高中物理选修3-3专题练习 热力学定律(附答案)

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【单元练】人教版高中物理选修3第三章【热力学定律】经典练习(含答案解析)

【单元练】人教版高中物理选修3第三章【热力学定律】经典练习(含答案解析)

一、选择题1.关于元器件,下列说法错误的是()A.太阳能电池板是将光能转化为电能B.电热水壶烧水是利用电流的热效应C.电容器是用来储存电荷的装置D.微波炉加热食物是利用电磁感应原理D 解析:DA.太阳能电池板是将光能转化为电能,选项A正确;B.电热水壶烧水是利用电流的热效应来工作的,选项B正确;C.电容器是用来储存电荷的装置,选项C正确;D.微波炉是利用微波让食物中的极性分子做受迫振动且发生共振,从而将电磁能转化为内能,选项D错误。

本题选错误的,故选D。

2.下列说法不正确的是()A.饱和气压与热力学温度成正比B.一定量的理想气体在等温膨胀过程中吸收的热量等于对外做的功,并不违反热力学第二定律C.当分子间的引力与斥力平衡时,分子力一定为零,分子势能一定最小D.在任何自然过程中,一个孤立系统中的总熵不会减少A解析:A【分析】正确A.饱和汽的气压随温度而变。

温度越高,饱和汽的气压越大,但与热力学温度不成正比,故A错误,符合题意;B.一定量的理想气体在等温膨胀过程中吸收的热量等于对外做的功,并不违反热力学第二定律,因为热力学第二定律的前提是不引起其他变化,B选项中并没有限制,故B正确;C.当分子间的引力与斥力平衡时,如下图中0r处此时分子势能一定最小,故C正确;D.用熵的概念表示热力学第二定律:在任何自然过程中,一个孤立系统的总熵不会减小,故D正确。

故选A。

3.一定质量的理想气体(不考虑气体分子势能),在温度升高的过程中()A.气体分子的平均动能可能不变B.外界一定对气体做功C.气体一定从外界吸收热量D.气体的内能一定增加D解析:DAD.理想气体不计分子势能,温度升高,分子平均动能增大,内能一定增加,故D正确,A错误;BC.内能增加,外界可能对气体做功,也可能气体从外界吸收热量,故BC错误。

故选D。

4.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C解析:C试题分析:做功和热传递都能改变内能;物体内能的增量等于外界对物体做的功和物体吸收热量的和,即:△U=Q+W.解:A、物体放出热量,若外界对物体做更多的功大于放出的热量,内能可能增加,故A 错误;B、物体对外做功,如同时从外界吸收的热量大于做功的数值,则内能增加,故B错误;C、物体吸收热量,同时对外做功W,如二者相等,则内能可能不变,若Q>W,则内能增加,若W>Q,则内能减少,故C正确;D、物体放出热量,Q<0,同时对外做功,W<0,则△U<0,故内能一定减少,故D错误.故选C.【点评】热力学第一定律实质是能量守恒定律的特殊情况,要在理解的基础上记住公式:△U=W+Q,同时要注意符号法则的应用.5.如图所示,带有活塞的气缸中封闭一定质量的理想气体(不考虑分子势能).将一个热敏电阻(电阻值随温度升高而减小)置于气缸中,热敏电阻与气缸外的欧姆表连接,气缸和活塞均具有良好的绝热性能,气缸和活塞间摩擦不计.则()A.若发现欧姆表示数变大,则气缸内气体压强一定减小B.若发现欧姆表示数变大,则气缸内气体内能一定减小C.若拉动活塞使气缸内气体体积增大,则欧姆表示数将变小D.若拉动活塞使气缸内气体体积增大时,则需加一定的力,这说明气体分子间有引力B 解析:B【解析】内部气体的压强为0mgp pS=+,则气体的压强不变;欧姆表读数变大,说明气体温度降低,根据理想气体状态方程PV/T=C,体积减小,内能减小,故A错误,B正确;若拉动活塞使气缸内气体体积增大,气体对外界做功,温度降低,故欧姆表读数将变大,故C错误;若拉动活塞使气缸内气体体积增大,则需加一定的力,是克服内外气压差做功,故D 错误;故选B.6.一定质量理想气体的状态经历了如图所示的ab、bc、cd、da四个过程,其中ab与竖直轴平行,bc的延长线通过原点,cd与水平轴平行,da与bc平行,则下列说法错误..的是A.ab过程中气体内能不变B.ab过程中气体体积减少C.bc过程中其体体积保持不变D.cd过程外界对气体做功B解析:B【解析】AB、ab过程气体发生等温过程,气体内能不变,压强减小,由玻意耳定律PV=C分析可知,气体的体积变大,故A正确,B错误;C、bc过程,连线过坐标原点,则bc过程中体积不变,故C正确;D、cd过程是等压变化,温度降低,由盖•吕萨克定律分析可知体积减小,外界对气体做功,故D正确;说法错误的故选B.【点睛】本题考查理想气体状态方程和热力学第一定律,关键是会看图象,从图象中提取有用的信息是一种重要的能力.7.如图所示,导热的气缸开口向下,缸内活塞封闭了一定质量的理想气体,活塞可自由滑动且不漏气,活塞下挂一个砂桶,砂桶装满砂子时,活塞恰好静止,现将砂桶底部钻一个小洞,让细砂慢慢漏出.气缸外部温度恒定不变,则A.缸内的气体压强减小,内能减小B.缸内的气体压强增大,内能减小C.缸内的气体压强增大,内能不变D.外界对气体做功,缸内的气体内能增加C解析:C试题分析:对活塞来说:0P S PS mg=+,则当m减小时,P增大;由于气体体积变大,则对外做功,W<0,由于气体的温度不变,则△E=0,气体的内能不变,故选项C正确.考点:热力学第一定律;气体的压强.8.物理学的发展丰富了人类对动物世界的认识,推动了科学技术的创新和革命,促进了物质生产的繁荣与人类文明的进步,下列表述正确的是()A.牛顿发现了万有引力定律,并通过实验证实了万有引力定律B.能量耗散说明能量在不停地减少,能量不守恒C.相对论的创立表明经典力学在一定范围内不再适用D.能量守恒说明人类不用担心能源的减少,不必节约能源C解析:CA.牛顿发现了万有引力定律,并通过月地检验证实了万有引力定律,故A错误;B.能量耗散是指能量的可利用率越来越少,但是仍然遵守能量守恒定律,故B错误;C.相对论并没有否定经典力学,而是在其基础上发展起来的,有各自成立范围,故C正确;D.能量守恒,但是随着可利用能源的使用,能量的可利用率越来越少,故要节约能源,故D错误。

高中物理 选修三(2019)第三章 热力学定律 章末复习 综合练习 单元练习(含答案)

高中物理 选修三(2019)第三章 热力学定律 章末复习 综合练习 单元练习(含答案)

热力学定律章末综合练习学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________一、单选题1.下列说法正确的是()A.第二类永动机违反了能量守恒定律,所以它是制造不出来的B.一定质量的理想气体,如果压强不变,体积增大,那么它一定从外界吸热C.悬浮在液体中的固体微粒越小,布朗运动越不明显D.空气的相对湿度用空气中所含水蒸气的压强表示2.根据热力学定律,下列说法正确的是()A.第二类永动机违反能量守恒定律,因此不可能制成B.效率为100%的热机是不可能制成的C.电冰箱的工作过程表明,热量可以自发地从低温物体向高温物体传递D.从单一热源吸收热量,使之完全变为功是提高机械效率的常用手段3.如图所示,一定质量的理想气体经历的状态变化为a→b→c→a,其中纵坐标表示气体压强p、横坐标表示气体体积V,a→b是以p轴和V轴为渐近线的双曲线。

