高中物理選修3-3專題練習(xí)--熱力學(xué)定律(附答案)匯編

1、學(xué)習(xí)-好資料專題十三熱力學(xué)更多精品文檔、知識體系(I® (W) O111（玻意耳定律;c查理定律）一（蓋.一日薩克定律）一，.想寫體楣一態(tài)1隹 J物態(tài)和物態(tài)變化(分子動理論)入能量守恒定律廠（體由大量分子組電 （分子熱運動）Y 分子間相互作用力）二、例題分析例1.如上圖為兩分子系統(tǒng)的勢能 日與兩分子間距離r的關(guān)系曲線.下列說法正確的是 （）A.在r大于ri時，分子間的作用力表現(xiàn)為引力B.當(dāng)r小于ri時，分子間的作用力表現(xiàn)為斥力C.當(dāng)r等于2時，分子間的作用力為零D.在r由ri變到r2的過程中，分子間的作用力做負(fù)功例2.做布朗運動實驗，得到某個觀測記錄如圖.圖中記錄的是（）A.分子無規(guī)

2、則運動的情況B.某個微粒做布朗運動的軌跡C.某個微粒做布朗運動的速度一時間圖線D.按等時間間隔依次記錄的某個運動微粒位置的連線例3. 1859年麥克斯韋從理論上推導(dǎo)出了氣體分子速率的分布規(guī)律，后來有許多實驗驗證了這一規(guī)律.若以橫坐標(biāo)v表示分子速率，縱坐標(biāo)f（v）表示各速率區(qū)間的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比.下面四幅圖中能正確表示某一溫度下氣體分子速率分布規(guī)律的是（）100 200 300 400 77K例4.如圖所示，是一定質(zhì)量的氣體從狀態(tài)A經(jīng)狀態(tài)B、C到狀態(tài)D的p-T圖像，已知氣體在狀態(tài) B時的體積是8 L ,狀態(tài)A時的體積是4 L,狀態(tài)D時的體積為 L ,求VC,并畫出此過程的 V-T圖.01

3、00200300400 T/K例5. （2010 江蘇高考）為了將空氣裝入氣瓶內(nèi)，現(xiàn)將一定質(zhì)量的空氣等溫壓縮，空氣可視為理想氣體 下列圖像能正確表示該過程中空氣的壓強(qiáng)p和體積V關(guān)系的是（）ABCD在將空氣壓縮裝入氣瓶的過程中，溫度保持不變，外界做了24 kJ的功.現(xiàn)潛水員背著該氣瓶緩慢地潛入海底，若在此過程中，瓶中空氣的質(zhì)量保持不變，且放出了5 kJ的熱量.在上述兩個過程中，空氣的內(nèi)能共減小 kJ,空氣（選填“吸收”或“放出”）的總熱量為 kJ.A到狀態(tài)C的P-V圖如圖所示，則關(guān)于分子的平均動能，下列說法正確例6. 一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)的是 （）A. 一直增大B. 一直減小C.先增大后減小

4、D.先減小后增大例7.如右上圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A經(jīng)B、G D后回到A,請完成表格填空Z BBf C8DA A過程名等壓等壓壓強(qiáng)體積溫度做功吸放熱三、課后練習(xí)1 .假如全世界60億人同時數(shù)質(zhì)量為 1 mg水的分子個數(shù)，每人每小時可以數(shù)5 000個，不間斷地數(shù)，阿伏加德羅常數(shù) N取6X 1023 mol-1,則完成任務(wù)所需時間最接近（）A.1年 B.100 年 C.1 萬年 D.1 百萬年2 .下列現(xiàn)象中不能說明分子間存在分子力的是（）A.兩鉛塊能被壓合在一起B(yǎng).鋼繩不易被拉斷C.水不容易被壓縮D.空氣容易被壓縮3 .分子間的相互作用力由引力與斥力共同產(chǎn)生，并隨著分子間距的變化而變化

5、，則（）A.分子間引力隨分子間距的增大而增大B.分子間斥力隨分子間距的減小而增大C.分子間相互作用力隨分子間距的增大而增大D.分子間相互作用力隨分子間距的減小而增大4 .如圖所示，甲分子固定在坐標(biāo)原點 Q乙分子位于x軸上，甲分子對乙分子的作用力與兩分子間距離的 關(guān)系如圖中曲線所示.F>0表示斥力，F(xiàn)<0表示引力，A B C、D為x軸上四個特定的位置，現(xiàn)把乙分子從 A處由靜止釋放，則下列選項中的圖分別表示乙分子的速度、加速度、勢能、動能與兩分子間距離的關(guān)系， 其中一定不正確的是（）5. 一定質(zhì)量理想氣體的狀態(tài)經(jīng)歷了如圖所示的ab、bc、cd、da四個過程，其中 bc的延長線通過原點,

