力学热学课堂练习附答案(12年4月)
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高中物理《热力学定律》练习题(附答案解析)学校:___________姓名:___________班级:___________一、单选题1.关于物体内能的变化,下列说法中正确的是( )A .物体吸收了热量,它的内能可以减小B .物体的机械能变化时,它的内能也一定随着变化C .外界对物体做功,它的内能一定增加D .物体既吸收热量,又对外界做功,它的内能一定不变2.一定质量的理想气体在某一过程中,外界对气体做了4810J ⨯的功,气体的内能减少了51.210J ⨯,则下列各式中正确的是( )A .454810J 1.210J 410J W U Q =⨯∆=⨯=⨯,,B . 455810J 1.210J 210J W U Q =⨯∆=-⨯=-⨯,,C . 454810J 1.210J 210J W U Q =-⨯∆=⨯=⨯,,D . 454810J 1.210J 410J W U Q =-⨯∆=-⨯=-⨯,,3.关于两类永动机和热力学的两个定律,下列说法正确的是( )A .第二类永动机不可能制成是因为违反了热力学第一定律B .第一类永动机不可能制成是因为违反了热力学第二定律C .由热力学第一定律可知做功不一定改变内能,热传递也不一定改变内能,但同时做功和热传递一定会改变内能D .由热力学第二定律可知从单一热源吸收热量,完全变成功是可能的4.关于固体、液体和气体,下列说法正确的是( )A .晶体一定有规则的几何形状,形状不规则的金属一定是非晶体B .把一枚针轻放在水面上,它会浮在水面,这是由于水表面存在表面张力的缘故C .木船浮在水面上是由于表面张力D .外界对物体做功,物体的内能一定增加5.下列说法正确的是( )A .α射线、β射线和γ射线是三种波长不同的电磁波B .根据玻尔理论可知,氢原子核外电子跃迁过程中电子的电势能和动能之和不守恒C.分子势能随着分子间距离的增大,可能先增大后减小D.只要对物体进行不断的冷却,就可以把物体的温度降为绝对零度6.关于能源,下列说法正确的是()A.根据能量守恒定律,我们不需要节约能源B.化石能源、水能和风能都是不可再生的能源C.华龙一号(核电技术电站)工作时,它能把核能转化为电能D.能量的转化、转移没有方向性7.关于热现象,下列说法正确的是()A.固体很难被压缩,是因为分子间存在斥力B.液体分子的无规则运动称为布朗运动C.气体吸热,其内能一定增加D.0°C水结成冰的过程中,其分子势能增加8.加气站储气罐中天然气的温度随气温升高的过程中,若储气罐内气体体积及质量均不变,则罐内气体(可视为理想气体)()A.压强增大,内能减小B.压强减小,分子热运动的平均动能增大C.吸收热量,内能增大D.对外做功,分子热运动的平均动能减小二、多选题9.下列关于热力学第二定律的理解正确的是()A.一切与热现象有关的宏观自然过程都是不可逆的B.空调既能制热又能制冷,说明热传递不存在方向性C.从微观的角度看,热力学第二定律表明一个孤立系统总是向无序度更大的方向发展D.没有漏气、摩擦、不必要的散热等损失,热机可以把燃料产生的内能全部转化为机械能10.一定质量的理想气体,其状态变化过程的p-V图像如图所示。
热学课后习题答案热学课后习题答案热学是物理学的一个重要分支,研究物体的热现象和热力学性质。
在学习热学的过程中,课后习题是巩固知识、提高理解能力的重要途径。
下面将为大家提供一些常见热学课后习题的答案,希望能对大家的学习有所帮助。
1. 一个物体的质量为2kg,温度从20℃上升到50℃,求该物体所吸收的热量。
答:根据热容公式Q = mcΔT,其中Q表示吸收的热量,m表示物体的质量,c表示物体的比热容,ΔT表示温度的变化。
根据题目中的数据,可以计算出ΔT= 50℃ - 20℃ = 30℃。
假设物体的比热容为c = 0.5 J/g℃(根据物质的不同,比热容也不同),将质量转化为克,即2kg = 2000g。
代入公式,可以得到Q = 2000g × 0.5 J/g℃ × 30℃ = 30000 J。
2. 一块铁板的质量为1kg,温度从100℃下降到20℃,求该铁板所释放的热量。
答:同样使用热容公式Q = mcΔT,根据题目中的数据,可以计算出ΔT = 20℃ - 100℃ = -80℃。
根据铁的比热容为c = 0.45 J/g℃,将质量转化为克,即1kg = 1000g。
代入公式,可以得到Q = 1000g × 0.45 J/g℃ × -80℃ = -36000 J。
由于温度下降,所以热量为负值,表示释放的热量。
3. 一杯开水的质量为200g,温度为100℃,将其倒入一个质量为300g的铝杯中,铝杯的初始温度为20℃,求达到热平衡后的最终温度。
答:根据热平衡原理,两个物体达到热平衡时,它们的热量相等。
设最终温度为T℃,根据热容公式,可以得到200g × 1 J/g℃ × (100℃ - T℃) = 300g × 0.9J/g℃ × (T℃ - 20℃)。
化简方程,得到20000 - 200T = 270T - 5400。
解方程,得到T = 40℃。
2012高考第一轮复习疑点分析:选修3—3 热学疑点一、热力学基本概念1.研究热现象有哪两种方法?一种方法是:不考虑组成系统的物质微观结构和运动,而是从宏观现象出发,直接采用实验观测,对大量事实进行总结归纳出几条基本定律,在几条基本定律基础上进行严密的数学推理,来解释各种热现象。
这种方法得出的热现象宏观理论,称为热力学理论,这种研究方法称之为热力学方法。
另一种方法是:从物质的微观结构出发,以分子运动为基础,采用的是统计方法,得出热现象的微观理论,称为分子动理论。
前者以实验观测为基础,对大量宏观现象事实归纳总结,具有高度的可靠性和普遍性;后者以分子运动为基础,揭示热现象的本质,但得出的结论正确与否有待实验检验。
两者相辅相成,宏观和微观两个不同角度互为补充,构成热学理论体系,故称之为热力学统计物理。
2.何谓热力学系统?孤立系统和封闭系统是一回事吗?热学所研究的对象即热力学系统,简称系统或体系;而那些与系统有关的周围物体就叫系统的外界。
例如,对于盛水的开口容器,如果我们把水当热力学系统,那么,容器和周围的大气就可以认为是外界。
一个系统与外界既无能量交换,又无物质交换,这样的系统就叫孤立系统。
如果一个系统与外界既有能量交换,又有物质交换,这样就叫开放系统。
不过,自然界中找不到绝对孤立的系统,只是在某些条件下近似可以看成的孤立系统。
