【创新设计】2011届高考物理一轮复习 第2课时 能量守恒定律 热力学第二定律 气体练习 人教大纲版

1、第2课时 能量守恒定律 热力学第二定律 气体1 能源是当今社会快速发展所面临的一大难题，由此，人们想到了永动机关于第二类永动机，甲、乙、丙、丁4名同学争论不休甲：第二类永动机不违反能量守恒定律，应该可以制造成功乙：虽然内能不可能全部转化为机械能，但在转化过程中可以不引起其他变化丙：摩擦、漏气等因素导致能量损失，第二类永动机才因此不能制成丁：内能与机械能之间的转化具有方向性才是第二类永动机不可能制成的原因你认为下列说法正确的是()A甲 B乙 C丙 D丁解析：内能与机械能之间的转化具有方向性才是第二类永动机不可能制成的原因答案：D2 (2009·洛阳六校联考)一定质量的理想气体，处于平衡

2、状态1，现设法使其温度降低，同时压强增大，到达平衡状态2，则在从1到2的变化过程中，下列说法正确的是()A气体分子平均动能增大 B气体分子之间的距离减小C气体的内能减小 D气体吸热解析：对一定质量的理想气体，温度降低，气体分子平均动能一定减小，A错误；由气体压强、温度、体积的关系可知，温度降低的同时压强增大，体积一定减小，气体分子之间的距离减小，B正确；理想气体的内能只与温度有关，温度降低，气体的内能减小，C正确；气体体积减小，外界一定对气体做功，由热力学第一定律可知，气体放热，D错误答案：BC图8253如图825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

3、器中制冷剂气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()A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电冰箱的工作原理不违反热力学第一定律D电冰箱的工作原理违反热力学第一定律解析：由热力学第二定律可知，热量不可能自发地从低温物体传给高温物体而不发生其他变化；故选项A错误、B正确；由热力学第一定律UWQ可知，选项C正确、D错误答案：BC4.图826如图826所示，电路与一绝热密闭气缸相连，Ra为电热丝气缸内有一定质量的理想气体，闭合电键后，气缸里的气体()A内能增大B平均动能减小C无规则热运动增强D单

4、位时间内对单位面积器壁的撞击次数减少解析：本题考查热力学第一定律、分子动理论以及气体压强的微观分析由热力学第一定律：WQU知Q0，W0，则内能增大，故A选项正确；温度升高，无规则热运动增强、分子平均动能增大，故C选项正确、B选项错误；体积不变，气体密度不变，温度升高会使单位时间内对器壁单位面积的撞击次数增加，故D选项错误答案：AC图8275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右边的示意图827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

5、来表示，你认为下列示意图中正确的是()答案：B6一定质量的理想气体由状态A经过程变至状态B时，从外界吸收热量420 J，同时膨胀对外做功300 J当气体从状态B经过程回到状态A时，外界压缩气体做功200 J，求此过程中气体吸收或放出的热量是多少？解析：UQ1W1420 J(300 J)120 J，Q2(U)W2(120) J200 J320 J所以应放出320 J的热量答案：放出320 J 1容积不变的容器内封闭着一定质量的理想气体，当温度升高时()A每个分子的速率都增大B单位时间内气体分子撞击器壁的次数增多C气体分子密度增大D气体分子在单位时间内，作用于单位面积器壁的总冲击力增加解析：温度升

6、高时气体分子的平均动能增大，但分子频繁地碰撞中每个分子的速率都在不断变化，可能变大也可能变小，A错；因容积不变，所以分子的密度不变，C错；温度升高，体积不变，气体的压强增大，分子的平均速率增大，单位时间内气体分子撞击器壁的次数增多，单位时间内作用于单位面积器壁的总冲击力增加答案：BD2 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，内能一定不变解析：气体体积增大，一定对外界做功，A对压强不断增大，体积不一定减小，故B错在气体不断被压缩过