则下列结论正确的是()A.状态a→b,理想气体的内能减小B.状态b→c,单位时间内对单位面积器壁碰撞的分子数变少C.状态b→c,外界对理想气体做正功D.状态c→a,理想气体的密度增大4.下列热现象说法正确的是A .物体的温度越高,说明物体分子的平均动能越大B .波涛汹涌的海水上下翻腾,说明水分子热运动剧烈C .水凝结成冰,说明水分子的热运动已停止D .空调制冷时,将热量从低温室内传到高温室外,说明热传递是随意的,不具有方向性5.下列叙述正确的是( )A .外界对物体做功,物体的内能一定增加B .热量不能由低温物体传递到高温物体C .温度升高,物体内每个分子的热运动速率都增大D .自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性6.如图所示,固定的气缸内由活塞B 封闭着一定质量的理想气体,在外力F 作用下,将活塞B 缓慢地向右拉动.在拉动活塞的过程中,假设气缸壁的导热性能良好,环境的温度保持不变,则下列说法正确的是A .气体从外界吸热,内能增加B .气体向外界放热,内能减少C .气体对外界做功,气体压强变小D .外界对气体做功,气体压强变小7.如图所示,厚壁容器的一端通过胶塞插进一支灵敏温度计和一根气针,另一端有个用卡子卡住的可移动胶塞。

最新人教版高中物理选修三第三章《热力学定律》测试题(有答案解析)

最新人教版高中物理选修三第三章《热力学定律》测试题(有答案解析)

一、选择题1.(0分)[ID:130338]“绿色、环保、低碳”是当今世界的关键词,“低碳”要求我们节约及高效利用能源。

关于能源与能量,下列说法正确的是()A.因为能量守恒,所以不要节约能源B.自然界中石油、煤炭等能源可供人类长久使用C.人类应多开发与利用风能、太阳能等新型能源D.人类不断地开发和利用新的能源,所以能量可以被创造2.(0分)[ID:130334]下列说法中正确的是()A.压缩气体也需要用力,这表明气体分子间存在着斥力B.若分子势能增大,则分子间距离减小C.分子间的距离增大时,分子间相互作用的引力和斥力都减小D.自然界中热现象的自发过程不一定沿分子热运动无序性增大的方向进行3.(0分)[ID:130329]一定质量的理想气体在某一过程中,气体对外界做功1.6×104J,从外界吸收热量3.8×104J,则该理想气体的()A.温度降低,密度减小B.温度降低,密度增大C.温度升高,密度减小D.温度升高,密度增大4.(0分)[ID:130326]一定质量的理想气体的状态变化过程如图所示,MN为一条直线,则气体从状态M到状态N的过程中A.温度保持不变B.温度先升高,后又减小到初始温度C.整个过程中气体对外不做功,气体要吸热D.气体的密度在不断增大5.(0分)[ID:130311]下列说法不正确...的是A.中国第一位进入太空的宇航员是杨利伟B.中国的卫星导航系统叫北斗导航系统C.能量是守恒的,我们不需要节约能源D.能量的耗散从能量转换的角度反映出自然界中宏观过程的方向性.能源的利用受这种方向性的制约,所以能源的利用是有条件的,也是有代价的.6.(0分)[ID:130304]重庆出租车常以天然气作为燃料,加气站储气罐中天然气的温度随气温升高的过程中,若储气罐内气体体积及质量均不变,则罐内气体(可视为理想气体)() A.压强增大,内能减小B.吸收热量,内能增大C.压强减小,分子平均动能增大D.对外做功,分子平均动能减小7.(0分)[ID:130296]一定质量的理想气体,从状态M开始,经状态N、Q回到原状态M,其p—V图像如图所示,其中QM平行于横轴,NQ平行于纵轴,M、N在同一等温线上。

高中物理选修3-3专题练习--热力学定律(附答案)

高中物理选修3-3专题练习--热力学定律(附答案)

