1.根据热力学定律,下列说法正确的是()A.电冰箱的工作过程表明,热量可以从低温物体向高温物体传递B.空调机在制冷过程中,从室内吸收的热量少于向室外放出的热量C.科技的进步可以使内燃机成为单一的热源热机D.对能源的过度消耗使自然界的能量不断减少,形成“能源危机”【答案】AB【考点】热力学第一定律、热力学第二定律【解析】在外界帮助的情况下,热量可以从低温物体向高温物体传递,A 对;空调在制冷时,把室内的热量向室外释放,需要消耗电能,同时产生热量,所以向室外放出的热量大于从室内吸收的热量,B 对;根据热力学第二定律,可知内燃机不可能成为单一热源的热机,C 错;因为自然界的能量是守恒的,能源的消耗并不会使自然界的总能量减少,D 错。
2.液体与固体具有的相同特点是(A)都具有确定的形状(B)体积都不易被压缩(C)物质分子的位置都确定(D)物质分子都在固定位置附近振动答案:B解析:液体与固体具有的相同特点是体积都不易被压缩,选项B正确。
3.已知湖水深度为20m,湖底水温为4℃,水面温度为17℃,大气压强为1.0×105Pa。
当一气泡从湖底缓慢升到水面时,其体积约为原来的(取g=10m/s2,ρ=1.0×103kg/m3)(A)12.8倍(B)8.5倍(C)3.1倍(D)2.1倍答案:C解析:湖底压强大约为3个大气压,由气体状态方程,当一气泡从湖底缓慢升到水面时,其体积约为原来的3.1倍,选项C正确。
4. 图6为某同学设计的喷水装置,内部装有2L水,上部密封1atm的空气0.5L,保持阀门关闭,再充入1atm的空气0.1L,设在所有过程中空可看作理想气体,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【答案】AB【考点】热力学第一定律、热力学第二定律【解析】在外界帮助的情况下,热量可以从低温物体向高温物体传递,A 对;空调在制冷时,把室内的热量向室外释放,需要消耗电能,同时产生热量,所以向室外放出的热量大于从室内吸收的热量,B 对;根据热力学第二定律,可知内燃机不可能成为单一热源的热机,C 错;因为自然界的能量是守恒的,能源的消耗并不会使自然界的总能量减少,D 错。
5.A.[选修3-3](12分)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,和为等温过程,和为绝热过程(气体与外界无热量交换)。
这就是著名的“卡诺循环”。
(1)该循环过程中,下列说法正确的是_______。
(A)过程中,外界对气体做功(B)过程中,气体分子的平均动能增大(C)过程中,单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增多(D)过程中,气体分子的速率分布曲线不发生变化(2)该循环过程中,内能减小的过程是_______(选填“”、“”、“”或“”)。
若气体在过程中吸收63kJ 的热量,在过程中放出38kJ 的热量,则气体完成一次循环对外做的功为_______kJ。
(3)若该循环过程中的气体为1mol,气体在A状态时的体积为10L,在B状态时压强为A状态时的。
求气体在B状态时单位体积内的分子数。
(已知阿伏加德罗常数,计算结果保留一位有效数字)(1)解析:(A)过程中,气体体积增大,是气体对外界做功,A错误;(B)过程中,为绝热过程,根据热力学第一定律,因为体积增大,气体对外界做功,为负,所以为负,内能减小,气体分子的平均动能减小,B错误;(C)过程中,为等温过程,温度不变,气体分子的平均动能不变,气体分子的平均速率不变,因体积减小,分子密度增大,单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增多,C正确;(D)过程,为绝热过程,因为体积减小,外界对气体做功,为正,根据热力学第一定律,为正,内能增大,则温度升高,所以气体分子的速率分布曲线发生变化,D错误。
答案:C【点评】本题考查气体的P-V图象及气体做功和热力学第一定律,难度:容易。
(2)解析:根据以上分析,该循环过程中,内能减小的过程是B C;根据热力学第一定律,Q,,所以,则气体完成一次循环对外做的功为25J。
答案:B C,25【点评】本题考查热力学第一定律,难度:容易(3)解析:见答案答案:等温过程,单位体积分子数,解得,代入数据得【点评】本题考查气体实验定律和有关阿伏伽德罗常数的计算,难度:容易。
6.(7分)利用如图装置可测量大气压强和容器的容积。
步骤如下:①将倒U形玻璃管A的一端通过橡胶软管与直玻璃管B连接,并注入适量的水,另一端插入橡皮塞,然后塞住烧瓶口,并在A上标注此时水面的位置K;再将一活塞置于10ml位置的针筒插入烧瓶,使活塞缓慢推移至0刻度位置;上下移动B,保持A中的水面位于K处,测得此时水面的高度差为17.1cm。
②拔出橡皮塞,将针筒活塞置于0ml位置,使烧瓶与大气相通后再次塞住瓶口;然后将活塞抽拔至10ml位置,上下移动B,使A中的水面仍位于K,测得此时玻璃管中水面的高度差为16.8cm。
(玻璃管A内气体体积忽略不计,ρ=1.0×103kg/m3,取g=10m/s2)(1)若用V0表示烧瓶容积,p0表示大气压强,△V示针筒内气体的体积,△p1、△p2表示上述步骤①、②中烧瓶内外气体压强差大小,则步骤①、②中,气体满足的方程分别为_______________、_______________。
