高中物理人教版3第十章熱力學(xué)定律 全國(guó)獲獎(jiǎng)

1．關(guān)于物體內(nèi)能的變化情況，下列說(shuō)法中正確的是()A．吸熱的物體，其內(nèi)能一定增加B．體積膨脹的物體，其內(nèi)能一定減少C．放熱的物體，其內(nèi)能也可能增加D．絕熱壓縮的物體，其內(nèi)能一定增加解析：改變物體的內(nèi)能有兩種方式，物體吸熱，同時(shí)對(duì)外做功，內(nèi)能不一定增加，A錯(cuò)；體積膨脹對(duì)外做功，但同時(shí)吸熱時(shí)，內(nèi)能不一定減小，B錯(cuò)；物體放熱同時(shí)對(duì)物體做功，其內(nèi)能可能增加，C正確；絕熱壓縮物體，只對(duì)物體做功，不發(fā)生熱傳遞，其內(nèi)能一定增加，故選C、D.答案：CD2．一定量的氣體在某一過(guò)程中，外界對(duì)氣體做了8×104J的功，氣體的內(nèi)能減少了×105J，則下列各式中正確的是()A．W＝8×104J，ΔU＝×105J，Q＝4×104JB．W＝8×104J，ΔU＝－×105J，Q＝－2×105JC．W＝－8×104J，ΔU＝×105J，Q＝2×104JD．W＝－8×104J，ΔU＝－×105J，Q＝－4×104J解析：本題主要考查熱力學(xué)第一定律的應(yīng)用．因?yàn)橥饨鐚?duì)氣體做功，W取正值，即W＝8×104J；內(nèi)能減少，ΔU取負(fù)值，即ΔU＝－×105J；根據(jù)ΔU＝W＋Q，可知Q＝ΔU－W＝－×105－8×104＝－2×105J，即B選項(xiàng)正確．答案：B3．在輪胎爆裂這一短暫過(guò)程中，關(guān)于輪胎內(nèi)的氣體，下列敘述正確的是()A．氣體膨脹，溫度不變 B．氣體膨脹，溫度升高C．氣體膨脹，溫度降低 D．壓強(qiáng)不變，內(nèi)能增大解析：輪胎爆裂的短暫過(guò)程，可以看作是絕熱過(guò)程，氣體膨脹對(duì)外做功，氣體的內(nèi)能減小，溫度降低，故選項(xiàng)C正確．答案：C4．一定質(zhì)量的氣體，從狀態(tài)A變化到狀態(tài)B的過(guò)程中，內(nèi)能增加了160J，下列是關(guān)于內(nèi)能變化可能原因的說(shuō)法，其中不可能的是()A．從A到B的絕熱過(guò)程中，外界對(duì)氣體做功160JB．從A到B的單純傳熱過(guò)程中，外界對(duì)氣體傳遞了160J的熱量C．從A到B的過(guò)程中吸熱280J，并對(duì)外界做功120JD．從A到B的過(guò)程中放熱280J，外界對(duì)氣體做功120J解析：由熱力學(xué)第一定律ΔU＝W＋Q可知，A、B、C正確，D錯(cuò)誤．答案：D5．一定質(zhì)量的理想氣體由狀態(tài)Ⅰ(p1，V1，T1)被壓縮至狀態(tài)Ⅱ(p2，V2，T2)，已知T2>T1，則該過(guò)程中()A．氣體的內(nèi)能一定是增加的B．氣體可能向外界放熱C．氣體一定從外界吸收熱量D．氣體對(duì)外界做正功解析：理想氣體沒(méi)有分子勢(shì)能，因此溫度升高時(shí)，氣體的內(nèi)能增加，故A對(duì)；由于不能確定做功情況，氣體有可能吸熱，也有可能放熱，應(yīng)選A、B.答案：AB6.一物理實(shí)驗(yàn)愛(ài)好者開(kāi)展探究性課外活動(dòng)研究氣體壓強(qiáng)、體積、溫度三量間的變化關(guān)系．導(dǎo)熱良好的氣缸開(kāi)口向下，內(nèi)有理想氣體(即分子勢(shì)能可忽略的氣體)，氣缸固定不動(dòng)，缸內(nèi)活塞可自由滑動(dòng)且不漏氣．