【精选+详解】2012届高三物理名校试题汇编系列（第4期）专题13 热力学定律

用心 爱心 专心1 精选精选 详解详解 2012 2012 届高三物理名校试题汇编系列 第届高三物理名校试题汇编系列 第 4 4 期 期 专题专题 1313 热力学定律热力学定律 一 单项选择题一 单项选择题 1 湖北省黄冈中学湖北省黄冈中学 20122012 届高三下学期理综模拟测试 届高三下学期理综模拟测试 下列说法中正确的是 A 布朗运动反映了悬浮小颗粒内部分子在永不停息地做无规则运动 B 分子势能一定随分子间的距离的增大而增大 C 热量不能从低温物体传到高温物体 D 若不计气体分子间相互作用 一定质量气体温度升高 压强降低过程中 一定从 外界吸收热量 1 D 解析 解析 布朗运动是悬浮微粒的无规则运动 它是液体分子碰撞微粒造成的 反 映了液体内部分子运动的无规则性 选项 A 错误 当分子间距r r0时 分子势能随r的 增大而增大 当分子间距r r0时 分子势能随r的增大而减小 选项B 错误 热力学第 二定律指出热传递具有方向性 热量可以自发地从高温物体传给低温物体 但是不能自发 地从低温物体传到高温物体 而不产生其他影响 但在外界的帮助下 即外界对其做功 热量也能从低温物体传给高温物体 选项 C 错误 若不计气体分子间相互作用 一定质量 的气体的内能只与温度有关 在温度升高 压强降低的过程中 气体的内能增大 体积膨 胀增大 即气体对外界做功 根据热力学第一定律 U Q W及 U 0 W 0 可知Q 0 即气体吸热 选项 D 正确 本题答案为 D 距离增大 分子间的引力和斥力都减小 选项 C 错误 第二类永动机是能从单一热源吸收 热量 然后全部用来做功 而不引起其他变化的机器 显然 它不违反能量守恒定律或者 热力学第一定律 但它违反热力学第二定律 所以是不能制造出来的 选项 D 错误 本题 用心 爱心 专心2 答案为 A 3 贵州省黔东南州 贵州省黔东南州 20122012 届高三下学期第一次模拟考试理综试题 届高三下学期第一次模拟考试理综试题 某汽车后备箱内安 装有撑起箱盖的装置 它主要由气缸和活塞组成 开箱时 密闭于气缸内的压缩气体膨胀 将箱盖顶起 如图所示 在此过程中 若缸内气体与外界无热交换 忽略气体分子间相互 作 能减小 所以气体温度减小 分子平均动能减小 显然 只有选项 A 正确 4 4 贵州省毕节市第一中学 贵州省毕节市第一中学 20122012 届高三第一次模拟考试届高三第一次模拟考试 一定质量的气体经历一缓 慢的绝热膨胀过程 设气体分子向的势能可忽略 则在此过程中 A 外界对气体做功 气体分子的平均动能增加 B 气体对外界做功 气体分子的平均动能增加 C 外界对气体做功 气体分子的平均动能减少 D 气体对外界做功 气体分子的平均动能减少 4 D 解析 解析 根据题意 该气体的内能只与温度有关 因为气体经历了绝热膨胀过程 所以气体与外界无热传递即Q 0 并且气体对外界做功即W 0 根据热力学第一定律 U Q W可知 气体的内能 U 0 即内能减小 所以气体温度减小 气体分子平均动能 减小 只有选项 D 正确 本题答案为 D 5 广西武鸣高中广西武鸣高中 20122012 届高三第二次模拟考试理综试题届高三第二次模拟考试理综试题 如图所示 在固定的真空容 器A内部固定着一个绝热气缸B 用质量为m的绝热活塞P将一部分理想气体封闭在气缸 内 撤去销子 K 不计摩擦阻力 活塞将向右运动 该过程 用心 爱心 专心3 A 由于A为真空 气体膨胀时对外不做功 B 活塞做匀加速运动 缸内气体温度降低 C 气体分子在单位时间内撞击活塞的次数减少 D 在相同时间内 气体分子对活塞的冲量不变 5 C 解析 解析 虽然A为真空 但气体膨胀时对活塞做正功 又考虑到气缸是绝热的 所以缸内气体的内能减小 温度降低 选项 A 错误 因为随着气体的膨胀 体积的增大 缸一切宏观过程都具有方向性 选项 B 错误 用油膜法测出油分子的直径后 就可估算出 单个分子的体积 只要再知道油滴的摩尔体积而不是摩尔质量 就能计算出阿伏加德罗常 数 选项 C 