一个系统与外界只有能量交换,没有物质交换,这样的系统就叫封闭系统。
可见,孤立系统和封闭系统的区别在于:与外界是否存在能量交换,无能量交换的为孤立系统,有能量交换的为封闭系统。
上面所说的开口容器内的水,如果处在沸腾时,与外界有明显的能量和物质交换,则是一个开放系统;如果加上盖子,虽无物质交换,但通过器壁有能量交换,是封闭系统,不是孤立系统;又如果容器封闭且材料与外界绝热,则是孤立系统。
3.热力学平衡与力学平衡有何区别?一根金属杆一端置于沸水中,另一端和冰接触,当沸水和冰的温度维持不变时,杆上各点的温度将不随时间变化,试问金属杆是处在平衡态吗?如果系统性质均匀,且不受外界影响(即做功和热传递)的情况下,宏观状态不随时间变化,这样的状态就叫做热力学平衡态,简称平衡态。
热学练习考点一分子动理论内能1.[2015·新课标全国Ⅱ,33(1),5分](难度★★)(多选)关于扩散现象,下列说法正确的是()A.温度越高,扩散进行得越快C.扩散现象是由物质分子无规则运动产生的E.液体中的扩散现象是由于液体的对流形成的B.扩散现象是不同物质间的一种化学反应D.扩散现象在气体、液体和固体中都能发生2.[2015·福建理综,29(1),6分](难度★★))下列有关分子动理论和物质结构的认识,其中正确的是()A.分子间距离减小时分子势能一定减小B.温度越高,物体中分子无规则运动越剧烈C.物体内热运动速率大的分子数占总分子数比例与温度无关D.非晶体的物理性质各向同性而晶体的物理性质都是各向异性匀.关于该现象的分析正确的是3.[2015·山东理综,37](难度★★)(多选)墨滴入水,扩而散之,徐徐混()a.混合均匀主要是由于碳粒受重力作用b.混合均匀的过程中,水分子和碳粒都做无规则运动c.使用碳粒更小的墨汁,混合均匀的过程进行得更迅速d.墨汁的扩散运动是由于碳粒和水分子发生化学反应引起的4.[2015·江苏单科,12A (1)](难度★★)(多选)对下列几种固体物质的认识,正确的有()A.食盐熔化过程中,温度保持不变,说明食盐是晶体B.烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的云母片背面,熔化的蜂蜡呈椭圆形,说明蜂蜡是晶体C.天然石英表现为各向异性,是由于该物质的微粒在空间的排列不规则D.石墨和金刚石的物理性质不同,是由于组成它们的物质微粒排列结构不同5.(2015·广东理综,17,6分)(难度★★)(多选)如图为某实验器材的结构示意图,金属内筒和隔热外筒间封闭了一定体积的空气,内筒中有水,在水加热升温的过程中,被封闭的空气()A.内能增大B.压强增大C.分子间引力和斥力都减小D.所有分子运动速率都增大6.(2014·北京理综,13,6分)(难度★★)下列说法中正确的是()A.物体温度降低,其分子热运动的平均动能增大B.物体温度升高,其分子热运动的平均动能增大C.物体温度降低,其内能一定增大D.物体温度不变,其内能一定不变7.(2013·北京理综,13,6分)(难度★★)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C.物体从外界吸收热量,其内能一定增加B.液体分子的无规则运动称为布朗运动D.物体对外界做功,其内能一定减少8.[2013·福建理综,29(1),6分](难度★★)下列四幅图中,能正确反映分子间作用力f 和分子势能E p 随分子间距离r 变化关系的图线是()9.(2012·全国理综,14,6分)(难度★★)(多选)下列关于布朗运动的说法,正确的是()A.布朗运动是液体分子的无规则运动B.液体温度越高,悬浮粒子越小,布朗运动越剧烈C.布朗运动是由于液体各部分的温度不同而引起的D.布朗运动是由液体分子从各个方向对悬浮粒子撞击作用的不平衡引起的10.(2012·广东理综,13,4分)(难度★★)清晨,草叶上的露珠是由空气中的水汽凝结成的水珠,这一物理过程中,水分子间的()A.引力消失,斥力增大B.斥力消失,引力增大C.引力、斥力都减小D.引力、斥力都增大11.[2012·海南单科,17(1),4分](难度★★★)(多选)两分子间的斥力和引力的合力F 与分子间距离r 的关系如图中曲线所示,曲线与r 轴交点的横坐标为r 0.相距很远的两分子在分子力作用下,由静止开始相互接近.若两分子相距无穷远时分子势能为零,下列说法正确的是()A.在r >r 0阶段,F 做正功,分子动能增加,势能减小B.在r <r 0阶段,F 做负功,分子动能减小,势能也减小D.在r =r 0时,分子势能为零C.在r =r 0时,分子势能最小,动能最大E.分子动能和势能之和在整个过程中不变考点二固体液体气体1.[2015·新课标全国Ⅰ,33(1),5分](难度★★)(多选)下列说法正确的是()A.将一块晶体敲碎后,得到的小颗粒是非晶体B.固体可以分为晶体和非晶体两类,有些晶体在不同方向上有不同的光学性质C.由同种元素构成的固体,可能会由于原子的排列方式不同而成为不同的晶体D.在合适的条件下,某些晶体可以转化为非晶体,某些非晶体也可以转化为晶体E.在熔化过程中,晶体要吸收热量,但温度保持不变,内能也保持不变2.[2014·新课标全国Ⅱ,33(1),5分](难度★★)(多选)下列说法正确的是()A.悬浮在水中的花粉的布朗运动反映了花粉分子的热运动B.空中的小雨滴呈球形是水的表面张力作用的结果C.彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点D.高原地区水的沸点较低,这是高原地区温度较低的缘故E.干湿泡湿度计的湿泡显示的温度低于干泡显示的温度,这是湿泡外纱布中的水蒸发吸热的结果3.(2014·广东理综,17,6分)(难度★★★)(多选)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D.对外界做正功,压强减小C.对外界做负功,内能增大4.(2014·大纲全国,16,6分)(难度★★)(多选)对于一定量的稀薄气体,下列说法正确的是()A.压强变大时,分子热运动必然变得剧烈B.保持压强不变时,分子热运动可能变得剧烈C.压强变大时,分子间的平均距离必然变小D.压强变小时,分子间的平均距离可能变小5.(2013·广东理综,18,6分)(难度★★)(多选)如图所示为某同学设计的喷水装置,内部装有2 L 水,上部密封1 atm 的空气0.5 L.保持阀门关闭,再充入1 atm 的空气0.1 L.设在所有过程中空气可看做理想气体,且温度不变,下列说法正确的有()A.充气后,密封气体压强增加B.充气后,密封气体的分子平均动能增加C.