2011年高考物理热力学定律能量守恒定律练习要点

#2011年高考物理热力学定律能量守恒定律练习一、选择题（共10小题，每小题6分，共60分，在每小题给出的四个选项中至少有一项符合题意，全部选对的得6分，漏选的得3分，错选的得0分）1．关于气体的压强，下列说法正确的是 （ ）AW体的压强是由气体分子的重力产生的B口气体的压强是大量气体分子频繁地碰撞器壁而产生的C□气体压强的大小等于大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力D口气体分子的平均动能越大，气体的密度越大，气体的压强就越大【解析】 据气体压强的产生原因和意义知B、C正确，A错，又由决定气体压强大小因素知D正确，故正确选项为B、C、D.【答案】BCD2．氧气钢瓶充气后压强高于外界大气压，假设缓慢漏气时瓶内外温度始终相等且保持不变，忽略氧气分子之间的相互作用，在该漏气过程中瓶内氧气 （ ）A1分子总数减少，分子总动能不变B1密度降低，分子平均动能不变C1吸收热量，膨胀做功DW强降低，不对外做功【解析】漏气过程中瓶内氧气质量减少，密度降低，分子总数减少，但因氧气温度不变，则分子平均动能不变，瓶内氧气分子总动能减少，故A错B对.以瓶内剩余气体为研究对象，比较该部分气体前后两个状态，等效认为该部分气体膨胀后填补了漏出去那部分气体原来所占据的空间，体积膨胀，故氧气对外做功．当忽略了气体分子间相互作用时，氧气可看成理想气体，其内能等于所有分子总动能，则这部分气体内能不变，由AU=W+Q可知，必然吸收热量，由华=C可知丫增大，p应降低，故C正确，D错误.【答案】BC3口（2008・重庆卷）地面附近有一口在上升的空气团，口与外界的热交换忽略不计口已知大气压强随高度增加而降低，则该气团在此上升过程中 （不计气团内分子间的势能 ）（ ）AW积减小，温度降低B1体积减小，温度不变C1体积增大，温度降低DW积增大，温度不变【解析】由题意，该气团在上升过程中，压强变小，故体积增大，对外做功．又它与外界的热交换忽略不计，由热力学第一定律知其内能减少，因不计气团内分子间的势能，故分子的平均动能变小，因此温度降低．UBODDOA、拉杆是绝热的，说明气缸中的气体与外界不发生热UBODDOA、拉杆是绝热的，说明气缸中的气体与外界不发生热4．如图所示，活塞将气缸分成两个气室，气缸壁、活塞、拉杆是绝热的， 口都不漏气， UA和B气室中气体的内能．则将拉杆向外拉动的过程中A口 UAOD, UBDOBD UADO, UBODCD UADO, UBDODD UAOD, UBDO【解析】 该题中的气缸壁、活塞、交换．对A气室中的气体，若以AUA表示其内能的增量，则由热力学第一定律有AUA=QA+%注意到QA=0,得AUA=%在题述过程中，因A气室中气体的体积减小，外界（活塞）对气体做功，W>0,所以AUA>0,即UA增大.同理，B气室中气体的体积增大，气体对外界（活塞）做功，W<0,所以AU<0,即UBB

减小．所以，该题只有C答案正确.【答案】C5．装有半杯热水的茶杯旋紧盖子放冷后，再打开盖时比较费力，其主要原因是 （ ）A1因温度降低而导致茶杯内空气分子与口子分子间的引力增大B1杯内气体因温度降低而压强减小C1放冷后盖子与茶杯间的最大静摩擦力增大D□开口时需要用力做功来补充因温度降低而使茶杯减少的内能【解析】此题考查的知识点为质量恒定的气体在温度降低时其压强减小，故选项B正确；由于压强增大导致压力增大，故其最大静摩擦力增大，所以选项C正确；选项A、D均错．【答案】BC6口（2010.南京质检）一定质量的理想气体，经等温压缩，气体的压强增大，用分子动理论的观点分析，这是因为 （ ）A1气体分子每次碰撞器壁的平均冲量增大B1单位时间内单位面积器壁上受到气体分子碰撞的次数增多C1气体分子的总数增加D1气体分子的密度增大【解析】理想气体经等温压缩，压强增大，体积减小，分子密度增大，则单位时间内单位面积器壁上受到气体分子的碰撞次数增多，故B、D正确.【答案】BD7口（2010・黄冈中学月考）如图所示，一个与外界绝热的气缸有一个绝热的活塞，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 A气体加热一段时间，后来活塞达到新的静止平衡状态，不计气体分子势能，不计活塞与气缸壁的摩擦，大气压强保持不变，则 （ ）A□气体 A吸热，内能增大B□气体B吸热，对外做功，内能不变C1气体A分子单位时间内对器壁单位面积碰撞次数增多D1气体 B分子单位时间内对器壁单位面积碰撞次数不变【解析】B气体的压强P“=P°+%和A气体的压强P「PJ%均不变，对A气体B0S ABS加热时，A气体温度T升高内能增大，由华=常数得：A的体积增大，对外做功，由热力学第一定律得A选项对；同理B气体温度升高内能增大，B选项错；由气体压强的微观定义知，选项C对D错.【答案】AC8口（2009・南通四县市联考）如图四，带市塞的汽缸中封闭着一定质量的理想气体，汽缸与活塞均具有良好的绝热性能．将一个热敏电阻置于汽缸中 （热敏电阻的阻值随温度的升高而减小 ），热敏电阻与汽缸外的欧姆表连接，汽缸固定不动，缸内活塞可自由移动且不漏气， 活塞下挂一沙桶， 沙桶装满沙子时活塞恰好静止． 现将沙桶底部开一小孔使沙子缓慢漏出，下列说法正确的是A口气体体积减小，压强增大B1气体对外界做正口，气体内能减小C1外界对气体做正口，气体内能增大D［欧姆表指针逐渐向右偏转

