2015年高考一轮物理复习课件11.3

第3单元热力学定律与能量守恒定
律
1.下列说法中正确的是( )
A.任何物体的内能就是组成物体的所有分子热运动动能的总和
B.只要对内燃机不断改进,就可以把内燃机得到的全部内能转化为机械能
C.做功和热传递在改变内能的方式上是不同的
D.满足能量守恒定律的物理过程都能自发进行
2.如图是密闭的气缸，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 J
B.温度升高，内能减少200 J
C.温度降低，内能增加600 J
D.温度降低，内能减少200 J
3.一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1.0×104J,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
4.(2013·广东卷)如图为某同学设计的喷水装置.内部装有2L水,上部密封1atm的空气0.5L,保持阀门关闭,再充入1atm的空气0.1L.设在所有过程中空气可看作理想气体,且温度不变.下列说法正确的有( )
A.充气后,密封气体压强增加
B.充气后,密封气体的分子平均动能增加
C.打开阀门后,密封气体对外界做正功
D.打开阀门后,不再充气也能把水喷光
5.（2013·全国新课标Ⅱ卷）关于一定量的气体,下列说法正确的是( )
A.气体的体积指的是该气体的分子所能到达的空间的体积,而不是该气体所有分子体积之和
B.只要能减弱气体分子热运动的剧烈程度,气体的温度就可以降低
C.在完全失重的情况下,气体对容器壁的压强为零
D.气体从外界吸收热量,其内能一定增加
E.气体在等压膨胀过程中温度一定升高
6.(2012·广东卷)景颇族的祖先发明的点火器如图所示，用牛角做套筒，木制推杆前端粘着艾绒，猛推推杆，艾绒即可点燃.对筒内封闭的气体，在此压缩过程中（）
A.气体温度升高，压强不变
B.气体温度升高，压强变大
C.气体对外界做正功，气体内能增加
D.外界对气体做正功，气体内能减少
7.（2013·山东卷,节选）我国“蛟龙”号深海探测船载人下潜超过七千米,再创载人深潜新纪录.在某次深潜实验中,“蛟龙”号探测到990m 深处的海水温度为280K .某同学利用该数据来研究气体状态随海水深度的变化.如图所示,导热良好的汽缸内封闭一定质量的气体,不计活塞的质量和摩擦,汽缸所处海平面的温度T 0=300K,压强p 0=1atm,封闭气体的体积V 0=3m 3
.如果将该汽缸下潜至990m 深处,此过程中封闭气体可视为理想气体.
(1)求990m 深处封闭气体的体积(1atm 相当于10m 深的海水产生的压强).
(2)下潜过程中封闭气体 (填“吸热”或“放热”),传递的热量 (填“大于”或“小于”)外界对气体所做的功.
8.（2013·江苏卷,节选）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,A →B 和C →D 为等温过程,B →C 和D →A 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.A →B 过程中,外界对气体做功
B.B →C 过程中,气体分子的平均动能增大
C.C →D 过程中,单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增多
D.D →A 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
“A →B”“B →C”“C →D”或“D →A”).若气体在A →B 过程中吸收63kJ 的热量,在C →D 过程中放出38kJ 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1mol,气体在A 状态时的体积为10L,在B 状态时压强为A 状态时的3
2.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N A =6.0×1023mol -1,计算结果保留一位有效数字)
9.如图所示，A 、B 两个气缸中装有体积均为10 L 、压强均为1 atm(标准大气压)、温度均为27 ℃的空气，中间用细管连接，细管容积不计.细管中有一绝热活塞，现将B 气缸中的气体升温到127 ℃，若要使细管中的活塞仍停在原位置.(不计摩擦，A 气缸中的气体温度保持不变，A 气缸截面积为500 cm 2)
(1)求A 中左边活塞应向右移动的距离；
(2)A 中气体是吸热还是放热，为什么？
参考答案
1.解析:物体的内能是物体内所有分子动能和分子势能的总和,所以A 项错误.将内能全部转化为机械能而不引起其他变化是不可能的,B 项错误.在热力学第二定律中,热传递是有方向性的,不违背能量转化和守恒定律,但不能自发进行,D 项错误.做功和热传递是改变内能的两种方式,C 项正确. 答案:C
2.解析：对一定质量的气体，由热力学第一定律ΔU ＝W ＋Q 可知，ΔU ＝800 J ＋(-200 J)＝600 J ，ΔU 为正表示内能增加了600 J ，对气体来说，分子间距较大，分子势能为零，内能等于所有分子动能的和，内能增加，气体分子的平均动能增加，温度升高，选项A 正确.