专题十三热力学一、知识体系二、例题分析例1.如上图为两分子系统的势能E p与两分子间距离r的关系曲线.下列说法正确的是 ( )A. 在r大于r1时,分子间的作用力表现为引力B. 当r小于r1时,分子间的作用力表现为斥力C. 当r等于r2时,分子间的作用力为零D. 在r由r1变到r2的过程中,分子间的作用力做负功例2.做布朗运动实验,得到某个观测记录如图.图中记录的是 ( )A.分子无规则运动的情况B.某个微粒做布朗运动的轨迹C.某个微粒做布朗运动的速度—时间图线D.按等时间间隔依次记录的某个运动微粒位置的连线例3. 1859年麦克斯韦从理论上推导出了气体分子速率的分布规律,后来有许多实验验证了这一规律.若以横坐标v表示分子速率,纵坐标f(v)表示各速率区间的分子数占总分子数的百分比.下面四幅图中能正确表示某一温度下气体分子速率分布规律的是 ( )例4. 如图所示,是一定质量的气体从状态A经状态B、C到状态D的p-T图像,已知气体在状态B时的体积是8 L,状态A时的体积是4 L,状态D时的体积为 L,求V C,并画出此过程的V-T图.例 5. (2010·江苏高考)为了将空气装入气瓶内,现将一定质量的空气等温压缩,空气可视为理想气体.下列图像能正确表示该过程中空气的压强p和体积V关系的是()在将空气压缩装入气瓶的过程中,温度保持不变,外界做了24 kJ的功.现潜水员背着该气瓶缓慢地潜入海底,若在此过程中,瓶中空气的质量保持不变,且放出了5 kJ的热量.在上述两个过程中,空气的内能共减小____kJ,空气______(选填“吸收”或“放出”)的总热量为___kJ.例6. 一定质量的理想气体从状态A到状态C的P-V图如图所示,则关于分子的平均动能,下列说法正确的是()A.一直增大B.一直减小C.先增大后减小D.先减小后增大例7.如右上图所示,一定质量的理想气体从状态A经B、C、D后回到A,请完成表格填空 .A→B B→C C→D D→A 过程名等压等压压强体积温度做功吸放热三、课后练习1. 假如全世界60亿人同时数质量为1 mg水的分子个数,每人每小时可以数5 000个,不间断地数,阿伏加德罗常数N A取6×1023 mol-1,则完成任务所需时间最接近 ( )A.1年B.100年C.1万年D.1百万年2.下列现象中不能说明分子间存在分子力的是 ( )A.两铅块能被压合在一起B.钢绳不易被拉断C.水不容易被压缩D.空气容易被压缩3.分子间的相互作用力由引力与斥力共同产生,并随着分子间距的变化而变化,则 ( )A.分子间引力随分子间距的增大而增大B.分子间斥力随分子间距的减小而增大C.分子间相互作用力随分子间距的增大而增大D.分子间相互作用力随分子间距的减小而增大4.如图所示,甲分子固定在坐标原点O,乙分子位于x轴上,甲分子对乙分子的作用力与两分子间距离的关系如图中曲线所示.F>0表示斥力,F<0表示引力,A、B、C、D为x轴上四个特定的位置,现把乙分子从A处由静止释放,则下列选项中的图分别表示乙分子的速度、加速度、势能、动能与两分子间距离的关系,其中一定不正确的是()5. 一定质量理想气体的状态经历了如图所示的ab、bc、cd、da四个过程,其中bc的延长线通过原点,cd垂直于ab且与水平轴平行,da与bc平行,则气体体积在( )A. ab过程中不断增加B. bc过程中保持不变C. cd过程中不断增加D. da过程中保持不变6. 如图所示,导热的汽缸固定在水平地面上,用活塞把一定质量的理想气体封闭在汽缸中,汽缸的内壁光滑.现用水平外力F作用于活塞杆,使活塞缓慢地向右移动,由状态①变化到状态②,在此过程中如果环境保持恒温,下列说法正确的是 ( )A.每个气体分子的速率都不变B.气体分子平均动能不变C.水平外力F逐渐变大D.气体内能减小7. 如图所示,A、B两点表示一定质量的某种理想气体的两个状态,当气体从状态A变化到状态B时( )A.体积必然变大B.有可能经过体积减小的过程C.外界必然对气体做功D.气体必然从外界吸热8.给旱区送水的消防车停于水平面,在缓缓放水的过程中,若车胎不漏气,胎内气体温度不变,不计分子势能,则胎内气体 ( )A.从外界吸热B.对外界做负功C.分子平均动能减少D.内能增加9. 在如图所示汽缸中封闭着一定质量的理想气体,一重物用细绳经滑轮与缸中光滑的活塞相连接,重物和活塞均处于平衡状态(不计绳与活塞重力).如果将缸内气体的摄氏温度降低一半,则缸内气体的体积( )A.仍不变B.为原来的一半C.小于原来的一半D.大于原来的一半10.(2011·福建高考)一定量的理想气体在某一过程中,从外界吸收热量2.5×104J,气体对外界做功1.0×104 J,则该理想气体的( )A.温度降低,密度增大B.温度降低,密度减小C.温度升高,密度增大D.温度升高,密度减小11. 对热力学第二定律的认识,下列说法错误的是( )A.热量能自发地从高温物体传递给低温物体B.热量不能从低温物体传递给高温物体C.由热力学第二定律可以判断宏观物理过程能否自发进行D.气体向真空膨胀的过程是有方向性的12. 如图所示,A、B两球完全相同,分别浸没在水和水银的同一深度处,A、B两球是用同一种特殊的材料制作的,当温度稍微升高时,球的体积明显地增大,如果水和水银的初温及缓慢升高后的末温都相同,且两球膨胀后体积也相同,两球也不再上升,则( )A. A球吸收的热量多B. B球吸收的热量多C. A、B两球吸收的热量一样多D. 不能确定吸收热量的多少13. 如图所示,质量可忽略不计的活塞将一定质量的理想气体密封在汽缸中,开始时活塞距汽缸底高度h1=0.40 m.现缓慢给气体加热,活塞上升到距离汽缸底h2=0.60 m处,已知活塞面积S=5.0×10-3 m2,大气压强p0=1.0×105 Pa,不计活塞与汽缸之间的摩擦.给气体加热的过程中,气体膨胀对外做功,同时吸收Q=420 J的热量,则气体增加的内能ΔU多大?14.一定质量的理想气体从状态A变化到状态B,再变化到状态C,其状态变化过程的p-V图象如图所示.已知该气体在状态A时的温度为27 ℃.则:①该气体从状态A到状态C的过程中内能的变化量是多大?②该气体从状态A到状态C的过程中是吸热,还是放热?传递的热量是多少?例1、分子势能则是组成物质的分子间由于有相互作用力而具有由它们的相对位置决定的势能。

【单元练】(必考题)高中物理选修3第三章【热力学定律】经典练习(答案解析)

【单元练】(必考题)高中物理选修3第三章【热力学定律】经典练习(答案解析)

一、选择题1.下列例子中,通过热传递改变物体内能的是( )A .火炉将水壶中的水煮开B .汽车紧急刹车时轮胎发热C .压缩气体放气后温度降低D .擦火柴,火柴就燃烧A解析:AA .火炉将水壶中的水煮开,是通过热传递改变水内能,故A 正确;B .汽车紧急刹车时轮胎发热是通过摩擦做功改变物体内能,故B 错误;C .压缩气体放气后温度降低是通过气体对外做功使自身内能减小,故C 错误;D .擦火柴,火柴就燃烧是通过摩擦做功使物体内能增大,故D 错误。

故选A 。

2.一定质量的理想气体(分子力不计),体积由V 1膨胀到V 2,如果通过压强不变的过程实现,对外做功大小为W 1,传递热量的值为Q 1,内能变化为∆U 1;如果通过温度不变的过程来实现,对外做功大小为W 2,传递热量的值为Q 2,内能变化为∆U 2。

则( ) A .W 1>W 2,Q 1<Q 2,∆U 1> ∆U 2B .W 1>W 2,Q 1>Q 2,∆U 1> ∆U 2C .W 1<W 2,Q 1=Q 2,∆U 1< ∆U 2D .W 1=W 2,Q 1>Q 2,∆U 1> ∆U 2B解析:B在p − V 图象作出等压过程和等温过程的变化图线,如图所示根据图象与坐标轴所围的面积表示功,可知12W W > 第一种情况,根据pV C T=(常数)可知,气体压强不变,体积增大,因此温度升高,∆U 1> 0,根据热力学第一定律有 111ΔU Q W =-则有11Q W >第二种情况等温过程,气体等温变化,∆U 2= 0,根据热力学第一定律有222ΔU Q W =-则有22Q W =由上可得12ΔΔU U >,12Q Q >故选B 。

3.下列说法正确的是A .自然界中涉及热现象的宏观过程都具有方向性B .气体压强越大,气体分子的平均动能就越大C .气体从外界吸收了热量,内能必定增加D .在绝热过程中,外界对气体做功,气体的内能减少A解析:AA .自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性,故A 正确;B .气体压强越大,温度不一定很高,所以气体分子的平均动能不一定越大,故B 错误; D .气体从外界吸收了热量,但气体对外做功,根据U W Q ∆=+,则气体内能不一定增加,故C 错误;C .在绝热过程中外界对气体做功,根据U W Q ∆=+得气体的内能必然增加,故D 错误;故选A .4.下列改变物体内能的物理过程中,不属于对物体做功来改变物体内能的有( ) A .用锯子锯木料,锯条温度升高B .阳光照射地面,地面温度升高C .锤子敲击钉子,钉子变热D .擦火柴时,火柴头燃烧起来B解析:B【解析】【分析】改变物体内能的方式有两种:做功与热传递;分析各种情景,确定改变内能的方式,然后答题.用锯子锯木料,需要克服摩擦阻力,属于做功的方式,阳光照射地面,是阳光热量传递给地面,属于热传递;用锤子敲击钉子,通过做功的方式使钉子的内能增加,钉子变热;擦火柴的过程有摩擦力做功,是通过做功方法改变物体内能的,故B 正确.5.有人设想在夏天用电冰箱来降低房间的温度.他的办法是:关好房间的门窗然后打开冰箱的所有门让冰箱运转,且不考虑房间内外热量的传递,则开机后,室内的温度将( ) A .逐渐有所升高B .保持不变C .开机时降低,停机时又升高D .开机时升高,停机时降低A解析:A【解析】冰箱工作,会产生热量,即消耗电能,产生了内能,且房间与外界没有能量交换,所以房内温度会升高,A正确.6.一定质量的理想气体,从状态M开始,经状态N、Q回到原状态M,其p—V图像如图所示,其中QM平行于横轴,NQ平行于纵轴,M、N在同一等温线上。

