2015高考物理一轮热力学定律专练
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2015高考物理一轮热力学定律专练
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2015高考物理一轮热力学定律专练
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文章来源莲 山课件 w ww.5 Y
2015高考物理一轮热力学定律专练(时间：90分钟　满分：100分)温馨提示：1.第Ⅰ卷答案写在答题卡上，第Ⅱ卷书写在试卷上；交卷前请核对班级、姓名、考号.2.本场考试时间为90分钟，注意把握好答题时间.3.认真审题，仔细作答，永远不要以粗心为借口原谅自己．第Ⅰ卷(，共52分)一、(本大题共13小题，每小题4分，共52分，每小题至少有一个选项是正确的，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，错选或不答的得0分)1．把浸有乙醚的一小块棉花放在厚玻璃筒的底部，当快速下压活塞时，由于被压缩的空气骤然变热，温度升高，达到乙醚的燃点，使浸有乙醚的棉花燃烧起来，此实验的目的是要说明(　　)A．做功可以升高物体的温度B．做功可以改变物体的内能C．做功一定可以增加物体的内能D．做功可以增加物体的热量解析：当快速下压活塞时，对空气做功，改变了空气的内能，使空气的温度升高，达到乙醚的燃点，使浸有乙醚的棉花燃烧起来，故B正确．答案：B2．(;高考课标全国理综)关于热力学定律，下列说法正确的是(　　)A．为了增加物体的内能，必须对物体做功或向它传递热量B．对某物体做功，必定会使该物体的内能增加C．可以从单一热源吸收热量，使之完全变为功D．不可能使热量从低温物体传向高温物体E．功转变为热的实际宏观过程是不可逆过程解析：改变内能的方法有做功和热传递两种，所以为了增加物体的内能，必须对物体做功或向它传递热量，选项A正确；对物体做功的同时向外界放热，则物体的内能可能不变或减小，选项B错误；根据热力学第二定律可知，在对外界有影响的前提下，可以从单一热源吸收热量，使之完全变为功，选项C正确；在有外界做功的条件下，可以使热量从低温物体传递到高温物体，选项D错误；根据热力学第二定律可知，选项E正确．答案：ACE3．(;青岛高二检测)一定质量的某种气体(忽略气体分子间的作用力)，在保持温度不变的情况下，压强由p变为p/2.在这个过程中下列说法中正确的是(　　)A．气体一定吸收热量，内能减小B．气体一定吸收热量，内能不变C．气体可能放出热量，内能增加D．气体一定放出热量，内能不变解析：气体忽略分子间作用力，则不考虑分子势能，温度不变，平均动能不变，内能不变，由等温变化规律可知，气体体积膨胀为原来的2倍，对外做功，由热力学第一定律知，气体从外界吸收热量，B对，A、C、D错．答案：B4．飞机在万米高空飞行时，舱外气温往往在－50 ℃以下．在研究大气现象时可把温度、压强相同的一部分气体作为研究对象，叫做气团．气团直径可达几千米．由于气团很大，边缘部分与外界的热交换对整个气团没有明显影响，可以忽略．高空气团温度很低的原因可能是(　　)A．地面的气团上升到高空的过程中膨胀，同时对外放热，使气团自身温度降低B．地面的气团上升到高空的过程中收缩，同时从周围吸收热量，使周围温度降低C．地面的气团上升到高空的过程中膨胀，气团对外做功，气团内能大量减小，气团温度降低D．地面的气团上升到高空的过程中收缩，外界对气团做功，故周围温度降低解析：由热力学第一定律，物体内能的变化ΔU与做功W和热传递Q有关，满足ΔU＝W＋Q，气团在上升的过程中，不断膨胀，气体对外做功，又由于气团很大，其边缘与外界的热传递作用对整个气团的影响可忽略，因而内能不断减小，所以气团的温度会降低．答案：C5．一定量的气体吸收热量，体积膨胀并对外做功，则此过程的末态与初态相比(　　)A．气体内能一定增加B．气体内能一定减小C．气体内能一定不变D．气体内能是增是减不能确定解析：由热力学第一定律ΔU＝Q＋W可判断：气体吸收热量，Q为正值；气体体积膨胀对外做功，W为负值，由于不知道Q与W绝对值的关系，因此气体的内能变化无法确定．答案：D6．关于能量和能源，下列说法中正确的是(　　)A．化石能源是清洁能源；水能是可再生能源B．人类在不断地开发和利用新能源，所以能量可以被创造C．在能源的利用过程中，由于能量在数量上并未减少，所以不需要节约能源D．