高中物理热学错题集
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高考物理力学知识点之热力学定律易错题汇编及答案(5)一、选择题1.如图所示,水平放置的封闭绝热气缸,被一锁定的绝热活塞分为体积相等的a、b两部分。
已知a部分气体为1mol氧气,b部分气体为2 mol氧气,两部分气体温度相等,均可视为理想气体。
解除锁定,活塞滑动一段距离后,两部分气体各自再次达到平衡态时,它们的体积分别为V a、V b,温度分别为T a、T b。
下列说法正确的是A.V a>V b, T a>T b B.V a>V b, T a<T bC.V a<V b, T a<T b D.V a<V b, T a>T b2.二氧化碳是导致“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3.下列说法正确的是A.物体吸收热量,其内能一定增加B.不可能从单一热库吸收热量,使之完全变成功,而不产生其他影响C.第二类永动机不能制成是因为违背了能量守恒定律D.热量能够自发地从低温物体传递到高温物体4.若通过控制外界条件,使图甲装置中气体的状态发生变化.变化过程中气体的压强p随热力学温度T的变化如图乙所示,图中AB线段平行于T轴,BC线段延长线通过坐标原点,CA线段平行于p轴.由图线可知A.A→B过程中外界对气体做功B.B→C过程中气体对外界做功C.C→A过程中气体内能增大D.A→B过程中气体从外界吸收的热量大于气体对外界做的功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.如图所示,用两种不同的金属丝组成一个回路,接触点1插在一杯热水中,接触点2插在一杯冷水中,此时灵敏电流计的指针会发生偏转,这就是温差发电现象,根据这一现象,下列说法中正确的是( )A.这一过程违反了热力学第二定律B.这一过程违反了热力学第一定律C.热水和冷水的温度将发生变化D.这一过程违反了能量守恒定律7.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.如图所示,A、B为两相同的绝热气缸,用绝热活塞封闭了压强、体积、温度、质量均相同的同种气体,活塞和杠杆质量不计,活塞和杠杆接触,忽略一切摩擦.O为固定轴,且MO=NO,将A中气体温度升高(变化不大)到杠杆MN重新平衡,下列说法正确的是()A.B中气体温度不变B.B中气体温度降低C.A中气体克服外力做功,外界对B气体做功D.A中气体内能增加,B中气体内能减少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.密闭有空气的薄塑料瓶因降温而变扁,此过程中瓶内空气(不计分子势能)A.内能增大,放出热量B.内能减小,吸收热量C.内能增大,对外界做功D.内能减小,外界对其做功12.给一定质量、温度为的水加热,在水的温度由上升到的过程中,水的体积随着温度升高反而减小,我们称之为“反常膨胀”某研究小组通过查阅资料知道:水分子之间存在一种结合力,这种结合力可以形成多分子结构,在这种结构中,水分子之间也存在相互作用的势能在水反常膨胀的过程中,体积减小是由于水分子之间的结构发生了变化,但所有水分子间的总势能是增大的关于这个问题的下列说法中正确的是A.水分子的平均动能减小,吸收的热量一部分用于分子间的结合力做正功B.水分子的平均动能减小,吸收的热量一部分用于克服分子间的结合力做功C.水分子的平均动能增大,吸收的热量一部分用于分子间的结合力做正功D.水分子的平均动能增大,吸收的热量一部分用于克服分子间的结合力做功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.关于物体内能的变化,以下说法中正确的是()A.物体吸收热量,内能一定增大B.物体对外做功,内能一定减少C.物体吸收热量,同时对外做功,内能可能不变D.物体放出热量,同时对外做功,内能可能不变15.如图所示的p-V图像中A→B→C→A表示一定质量理想气体的状态变化过程。
高考物理力学知识点之热力学定律易错题汇编含答案(2)一、选择题1.密闭有空气的薄塑料瓶因降温而变扁,此过程中瓶内空气(不计分子势能)A.内能增大,放出热量B.内能减小,吸收热量C.内能增大,对外界做功D.内能减小,外界对其做功2.给一定质量、温度为的水加热,在水的温度由上升到的过程中,水的体积随着温度升高反而减小,我们称之为“反常膨胀”某研究小组通过查阅资料知道:水分子之间存在一种结合力,这种结合力可以形成多分子结构,在这种结构中,水分子之间也存在相互作用的势能在水反常膨胀的过程中,体积减小是由于水分子之间的结构发生了变化,但所有水分子间的总势能是增大的关于这个问题的下列说法中正确的是A.水分子的平均动能减小,吸收的热量一部分用于分子间的结合力做正功B.水分子的平均动能减小,吸收的热量一部分用于克服分子间的结合力做功C.水分子的平均动能增大,吸收的热量一部分用于分子间的结合力做正功D.水分子的平均动能增大,吸收的热量一部分用于克服分子间的结合力做功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4.二氧化碳是导致“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5.下列说法正确的是()A.决定封闭理想气体压强大小的是,分子密集程度和分子的平均动能B.决定理想气体压强的是,分子平均动能和分子种类C.质量相同的0C︒的水和0C︒的冰具有相同的内能D.一定质量的理想气体绝热自由膨胀过程,内能一定减少6.下列过程中可能发生的是()A.将两瓶不同液体混合,然后它们又自发地各自分开B .利用其他手段,使低温物体温度更低,高温物体的温度更高C .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D .