人教版2020年高中物理选修3-3第十章《 热力学定律》测试试题有解析

人教版2020年高中物理选修3-3第十章《 热力学定律》测试试题有解析

人教版2020年高中物理选修3-3测试题第十章热力学定律一、选择题(共15小题,其中1-8小题为单项选择题,9-15小题为多项选择题。

)1.下列说法中正确的是()A. 物体甲自发传递热量给物体乙,说明甲物体的内能一定比乙物体的内能大B. 温度相等的两个物体接触,它们各自的内能不变且内能也相等C. 若冰熔化成水时温度不变且质量也不变,则内能是增加的D. 每个分子的内能等于它的势能和动能之和2.下列有关热力学第二定律的说法正确的是()A. 气体自发地扩散运动总是向着更为无序的方向进行,是可逆过程B. 第二类永动机虽然不违反能量守恒定律,但它是制造不出来的C. 空调既能制冷又能制热,说明热传递不具有方向性D. 一定质量的理想气体向真空自由膨胀时,体积增大,熵减小3.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,那么下列说法正确的是()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4.根据分子运动论,物体分子之间距离为r0时,分子所受的斥力和引力相等,以下关于分子势能的说法正确的是()A. 当分子距离为r0时,分子具有最大势能;距离增大或减小时,势能都变小B. 当分子距离为r0时,分子具有最小势能;距离增大或减小时,势能都变大C. 分子距离越大,分子势能越大;分子距离越小,分子势能越小D. 分子距离越大,分子势能越小;分子距离越小,分子势能越大5.导热性能良好的气缸和活塞,密封一定质量的理想气体,气缸固定不动,保持环境温度不变,现用外力将活塞向下缓慢移动一段距离,则这一过程中()A. 外界对缸内气体做功,缸内气体内能不变B. 缸内气体放出热量,内能增大C. 气缸内每个气体分子的动能保持不变D. 单位时间内撞击到器壁上单位面积的分子数减小6.对一些机械设备的科学性分析正确的是()A. 空调机既能制冷又能制热,说明热传递不存在方向性B. 第二类永动机不可能制成是因为它违反了能量守恒定律C. 即使科学技术有长足进步,将来的热机的效率也达不到100%D. 电冰箱的制冷系统能够不断地把冰箱内的热量传到外界,违背了热力学第二定律7.一定质量的某种气体,在不同温度下的气体热运动速率的统计分布图如图所示,下列说法正确的是()A. 状态①的温度高于状态②的温度B. 气体分子在高温状态时的平均速率大于低温状态时的平均速率C. 不计分子势能,气体在状态①时具有的内能较大D. 温度升高时每个分子运动的动能都增大8.下列说法正确的是()A. 温度是分子平均动能的宏观标志,所以两个物体只要温度相等,那么它们分子的平均速率就相等B. 热力学第二定律可描述为:“不可能使热量由低温物体传递到高温物体”C. 在自然界能的总量是守恒的,所以不存在能源危机D. 热力学第一定律也可表述为第一类永动机不可能制成9.一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10.下列有关热现象的说法正确的是()A.分子力随分子间距离增大而增大B.没有摩擦的理想热机也不可能把吸收的能量全部转化为机械能C.已知某物质的摩尔质量和密度,可求出阿伏加德罗常数D.内能不同的物体,它们分子热运动的平均动能可能相同E.瓶中充满某理想气体,且瓶内压强高于外界压强,在缓慢漏气过程中内外气体的温度均不发生改变.则瓶内气体在吸收热量且分子平均动能不变11.下述做法不能改善空气质量的是()A. 以煤等燃料作为主要生活燃料B. 利用太阳能、风能和氢能等能源替代化石能源C. 鼓励私人购买和使用汽车代替公交车D. 限制使用电动车E. 大量使用核能发电、风力发电和水力发电12.如图所示,两个相通的容器P、Q间装有阀门K,P中充满气体,Q内为真空,整个系统与外界没有热交换.打开阀门K后,P中的气体进入Q中,最终达到平衡,则()A. 气体体积膨胀,内能不变B. 气体分子势能减少,内能增加C. 气体分子势能增加,压强可能不变D. 气体分子势能可认为不变,气体分子的平均动能也不变E. Q中气体不可能自发地全部退回到P中13.下列说法中正确的是 .A. 布朗运动是在显微镜下看到的液体分子的无规则运动B. 自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性C. 分子质量不同的两种气体温度相同,它们分子的平均动能可能不相同D. 当分子间的引力和斥力平衡时,分子势能最小E. 一定质量的理想气体,吸热的同时外界对其做功,其内能一定增加14.如图所示,甲分子固定在坐标原点O,乙分子位于x轴上,甲分子对乙分子的作用力与两分子间距离的关系如图中曲线所示,F>0为斥力,F<0为引力.a、b、c、d为x 轴上四个特定的位置,现把乙分子从a处由静止释放,则()A. 乙分子从a至b做加速运动,由b至c做减速运动B. 乙分子由a至c加速度先增大,后减小,到达c时加速度为零C. 乙分子由a至c做加速运动,到达c时速度最大D. 乙分子由a至b的过程中,分子力一直做正功E. 乙分子由b至d的过程中,分子力一直做负功15.下列说法正确的是()A. 铁块熔化成铁水的过程中,温度不变,内能增大B. 物体运动的速度增大,则物体中分子热运动的平均动能增大,物体的内能增大C. A、B两物体接触时有热量从物体A传到物体B,这说明物体A的内能大于物体B 的内能D. A、B两物体的温度相同时,A、B两物体的内能可能不同,分子的平均速率也可能不同E. 两个系统处于热平衡时,它们一定具有相同的温度二、填空题16.如图所示,一圆柱形绝热气缸竖直放置,通过绝热活塞封闭者一定质量的理想气体,气体的温度为T。

重庆一中高中物理选修三第三章《热力学定律》经典练习题(含答案)

重庆一中高中物理选修三第三章《热力学定律》经典练习题(含答案)