打开阀门后,密封气体对外界做正功D.打开阀门后,不再充气也能把水喷光的空气6.0 L ,现再充入6.[2012·福建理综,28(2),6分](难度★★)空气压缩机的储气罐中储有1.0 atm1.0 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 atmB.2.0 atmC.1.5 atmD.1.0 atm7.(2012·重庆理综,16,6分)(难度★★★)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,压强减小考点三热力学定律与能量守恒定律1.(2015·北京理综,13,6分)(难度★★)下列说法正确的是()A.物体放出热量,其内能一定减小B.物体对外做功,其内能一定减小C.物体吸收热量,同时对外做功,其内能可能增加D.物体放出热量,同时对外做功,其内能可能不变2.[2015·重庆理综,10(1),6分](难度★★)某驾驶员发现中午时车胎内的气压高于清晨时的,且车胎体积增大.若这段时间胎内气体质量不变且可视为理想气体,那么()A.外界对胎内气体做功,气体内能减小C.胎内气体对外界做功,内能减小B.外界对胎内气体做功,气体内能增大D.胎内气体对外界做功,内能增大3.[2015·福建理综,29(2)](难度★★★)如图,一定质量的理想气体,由状态a 经过ab 过程到达状态b 或者经过ac过程到达状态c .设气体在状态b 和状态c 的温度分别为T b 和T c ,在过程ab 和ac 中吸收的热量分别为Q ab 和Q ac .则()A.T b >T c ,Q ab >Q acB.T b >T c ,Q ab <Q acC.T b =T c ,Q ab >Q acD.T b =T c ,Q ab <Q ac4.[2014·重庆理综,10(1),6分](难度★★)重庆出租车常以天然气作为燃料.加气站储气罐中天然气的温度随气温升高的过程中,若储气罐内气体体积及质量均不变,则罐内气体(可视为理想气体)()A.压强增大,内能减小B.吸收热量,内能增大C.压强减小,分子平均动能增大D.对外做功,分子平均动能减小5.[2014·新课标全国Ⅰ,33(1),6分](难度★★)(多选)一定量的理想气体从状态a 开始,经历三个过程ab 、bc 、ca 回到原状态,其pT 图象如图所示.下列判断正确的是()A.过程ab 中气体一定吸热B.过程bc 中气体既不吸热也不放热C.过程ca 中外界对气体所做的功等于气体所放的热D.a 、b 和c 三个状态中,状态a 分子的平均动能最小E.b 和c 两个状态中,容器壁单位面积单位时间内受到气体分子撞击的次数不同6.[2014·山东理综,37(1)](难度★★)如图,内壁光滑、导热良好的汽缸中用活塞封闭有一定质量的理想气体.当环境温度升高时,缸内气体.(双选,填正确答案标号)A.内能增加B.对外做功C.压强增大D.分子间的引力和斥力都增大7.[2013·山东理综,36(1)](难度★★)关于热现象的描述正确的一项是()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,其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A.根据热力学定律,热机的效率可以达到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8.[2012·福建理综,28(1),6分](难度★★)关于热力学定律和分子动理论,下列说法正确的是W.A.一定量气体吸收热量,其内能一定增大B.不可能使热量由低温物体传递到高温物体C.若两分子间距离增大,分子势能一定增大D.若两分子间距离减小,分子间引力和斥力都增大9.[2011·新课标全国卷,33(1),6分](难度★★)(多选)对于一定量的理想气体,下列说法正确的是()A.若气体的压强和体积都不变,其内能也一定不变B.若气体的内能不变,其状态也一定不变C.若气体的温度随时间不断升高,其压强也一定不断增大D.气体温度每升高1 K 所吸收的热量与气体经历的过程有关E.当气体温度升高时,气体的内能一定增大10.(2015·江苏单科,12A (2))(难度★★)在装有食品的包装袋中充入氮气,可以起到保质作用.某厂家为检测包装袋的密封性,在包装袋中充满一定量的氮气,然后密封进行加压测试.测试时,对包装袋缓慢地施加压力.将袋内的氮气视为理想气体,则加压测试过程中,包装袋内壁单位面积上所受气体分子撞击的作用力(选填“增大”、“减小”或“不变”),包装袋内氮气的内能(选填“增大”、“减小”或“不变”).计算题1.如图所示,质量为M的气缸放在光滑的水平面上,质量为m的活塞横截面积为S,不计所有摩擦力,平衡状态下,气缸内空气柱长为L0,大气压强为P0,今用水平力F推活塞,活塞相对气缸静止时,气缸内的气柱长L’是多少?不计温度变化.2.一活塞将一定质量的理想气体封闭在水平固定放置的气缸内,开始时气体体积为V 0,温度为27C .在活塞上施加压力,将气体体积压缩到3V 0,温度升高到57C .设大气压强p 0=l.0×10pa ,活塞与气缸壁摩擦不计.(1)求此时气体的压强;(2)保持温度不变,缓慢减小施加在活塞上的压力使气体体积恢复到V O ,求此时气体的压强.3.如图所示U 形管左端开口、右端封闭,左管水银面到管口为18.6 cm ,右端封闭的空气柱长为10cm ,外界大气压强P o =75cmHg ,在温度保持不变的情况下,由左管开口处慢慢地向管内灌入水银,试求再灌入管中的水银柱长度最多为多少厘米?2050热学练习参考答案考点一分子动理论内能1解析根据分子动理论,温度越高,扩散进行得越快,故A 正确;扩散现象是由物质分子无规则运动产生的,不是化学反应,故C 正确、B 错误;扩散现象在气体、液体和固体中都能发生,故D 正确;液体中的扩散现象不是由于液体的对流形成的,是液体分子无规则运动产生的,故E 错误.2.解析当分子间距离r <r 0时,r 减小,分子势能增大,当r >r 0时,r 减小,答案ACD分子势能减小,故A 错误;温度越高,物体中分子的平均动能越大,分子运动越剧烈,故B 正确,温度越高,热运动速率大的分子数占总分子数的比例越大,故C 错误;非晶体和多晶体具有各向同性的特点,单晶体具有各向异性的特点,故D 错误.答案B动,使得碳粒无规则运动造3.解析根据分子动理论的知识可知,混合均匀主要是由于水分子做无规则运成的布朗运动,由于布朗运动的剧烈程度与颗粒大小和温度有关,所以使用碳粒更小的墨汁,布朗运动会更明显,则混合均匀的过程进行得更迅速,故选b 、c.