某种物质从高温热源吸收20kJ 的热量,全部转化为机械能,而没有产生其他任何影响7.下列说法正确的是A .物体吸收热量,其内能一定增加B .不可能从单一热库吸收热量,使之完全变成功,而不产生其他影响C .第二类永动机不能制成是因为违背了能量守恒定律D .热量能够自发地从低温物体传递到高温物体8.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9.带有活塞的汽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 到状态c ,b 、c 状态温度相同,如V ﹣T 图所示.设气体在状态b 和状态c 的压强分别为P b 和P c ,在过程ab 和ac 中吸收的热量分别为Q ab 和Q ac ,则( )A .p b >p c ,Q ab >Q acB .p b >p c ,Q ab <Q acC .p b <p c ,Q ab <Q acD .p b <p c ,Q ab >Q ac10.一定质量的理想气体在某一过程中压强51.010P Pa =⨯保持不变,体积增大100cm 3,气体内能增加了50J ,则此过程( )A .气体从外界吸收50J 的热量B .气体从外界吸收60J 的热量C .气体向外界放出50J 的热量D .气体向外界放出60J 的热量11.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12.如图表示一定质量的理想气体状态变化过程中的四个状态,图中ad 平于横轴,dc 平行于纵轴,ab 的延长线过原点,以下说法不正确的是A.从状态d到c,气体体积增大,气体对外做功B.从状态c到b,气体体积减小,外界对气体做功C.从状态a到d,内能增加,气体从外界吸热D.从状态b到a,内能增加,气体对外界放热13.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14.如图所示,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,这就是著名的“卡诺循环”。
一、单选题二、多选题1.如图所示,空间中有一静电场,在轴上场强E 随位置的变化规律为其中为大于0的常数,单位为,的单位为.有一带正电的试探电荷在处由静止释放.若不考虑其它力的作用.则试探电荷 ()A .释放后将一直沿x 轴正方向运动B .释放后将一直沿x 轴负方向运动C .在x=0.4m 处的电势能最大D .在x=0.4m 处的加速度最小2. 如图所示为一定质量的理想气体状态变化的V -T 图像。
已知在状态A 时的压强为p 0,则( )A .状态C 时的压强为2p 0B .B →C 过程中气体从外界吸热C .A →B 过程中外界对气体做功p 0V 0D .A →B 过程中单个分子对容器壁的平均撞击力不变3. 弹簧振子做简谐振动,若从平衡位置O 开始计时,如图,经过0.2s (0.2s 小于振子的四分之一振动周期)时,振子第一次经过P 点,又经过了0.2s ,振子第二次经过P点,则振子的振动周期为( )A .0.4sB .0.8sC .1.0sD .1.2s 4. 如图所示轴上,波源在原点O 处,,,。
时,波源从平衡位置开始竖直向上振动,形成分别沿轴向正方向和负方向传播的简谐横波,时,质点a 第一次到达最高点,同时质点c刚好开始振动。
下列说法正确的是( )A .该波的周期为12sB .该波的波速为0.5m/sC .时b 处的质点正在向下运动D .若波源停止振动,则a 、b 、c 三点处的质点将同时停止振动5. 如图甲所示两平行金属板,B 板接地,从t =0时刻起AB 板接电源,A 板电势随时间变化图像如图乙所示,板间一带正电粒子(不计重力)由静止开始在电场力作用下运动,板间距足够长,则下列说法正确的是( )A .粒子在两板间往复运动B.时粒子速度为零C .到这段时间内粒子的电势能降低,电场力对粒子做正功D.时与时粒子速度之比为1:46. 如图所示,质量为M 、长度为l 的小车静止在光滑的水平面上。
高考物理力学知识点之热力学定律易错题汇编附答案解析(2)一、选择题1.如图所示,导热的气缸开口向下,缸内活塞封闭了一定质量的理想气体,活塞可自由滑动且不漏气,活塞下挂一个砂桶,砂桶装满砂子时,活塞恰好静止,现将砂桶底部钻一个小洞,让细砂慢慢漏出.气缸外部温度恒定不变,则A.缸内的气体压强减小,内能减小B.缸内的气体压强增大,内能减小C.缸内的气体压强增大,内能不变D.外界对气体做功,缸内的气体内能增加2.如图表示一定质量的理想气体状态变化过程中的四个状态,图中ad平于横轴,dc平行于纵轴,ab的延长线过原点,以下说法不正确的是A.从状态d到c,气体体积增大,气体对外做功B.从状态c到b,气体体积减小,外界对气体做功C.从状态a到d,内能增加,气体从外界吸热D.从状态b到a,内能增加,气体对外界放热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4.二氧化碳是导致“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5.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6.一定质量的理想气体在某一过程中,气体对外界做功1.6×104J,从外界吸收热量3.8×104J,则该理想气体的()A.温度降低,密度减小B.温度降低,密度增大C.温度升高,密度减小D.温度升高,密度增大7.如图所示的p-V图像, 1、2、3三个点代表某容器中一定量理想气体的三个不同状态,对应的温度分别是T1、T2、T3,用N1、N2、N3分别表示这三个状态下气体分子在单位时间内撞击容器壁上单位面积的次数,下列说法中正确的是()A.气体从1状态变化到2状态要放热,N1 > N2,T1>T2B.气体从2状态变化到3状态对外做功,吸热,N2= N3,T3>T2C.