高考人教版物理一轮复习训练 第11章 热学

高考人教版物理一轮复习训练 第11章 热学

课时作业32 热学 一、不定项选择题 ‎1．下列说法中正确的是( )‎ A．任何物体的内能就是组成该物体的所有分子热运动动能的总和 B．只要对内燃机不断改进，就可以把内燃机得到的全部内能转化为机械能 C．做功和热传递在改变内能的方式上是不同的 D．满足能量守恒定律的物理过程都能自发进行 ‎2．下列说法正确的是( )‎ A．布朗运动反映了微粒中分子运动的不规则性 B．对于一定质量的大量气体分子，在一定温度时，处于一定速率范围内的分子数所占的百分比是不确定的 C．能量的耗散是从能量的转化角度反映出自然界中的宏观过程具有方向性 D．只要有足够高的技术条件，绝对零度是可以达到的 ‎3．一定量的气体，从外界吸收热量6.2×105 J，内能增加4.7×105 J。则下列说法中正确的是( )‎ A．气体对外做功1.5×105 J B．外界对气体做功1.7×105 J C．气体对外做功1.7×105 J D．外界对气体做功1.5×105 J ‎4．关于永动机和热力学定律的讨论，下列叙述正确的是( )‎ A．第二类永动机违反了热力学第二定律 B．如果物体从外界吸收了热量，则物体的内能一定增加 C．外界对物体做功，则物体的内能一定增加 D．做功和热传递都可以改变物体的内能，但从能量转化或转移的观点来看这两种改变方式是有区别的 ‎5．某汽车后备箱内安装有撑起箱盖的装置，它主要由汽缸和活塞组成。开箱时，密闭于汽缸内的压缩气体膨胀，将箱盖顶起，如图所示。在此过程中，若缸内气体与外界无热交换，忽略气体分子间相互作用，则缸内气体( )‎ A．对外做正功，分子的平均动能减小 B．对外做正功，内能增大 C．对外做负功，分子的平均动能增大 D．对外做负功，内能减小 ‎6．人类对物质属性的认识是从宏观到微观不断深入的过程。以下说法正确的是( )‎ A．液体的分子势能与体积有关 B．晶体的物理性质都是各向异性的 C．温度升高，每个分子的动能都增大 D．露珠呈球状是由于液体表面张力的作用 ‎7．(2012·福建理综)空气压缩机的储气罐中储有1.0 atm的空气‎6.0 L，现再充入1.0 atm的空气‎9.0 L。设充气过程为等温过程，空气可看做理想气体，则充气后储气罐中气体压强为( )‎ A．2.5 atm B．2.0 atm C．1.5 atm D．1.0 atm ‎8．(2012·重庆理综)如图为伽利略设计的一种测温装置示意图，玻璃管的上端与导热良好的玻璃泡连通，下端插入水中，玻璃泡中封闭有一定量的空气。若玻璃管内水柱上升，则外界大气的变化可能是( )‎ A．温度降低，压强增大 B．温度升高，压强不变 C．温度升高，压强减小 D．温度不变，压强减小 二、非选择题 ‎9．某同学家新买了一台双门电冰箱，冷藏室容积为‎107 L，冷冻室容积为‎118 L，假设室内空气为理想气体。‎ ‎(1)若室内空气摩尔体积为22.5×10－‎3 m3‎/mol，阿伏加德罗常数为6.0×1023 mol－1，在家中关闭冰箱门密封后，电冰箱的冷藏室和冷冻室内大约共有多少个空气分子？‎ ‎(2)若室内温度为‎27 ℃‎，大气压为1×105 Pa，关闭冰箱门通电工作一段时间后，冷藏室内温度降为‎6 ℃‎，若冷冻室温度降为－‎9 ℃‎，此时冷藏室与冷冻室中空气的压强差多大？‎ ‎(3)冰箱工作时把热量从温度较低的冰箱内部传到温度较高的冰箱外部，请分析说明这是否违背热力学第二定律。‎ ‎10．如图所示p-V图中，一定质量的理想气体由状态A经过程Ⅰ变至状态B时，从外界吸收热量420 J，同时膨胀对外做功300 J。当气体从状态B经过程Ⅱ回到状态A时，外界压缩气体做功200 J，判断此过程中气体吸热还是放热，并求出热量的多少？‎ ‎11．(2012·山东理综)如图所示，粗细均匀、导热良好、装有适量水银的U形管竖直放置，右端与大气相通，左端封闭气柱长l1＝‎20 cm(可视为理想气体)，两管中水银面等高。现将右端与一低压舱(未画出)接通，稳定后右管水银面高出左管水银面h＝‎10 cm。