一、选择题1.下列说法正确的是()A.凡是能量守恒的过程就一定会发生B.摩擦生热的过程是不可逆的过程C.空调机既能致热又能致冷,说明热传递不存在方向性D.由于能的转化过程符合能量守恒定律,所以不会发生能源危机2.对于一定质量的理想气体,下列判断错误的是()A.在等温变化过程中,系统与外界一定有热量交换B.在等容变化过程中,系统从外界吸收热量一定等于内能增量C.在等压变化过程中,内能增加,系统一定从外界吸收热量D.在绝热过程中,系统的内能一定不变3.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4.图为某种椅子与其升降部分的结构示意图,M、N两筒间密闭了一定质量的气体,M可沿N的内壁上下滑动,设筒内气体不与外界发生热交换,在M向下滑动的过程中A.外界对气体做功,气体内能增大B.外界对气体做功,气体内能减小C.气体对外界做功,气体内能增大D.气体对外界做功,气体内能减小5.下列说法正确的是A.自然界中涉及热现象的宏观过程都具有方向性B.气体压强越大,气体分子的平均动能就越大C.气体从外界吸收了热量,内能必定增加D.在绝热过程中,外界对气体做功,气体的内能减少6.下列说法中不正确...的是A.雨水没有透过布雨伞是因为液体表面存在张力B.对于温度相同的氧气与氢气,它们的分子平均速率不同C .液体表面张力的方向与液面垂直并指向液体内部D .压强不变时,一定量的水蒸发为同温度的水蒸气,吸收的热量大于其增加的内能 7.如图所示,A 、B 为两相同的绝热气缸,用绝热活塞封闭了压强、体积、温度、质量均相同的同种气体,活塞和杠杆质量不计,活塞和杠杆接触,忽略一切摩擦.O 为固定轴,且MO=NO ,将A 中气体温度升高(变化不大)到杠杆MN 重新平衡,下列说法正确的是( )A .B 中气体温度不变B .B 中气体温度降低C .A 中气体克服外力做功,外界对B 气体做功D .A 中气体内能增加,B 中气体内能减少8.对于一定质量的理想气体,下列过程不可能发生的是( )A .气体膨胀对外做功,温度升高,内能增加B .气体吸热,温度降低,内能不变C .气体放热,压强增大,内能增大D .气体放热,温度不变,内能不变 9.将装有一定质量氧气的薄铝筒开口向下浸入20℃的水中,如图所示,缓慢推动铝筒,使其下降2m ,铝筒内氧气无泄漏,则铝筒在缓慢下降过程中,氧气( )A .从外界吸热B .对外界做正功C .分子势能不变D .内能减小10.下列说法正确的是( )A .扩散现象的原因是分子间存在斥力B .由于表面张力的作用,玻璃板上的小水银滴总是呈球形的C .第二类永动机是不可能造成的,因为它违背了能量守恒定律D .如果没有漏气、摩擦、机体的热量损失,热机的效率可以达到100%11.下列说法正确的是( )A .PM2.5是指空气中直径等于或小于2.5μm 的悬浮颗粒物,其飘浮在空中做无规则运动属于分子热运动B .当分子间的距离0r r 时,斥力等于引力,表现出合力为零,故分子势能为零C .涉及热现象的宏观自然过程都具有方向性,是不可逆的D .液晶的物理性质稳定,外界条件的变动不会引起液晶分子排列变化12.根据热力学第二定律判断,下列说法正确的是( )A .功可以全部转化为热,但热不能全部转化为功B .热可以从高温物体传到低温物体,但不能从低温物体传到高温物体C.气体向真空的自由膨胀是不可逆的D.随着技术的进步,热机的效率可以达到100%13.如图所示,一定质量理想气体经历A→B的等压过程,B→C的绝热过程(气体与外界无热量交换),其中B→C过程中内能减少1000J,则A→B→C过程中气体对外界做的总功为()A.1600J B.400J C.1000J D.600J14.如图所示为一定质量的理想气体由状态A变化到状态B的p—T图,在由A变化到B 的过程中()A.气体的密度一直变大B.气体的内能一直变大C.气体的体积一直减小D.单位时间内撞击到器壁单位面积上的分子数一直减少15.下列关于热现象和热力学规律的说法正确的是()A.布朗运动就是液体分子的无规则运动B.物体的温度越高,其分子平均动能一定越大C.热量不可能从低温物体传到高温物体D.压缩气体需要用力,这是气体分子间斥力的宏观表现二、填空题16.一定质量的理想气体从初状态I变到末状态II的过程中,温度升高,压强增大,变化过程中p-T图像如图所示,由图像可知,初状态I的体积___________(填“小于”、“等于”或“大于”)末状态II的体积;初状态I的内能___________(填“小于”、“等于”或“大于”)末状态II的内能;初状态I变到末状态II气体___________(填“吸收”或“放出”)热量。

人教版 高中物理 选修3-3 第十章 热力学定律 寒假复习题含答案

人教版 高中物理 选修3-3 第十章 热力学定律  寒假复习题含答案

绝密★启用前人教版高中物理选修3-3 第十章热力学定律寒假复习题本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分,共100分,考试时间90分钟。

