（新课标）高考物理一轮复习 第十二章 热学 第3讲 热力学定律.doc

第3讲热力学定律a组基础题组1.(2016湖北武汉模拟)(多选)关于热力学定律,下列说法正确的是()a.功转变为热的实际宏观过程是不可逆过程b.对某物体做功,必定会使该物体的内能增加c.可以从单一热源吸收热量,使之完全变为功d.不可能使热量从低温物体传向高温物体2.(2015山西忻州四校联考)(多选)下列说法正确的是() a.物体吸收热量,其温度一定升高b.橡胶无固定熔点,是非晶体c.做功和热传递是改变物体内能的两种方式d.布朗运动是悬浮在液体中固体颗粒分子的无规则运动的反映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3.(2015福建上杭一中检测)(多选)下列关于热学现象和热学规律的说法中,正确的是()a.利用浅层海水和深层海水间的温度差造出一种热机,将海水的一部分内能转化为机械能,这在原理上是可行的b.大量分子参与的宏观物理过程都具有方向性c.空调的制冷系统将室内的热量传给外界较高温度的空气,而不引起其他变化d.热力学过程中不可避免地出现能量耗散现象,能量耗散不符合热力学第二定律4.(2015北京理综,13,6分)下列说法正确的是()a.物体放出热量,其内能一定减小b.物体对外做功,其内能一定减小c.物体吸收热量,同时对外做功,其内能可能增加d.物体放出热量,同时对外做功,其内能可能不变5.(2015河南焦作一模)如图是密闭的汽缸,外力推动活塞p压缩气体,对缸内气体做功800 j,同时气体向外界放热200 j,缸内气体的()a.温度升高,内能增加600 jb.温度升高,内能减少200 jc.温度降低,内能增加600 jd.温度降低,内能减少200 j6.(多选)一定质量的理想气体由状态a变化到状态b,气体的压强随热力学温度的变化如图所示,则此过程()a.气体的密度增大b.外界对气体做功c.气体从外界吸收了热量d.气体分子的平均动能增大7.2015福建理综,29(2),6分如图,一定质量的理想气体,由状态a经过ab过程到达状态b或者经过ac过程到达状态c。设气体在状态b和状态c的温度分别为tb和tc,在过程ab和ac中吸收的热量分别为qab和qac。则。a.tbtc,qabqac b.tbtc,qabqac d.tb=tc,qabqac8.(2015广东理综,17,6分)(多选)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9.如图所示,内壁光滑的汽缸水平放置,一定质量的理想气体被活塞密封在汽缸内,外界大气压强为p0。现对汽缸缓慢加热,气体吸收热量q后,体积由v1增大为v2。则在此过程中,气体分子平均动能(选填“增大”、“不变”或“减小”),气体内能变化了。b组提升题组10.(多选)对于一定量的理想气体,下列说法正确的是。a.若气体的压强和体积都不变,其内能也一定不变b.若气体的内能不变,其状态也一定不变c.若气体的温度随时间不断升高,其压强也一定不断增大d.气体温度每升高1 k所吸收的热量与气体经历的过程有关e.当气体温度升高时,气体的内能一定增大11.2014课标,33(1),6分(多选)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p-t图像如图所示。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d.a、b和c三个状态中,状态a分子的平均动能最小e.b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12.(2013江苏单科,12a,12分)如图所示,一定质量的理想气体从状态a依次经过状态b、c和d后再回到状态a。其中,ab和cd为等温过程,bc和da为绝热过程(气体与外界无热量交换)。这就是著名的“卡诺循环”。(1)该循环过程中,下列说法正确的是。a.ab过程中,外界对气体做功b.bc过程中,气体分子的平均动能增大c.cd过程中,单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增多d.da过程中,气体分子的速率分布曲线不发生变化(2)该循环过程中,内能减小的过程是(选填“ab”、“bc”、“cd”或“da”)。若气体在ab过程中吸收63 kj的热量,在cd过程中放出38 kj的热量,则气体完成一次循环对外做的功为kj。(3)若该循环过程中的气体为1 mol,气体在a状态时的体积为10 l,在b状态时压强为a状态时的。求气体在b状态时单位体积内的分子数。(已知阿伏加德罗常数na=6.01023 mol-1,计算结果保留一位有效数字)13.如图所示,汽缸内封有一定质量的理想气体,缸体质量m=200 kg,活塞质量m=10 kg,活塞面积s=100 cm2。活塞与汽缸壁无摩擦且不漏气。此时,缸内气体的温度为27 ,活塞位于汽缸正中,整个装置都静止。已知大气压恒为p0=1.0105 pa,重力加速度为g=10 m/s2。求:(1)汽缸内气体的压强p1;(2)汽缸内气体的温度升高到多少时,活塞恰好会静止在汽缸缸口ab处?此过程中汽缸内的气体是吸热还是放热?14.图中a、b汽缸的长度为l=30 cm,横截面积为s=20 cm2,c是可在汽缸内无摩擦滑动的、体积不计的活塞,d为阀门。