错误 根据热力学第二定律 选项 D 正确 7 7 黑龙江省等东北四校 黑龙江省等东北四校 20122012 届高三下学期第一次高考模拟考试 届高三下学期第一次高考模拟考试 对一定量的气体 下列说法正确的是 A 在体积缓慢地不断增大的过程中 气体一定对外界做功 用心 爱心 专心4 B 在压强不断增大的过程中 外界对气体一定做功 C 在体积不断被压缩的过程中 内能一定增加 D 在与外界没有发生热量交换的过程中 内能一定不变 7 A 解析 解析 在体积缓慢地不断增大的过程中 气体一定对外界做功 选项 A 正确 在压强不断增大的过程中 气体的体积可能不变 所以外界对气体可能不做功 选项 B 错 B 气缸内气体的分子平均动能变小 C 气缸内气体的内能不变 D 此过程中气体从外界吸收的热量全部用来对外做功 此现象违背了热力学第二定律 8 C 解析 解析 因为气缸的导热性能良好 外界温度也恒定 所以在活塞缓慢向右移动 的过程中 缸内气体做等温变化 又气体的体积增大 所以气体的压强肯定减小 选项 A 错误 缸内气体是理想气体 在气体做等温变化的过程中 气体温度不变 气缸内气体的 分子平均动能不变 气体的内能也不变 选项 B 错误 C 正确 在此过程中 气体的内能 不变 根据热力学第一定律 U Q W及 U 0 可知 Q W 即气体从外界吸收的热量全部 用来对外做功 再注意到缸内气体的体积发生了膨胀 所以这个过程可以表述为缸内气体 从外界吸收的热量全部用来对外做功 同时引起了其他变化 这显然符合热力学第二定律 选项 D 错误 本题答案为 C 二 多项选择题二 多项选择题 用心 爱心 专心5 9 山东省济宁市山东省济宁市 20122012 届高三下学期第一次模拟考试理综试题 届高三下学期第一次模拟考试理综试题 下列说法正确的是 A 露珠呈球形是由于表面张力所致 B 布朗运动反映了悬浮颗粒中分子运动的不规则性 C 第二类永动机不违背热力学第一定律 D 给自行车打气时气筒压下后反弹 是由分子斥力造成的 9 AC 解析 解析 露珠呈球形是由于表面张力使液体表面有收缩到最小的趋势 选项 A 正 确 布朗运动是悬浮微粒的无规则运动 但它是液体分子碰撞微粒造成的 反映了液体内 部分子运动的无规则性 选项 B 错误 第二类永动机是能从单一热源吸收热量 然后全部 用液晶的光学各向异性制成的 选项 C 正确 物体的温度升高 表示物体中所有分子的平 均动能增大 但不是所有分子的动能都增大 选项 D 错误 热力学第二定律指出热量不能 自发地从低温物体传递到高温物体 选项 E 正确 将一个分子从无穷远处无限靠近另一个 分子 分子力先表现为引力 后表现为斥力 分子力先做正功后做负功 所以分子势能先 减小后增大 或者将一个分子从无穷远处无限靠近另一个分子的过程中 分子处在平衡位 置处时分子势能最小 整个过程中分子势能先减小后增大 选项 F 正确 本题答案为 BCEF 11 湖北省八市湖北省八市 20122012 届高三届高三 3 3 月联考试卷理综卷 月联考试卷理综卷 下列说法中正确是 用心 爱心 专心6 A 物体中分子热运动动能的总和等于物体的内能 B 橡胶无固定熔点 是非晶体 C 饱和汽压与分子密度有关 与温度无关 D 热机的效率总小于 1 E 对于同一种气体 温度越高 分子平均动能越大 11 BDE 解析 解析 物体中分子热运动的动能和分子势能的总和才等于物体的内能 选 项 A 错误 区分晶体和非晶体看有没有确定的熔点 橡胶无固定熔点 所以橡胶是非晶体 以多晶体在物理性质上其有各向异性 选项B 错误 做功和热传递均可以改变物体的内能 判断内能是否改变 要同时考虑做功和热传递这两个因素 所以选项 C 错误 选项 D 表述 正确 本题答案为 AD 13 湖南师大附中湖南师大附中 20122012 届高三第六月考理综试卷届高三第六月考理综试卷 如图所示 有一固定的绝热圆筒 形容器 用绝热活塞密闭一定质量的理想气体 当活塞处于位置a时 筒内气体压强等于 外界大气压 当活塞在外力作用下由位置a移动到位置b的过程中 下列说法正确的是 A 气体分子的平均速率增加 B 