能量耗散现象说明：在能量转化的过程中，虽然能的总量并不减少，但能量品质降低了解析：化石能源在燃烧时放出SO2、CO2等气体，形成酸雨和温室效应，破坏生态环境，不是清洁能源，A项错误；能量是守恒的，既不能被创造也不可能消失，但能量品质会下降，故要节约能源，B、C均错，D项正确．答案：D7．关于热力学定律，下列说法中正确的是(　　)A．随着高科技的不断发展，绝对零度是可以达到的B．热力学第二定律是热力学第一定律的推论C．因为第二类永动机不违反能量守恒定律，所以它将会被制造出来D．热量能够自发地从高温物体传递到低温物体，不能自发地从低温物体传递到高温物体解析：绝对零度不可以达到，A项错误；热力学第一定律侧重能量守恒，热力学第二定律侧重热学现象的方向性，故B项错误；第二类永动机虽不违反能量守恒定律，但违反热力学第二定律，故不能被制造出来，C错；由热力学第二定律知，D正确．答案：D8．(;高考广东理综)景颇族的祖先发明的点火器如图所示，用牛角做套筒，木制推杆前端粘着艾绒，猛推推杆，艾绒即可点燃．对筒内封闭的气体，在此压缩过程中(　　)
&A．气体温度升高，压强不变B．气体温度升高，压强变大C．气体对外界做正功，气体内能增加D．外界对气体做正功，气体内能减少解析：猛推推杆，封闭在套筒中的气体被压缩，外界对气体做功，套筒由牛角做成，导热能力很差，且压缩过程用时极短，故压缩过程可看做绝热过程．由ΔE＝W可知气体的内能增加，温度升高，根据pVT＝C可知因T增大，V减小，故p增大，选项B正确．答案：B9．(;萍乡高二检测)如图所示，绝热的汽缸与绝热的活塞A、B密封一定质量的空气后水平放置在光滑地面上，不计活塞与汽缸壁的摩擦，现用电热丝给汽缸内的气体加热，在加热过程中(　　)&A．汽缸向左移动B．活塞A、B均向左移动C．密封气体的内能一定增加D．汽缸中单位时间内作用在活塞A和活塞B上的分子个数相同解析：对汽缸整体分析，外部各个方向上受到大气的压力相等，所以汽缸保持静止，A错；用电热丝给汽缸内的气体加热后，汽缸内的气体温度升高，内能增大，压强变大，活塞A、B均向外运动，B错，C正确；活塞A的面积大于活塞B的面积，单位时间内作用在活塞A和活塞B上的分子个数不同，D错．答案：C10．如图所示，用导热的固定隔板把一容器隔成容积相等的甲、乙两部分，甲、乙中分别有质量相等的氮气和氧气．在达到平衡时，它们的温度必相等，若分子势能可忽略，则甲、乙中(　　)&A．气体的压强相等B．气体分子的平均动能相等C．气体的内能相等D．气体分子的平均速率相等解析：由于温度是分子平均动能的标志，所以在达到平衡时，它们的温度相等，气体分子的平均动能必相等．答案：B11．下面设想符合能量守恒定律的是(　　)A．利用永久磁铁间的作用力造一台永远转动的机器B．做成一条船利用河水的能量逆水航行C．通过太阳照射飞机使飞机起飞D．不用燃料使河水升温解析：利用磁场能可能使磁铁所具有的磁场能转化为动能，但由于摩擦力的不可避免性，动能最终转化为内能，使转动停止，故A错；让船先静止在水中，设计一台水力发电机使船获得足够电能，然后把电能转化为船的动能使船逆水航行；同理可利用光能的可转化性和电能的可收集性，使光能转化为飞机的机械能，实现飞机起飞，故B、C正确；设计水坝利用河水的重力势能发电，一部分重力势能通过水轮机叶片转化为水的内能，另外电能也可转化为内能使水升温，故D正确．答案：BCD12.如图所示，一定质量的理想气体，从状态A经绝热过程A→B、等容过程B→C、等温过程C→A又回到了状态A，则(　　)&A．A→B过程气体降温B．B→C过程气体内能增加，可能外界对气体做了功C．C→A过程气体放热D．全部过程气体做功为零解析：A→B过程气体绝热膨胀，气体对外界做功，其对应的内能必定减小，即气体温度降低，选项A正确；B→C过程气体等容升压，由p/T＝C(常量)可知，气体温度升高，其对应内能增加，因做功W＝0，选项B错；C→A过程气体等温压缩，故内能变化为零，但外界对气体做功，因此该过程中气体放热，选项C正确；A→B过程气体对外做功，其数值等于AB线与横轴包围的面积．B→C过程气体不做功．C→A过程外界对气体做功，其数值等于CA线与横轴包围的面积，显然全过程对气体做的净功为ABC封闭曲线包围的面积，选项D不正确．答案：AC13．(;南通市高二检测)导热汽缸开口向下，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个小洞，细沙慢慢漏出，并缓慢降低汽缸外部环境温度，则(　　)&A．气体压强增大，内能可能不变B．外界对气体做功，气体温度降低C．气体体积减小，压强增大，内能一定减小D．