整个装置均由导热材料制成。起初阀门关闭,a内有压强pa=2.0105 pa的氮气,b内有压强pb=1.0105 pa的氧气。阀门打开后,活塞c向右移动,最后达到平衡。求活塞c移动的距离及平衡后b中气体的压强;活塞c移动过程中a中气体对外做功为25 j,则a中气体是吸热还是放热?吸收或者放出的热量为多少?(假定氧气和氮气均为理想气体,连接汽缸的管道体积可忽略)答案全解全析a组基础题组1.ac根据热力学第二定律知,一切与热现象有关的实际宏观过程都是不可逆的,可知功转变为热的实际宏观过程是不可逆过程,故a正确。对某物体做功,不一定会使该物体的内能增加,还与其放热情况有关,故b错误。在外界的影响下,可以从单一热源吸收热量,使之完全变为功,故c正确。在外界的影响下,能使热量从低温物体传向高温物体,如电冰箱,故d错误。2.bce晶体在熔化过程中吸收热量,但温度不变,选项a错误;橡胶无固定熔点,是非晶体,选项b正确;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颗粒的无规则运动,是液体分子无规则运动的间接反映,选项d错误;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,选项e正确。3.ab根据能量守恒定律以及热力学第二定律可知,用浅层海水和深层海水间的温度差造出一种热机,将海水的一部分内能转化为机械能,理论上是可行的,故a正确;根据热力学第二定律可知大量分子参与的宏观物理过程都具有方向性,故b正确;空调的制冷系统将室内的热量传给外界较高温度的空气的过程中有压缩机的参与,因此引起了其他变化,故c错误;能量耗散过程体现了宏观自然过程的方向性,符合热力学第二定律,故d错误。4.c根据热力学第一定律u=q+w判断,只有c项正确。5.a根据热力学第一定律,气体内能增量u=w+q=800 j-200 j=600 j,对于一定质量的理想气体,内能增加温度必然升高,故a选项正确。6.ab由图像可得:从状态a到状态b,该理想气体做等温变化,而压强变大,由理想气体状态方程=c,知气体的体积v减小,由密度公式=,知气体的密度增大,选项a正确;温度是分子平均动能的标志,温度不变,气体分子的平均动能不变,选项d错误;一定质量的理想气体的内能只与温度有关,温度不变,内能不变,而体积减小,则外界对气体做功,由热力学第一定律可知,该气体要放热,故选项b正确,选项c错误。7.c由理想气体状态方程知=,故tc=tb;过程ab和ac中内能改变量相同,ac过程气体体积不变,做功为0,w1=0,ab过程气体体积增大,气体对外做功w20,由热力学第一定律q+w=u知qacqab,选项c正确。8.ab由于金属内筒导热而隔热外筒绝热,故水升温过程中封闭空气不停地从内筒吸收热量而不向外放热,且封闭空气的体积不能改变即不做功,故由热力学第一定律可知其内能一定增大,a正确;由=c知温度升高时封闭空气的压强一定增大,b正确;气体分子间作用力微弱,即使考虑分子间作用力,也因气体体积不变,分子间平均距离不变,某两分子间距离变化情况不能确定,而不能判定分子间作用力变化情况,c错误;温度升高时,分子平均动能增大,但这并不意味着每个分子的运动速率都增大,d错误。9.答案增大q-p0(v2-v1)解析气体等压膨胀,由=c可知t增大,所以气体分子平均动能增大。由热力学第一定律可得:u=q-p0(v2-v1)。b组提升题组10.ade一定质量的理想气体,=常量,p、v不变,则t不变,分子平均动能不变,又理想气体分子势能为零,故气体内能不变,a项正确;理想气体内能不变,则温度t不变,由=常量知,p及v可以变化,故状态可以变化,b项错误;等压变化过程,温度升高、体积增大,故c错误;由热力学第一定律u=q+w知,温度每升高 1 k,内能增量u一定,而外界对气体做的功w与经历的过程可能有关(如体积变化时),因此吸收的热量与气体经历的过程也有关,d项正确;温度升高,分子平均动能增大,分子势能不变,内能一定增大,e项正确。11.ade对封闭气体,由题图可知ab过程,气体体积v不变,没有做功,而温度t升高,则为吸热过程,a项正确。bc过程为等温变化,压强减小,体积增大,对外做功,则为吸热过程,b项错。ca过程为等压变化,温度t降低,内能减少,体积v减小,外界对气体做功,依据w+q=e,外界对气体所做的功小于气体所放的热,c项错。温度是分子平均动能的标志,tapc,显然e项正确。12.答案(1)c(2)bc25(3)n=41025 m-3解析(1)ab体积增大,气体对外做功,a错误;bc体积增大,气体对外做功,w0,q=0,u0,t增大,气体分子平均速率增大,d错误。(2)由(1)可知,bc过程内能减小。经过一个循环,u=0,所以对外做功w=(63-38) kj=25 kj。(3)等温过程pava=pbvb,单位体积内的分子数n=。解得n=(为物质的量)代入数据得n=41025 m-313.答案(1)3105 pa(2)327 吸热解析(1)以汽缸为研究对象(不包括活塞),由平衡条件得p1s=mg+p0s解得p1=3105 pa(2)当活塞恰好静止在汽缸缸口ab处时,设缸内气体温度为t2,压强为p2,此时有p2s=mg+p0s得p2=p1,即缸内气体为等压气体,由盖吕萨克定律有=解得t2=2t1=600 k故t2=(600-273) =327 气体温