【創(chuàng)新設(shè)計】2011屆高考物理一輪復(fù)習(xí) 第2課時 能量守恒定律 熱力學(xué)第二定律 氣體練習(xí) 人教大綱版

1、第2課時 能量守恒定律 熱力學(xué)第二定律 氣體1 能源是當(dāng)今社會快速發(fā)展所面臨的一大難題，由此，人們想到了永動機關(guān)于第二類永動機，甲、乙、丙、丁4名同學(xué)爭論不休甲：第二類永動機不違反能量守恒定律，應(yīng)該可以制造成功乙：雖然內(nèi)能不可能全部轉(zhuǎn)化為機械能，但在轉(zhuǎn)化過程中可以不引起其他變化丙：摩擦、漏氣等因素導(dǎo)致能量損失，第二類永動機才因此不能制成?。簝?nèi)能與機械能之間的轉(zhuǎn)化具有方向性才是第二類永動機不可能制成的原因你認(rèn)為下列說法正確的是()A甲 B乙 C丙 D丁解析：內(nèi)能與機械能之間的轉(zhuǎn)化具有方向性才是第二類永動機不可能制成的原因答案：D2 (2009·洛陽六校聯(lián)考)一定質(zhì)量的理想氣體，處于平衡

2、狀態(tài)1，現(xiàn)設(shè)法使其溫度降低，同時壓強增大，到達(dá)平衡狀態(tài)2，則在從1到2的變化過程中，下列說法正確的是()A氣體分子平均動能增大 B氣體分子之間的距離減小C氣體的內(nèi)能減小 D氣體吸熱解析：對一定質(zhì)量的理想氣體，溫度降低，氣體分子平均動能一定減小，A錯誤；由氣體壓強、溫度、體積的關(guān)系可知，溫度降低的同時壓強增大，體積一定減小，氣體分子之間的距離減小，B正確；理想氣體的內(nèi)能只與溫度有關(guān)，溫度降低，氣體的內(nèi)能減小，C正確；氣體體積減小，外界一定對氣體做功，由熱力學(xué)第一定律可知，氣體放熱，D錯誤答案：BC圖8253如圖825為電冰箱的工作原理示意圖壓縮機工作時，強迫制冷劑在冰箱內(nèi)外的管道中不斷循環(huán)在蒸發(fā)

3、器中制冷劑氣化吸收箱體內(nèi)的熱量，經(jīng)過冷凝器時制冷劑液化，放出熱量到箱體外下列說法正確的是()A熱量可以自發(fā)地從冰箱內(nèi)傳到冰箱外B電冰箱的制冷系統(tǒng)能夠不斷地把冰箱內(nèi)的熱量傳到外界，是因為其消耗了電能C電冰箱的工作原理不違反熱力學(xué)第一定律D電冰箱的工作原理違反熱力學(xué)第一定律解析：由熱力學(xué)第二定律可知，熱量不可能自發(fā)地從低溫物體傳給高溫物體而不發(fā)生其他變化；故選項A錯誤、B正確；由熱力學(xué)第一定律UWQ可知，選項C正確、D錯誤答案：BC4.圖826如圖826所示，電路與一絕熱密閉氣缸相連，Ra為電熱絲氣缸內(nèi)有一定質(zhì)量的理想氣體，閉合電鍵后，氣缸里的氣體()A內(nèi)能增大B平均動能減小C無規(guī)則熱運動增強D單

4、位時間內(nèi)對單位面積器壁的撞擊次數(shù)減少解析：本題考查熱力學(xué)第一定律、分子動理論以及氣體壓強的微觀分析由熱力學(xué)第一定律：WQU知Q0，W0，則內(nèi)能增大，故A選項正確；溫度升高，無規(guī)則熱運動增強、分子平均動能增大，故C選項正確、B選項錯誤；體積不變，氣體密度不變，溫度升高會使單位時間內(nèi)對器壁單位面積的撞擊次數(shù)增加，故D選項錯誤答案：AC圖8275熱力學(xué)第二定律常見的表述方式有兩種，其一是：不可能使熱量由低溫物體傳遞到高溫物體而不引起其他變化；其二是：不可能從單一熱源吸收熱量并把它全部用來做功，而不引起其他變化第一種表述方式可以用右邊的示意圖827來表示，根據(jù)你對第二種表述的理解，如果也用類似的示意圖

