2013届高三物理一轮复习课时作业及详细解析 第55讲热力学定律及能量守恒定律

1 20132013 届高三物理一轮复习课时作业及详细解析 第届高三物理一轮复习课时作业及详细解析 第 5555 讲热力讲热力 学定律及能量守恒定律学定律及能量守恒定律 基础热身 1 2011 盐城模拟一辆汽车停在路边卸货的过程中 可假设车胎内气体温度不变 且 车胎不漏气 不计分子势能 则胎内气体 选填 吸热 或 放热 远古时代 取火是一件困难的事 火一般产生于雷击或磷的自燃 随着人类文明进步 出现了 钻木 取火 等方法 钻木取火 是通过 选填 做功 或 热传递 把机械能转变为内 能 2 2011 广东卷如图 K55 1 所示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 在M向下滑动的过程中 图 K55 1 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 3 2011 福建卷一定量的理想气体在某一过程中 从外界吸收热量 2 5 104 J 气 体对外界做功 1 0 104 J 则该理想气体的 A 温度降低 密度增大 B 温度降低 密度减小 C 温度升高 密度增大 D 温度升高 密度减小 技能强化 4 2011 江门质检某校开展探究性课外活动 一同学用如图 K55 2 所示的装置研究 气体压强 体积 温度三个物理量之间的变化关系 该同学选用导热良好的汽缸 将其开 口向下放置 内有理想气体 并将汽缸固定不动 缸内活塞可自由滑动且不漏气 把一温 度计通过缸底小孔插入缸内 插口处密封良好 活塞下挂一个沙桶 沙桶装满沙子时 活 塞恰好静止 现给沙桶底部钻一个小洞 让细沙慢慢漏出 外部环境温度恒定 则 图 K55 2 A 外界对气体做功 气体内能增大 B 外界对气体做功 温度计示数不变 C 气体体积减小 温度计示数变小 D 外界对气体做功 温度计示数变大 5 2011 甘肃模拟下列说法正确的是 A 甲分子固定不动 乙分子从很远处向甲靠近到不能再靠近的过程中 分子间的分子 势能是先减少后增大 B 一定量的理想气体在体积不变的条件下 吸收热量 内能和压强一定增大 C 已知阿伏伽德罗常数为NA 水的摩尔质量为M 标准状况下水蒸气的密度为 均 2 为国际单位制单位 则 1 个水分子的体积是 M NA D 第二类永动机不可能制成是因为它违背热力学第二定律 6 某一密闭容器中密封着一定质量的某种实际气体 气体分子间的相互作用力表现为 引力 关于实际气体的下列说法中正确的是 A 在完全失重的情况下 密闭容器内的气体对器壁的顶部没有作用力 B 若气体膨胀对外界做功 则分子势能一定增大 C 若气体被压缩 外界对气体做功 则气体内能一定增加 D 若气体从外界吸收的热量等于膨胀对外界做的功 则气体分子的动能一定不变 7 2011 福州模拟对一定质量的理想气体 下列四种状态变化中 可能实现的是 A 增大压强时 温度降低 体积增大 B 升高温度时 压强增大 体积减小 C 降低温度时 压强增大 体积不变 D 降低温度时 压强减小 体积增大 8 下列说法符合事实的有 A 随着低温技术的发展 物体的温度可以降到 0 K B 由气体的摩尔体积和阿伏加德罗常数 就可以算出气体分子的体积 C 吸收了热量的物体 其温度可以降低 D 分子间引力和斥力可以单独存在 9 一定质量的理想气体状态变化过程如图 K55 3 所示 第 1 种变化是从A到B 第 2 种变化是从A到C 比较两种变化过程 图 K55 3 A A到C过程气体吸收热量较多 B A到B过程气体吸收热量较多 C 两个过程气体吸收热量一样多 D 两个过程气体内能增加相同 10 2011 锦州模拟如图 K55 4 所示 某种自动洗衣机进水时 洗衣机缸内水位升高 与洗衣缸相连的细管中会封闭一定质量的空气 通过压力传感器感知管中的空气压力 可 控制进水量 图 K55 4 1 当洗衣缸内水位缓慢升高时 设细管内空气温度不变 则被封闭的空气 A 分子间的引力和斥力都增大 B 分子的热运动加剧 C 分子的平均动能增大 D 体积变小 压强变大 2 若 密闭的空气可视为理想气体 在上述 1 中空气体积变化的过程中 外界对空气 做了 0 6 J 的功 则空气 选填 吸收 或 放出 了 J 的热量 当洗完 衣服缸内水位迅速降低时 则空气的内能 选填 增大 或 减小 3 3 若密闭的空气体积V 1 L 密度 1 29 kg m3 平均摩尔质量M 0 029 kg mol 阿伏加德罗常数NA 6 02 1023 mol 1 试估算该气体分子的总个数 结果保留一 位有效数字 11 如图 K55 5 所示 为一气缸内封闭的一定质量的气体的p V图线 当该系统从 状态a沿过程a c b到达状态b时 有热量 335 J 传入系统 系统对外界做功 126 J 求 1 若沿a d b过程系统吸收 150 J 