一溫度計(jì)通過(guò)缸底小孔插入缸內(nèi)，插口處密封良好，活塞下掛一個(gè)沙桶，沙桶裝滿沙子時(shí)，活塞恰好靜止．現(xiàn)給沙桶底部鉆一個(gè)小洞，細(xì)沙慢慢漏出，外部環(huán)境溫度恒定，則()A．繩的拉力對(duì)沙桶做正功，所以氣體對(duì)外界做功B．外界對(duì)氣體做功，溫度計(jì)示數(shù)不變C．氣體體積減小，同時(shí)從外界吸熱D．外界對(duì)氣體做功，溫度計(jì)示數(shù)增加解析：氣缸導(dǎo)熱良好，細(xì)沙慢慢漏出，故活塞緩慢上升，有足夠的時(shí)間與外界進(jìn)行熱交換，故溫度不變，而壓強(qiáng)變大．由理想氣體狀態(tài)方程可得體積減小，外界對(duì)氣體做功，而內(nèi)能又不變，故向外界放熱，B項(xiàng)正確．答案：B7．一定量的理想氣體在某一過(guò)程中，從外界吸收熱量×104J，氣體對(duì)外界做功×104J，則該理想氣體的()A．溫度降低，密度增大 B．溫度降低，密度減小C．溫度升高，密度增大 D．溫度升高，密度減小解析：由熱力學(xué)第一定律ΔE＝W＋Q，Q＝×104J，W＝－×104J可知ΔE大于零，氣體內(nèi)能增加，溫度升高，A、B錯(cuò)；氣體對(duì)外做功，體積增大，密度減小，C錯(cuò)，D對(duì)．答案：D8．一定質(zhì)量的理想氣體，狀態(tài)從A→B→C→D→A的變化過(guò)程可用如圖所示的p－V圖線描述，圖中p1、p2、V1、V2和V3為已知量．(1)氣體狀態(tài)從A到B是________(填“等容”“等壓”或“等溫”)過(guò)程；(2)狀態(tài)從B到C的變化過(guò)程中，氣體的溫度________(填“升高”“不變”或“降低”)；(3)狀態(tài)從C到D的變化過(guò)程中，氣體________(填“吸熱”或“放熱”)；(4)狀態(tài)從A→B→C→D的變化過(guò)程中，氣體對(duì)外界所做的總功為_(kāi)_______．解析：(1)由圖可知，氣體狀態(tài)從A到B的過(guò)程為等壓過(guò)程．(2)狀態(tài)從B到C的過(guò)程中，氣體發(fā)生等容變化，且壓強(qiáng)減小，根據(jù)eq\f(p,T)＝C(常量)，則氣體的溫度降低．(3)狀態(tài)從C到D的過(guò)程中，氣體發(fā)生等壓變化，且體積減小，外界對(duì)氣體做功，即W＞0，根據(jù)eq\f(V,T)＝C(常量)，則氣體的溫度T降低，氣體的內(nèi)能減小，由ΔU＝Q＋W，則Q＝ΔU－W＜0，所以氣體放熱．(4)狀態(tài)從A→B→C→D的變化過(guò)程中，氣體對(duì)外界所做的總功W＝p2(V3－V1)－p1(V3－V2)．答案：(1)等壓(2)降低(3)放熱(4)p2(V3－V1)－p1(V3－V2)9.如圖所示，某同學(xué)將空的薄金屬筒開(kāi)口向下壓入水中．設(shè)水溫均勻且恒定，筒內(nèi)空氣無(wú)泄漏，不計(jì)氣體分子間的相互作用，則被淹沒(méi)的金屬筒在緩慢下降的過(guò)程中，筒內(nèi)空氣的體積減小并且()A．從外界吸熱 B．內(nèi)能增大C．向外界放熱 D．內(nèi)能減小解析：筒緩慢下降的過(guò)程是等溫過(guò)程，氣體體積減小，外界對(duì)氣體做功，W為正，又因?yàn)椴挥?jì)氣體分子間的相互作用，氣體內(nèi)能僅由溫度決定，溫度不變，內(nèi)能不變，即ΔU＝0，由熱力學(xué)第一定律ΔU＝W＋Q知Q＝ΔU－W，因此Q為負(fù)值，即向外界放熱，故C正確．