气体从3状态变化到1状态内能不变,放热,N1<N3,T1=T3D.以上说法都不对8.若通过控制外界条件,使图甲装置中气体的状态发生变化.变化过程中气体的压强p随热力学温度T的变化如图乙所示,图中AB线段平行于T轴,BC线段延长线通过坐标原点,CA线段平行于p轴.由图线可知A.A→B过程中外界对气体做功B.B→C过程中气体对外界做功C.C→A过程中气体内能增大D.A→B过程中气体从外界吸收的热量大于气体对外界做的功9.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10.下列说法正确的是A.机械能全部变成内能是不可能的B.第二类永动机不可能制造成功的原因是因为能量既不会凭空产生,也不会凭空消失,只能从一个物体转移到另一个物体,或从一种形式转化成另一种形式C.根据热力学第二定律可知,热量不可能从低温物体传到高温物体D.从单一热源吸收的热量全部变成功是可能的11.如图所示,绝热容器中间用隔板隔开,左侧装有气体,右侧为真空.现将隔板抽掉,让左侧气体自由膨胀到右侧直至平衡,在此过程中()A.气体对外界做功,温度降低,内能减少B.气体对外界做功,温度不变,内能不变C.气体不做功,温度不变,内能不变D.气体不做功,温度不变,内能减少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()→过程气体吸收的热量大于内能的增加A.a b→过程气体吸收的热量全部用于对外做功B.b c→过程外界对气体做的功大于放出的热量C.c aD .b c →过程的体积变化量大于c a →过程的体积变化量13.图为某种椅子与其升降部分的结构示意图,M 、N 两筒间密闭了一定质量的气体,M 可沿N 的内壁上下滑动,设筒内气体不与外界发生热交换,在M 向下滑动的过程中A .外界对气体做功,气体内能增大B .外界对气体做功,气体内能减小C .气体对外界做功,气体内能增大D .气体对外界做功,气体内能减小14.关于物体内能的变化,以下说法中正确的是( )A .物体吸收热量,内能一定增大B .物体对外做功,内能一定减少C .物体吸收热量,同时对外做功,内能可能不变D .物体放出热量,同时对外做功,内能可能不变15.如图所示,一定质量的理想气体从状态A 变化到状态B ,再到状态C ,最后变化到状态A ,完成循环。
一、单选题二、多选题1. 如图所示为一皮带传动装置,右轮半径为r ,a 点在它的边缘上,左轮半径为2r ,b 点在它的边缘上。
若在传动过程中,皮带不打滑,则a 点与b点的角速度大小之比为( )A .1:2B .1:4C .2:1D .4:12. 20世纪初,丹麦物理学家玻尔意识到了经典理论在解释原子结构方面的困难,提出自己的原子结构假说。
下列关尔原子理论的说法错误的是( )A .第一次将量子观念引入原子领域B .新第一次提出了原子能级的概念C .把电子的运动看作经典力学描述下的轨道运动是该理论的成功之处D .无法解释大多数原子光谱的实验规律3. 设雨滴从很高处竖直下落,所受空气阻力f 和其速度v 成正比。
则雨滴的运动情况是( )A .先加速后减速,最后静止B .先加速后匀速C .先加速后减速直至匀速D .速度逐渐减小到零4. 一物体恰能在一个斜面体上沿斜面匀速下滑,此时斜面体不受地面的摩擦力作用,若沿斜面方向用力向下推此物体,使物体加速下滑,则斜面体受地面的摩擦力( )A .大小为零B .方向水平向前C .方向水平向后D .无法判断大小和方向5. 学科核心素养是学科育人价值的集中体现。
物理学科核心素养包括“物理观念、科学思维、科学探究和科学态度与责任”四个方面。
下列关于物理观念和科学思维的认识,正确的是( )A .加速度和功率的定义都运用了比值法B .合外力对物体做功为零,物体的机械能一定守恒C .驾驶员通过操作方向盘不能使汽车在光滑的水平面上转弯D .“鸡蛋碰石头,自不量力”,说明石头撞击鸡蛋的力大于鸡蛋撞击石头的力6. 如图所示,竖直固定的光滑细杆上穿着一个小球B ,小球通过一根不可伸长的轻绳绕过轻质光滑定滑轮与质量为的物块A 相连,用手将物块A 竖直向上托起至定滑轮左侧细绳与竖直方向的夹角为,现突然松手,物块A开始在竖直方向上做往复运动,小球最高能到达点。
已知定滑轮到细杆的距离为d ,Q 点和定滑轮的高度相同,,,重力加速度大小为,定滑轮可看作质点,下列说法正确的是( )A.小球经过点时的加速度大小为2024年高考物理易错专题:热学.docx三、实验题B.小球的质量为C.绳中的最小张力为D.该系统的最大总动能为7. 为了锻炼儿童的协调性,父子俩一起玩投掷小球的游戏。
一、单选题二、多选题1. 铀核可以发生衰变和裂变,铀核的A .衰变和裂变都能自发发生B .衰变和裂变都不能自发发生C .衰变能自发发生而裂变不能自发发生D .衰变不能自发发生而裂变能自发发生2. 传送装置在物流快递中的应用使得分拣工作更加智能化。
如图所示,水平传送带在电机的带动下,始终以速度沿图示方向匀速运动:一质量为m的快递件以的速度从左端水平滑上传送带,最终快递件与传送带共速,则快递件与传送带间由于摩擦产生的热量为( )A.B.C.D.3. 如图所示,a 、b 、c 、d 是滑动变阻器的四个接线柱,现把此变阻器接成一个分压电路向一个小灯泡供电,并要求滑片P 向c 移动时,小灯泡两端电压减小,下列说法中正确的是( )A .a 接电源正极,b 接电源负极,c 、d 接小灯泡两端B .a 接电源正极,b 接电源负极,c 、b 接小灯泡两端C .a 接电源正极,b 接电源负极,d 、b 接小灯泡两端D .a 接电源正极,b 接电源负极,d 、a 接小灯泡两端4. 不符合卢瑟福对粒子散射实验的解释是( )A .使粒子产生偏转的力主要是原子中电子对粒子的作用力B .使粒子产生偏转的力是库仑力C .原子核很小,粒子接近它的机会很小,所以绝大多数的粒子仍沿原来的方向前进D .能产生大角度偏转的粒子是穿过原子时离原子核近的粒子5.氢原子能级示意如图。
