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2016届高三物理人教版一轮复习习题:选修3-3 第3讲热力学定律与能量守恒定律.doc

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资源描述

1、选考内容选修3-3第3讲一、选择题1有关“温度”的概念,下列说法中正确的是()A温度反映了每个分子热运动的剧烈程度B温度是分子平均动能的标志C一定质量的某种物质,内能增加,温度一定升高D温度较高的物体,每个分子的动能一定比温度较低的物体分子的动能大答案B解析温度是分子平均动能的标志,但不能反映每个分子的运动情况,所以A、D错误,由UQW可知C错,故选项B正确。2(2014山东临沂一模)下列说法正确的是()A气体对外做功,其内能一定减少B热量不可能自发地从低温物体传递给高温物体C能量耗散说明能量不会凭空产生,但可以凭空消失D单晶体具有规则的几何外形,物理性质具有各向异性答案BD解析由热力学第一定

2、律可知,气体对外做功同时吸收热量,若吸收的热量大于对外做的功,则内能增加,A错误;热量不能自发地从低温物体传递给高温物体,B正确;根据能量守恒定律,能量不会凭空产生,也不会凭空消失,C错误;根据单晶体的性质可知D正确。3(2014广东汕头模拟)以下哪个现象不违背热力学第二定律()A一杯热茶在打开盖后,茶会自动变得更热B没有漏气、没有摩擦的理想热机,其效率可能是100%C桶中浑浊的泥水在静置一段时间后,泥沙下沉,上面的水变清,泥、水自动分离D热量自发地从低温物体传到高温物体答案C解析茶不会自发地变得更热,选项A错误;无论什么样的热机,效率永远不会达到100%,选项B错误;热量不会自发地从低温物体

3、传到高温物体,选项D错误。4(2014广东理综)用密封性好、充满气体的塑料袋包裹易碎品,如图所示,充气袋四周被挤压时,假设袋内气体与外界无热交换,则袋内气体()A体积减小,内能增大B体积减小,压强减小C对外界做负功,内能增大D对外界做正功,压强减小答案AC解析本题考查热力学第一定律,要明确题目中气体与外界光热交换的条件。根据热力学第一定律,UWQ,Q0,外界压缩气体,气体体积减小,外界对气体做正功,内能增大,温度升高,由C可知压强增大,A、C正确,B、D错。解决此类问题一般要同时结合热力学第一定律和状态方程分析。5第二类永动机不可能制成,这是因为()A违背了能量守恒定律B热量总是从高温物体传递

4、到低温物体C机械能不能全部转变为内能D内能不能全部转化为机械能,同时不引起其他变化答案D解析第二类永动机的设想虽然符合能量守恒定律,但是违背了能量转化中有些过程是不可逆的规律,所以不可能制成,选项D正确。6(2014广东肇庆一模)如图所示,导热的汽缸开口向下,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,砂桶装满沙子时,活塞恰好静止。现将砂桶底部钻一个小洞,让细沙慢慢漏出,汽缸外部温度恒定不变。则()A缸内气体压强减小,内能增加B缸内气体压强增大,内能不变C缸内气体压强增大,内能减少D外界对缸内气体做功答案BD解析设活塞质量为m,横截面积为S,大气压为p0,则以活

5、塞为研究对象,根据平衡条件得:汽缸内气体的压强pp0,由于m减小,则p增大,即气体的压强增大,气体被压缩,外界对气体做功。由于汽缸是导热的,气体的温度与环境相等,保持不变,其内能不变。故B、D正确,A、C错误。7(2014北京丰台一模)关于一定质量的气体,下列叙述正确的是()A气体体积增大时,其内能一定减少B外界对气体做功,气体内能一定增加C气体从外界吸收热量,其内能一定增加D气体温度升高,其分子平均动能一定增加答案D解析 做功和热传递是改变物体内能的两种方式,气体体积增大时,可能同时从外界吸收热量,其内能不一定减少;气体从外界吸收热量,可能同时对外做功,其内能不一定增加,同理,外界对气体做功

6、,气体内能不一定增加,选项A、B、C错误。温度是分子平均动能的标志,气体温度升高,其分子平均动能一定增加,选项D正确。8(2014广东汕头一模)如图所示,一定质量的理想气体从状态a变化到状态b,在这一过程中,下列表述正确的是()A气体从外界吸收热量B气体分子的平均动能减少C外界对气体做正功D气体分子撞击器壁的作用力增大答案AD解析由pV图象可知,由a到b气体的压强和体积均增大,气体对外做功,W0,根据热力学第一定律UWQ可知,Q0,气体从外界吸收热量,A正确,C错误;温度是分子平均动能的标志,由a到b气体的温度升高,所以气体分子的平均动能增大,B错误;由a到b气体的体积增大,单位体积内分子数减