答案bc的针尖接触涂有蜂蜡薄层的4.解析若物体是晶体,则在熔化过程中,温度保持不变,可见A 正确;烧热云母片背面,熔化的蜂蜡呈椭圆形是由于云母片在不同方向上导热性能不同造成的,说明云母片是晶体,所以B 错误;沿晶格的不同方向,原子排列的周期性和疏密程度不尽相同,由此导致晶体在不同方向的物理性质不同,这就是晶体的各向异性.选项C 错误,D 正确.答案AD5.解析隔热外筒使封闭气体与外界无热量交换,因金属内筒导热,所以水温升高时,气体吸热,温度升高,分子平均动能增大,但不是每个分子运动速率都增大,D 项错误;气体体积不变,分子间距离不变,分子势能不变,分子间引力和斥力均不变,C 项错误;分子平均动能增大,分子势能不变,所以封闭气体的答案ABp内能增大,A 正确;根据查理定律=C 得p 增大,B 正确.T6.解析温度是物体分子平均动能的标志,温度升高则其分子平均动能增大,反之,则其分子平均动能减小,故A 错误,B 正确;物体的内能是物体内所温度、体积和质量,故C 、D 错误.有分子的分子动能和分子势能的总和,宏观上取决于物体的答案B7.解析布朗运动是指悬浮在液体(或气体)中的微粒的无规则运动,而不是液体(或气体)分子的运动,故A 选项正确、B 选项错误;由热力学第一定律ΔU =W +Q 知,若物体从外界吸收热量同时对外做功,其内能也可能不变或减少,C 选项错误;物体对外做功同时从外界吸热,其内能也可能增加或不变,D 选项错误.答案A 8.解析本题考查分子间作用力以及分子势能随分子间距离变化的关系,意在考查考生对该部分知识的了解情况.当r =r 0时,分子间作用力f =0,分子势能E p 最小,排除A 、C 、D ,选B.答案B9.解析布朗运动是悬浮固体颗粒的无规则运动,而非液体分子的无规则运动,选项A 错误;布朗运动的剧烈程度与液体的温度、固体颗粒大小有关,选项B 正确;布朗运动是由液体分子对悬浮固体颗粒撞击不平衡引起的,选项C错误,D 正确.答案BD10.解析露珠是由空气中的水蒸气凝结成的水珠,液化过程中,分子间的距离变小,引力与斥力都增大,答案D11.解析由E p r 图可知:在r >r 0阶段,当r 减小时,F 做正功,分子势能减小,分子动能增加,故选项A正确.在r <r 0阶段,当r 减小时,F 做负功,分子势能增加,分子动能减小,故选项B 错误.在r =r 0时,分子势能最小,动能最大,故选项C 正确.在r =r 0时,分子势能最小,但不为零,故选项D 错误.在整个相互接近的过程中分子动能和势能之和保持不变,故选项E 正确.答案ACE 考点二固体液体气体1.解析晶体有固定的熔点,并不会因为颗粒的大小而改变,即使敲碎为小颗粒,仍旧是晶体,选项A 错误;固体分为晶体和非晶体两类,有些晶体在不同方向上光学性质不同,表现为晶体具有各向异性,选项B 正确;同种元素构成的可能由于原子的排列方式不同而形成不同的晶体,如金刚石和石墨,选项C 正确;晶体的分子排列结构如果遭到破坏就可能形成非晶体,反之亦然,选项D 正确;熔化过程中,晶体要吸热,温度不变,但是内能增大,选项E 错误.答案BCD2.解析水中花粉的布朗运动,反映的是水分子的热运动规律,则A 项错;正是表面张力使空中雨滴呈球形,则B 项正确;液晶的光学性质是各向异性,液晶显示器正是利用了这种性质,C 项正确;高原地区大气压较低,对应的水的沸点较低,D 项错误;因为纱布中的水蒸发吸热,则同样环境下湿泡温度计显示的温度较低,E 项正确.答案BCE3.解析袋内气体与外界无热交换即Q =0,袋四周被挤压时,体积V 减小,外界对气体做正功,根据热力学第一定律ΔU =W +Q ,气体内能增大,则温度升高,由答案AC4.解析对一定量的稀薄气体,压强变大,温度不一定升高,因此分子热运动不一定变得剧烈,A 项错误;在保持压强不变时,如果气体体积变大,则温度升高,分子热运动变得剧烈,选项B 正确;在压强变大或变小时,气体的体积可能变大,也可能变小或不变,因此选项C 错,D 对.答案BDpV=常数知压强增大,选项A 、C 正确,B 、D 错误.T 5.解析充气后气体温度不变,分子平均动能不变,分子数密度增加,压强增加,所以A 正确、B 错误;打开阀门,气体膨胀对外做功,C 正确.对装置中气体由玻意尔定律得1 atm ×0.6 L =p 2×2.5 L,得p 2=0.24 atm<p 0,故不能将水喷光,D 错误.答案AC6.解析可把此过程等效为将体积为(6.0 L +9.0 L )、压强为1.0 atm 的空气等温压缩到体积为6.0 L 的储气罐中,对此过程由玻意耳定律得p 1V 1=p 2V 2.解得V 1p 2=p 1=2.5 atm.答案AV 2泡中气体与外界大气温7.解析设玻璃泡中气体压强为p ,外界大气压强为p ′,则p ′=p +ρgh ,且玻璃p ′pV p度相同.液柱上升,玻璃泡内空气体积减小,根据理想气体的状态方程=C 可知,变大,即变大,B 、T T T C 、D 均不符合要求,A 正确.答案A考点三热力学定律与能量守恒定律1.解析由热力学第一定律ΔU =W +Q 可知,改变物体内能的方式有两种:做0,但做功W 未知,所以内能不一定减小,A 选功和热传递.若物体放热Q <项错误;物体对外做功W <0,但Q 未知,所以内能不一定减小,B 选项错误;物体吸收热量Q >0,同时对外做功W <0,(W +Q )可正、可负,所以内能可能增加,故C 选项正确;物体放出热量Q <0,同时对外做功W <0,所以项错误.答案C2.解析车胎体积增大,故胎内气体对外界做功,胎内气体温度升高,故胎内气体内能增大,D 项正确.答案DΔU <0,即内能一定减小,D 选V 02V 03.解析a →b 过程为等压变化,由盖-吕萨克定律得:=,得T b =2T a ,a →c 过程为等容变化,由查理定律T a T bp 02p 0得:=,得T c =2T a 所以T b =T c 由热力学第一定律:a →b :W ab +Q ab =ΔU abT a T ca →c :W ac +Q ac =ΔU ac又W ab <0,W ac =0,ΔU ab =ΔU ac 则有Q ab >Q ac 故C 项正确.答案C4.解析储气罐中气体体积不变,气体不做功,当温度升高时,气体压强增大,气体内能增大,分子平均动能增大;由热力学第一定律可知,气体一定吸热,故选项B 正确.答案B5.