现有大量氢原子处于能级上,下列说法正确的是( )A .这些原子跃迁过程中最多可辐射出2种频率的光子B.从能级跃迁到 能级辐射出的光子能量为1.51eVC.从能级跃迁到 能级需吸收1.51eV 的能量D. 能级的氢原子电离至少需要吸收1.51eV 的能量6. 某人最多能提起质量为m 的物体,如图,现在他在机场要把质量为M 的行李箱通过倾角为的斜坡AB 拉上水平平台BC ,已知行李箱与ABC路面的动摩擦因数均为,重力加速度为g,,下列说法正确的是( )A .在斜坡AB 上,此人最多能匀速拉动质量为的物体2024年高考物理易错专题:热学.docx考点强化版三、实验题B .拉力F 与斜坡的夹角为时最省力C .若水平面上匀速拉物体,拉力F 由水平变到竖直方向过程中,F 的功率先减小后增大D .在水平面上想要以最大加速度加速,拉力F应与水平面成角斜向上拉7. 如图,水平向右的匀强电场中有a 、b 两个可视为质点的带电小球,小球所带电荷量的大小相同、电性未知。
高考物理专题力学知识点之热力学定律易错题汇编含答案一、选择题1.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。
活塞横截面积为S ,大气压为0p ,另有质量为M 的物体从活塞上方的A 点自由下落到活塞上,并随活塞一 起到达最低点B 而静止,在这一过程中,容器内空气内能的改变量E ∆,外界对容器内空气所做的功W 与物体及活塞的重力势能的变化量的关系是( )A .Mgh mg h E W +∆∆+=B .E W ∆=,0W Mgh mg h p S h +∆+∆=C .E W ∆=,0W Mgh mg h p S h +∆+∆<D .E W ∆≠,0W Mgh mg h p S h +∆+∆=2.下列说法正确的是( )A .决定封闭理想气体压强大小的是,分子密集程度和分子的平均动能B .决定理想气体压强的是,分子平均动能和分子种类C .质量相同的0C ︒的水和0C ︒的冰具有相同的内能D .一定质量的理想气体绝热自由膨胀过程,内能一定减少3.下列过程中可能发生的是( )A .将两瓶不同液体混合,然后它们又自发地各自分开B .利用其他手段,使低温物体温度更低,高温物体的温度更高C .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D .某种物质从高温热源吸收20kJ 的热量,全部转化为机械能,而没有产生其他任何影响4.下列说法正确的是A .液体中悬浮的颗粒越大,某时刻撞击它的分子越多,布朗运动越明显B .用“油膜法估测分子的大小”的实验中,油酸分子直径等于滴在液面上的纯油酸体积除以相应油酸膜的面积C .温度升高,每个分子的动能都增大,导致分子平均动能增大D .冰箱内低温食品的热量自发地传到了冰箱外高温的空气5.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6.若通过控制外界条件,使图甲装置中气体的状态发生变化.变化过程中气体的压强p随热力学温度T的变化如图乙所示,图中AB线段平行于T轴,BC线段延长线通过坐标原点,CA线段平行于p轴.由图线可知A.A→B过程中外界对气体做功B.B→C过程中气体对外界做功C.C→A过程中气体内能增大D.A→B过程中气体从外界吸收的热量大于气体对外界做的功7.一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8.一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9.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10.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11.⑴下列说法:正确的是 .A .由阿伏德罗常数、气体的摩尔质量和密度,可以估算该种气体分子的大小B .悬浮在液体中的固体微粒越小,布朗运动就越明显C .分子间的引力随分子间距离的增大而增大,分子间斥力随分子间距离的增大而减小D .根据热力学第二定律可知,热量不可能从低温物体传到高温物体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.密闭有空气的薄塑料瓶因降温而变扁,此过程中瓶内空气(不计分子势能) A .内能增大,放出热量B .内能减小,吸收热量C .内能增大,对外界做功D .内能减小,外界对其做功14.A 、B 两装置,均由一支一端封闭、一端开口且带有玻璃泡的管状容器和水银槽组成,除玻璃泡在管上的位置不同外,其他条件都相同.将两管抽成真空后,开口向下竖直插人水银槽中(插入过程没有空气进入管内),水银柱上升至图示位置停止.假设这一过程水银与外界没有热交换,则下列说法正确的是A .A 中水银的内能增量大于B 中水银的内能增量B.B中水银的内能增量大于A中水银的内能增量C.A和B中水银体积保持不变,故内能增量相同D.A和B中水银温度始终相同,故内能增量相同15.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16.如图所示,导热的气缸开口向下,缸内活塞封闭了一定质量的理想气体,活塞可自由滑动且不漏气,活塞下挂一个砂桶,砂桶装满砂子时,活塞恰好静止,现将砂桶底部钻一个小洞,让细砂慢慢漏出.气缸外部温度恒定不变,则A.缸内的气体压强减小,内能减小B.缸内的气体压强增大,内能减小C.缸内的气体压强增大,内能不变D.外界对气体做功,缸内的气体内能增加17.有人设想在夏天用电冰箱来降低房间的温度.他的办法是:关好房间的门窗然后打开冰箱的所有门让冰箱运转,且不考虑房间内外热量的传递,则开机后,室内的温度将() A.逐渐有所升高B.保持不变C.开机时降低,停机时又升高D.开机时升高,停机时降低18.