2011年高考物理 熱力學定律 能量守恒定律練習

1、2011年高考物理 熱力學定律 能量守恒定律練習一、選擇題(共10小題，每小題6分，共60分，在每小題給出的四個選項中至少有一項符合題意，全部選對的得6分，漏選的得3分，錯選的得0分)1關于氣體的壓強，下列說法正確的是()A氣體的壓強是由氣體分子的重力產(chǎn)生的B氣體的壓強是大量氣體分子頻繁地碰撞器壁而產(chǎn)生的C氣體壓強的大小等于大量氣體分子作用在器壁單位面積上的平均作用力D氣體分子的平均動能越大，氣體的密度越大，氣體的壓強就越大【解析】據(jù)氣體壓強的產(chǎn)生原因和意義知B、C正確，A錯，又由決定氣體壓強大小因素知D正確，故正確選項為B、C、D.【答案】BCD2氧氣鋼瓶充氣后壓強高于外界大氣壓，假設緩慢漏

2、氣時瓶內(nèi)外溫度始終相等且保持不變，忽略氧氣分子之間的相互作用，在該漏氣過程中瓶內(nèi)氧氣()A分子總數(shù)減少，分子總動能不變B密度降低，分子平均動能不變C吸收熱量，膨脹做功D壓強降低，不對外做功【解析】漏氣過程中瓶內(nèi)氧氣質量減少，密度降低，分子總數(shù)減少，但因氧氣溫度不變，則分子平均動能不變，瓶內(nèi)氧氣分子總動能減少，故A錯B對以瓶內(nèi)剩余氣體為研究對象，比較該部分氣體前后兩個狀態(tài)，等效認為該部分氣體膨脹后填補了漏出去那部分氣體原來所占據(jù)的空間，體積膨脹，故氧氣對外做功當忽略了氣體分子間相互作用時，氧氣可看成理想氣體，其內(nèi)能等于所有分子總動能，則這部分氣體內(nèi)能不變，由UWQ可知，必然吸收熱量，由C，可知V

3、增大，p應降低，故C正確，D錯誤【答案】BC3(2008·重慶卷)地面附近有一正在上升的空氣團，它與外界的熱交換忽略不計已知大氣壓強隨高度增加而降低，則該氣團在此上升過程中(不計氣團內(nèi)分子間的勢能)()A體積減小，溫度降低B體積減小，溫度不變C體積增大，溫度降低D體積增大，溫度不變【解析】由題意，該氣團在上升過程中，壓強變小，故體積增大，對外做功又它與外界的熱交換忽略不計，由熱力學第一定律知其內(nèi)能減少，因不計氣團內(nèi)分子間的勢能，故分子的平均動能變小，因此溫度降低【答案】C4如圖所示，活塞將氣缸分成兩個氣室，氣缸壁、活塞、拉桿是絕熱的，且都不漏氣，UA和UB分別表示A、B氣室中氣體的內(nèi)

4、能則將拉桿向外拉動的過程中 ()AUA不變，UB變小BUA增大，UB不變CUA增大，UB變小DUA不變，UB增大【解析】該題中的氣缸壁、活塞、拉桿是絕熱的，說明氣缸中的氣體與外界不發(fā)生熱交換對A氣室中的氣體，若以UA表示其內(nèi)能的增量，則由熱力學第一定律有UAQAWA注意到QA0，得UAWA在題述過程中，因A氣室中氣體的體積減小，外界(活塞)對氣體做功，W>0，所以UA>0，即UA增大同理，B氣室中氣體的體積增大，氣體對外界(活塞)做功，W<0，所以UB<0，即UB減小所以，該題只有C答案正確【答案】C5裝有半杯熱水的茶杯旋緊蓋子放冷后，再打開蓋時比較費力，其主要原因是(