解析对封闭气体,由题图可知a →b 过程,气体体积V 不变,没有做功,而温度T 升高,则为吸热过程,A 项正确;b →c 过程为等温变化,压强减小,体积增大,对外做功,则为吸热过程,B 项错;c →a 过程为等压变化,温度T 降低,内能减少,体积V 减小,外界对气体做功,依据W +Q =ΔU ,外界对气体所做的功小于气体所放的热,C 项错;温度是分子平均动能的标志,T a <T b =T c ,故D 项正确;同种气体的压强由气体的分子数密度ρ和温度T 决定,由题图可知T b =T c ,p b >p c ,显然E 项正确.答案ADE6.解析因汽缸导热良好,故环境温度升高时封闭气体温度亦升高,而一定质量的理想气体内能只与温度有关,故封闭气体内能增大,A 正确;因汽缸内壁光滑,由活塞受力平衡有p 0S +mg =pS ,即缸内气体的压强p =p 0+mg V不变,C 错误;由盖—吕萨克定律=恒量可知气体体积膨胀,对外做功,B 正确;理想气体分子间除S T 碰撞瞬间外无相互作用力,故D 错误.答案AB7.解析热机不可能将内能全部转化为机械能,其效率不可能达到100%,A 错误;做功是通过能量转化的方式改变内能,而热传递是通过内能转移改变内能,B 错误;单个分子的运动无规则,但大量分子的运动符合统计规律,D 错误;C 的说法是正确的.答案C8.解析由热力学第一定律知内能的变化取决于做功和热传递两个方面,故A 错误;由热力学第二定律知在引起其他影响的情况下热量也可由低温物体传递到高温物体,B 错误;当r >r 0时分子力表现为引力,分子距离增大时分子势能增大,而r <r 0时则相反,故C 错误;分子间引力和斥力都是随分子间距离的增大而减小,随分子间距离的减小而增大,故D 正确.答案DpV9.解析对于一定量的理想气体,根据理想气体状态方程=C 可知,压强、体积不变,则温度不变,一定量T 理想气体的内能只由温度决定,故A 、E 正确;气体的内能不变,温度不变,说明pV 乘积不变,故B 错误;气体的温度不断升高,说明pV 乘积不断增大,但压强不一定增大,C 错误;气体温度每升高1 K,内能变化量一定,但由于做功情况未知,吸放热情况未知,D 正确.答案ADE 10.解析因为测试时,对包装袋缓慢地施加压力,外界对气体所做的功等于气体对外放出的热量,由热力学第一定律可知:气体的温度不变,即内能不变.玻意耳定律可知:气体体积变小,所以压强变大,由于气体的压强是由于气击的作用力增大.(3)若不漏气,设加压后的体积为V 1,由等温过程得:p 0V 0=p 1V 1,代入数据得V 1=0.5 L ,因为0.45 L <0.5L ,故包装袋漏气.计算题:11.L =⋅体分子对器壁的频繁碰撞而产生的,所以包装袋内壁单位面积上所受气体分子撞答案增大不变P 0L 512.(1)p 0=1.65×10Pa (2)p 2=1.1×105Pa13.20.6MFP 0+(M +m )S。
热力学第二定律练习题一、是非题,下列各题的叙述是否正确,对的画√错的画×1、热力学第二定律的克劳修斯说法是:热从低温物体传给高温物体是不可能的 ( )2、组成可变的均相系统的热力学基本方程 d G =-S d T +V d p +d n B ,既适用于封闭系统也适用于敞开系统。
( )3、热力学第三定律的普朗克说法是:纯物质完美晶体在0 K 时的熵值为零。
( )4、隔离系统的熵是守恒的。
( )5、一定量理想气体的熵只是温度的函数。
( )6、一个系统从始态到终态,只有进行可逆过程才有熵变。
( )7、定温定压且无非体积功条件下,一切吸热且熵减少的反应,均不能自发发生。
( )8、系统由状态1经定温、定压过程变化到状态2,非体积功W ’<0,且有W ’>∆G 和∆G <0,则此状态变化一定能发生。
( )9、绝热不可逆膨胀过程中∆S >0,则其相反的过程即绝热不可逆压缩过程中∆S <0。
( ) 10、克-克方程适用于纯物质的任何两相平衡。
( )11、如果一个化学反应的∆r H 不随温度变化,则其∆r S 也不随温度变化, ( )12、在多相系统中于一定的T ,p 下物质有从化学势较高的相自发向化学势较低的相转移的趋势。
( ) 13、在-10℃,101.325 kPa 下过冷的H 2O ( l )凝结为冰是一个不可逆过程,故此过程的熵变大于零。
( ) 14、理想气体的熵变公式只适用于可逆过程。
( )15、系统经绝热不可逆循环过程中∆S = 0,。
( )二、选择题1 、对于只做膨胀功的封闭系统的(∂A /∂T )V 值是:( ) (1)大于零 (2) 小于零 (3)等于零 (4)不确定 2、 从热力学四个基本过程可导出VU S ∂⎛⎫⎪∂⎝⎭=( ) (1) (2) (3) (4) T p S pA H U G V S V T ∂∂∂∂⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪∂∂∂∂⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭3、1mol 理想气体(1)经定温自由膨胀使体积增加1倍;(2)经定温可逆膨胀使体积增加1倍;(3)经绝热自由膨胀使体积增加1倍;(4)经绝热可逆膨胀使体积增加1倍。
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考点14 热学一、选择题1.(2018·广东理综·T13)清晨,草叶上的露珠是由空气中的水汽凝结成的水珠,这一物理过程中,水分子间的( )A.引力消失,斥力增大B.斥力消失,引力增大C.引力、斥力都减小D.引力、斥力都增大【解题指南】本题从分子引力和分子斥力与分子间距离的关系中寻找突破口.【解析】选D.因为空气中的水汽凝结成水珠时,分子间的距离变小,而分子引力和分子斥力均随着分子间距离的减小而增大.故D选项正确,其他选项都错.2.(2018·广东理综·T14)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【解题指南】本题利用热力学第一定律及理想气体状态方程求解.【解析】选B.由于套筒内封闭着一定质量的气体,当猛推推杆时推杆迅速压缩气体,外界对气体做正功.由于这一过程进行得很快,可以看成是一个近似的绝热过程,即整个系统来不及向外界传递热量.根据热力学第一定律,这时外力做的功只能用来增加气体的内能.这就使气体分子的运动加剧,引起气体分子平均动能增加,气体温度升高.所以艾绒即刻被点燃.由于被封闭的气体质量不变,温度升高,而体积变小,则由气体状态方程知压强变大.故B选项正确,其他选项都错.3.(2018·福建理综·T28(1))关于热力学定律和分子动理论,下列说法正确的是.