高考物理一轮复习名校模拟：专题11.3 热力学定律(解析版).pdf

1．A、B两装置，均由一支一端封闭，一端开口且带有玻璃泡的管状容器和水银槽组成，除玻璃泡在管上的位置不同外，
图1
其他条件都相同。

将两管抽成真空后，开口向下竖直插入水银槽中(插入过程没有空气进入管内)，水银柱上升至图1所示位置停止。

假设这一过程中水银与外界没有热交换，则下列说法正确的是( )
A．A中水银的内能增量大于B中水银的内能增量
B．B中水银的内能增量大于A中水银的内能增量
C．A和B中水银体积保持不变，故内能增量相同
D．A和B中水银温度始终相同，故内能增量相同
2.某校开展探究性课外活动，一同学用如图2所示的装置研究气体压强、体积、温度三量之间的关系。

该同学选用导热良好的汽缸开口向下，内有理想气体，汽缸固定不动，缸内活塞可自由移动且不漏气。

把一温度计通过缸底小孔插入缸内，插口处密封良好，活塞下挂一个沙桶，沙桶装满沙子时活塞恰好静止。

现给沙桶底部钻一个小洞，细沙缓慢漏出，外部温度恒定不变，则( )
图2
A．外界对气体做功，气体内能增大
B．外界对气体做功，温度计示数不变
C．气体体积减小，温度计示数减小
D．外界对气体做功，温度计示数增大
解析：选B　题中“导热良好的汽缸”和“细沙缓慢漏出”都告诉我们缸内气体温度不变，等于环境温度，所以温度计示数不变。

沙漏出的过程活塞向上移动，外界对气体做功。

3．如图3所示，一演示用的“永动机”转轮由 5 根轻杆和转轴构成，轻杆的末端装有用形状记忆合金制成的叶片。

轻推转轮后，进入热水的叶片因伸展而“划水”，推动转轮转动。

离开热水后，叶片形状迅速恢复，转轮因此能较长时间转动。

下列说法正确的是( )
图3
A．转轮依靠自身惯性转动，不需要消耗外界能量
B．转轮转动所需能量来自形状记忆合金自身
C．转动的叶片不断搅动热水，水温升高
D．叶片在热水中吸收的热量一定大于在空气中释放的热量
．关于一定量的气体，下列叙述正确的是( )
A．气体吸收的热量可以完全转化为功
B．气体体积增大时，其内能一定减少
C．气体从外界吸收热量，其内能一定增加
D．外界对气体做功，气体内能可能减少
．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
6． (1)下列说法正确的是( )
A．由阿伏加德罗常数、气体的摩尔质量和密度，可以估算出该种气体分子的大小
B．悬浮在液体中的固体微粒越小，布朗运动就越明显
C．分子间的引力随分子间距离的增大而增大，分子间的斥力随分子间距离的增大而减小D．根据热力学第二定律可知，热量不可能从低温物体传到高温物体
图11－3－7
(2)如图11－3－7所示，汽缸内封闭一定质量的某种理想气体，活塞通过滑轮和一重物连接并保持平衡，已知活塞距缸口0.2 m，活塞面积10 cm2，大气压强1.0×105 Pa，物重50 N，活塞质量及一切摩擦不计，缓慢升高环境温度，使活塞刚好升到缸口，封闭气体吸收了60 J的热量，则封闭气体的压强将________(选填“增加”、“减小”或“不变”)，气体内能变化量为________J.
7．(1)当密闭在气球内的空气(可视为理想气体)温度缓慢升高时
________________________________________________________________________．
A．气体分子的体积增大
B．气体分子的动能增大
C．气体分子的平均动能增大
D．单位体积内分子数增多
(2)若只对一定质量的理想气体做1 500 J的功，可使其温度升高5 K．若改成只用热传递的方式，使气体温度同样升高5 K，那么气体应吸收________J的热量．如果对该气体做了2 000 J的功，使其温度升高了5 K，表明在该过程中，气体还________(选填“吸收”或“放出”)热量________J.
【答案】　(1)C　(2)1 500　放出　500
8．(1)第一类永动机不可能制成是因为其违反了________，第二类永动机不可能制成是因为其违反了
________________________________________________________________________．
(2)在一个大气压下，水在沸腾时，1 g水吸收2 263.8 J的热量后由液态变成同温度的气态，其体积由1.043 cm3变成1 676 cm3，求：
1 g水所含的分子个数；
体积膨胀时气体对外界做的功；
气体的内能变化．(大气压强p0＝1.0×105 Pa，水的摩尔质量为M＝18 g/mol，阿伏加德罗常数NA＝6.0×1023
mol－1)
9．(1)下列说法正确的是( )
A．布朗运动是悬浮在液体中固体颗粒的分子无规则运动的反映
B．没有摩擦的理想热机可以把吸收的能量全部转化为机械能而不产生其他影响
C．知道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
(2)一定质量的理想气体在某一过程中，外界对气体做功1.7×105 J，气体内能减少1.3×105 J，则此过程中气体________(填“吸收”或“放出”)的热量是________J．此后，保持气体压强不变，升高温度，气体对外界做了
5.0×105 J的功，同时吸收了
6.0×105 J的热量，则此过程中，气体内能增加了________J.
10．如图11－3－8所示，A、B两个汽缸中装有体积均为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汽缸中的气体升温到127 ，若要使细管中的活塞仍停在原位置．(不计摩擦，A汽缸中的气体温度保持不变，A汽缸截面积为500 cm2)
图11－3－8
(1)求A中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？
．如图11－3－8所示，体积为V、内壁光滑的圆柱形导热汽缸顶部有一质量和厚度均可忽略的活塞；汽缸内密封有温度为2.4 T0、压强为1.2 p0的理想气体。