5、)A因溫度降低而導致茶杯內(nèi)空氣分子與蓋子分子間的引力增大B杯內(nèi)氣體因溫度降低而壓強減小C放冷后蓋子與茶杯間的最大靜摩擦力增大D開蓋時需要用力做功來補充因溫度降低而使茶杯減少的內(nèi)能【解析】此題考查的知識點為質量恒定的氣體在溫度降低時其壓強減小，故選項B正確；由于壓強增大導致壓力增大，故其最大靜摩擦力增大，所以選項C正確；選項A、D均錯【答案】BC6(2010·南京質檢)一定質量的理想氣體，經(jīng)等溫壓縮，氣體的壓強增大，用分子動理論的觀點分析，這是因為()A氣體分子每次碰撞器壁的平均沖量增大B單位時間內(nèi)單位面積器壁上受到氣體分子碰撞的次數(shù)增多C氣體分子的總數(shù)增加D氣體分子的密度增大【解析】

6、理想氣體經(jīng)等溫壓縮，壓強增大，體積減小，分子密度增大，則單位時間內(nèi)單位面積器壁上受到氣體分子的碰撞次數(shù)增多，故B、D正確【答案】BD7(2010·黃岡中學月考)如圖所示，一個與外界絕熱的氣缸有一個絕熱的活塞，中間有一個固定的導熱性良好的隔板，封閉著兩部分氣體A和B，活塞處于靜止平衡狀態(tài)，現(xiàn)通過電熱絲對A氣體加熱一段時間，后來活塞達到新的靜止平衡狀態(tài)，不計氣體分子勢能，不計活塞與氣缸壁的摩擦，大氣壓強保持不變，則 ()A氣體A吸熱，內(nèi)能增大B氣體B吸熱，對外做功，內(nèi)能不變C氣體A分子單位時間內(nèi)對器壁單位面積碰撞次數(shù)增多D氣體B分子單位時間內(nèi)對器壁單位面積碰撞次數(shù)不變【解析】B氣體的壓強

7、PBP0和A氣體的壓強PAPB均不變，對A氣體加熱時，A氣體溫度T升高內(nèi)能增大，由常數(shù)得：A的體積增大，對外做功，由熱力學第一定律得A選項對；同理B氣體溫度升高內(nèi)能增大，B選項錯；由氣體壓強的微觀定義知，選項C對D錯【答案】AC8(2009·南通四縣市聯(lián)考)如圖所示，帶有活塞的汽缸中封閉著一定質量的理想氣體，汽缸與活塞均具有良好的絕熱性能將一個熱敏電阻置于汽缸中(熱敏電阻的阻值隨溫度的升高而減小)，熱敏電阻與汽缸外的歐姆表連接，汽缸固定不動，缸內(nèi)活塞可自由移動且不漏氣，活塞下掛一沙桶，沙桶裝滿沙子時活塞恰好靜止現(xiàn)將沙桶底部開一小孔使沙子緩慢漏出，下列說法正確的是()A氣體體積減小，壓

8、強增大B氣體對外界做正功，氣體內(nèi)能減小C外界對氣體做正功，氣體內(nèi)能增大D歐姆表指針逐漸向右偏轉【解析】氣體壓強pp0，當沙子的質量M減小時，外界對氣體做功，氣體體積減小，內(nèi)能增大，A、C正確；由于內(nèi)能增大使氣體溫度升高，熱敏電阻的阻值減小，歐姆表指針向右偏轉，D正確【答案】ACD9(2009·華中師大附中模擬)如圖所示，汽缸內(nèi)盛有一定質量的理想氣體，汽缸壁是導熱的，缸外環(huán)境保持恒溫，活塞與汽缸的接觸是光滑的但不漏氣，現(xiàn)緩慢地向右拉動活塞，不計氣體分子間的相互作用力，則下列說法正確的是 ()A汽缸做等溫膨脹，分子的平均速率不變，因此分子每次碰撞汽缸壁的平均沖量不變，氣體的壓強不變B氣體

