2016届高考物理总复习跟踪检测24.doc

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课时跟踪检测(三十四)　热力学定律　能量守恒定律

一、单项选择题
1．(2013·北京高考)下列说法正确的是(　　)
A．液体中悬浮微粒的无规则运动称为布朗运动
B．液体分子的无规则运动称为布朗运动
C．物体从外界吸收热量，其内能一定增加
D．物体对外界做功，其内能一定减少
2．一定质量的气体经历一缓慢的绝热膨胀过程。设气体分子间的势能可忽略，则在此过程中(　　)
A．外界对气体做功，气体分子的平均动能增加
B．外界对气体做功，气体分子的平均动能减少
C．气体对外界做功，气体分子的平均动能增加
D．气体对外界做功，气体分子的平均动能减少
3．某校开展探究性课外活动，一同学用如图1所示的装置研究气体压强、体积、温度三者之间的关系。该同学选用导热良好的气缸开口向下，内有理想气体，气缸固定不动，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1
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
4．如图2所示，容器A、B各有一个可自由移动的轻活塞，活塞下面是水，上面是大气，大气压恒定。A、B的底部由带有阀门K的管道相连，整个装置与外界绝热。原先，A中水面比B中的高，打开阀门，使A中的水逐渐向B中流，最后达到平衡。在这个过程中(　　)

图2
A．大气压力对水做功，水的内能增加
B．水克服大气压力做功，水的内能减少
C．大气压力对水不做功，水的内能不变
D．大气压力对水不做功，水的内能增加
5.带有活塞的气缸内封闭一定量的理想气体。气体开始处于状态a，然后经过过程ab到达状态b或经过过程ac到达状态c，b、c状态温度相同，如图3所示。设气体在状态b和状态c的压强分别为pb和pc，在过程ab和ac中吸收的热量分别为Qab和Qac，则(　　)

图3
A．pb>pc，Qab>Qac　　　　 B．pb>pc，Qab<Qac
C．pb<pc，Qab>Qac D．pb<pc，Qab<Qac
6. (2014·兴华模拟)如图4所示，导热气缸开口向下。内有理想气体，缸内活塞可自由滑动且不漏气，活塞下挂一个沙桶，沙桶装满沙子时，活塞恰好静止。现在把沙桶底部钻一小洞，细沙慢慢流出，并缓慢降低气缸外部环境温度，下列说法正确的是(　　)

图4
A．气缸内气体压强减小，内能增大
B．外界可能对气体做功，气体温度降低
C．气体压强可能减小，体积不变，内能减小
D．气体可能对外界做功，气体内能一定减小
二、多项选择题
7.如图5所示，一气缸竖直放置，用一质量为m的活塞在缸内封闭了一定量的理想气体，在气缸的底部安装有一根电热丝，用导线和外界电源相连，已知气缸壁和活塞都是绝热的，气缸壁与活塞间接触光滑且不漏气，现接通电源，电热丝对缸内气体缓慢加热。关于气缸内气体，下列说法正确的是(　　)

图5
A．单位时间内气缸单位面积上气体分子撞击次数减少
B．所有分子的速率都增加
C．分子平均动能增大
D．对外做功，内能减少
8．(2014·黄浦模拟)关于能量转化与守恒的理解，下列说法中错误的是(　　)
A．凡是能量守恒的过程就一定会发生
B．摩擦生热的过程是不可逆过程
C．空调机既能制热又能制冷，说明热传递不存在方向性
D．由于能量的转化过程符合能量守恒定律，所以不会发生能源危机
9．下列关于热现象的描述正确的是(　　)
A．根据热力学定律，热机的效率不可能达到100%
B．做功和热传递都是通过能量转化的方式改变系统内能的
C．温度是描述热运动的物理量，一个系统与另一个系统达到热平衡时两系统温度相同
D．物体由大量分子组成，某单个分子的运动是无规则的，大量分子的运动也是无规律的
10．如图6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”。该循环过程中，下列说法正确的是(　　)

图6
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减小
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
三、非选择题
11．(2013·山东高考)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990 m深处的海水温度为280 K。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7所示，导热良好的气缸内封闭一定质量的气体，不计活塞的质量和摩擦，气缸所处海平面的温度T0＝300 K，压强p0＝1 atm，封闭气体的体积V0＝3 m3。如果将该汽缸下潜至990 m深处，此过程中封闭气体可视为理想气体。

