《创新设计》2016年高考物理一轮复习教师word文档 随堂演练 x3-3-3.doc

第 3 课时 热力学定律与能量守恒定律 1. 我国航天员漫步太空已变成现实。已知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 5 所示，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 ( ) 图 5 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，气 体的温度也不变，则选项 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 D 2(多选) 如图 6 所示，固定在地面上的水平气缸内由活塞 B 封闭着一定量的气体，气体分 子之间的相互作用力可以忽略。假设气缸壁的导热性能很好，环境的温度保持不变。若 用外力 F 将活塞 B 缓慢地水平向右拉动，则在拉动活塞的过程中，关于此气缸内气体 的下列结论中，正确的是 ( ) 图 6 A气体做等温膨胀，分子的平均速率不变，气体的压强不变 B气体做等温膨胀，气体分子单位时间对气缸壁单位面积碰撞的次数将变少 C因为气体内能不变，所以气体从外界吸收的热能全用来对外做功 D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 解析 用外力 F 将活塞 B 缓慢地水平向右拉动，则在拉动活塞的过程中，气体做等温 膨胀，分子的平均速率不变，气体的体积增大，压强减小，A 错误；气体压强减小， 则可知气体分子单位时间内对气缸单位面积碰撞的次数将减少，B 正确；因为气体内 能不变，所以气体从外界吸收的热能全部用来对外做功，C 正确；气体是从单一热源 吸热，全部用来对外做功，但是体积增大，引起了其他变化，所以此过程不违反热力 学第二定律，D 错误。 答案 BC 3(多选)(2014新课标全国卷，33)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 7 所示。下列判断正确的是 ( ) 图 7 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 由 pT 图可知，从 ab 的过程为等容变化过程，即体积不变，但温度升高， 内能增加，所以气体要吸热，选项 A 对；从 bc 过程，温度不变，内能不变，压强减 小，说明体积增大，气体对外做功，内能不变，所以要吸热，选项 B 错；从 ca 过程， 压强不变，温度降低，体积减少，内能减少，所以外界对气体做的功小于气体放出的 热量，选项 C 错；分子的平均动能与温度有关，因为 Tapc，所以状态 b 单位时间内容器壁单位面积受到分子撞击 的次数多，选项 E 对。 答案 ADE 4. 在如图 8 所示的坐标系中，一定质量的某种理想气体先后发生以下两种状态变化过程： 第一种变化是从状态 A 到状态 B，外界对该气体做功为 6 J；第二种变化是从状态 A 到 状态 C，该气体从外界吸收的热量为 9 J。图线 AC 的反向延长线通过坐标原点 O，B、C 两状态的温度相同，理想气体的分子势能为零。求： 图 8 (1)从状态 A 到状态 C 的过程，该气体对外界做的功 W1 和其内能的增量 U1； (2)从状态 A 到状态 B 的过程，该气体内能的增量 U2 及其从外界吸收的热量 Q2。 解析 (1)从状态 A 到状态 C 的过程，气体发生等容变化 该气体对外界做的功 W10 根据热力学第一定律有 U1 W1Q 1 内能的增量 U1Q 19 J。 (2)从状态 A 到状态 B 的过程，体积