5、來表示，你認(rèn)為下列示意圖中正確的是()答案：B6一定質(zhì)量的理想氣體由狀態(tài)A經(jīng)過程變至狀態(tài)B時，從外界吸收熱量420 J，同時膨脹對外做功300 J當(dāng)氣體從狀態(tài)B經(jīng)過程回到狀態(tài)A時，外界壓縮氣體做功200 J，求此過程中氣體吸收或放出的熱量是多少？解析：UQ1W1420 J(300 J)120 J，Q2(U)W2(120) J200 J320 J所以應(yīng)放出320 J的熱量答案：放出320 J 1容積不變的容器內(nèi)封閉著一定質(zhì)量的理想氣體，當(dāng)溫度升高時()A每個分子的速率都增大B單位時間內(nèi)氣體分子撞擊器壁的次數(shù)增多C氣體分子密度增大D氣體分子在單位時間內(nèi)，作用于單位面積器壁的總沖擊力增加解析：溫度升

6、高時氣體分子的平均動能增大，但分子頻繁地碰撞中每個分子的速率都在不斷變化，可能變大也可能變小，A錯；因容積不變，所以分子的密度不變，C錯；溫度升高，體積不變，氣體的壓強增大，分子的平均速率增大，單位時間內(nèi)氣體分子撞擊器壁的次數(shù)增多，單位時間內(nèi)作用于單位面積器壁的總沖擊力增加答案：BD2 對一定量的氣體，下列說法正確的是()A在體積緩慢地不斷增大的過程中，氣體一定對外界做功B在壓強不斷增大的過程中，外界對氣體一定做功C在體積不斷被壓縮的過程中，內(nèi)能一定增加D在與外界沒有發(fā)生熱量交換的過程中，內(nèi)能一定不變解析：氣體體積增大，一定對外界做功，A對壓強不斷增大，體積不一定減小，故B錯在氣體不斷被壓縮過

7、程中外界對氣體做功，但還伴有熱傳遞，故內(nèi)能不一定增加，C錯沒有熱交換Q0，但做功情況未知，由熱力學(xué)第一定律UWQ，可知內(nèi)能可能變化，故D錯答案：A3 據(jù)某報報道：天津一小男孩睡覺時，臀部將壓在下面的打火機爆炸，丁烷氣體外泄，致使屁股局部速凍成傷請你運用所學(xué)過的熱學(xué)知識判斷下列說法正確的是()A爆炸是因為打火機內(nèi)丁烷液體變熱汽化，體積增加，壓強增大而爆炸B爆炸的過程符合熱力學(xué)第一定律C市報關(guān)于局部速凍成傷的報道不符合科學(xué)道理D爆炸后，丁烷外泄并迅速汽化吸熱，由于吸熱速度快而使屁股局部速凍成傷答案：ABD4(2010·洛陽六校聯(lián)考)下列說法中正確的是()A溫度是分子平均動能的標(biāo)志，溫度較

8、高的物體，每個分子的動能一定比溫度較低的物體分子的動能大B布朗運動就是液體分子的無規(guī)則熱運動，溫度越高，布朗運動越劇烈C外界對氣體做正功，氣體的內(nèi)能一定增加D自然界中進(jìn)行的涉及熱現(xiàn)象的宏觀過程都具有方向性解析：溫度是分子平均動能的標(biāo)志，溫度較高的物體，其分子平均動能較大，但并非每個分子的動能一定比溫度較低的物體分子的動能大，A錯誤；布朗運動是液體分子的無規(guī)則熱運動的反映，在顯微鏡下觀察到的布朗運動的微粒的運動不是液體分子的無規(guī)則熱運動，B錯誤；由熱力學(xué)第一定律可知，外界對氣體做正功，若同時放熱，則氣體的內(nèi)能不一定增加，C錯誤；由熱力學(xué)第二定律可知，自然界中進(jìn)行的涉及熱現(xiàn)象的宏觀過程都具有方向性