在如图所示的坐标系中,一定质量的某种理想气体发生以下两种状态变化:第一种变化是从状态A到状态B,外界对该气体做功为6J;第二种变化是从状态A到状态C,该气体从外界吸热的热量为9J,图线AC的反向延长线通过坐标原点O,B、C两状态的温度相同,理想气体的分子势能为零,则下列说法中正确的是()A.从A状态到B状态气体放出3J的热量B.从A状态到C状态气体内能增加9JC.气体从A状态到B状态与外界交换热量和A状态到C状态相同D.气体从A状态到B状态的内能变化小于从A状态到C状态19.一定质量的理想气体,从状态M开始,经状态N、Q回到原状态M,其p-V图象如图所示,其中QM平行于横轴,NQ平行于纵轴.则()A.M→N过程气体温度不变B.N→Q过程气体对外做功C.N→Q过程气体内能减小D.Q→M过程气体放出热量20.如图,一定质量的理想气体,由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 ac B.T b>T c,Q ab<Q acC.T b=T c,Q ab>Q ac D.T b=T c,Q ab<Q ac21.如图所示,水平放置的封闭绝热气缸,被一锁定的绝热活塞分为体积相等的a、b两部分。
一、单选题1. 如图所示为一列沿x轴正方向传播的简谐横波在某个时刻的波形图,由图像可知( )A .质点b 此时速度为零,势能为零B .质点b此时向方向运动C .质点d 此时的振幅是0D .质点a再经过通过的路程是4cm,偏离平衡位置的位移是2. 质量为1kg 的物块在水平力F 的作用下由静止开始在水平地面上做直线运动,F 与时间t 的关系如图所示。
已知物块与地面间的动摩擦因数为0.2,重力加速度大小取。
则( )A .2s 末物块的加速度大小为4m/s 2B .4s 末物块的速度大小为4m/sC .前6s 内物块距出发位置最远距离为9mD .6s 末物块回到出发位置3. 静电透镜被广泛应用于电子器件中,如图所示,阴极射线示波管的聚焦电场由四个电极构成,其中实线为电场线,虚线为等势线,任意两条相邻等势线间电势差相等,z 轴为该电场的中心轴线,一电子从其左侧进入聚焦电场,为其轨迹上的三点。
已知点所在等势线的电势为零,电子仅在电场力作用下从点运动到点的过程中,电场力做功为。
下列说法正确的是()A.点的电势高于B.从至的运动过程中,电子的动能先减小后增大C.电子在点的加速度小于在点的加速度D.电子在点处的电势能大于在点处的电势能4. 在下列物理中,属于描述电场本身性质的物理量且为矢量的是( )A .电场强度B .电势能C .电势差D .电场力5. 人造地球卫星绕地球的运动可视为匀速圆周运动,下列说法正确的是A .卫星的线速度最大可接近11. 2km/sB .地球同步卫星可以经过地球两极C .卫星离地球越远,发射速度越小D .同一圆轨道上运行的两颗卫星,线速度大小一定相同6. “双星”是宇宙中普遍存在的一种天体系统,这种系统之所以稳定的原因之一是系统的总动量守恒且总动量为0,如图所示,A 、B 两颗恒星2024年高考物理易错专题:热学.docx进阶版构成双星系统,绕共同的圆心O互相环绕做匀速圆周运动,距离不变,角速度相等,已知A的动量大小为p,A、B的总质量为M,A、B轨道半径之比为k,则B的动能为()A.B.C.D.7. 有关运动与相互作用的关系,下列说法正确的是( )A.一个物体所受合力一定,则其一定做直线运动B.一个物体速度越大,则其受加速度一定越大C.一个物体受合力为0,则其一定静止D.一个物体受合力一定,则其一定做匀变速运动8. 如图所示,两个质量相等的物块,沿倾角不同、底边相同的两个固定光滑斜面,从斜面顶端由静止自由下滑,不计空气阻力,在它们到达斜面底端的过程中( )A.重力做功的平均功率一定不同B.到达底端瞬间重力的功率可能相同C.斜面对物块弹力的冲量可能相同D.物块所受合力的冲量可能相同9. 关于惯性,下列说法中正确的是().A.坐在汽车座椅上的乘客,在汽车突然起动时,会感到座椅的靠背对他有向前的压力,是因为汽车有惯性引起的B.同一辆车,速度大比速度小的难以停下来,说明速度大的物体惯性大C.推动原来静止的物体所需要的力比推动同一个运动着的物体所需要的力大,说明静止的物体比运动物体的惯性大D.物体的惯性大小仅与物体的质量有关,而与物体是否运动和运动快慢无关10. 某载人宇宙飞绕地球做圆周运动的周期为T,由于地球遮挡,宇航员发现有时间会经历“日全食”过程,如图所示,已知地球的半径为R,引力常量为G,地球自转周期为,太阳光可看作平行光,则下列说法正确的是( )A.宇宙飞船离地球表面的高度为2RB.一天内飞船经历“日全食”的次数为C.宇航员不受地球引力的作用,呈现漂浮状态D.地球的平均密度为11. 如图所示,甲、乙、丙3人各乘不同的热气球,甲看到楼房匀速上升,乙看到甲匀速上升,甲看到丙匀速上升,丙看到乙匀速下降,那么,从地面上看甲、乙、丙的运动可能是( )二、多选题A .甲、乙匀速下降,且v 乙>v 甲,丙匀速下降,且v 丙>v 甲B .甲、乙匀速下降,且v 乙<v 甲,丙匀速上升C .甲、乙匀速下降,且v 乙>v 甲,丙停在空中D .甲、乙匀速下降,且v 乙<v 甲,丙匀速下降,且v 丙>v 甲12. 如图所示,足够长的传送带以恒定的速率逆时针运动,一质量为m 的物块以大小为的初速度从传送带的P 点冲上传送带,,从此时起到物块再次回到P 点的过程中,下列说法正确的是( )A .合外力对物块的冲量大小一定为零B .合外力对物块做的功一定为零C.合力对物块的冲量大小可能为D.合力对物块的冲量大小可能为13. 在沈阳奥体中心进行的第十二届全运会女子跳高决赛中,福建名将郑幸娟以1米92的成绩成功卫冕。