(填选项前的字母)A.一定量气体吸收热量,其内能一定增大B.不可能使热量由低温物体传递到高温物体C.若两分子间距离增大,分子势能一定增大D.若两分子间距离减小,分子间引力和斥力都增大【解题指南】解答本题时应明确以下三点:(1)改变气体内能的方式.(2)分子力的特点及做功引起的能量变化关系.(3)对热力学第二定律的理解.【解析】选D.据热力学第一定律ΔU=W+Q可知气体吸收热量对外做功,内能不一定增大,A错;热量可以由低温物体传递到高温物体但要引起其他变化,B错;两分子间距离减小,分子间引力和斥力都增大,D对;当分子间作用力表现为斥力时,距离增大,分子势能减小,C错.4.(2018·福建理综·T28(2))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 .(填选项前的字母)A.2.5 atmB.2.0 atmC.1.5 atmD.1.0 atm【解题指南】解答本题时应明确以下两点:(1)充气过程可看成等温压缩过程.(2)理想气体等温变化可应用玻意耳定律.【解析】选A.依题可知P 1=1atm ,V 1=15.0L ,V 2=6.L ,据1122PVPV 得P 2=2.5atm ,故选A. 5. (2018·江苏物理·T12·A(1))下列现象中,能说明液体存在表面张力的有 .A.水黾可以停在水面上B.叶面上的露珠呈球形C.滴入水中的红墨水很快散开D.悬浮在水中的花粉做无规则运动【解析】选A 、B.AB 说明液体存在表面张力,C 是扩散现象,D 是布朗运动说明水分子做热运动.6. (2018·山东理综·T36(1))以下说法正确的是 .A.水的饱和汽压随温度的升高而增大B.扩散现象表明,分子在永不停息地运动C.当分子间距离增大时,分子间引力增大,分子间斥力减小D.一定质量的理想气体,在等压膨胀过程中,气体分子的平均动能减小【解析】选A 、B.液体的饱和汽压与温度有关.温度越高,饱和汽压越大,A 对;扩散现象表明,分子在永不停息地运动,温度越高,分子的运动越剧烈,B 对;当分子间距离增大时,分子间引力和斥力都减小,只是斥力减小得更快些,C 错;由盖·吕萨克定律可知,在压强保持不变的条件下,体积与热力学温度成正比,体积变大,温度升高,气体的平均动能增大,D 错.7.(2018·新课标全国卷·T33(1))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【解题指南】熟练掌握热力学第一定律和热力学第二定律是解答本题的关键。
判断题:√1.自然界发生的过程一定是不可逆过程。
×2.不可逆过程一定是自发过程。
(做了非体积功发生的过程不是自发过程)×3.熵增加的过程一定是自发过程。
(如自由膨胀过程)×4.绝热可逆过程的∆S = 0,绝热不可逆膨胀过程的∆S > 0,绝热不可逆压缩过程的∆S < 0。
×5.为了计算绝热不可逆过程的熵变,可以在始末态之间设计一条绝热可逆途径来计算。
(设计一条可逆非绝热可逆过程来计算熵变)×6.由于系统经循环过程后回到始态,∆S = 0,所以一定是一个可逆循环过程。
(环境可能提供负熵流)×7.平衡态熵最大。
(在隔离体系中是对的)×8.在任意一可逆过程中∆S = 0,不可逆过程中∆S > 0。
9.理想气体经等温膨胀后,由于∆U = 0,所以吸的热全部转化为功,这与热力学第二定律矛盾吗?(不矛盾,因为在热全部转化为功的同时,引起了气体的状态的变化)×10.当系统向环境传热时(Q < 0),系统的熵一定减少。
(熵变是可以过程的热温熵)√11.一切物质蒸发时,摩尔熵都增大。
(混乱度增大)×12.吉布斯函数减小的过程一定是自发过程。
(条件:等温等压,非体积功等于0)×13.在等温、等压下,吉布斯函数变化大于零的化学变化都不能进行。
(当有非体积功如电功时可以发生)×14.系统由V 1膨胀到V 2,其中经过可逆途径时做的功最多。
(等温条件下如对的)×15.因Q p =ΔH ,Q v =ΔU ,所以Q p 和Q v 都是状态函数。
(热是过程量,不是状态函数)×16.水溶液的蒸气压一定小于同温度下纯水的饱和蒸汽压。
(非挥发性溶质的稀溶液)×17.在等温等压不做非体积功的条件下,反应Δr G m <0时,若值越小,自发进行反应的趋势就越强,反应进行得越快。
一、选择题1.一定量的理想气体贮于某一容器中,温度为T ,气体分子的质量为m 。
根据理想气体的分子模型和统计假设,分子速度在x 方向的分量平方的平均值 (A) m kT x 32=v (B) m kT x 3312=v (C) m kT x /32=v (D) m kT x /2=v2.一定量的理想气体贮于某一容器中,温度为T ,气体分子的质量为m 。
根据理想气体分子模型和统计假设,分子速度在x 方向的分量的平均值 (A) m kT π8=x v (B) m kT π831=x v (C) m kT π38=x v (D) =x v 03.温度、压强相同的氦气和氧气,它们分子的平均动能ε和平均平动动能w 有如下关系:(A) ε和w都相等 (B) ε相等,w 不相等 (C) w 相等,ε不相等 (D) ε和w 都不相等4.在标准状态下,若氧气(视为刚性双原子分子的理想气体)和氦气的体积比V 1 / V 2=1 / 2 ,则其内能之比E 1 / E 2为:(A) 3 / 10 (B) 1 / 2 (C) 5 / 6 (D) 5 / 35.水蒸气分解成同温度的氢气和氧气,内能增加了百分之几(不计振动自由度和化学能)?(A) 66.7% (B) 50% (C) 25% (D) 06.两瓶不同种类的理想气体,它们的温度和压强都相同,但体积不同,则单位体积内的气体分子数n ,单位体积内的气体分子的总平动动能(E K /V ),单位体积内的气体质量ρ,分别有如下关系:(A) n 不同,(E K /V )不同,ρ不同 (B) n 不同,(E K /V )不同,ρ相同(C) n 相同,(E K /V )相同,ρ不同 (D) n 相同,(E K /V )相同,ρ相同7.一瓶氦气和一瓶氮气密度相同,分子平均平动动能相同,而且它们都处于平衡状态,则它们(A) 温度相同、压强相同 (B) 温度、压强都不相同(C) 温度相同,但氦气的压强大于氮气的压强(D) 温度相同,但氦气的压强小于氮气的压强8.关于温度的意义,有下列几种说法:(1) 气体的温度是分子平均平动动能的量度;(2) 气体的温度是大量气体分子热运动的集体表现,具有统计意义;(3) 温度的高低反映物质内部分子运动剧烈程度的不同;(4) 从微观上看,气体的温度表示每个气体分子的冷热程度。