9、，D正確答案：D5關(guān)于熱現(xiàn)象和熱學(xué)規(guī)律，下列說法中正確的是()A布朗運動就是液體分子的熱運動B用活塞壓縮氣缸里的空氣，對空氣做功2.0×105 J，而空氣向外界放出熱量1.5×105 J，則空氣的內(nèi)能增加了0.5×105 JC第二類永動機不能制成是因為它違反了能量守恒定律D一定質(zhì)量的氣體，如果保持溫度不變，體積越小壓強越大解析：布朗運動是布朗微粒在液體分子碰撞作用下的運動，不是液體分子的運動，A錯；由熱力學(xué)第一定律可得UWQ，B項正確；第二類永動機并不違反熱力學(xué)第一定律，它不能制成是因為它違反了熱力學(xué)第二定律，C錯；由氣體的等溫變化可知D正確考查布朗運動、熱力學(xué)定

10、律及氣體的狀態(tài)變化等熱學(xué)知識點，本題較易答案：BD6下列說法中正確的是()A滿足能量守恒定律的物理過程都能自發(fā)進(jìn)行B知道阿伏加德羅常數(shù)、該氣體摩爾質(zhì)量和質(zhì)量，就可以估算氣體中分子間的平均距離C做加速運動的物體，由于速度越來越大，因此物體分子的平均動能也越來越大D氣體分子的速率分布規(guī)律遵從統(tǒng)計規(guī)律，在一定溫度下，某種氣體的分子速率分布是確定的解析：一個自發(fā)的熱力學(xué)過程是有方向的，A錯；B中沒辦法算出氣體的摩爾體積，因此沒辦法估算分子間的平均距離，B錯；機械運動和分子熱運動沒有關(guān)系，C錯D正確答案：D圖8287如圖828所示，一個內(nèi)壁光滑與外界不發(fā)生熱傳遞的汽缸固定在地面上，缸內(nèi)活塞下方封閉著空氣

11、(活塞與外界也不發(fā)生熱傳遞)，若用豎直向上的力F將活塞向上拉一些，達(dá)到穩(wěn)定后缸內(nèi)封閉著的氣體()A若活塞重力不計，拉力F對活塞做的功等于缸內(nèi)氣體內(nèi)能的改變量B分子平均動能不變C單位時間內(nèi)缸壁單位面積上受到的氣體分子碰撞的次數(shù)減少D每個分子對缸壁的沖力都會減小解析：活塞向上運動氣體體積增大，氣體對外做功，又沒有發(fā)生熱傳遞，故氣體的溫度降低，壓強一定減小，故分子平均動能減小氣體對外做的功等于氣體內(nèi)能的減少量答案：C圖8298. 如圖829所示，絕熱汽缸中間用固定栓將可無摩擦移動的導(dǎo)熱隔板固定，隔板質(zhì)量不計，左右兩室分別充有一定量的氫氣和氧氣(視為理想氣體)初始時，兩室氣體的溫度相等，氫氣的壓強大于

12、氧氣的壓強，松開固定栓直至系統(tǒng)重新達(dá)到平衡下列說法中正確的是()A初始時氫分子的平均動能大于氧分子的平均動能B系統(tǒng)重新達(dá)到平衡時，氫氣的內(nèi)能比初始時的小C松開固定栓直至系統(tǒng)重新達(dá)到平衡的過程中有熱量從氧氣傳遞到氫氣D松開固定栓直至系統(tǒng)重新達(dá)到平衡的過程中，氧氣的內(nèi)能先增大后減小解析：溫度是氣體分子熱運動的平均動能的標(biāo)志，初始時兩部分氣體溫度相同，故平均動能相同，A錯因為隔板導(dǎo)熱，系統(tǒng)重新平衡時，兩部分氣體溫度必相等對兩部分氣體構(gòu)成的系統(tǒng)，由UWQ，可知當(dāng)Q0，W0時，U0，即系統(tǒng)內(nèi)能不變，故重新平衡后溫度與松開固定栓前相同，故B錯誤對氫氣，U0，因其體積增大，W<0，必有Q>0，即

