高考物理复习 第十三章　热　学 第三节　课后达标能力提升

学生用书P397(单独成册)(建议用时：40分钟)一、选择题1某驾驶员发现中午时车胎内的气压高于清晨时的，且车胎体积增大若这段时间胎内气体质量不变且可视为理想气体，那么()A外界对胎内气体做功，气体内能减小B外界对胎内气体做功，气体内能增大C胎内气体对外界做功，内能减小D胎内气体对外界做功，内能增大解析：选D.中午比清晨时温度高，所以中午胎内气体分子平均动能增大，理想气体的内能由分子动能决定，因此内能增大；车胎体积增大，则胎内气体对外界做功，D正确2根据你学过的热学中的有关知识，判断下列说法中正确的是()A机械能可以全部转化为内能B凡与热现象有关的宏观过程都具有方向性，在热传递中，热量只能从高温物体传递给低温物体，而不能从低温物体传递给高温物体C制冷机在制冷过程中，从室内吸收的热量少于向室外放出的热量D第一类永动机违背能量守恒定律，第二类永动机不违背能量守恒定律，随着科技的进步和发展，第二类永动机可以制造出来解析：选AC.机械能可以全部转化为内能，而内能在引起其他变化时也可以全部转化为机械能，A正确；凡与热现象有关的宏观过程都具有方向性，在热传递中，热量可以自发地从高温物体传递给低温物体，也能从低温物体传递给高温物体，但必须借助外界的帮助，B错误；由能量守恒定律知，制冷过程中，从室内吸收的热量与压缩机做的功之和等于向室外放出的热量，C正确；第一类永动机违背能量守恒定律，第二类永动机不违背能量守恒定律，而是违背了热力学第二定律，第二类永动机不可能制造出来，D错误3景颇族的祖先发明的点火器如图所示，用牛角做套筒，木制推杆前端粘着艾绒猛推推杆，艾绒即可点燃对筒内封闭的气体，在此压缩过程中()A气体温度升高，压强不变B气体温度升高，压强变大C外界对气体做正功，气体内能增加D外界对气体做正功，气体内能减少E艾绒燃烧，放出热量，气体内能增加解析：选BCE.压缩气体时，外界对气体做功，内能增加，温度升高，体积变小，压强增大，B、C正确，A、D错误，气体吸收艾绒放出的热量，内能增加，E正确4地球上有很多海水，它的总质量约为1.41018 t，如果这些海水的温度降低0.1 ，将要放出约5.881023 J的热量有人曾设想利用海水放出的热量使它完全变成机械能来解决能源危机，但这种机器是不能制成的，其原因是()A内能不能转化成机械能B内能转化成机械能不满足热力学第一定律C只从单一热源吸收热量并完全转化成机械能的机器不满足热力学第二定律D上述三种原因都不正确解析：选C.内能可以转化成机械能，如热机，A错误；内能转化成机械能的过程满足热力学第一定律，即能量守恒定律，B错误；热力学第二定律告诉我们：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，C正确，D错误5下列说法中正确的是()A悬浮在液体中的固体颗粒越小，布朗运动就越明显B用气筒给自行车打气，越打越费劲，说明气体分子之间的分子力表现为斥力C当分子力表现为引力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的增大而减小D一定质量的理想气体，温度升高，体积减小，则单位时间内撞击到器壁单位面积上的气体分子数增加E内能全部转化为机械能的热机是不可能制成的解析：选ADE.悬浮在液体中的固体小颗粒越小，在某一瞬间跟它相撞的液体分子数就越少，撞击作用的不平衡性就表现得越明显，因而布朗运动就越明显，A正确；用气筒给自行车打气，越打越费劲，不能说明气体分子之间的分子力表现为斥力，B错误；当分子之间表现为引力时，分子势能随着分子之间距离的增大而增大，C错误；一定质量的理想气体，温度升高，体积减小时，单位时间内撞击到器壁单位面积上的气体分子数增加，所以其压强增大，D正确；热力学第二定律指出，任何热机的效率都不可能达到100%，E正确6如图为某实验器材的结构示意图，金属内筒和隔热外筒间封闭了一定体积的空气，内筒中有水，在水加热升温的过程中，被封闭的空气() A内能增大B压强增大C分子间引力和斥力都减小D所有分子运动速率都增大解析：选AB.在水加热升温的过程中，封闭气体的温度升高，内能增大，A正确；根据C知，气体的压强增大，B正确；气体的体积不变，气体分子间的距离不变，分子间的引力和斥力不变，C错误；温度升高，分子热运动的平均速率增大，但并不是所有分子运动的速率都增大，D错误7(2017高考全国卷)如图，用隔板将一绝热汽缸分成两部分，隔板左侧充有理想气体，隔板右侧与绝热活塞之间是真空现将隔板抽开，气体会自发扩散至整个汽缸待气体达到稳定后，缓慢推压活塞，将气体压回到原来的体积假设整个系统不漏气下列说法正确的是()A气体自发扩散前后内能相同B气体在被压缩的过程中内能增大C在自发扩散过程中，气体对外界做功D气体在被压缩的过程中，外界对气体做功E气体在被压缩的过程中，气体分子的平均动能不变解析：选ABD.抽开隔板，气体自发扩散过程中，气体对外界不做功，与外界没有热交换，因此气体的内能不变，A正确，C错误；气体在被压缩的过程中，外界对气体做正功，D正确；由于气体与外界没有热交换，根据热力学第一定律可知，气体在被压缩的过程中内能增大，因此气体的温度升高，气体分子的平均动能增大，B正确，E错误8(2017高考全国卷)如图，一定质量的理想气体从状态a出发，经过等容过程ab到达状态b，再经过等温过程bc到达状态c，最后经等压过程ca回到初态a.