7、少,又压强增大,故气体分子撞击器壁的作用力增大,D正确。二、非选择题9(2014江西金溪一中质检)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pT图象如图所示。已知该气体在状态A时的体积为1103m3。求:(1)该气体在状态C时的体积;(2)该气体从状态A到状态B再到状态C的过程中,气体与外界传递的热量。答案(1)3103m3(2)零解析(1)A、B两状态体积相等,则有得:TB,从B到C压强相同,则得VC;又因:VBVA故:VC3103m3由于A到B再到C的过程中温度先降低向外界散热,而后温度升高从外界吸热,最后A和C的温度相同,因此气体内能相同,因此气体向外界传递

8、的热量为零。10(2014湖北部分重点中学联考)(1)下列说法正确的是_。A温度低的物体内能小B外界对物体做功时,物体的内能一定增加C温度低的物体分子运动的平均动能小D一定质量的100的水吸收热量后变成100的水蒸气,则吸收的热量大于增加的内能E物体吸收热量后,内能不一定增加(2)如图所示,一定质量的理想气体从状态A经等压过程到状态B。此过程中,气体压强p1.0105Pa,吸收的热量Q7.0102J,求此过程中气体内能的增量。答案(1)CDE(2)5.0102J解析(1)CDE(2)理想气体经历等压变化,由盖吕萨克定律得解得VB8.0103m3对外做的功Wp(VBVA)1.0105(8.010

9、36.0103J)2.0102J根据热力学第一定律得UQW解得U7.0102J2.0102J5.0102J11(2014兰州、张掖联考)(1)下列说法正确的是_。(填入正确选项前的字母。)A当分子间距离增大时,分子势能可能增大B已知某物质的摩尔质量为M,密度为,阿伏加德罗常数为NA,则这种物质的分子体积为V0C自然界一切过程能量都是守恒的,符合能量守恒定律的宏观过程都能自然发生D布朗运动并不是分子的运动,但间接证明了分子在永不停息地做无规则运动E一定质量的理想气体,压强不变,体积增大,分子平均动能增加(2)如图所示,上端开口的光滑圆形气缸竖直放置,截面积为40cm2的活塞将一定质量的气体封闭在

10、气缸内。在气缸内距缸底60cm处设有卡环ab,使活塞只能向上滑动。开始时活塞搁在ab上,缸内气体的压强等于大气压强p01.0105Pa,温度为300K。现缓慢加热气缸内气体,当温度缓慢升高为330K,活塞恰好离开ab;当温度缓慢升高到363K时,(g取10m/s2)求:活塞的质量;整个过程中气体对外界做的功。答案(1)ADE(2)4kg26.4J解析(1)ADE(2)气体的状态参量为:T1300K,p11.0105Pa,T2330K,p2(1.0105)Pa因为V2V1,所以代入数据解得m4kg因为所以解得h366cmWp2S(h3h2)26.4J。12(2014山东滨州一模)(1)下列说法正

11、确的是()A布朗运动是指悬浮固体颗粒的运动,反映了固体内部分子的无规则运动B温度一定时,水的饱和汽压也是一定的C第一类永动机违背了能量守恒定律,第二类永动机没有违背能量守恒定律,因此,随着科学技术的迅猛发展,第二类永动机是可以制成的D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(2)如图所示,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2.8T0、压强为1.4p0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UaT,a为正的常量,容器内气体的所有变化过程都是缓慢的。求:当活塞与顶面间恰好无压力时,气

12、体的温度 T;最终气体与外界温度相同,则活塞下落过程中气体内能减少了_,该过程中气体放出的热量为_。答案(1)B(2)2T0aT0aT0解析(1)布朗运动是指悬浮固体颗粒的运动,反映了液体分子的无规则运动,A错误;水的饱和汽压由温度决定,B正确;第一类永动机违背了能量守恒定律,第二类永动机虽然没有违背能量守恒定律,但违背了热力学第二定律,两类永动机都不能制成,C错误;气体分子间有很大的空隙,由阿伏加德罗常数、气体的摩尔质量和密度,可计算出每个气体分子占据的空间体积,D错误。(2)当活塞与顶面间恰好无压力时,气体压强由p11.4p0下降到p2p0,气体体积不变,温度由T12.8T0变为T2T,由查理定律,解得:T2T0活塞下落过程中气体发生等压变化,根据盖吕萨克定律得,则V。气体的温度由2T0变为T0 ,根据UaT得UaT02aT0aT0,故内能减少aT0。活塞质量不计,活塞下落过程中外界对气体做功Wp0V,根据UWQ得QUWaT00,所以放出的热量为aT0。

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