【解析】气体压强p=p0-(m\Mg，当沙子的质量M减小时，外界对气体做功，气体体积减小，内能增大，A、C正确；由于内能增大使气体温度升高，热敏电阻的阻值减小,欧姆表指针向右偏转，D正确.【答案】ACD9口(2009・华中师大附中模拟)如图所示，汽缸内盛有一定质量的理想气体，汽缸壁是导热的，缸外环境保持恒温，活塞与汽缸的接触是光滑的但不漏气，现缓慢地向右拉动活塞，不计气体分子间的相互作用力，则下列说法正确的是 (A1汽缸做等温膨胀， 分子的平均速率不变， 因此分子每次碰撞汽缸壁的平均冲量不变，气体的压强不变B1气体膨胀后，气体分子单位时间对汽缸口单位面积碰撞的次数将变少C1气体是从单一热源吸热，全部用来对外做功，因而违反了热力学第二定律D1气体是从单一热源吸热，全部用来对外做功，但此过程并未违反热力学第二定律【答案】BD10．如图所示， 竖直圆筒是固定不动的， 粗筒横截面积是细筒的倍，细筒足够长，粗筒中 A、B两轻质活塞间封有空气， 气柱长活塞A上方的水银深 H10cm,两活塞与筒壁间的摩擦不计，用外力向上托住活塞 B，使之处于平衡状态， 水银面与粗筒上端相平．塞B缓慢上移，直到水银的一半被推入细筒中，若大气压强75cm高的水银柱产生的压强．则此时气体的压强为A．100cmHg B．85cmHgC．95cmHg D．75cmHg3L120cm.现使活P3L120cm.现使活P0相当于( )此，细筒中水银高度为2□3=15cm,活塞A上方水银柱的总高度为h=15cm+2=20cm,因活塞A的重力不计，所以，气体的压强P=P0+h=95cmHg,C正确.【答案】C11．医疗室用的电热高压灭菌锅的锅盖密封良好，盖上有一个排气孔， 上面排扣一个限压阀， 利用其重力将排气孔压住．排气孔和限压阀的示意图如图所示．加热过程中当锅内气压达到一定程度时，气体就会把压阀顶起来，使高压气体排出， 这样就使锅内能保持较高而又安全稳定压强口若限压阀的质量 m10.1kg,横截面直径 D12cm,排气孔直径d11．医疗室用的电热高压灭菌锅的锅盖密封良好，盖上有一个排气孔， 上面排扣一个限压阀， 利用其重力将排气孔压住．排气孔和限压阀的示意图如图所示．加热过程中当锅内气压达到一定程度时，气体就会把压阀顶起来，使高压气体排出， 这样就使锅内能保持较高而又安全稳定压强口若限压阀的质量 m10.1kg,横截面直径 D12cm,排气孔直径d0.3cm,大气压为标准值 (取p0111105Pa),则锅内气压最大可达多少？【解析】当锅内气压达到最大时,限压阀被顶起,此时限压阀处于受力平衡状态，设此时锅内气压为p，则由平衡条件可得d2P0S+mg=pS，S=吁4mg

所以P=P0+忧=2.41105Pa.【答案】2.41105Pa12口(2008・山东卷改编)如图所示，喷雾器内有部分水，上部封闭有1atm的空气．关闭喷雾阀门,用打气筒向喷雾器内再充入空气的过程中(设外界环境温度一定,空气可看作理想气体 )．(1)当水面上方气体温度与外界温度相等时从微观上解释气体压强变化的原因．(2)打开喷雾阀门,喷雾过程中封闭气体可以看成等温膨胀,此过程气体是吸热还是放热？简要说明理由．【解析】(1)微观解释：温度不变,则分子平均动能不变,单位体积内分子数增加,所以压强增加．(2)吸热．气体对外做功而内能不变．根据热力学第一定律可知气体吸热．【答案】见解析13．如图所示，固定在地面上的一根足够长的内壁光滑的水平圆管内，有两个可左右自由滑动的活塞A和B，两活塞之间封闭着一定质量的气体.现有一块粘土。，以Ek0的初动能水平飞行撞到A上，并与之粘在一起.已知A、B、C三者质量相等，封闭的气体质量太少，与活塞比较可忽略不计，且与外界没有热传递，求封闭的气体的内能增加的最大值.TL1【解析】设C的初速度为v0，则：Ek0=2mv2故v=「\22E00m