高考物理力学知识点之热力学定律易错题汇编及答案一、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.如图表示一定质量的理想气体状态变化过程中的四个状态,图中ad平于横轴,dc平行于纵轴,ab的延长线过原点,以下说法不正确的是A.从状态d到c,气体体积增大,气体对外做功B.从状态c到b,气体体积减小,外界对气体做功C.从状态a到d,内能增加,气体从外界吸热D.从状态b到a,内能增加,气体对外界放热3.图为某种椅子与其升降部分的结构示意图,M、N两筒间密闭了一定质量的气体,M可沿N的内壁上下滑动,设筒内气体不与外界发生热交换,当人从椅子上离开,M向上滑动的过程中()A.外界对气体做功,气体内能增大B.外界对气体做功,气体内能减小C.气体对外界做功,气体内能增大D.气体对外界做功,气体内能减小4.快递公司用密封性好、充满气体的塑料袋包裹易碎品,如图所示。
假设袋内气体与外界没有热交换,当充气袋四周被挤压时,袋内气体A.对外界做负功,内能增大B.对外界做负功,内能减小C.对外界做正功,内能增大D.对外界做正功,内能减小5.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6.如图所示的p-V图像, 1、2、3三个点代表某容器中一定量理想气体的三个不同状态,对应的温度分别是T1、T2、T3,用N1、N2、N3分别表示这三个状态下气体分子在单位时间内撞击容器壁上单位面积的次数,下列说法中正确的是()A.气体从1状态变化到2状态要放热,N1 > N2,T1>T2B.气体从2状态变化到3状态对外做功,吸热,N2= N3,T3>T2C.气体从3状态变化到1状态内能不变,放热,N1<N3,T1=T3D.以上说法都不对7.某同学将一气球打好气后,不小心碰到一个尖利物体而迅速破裂,则在气球破裂过程中( )A.气体对外界做功,温度降低B.外界对气体做功,内能增大C.气体内能不变,体积增大D.气体压强减小,温度升高8.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9.下列说法正确的是()A.气体的温度升高,分子动能都增大B.功可以全部转化为热,但吸收的热量一定不能全部转化为功C.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.凡是符合能量守恒定律的宏观过程一定自发地发生而不引起其他变化10.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11.下列说法正确的是A.机械能全部变成内能是不可能的B.第二类永动机不可能制造成功的原因是因为能量既不会凭空产生,也不会凭空消失,只能从一个物体转移到另一个物体,或从一种形式转化成另一种形式C.根据热力学第二定律可知,热量不可能从低温物体传到高温物体D.从单一热源吸收的热量全部变成功是可能的12.一定质量的理想气体,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.研究表明,新冠病毒耐寒不耐热,温度在超过56℃时,30分钟就可以灭活。
高考物理力学知识点之热力学定律易错题汇编含答案一、选择题1.下列说法正确的是A.机械能全部变成内能是不可能的B.第二类永动机不可能制造成功的原因是因为能量既不会凭空产生,也不会凭空消失,只能从一个物体转移到另一个物体,或从一种形式转化成另一种形式C.根据热力学第二定律可知,热量不可能从低温物体传到高温物体D.从单一热源吸收的热量全部变成功是可能的2.给一定质量、温度为的水加热,在水的温度由上升到的过程中,水的体积随着温度升高反而减小,我们称之为“反常膨胀”某研究小组通过查阅资料知道:水分子之间存在一种结合力,这种结合力可以形成多分子结构,在这种结构中,水分子之间也存在相互作用的势能在水反常膨胀的过程中,体积减小是由于水分子之间的结构发生了变化,但所有水分子间的总势能是增大的关于这个问题的下列说法中正确的是A.水分子的平均动能减小,吸收的热量一部分用于分子间的结合力做正功B.水分子的平均动能减小,吸收的热量一部分用于克服分子间的结合力做功C.水分子的平均动能增大,吸收的热量一部分用于分子间的结合力做正功D.水分子的平均动能增大,吸收的热量一部分用于克服分子间的结合力做功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4.二氧化碳是导致“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5.图为某种椅子与其升降部分的结构示意图,M、N两筒间密闭了一定质量的气体,M可沿N的内壁上下滑动,设筒内气体不与外界发生热交换,当人从椅子上离开,M向上滑动的过程中()A.外界对气体做功,气体内能增大B.外界对气体做功,气体内能减小C.气体对外界做功,气体内能增大D.气体对外界做功,气体内能减小6.下列说法正确的是A.液体中悬浮的颗粒越大,某时刻撞击它的分子越多,布朗运动越明显B.用“油膜法估测分子的大小”的实验中,油酸分子直径等于滴在液面上的纯油酸体积除以相应油酸膜的面积C.温度升高,每个分子的动能都增大,导致分子平均动能增大D.冰箱内低温食品的热量自发地传到了冰箱外高温的空气7.如图所示的p-V图像, 1、2、3三个点代表某容器中一定量理想气体的三个不同状态,对应的温度分别是T1、T2、T3,用N1、N2、N3分别表示这三个状态下气体分子在单位时间内撞击容器壁上单位面积的次数,下列说法中正确的是()A.气体从1状态变化到2状态要放热,N1 > N2,T1>T2B.气体从2状态变化到3状态对外做功,吸热,N2= N3,T3>T2C.气体从3状态变化到1状态内能不变,放热,N1<N3,T1=T3D.以上说法都不对8.根据学过的热学中的有关知识,判断下列说法中正确的是()A.机械能可以全部转化为内能,内能也可以全部用来做功转化成机械能B.凡与热现象有关的宏观过程都具有方向性,在热传递中,热量只能从高温物体传递给低温物体,而不能从低温物体传递给高温物体C.尽管科技不断进步,热机的效率仍不能达到100%,制冷机却可以使温度降到-293 ℃D.