于r0时，分子间斥力大于引力，选项C错误。

（2）由p－T图象可知，从A状态到B状态是等压变化，温度升高，体积增大，则VB>

VA，而从B状态到C状态是等容变化，则VB＝VC；

由题图可知，TA＝TC，理想气体的内能不变，该过程中气体对外做了100J的功，则此过程中吸热100J。

（3）热水袋内水的体积约为400cm3，其质量为400g，水的物质的量n＝

mol，它所包含的水分子数目约为N＝nNA＝

6.0×

1023个≈1×

1025个。