气体内能增加 C 气体分子的平均动能减少 D 气 体压强减小 13 CD 解析 解析 该过程中 气体膨胀对外做功 又因为容器绝热 所以气体的内能肯 用心 爱心 专心7 定减小 考虑到是理想气体 气体的温度肯定降低 所以气体分子的平均速率或平均动能 减小 选项 AB 错误 C 正确 气体的体积增大 温度降低 压强肯定减小 选项 D 正确 本题答案为 CD 14 14 陕西省长安一中 高新一中 交大附中等五校 陕西省长安一中 高新一中 交大附中等五校 20122012 届高三第二次模拟联考 届高三第二次模拟联考 如 图所示 气缸和活塞与外界均无热交换 中间有一个固定的导热性良好的隔板 封闭着两 部分气体A和B 活塞处于静止平衡状态 现通过电热丝对气体A加热一段时间 后来活 塞达 气体B最终的压强不变 而体积增大 所以温度升高 内能增大 根据以上分析可知 气 体A吸热 内能增加 温度升高 分子的平均动能增大 选项 AC 正确 气体B吸热 体积 膨胀对外做功 温度升高 内能增大 选项 B 错误 气体B的压强不变而温度升高 分子 平均动能增大 气体B分子单位时间内对气缸壁单位面积碰撞次数肯定减小 选项 D 错误 15 15 江西省万安中学等六校江西省万安中学等六校 20122012 届高三下学期届高三下学期 3 3 月联考理综试卷 月联考理综试卷 下列说法正确的 是 A 物体吸收热量 其温度不一定升高 B 热量只能从高温物体向低温物体传递 C 做功和热传递是改变物体内能的两种方式 用心 爱心 专心8 D 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 E 第二类永动机是不能制造出来的 尽管它不违反热力学第一定律 但它违反热力学 第二定律 15 ACE15 ACE 解析 解析 物体吸收热量 同时对外做功 并且做的功大于吸收的热量时 物体 的内能减小 温度可能减小 选项 A 错误 在外界的帮助下 即外界对其做功 热量也能 从低温物体传给高温物体 选项 B 错误 做功和热传递是改变物体内能的两种方式 选项 C 正确 布朗运动是悬浮在液体中固体微粒的无规则运动 它是液体分子碰撞微粒造成的 反 体分子的热运动就越剧烈 选项 B 正确 气体对容器的压强是由大量气体分子对容器不断 碰撞而产生的 选项 C 正确 当气体膨胀时 气体对外做功 如果气体同时吸热 并且吸 收的热量大于对外做的功 气体的内能会增加 选项 D 错误 在压强不变而体积增大时 单位体积的气体分子数减小 单位时间碰撞容器壁单位面积的分子数一定减少 选项 E 正 确 本题答案为 BCE 17 河南省平顶山许昌新乡河南省平顶山许昌新乡 20122012 届高三第二次调研考试届高三第二次调研考试 下列说法中正确的是 A 物体的温度越高 分子热运动越剧烈 分子平均动能越大 B 布朗运动就是液体分子的热运动 C 对一定质量的气体加热 其内能一定增加 用心 爱心 专心9 D 分子间的引力和斥力同时存在 E 液体在某温度下的饱和汽压与温度有关 与大气压无关 17 ADE 解析 解析 布朗运动是固体微粒的无规则运动 它是液体分子碰撞微粒造成的 反映了液体内部分子运动的无规则性 选项 B 错误 判断内能的变化 要同时考虑做功和 热传递两个因素 选项 C 错误 显然 选项 ADE 正确 本题答案为 ADE 18 18 湖北省孝感市湖北省孝感市 20122012 届高三第二次统一考试届高三第二次统一考试 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也不可能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 E 如果气体分子总数不变 而气体温度升高 气体分子的平均动能增大 内能一定增 大 18 BD18 BD 解析 解析 布朗运动是固体微粒的无规则运动 但它是液体分子碰撞微粒造成的 反映了液体内部分子运动的无规则性 选项 A 错误 因为在热机工作过程中 总有能量损 失 比如燃料未完全燃烧 废气带走一部分能量 机器固件散热 