的热量 则外界对系统做功还是系统对外做功 做功多少 2 若系统由状态b沿曲线过程返回状态a时 外界对系统做功 84 J 则系统是吸热 还是放热 热量传递是多少 图 K55 5 挑战自我 12 质量一定的某种物质 在压强不变的条件下 由液态 与气态 可看成理想气体 变 化过程中温度 T 随加热时间 t 变化关系如图 K55 6 所示 单位时间所吸收的热量可看作 不变 1 以下说法正确的是 图 K55 6 A 在区间 物质的内能不变 B 在区间 分子间的势能不变 C 从区间 到区间 物质的熵增加 D 在区间 物质分子的平均动能随着时间的增加而增大 2 在区间 若将压强不变的条件改为体积不变 则温度升高 选填 变快 变慢 或 快慢不变 请说明理由 课时作业 五十五 课时作业 五十五 基础热身 1 吸热 做功 解析 胎内气体温度不变 说明气体内能不变 卸货的过程中 车 胎受到的压力减小 胎内气体体积增大 对外界做功 根据热力学第一定律 气体从外界 吸收热量 钻木取火 是通过做功的方式把机械能转化为内能的 2 A 解析 根据热力学第一定律 U Q W 因筒内气体不与外界发生热交换 则 Q 0 在M向下滑动的过程中 外界对气体做功 则W 0 可知 U 0 即气体内能增大 选项 A 正确 3 D 解析 从外界吸热 Q 2 5 104 J 对外界做功 W 1 0 104 J 由 U Q W可得 U 1 5 104 J 内能增大 这说明温度升高 又气体对外界做功 体 积增大 由 可知 密度减小 选项 D 正确 m V 4 技能强化 4 B 解析 细沙漏出 活塞向上运动 汽缸内气体压强增大 体积减小 外界对气 体做功 汽缸导热良好 细沙慢慢漏出 外部环境温度稳定 气体温度不变 亦即内能不 变 选项 B 正确 5 ABD 解析 分子乙靠近甲的过程中 分子力先对乙做正功 然后乙克服分子力做 功 所以分子间的分子势能是先减少后增大 选项 A 正确 由热力学第一定律 气体体积 不变时 吸收的热量全部转化为气体的内能 气体温度升高 由查理定律知 气体压强一 定增大 选项 B 正确 气体分子间距远大于分子大小 表示一个水蒸气分子平均占据 M NA 的体积 选项 C 错误 第二类永动机违背热力学第二定律 所以不可能制成 选项 D 正 确 6 B 解析 在完全失重的情况下 密闭容器内的气体仍然有压强 气体对器壁的顶 部有作用力 所以选项 A 错误 体积膨胀 分子间距离增大 分子力做负功 气体的分子 势能增加 选项 B 正确 外界对气体做功 但气体有可能向外界放热 所以内能的变化情 况不能确定 选项 C 错误 气体从外界吸收的热量等于膨胀对外界做的功 所以内能不变 但分子势能增大了 所以分子动能一定减小 即选项 D 错误 7 BD 解析 温度降低时 分子的平均动能减少 使压强有减小的趋势 体积增大 时 也有使压强有减小的趋势 故过程A是不可能的 升高温度和减小体积 都会使压强 增大 故过程 B 是可能的 也可由 恒量来判断 由同样的方法可判断 C 过程是不可能 pV T 的 D 过程是可能的 8 C 解析 绝对温度是不可能达到的 A 项错误 由气体的摩尔体积和阿伏加德罗 常数只能算出每个分子平均占有的空间体积 B 项错误 根据热力学第一定律可知 物体 吸收了热量 如果同时对外做功 并且做功大于吸收的热量 则物体的内能减少 温度降 低 C 项正确 分子间的引力和斥力是同时存在的 不可能单独存在 D 项错误 9 AD 解析 在p T图象中 等容线是过原点的倾斜直线 如图所示 由图可知 VC VA VB 故从A C 气体对外做功多 由TB TC可知两过程内能增量相同 根据 U W Q可知 从A C 气体吸收热量多 选项 A D 正确 而 B C 错误 10 1 AD 2 放出 0 6 减小 3 3 1022 解析 1 缸内水位缓慢升高时 封闭空气体积减小 分子之间的距离减小 所以分 子间的引力 斥力增大 选项 A 正确 因管内空气温度不变 由玻意尔定律得 气体压强 增大 选项 D 正 确 2 空气 理想气体 温度不变 内能不变 根据热力学第一定律 U W Q Q U W 0 6 J 即空气放出热量 0 6 J 水位迅速降低过程中 封闭空 气体积增大 空气对外界做功 W 0 空气迅速膨胀过程可认为与外界不发生热传递 热传 递过程需要一定的时间 根据热力学第一定律 U W Q 知 U 0 空气的内能减小 3 密闭的空气的摩尔数为n V M 分子总数N nNA NA V M 代入数据解得N 2 68 1022 3 1022 11 1 外界对系统做功 59 J 2 放热 293 J 解析 1 由热力学第一定律可知a c b过程系统增加的内能 U W Q 126 335 J 209 J 由a d b过程有 U W Q 得W U Q 209 150 J 59 J 说明外界对系统做功为 59 J 5 2 由题意知系统由b a过程内能的增量 U