外界对气体做功，气体内能一定增加解析：由平衡条件知活塞受到的沙桶拉力减小，其他力如重力、大气压力不变，则气体压强增大、体积减小，外界对气体做功，由于环境温度缓慢降低，则气体内能减少，由ΔU＝W＋Q知Q&0，即向外放热．答案：BC第Ⅱ卷(非选择题，共48分)二、(本大题共4小题，共48分，要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的题要注明单位)14．一定量的气体内能增加了3×105 J.(1)若吸收了2×105 J的热量，则是气体对外做功，还是外界对气体做功？做了多少焦耳的功？(2)若气体对外界做了4×105 J的功，则是气体放热还是从外界吸热？放出或吸收的热量是多少？解析：(1)由ΔU＝W＋Q知W＝ΔU－Q＝3×105 J－2×105 J＝1×105 J.W＞0，外界对气体做功．(2)由ΔU＝W＋Q知Q＝ΔU－W＝3×105 J－(－4×105 J)＝7×105 J.Q为正值，从外界吸收热量．答案：(1)外界对气体做功　1×105 J(2)吸热　7×105 J15．如图所示的装置，可利用汽缸内密闭气体的膨胀将工件举起．缸壁和活塞均由绝热材料制成，活塞质量6 kg，横截面积0.04 m2，工件质量94 kg.假设活塞可沿汽缸壁无摩擦滑动，气体分子之间的势能可忽略．开始时活塞和工件均静止，现通过电热丝对气体加热一段时间，气体吸收热量2.4×103 J，同时活塞推动工件缓慢升高了0.3 m．已知大气压强为1.0×105 Pa，取g＝10 m/s2.求：&(1)此过程中气体对外做功是多少？气体的内能变化了多少？(2)初、末两个状态比较，哪个状态下气体分子的平均动能大？说明理由．解析：(1)根据题意，此过程中气体对外做功等于气体推动活塞所做的功，即W＝(M＋m)gh＋p0Sh代入数值得W＝1 500 J由热力学第一定律ΔU＝Q＋W得气体的内能增加ΔU＝2.4×103 J－1.5×103 J＝9.0×102 J.(2)末状态气体分子的平均动能大．因为在气体分子势能可忽略的情况下，气体的内能仅与温度有关，该过程气体内能增加了，说明气体温度升高了，而温度是分子平均动能的标志，所以末状态气体分子的平均动能大．答案：(1)1 500 J　增加了9.0×102 J　(2)末状态　理由见解析16．(;河北省衡水中学高三期末)如图所示，一定质量的理想气体从状态A变化到状态B，再由状态B变化到状态C.已知状态A的温度为300 K.&(1)求气体在状态B的温度；(2)由状态B变化到状态C的过程中，气体是吸热还是放热？简要说明理由．解析：(1)由理想气体的状态方程：pAVATA＝pBVBTB.代入数据可得，气体在状态B的温度TB＝pBVBTApAVA＝1 200 K.(2)由状态B到状态C，气体做等容变化，由查理定律得：pBTB＝pCTC，则TC＝pCpBTB＝600 K，故气体由状态B到状态C为等等容变化，不做功，但温度降低，内能减小．根据热力学第一定律ΔU＝W＋Q，ΔU&0，W＝0，故Q&0，可知气体要放热．答案：见解析17．“奋进号”航天飞机进行过一次太空飞行，其主要任务是给国际空间站安装太阳能电池板．该太阳能电池板长L＝73 m，宽d＝12 m，将太阳能转化为电能的转化率为η＝20%，已知太阳的辐射总功率为P0＝3.83×1026 W，以地日距离为R0＝1.5×1011m，国际空间站离地面的高度为h＝370 km，它绕地球做匀速圆周运动约有一半时间在地球的阴影内，所以在它能发电的时间内将把所发电的一部分储存在畜电池内．由以上数据，估算这个太阳能电池板能对国际空间站提供的平均功率是多少？解析：由于国际空间站离地面的高度仅为地球半径的约三十五分之二，可认为是近地卫星，h远小于R0，因此它离太阳的距离可认为基本不变，就是地日距离R0.太阳的辐射功率应视为均匀分布在以太阳为球心，地日距离为半径的球面上，由此可以算出每平方米接收到的太阳辐射功率为I0＝P04πR20≈1.36 kW/m2电池板发电时的电功率为P＝I0Ldη ≈2.4×105W由于每天只有一半时间可以发电，所以平均功率只是发电时电功率的一半即120 kW.答案：120 kW文章来源莲 山课件 w ww.5 Y
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3秒自动关闭窗口第一定律/热力学三大定律