7、程中外界对气体做功，但还伴有热传递，故内能不一定增加，C错没有热交换Q0，但做功情况未知，由热力学第一定律UWQ，可知内能可能变化，故D错答案：A3 据某报报道：天津一小男孩睡觉时，臀部将压在下面的打火机爆炸，丁烷气体外泄，致使屁股局部速冻成伤请你运用所学过的热学知识判断下列说法正确的是()A爆炸是因为打火机内丁烷液体变热汽化，体积增加，压强增大而爆炸B爆炸的过程符合热力学第一定律C市报关于局部速冻成伤的报道不符合科学道理D爆炸后，丁烷外泄并迅速汽化吸热，由于吸热速度快而使屁股局部速冻成伤答案：ABD4(2010·洛阳六校联考)下列说法中正确的是()A温度是分子平均动能的标志，温度较

8、高的物体，每个分子的动能一定比温度较低的物体分子的动能大B布朗运动就是液体分子的无规则热运动，温度越高，布朗运动越剧烈C外界对气体做正功，气体的内能一定增加D自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性解析：温度是分子平均动能的标志，温度较高的物体，其分子平均动能较大，但并非每个分子的动能一定比温度较低的物体分子的动能大，A错误；布朗运动是液体分子的无规则热运动的反映，在显微镜下观察到的布朗运动的微粒的运动不是液体分子的无规则热运动，B错误；由热力学第一定律可知，外界对气体做正功，若同时放热，则气体的内能不一定增加，C错误；由热力学第二定律可知，自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性

9、，D正确答案：D5关于热现象和热学规律，下列说法中正确的是()A布朗运动就是液体分子的热运动B用活塞压缩气缸里的空气，对空气做功2.0×105 J，而空气向外界放出热量1.5×105 J，则空气的内能增加了0.5×105 JC第二类永动机不能制成是因为它违反了能量守恒定律D一定质量的气体，如果保持温度不变，体积越小压强越大解析：布朗运动是布朗微粒在液体分子碰撞作用下的运动，不是液体分子的运动，A错；由热力学第一定律可得UWQ，B项正确；第二类永动机并不违反热力学第一定律，它不能制成是因为它违反了热力学第二定律，C错；由气体的等温变化可知D正确考查布朗运动、热力学定

10、律及气体的状态变化等热学知识点，本题较易答案：BD6下列说法中正确的是()A满足能量守恒定律的物理过程都能自发进行B知道阿伏加德罗常数、该气体摩尔质量和质量，就可以估算气体中分子间的平均距离C做加速运动的物体，由于速度越来越大，因此物体分子的平均动能也越来越大D气体分子的速率分布规律遵从统计规律，在一定温度下，某种气体的分子速率分布是确定的解析：一个自发的热力学过程是有方向的，A错；B中没办法算出气体的摩尔体积，因此没办法估算分子间的平均距离，B错；机械运动和分子热运动没有关系，C错D正确答案：D图8287如图828所示，一个内壁光滑与外界不发生热传递的汽缸固定在地面上，缸内活塞下方封闭着空气

11、(活塞与外界也不发生热传递)，若用竖直向上的力F将活塞向上拉一些，达到稳定后缸内封闭着的气体()A若活塞重力不计，拉力F对活塞做的功等于缸内气体内能的改变量B分子平均动能不变C单位时间内缸壁单位面积上受到的气体分子碰撞的次数减少D每个分子对缸壁的冲力都会减小解析：活塞向上运动气体体积增大，气体对外做功，又没有发生热传递，故气体的温度降低，压强一定减小，故分子平均动能减小气体对外做的功等于气体内能的减少量答案：C图8298. 如图829所示，绝热汽缸中间用固定栓将可无摩擦移动的导热隔板固定，隔板质量不计，左右两室分别充有一定量的氢气和氧气(视为理想气体)初始时，两室气体的温度相等，氢气的压强大于