9、膨脹后，氣體分子單位時間對汽缸壁單位面積碰撞的次數(shù)將變少C氣體是從單一熱源吸熱，全部用來對外做功，因而違反了熱力學第二定律D氣體是從單一熱源吸熱，全部用來對外做功，但此過程并未違反熱力學第二定律【答案】BD10如圖所示，豎直圓筒是固定不動的，粗筒橫截面積是細筒的3倍，細筒足夠長，粗筒中A、B兩輕質活塞間封有空氣，氣柱長L20cm.活塞A上方的水銀深H10cm，兩活塞與筒壁間的摩擦不計，用外力向上托住活塞B，使之處于平衡狀態(tài)，水銀面與粗筒上端相平現(xiàn)使活塞B緩慢上移，直到水銀的一半被推入細筒中，若大氣壓強p0相當于75cm高的水銀柱產(chǎn)生的壓強則此時氣體的壓強為 ()A100cmHgB85cmHgC

10、95cmHg D75cmHg【解析】當有一半的水銀被推入細筒中時，由于粗筒截面積是細筒截面積的3倍，因此，細筒中水銀高度為×315cm，活塞A上方水銀柱的總高度為h15cm20cm，因活塞A的重力不計，所以，氣體的壓強PP0h95cmHg，C正確【答案】C二、論述、計算題(本題共3小題，共40分，解答時應寫出必要的文字說明、計算公式和重要的演算步驟，只寫出最后答案不得分，有數(shù)值計算的題，答案中必須明確數(shù)值和單位)11醫(yī)療室用的電熱高壓滅菌鍋的鍋蓋密封良好，蓋上有一個排氣孔，上面排扣一個限壓閥，利用其重力將排氣孔壓住排氣孔和限壓閥的示意圖如圖所示加熱過程中當鍋內(nèi)氣壓達到一定程度時，氣體

11、就會把壓閥頂起來，使高壓氣體排出，這樣就使鍋內(nèi)能保持較高而又安全穩(wěn)定壓強若限壓閥的質量m0.1kg，橫截面直徑D2cm，排氣孔直徑d0.3cm，大氣壓為標準值(取p01×105Pa)，則鍋內(nèi)氣壓最大可達多少？【解析】當鍋內(nèi)氣壓達到最大時，限壓閥被頂起，此時限壓閥處于受力平衡狀態(tài)，設此時鍋內(nèi)氣壓為p，則由平衡條件可得p0SmgpS，S所以pp02.4×105Pa.【答案】2.4×105Pa12(2008·山東卷改編)如圖所示，噴霧器內(nèi)有部分水，上部封閉有1atm的空氣關閉噴霧閥門，用打氣筒向噴霧器內(nèi)再充入空氣的過程中(設外界環(huán)境溫度一定，空氣可看作理想氣體

12、)(1)當水面上方氣體溫度與外界溫度相等時從微觀上解釋氣體壓強變化的原因(2)打開噴霧閥門，噴霧過程中封閉氣體可以看成等溫膨脹，此過程氣體是吸熱還是放熱？簡要說明理由【解析】(1)微觀解釋：溫度不變，則分子平均動能不變，單位體積內(nèi)分子數(shù)增加，所以壓強增加(2)吸熱氣體對外做功而內(nèi)能不變根據(jù)熱力學第一定律可知氣體吸熱【答案】見解析13如圖所示，固定在地面上的一根足夠長的內(nèi)壁光滑的水平圓管內(nèi)，有兩個可左右自由滑動的活塞A和B，兩活塞之間封閉著一定質量的氣體現(xiàn)有一塊粘土C，以Ek0的初動能水平飛行撞到A上，并與之粘在一起已知A、B、C三者質量相等，封閉的氣體質量太少，與活塞比較可忽略不計，且與外界沒有熱傳遞，求封閉的氣體的內(nèi)能增加的最大值 【解析】設C的初速度為v0，則