第一类永动机违背能量守恒定律,第二类永动机不违背能量守恒定律,随着科技的进步和发展,第二类永动机可以制造出来9.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10.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11.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12.一定质量的理想气体,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13.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14.下列关于热现象和热力学规律的说法正确的是()A.布朗运动就是液体分子的无规则运动B.物体的温度越高,其分子平均动能一定越大C.热量不可能从低温物体传到高温物体D.压缩气体需要用力,这是气体分子间斥力的宏观表现15.有人设想在夏天用电冰箱来降低房间的温度.他的办法是:关好房间的门窗然后打开冰箱的所有门让冰箱运转,且不考虑房间内外热量的传递,则开机后,室内的温度将() A.逐渐有所升高B.保持不变C.开机时降低,停机时又升高D.开机时升高,停机时降低16.关于热力学定律,下列说法中正确的是()A.可以从单一热源吸收热量,使之完全变为功B .理想气体的等压膨胀过程一定放热C .热量不可能从低温物体传递到高温物体D .压缩气体做功,该气体的内能一定增加17.如图所示,一定质量的理想气体从状态A 变化到状态B ,再到状态C ,最后变化到状态A ,完成循环。
高中物理热学错题集一、主要内容本章内容包括两部分,一是微观的分子动理论部分,一是宏观的气体状态变化规律。
其中分子动理论部分包括分子动理论的基本观点、分子热运动的动能、分子间相互作用的势能和物体的内能等概念,及分子间相互作用力的变化规律、物体内能变化的规律、能量转化和守恒定律等基本规律;气体状态变化规律中包括热力学温度、理想气体和气体状态参量等有关的概念,以及理想气体的等温、等容、等压过程的特点及规律(包括公式和图象两种描述方法)。
二、基本方法本章中所涉及到的基本方法是理想化的模型方法,其中在分子动理论中将微观分子的形状视为理想的球体,这是通过阿伏伽德罗常数对微观量进行估算的基础;在气体状态变化规律中,将实际中的气体视为分子没有实际体积且不存在相互作用力的理想气体,从而使气体状态变化的规律在误差允许的范围内得以大大的简化。
三、错解分析在本章知识应用的过程中,初学者常犯的错误主要表现在:对较为抽象的分子热运动的动能、分子相互作用的势能及分子间相互作用力的变化规律理解不到位,导致这些微观量及规律与宏观的温度、物体的体积之间关系不能建立起正确的关系。
对于宏观的气体状态的分析,学生的问题通常表现在对气体压强的分析与计算方面存在着困难,由此导致对气体状态规律应用出现错误;另外,本章中涉及到用图象法描述气体状态变化规律,对于p—V,p—T,V—T图的理解,一些学生只观注图象的形状,不能很好地理解图象上的点、线、斜率等的物理意义,因此造成从图象上分析气体温度变化(内能变化)、体积变化(做功情况)时出现错误,从而导致利用图像分析气体内能变化等问题时的困难。
例1 设一氢气球可以自由膨胀以保持球内外的压强相等,则随着气球的不断升高,因大气压强随高度而减小,气球将不断膨胀。
如果氢气和大气皆可视为理想气体,大气的温度、平均摩尔质量以及重力和速度随高度变化皆可忽略,则氢所球在上升过程中所受的浮力将______(填“变大”“变小”“不变”)【错解】错解一:因为气球上升时体积膨胀,所以浮力变大。
错解二:因为高空空气稀薄,所以浮力减小。
【错解原因】因为浮力的大小等于气球排开大气所受的重力,F=p 空·g·V,当气球升入高空时,密度p 减小,体积V 增大,错解一和二都是分别单一地强调一方面的变化,没有综合考虑,因此导致错解。
【分析解答】以氢气为研究对象,设地面附近和高空h 处的压强和体积分别为p 1,p 2,V 1,V 2。
因为温度不变,由玻-马定律可知:p 1V 1=p 2V 2以大气为研究对象,在地面附近和高空h 处的压强和大气密度分别为p 1,p 2和(与氢气对应相等)ρ1,ρ2因为大气密度和压强都与高度成正比,所以有2121ρρ=P P 。
设氢气球在地面附近和高空h 处的浮力分别为F 1,F 2则F 1=p 1·g·V 1F 2=p 2·gV 2所以正确答案为浮力不变。
【评析】如上分析,解决变化问题,需要将各种变化因素一一考虑,而不能单独只看到一面而忽略另一面。
此题也可以利用克拉珀龙方程求解:在高度h 处:对氢气列克拉珀龙方程对排开空气列克拉珀龙方程因为p ,V ,R ,T 均相同所以联立①②得:氢空空空m m m ∙=M我们知道,空气、氢气的摩尔质量是不变的,此题气球中的氢气质量也是一定的,所以排开空气的质量不随高度h 而变,又因为重力加速度也不变(由题目知)所以,气球所受浮力不变。
利用克拉珀龙方程处理浮力,求解质量问题常常比较方便。
例2 如图7-1所示,已知一定质量的理想气体,从状态1变化到状态2。
问:气体对外是否做功?【错解】错解一:因为判断不了气体体积情况,所以无法确定。
错解二:因为1状态与2状态在一条直线上.而p-T坐标上的等容线是直线.所以状态1与状态2的体积相等,气体对外不做功。
【错解原因】错解一是不会应用等容线,不知道如何利用p-V图比较两个状态的体积,因而感到无从下手。
错解二是把等容线的概念弄错了,虽然状态1和状态2在一条直线上,但并不是说p—T 图上的所有直线都是等容线。
只有延长线过原点的直线才表示一个等容过程。
而此题的状态1与状态2所在的直线就不是一条等容线。
【分析解答】如图7-2所示,分别做出过1和2的等容线Ⅰ和Ⅱ,由图可知,直线Ⅰ的斜率大于直线Ⅱ的斜率,则VⅡ>VⅠ,即V2>V1,所以,从状态1变化到状态2,气体膨胀对外做功了。