下列说法正确的是() A在过程ab中气体的内能增加B在过程ca中外界对气体做功C在过程ab中气体对外界做功D在过程bc中气体从外界吸收热量E在过程ca中气体从外界吸收热量解析：选ABD.ab过程，气体压强增大，体积不变，则温度升高，内能增加，A正确；ab过程发生等容变化，气体对外界不做功，C错误；一定质量的理想气体内能仅由温度决定，bc过程发生等温变化，内能不变，bc过程，气体体积增大，气体对外界做正功，根据热力学第一定律可知气体从外界吸热，D正确；ca过程发生等压变化，气体体积减小，外界对气体做正功，B正确；ca过程，气体温度降低，内能减小，外界对气体做正功，根据热力学第一定律可知气体向外界放热，E错误9夏天，小明同学把自行车轮胎上的气门芯拔出的时候，会觉得从轮胎里喷出的气体凉，如果把轮胎里的气体视为理想气体，则关于气体喷出的过程，下列说法正确的是()A气体的内能减少B气体的内能不变C气体来不及与外界发生热交换，对外做功，温度降低D气体膨胀时，热量散得太快，使气体温度降低了E气体分子的平均动能减小解析：选ACE.气体喷出时，来不及与外界交换热量，发生绝热膨胀，Q0，对外做功，热力学第一定律的表达式为WQU，内能减少，温度降低，温度是分子平均动能的标志，则A、C、E正确10一定量的理想气体从状态a开始，经历三个过程ab、bc、ca回到原状态，其pT图象如图所示下列判断正确的是() A过程ab中气体一定吸热B过程bc中气体既不吸热也不放热C过程ca中外界对气体所做的功等于气体所放的热Da、b和c三个状态中，状态a分子的平均动能最小Eb和c两个状态中，容器壁单位面积单位时间内受到气体分子撞击的次数不同解析：选ADE.由pT图象可知过程ab是等容变化，温度升高，内能增加，体积不变，由热力学第一定律可知过程ab中气体一定吸热，A正确；过程bc中温度不变，即内能不变，由于过程bc体积增大，所以气体对外做功，由热力学第一定律可知，气体一定吸收热量，B错误；过程ca中压强不变，温度降低，内能减少，体积减小，外界对气体做功，由热力学第一定律可知，放出的热量一定大于外界对气体做的功，C错误；温度是分子平均动能的标志，由pT图象可知，a状态气体温度最低，则分子平均动能最小，D正确；b、c两状态温度相等，分子平均动能相等，由于压强不相等，所以单位面积单位时间内受到气体分子撞击的次数不同，E正确二、非选择题11.一定质量的理想气体，状态从ABCDA的变化过程可用如图所示的pV图描述，图中p1、p2、V1、V2和V3为已知量(1)气体状态从A到B是_过程(选填“等容”“等压”或“等温”)；(2)状态从B到C的变化过程中，气体的温度_(选填“升高”“不变”或“降低”)；(3)状态从C到D的变化过程中，气体_(选填“吸热”或“放热”)；(4)状态从ABCD的变化过程中，气体对外界所做的总功为_解析：(1)AB，对应压强值恒为p2，即为等压过程(2)BC，由恒量，V不变，p减小，T降低(3)CD，由恒量，p不变，V减小，可知T降低外界对气体做功，内能减小，由UWQ可知CD过程放热(4)AB，气体对外界做功WABp2(V3V1)BC，V不变，气体不做功CD，V减小，外界对气体做功WCDp1(V3V2)状态从ABCD的变化过程中，气体对外界做的总功WWABWBCWCDp2(V3V1)p1(V3V2)答案：(1)等压(2)降低(3)放热(4)p2(V3V1)p1(V3V2)12(2020山西五校联考)如图所示，一绝热汽缸倒立竖放在两水平台面上，缸内一光滑活塞密封了一定质量的理想气体在活塞下挂有一物块，活塞与物块的总重力G30 N，活塞的横截面积S3103 m2.活塞静止时，缸内气体温度t127 ，体积V13103 m3.外界的大气压强恒为p01105 Pa，缸内有一个电阻丝，电阻丝的电阻值恒为R5 ，电源电动势E18 V、内阻r1 .闭合开关20 s后，活塞缓慢下降高度h0.1 m，求：(1)20 s内气体内能的变化量； (2)20 s末缸内气体的温度解析：(1)设缸内气体初态压强为p1，对活塞由平衡条件有：p0SGp1S在电热丝对气体加热20 s的过程中，缸内气体对活塞做的功为Wp1Sh，电阻丝产生的热量为QI2Rt，其中I根据热力学第一定律有UQW解得U873 J，即气体的内能增加了873 J.(2)气体做等压变化，由盖吕萨克定律有解得T2330 K，则缸内气体的温度是57 .答案：(1)873 J(2)57 13如图所示，一根两端开口、横截面积为S2 cm2足够长的玻璃管竖直插入水银槽中并固定(插入水银槽中的部分足够深)管中有一个质量不计的光滑活塞，活塞下封闭着长L21 cm的气柱，气体的温度为t17 ，外界大气压取p01.0105 Pa(相当于75 cm高的汞柱的压强)g取10 m/s2. (1)若在活塞上放一个质量为m0.1 kg的砝码，保持气体的温度t1不变，则平衡后气柱为多长？(2)若保持砝码的质量不变，对气体加热，使其温度升高到t277 ，此时气柱为多长？(3)若在(2)过程中，气体吸收的热量为10 J，则气体的内能增加多少？解析：(1)被封闭气体的初状态：p1p01.0105 Pa，V1LS42 cm3，T1280