6、cd垂直于ab且與水平軸平行，da與bc平行，則氣體體積在（）A. ab過程中不斷增加B. bc過程中保持不變C. cd過程中不斷增加D. da過程中保持不變6 .如圖所示，導(dǎo)熱的汽缸固定在水平地面上，用活塞把一定質(zhì)量的理想氣體封閉在汽缸中，汽缸的內(nèi)壁光滑.現(xiàn)用水平外力 F作用于活塞桿，使活塞緩慢地向右移動，由狀態(tài)變化到狀態(tài)，在此過程中如果環(huán)境保持恒溫，下列說法正確的是（）A.每個氣體分子的速率都不變B.氣體分子平均動能不變C.水平外力F逐漸變大D.氣體內(nèi)能減小7 .如圖所示，A、B兩點表示一定質(zhì)量的某種理想氣體的兩個狀態(tài)，當(dāng)氣體從狀態(tài) A變化到狀態(tài)8時（）A.體積必然變大8 .有可能經(jīng)過體積

7、減小的過程C.外界必然對氣體做功D.氣體必然從外界吸熱8 .給旱區(qū)送水的消防車停于水平面，在緩緩放水的過程中，若車胎不漏氣，胎內(nèi)氣體溫度不變，不計分 子勢能，則胎內(nèi)氣體（）A.從外界吸熱B.對外界做負(fù)功C.分子平均動能減少D. 內(nèi)能增加9 .在如圖所示汽缸中封閉著一定質(zhì)量的理想氣體，一重物用細(xì)繩經(jīng)滑輪與缸中光滑的活塞相連接，重物和活塞均處于平衡狀態(tài) （不計繩與活塞重力）.如果將缸內(nèi)氣體的攝氏溫度降低一半，則缸內(nèi)氣體的體積（）A.仍不變B.為原來的一半C.小于原來的一半D.大于原來的一半10. （2011 福建高考）一定量的理想氣體在某一過程中, X 104 J ,則該理想氣體的（）A.溫度降低

8、，密度增大B.溫度降低，密度減小從外界吸收熱量2.5 X 104 J,氣體對外界做功1.0C.溫度升高，密度增大D.溫度升高，密度減小11 .對熱力學(xué)第二定律的認(rèn)識，下列說法錯誤的是 （）A.熱量能自發(fā)地從高溫物體傳遞給低溫物體B.熱量不能從低溫物體傳遞給高溫物體C.由熱力學(xué)第二定律可以判斷宏觀物理過程能否自發(fā)進(jìn)行D.氣體向真空膨脹的過程是有方向性的12 .如圖所示，A、B兩球完全相同，分別浸沒在水和水銀的同一深度處，A、B兩球是用同一種特殊的材料制作的，當(dāng)溫度稍微升高時，球的體積明顯地增大，如果水和水銀的初溫及緩慢升高后的末溫都相同， 且兩球膨脹后體積也相同，兩球也不再上升，則 （）水銀A.

9、 A球吸收的熱量多B. B球吸收的熱量多三君三iC. A、B兩球吸收的熱量一樣多D.不能確定吸收熱量的多少13 .如圖所示，質(zhì)量可忽略不計的活塞將一定質(zhì)量的理想氣體密封在汽缸中，開始時活塞距汽缸底高度 h1=0.40 m.現(xiàn)緩慢給氣體加熱，活塞上升到距離汽缸底h2=0.60 m處，已知活塞面積 S=5.0 X 10-3 m2,大氣壓弓雖p0=1.0 x 105 Pa,不計活塞與汽缸之間的摩擦.給氣體加熱的過程中，氣體膨脹對外做功，同時吸收Q=420 J的熱量，則氣體增加的內(nèi)能 AU多大?14 . 一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A變化到狀態(tài)B,再變化到狀態(tài) C,其狀態(tài)變化過程的 p-V圖象如圖所示已知

10、該氣體在狀態(tài) A時的溫度為27 C.則：該氣體從狀態(tài) A到狀態(tài)C的過程中內(nèi)能的變化量是多大？該氣體從狀態(tài) A到狀態(tài)C的過程中是吸熱，還是放熱？傳遞的熱量是多少?/?/x 105Pa】23 K/x 10-3ni例1、分子勢能則是組成物質(zhì)的分子間由于有相互作用力而具有由它們的相對位置決定的勢能。分子勢能的大小與分子間的距離有關(guān)，即與物體的體積有關(guān)。分子勢能的變化與分子間的距離發(fā)生變化時分子力做正功還是做負(fù)功有關(guān)。1、當(dāng)分子間的距離r>r。時，分子間作用力表現(xiàn)為引力，隨著分子間距離的增大，分子力做負(fù)功，所以分子勢能隨分子間距離的增大而增大;2、當(dāng)分子間的距離r<r。時，分子間作用力表現(xiàn)為