答案：A
3.解析:从外界吸热,Q=2.5×104J,对外界做功,W=-1.0×104J,由ΔU=Q+W 可得,ΔU=1.5×104J,内能增大,这说明温度升高;又气体对外界做功,体积增大,由ρ=
V m 可知,密度减小.D 项正确. 答案:D
4.解析:温度不变,分子平均动能不变,充气后由于气体的质量增大,温度、体积基本不变,气体的压强增大,A 项对、B 项错;打开阀门后,水减少,气体膨胀,密封气体对水做正功,C 项对;如果水全排出,气体压强为
p 3,p 3(2L +0.5L)=p 1(0.5L +0.1L)得p 3=0.24p 1<p 1,故不再充气不能把水喷光,因为当气压与外界大气压相同时就不再喷水,D 项错.
答案:AC
5.解析:气体体积为气体分子所能达到的空间的体积,而气体分子体积很小,体积之和远小于气体体积,A 项正确;气体温度反映了分子运动的剧烈程度,分子运动的剧烈程度减弱,温度必然降低,B 项正确;气体压强是大量气体分子频繁碰撞容器器壁的结果,在完全失重的情况下,气体对器壁仍产生压强,C 项错误;气体从外界吸收热量,但如果同时对外做功,那么气体的内能不一定增加,D 项错误;根据气体定律可知,气体在等压膨胀过程中,体积与热力学温度成正比,体积变大,温度升高,E 项正确.
答案:ABE
6.解析：筒内封闭气体被压缩过程中，外界对气体做正功.由热力学第一定律ΔU ＝W ＋Q 知，气体内能增加，温度升高.由理想气体状态方程T pV ＝C 知，气体压强增大.选项A 、C 、D 错误，选项B 正确.
答案：B
7.解析:(1)当汽缸下潜至990m 时,设封闭气体的压强为p ,温度为T ,体积为V ,由题意可知p=100atm 根据理想气体状态方程得0
00T V p =T pV
代入数据得V=2.8×10-2m 3.
答案:(1)2.8×10-2m 3 (2)放热 大于
8.解析:(1)A →B 过程中,气体温度不变,内能不变,气体体积变大,气体对外界做功,A 项错误;B →C 过程中,气体对外界做功,气体内能减少,温度降低,分子平均动能减小,B 项错误;C →D 过程中,气体温度不变,分子运动的剧烈程度不变,体积减小,单位体积内的分子个数增加,单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增多,C 项正确;D →A 过程中,外界对气体做功,气体内能增大,温度升高,气体分子的速率分布曲线发生变化,D 项错误.
(2)从(1)的分析中可知,内能减少的过程是B →C ;一次循环过程中,内能不变,由热力学第一定律ΔU=W+Q ,即0=W+63kJ-38 kJ,解得W=-25kJ,即气体对外做功25kJ .
(3)等温过程p A V A =p B V B ,
单位体积内的分子数n=
B A V N . 解得n=A
A B A V p p N ,代入数据得 n=4×1025m -3.
答案:(1)C (2)B →C 25 (3)4×1025m -3
9.解析：(1)对B ：由
B B B B T p T p ''=得 B B B B B B p p p T T p 3
4300400''=== 对A ：由p A V A ＝p′A V′A 得V′A ＝A A
A V p p ' 且：p A ＝p
B ，p′A ＝p′B 解得：V′A ＝
4
3V A 所以Δl ＝S V A 41＝5 cm. (2)放热，在向右推活塞过程中，A 中气体温度不变，气体内能不变；体积减小，外界对气体做功，由热力学第一定律ΔU ＝W ＋Q 可知气体应放热. 答案：(1)5 cm (2)见解析。