【名师一号】高考物理一轮 113热力学定律与能量守恒双基练 新人教版.doc

2014名师一号高考物理一轮双基练：11-3热力学定律与能量守恒a级双基达标1二氧化碳是导致“温室效应”的主要原因之一，人类在采取节能减排措施的同时，也在研究控制温室气体的新方法，目前专家们正在研究二氧化碳的深海处理技术在某次实验中，将一定质量的二氧化碳气体封闭在一可自由压缩的导热容器中，将容器缓慢移到海水某深处，气体体积减为原来的一半，不计温度变化，则此过程中()a封闭气体对外界做正功b封闭气体向外界传递热量c封闭气体分子的平均动能增大d封闭气体从外界吸收热量解析因为气体的温度不变，所以气体分子的平均动能不变，c项错误；当气体体积减小时，外界对气体做功，a项错误；由热力学第一定律可得，封闭气体将向外界传递热量，b项正确答案b2.练图1131如练图1131所示中汽缸内盛有一定量的理想气体，汽缸壁是导热的，缸外环境保持恒温，活塞与汽缸壁的接触是光滑的，但不漏气现将活塞杆与外界连接并使之缓慢地向右移动这样气体将等温膨胀并通过杆对外做功若已知理想气体的内能只与温度有关，则下列说法正确的是()a气体是从单一热源吸热，全用来对外做功，因此此过程违反热力学第二定律b气体是从单一热源吸热，但并未全用来对外做功，所以此过程不违反热力学第二定律c气体是从单一热源吸热，全用来对外做功，但此过程不违反热力学第二定律da、b、c三种说法都不对答案c3.练图1132我国神七航天员的漫步太空已变成现实神七航天漫步太空，此举震撼世界，意义重大无比其中，飞船在航天员出舱前先要“减压”，在航天员从太空返回进入航天器后要“升压”，因此飞船将此设施专门做成了一个舱，叫“气闸舱”，其原理图如练图1132所示，两个相通的舱a、b间装有阀门k，指令舱a中充满气体，气闸舱b内为真空，整个系统与外界没有热交换打开阀门k后，a中的气体进入b中，最终达到平衡，则()a气体体积膨胀，对外做功b气体分子势能减少，内能增加c体积变大，温度降低db中气体不可能自发地全部退回到a中解析当阀门k被打开时，a中的气体进入b中，由于b中为真空，所以a中的气体不会做功，则a选项是错误的；又因为系统与外界无热交换，所以气体内能不变，则气体的温度也不变，则选项a、b、c错误；由热力学第二定律知，真空中气体膨胀具有方向性，在无外界作用时，b中气体不能自发地全部回到a中，故d正确答案d4(1)下列说法正确的是_a由阿伏加德罗常数、气体的摩尔质量和密度，可以估算出该种气体分子的大小b悬浮在液体中的固体微粒越小，布朗运动就越明显c分子间的引力随分子间距离的增大而增大，分子间的斥力随分子间距离的增大而减小d根据热力学第二定律可知，热量不可能从低温物体传到高温物体(2)如练图1133所示，汽缸内封闭一定质量的某种理想气体，活塞通过滑轮和一重物连接并保持平衡，已知活塞距缸口0.2 m，活塞面积10 cm2，大气压强1.0105 pa，物重50 n，活塞质量及一切摩擦不计，缓慢升高环境温度，使活塞刚好升到缸口，封闭气体吸收了60 j的热量，则封闭气体的压强将_(选填“增加”、“减小”或“不变”)，气体内能变化量为_j.练图1133解析(1)由于气体分子间距离大，所以不能估算分子大小，a项错布朗运动的显著程度与温度和颗粒大小有关，b项正确分子引力和斥力都是随分子间距离的增大而减小的，则c项错热量不能自发地从低温物体传到高温物体，故d项错(2)此时气体压强pp0恒定由热力学第一定律uwqpvq50 j.答案(1)b(2)不变505(1)当密闭在气球内的空气(可视为理想气体)温度缓慢升高时_a气体分子的体积增大b气体分子的动能增大c气体分子的平均动能增大d单位体积内分子数增多(2)若只对一定质量的理想气体做1 500 j的功，可使其温度升高5 k若改成只用热传递的方式，使气体温度同样升高5 k，那么气体应吸收_j的热量如果对该气体做了2 000 j的功，使其温度升高了5 k，表明在该过程中，气体还_(选填“吸收”或“放出”)热量_j.答案(1)c(2)1 500放出5006(1)第一类永动机不可能制成是因为其违反了_，第二类永动机不可能制成是因为其违反了_(2)在一个大气压下，水在沸腾时，1 g水吸收2 263.8 j的热量后由液态变成同温度的气态，其体积由1.043 cm3变成1 676 cm3，求：1 g水所含的分子个数；体积膨胀时气体对外界做的功；气体的内能变化(大气压强p01.0105 pa，水的摩尔质量为m18 g/mol，阿伏加德罗常数na6.01023 mol1)解析(2)1 g水所含的分子个数为n610233.31022(个)气体体积膨胀时对外做的功为wp0v105(16761.043)106 j167.5 j.