答案：C10.如圖所示，a、b、c、d表示一定質(zhì)量的理想氣體狀態(tài)變化過(guò)程中的四個(gè)狀態(tài)，圖中ad平行于橫坐標(biāo)軸，ab的延長(zhǎng)線過(guò)原點(diǎn)，以下說(shuō)法正確的是()A．從狀態(tài)d到c，氣體不吸熱也不放熱B．從狀態(tài)c到b，，氣體放熱C．從狀態(tài)a到d，氣體對(duì)外做功D．從狀態(tài)b到a，氣體吸熱解析：從狀態(tài)d到c，溫度不變，理想氣體內(nèi)能不變，但因?yàn)閴簭?qiáng)減小，所以體積增大，對(duì)外做功，還要保持內(nèi)能不變，一定要吸收熱量，故選項(xiàng)A錯(cuò)；氣體從狀態(tài)c到狀態(tài)b是一個(gè)降壓、降溫過(guò)程，同時(shí)體積減小，外界對(duì)氣體做功，而氣體的內(nèi)能還要減小(降溫)就一定要伴隨放熱的過(guò)程，故選項(xiàng)B對(duì)；氣體從狀態(tài)a到狀態(tài)d是一個(gè)等壓、升溫的過(guò)程，同時(shí)體積增大，所以氣體要對(duì)外做功，選項(xiàng)C正確；氣體從狀態(tài)b到狀態(tài)a是個(gè)等容變化過(guò)程，隨壓強(qiáng)的增大，氣體的溫度升高，內(nèi)能增大，而在這個(gè)過(guò)程中氣體的體積沒(méi)有變化，就沒(méi)有做功，氣體內(nèi)能的增大是因?yàn)闅怏w吸熱的結(jié)果，故選項(xiàng)D對(duì)．答案：BCD11.一定質(zhì)量的理想氣體的狀態(tài)變化過(guò)程表示在如圖所示的p－V圖上，氣體先由a狀態(tài)沿雙曲線經(jīng)等溫過(guò)程變化到b狀態(tài)，再沿與橫軸平行的直線變化到c狀態(tài)，a、c兩點(diǎn)位于與縱軸平行的直線上，以下說(shuō)法中正確的是()A．由a狀態(tài)至b狀態(tài)過(guò)程中，氣體放出熱量，內(nèi)能不變B．由b狀態(tài)至c狀態(tài)過(guò)程中，氣體對(duì)外做功，內(nèi)能增加，平均每個(gè)氣體分子在單位時(shí)間內(nèi)與器壁碰撞的次數(shù)不變C．c狀態(tài)與a狀態(tài)相比，c狀態(tài)分子平均距離較大，分子平均動(dòng)能較大D．b狀態(tài)與a狀態(tài)相比，b狀態(tài)分子平均距離較小，分子平均動(dòng)能相等解析：由a到b的過(guò)程是等溫過(guò)程，所以內(nèi)能不發(fā)生變化，氣體體積減小，所以外界對(duì)氣體做功，放出熱量；由b到c的過(guò)程中，是等壓變化，體積增大，溫度升高，內(nèi)能增加，而體積增大，所以氣體對(duì)外界做功，應(yīng)該吸收熱量，雖然壓強(qiáng)不變，但是氣體分子熱運(yùn)動(dòng)變得劇烈，碰撞次數(shù)改變．答案：AD12．(1)密閉在鋼瓶中的理想氣體，溫度升高時(shí)壓強(qiáng)增大．從分子動(dòng)理論的角度分析，這是由于分子熱運(yùn)動(dòng)的________增大了．該氣體在溫度T1、T2時(shí)的分子速率分布圖象如圖甲所示，則T1________(選填“大于”或“小于”)T2.(2)如圖乙所示，一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A經(jīng)等壓過(guò)程到狀態(tài)B.此過(guò)程中，氣體壓強(qiáng)p＝×105Pa，吸收的熱量Q＝×10