第Ⅰ卷一、单选题(共10小题,每小题4.0分,共40分)1.如图所示,A、B是两个完全相同的球,分别浸没在水和水银的同一深度处,A、B两球用同一种材料制成,当温度稍微升高时,球的体积会明显变大,如果开始水和水银的温度相同,且两液体温度同时缓慢升高到同一值,两球膨胀后,体积相等,则()A.A球吸收的热量较多B.B球吸收的热量较多C.两球吸收的热量一样多D.无法确定2.下列说法中正确的是()A.从甲物体自发传递Q热量给乙物体,说明甲物体的内能比乙物体多QB.热机的效率从原理上讲可达100%C.因为能量守恒,所以“能源危机”是不可能的D.以上说法均不正确3.重庆出租车常以天然气作为燃料,加气站储气罐中天然气的温度随气温升高的过程中,若储气罐内气体体积及质量均不变,则罐内气体(可视为理想气体)()A.压强增大,内能减小B.吸收热量,内能增大C.压强减小,分子平均动能增大D.对外做功,分子平均动能减小4.下列说法正确的是()A.物体放出热量,温度一定降低B.物体内能增加,温度一定升高C.热量能自发地从低温物体传给高温物体D.热量能自发地从高温物体传给低温物体5.自由摆动的秋千摆动幅度越来越小,下列说法正确的是()A.机械能守恒B.能量正在消失C.只有动能和重力势能的相互转化D.减少的机械能转化为内能,但总能量守恒6.关于热力学定律和分子动理论,下列说法正确的是()A.一定量的气体吸收热量,其内能一定增大B.不可能使热量由低温物体传递到高温物体C.若两分子间距离增大,分子势能一定增大D.若两分子间距离减小,分子间引力和斥力都增大7.如图所示,密闭绝热容器内有一绝热的具有一定质量的活塞,活塞的上部封闭着气体,下部为真空,活塞与器壁的摩擦忽略不计.置于真空中的轻弹簧的一端固定于容器的底部,另一端固定在活塞上,弹簧被压缩后用绳扎紧,此时弹簧的弹性势能为E p(弹簧处在自然长度时的弹性势能为零).现绳突然断开,弹簧推动活塞向上运动,经过多次往复运动后活塞静止,气体达到平衡状态.经过此过程()A.E p全部转换为气体的内能B.E p一部分转换成活塞的重力势能,其余部分仍为弹簧的弹性势能C.E p全部转换成活塞的重力势能和气体的内能D.E p一部分转换成活塞的重力势能,一部分转换为气体的内能,其余部分仍为弹簧的弹性势能8.下列现象属于能量耗散的有()A.利用水能发电转化为电能B.电能通过灯泡中的电阻丝转化为光能C.电池的化学能转化为电能D.火炉把房子烤暖9.下列过程中可能发生的是 ()A.某种物质从高温热源吸收20 kJ的热量,全部转化为机械能,而没有产生其他任何影响B.打开一高压密闭容器,其内气体自发溢出后又自发跑进去,恢复原状C.利用其他手段,使低温物体温度更低,高温物体的温度更高D.将两瓶不同液体混合,然后它们又自发地各自分开10.下列各物体在所经历的过程中,内能没有增加的有()A.在光滑斜面上由静止释放而下滑的物体B.水平飞行并射穿木块的子弹C.在绝热的条件下被压缩的气体D.在光滑水平面上运动的两个小球,碰撞后以共同的速度运动二、多选题(共4小题,每小题5.0分,共20分)11.如图所示,汽缸内盛有定量的理想气体,汽缸壁是导热的,活塞与汽缸壁接触处是光滑的,但不漏气.在汽缸外部气体压强保持不变的前提下,缓慢地升高汽缸外部气体的温度.已知理想气体的内能只与温度有关,则下列说法中正确的是()A.缸内气体从单一热源吸热,全部用来对外做功B.缸内气体从单一热源吸热,但并未全部用来对外做功C.缸内气体从单一热源吸热,全部用来增加内能D.缸内气体从单一热源吸热,但并未全部用来增加内能12.(多选)下列过程中,可能实现的是()A.将海水温度自动下降时释放的内能全部转变为机械能B.利用海洋不同深度的海水温度不同来制造一种机器,把海水的内能变为机械能C.在粗糙水平面上运动的物体,它的动能转化为内能,使物体温度升高D.静止在光滑水平面上的物体,温度降低时释放的内能可以转化为物体的动能,使物体运动起来13.(多选)甲、乙两物体从距地面相同的高度处自由落下,假定落地后损失的机械能全部转化为物体的内能而使物体的温度升高,则甲、乙两物体温度升高的情况是()A.若甲、乙为同种物质,则质量较小的物体温度变化大B.若甲、乙为同种物质,则它们温度升高相同C.若甲、乙为不同种物质,则质量与比热容乘积小的物体温度变化大D.若甲、乙为不同种物质,则比热容小的物体温度变化大14.(多选)关于能源的利用,下列说法中正确的是()A.由于我国煤和石油的储量十分丰富,所以太阳能和核能的开发在我国并不十分重要B.能源的利用过程,实质上是能的转化和传递过程C.现在人类社会使用的能源主要是煤、石油和天然气D.煤、石油和天然气的化学能归根结底来自太阳能第Ⅱ卷三、计算题(共4小题,每小题10.0分,共40分)15.太阳向地球表面每平方米辐射光能的功率是1.4 kW,今要用凹面镜制成的太阳灶烧水,并要使初温为20 ℃、质量为5 kg的水在1 200 s内沸腾,则太阳灶中凹面镜受光照面积的直径至少应该是多少?[设太阳灶的总效率为50%,水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)]16.将两块-10 ℃的冰块互相摩擦,两者之间摩擦力保持10 N,两者相对速度为0.9 m/s,若摩擦产生的能量全部被冰块吸收,问5 min后冰块增加的内能是多少?若改用煤油炉加热,需要燃烧多少煤油?(已知煤油炉的效率是30%,煤油的燃烧值为4.5×107J/kg)17.横截面积为3 dm2的圆筒内有0.6 kg的水,太阳光垂直照射了2 min,水温升高了1 ℃,设大气顶层的太阳能只有45%到达地面,试估算出太阳的全部辐射功率为多少?(保留一位有效数字,设太阳与地球之间平均距离为1.5×1011m)18.如图是用导热性能良好的材料制成的气体实验装置,开始时封闭的气柱长度为22 cm,现用竖直向下的外力F压缩气体,使封闭的气柱长度变为 2 cm,人对活塞做功100 J,大气压强为p0=1×105Pa,不计活塞的重力.问:(1)若用足够长的时间缓慢压缩,求压缩后气体的压强多大?(2)若以适当的速度压缩气体,气体向外散失的热量为20 J,则气体的内能增加多少?(活塞的横截面积S=1 cm2)答案解析1.【答案】B【解析】A、B两球升高同样的温度,体积变化又相同,则二者内能的变化相同,而B球是处在水银中,B球膨胀时受到的压力大,对外做功多,因此B球吸收热量较多一些.2.【答案】D【解析】自发地进行热传递的条件是存在温度差,而不是内能差,甲物体传递热量给乙物体,说明甲物体的温度比乙物体高,选项A错.由热力学第二定律:“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.”可知,任何热机的效率都不可能达到100%,选项B错.关于能源危机,必须明白:①能源是提供能量的资源,如煤、石油等;②人们在消耗能源时,放出的热量,有的转化为内能,有的转化为机械能等,但最终基本上都转化成了内能,人们无法把这些内能收集起来再利用(能量耗散),而可供利用的能源是有限的,不可能在短时间内再生,因此“能源危机”并非说明能量不守恒,选项C错,选项D对.3.【答案】B【解析】储气罐内气体体积及质量均不变,温度升高,气体从外界吸收热量,分子平均动能增大,内能增大,压强变大.因气体体积不变,气体对外界不做功,只有B正确.4.【答案】D【解析】物体放出热量,有可能同时外界对物体做功,温度不一定会降低;物体内能增加,可能是分子势能增加,分子动能可能不变,物体温度不一定会升高,故B错.C项违背自然规律,故错误.5.【答案】D【解析】自由摆动的秋千摆动幅度减小,说明机械能在减少,减少的机械能等于克服阻力、摩擦力做的功,增加了内能.6.【答案】D【解析】由热力学第一定律ΔU=W+Q知,一定量的气体吸收热量内能不一定增大,例如气体对外做功,且W>Q,那么内能将会减少,故A项错误;热力学第二定律的一种表述为: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,关键理解“而不引起其他变化”,如果“引起其他变化”,完全可以实现将热量从低温物体传递到高温物体,故B项错误;当r<r0时,分子力表现为斥力,当分子间距增大时,分子势能减小,故C项错误;根据分子引力、斥力随分子间距的变化规律知,D项正确.7.【答案】D【解析】以活塞为研究对象,设初状态气体压强为p1,活塞质量为m,截面积为S,末态时气体压强为p2,初态F弹>mg+p1S,由题意可得末态位置必须高于初状态位置,否则不能平衡,则由ΔU =W(绝热),W为正,ΔU必为正,因此气体温度升高,内能增加,活塞重力势能增加.末态时,由力的平衡条件知F弹′=mg+p2S,弹簧仍然具有一部分弹性势能,D正确.8.【答案】D【解析】能量耗散是指其他形式的能转化为内能,最终流散在周围环境中无法重新收集并加以利用的现象,能够重新收集并加以利用的能不能称为能量耗散.本题中的电能、光能都可以重新收集并加以利用,如用光作能源的手表等.只有当用电灯照明时的光能被墙壁吸收之后变为周围环境的内能,才无法重新收集并加以利用,但本题没有告诉该光能用来做什么,故不能算能量耗散.火炉把房子烤暖后使燃料的化学能转化成内能并流散在周围的环境中,无法重新收集并加以利用,属于能量耗散.9.【答案】C【解析】根据热力学第二定律,热量不可能从低温物体自发地传递给高温物体,而不引起其他的影响,但通过一些物理手段是可以实现的,故C项正确;内能转化为机械能不可能自发地进行,要使内能全部转化为机械能必定要引起其他变化,故A项错;气体膨胀具有方向性,故B项错;扩散现象也有方向性,故D项错.10.【答案】A【解析】子弹在射穿木块的过程中,摩擦生热使内能增加;在绝热的条件下被压缩的气体,外界对气体做功,气体内能增加;运动的两个小球碰撞时损失的机械能转化为内能.11.【答案】BD【解析】汽缸壁是导热的,缓慢升高汽缸外部气体的温度,汽缸内封闭气体的温度随之升高,又因为理想气体的内能只与温度有关,所以封闭气体的内能增加,汽缸外部气体压强不变,同时,活塞与汽缸壁接触光滑且不漏气,由理想气体状态方程=C知,温度升高,压强不变,体积必然增大,气体对外界做功.缸内气体是从单一热源吸热的,但并未全部用来做功,吸收的热量一部分转化为封闭气体的内能,一部分对外做功,正确选项为B、D.12.【答案】BC【解析】机械能可以全部转化为内能,而内能不可能全部转化为机械能而不产生其他影响,A错误;利用浅层海水和深层海水间的温度差制造出一种热机,将海水的一部分内能转化为机械能,符合热力学第二定律,B正确;在粗糙水平面上运动的物体,它的动能转化为内能,使物体温度升高,C正确;一切与热现象有关的物理过程是有方向性的,D错误.13.【答案】BD【解析】同种物质组成的物体比热容相同.物体从H高处自由落下,则mgH=cmΔt,即gH=cΔt,可见温度变化与质量无关,只与物体的种类有关.14.【答案】BCD【解析】煤、石油和天然气是由古代的动植物在长期地质变迁中形成的.古代的动物食用植物,而植物是靠吸收太阳能生长的,所以说,煤、石油和天然气的化学能来自太阳能.目前人类使用的主要能源仍然是煤、石油和天然气.燃料燃烧时,化学能转化为内能,内能又可转化成机械能和电能.人类在生产和生活中需要各种形式的能,我们可以根据需要把能源的能量转化成各种形式的能,以供利用.所以,能源的利用过程实质上是能的转化和传递的过程.我国的煤和石油尽管储量丰富,但终究有限,且利用后不能再生.所以开发和利用新能源,特别是核能和太阳能,是解决能源问题的出路.15.【答案】1.6 m【解析】设凹面镜的直径为d m,在t=1 200 s内太阳辐射到凹面镜的能量E=Pt·S=1 400×1 200××3.14d2J=1.318 8×106d2J.根据能量守恒可知50%E=cmΔt,1.318 8×106d2×50% J=4.2×103×5×(100-20) J,得d≈1.6.16.【答案】2 700 J 2.0×10-4kg【解析】摩擦力做的功:W=F f vt=10×0.9×300 J=2 700 JΔE=W,故ΔE=2 700 J,冰的内能增加2 700 J改用煤油炉加热,其传递给冰块的热量等于摩擦力做的功,故W=ηqm,m==kg=2.0×10-4kg.17.【答案】4×1026W【解析】水温升高1 ℃所吸收的热量设为Q,则Q=cmΔt=4.2×103×0.6×1 J=2.52×103J.设地球表面单位时间、单位面积上获得的热量为Q′,则Q′==W/m2=7.0×102W/m2.太阳向地球表面单位面积上发送能量的功率为P′==≈1.56×103W/m2.以太阳与地球间距离为半径的球体的表面积为S′=4πr2=4×3.14×(1.5×1011)2m2≈2.8×1023m2,太阳的全部辐射功率为P=P′S′=1.56×103×2.8×1023W≈4×1026W.18.【答案】(1)1.1×106Pa(2)82 J【解析】(1)设压缩后气体的压强为p,活塞的横截面积为S,l0=22 cm,l=2 cm,V0=l0S,V=lS,缓慢压缩,气体温度不变由玻意耳定律得p0V0=pV解得p=1.1×106Pa(2)大气压力对活塞做功W1=p0S(l0-l)=2 J人做功W2=100 J由热力学第一定律得ΔU=W1+W2+QQ=-20 J解得ΔU=82 J.。