高考物理新力学知识点之热力学定律技巧及练习题含答案(4)一、选择题1.把水和酒精混合后,用蒸发的方式又可以分开,然后液化恢复到原来的状态,这说明()A.扩散现象没有方向B.将水和酒精分开时,引起了其他变化,故扩散具有方向性C.将水和酒精分开时,并没有引起化学变化,故扩散现象没有方向性D.用本题的实验,无法说明扩散现象是否具有方向性2.一定质量的理想气体,从状态a开始,经历ab、bc、ca三个过程回到原状态,其V-T 图像如图所示,其中图线ab的反向延长线过坐标原点O,图线bc平行于T轴,图线ca平行于V轴,则()A.ab过程中气体压强不变,气体从外界吸热B.bc过程中气体体积不变,气体不吸热也不放热C.ca过程中气体温度不变,气体从外界吸热D.整个变化过程中气体的内能先减少后增加3.如图所示导热性良好的汽缸内密封的气体(可视为理想气体),在等压膨胀过程中,下列关于气体说法正确的是()A.气体内能可能减少B.气体会向外界放热C.气体吸收的热量大于对外界所做的功D.气体平均动能将减小4.下列有关热学的叙述中,正确的是()A.同一温度下,无论是氢气还是氮气,它们分子速率都呈现出“中间多,两头少”的分布规律,且分子平均速率相同B.在绝热条件下压缩理想气体,则其内能不一定增加C.布朗运动是指悬浮在液体中的花粉分子的无规则热运动D.液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离,故液体表面存在张力5.一定质量的理想气体由状态A变化到状态B,气体的压强随热力学温度变化如图所示,则此过程()A.气体的密度减小B.外界对气体做功C.气体从外界吸收了热量D.气体分子的平均动能增大6.关于热力学定律,下列说法正确的是()A.在一定条件下物体的温度可以降到0 KB.物体从单一热源吸收的热量可全部用于做功C.吸收了热量的物体,其内能一定增加D.压缩气体气体的温度一定升高7.一定质量理想气体的状态经历了如图所示的ab、bc、cd、da四个过程,其中ab与竖直轴平行,bc的延长线通过原点,cd与水平轴平行,da与bc平行,则 ( )A.ab过程中气体温度不变,气体不吸热也不放热B.bc过程中气体体积保持不变,气体放出热量C.cd过程中气体体积不断增加,气体吸收热量D.da过程中气体体积保持不变,气体放出热量8.根据热力学第二定律,下列说法中错误..的是()A.电流的电能不可能全部变成内能B.在火力发电中,燃气的内能不可能全部变为电能C.在热机中,燃气的内能不可能全部变为机械能D.在热传导中,热量不可能自发地从低温物体传递给高温物体9.下列说法正确的是_________.A.布朗运动是液体分子的无规则运动B.只有外界对物体做功才能增加物体的内能C.功转变为热的实际宏观过程是可逆过程D.一定量的气体,在压强不变时,分子每秒对器壁单位面积平均碰撞次数随着温度降低而增加10.在下列叙述中,正确的是A.物体里所有分子动能的总和叫做物体的内能B .—定质量的气体,体积不变时,温度越高,气体的压强就越大C .对一定质量的气体加热,其内能一定增加D .随着分子间的距离增大分子间引力和斥力的合力一定减小11.关于能量的转化与守恒,下列说法正确的是 ( )A .任何制造永动机的设想,无论它看上去多么巧妙,都是一种徒劳B .空调机既能致热,又能致冷,说明热传递不存在方向性C .由于自然界的能量是守恒的,所以说能源危机不过是杞人忧天D .一个单摆在来回摆动许多次后总会停下来,说明这个过程的能量不守恒12.一定量的理想气体,从状态a 开始,经历ab 、bc 、ca 三个过程,其图象如图所示,下列判断正确的是( )A .a b →过程气体吸收的热量大于内能的增加B .b c →过程气体吸收的热量全部用于对外做功C .c a →过程外界对气体做的功大于放出的热量D .b c →过程的体积变化量大于c a →过程的体积变化量13.如图所示,柱形容器内封有一定质量的空气,光滑活塞C (质量为m )与容器用良好的隔热材料制成。
高考物理最新力学知识点之热力学定律专项训练解析含答案一、选择题1.下列说法正确的是()A.物体放出热量,其内能一定减小B.物体对外做功,其内能一定减小C.物体吸收热量,同时对外做功,其内能可能增加D.物体放出热量,同时对外做功,其内能可能不变2.如图所示,一导热性能良好的金属气缸内封闭一定质量的理想气体。
现缓慢地向活塞上倒一定质量的沙土,忽略环境温度的变化,在此过程中()A.气缸内大量分子的平均动能增大B.气体的内能增大C.单位时间内撞击气缸壁单位面积上的分子数增多D.气缸内大量分子撞击气缸壁的平均作用力增大3.下列有关热学的叙述中,正确的是()A.同一温度下,无论是氢气还是氮气,它们分子速率都呈现出“中间多,两头少”的分布规律,且分子平均速率相同B.在绝热条件下压缩理想气体,则其内能不一定增加C.布朗运动是指悬浮在液体中的花粉分子的无规则热运动D.液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离,故液体表面存在张力4.关于永动机和热力学定律的讨论,下列叙述正确的是()A.第二类永动机违背能量守恒定律B.如果物体从外界吸收了热量,则物体的内能一定增加C.保持气体的质量和体积不变,当温度升高时,每秒撞击单位面积器壁的气体分子数增多D.做功和热传递都可以改变物体的内能,但从能的转化或转移的观点来看这两种改变方式没有区别5.下列说法正确的是()A.布朗运动就是液体分子的热运动B.在实验室中可以得到-273.15℃的低温C.一定质量的气体被压缩时,气体压强不一定增大D.热量一定是从内能大的物体传递到内能小的物体6.关于物体内能的变化情况,下列说法中正确的是( )A.吸热的物体,其内能一定增加B.绝热压缩的物体,其内能一定增加C.放热的物体,其内能一定减少D.体积膨胀的物体,其内能一定减少7.根据热力学第二定律,下列说法中错误..的是()A.电流的电能不可能全部变成内能B.在火力发电中,燃气的内能不可能全部变为电能C.在热机中,燃气的内能不可能全部变为机械能D.在热传导中,热量不可能自发地从低温物体传递给高温物体8.如图所示,一定质量的理想气体密封在绝热(即与外界不发生热交换)容器中,容器内装有一可以活动的绝热活塞.今对活塞施以一竖直向下的压力F,使活塞缓慢向下移动一段距离后,气体的体积减小.若忽略活塞与容器壁间的摩擦力,则被密封的气体( )图13-2-4A.温度升高,压强增大,内能减少B.温度降低,压强增大,内能减少C.温度升高,压强增大,内能增加D.