热力学第一定律也就是。内容热力学三大定律一个的内能增量等于外界向它传递的热量与外界对它做功的和。（如果一个系统与环境孤立，那么它的内能将不会发生变化。）表达式:△U=W+Q符号规律：热力学第一定律的数学表达式也适用于物体对外做功，向外界散热和内能减少的情况，因此在使用:△U=W+Q时，通常有如下规定：①外界对系统做功，W&0，即W为正值。②系统对外界做功，也就是外界对系统做负功，W&0,即W为负值③系统从外界吸收热量，Q&0，即Q为正值④系统从外界放出热量，Q&0，即Q为负值⑤增加，△U&0，即△U为正值⑥系统内能减少，△U&0，即△U为负值理解从三方面理解1.如果单纯通过做功来改变物体的内能，内能的变化可以用做功的多少来度量，这时物体内能的增加（或减少)量△U就等于外界对物体（或物体对外界）所做功的数值，即△U=W2.如果单纯通过热传递来改变物体的内能，内能的变化可以用传递热量的多少来度量，这时物体内能的增加（或减少)量△U就等于外界吸收（或对外界放出）热量Q的数值，即△U=Q3.在做功和热传递同时存在的过程中，物体内能的变化，则要由做功和所传递的热量共同决定。在这种情况下，物体内能的增量△U就等于从外界吸收的热量Q和对外界做功W之和。即△U=W+Q能量守恒定律内容能量既不能凭空产生，也不能凭空消失，它只能从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体。能量的多样性物体运动具有、分子运动具有、电荷具有、原子核内部的运动具有等等，可见，在自然界中不同的能量形式与不同的运动形式相对应。不同形式的能量的转化“摩擦生热”是通过克服摩擦力做功将机械能转化为内能；水壶中的水沸腾时水蒸气对壶盖做功将壶盖顶起，表明内能转化为机械能；电流通过电热丝做功可将电能转化为内能。这些实例说明了不同形式的能量之间可以相互转化，且这一转化过程是通过来完成的。能量守恒的意义1.能的转化与守恒是分析解决问题的一个极为重要的方法，它比更普遍。例如物体在空中下落受到阻力时，物体的机械能不守恒，但包括内能在内的总能量守恒。2.能量守恒定律是19世纪自然科学中三大发现之一，也庄重宣告了第一类永动机幻想的彻底破灭。3.能量守恒定律是认识自然、改造自然的有力武器，这个定律将广泛的自然科学技术领域联系起来。第一类永动机（不可能制成）不消耗任何能量却能源源不断地对外做功的机器。其不可能存在，因为违背的能量守恒定律
第二定律/热力学三大定律
有几种表述方式：解释热力学第三定律克劳修斯表述热量可以自发地从较热的物体传递到较冷的物体，但不可能自发地从较冷的物体传递到较热的物体；开尔文-普朗克表述不可能从单一热源吸取热量，并将这热量变为功，而不产生其他影响。熵表述随时间进行，一个孤立体系中的总是不会减少。关系热力学第二定律的两种表述（前2种）看上去似乎没什么关系，然而实际上他们是等效的，即由其中一个，可以推导出另一个。意义热力学第二定律的每一种表述，揭示了大量分子参与的宏观过程的方向性，使人们认识到自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性。微观意义一切自然过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行。（不可能制成）只从单一热源吸收热量，使之完全变为有用的功而不引起其他变化的热机。∵第二类永动机效率为100%，虽然它不违法能量守恒定律，但大量事实证明，在任何情况下，热机都不可能只有一个热源，热机要不断地把吸取的热量变成有用的功，就不可避免地将一部分热量传给低温物体，因此效率不会达到100%。第二类永动机违反了热力学第二定律。
第三定律/热力学三大定律
热力学第二定律的应用热力学第三定律通常表述为绝对零度时，所有纯物质的完美晶体的熵值为零。或者绝对零度（T=0K）不可达到。R.H.否勒和E.A.古根海姆还提出热力学第三定律的另一种表述形式：任何系统都不能通过有限的步骤使自身温度降低到0k,称为0K不能达到原理。
第零定律/热力学三大定律
热力学第零定律：如果两个热力学系统中的每一个都与第三个热力学系统处于热平衡，那么它们也必定处于热平衡。热力学第零定律是热力学三大定律的基础。
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贡献光荣榜这个现象是否违反热力学第二定律？
这个现象是否违反热力学第二定律？
一个乒乓球被压瘪了一块，但不漏气，把它按在热水中一会儿就重新鼓起来。这个过程是从单一热源吸收热量使球内气体对外做功的过程，是否违反热力学第二定律？
该现象并不违反了热力学第二定律,乒乓球从热水中吸热使瘪的部分鼓起来,他从热水中吸热使热水的温度下降引起了其他的变化.
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