12、氧气的压强，松开固定栓直至系统重新达到平衡下列说法中正确的是()A初始时氢分子的平均动能大于氧分子的平均动能B系统重新达到平衡时，氢气的内能比初始时的小C松开固定栓直至系统重新达到平衡的过程中有热量从氧气传递到氢气D松开固定栓直至系统重新达到平衡的过程中，氧气的内能先增大后减小解析：温度是气体分子热运动的平均动能的标志，初始时两部分气体温度相同，故平均动能相同，A错因为隔板导热，系统重新平衡时，两部分气体温度必相等对两部分气体构成的系统，由UWQ，可知当Q0，W0时，U0，即系统内能不变，故重新平衡后温度与松开固定栓前相同，故B错误对氢气，U0，因其体积增大，W<0，必有Q>0，即

13、氢气从氧气吸热，C对松开固定栓后，氢气快速压缩氧气，氧气内能增加，温度升高，随着热量逐渐传递给氢气，氧气内能再逐渐减小，D对答案：CD9一定质量的理想气体(分子力不计)，体积由V膨胀到V，如果通过压强不变的过程实现，对外做功大小为W1，传递热量的值为Q1，内能变化为U1；如果通过温度不变的过程来实现，对外做功的大小为W2，传递热量的值为Q2，内能变化为U2，则()AW1>W2，Q1<Q2，U1>U2 BW1>W2，Q1>Q2，U1>U2CW1<W2，Q1Q2，U1>U2 DW1W2，Q1>Q2，U1>U2解析：由热力学第一定律：U1W

14、1Q1，U2W2Q2，若通过压强不变的过程实现体积膨胀，则由恒量，可知温度必定升高，对理想气体，内能必定增大，U1>0，W1<0，Q1>0，且|Q1|>|W1|；若通过温度不变的过程实现体积膨胀，温度不变，内能不变，U20，W2<0，Q2>0，且|Q2|W2|；则U1>U2；由于气体对外做功的过程中，通过温度不变的方式，体积膨胀，由恒量，可知压强必定减小，则平均压强比通过压强不变的方式要小，故W1>W2，Q1>Q2.答案：B图821010 实验室内，某同学用导热性能良好的汽缸和活塞将一定质量的理想气体封闭在汽缸内(活塞与汽缸壁之间无摩擦)，

15、待活塞静止后，再用一个装有与室温温度相同的水的小滴管贴近活塞，将滴管内的水缓慢滴注在活塞上方，如图8210所示在此过程中，若大气压强与室内的温度均保持不变，则下列说法正确的是()A单位时间内，缸内气体分子对活塞撞击的次数保持不变B单位时间内，缸内气体分子对活塞的冲量保持不变C外界对缸内气体做的功等于缸内气体向外释放的热量D外界对缸内气体做的功等于缸内气体增加的内能解析：由平衡条件可知，气体压强应增大，由理想气体的p、V、T三者之间的关系可知，温度不变时，体积减小，理想气体的内能不变，故外界对气体做功与气体放出热量相等，C对，D错；当气体压强增大，温度不变时，汽缸内气体分子单位时间对活塞单位器壁

16、的撞击次数一定减小，A错；压强是大量气体分子单位时间对单位器壁的平均冲量产生的，压强增大时，单位时间内汽缸内气体分子对活塞的冲量也一定增大，B错答案：C11. 图8211某压力锅的结构如图8211所示盖好密封锅盖，将压力阀套在出气孔上，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被顶起时，停止加热(1)若此时锅内气体的体积为V，摩尔体积为V0，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 J，并向外界释放了2 J的热量锅内原有气体的内能如何变化？变化了多少？解析：(1)设锅内气体分子为n，nNA(2)根据热力学第一定律EWQ3 J锅内气体内能减少，减少了3 J.答案：(1)NA(2)内能减少，减少了3 J图821212如图8212所示，一定