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专题十三热力学一、知识体系二、例题分析例1.如上图为两分子系统的势能E p与两分子间距离r的关系曲线.下列说法正确的是 ( )A. 在r大于r1时,分子间的作用力表现为引力B. 当r小于r1时,分子间的作用力表现为斥力C. 当r等于r2时,分子间的作用力为零D. 在r由r1变到r2的过程中,分子间的作用力做负功例2.做布朗运动实验,得到某个观测记录如图.图中记录的是 ( )A.分子无规则运动的情况B.某个微粒做布朗运动的轨迹C.某个微粒做布朗运动的速度—时间图线D.按等时间间隔依次记录的某个运动微粒位置的连线例3. 1859年麦克斯韦从理论上推导出了气体分子速率的分布规律,后来有许多实验验证了这一规律.若以横坐标v表示分子速率,纵坐标f(v)表示各速率区间的分子数占总分子数的百分比.下面四幅图中能正确表示某一温度下气体分子速率分布规律的是 ( )例4. 如图所示,是一定质量的气体从状态A经状态B、C到状态D的p-T图像,已知气体在状态B时的体积是8 L,状态A时的体积是4 L,状态D时的体积为 L,求V C,并画出此过程的V-T图.例 5. (2010·江苏高考)为了将空气装入气瓶内,现将一定质量的空气等温压缩,空气可视为理想气体.下列图像能正确表示该过程中空气的压强p和体积V关系的是()在将空气压缩装入气瓶的过程中,温度保持不变,外界做了24 kJ的功.现潜水员背着该气瓶缓慢地潜入海底,若在此过程中,瓶中空气的质量保持不变,且放出了5 kJ的热量.在上述两个过程中,空气的内能共减小____kJ,空气______(选填“吸收”或“放出”)的总热量为___kJ.例6. 一定质量的理想气体从状态A到状态C的P-V图如图所示,则关于分子的平均动能,下列说法正确的是()A.一直增大B.一直减小C.先增大后减小D.先减小后增大例7.如右上图所示,一定质量的理想气体从状态A经B、C、D后回到A,请完成表格填空 .A→B B→C C→D D→A 过程名等压等压压强体积温度做功吸放热三、课后练习1. 假如全世界60亿人同时数质量为1 mg水的分子个数,每人每小时可以数5 000个,不间断地数,阿伏加德罗常数N A取6×1023 mol-1,则完成任务所需时间最接近 ( )A.1年B.100年C.1万年D.1百万年2.下列现象中不能说明分子间存在分子力的是 ( )A.两铅块能被压合在一起B.钢绳不易被拉断C.水不容易被压缩D.空气容易被压缩3.分子间的相互作用力由引力与斥力共同产生,并随着分子间距的变化而变化,则 ( )A.分子间引力随分子间距的增大而增大B.分子间斥力随分子间距的减小而增大C.分子间相互作用力随分子间距的增大而增大D.分子间相互作用力随分子间距的减小而增大4.如图所示,甲分子固定在坐标原点O,乙分子位于x轴上,甲分子对乙分子的作用力与两分子间距离的关系如图中曲线所示.F>0表示斥力,F<0表示引力,A、B、C、D为x轴上四个特定的位置,现把乙分子从A处由静止释放,则下列选项中的图分别表示乙分子的速度、加速度、势能、动能与两分子间距离的关系,其中一定不正确的是()5. 一定质量理想气体的状态经历了如图所示的ab、bc、cd、da四个过程,其中bc的延长线通过原点,cd垂直于ab且与水平轴平行,da与bc平行,则气体体积在( )A. ab过程中不断增加B. bc过程中保持不变C. cd过程中不断增加D. da过程中保持不变6. 如图所示,导热的汽缸固定在水平地面上,用活塞把一定质量的理想气体封闭在汽缸中,汽缸的内壁光滑.现用水平外力F作用于活塞杆,使活塞缓慢地向右移动,由状态①变化到状态②,在此过程中如果环境保持恒温,下列说法正确的是 ( )A.每个气体分子的速率都不变B.气体分子平均动能不变C.水平外力F逐渐变大D.气体内能减小7. 如图所示,A、B两点表示一定质量的某种理想气体的两个状态,当气体从状态A变化到状态B时( )A.体积必然变大B.有可能经过体积减小的过程C.外界必然对气体做功D.气体必然从外界吸热8.给旱区送水的消防车停于水平面,在缓缓放水的过程中,若车胎不漏气,胎内气体温度不变,不计分子势能,则胎内气体 ( )A.从外界吸热B.对外界做负功C.分子平均动能减少D.内能增加9. 在如图所示汽缸中封闭着一定质量的理想气体,一重物用细绳经滑轮与缸中光滑的活塞相连接,重物和活塞均处于平衡状态(不计绳与活塞重力).如果将缸内气体的摄氏温度降低一半,则缸内气体的体积( )A.仍不变B.为原来的一半C.小于原来的一半D.大于原来的一半10.(2011·福建高考)一定量的理想气体在某一过程中,从外界吸收热量2.5×104J,气体对外界做功1.0×104 J,则该理想气体的( )A.温度降低,密度增大B.温度降低,密度减小C.温度升高,密度增大D.温度升高,密度减小11. 对热力学第二定律的认识,下列说法错误的是( )A.热量能自发地从高温物体传递给低温物体B.热量不能从低温物体传递给高温物体C.由热力学第二定律可以判断宏观物理过程能否自发进行D.气体向真空膨胀的过程是有方向性的12. 如图所示,A、B两球完全相同,分别浸没在水和水银的同一深度处,A、B两球是用同一种特殊的材料制作的,当温度稍微升高时,球的体积明显地增大,如果水和水银的初温及缓慢升高后的末温都相同,且两球膨胀后体积也相同,两球也不再上升,则( )A. A球吸收的热量多B. B球吸收的热量多C. A、B两球吸收的热量一样多D. 不能确定吸收热量的多少13. 如图所示,质量可忽略不计的活塞将一定质量的理想气体密封在汽缸中,开始时活塞距汽缸底高度h1=0.40 m.现缓慢给气体加热,活塞上升到距离汽缸底h2=0.60 m处,已知活塞面积S=5.0×10-3 m2,大气压强p0=1.0×105 Pa,不计活塞与汽缸之间的摩擦.给气体加热的过程中,气体膨胀对外做功,同时吸收Q=420 J的热量,则气体增加的内能ΔU多大?14.一定质量的理想气体从状态A变化到状态B,再变化到状态C,其状态变化过程的p-V图象如图所示.已知该气体在状态A时的温度为27 ℃.则:①该气体从状态A到状态C的过程中内能的变化量是多大?②该气体从状态A到状态C的过程中是吸热,还是放热?传递的热量是多少?例1、分子势能则是组成物质的分子间由于有相互作用力而具有由它们的相对位置决定的势能。