(2)由实验数据得烧瓶容积V 0=_____ml ,大气压强p 0=____Pa 。
(3)(单选题)倒U 形玻璃管A 内气体的存在(A)仅对容积的测量结果有影响(B)仅对压强的测量结果有影响(C)对二者的测量结果均有影响(D)对二者的测量结果均无影响答案:(1)p 0(V 0+△V )=( p 0+△p 1) V 0; p 0V 0=( p 0-△p 2) (V 0+△V );(2)560 9.58×104(3)C解析:(1)对于步骤①,根据玻意耳定律可得p 0(V 0+△V )=( p 0+△p 1) V 0;对于步骤②,根据玻意耳定律可得p 0V 0=( p 0-△p 2) (V 0+△V );(2)联立解得V 0=212p p p ∆∆-∆△V =56×10ml=560ml ;p 0=0V V∆△p 1=56×0.171×1.0×103×10 Pa=9.58×104 Pa 。
(3)倒U 形玻璃管A 内气体的存在对二者的测量结果均有影响,选项C 正确。
7.(10分)如图,柱形容器内用不漏气的轻质绝热活塞封闭一定量的理想气体,容器外包裹保温材料。
开始时活塞至容器底部的高度为H 1,容器内气体温度与外界温度相等。
在活塞上逐步加上多个砝码后,活塞下降到距容器底部H 2处,气体温度升高了△T ;然后取走容器外的保温材料,活塞位置继续下降,最后静止于距容器底部H 3处:已知大气压强为p 0。
求:气体最后的压强与温度。
解:2到3等压变化T H H H T T S H T T S H ∆-=⇒=∆+323003021到3等温变化 03133310P H H P S H P S H P =⇒=33.[物理—选修3-3](15分)(1)(6分)两个相距较远的分子仅在分子力作用下由静止开始运动,直至不再靠近。
在此过程中,下列说法正确的是 (填正确答案标号。
选对1个得3分,选对2个得4分,选对3个得6分。
每选错1个扣3分,最低得为0分)A 分子力先增大,后一直减小B.分子力先做正功,后做负功C.分子动能先增大,后减小D.分子势能先增大,后减小E.分子势能和动能之和不变答案:BCE解析:由分子力随分子间距离变化关系分析知,分子力先增大,然后减小,再增大,A 选项错误;分子从相距很远处开始运动,则r>r 0时合力为引力,力和位移的夹角小于90度,分子力做正功,分子动能大。
r>r0时合力为斥力,力和位移的夹角大于90度,分子力做负功,分子动能减小,BC选项正确;由分子力做功与分子势能变化关系知,分子势能先减小,后增大,D 选项错误;分子仅在分子力作用下运动,只有分子力做功,分子势能和动能之间相互转化,分子势能和动能之和不变;E选项正确;(2) (9分)如图,两个侧壁绝热、顶部和底部都导热的相同气缸直立放置,气缸底部和顶部均有细管连通,顶部的细管带有阀门K.两气缸的容积均为V0气缸中各有一个绝热活塞(质量不同,厚度可忽略)。
开始时K关闭,两活塞下方和右活塞上方充有气体(可视为理想气体),压强分别为Po和Po/3;左活塞在气缸正中间,其上方为真空; 右活塞上方气体体积为V0/4。
现使气缸底与一恒温热源接触,平衡后左活塞升至气缸顶部,且与顶部刚好没有接触;然后打开K,经过一段时间,重新达到平衡。
已知外界温度为T0,不计活塞与气缸壁间的摩擦。
求:(i)恒温热源的温度T;(ii)重新达到平衡后左气缸中活塞上方气体的体积VX。
9、(8分)【物理——选修3-3】(1)下列关于热现象的描述正确的一项是()A、根据热力学定律,热机的效率可能达到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则的。
答案:C解析:在热机工作过程中不可避免的要有能量耗散,其效率不可能达到100%,A错误;热传递是靠热量的转移告便系统的内能的,B错;系统达到热平衡的标志是温度相同,C正确;分自动理论告诉我们,物质是由分子组成的,分子永不停息的做无规则运动,胆大两分子运动遵从一定的统计规律,如温度升高,所有的分子的平均动能增大,D错。
(2)我国“蛟龙”号深海探测船载人下潜七千米,再创载人深潜新纪录。
在某次深潜实验中,“蛟龙” 号探测到990m深处的海水温度为280K。
某同学利用该数据来研究气体状态随海水深度的变化。
如图所示,导热良好的气缸内封闭一定质量的气体,不计活塞的质量和摩擦,气缸所处海平面的温度T0=300K,压强P0=1atm,封闭气体的体积V0=3m3。
如果将该气缸下潜至990m深处,此过程中封闭气体可视为理想气体。
①求990m深处封闭气体的体积(1atm相当于10m深海水产生的压强)。
②下潜过程中封闭气体______________(填“吸热”或“放热”),传递的热量_______(填“大于”或“小于”)外界对气体所做的功。
10.下列说法正确的是A.液体中悬浮颗粒的无规则运动称为布朗运动B.液体分子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D.物体对外界做功,其内能一定减少11.模块3-3试题(12分)(1)(4分)下列说法正确的是(填正确答案标号。