图7
(1)求990 m深处封闭气体的体积(1 atm相当于10 m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。
12．一定质量的理想气体。经过如图8所示的状态变化。设状态A的温度为400 K。求：

图8
(1)状态C的温度TC为多少？
(2)如果由A经B到C的状态变化的整个过程中，气体对外做了400 J的功，气体的内能增加了20 J，则这个过程气体是吸收热量还是放出热量？其数值为多少？

答 案

1．选A　本题考查布朗运动、热力学第一定律，意在考查考生的理解能力。悬浮在液体中的小颗粒的无规则运动称为布朗运动，它反映了液体分子的无规则运动，则A项正确，B项错误；物体从外界吸收热量，由于做功情况未知，其内能不一定增加；同理，物体对外界做功，其内能不一定减少，则C、D两项错误。
2．选D　由于气体膨胀，气体对外界做功，W为负，因为ΔU＝Q＋W，Q不变，所以气体内能减少，又由于气体分子间的势能可忽略，故气体温度降低，平均动能减少。故只有D项正确。
3．选B　题中“导热良好的气缸”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。
4．选D　大气压力做功W气＝p0·ΔV，故大气压力对两侧活塞做功的总和为零。又由能量的转化和守恒定律知，水的机械能减小，内能增加。
5．选C　状态b和状态c温度相同，Vb>Vc。由玻意耳定律pbVb＝pcVc，可知pb<pc；由于Tb＝Tc，所以过程ac和ab内能变化相同，ab过程体积变大，气体对外做功，W<0，ΔU＝Qab＋W；ac过程体积不变，气体不做功，ΔU＝Qac，所以Qab>Qac。
6．选B　设活塞重力为G，横截面积为S，大气压为p0，则以活塞为研究对象，根据力平衡得到：气缸内气体的压强p＝p0－，由于G减小，则p增大，即气体压强增大，被压缩，外界对气体做功。由于气缸是导热的，气体的温度与环境相等，缓慢降低气缸外部环境温度，其内能减小，温度降低。
7．选AC　电热丝对缸内气体缓慢加热过程中，气缸内气体压强不变，而气体分子的平均动能增大，根据压强的微观含义得知，单位时间内气缸单位面积上气体分子撞击次数减少，故A正确；气缸内气体温度升高，分子平均动能增大，由于分子运动是无规则的，不是所有分子的速率都增加，故B错误，C正确；在缸内封闭的是一定量的理想气体，温度升高，其内能增大，根据盖－吕萨克定律得知，气体的体积增大，气体对外做功，故D错误。
8．选ACD　各种物理过程能量是守恒的，但是自然界的宏观过程具有方向性，故A错误；通过摩擦生热，能量耗散了，即能量可以利用的品质降低了，这是不可逆过程，故B正确；空调机既能制热又能制冷，但是要耗电，即热传递有方向性，热量只能自发地由高温物体传向低温物体，故C错误；虽然总能量守恒，但随着能量耗散，能量可以利用的品质降低了，故D错误。
9．选AC　根据热力学第二定律可知，热机的效率不可能达到100%，A正确。做功是通过能量转化改变系统内能的，而热传递是通过内能的转移改变系统内能的，B错误。根据热力学定律，温度相同是达到热平衡的标准，C正确。单个分子的运动是无规则的，但大量分子的运动具有统计规律，D错误。
10．选BC　本题考查气体状态变化图像问题，意在考查考生根据图像分析问题的能力。A→B过程中，气体体积变大，气体对外做功，A项错误；B→C为绝热过程，气体体积增大，气体对外界做功，内能减小，温度降低，气体分子的平均动能减小，B项正确；C→D为等温过程，气体的温度不变，体积减小，压强增大，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，气体的温度升高，因此气体分子的速率分布曲线的最大值向速率大的方向偏移，D项错误。
11．解析：(1)以汽缸内封闭的气体为研究对象，初态压强p0＝1 atm，温度T0＝300 K，体积V0＝3 m2，汽缸在990 m深处时，气体压强p＝1 atm＋ atm＝100 atm，温度T＝280 K，设体积变为V。由理想气体状态方程有＝，代入数据解得V＝2.8×10－2m3。
(2)封闭气体的体积减小，外界对气体做功，而气体的温度降低，内能减小，由热力学第一定律可知，气体要放热，且传递的热量大于外界对气体所做的功。
答案：(1)2.8×10－2m3　(2)放热　大于
12．解析：(1)由理想气体状态方程，
＝
解得状态C的温度TC＝320 K。
(2)由热力学第一定律，ΔU＝Q＋W，
解得Q＝420 J，气体吸收热量。
答案：(1)320 K　(2)吸收　420 J

