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４Ｌ，状态Ｄ时的体积为Ｌ，求VＣ,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５０0０个，不间断地数，阿伏加德罗常数NＡ取6×102３mol-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,c ｄ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1.0×10４Ｊ,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

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?