各服摩擦做功等 所以 即 19 19 山东省烟台市 山东省烟台市 20122012 届高三下学期届高三下学期 3 3 月诊断性测试理综试题 月诊断性测试理综试题 有以下说法正确的 有 A 布朗运动是液体分子的无规则运动 B 雨水没有透过布雨伞是因为液体表面存在张力 C 液晶显示屏是应用液晶的光学各向异性制成的 D 物体的温度升高 表示物体中所有分子的动能都增大 E 热量不能自发地从低温物体传给高温物体 F 将一个分子从无穷远处无限靠近另一个分子 分子势能先减小后增大 1919 BCEFBCEF 解析 解析 布朗运动是固体微粒的无规则运动 选项 A 错误 液体表面张力能 用心 爱心 专心10 够使液体表面绷紧 雨水没有透过布雨伞就是因为液体表面存在张力 选项 B 正确 液晶 显示屏是应用液晶的光学各向异性制成的 选项 C 正确 物体的温度升高 表示物体中所 有分子的平均动能增大 并不是每个分子的动能都增大 选项 D 错误 根据热力学第二定 律可知 选项 E 正确 将一个分子从无穷远处无限靠近另一个分子的过程中 分子处在平 衡位置处时分子势能最小 整个过程中分子势能先减小后增大 选项 F 正确 三 非选择题三 非选择题 20 湖南师大附中湖南师大附中 20122012 届高三第六月考理综试卷 届高三第六月考理综试卷 如图所示 一集热箱里面封闭着 一定量的气体 集热板作为箱的活塞有始终正对着太阳 其面积为S 在t时间内集热箱 里气体膨胀对外做功数值为W 其内能增加了 U 不计封闭气体向外散的热 已知照射到 集热 21 21 黑龙江省等东北四校 黑龙江省等东北四校 20122012 届高三下学期第一次高考模拟考试 届高三下学期第一次高考模拟考试 某压力锅结构如 图所示 盖好密封锅盖 将压力阀套在出气孔 给压力锅加热 当锅内气体压强达到一定 值时 气体就把压力阀顶起 假定在压力阀顶起时 停止加热 1 若此时锅内气体的体积为V 摩尔体积为Vo 阿伏加德罗常数为NA 写出锅内 气体分子数的估算表达式 2 假定在一次放气过程中 锅内气体对压力阀及外界做功 1 5J 并向外界释放了 2 5J 的热量 锅内原有气体的内能如何变化 变化了多少 用心 爱心 专心11 21 解析 解析 1 设锅内气体分子数为n 则NA 0 V V n 2 根据热力学第一定律 U W Q及W 1 5J 和Q 2 5J 可得 U 4J 即锅内气体 内能减少 减少了 4J 22 北京市北京市 101101 中学中学 20122012 届高三下学期开学检测届高三下学期开学检测 一气象探测气球 在充有压强为 1 00atm 即 76 0cmHg 温度为 27 0 的氦气时 体积为 3 50m3 在上升至海拔 6 50km 高空的过程中 气球内氦气逐渐减小到此高度上的大气压 36 0cmHg 气球内部因启动一持 续加热过程而维持其温度不变 此 后停止加热 保持高度不变 已知在这一海拔高度气温 为 48 0 求 1 氦气在停止加热前的体积 2 氦气在停止加热较长一段时间后的体积 3 若忽略气球内分子间相互作用 停止加热后 气球内气体吸热还是放热 简要说 明理由 22 解析 解析 1 根据玻意耳定律p1V1 p2V2 代入数据 可得V2 7 39m3 2 在停止加热较长一段时间后 氦气的温度逐渐从T1 300K 下降到与外界气体温度 2 该气体从状态A到状态C的过程中是吸热 还是放热 传递的热量是多少 用心 爱心 专心12 23 23 解析解析 1 对于理想气体 A B 气体做等容变化 由 代入数据 解得 TB 100K 所以tB 173 B B A A T p T p B C 气体做等压变化 由 代入数据 解得 TC 300K 所以tC 27 C C B B T V T V 2 A C的过程中是吸热 吸收的热量 533 1 10 3 101 10 200QWp VJJ 24 24 山东省烟台市 山东省烟台市 20122012 届高三下学期届高三下学期 3 3 月诊断性测试理综试题 月诊断性测试理综试题 一定质量理想气体 的p V图象如图所示 其中ab为等容过程 bc