温度降低,压强减小,内能增加9.用相同材料制成质量相等的圆环A 和圆盘B,厚度相同,且起始温度也相同,把它们都竖立在水平地面上,如图所示.现给它们相同的热量,假设它们不与任何其他物体进行热交换,则升温后,圆环A的温度t A与圆盘B的温度t B的大小关系是A.t A>t B B.t A=t B C.t A<t B D.无法确定10.根据热力学定律和分子动理论可知,下列说法中正确的是( )A.已知阿伏加德罗常数和某物质的摩尔质量,一定可以求出该物质分子的质量B.满足能量守恒定律的宏观过程一定能自发地进行C.布朗运动就是液体分子的运动,它说明分子做永不停息的无规则运动D.当分子间距离增大时,分子间的引力和斥力同时减小,分子势能一定增大11.一个气泡从恒温水槽的底部缓慢向上浮起,(若不计气泡内空气分子势能的变化)则()A.气泡对外做功,内能不变,同时放热B.气泡对外做功,内能不变,同时吸热C.气泡内能减少,同时放热D.气泡内能不变,不吸热也不放热12.二氧化碳是导致“温室效应”的主要原因之一,人类在采取节能减排措施的同时,也是在研究控制温室气体的新方法,目前专家们正在研究二氧化碳的深海处理技术.在某次实验中,将一定质量的二氧化碳气体封闭在一个可以自由压缩的导热容器中,将容器缓慢移到海水某深处,气体体积减小为原来的一半,温度逐渐降低.此过程中()A.封闭的二氧化碳气体对外界做正功B.封闭的二氧化碳气体压强一定增大C.封闭的二氧化碳气体分子的平均动能增大D.封闭的二氧化碳气体一定从外界吸收热量13.下列过程中可能发生的是 ()A.某种物质从高温热源吸收20 kJ的热量,全部转化为机械能,而没有产生其他任何影响B.打开一高压密闭容器,其内气体自发溢出后又自发溢进去,恢复原状C.利用其他手段,使低温物体温度更低,高温物体的温度更高D.将两瓶不同液体混合,然后它们又自发地各自分开14.随着世界经济的快速发展,能源短缺问题日显突出,油价的不断攀升,已对各国人民的日常生活造成了各种影响,如排长队等待加油的情景已经多次在世界各地发生,能源成为困扰世界经济发展的重大难题之一。
2012年普通物理A1课堂练习(4月17日)
姓名 学号
一、选择题 1.在曲线运动中v 表示质点运动的速度,则可以判断:
(a) 一定有dt v d dt v d > (b) 一定有dt
v d dt v d = (c) 一定有dt v d dt v
d < (d) dt v d 和dt v d 的大小之间无确定关系 ( ) 答案:C
2.竖立的圆筒形转笼,半径为R ,绕中心轴转动,物块A 紧靠在圆筒的内壁上,物块与圆
筒间的摩擦系数为μ,要使物块A 不下落,圆筒转动的角速度ω至少应为:
( C )
(A
) (B )
(C ) (D ) F=μmR ω2=mg
3.1mol 理想气体从P -V 图上初态A 分别经历如图所示的(1)或 (2)过程到达末态B .已
知Ta <Tb ,则这两过程中气体吸收的热量 Q 1和Q 2的关系是
( A )
(A )Q 1>Q 2>0. (B )Q 2>Q 1>0.
(C )Q 2<Q 1<0. (D )Q 1<Q 2<0.
4. 理想气体绝热地向真空自由膨胀,体 积增大为原来的两倍,则始、末两态的温度T1与
T2和始、末两态气体分子的平均自由程λ1 、λ2的关系为
(B ) 2121,)(λλ==T T A 212121,)(λλ==T T B 2121,2)(λλ==T T C 21212
1,2)(λλ==T T D R g μg μR g μR
g
5.一定的理想气体的内能E 随体积V 的变化关系为一条直线,则此直线表示的过程为什么过程?
(A )等温过程;(B )等压过程
(C )等容过程;(D )绝热过程 ( ) B
二、填空题
1、用分子总数N ,气体分子速率分布函数f(v)表示下列各量:
(1)速率大于V 0的分子数=
(2)速率大于V 0的那些分子的平均速率=
三、计算题 1.一直线运动的加速度为s m v x x a /40,20==-=时,当,求加速度与位置的关系。
2216x v -=
2.如图所示,两个鼓轮的半径分别为R 1和R 2,质量分别为M 1和M 2,两者均可视为均匀圆柱体而且同轴固结在一起,鼓轮可以绕一水平轴自由转动。
今在两鼓轮上绕以细绳,绳子两端分别挂上质量为m 1和m 2的两个物体,求角加速度和m 2从静止开始下落距离S 时鼓轮的角速度ω.
解:由题意可知,m 1、m 2作平动,M 1、M 2作定轴转动,而且具有相同的角速度和角加速度。
设m 1、m 2所受绳子的拉力分别为T 1、T 2,则鼓轮所受力矩为T 2R 2-T 1R 1 。
1分
根据牛顿第二定律和刚体转动定律列出方程,有:
m 2g -T 2=m 2a 2 (1) 1分 T 1-m 1g =m 1a 1
(2) 1分
T 2R 2-T 1R 1=(J 1+J 2)β (3) 1分
iPV RT i RT i E 2
1212===νν⎰∞0)(v dv v Nf ⎰⎰
⎰⎰∞∞
∞∞=0000)(/)()(/)(v v v v dv v f dv v vf dv v Nf dv v Nvf
a 1=βR 1 , a 2=βR 2 , J 1=M 1R 12/2,
J 2=M 2R 22/2
22221122221111222
121)(R m R m R M R M g R m R m +++-=β
3.一质量为M 长为L 的木棒,可绕通过一端并与之垂直的轴转动。
开始时棒静止并下垂。
一质量为m 的子弹以v 0的速度垂直射入另一端,穿出后以v 0/2的速度离开木棒。
求木棒获得的角速度。
ML
m v 230=ω
4.下图表示一定质量的双原子理想气体经历的一个循环,已知 在P-V 图上A 、B 、C 的坐标是(P 1 ,V 1),(P 1 ,2V 1) (P 1/2, V 1); 求循环效率。
()2222211222211112221212R R m R m R M R M gS R m R m ⎪⎭⎫ ⎝⎛+++-=ω
AB 为等压膨胀过程,气体吸热:
CA 为等体升压过程,系统吸热为:
可见在完整的循环过程中系统吸热
19
1419411111===V p V p Q A η41945271111111V p V p V p Q Q Q CA AB =+=+=()()111141212121p V p V p p V V A C A A B ==--
=)(A B p T T m -=R27Qμ11V p 27=11VP45=)-T(TC=QCAVCAμ
m。