p0和T0分别为大气的压强和温度。

已知：气体内能U与温度T的关系为
U＝αT，α为正的常量；容器内气体的所有变化过程都是缓慢的。

求：
图11－3－8
(1)缸内气体与大气达到平衡时的体积V1；
(2)在活塞下降过程中，汽缸内气体放出的热量Q。

Q＝W＋ΔU，解得：Q＝p0V＋αT0
答案：(1)V　(2)p0V＋αT0
1K55－4所示，某种自动洗衣机进水时，洗衣机缸内水位升高，与洗衣缸相连的细管中会封闭一定质量的空气．通过压力传感器感知管中的空气压力，可控制进水量．
图K55－4
(1)当洗衣缸内水位缓慢升高时，设细管内空气温度不变，则被封闭的空气( )
A．分子间的引力和斥力都增大
B．分子的热运动加剧
C．分子的平均动能增大
D．体积变小，压强变大
(2)若密闭的空气可视为理想气体，在上述(1)中空气体积变化的过程中，外界对空气做了0.6 J的功，则空气
________(选填“吸收”或“放出”)了______J的热量；当洗完衣服缸内水位迅速降低时，则空气的内能________(选填“增大”或“减小”)．
(3)若密闭的空气体积V＝1 L，密度ρ＝1.29 kg/m3，平均摩尔质量M＝0.029 kg/mol，阿伏加德罗常数
NA＝6.02×1023 mol－1，试估算该气体分子的总个数(结果保留一位有效数字)．
13．如图K55－5所示，为一气缸内封闭的一定质量的气体的p－V图线，当该系统从状态a沿过程a→c→b到达状态b时，有热量335 J传入系统，系统对外界做功126 J，求：
(1)若沿a→d→b过程系统吸收150 J的热量，则外界对系统做功还是系统对外做功？做功多少？
(2)若系统由状态b沿曲线过程返回状态a时，外界对系统做功84 J，则系统是吸热还是放热？热量传递是多少？ 图K55－5
14．质量一定的某种物质，在压强不变的条件下，由液态Ⅰ与气态Ⅲ(可看成理想气体)变化过程中温度(T)随加热时间(t)变化关系如图K55－6所示．单位时间所吸收的热量可看作不变．
(1)以下说法正确的是________．
图K55－6
A．在区间Ⅱ，物质的内能不变
B．在区间Ⅲ，分子间的势能不变
C．从区间Ⅰ到区间Ⅲ，物质的熵增加
D．在区间Ⅰ，物质分子的平均动能随着时间的增加而增大
(2)在区间Ⅲ，若将压强不变的条件改为体积不变，则温度升高________(选填 “变快”“变慢”或“快慢不变”)．请说明理由．
度随着时间的增加而增大，而温度是分子平均动能的标志，选项D正确．。