根据热力学第一定律有：uwq(2 263.8167.5) j2 096.3 j.答案(1)能量守恒定律热力学第二定律(2)3.31022167.5 j增加2 096.3 jb级能力提升1.练图1134练图1134是密闭的气缸，外力推动活塞p压缩气体，对缸内气体做功800 j，同时气体向外界放热200 j，缸内气体的()a温度升高，内能增加600 jb温度升高，内能减少200 jc温度降低，内能增加600 jd温度降低，内能减少200 j解析根据热力学第一定律，气体内能增量uwq800 j200 j600 j，对于一定质量的理想气体，内能增加温度必然升高，故a选项正确答案a2空气压缩机在一次压缩过程中，活塞对汽缸中的气体做功为2.0105 j，同时气体的内能增加了1.5105 j试问：(1)此压缩过程中，气体_(选填“吸收”或“放出”)的热量等于_j.(2)若一定质量的理想气体分别按如练图1135所示的三种不同过程从状态1变化到状态2，其中表示等压变化的是_(选填“a”、“b”或“c”)，该过程中气体的内能_(选填“增加”、“减少”或“不变”)练图1135答案(1)放出5104(2)c增加3(1)下列说法正确的是()a布朗运动是悬浮在液体中固体颗粒的分子无规则运动的反映b没有摩擦的理想热机可以把吸收的能量全部转化为机械能c知道某物质的摩尔质量和密度可求出阿伏加德罗常数d内能不同的物体，它们分子热运动的平均动能可能相同(2)一定质量的理想气体在某一过程中，外界对气体做功1.7105 j，气体内能减少1.3105 j，则此过程中气体_(填“吸收”或“放出”)的热量是_j此后，保持气体压强不变，升高温度，气体对外界做了5.0105 j的功，同时吸收了6.0105 j的热量，则此过程中，气体内能增加了_j.解析(1)布朗运动是指悬浮在液体中的固体小颗粒的运动，并不是指颗粒分子的运动，所以a错误热能不可能全部转化为机械能而不引起其他变化，所以b项错误知道摩尔质量和密度可求摩尔体积，求不出阿伏加德罗常数，所以c项错误内能不同的物体它们分子运动的平均动能可能相同，因为只要物体的温度相同，分子平均动能就相同，所以d项正确(2)根据热力学第一定律得：w1.7105 j，u1.3105 j，代入uwq可得，q3.0105 j，q为负值，说明气体要放出热量，放出的热量为3.0105 j；同理w5105 j，q6105 j，uwq1.0105 j，即内能增加了1.0105 j.答案(1)d(2)放出3.01051.01054(1)练图1136一定质量的理想气体，由初始状态a开始，按练图1136中箭头所示的方向进行了一系列状态变化，最后又回到初始状态a，即abca(其中bc与纵轴平行，ca与横轴平行)，这一过程称为一个循环，则：由ab，气体分子的平均动能_(填“增大”、“减小”或“不变”)由bc，气体的内能_(填“增大”、“减小”或“不变”)由ca，气体_热量(填“吸收”或“放出”)(2)练图1137热力学第二定律常见的表述方式有两种，其一是：不可能使热量由低温物体传递到高温物体而不引起其他变化；其二是：不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功，而不引起其他变化第一种表述方式可以用练图1137来表示，根据你对第二种表述的理解，如果也用类似的示意图来表示，你认为下列图示中正确的是_解析(1)由ab，温度升高，分子平均动能增大由bc，对于理想气体，温度降低，内能减小由ca，体积减小，外界对气体做功w为正，温度降低，内能减小，u为负值由uqw可知，q为负值即放热(2)第二种描述：热机吸收热，对外做功同时把热从高温物体传到低温物体答案(1)增大减小放出(2)b5如练图1138所示，a、b两个汽缸中装有体积均为10 l、压强均为1 atm(标准大气压)、温度均为27 的空气，中间用细管连接，细管容积不计细管中有一绝热活塞，现将b汽缸中的气体升温到127 ，若要使细管中的活塞仍停在原位置(不计摩擦，a汽缸中的气体温度保持不变，a汽缸截面积为500 cm2)练图1138(1)求a中活塞应向右移动的距离；(2)a中气体是吸热还是放热，为什么？解析(1)对