高考物理一轮复习备考演练 选修33 第3章 热力学定律与能量守恒.doc

2013届高考物理一轮复习备考演练 选修3-3 第3章 热力学定律与能量守恒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错误；当气体体积减小时，外界对气体做功，a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正确答案b图1362(2011上海浦东二模)如图136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，全用来对外作功，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如图137所示为电冰箱的工作原理示意图压缩机工作时，强迫制冷剂在冰箱内外的管道中不断循环在蒸发器中制冷剂汽化吸收箱体内的热量，经过冷凝器时制冷剂液化，放出热量到箱体外下列说法正确的是()图137a热量可以自发地从冰箱内传到冰箱外b电冰箱的制冷系统能够不断地把冰箱内的热量传到外界，是因为其消耗了电能c电冰箱的工作原理违反热力学第一定律d电冰箱的工作原理违反热力学第二定律解析由热力学第二定律可知，热量不能自发地由低温物体传给高温物体，除非有外界的影响或帮助电冰箱把热量从低温的内部传到高温的外部，需要压缩机工作并消耗电能答案b图1384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”，其原理图如图138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d5(2011江西重点盟校二次联考，33)(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图139(2)如图139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.解析(1)由于气体分子间距离大，所以不能估算分子大小，a错布朗运动的显著程度与温度和颗粒大小有关，b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错热量不能自发地从低温物体传到高温物体，故d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506(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5007(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(1 6761.043)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 j8(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3.01051.01059(1)关于热现象和热学规律，下列说法中正确的是()a教室内看到透过窗子的“阳光柱”里粉尘颗粒杂乱无章的运动，这种运动是布朗运动b热量只能从高温物体向低温物体传递，不可能由低温物体传给高温物体c用活塞压缩汽缸里的空气，对空气做功2.0105 j，若空气向外界放出热量1.5105 j，则空气内能增加5104 jd一定质量的理想气体，如果保持温度不变，体积越小，压强越小(2)1 ml水用注射器能滴50滴，水的密度103 kg/m3，则1滴水中有多少个水分子？(阿伏加德罗常数na6.021023 mol1)解析(1)布朗运动是由液体分子撞击固体小颗粒而引起的，而教室内粉尘颗粒杂乱无章的运动是由于空气流动引起的，a项错误；在一定条件下，热量可以从低温物体传给高温物体，例夏天空调工作时，不断地将热量从低温的室内传到高温的室外，b项错误；根据热力学第一定律可知，c项正确；根据恒量可知，对于一定质量的气体，温度不变，体积越小，压强越大，d项错误(2)1滴水的体积为v m32108 m31滴水的质量为mv2108103 kg2105 kg所以1滴水中水分子的个数为nna6.0210236.691020个答案(1)c(2)6.691020个10(2011泉州适应考)(1)关于分子动理论，下列说法正确的是_a对气体加热，气体内能一定增加b布朗运动指的是悬浮颗粒在液体中的无规则运动c物体的温度升高，物体中所有分子的动能都会增加d物体内部分子间距增加时，分子引力比分子斥力减小得快(2)一根粗细均匀、足够长的玻璃管竖直放置，下端封闭，上端开口，一段水银柱封闭着一定质量的理想气体，此时气体温度为27 ，现使气体温度升高到127 .则_a气体的压强增加b气体的压强减小c气体的初态和末态体积之比为34d气体的初态和末态体积之比为27127答案(1)b(2)c11如图1310所示，图1310a、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)(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