分子势能的大小与分子间的距离有关,即与物体的体积有关。

分子势能的变化与分子间的距离发生变化时分子力做正功还是做负功有关。

1、当分子间的距离r>r0时,分子间作用力表现为引力,随着分子间距离的增大,分子力做负功,所以分子势能随分子间距离的增大而增大;2、当分子间的距离r<r0时,分子间作用力表现为斥力,随着分子间距离的减小,分子力做负功,所以分子势能随分子间距离的减小而增大;3、当分子间的距离r=r0时,分子间作用力合力为零,此时分子势能最小;4、若取无穷远处(即分子间距r≥10r0时,此时分子间作用力可忽略不计)分子势能为零,则分子势能Ep与分子间距r的关系图象如图所示。

•分子力曲线与分子势能曲线的对比:分子势能与分子间距离有关。

当改变分子间距离时,分子力做功,分子势能也随之改变。

当分子力做正功时,分子势能减小;当分子力做负功时,分子势能增大。

结合分子势能图像,可以更清楚地理解。

(1)当r>r0时,分子间的作用力表现为引力,分子间的距离增大时,分子力做负功,因而分子势能随分子间距离的增大而增大。

(2)当r<r0时,分子间的作用力表现为斥力,分子间的距离增大时,分子力做正功,因而分子势能随分子间距离的增大而减小。

(3)当r≥10r0(数量级为10一9m)时,分子间的作用力可以忽略。

如果选取此时的分子势能为零,那么分子势能与分子间距离的关系可用下图表示。

注意,当r=r0时,分子势能最小。

分子势能最小并不等同于分子势能为零。

分子势能有正负,这里的正负号表示大小,不表示方向。

例2、A、布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒的无规则运动,而非分子的运动,故A项错误.B、布朗运动既然是无规则运动,所以微粒没有固定的运动轨迹,故B项错误.C 、对于某个微粒而言在不同时刻的速度大小和方向均是不确定的,所以无法确定其在某一个时刻的速度,故也就无法描绘其速度-时间图线,故C 项错误.D 、任意两点间的位置的连线,故D 对. 故选D . 例3、D1、气体分子间有很大的空隙。

气体分子之间的距离大约是分子直径的10倍;2、气体分子之间的作用力十分微弱。

在处理某些问题时,可以把气体分子看作没有相互作用的质点;3、气体分子除了相互碰撞或者碰撞器壁外,不受力的作用,可以再空间自由移动,因而气体可以充满它所能达到的空间。

4、气体分子运动的速率很大,常温下大多数气体分子的速率都达到数百米每秒。

离这个数值越远,分子数越少,表现出“中间多,两头少”的统计分布规律。

5、对大量气体分子,由统计方法知,在任一时刻气体分子沿各个方向运动的数目是均等的。

例5(1)由玻意耳定律知pV=C,p 与 成正比,选B.(2)根据热力学第一定律ΔU=W+Q ,第一阶段W 1 ="24" kJ ,ΔU 1 =0,所以Q 1 ="-24" kJ ,故放热;第二阶段W 2 =0,Q 2 ="-5" kJ ,由热力学第一定律知,ΔU 2 ="-5" kJ ,故在上述两个过程中,空气的内能共减少ΔU=ΔU 1 +ΔU 2 ="-5" kJ ;两过程共放出热量Q=Q 1 +Q 2 =-29 kJ ,故空气放出的总热量为29 kJ.14、解:(1)对于理想气体A →B : ∴B →C :∴(2)A →C :由温度相等得(3)A →C 的过程中是吸热1、水的摩尔质量为18克/摩尔,故1克水为摩尔;故一克水的分子个数为:n=60亿=6×109;60亿人数,每人每小时数5000个,需要的时间是:t= 6.02×1023186×109×5000≈1.11×109小时≈11万年 故选:C .118 N A184、5、A 、从P-T 图象知道ab 过程中,温度不变,压强减小,根据气体状态方程=C ,所以体积不断增加,故A 正确.B 、由于bc 的延长线通过原点,根据气体状态方程 =C ,、所以从P-T 图象知道bc 过程中,体积保持不变,故B 正确.C 、从P-T 图象知道cd 过程中,温度减小,压强不变,根据气体状态方程 =C , 所以体积不断减小,故C 错误.D 、连接Od ,Oa ,则Oa 、Od 都是定质量理想气体的等容线,根据气体状态方程=C 得: p T = C V,依据p-T 图中等容线的特点(斜率越大,气体体积越小),比较Od ,Oa 图线的斜率即可得出V a >V d ,所以da 过程中体积增大.故D 错误. 故选AB . 6、PV TPV TPV TPV T。

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