【评析】从此题的解答可以看到,利用图象帮助解决问题,有时是很方便的,但这种方法首先必须按图象有一个清楚的了解,只有在“识别”图象的基础上,才能准确地“运用”图像。
例3 一定质量的理想气体的三个状态在V-T图上用A,B,C三个点表示,如图7-3所示。
试比较气体在这三个状态时的压强p A,p B,p C的大小关系有:()A.p C>p B>p CB.p A<p C<p BC .p C >p A >p BD .无法判断。
【错解】错解一:因为一定质量的理想气体压强与温度成正比,哪个状态对应的温度高,在哪个状态时,气体的压强就大,即T C >T A >T B ,所以有p C >p A >p B ,应选C 。
错解二:因为一定质量的理想气体的压强与体积成反比,体积越大,压强越小,从图上可以看出:V A >V C >V B ,所以户p A <p C <p B ,应选B 。
【错解原因】以上两种错解,从分析思路上讲都错了,都没有了解到气体状态的三个参量(p ,V ,T )之间两两定量关系是有条件的。
如压强与温度(当然应为热力学温度T )成正比的条件是体积不变,而压强与体积成反比的条件应是温度不变。
如果不考虑第三个参量,而单纯只讲两个参量之间的关系,显然只能导致错误的结果,同时也培养了错误的思考问题方式,是不可取的。
当第三个参量不是定量时,三者之间的关系只能是:C TPV ,要综合分析考虑。
【分析解答】因为所给的是V-T 图,A ,B ,C 三点的温度体积都不一样,要想比较三个状态的压强,可以利用V-T 图上的等压线辅助分析。
在V-T 图上,等压线是一条延长线过原点的直线,可以通过A ,B ,C 三点做三条等压线分别表示三个等压过程,如图7-4所示。
一定质量的理想气体在等压过程中压强保持不变,体积与温度成正比,为了比较三个等压线所代表的压强的大小,可以做一条等温线(亦可作一条等容线,方法大同小异,以下略),使一个等温过程与三个等压过程联系起来,等温线(温度为T')与等压线分别交于A',B',C',在等温过程中,压强与体积成反比(玻意耳定律),从图上可以看出:V A'>V B'>V C',所以可以得出结论:p A'<p B'<p C’,而A 与A',B 与B',C 与C 分别在各自的等压线上,即p A =p A',p B =p B',p C =p C’,所以可以得出结论,即p A <p B <p C ,所以正确答案为A 。
例4 如图7-5,A ,B 是体积相同的气缸,B 内有一导热的、可在气缸内无摩擦滑动的、体积不计的活塞C ,D 为不导热的阀门。
起初,阀门关闭,A 内装有压强p 1=2.0×105a 温度T 1=300K 的氮气。
B 内装有压强P 2=1.0×105Pa ,温度T 2=600K 的氧气。
打开阀门D ,活塞C 向右移动,最后达到平衡,以V 1和V 2分别表示平衡后氮气和氧气的体积,则V 1∶V 2=______(假定氧气和氮气均为理想气体,并与外界无热交换,连接气缸的管道体积可忽略)【错解】开始是平衡状态,未态还是平衡状态,由理想气体状态方程可知:222111T V P T V P .此题答案为1∶4。
【错解原因】理想气体状态方程或气体定律,针对的对象应为一定质量的理想气体,而不能是两种(或两部分)气体各自的状态,必须是一定质量的理想气体初、末两种状态之间满足的关系,上述解法把两部分气体的p 1,p 2,T 1,T 2与一定质量的气体前后两种状态的p 1,p'1,T 1,T'1混为一谈,以致出现完全相反的结论。
【分析解答】对于A 容器中的氮气,其气体状态为:p 1=2.0×105pa V 1=V T 1=300KP'1=P V'1=V 1(题目所设) T'1=T由气体状态方程可知:对于B 容器中的氧气,其气体状态为:p 2=1.0×105pa V 2=V T 2=600Kp'2=p V'2=V2(题目所设)T’2=T由气态方程可知联立①②消去T,V可得:此题的正确答案为V1∶V2=4∶1【评析】解决有关两部分气体相关联的问题时,要注意两方面的问题。
首先,要把两部分气体分开看待,分别对每一部分气体分析出初、未状态的p,V,T情况,分别列出相应的方程(应用相应的定律、规律)切不可将两部分气体视为两种状态。
其次,要找出两部分气体之间的联系,如总体积不变,平衡时压强相等,等等。
例如本题中,阀门关闭时两边气体体积相等,阀门打开两边气体压强相等,温度相等,利用这些关系,可以消去方程中的未知因素,否则,也解不出正确结果。
例5 如图7-6所示,一个横截面积为S的圆筒型容器竖直放置,金属圆板A的上表面是水平的,下表面是倾斜的,下表面与水平面的夹角为θ,圆板的质量为M,不计圆板A与容器内壁之间的摩擦,若大气压强为P0,则被圆板封闭在容器中气体的压强p等于()【错解】错解一:因为圆板下表面是倾斜的,重力产生的压强等于'Mg S 其中'S 为斜面的面积,即θcos 'S S =。
因此,重力产生的压强为S θMgcos ,所以其他压强为S Mg P θcos 0+,故选项A 正确。
错解二:重力产生的压强应该为重力的分力θcos Mg 在活塞下表面上产生的压强,即θcos Mg =G P 而大气压强θcos 0P ,所以气体压强为θcos 0P +θScos Mg ,因此可选B 。
错解三:大气压p 0可以向各个方向传递,所以气体压强里应包括p 0,而重力的合力θMgcos 产生的压强作用在斜面θcos 'S S =上。
因此,重力压强S S θθθ2Mgcos cos Mgcos =,因此气体压强为0P +Sθ2Mgcos ,所以选C 。
【错解原因】重力产生的压强,压力都应该是垂直于接触面方向,所以重力产生压强应是重力的分力θcos Mg ,而不是Mg ,错解一是对压力这个概念理解不对。
错解二虽然注意到重力的分力θcos Mg 产生压强,但没有考虑到面积应是'S (θcos 'S S =)而不是S ,还是对压强概念的理解不对。