13、氫氣從氧氣吸熱，C對松開固定栓后，氫氣快速壓縮氧氣，氧氣內(nèi)能增加，溫度升高，隨著熱量逐漸傳遞給氫氣，氧氣內(nèi)能再逐漸減小，D對答案：CD9一定質(zhì)量的理想氣體(分子力不計)，體積由V膨脹到V，如果通過壓強不變的過程實現(xiàn)，對外做功大小為W1，傳遞熱量的值為Q1，內(nèi)能變化為U1；如果通過溫度不變的過程來實現(xiàn)，對外做功的大小為W2，傳遞熱量的值為Q2，內(nèi)能變化為U2，則()AW1>W2，Q1<Q2，U1>U2 BW1>W2，Q1>Q2，U1>U2CW1<W2，Q1Q2，U1>U2 DW1W2，Q1>Q2，U1>U2解析：由熱力學(xué)第一定律：U1W

14、1Q1，U2W2Q2，若通過壓強不變的過程實現(xiàn)體積膨脹，則由恒量，可知溫度必定升高，對理想氣體，內(nèi)能必定增大，U1>0，W1<0，Q1>0，且|Q1|>|W1|；若通過溫度不變的過程實現(xiàn)體積膨脹，溫度不變，內(nèi)能不變，U20，W2<0，Q2>0，且|Q2|W2|；則U1>U2；由于氣體對外做功的過程中，通過溫度不變的方式，體積膨脹，由恒量，可知壓強必定減小，則平均壓強比通過壓強不變的方式要小，故W1>W2，Q1>Q2.答案：B圖821010 實驗室內(nèi)，某同學(xué)用導(dǎo)熱性能良好的汽缸和活塞將一定質(zhì)量的理想氣體封閉在汽缸內(nèi)(活塞與汽缸壁之間無摩擦)，

15、待活塞靜止后，再用一個裝有與室溫溫度相同的水的小滴管貼近活塞，將滴管內(nèi)的水緩慢滴注在活塞上方，如圖8210所示在此過程中，若大氣壓強與室內(nèi)的溫度均保持不變，則下列說法正確的是()A單位時間內(nèi)，缸內(nèi)氣體分子對活塞撞擊的次數(shù)保持不變B單位時間內(nèi)，缸內(nèi)氣體分子對活塞的沖量保持不變C外界對缸內(nèi)氣體做的功等于缸內(nèi)氣體向外釋放的熱量D外界對缸內(nèi)氣體做的功等于缸內(nèi)氣體增加的內(nèi)能解析：由平衡條件可知，氣體壓強應(yīng)增大，由理想氣體的p、V、T三者之間的關(guān)系可知，溫度不變時，體積減小，理想氣體的內(nèi)能不變，故外界對氣體做功與氣體放出熱量相等，C對，D錯；當(dāng)氣體壓強增大，溫度不變時，汽缸內(nèi)氣體分子單位時間對活塞單位器壁

16、的撞擊次數(shù)一定減小，A錯；壓強是大量氣體分子單位時間對單位器壁的平均沖量產(chǎn)生的，壓強增大時，單位時間內(nèi)汽缸內(nèi)氣體分子對活塞的沖量也一定增大，B錯答案：C11. 圖8211某壓力鍋的結(jié)構(gòu)如圖8211所示蓋好密封鍋蓋，將壓力閥套在出氣孔上，給壓力鍋加熱，當(dāng)鍋內(nèi)氣體壓強達(dá)到一定值時，氣體就把壓力閥頂起假定在壓力閥被頂起時，停止加熱(1)若此時鍋內(nèi)氣體的體積為V，摩爾體積為V0，阿伏加德羅常數(shù)為NA，寫出鍋內(nèi)氣體分子數(shù)的估算表達(dá)式；(2)假定在一次放氣過程中，鍋內(nèi)氣體對壓力閥及外界做功1 J，并向外界釋放了2 J的熱量鍋內(nèi)原有氣體的內(nèi)能如何變化？變化了多少？解析：(1)設(shè)鍋內(nèi)氣體分子為n，nNA(2)根據(jù)熱力學(xué)第一定律EWQ3 J鍋內(nèi)氣體內(nèi)能減少，減少了3 J.答案：(1)NA(2)內(nèi)能減少，減少了3 J圖821212如圖8212所示，一定