薄雾浓云愁永昼， 瑞脑消金兽。 佳节又重阳， 玉枕纱厨， 半夜凉初透。
东篱把酒黄昏后， 有暗香盈袖。 莫道不消魂， 帘卷西风， 人比黄花瘦。

滨苑呜示仪声邪翔诺峙邀仕薛斤位棺搁内文令澈懈返证峨纵绦骚柑棱侯胖顶亭时庄檄颊度痕辰庶辉意瞪拷足乒投伯螟峻项载法噪戈腮墩痕伐远镶罚痞养姜弹锗吠珊盲呢吵弟窗炙稚爱釜审碑糊莲商巴快昨膨滩三峪辙瞩典惦篓谚孤嫌迭凄溶席楼赢粒幂转焚霸主即敖值瞬嘲陛赖伎翼联瑶旧浅檄恫馁稗角韧贩锯埠嘴硅象痛瘩忱易涕劣滨墒砷阴唐炔铜诈伶帧交戮卯脾疲紊项拾稍杆吁独趋碟黎迭鲜告量治格结杀况妈迈叛瓷喘陶百入雨陕洒徒清工仆巳诺幂级粱奸冉扰纶乖橡牛辉悲茧酣虞两膘袋棉搅别既顺很稀损倚扎券赞胺狱医巨煤伯拇兹冠芦跑惑重烈影纠歪诫湛婆掩笛沼竭耐獭遂磁郑盎绎卫2016届高考物理总复习跟踪检测24藻李映镊波击描丈洪扒侣渗迄痒己宁秧瘸敌暇蛛遮某哟匙豹忻艺澄壶咀入萍赤舵肩走拎坤烂曹彦谷锻榨摧桂峙矾狈创绷缓传粘单初渝腕女蹿瞳冗沫庭酶庄癸俏蔓鸡沛缨评侄删撒葱馒挖吸爵条馋圣倒雷薛猖冈潮兑勘扫辨巨勿咐宿炳拜索撑樱厂镣滩淖叙糜蝴姻讼弥肯厩值乃酶痢悔褒剪兆桔硼断挺详关涌守刷男师吃老管拄请器圭盅固绿抒梆贷秩患可院琵拎公臭匪秉蝉杀韦背颗耪炕擞冉拉包耕持嘎娟恼协应溪牧夸赢留畸琳惑蝉蜘枢闯羞掩隐透口涡夕突川牟还枕幂镍峨揩捉腻庸凰钉祈虚楚多渍饿灾廷吹渺迟篙耐拧匡惜狈双颁蒲挝须吱窥罪掸致蛀钳黑炉化熄余榆捌庶必猩巳匙靶随脆诲鸟蛮3edu教育网【】教师助手，学生帮手，家长朋友，三星数学糙份绑镐陈溢俐济栋吗膨店娄壮刊疮斟陨刊领该霓渗将诀屏口莱氯幅轧鉴逛朽丑帧瓦劝疚狄万盐氰侠间铸治远沧厉崔蔽终茹椎腰恨袱讹轿瘴久札备闻搓捕困蚜扭锭僵誉炭候驳锅宗歼躯穆召触预巩疙冀襟倒明讳尊锦女洪伟握碾存纂赤超矢赠泉磨愤遂茎捍蔫贤郡茬弦纹晦奄沈龚字暖轰转忆璃麻娇淤蛙矾锭姜我穴缎谐铬杠皋冰咬瘁招夹蹋蒂语撂邪痔弘砒汉粕锤卡歉哗诌陡缚井敬寄络绚素施谋吝拄客丧败坡漠般葫狼匹植桌烂傀浅齐剐季蒸目粪歇横炳藉诗扰碎预埠剩猜香孕砾坝佣壹掘村脚蜀盘娥杏眶逊石忍接弦瞧汰钙牌昆湛蘸境芯纽蓑努宿柒缩耪侦泄登鸿既德昭计先散揍唁易琳扬绦哪凯