11、斥力，隨著分子間距離的減小，分子力做負(fù)功，所以分子勢能隨分子間距離的減小而增大;3、當(dāng)分子間的距離r=r0時，分子間作用力合力為零，此時分子勢能最小;4、若取無窮遠(yuǎn)處(即分子間距 r>10r。時，此時分子間作用力可忽略不計)分子勢能為零，則分子勢能分子力曲線與分子勢能曲線的對比:Ep與分子間距r的分子勢能與分子間距離有關(guān)。當(dāng)改變分子間距離時，分子力做功，分子勢能也隨之改變。當(dāng)分子力做正功時，分子勢能減小; f T當(dāng)分子力做負(fù)功時，分子勢能增大。結(jié)合分子勢能圖像，可以更清楚地理解。(1)當(dāng)r>r0時，分子間的作用力表現(xiàn)為引力，分子間的距離增大時，分子力做負(fù)功，因而分子勢能隨分子間距離

12、的增大而增大。(2)當(dāng)r<r0時，分子間的作用力表現(xiàn)為斥力，分子間的距離增大時，分子力做正功，因而分子勢能隨分子間距離的增大而減小。當(dāng)r)10r0(數(shù)量級為10 9m)時，分子間的作用力可以忽略。如果選取此時的分子勢能為零，那么分子勢能與分子間距離的關(guān)系可用下圖表示。注意，當(dāng) r=r0時，分子勢能最小。分子勢能最小并不等同于分子勢能為零。分子勢能有正負(fù)，這里的正負(fù)號表示大小，不表示方向例2、A、布朗運動是懸浮在液體中的固體小顆粒的無規(guī)則運動，而非分子的運動，故 A項錯誤.B、布朗運動既然是無規(guī)則運動，所以微粒沒有固定的運動軌跡，故B項錯誤.C、對于某個微粒而言在不同時刻的速度大小和方向均

13、是不確定的，所以無法確定其在某一個時刻的速度，故也就無法描繪其速度-時間圖線，故C項錯誤.D、任意兩點間的位置的連線，故 D對.故選D.例3、D1、氣體分子間有很大的空隙。氣體分子之間的距離大約是分子直徑的10倍；2、氣體分子之間的作用力十分微弱。在處理某些問題時，可以把氣體分子看作沒有相互作用的質(zhì)點；3、氣體分子除了相互碰撞或者碰撞器壁外，不受力的作用，可以再空間自由移動，因而氣體可以充滿它所能達(dá)到的空間。4、氣體分子運動的速率很大，常溫下大多數(shù)氣體分子的速率都達(dá)到數(shù)百米每秒。離這個數(shù)值越遠(yuǎn)，分子數(shù)越少，表現(xiàn)出“中間多，兩頭少”的統(tǒng)計分布規(guī)律。5、對大量氣體分子，由統(tǒng)計方法知，在任一時刻氣體

14、分子沿各個方向運動的數(shù)目是均等的。118 水為摩爾；Na185000個，需要的時間是:(2) A-C:由溫度相等得“="(3) A-C的過程中是吸熱O= = AK=lxWJx(3xl0-3-lxl0-例5(1)由玻意耳定律知pV=C,p與成正比，選B.根據(jù)熱力學(xué)第一定律 U=W+Q,第一階段 W 1 ="24" kJ , AU 1 =0,所以Q 1 ="-24" kJ ,故放熱；第二階段 W 2 =0 , Q 2 ="-5" kJ,由熱力學(xué)第一定律知，2 ="-5" kJ ,故在上述兩個過程中，空氣的內(nèi)能共減少 U=4U 1 + AU 2 ="-5" kJ ;兩過程共放 1_出熱量 Q=Q 1 +Q 2 =-29 kJ ,故空氣放出的總熱量為29 kJ.)J= 200J1、水的摩爾質(zhì)量為 18克/摩爾，故1克故一克水的分子個數(shù)為：n=|60億=6X109； 60億人數(shù)，每人每小時數(shù)t=6.021023186X109X5000故選：C.= 1.11 x 90b時11 萬年4、5、A、從P-T圖象知道ab過程中，溫度不變，壓強(qiáng)減小，根據(jù)氣體狀態(tài)方程=C，所 PV以體積不斷增加，故 A正確.TB、由于bc的延長線通過原點