(环境温度不变，大气压强p0＝75 cmHg)‎ ‎(1)求稳定后低压舱内的压强(用“cmHg”作单位)。‎ ‎(2)此过程中左管内的气体对外界________(选填“做正功”“做负功”或“不做功”)，气体将________(选填“吸热”或“放热”)。‎ 参考答案 ‎1．C　解析：内能的改变有两种方式：做功是不同形式的能间的转化，热传递是同种形式能间的转移，故C项正确。内能是物体内所有分子热运动动能和分子势能之和，故A项错。由热力学第二定律可知，热机的效率不可能达到100%，且一切与热现象有关的宏观过程都是有方向性的，故B、D均错。‎ ‎2．C　解析：布朗运动是悬浮在液体或气体中的固体小颗粒的运动，它反映了周围液体或气体分子的不规则运动而不是微粒中分子的运动，A错误；对一定质量的大量气体分子，在一定温度时，处于一定速率范围内的分子数所占的百分比是确定的，选项B错误；能量耗散反映了自然界中宏观过程具有方向性，选项C正确；由于绝对零度不可能达到，所以选项D错误。‎ ‎3．A　解析：根据ΔU＝Q＋W计算，注意正负号。‎ ‎4．AD　解析：第二类永动机违反了热力学第二定律，没有违反能量守恒定律，A对，由第一定律知，B、C错，D对。‎ ‎5．A　解析：缸内气体膨胀，对外做正功，即W＜0，缸内气体与外界无热交换，即Q＝0，由热力学第一定律W＋Q＝ΔU可知，ΔU＜0，即缸内气体的内能减小，温度降低，分子的平均动能减小，故选项B、C、D错误，选项A正确。‎ ‎6．AD　解析：液体的分子势能与分子之间的距离有关，而分子之间的距离影响物体的体积，因而分子势能与体积有关，选项A正确；有些晶体在某些物理性质上表现为各向异性，选项B错误；温度越高，分子的平均动能越大，但并非每个分子的动能都增大，选项C错误；由于液体表面张力的作用，液体的表面有收缩到最小的趋势，因同等体积的物体，以球面的面积最小，所以露珠呈球状，选项D正确。‎ ‎7．A　解析：根据玻意耳定律有p1V1＋p2V2＝p3V3，解得p3＝2.5 atm。‎ ‎8．A　解析：外界温度降低，若被封闭气体体积不变，根据＝C知：压强减小，液柱上升，内外液柱高度差变大，若外界大气压升高也可能使液柱上升，选项A正确；由＝C可知，当T增大V减小，则p一定增大，而液柱上升，说明外界大气压增大，选项B、C错误；被封闭气体温度不变，液柱升高，气体体积减小，由pV＝C可知气体压强增大，则外界压强一定增大，选项D错误。‎ ‎9．答案：(1)6.0×1024　(2)5.0×103 Pa　(3)见解析 解析：(1)N＝NA＝6.0×1024个 ‎(2)设气体初始温度为t0，压强为p0；后来冷藏室与冷冻室中的温度和压强分别为t1、p1和t2、p2，由于两部分气体分别做等容变化，根据查理定律＝ p1＝p0‎ 同理p2＝p0‎ 得Δp＝p1－p2＝p0‎ 代入数据得Δp＝5.0×103 Pa ‎(3)不违背热力学第二定律，因为热量不是自发地由低温向高温传递，冰箱工作过程中要消耗电能。‎ ‎10．答案：放热　320 J 解析：一定质量的理想气体由状态A经过程Ⅰ变至状态B时，从外界吸收的热量Q1大于气体膨胀对外做的功W1，气体内能增加，由热力学第一定律，气体内能增加量为ΔU＝Q1＋W1＝420 J＋(－300 J)＝120 J；气体由状态B经过程Ⅱ回到状态A时，气体内能将减少120 J，而此过程中外界又压缩气体做了W2＝200 J的功，因而气体必向外界放热，放出的热量为Q2＝ΔU－W2＝－120 J－200 J＝－320 J。‎ ‎11．答案：(1)50 cmHg　(2)做正功　吸热 解析：(1)设U形管横截面积为S，右端与大气相通时左管中封闭气体压强为p1，右端与一低压舱接通后左管中封闭气体压强为p2，气柱长度为l2，稳定后低压舱内的压强为p。左管中封闭气体发生等温变化，根据玻意耳定律得 p1V1＝p2V2①‎ p1＝p0②‎ p2＝p＋ph③‎ V1＝l1S④‎ V2＝l2S⑤‎ 由几何关系得 h＝2(l2－l1)⑥‎ 联立①②③④⑤⑥式，代入数据得 p＝50 cmHg⑦‎ ‎(2)左管内气体体积增大，说明气体膨胀对外做正功；由于气体温度保持不变，根据热力学第一定律可得W＋Q＝0，故气体从外界吸热。‎