登录二一教育在线组卷平台 助您教考全无忧
2023年高考物理全国甲卷真题变式·分层精准练:第13题 (1)
一、原题
1.(2023·全国甲卷)
(1)在一汽缸中用活塞封闭着一定量的理想气体,发生下列缓慢变化过程,气体一定与外界有热量交换的过程是 。(填入正确答案标号。)
A.气体的体积不变,温度升高
B.气体的体积减小,温度降低
C.气体的体积减小,温度升高
D.气体的体积增大,温度不变
E.气体的体积增大,温度降低
(2)一高压舱内气体的压强为1.2个大气压,温度为17℃,密度为1.46 kg/m3
(i)升高气体温度并释放出舱内部分气体以保持压强不变,求气体温度升至27℃时内气体的密度;
(ii)保持温度27℃不变,再释放出舱内部分气体使舱内压强降至10个大气压,求舱内气体的密度。
【答案】(1)A;B;D
(2)解: (i)初状态:,,末状态:,,根据盖吕萨克定律得:,解得:。又,所以;
(ii)以现在高压仓中的气体作为研究对象。初状态:,,末状态:,,根据玻意耳定律得:,解得:,所以。
【知识点】理想气体与理想气体的状态方程;热力学第一定律及其应用;气体的等温变化及玻意耳定律;气体的等压变化及盖-吕萨克定律
【解析】【解答】(1)A.气体体积不变,不存在做功问题,温度升高,内能增大,系统一定从外界吸收热量,故A符合题意;
B.气体体积减小,外界对气体做功,温度降低,内能减小,系统一定向外界放出热量,故B符合题意;
C.气体体积减小,外界对气体做功,温度升高,内能增大,系统可以与外界不进行热交换,故C不符合题意;
D.气体的体积增大,气体对外界做功,温度不变,内能不变,系统一定从外界吸收热量,故D符合题意;
E.气体的体积增大,气体对外界做功,温度降低,内能减小,系统可以与外界不进行热交换,故E不符合题意。
故答案为:ABD。
【分析】(1)根据热力学第一定律分析判断。
(2) (i)根据根据盖吕萨克定律求得末状态气体的体积,再求密度;
(ii)根据玻意耳定律求得末状态气体的体积,再求密度。
二、基础
2.(2020高二下·珠海月考)下列说法正确的是( )
A.第一类永动机虽然不违背能量守恒定律,但不可能制成
B.对孤立系统而言,一个自发的过程中熵总是向减少的方向进行
C.从单一热源吸取热量使之全部变成有用的机械功是可能的
D.第二类永动机不可能制成的原因是违反了热力学第二定律
【答案】C,D
【知识点】热力学第一定律(能量守恒定律);热力学第二定律
【解析】【解答】A.第一类永动机违背能量守恒定律,A不符合题意;
B.对孤立系统而言,一个自发的过程中熵总是向增加的方向进行,B不符合题意;
C.从单一热源吸取热量使之全部变成有用的机械功是可能的,只是会引起外界变化,C符合题意;
D.第二类永动机不可能制成的原因是违反了热力学第二定律,D符合题意。
故答案为:CD。
【分析】第一类永动机违背了能量守恒定律;第二类永动机违背了热力学第二定理,都不可能成功,根据热力学第二定律,机械能可以自发的全部转化为内能,而内能全部转化为机械能必须受外界影响。
3.(2019高二下·镇赉期中)下列说法正确的是( )
A.内能不同的物体,它们分子热运动的平均动能可能相同
B.物体的机械能增大时,其内能一定增大
C.当物体膨胀时,物体分子之间的势能减小
D.一定质量100 ℃的水变成100 ℃的水蒸气,其分子之间的势能增加
【答案】A,D
【知识点】物体的内能;改变内能的两种方式
【解析】【解答】A 、 内能包括所有分子的势能和动能之和,所以动能可以相同,A符合题意;
B 、 机械能的增大不会影响内能变化,B不符合题意;
C 、 物体膨胀时分子间间距增大,分子力做负功所以分子势能增加,C不符合题意。;
D 、 100 ℃ 水吸收热量才能汽化成100°水蒸气,平均动能没变,所以势能增加引起内能升高,D符合题意。
故答案为:AD
【分析】考查分子热运动相关知识内能包括所有分子的势能和动能之和,所以动能可以相同,机械能的增大不会影响内能变化,物体膨胀时分子间间距增大,分子力做负功所以分子势能增加。
4.(2018·南宁月考)以下说法正确的是( )
A.固体的扩散现象表明固体分子间也存在空隙
B.自然界符合能量守恒定律的宏观过程不一定都能自然发生
C.布朗运动是固体小颗粒分子的运动,能反映液体分子的热运动规律
D.一定量的100℃的水变成100℃的水蒸气,所有分子的动能总和不变
E.空调可制冷也可制热,说明在自发状态下热传递的方向是可逆的
【答案】A,B,D
【知识点】分子动理论的基本内容;布朗运动;物体的内能;热力学第二定律
【解析】【解答】根据热力学第二定律可知,自然界符合能量守恒定律的宏观过程不一定都能自然发生,A符合题意;固体的扩散现象表明固体分子间也存在空隙,B符合题意;布朗运动是固体小颗粒的运动,不是颗粒分子的运动,能反映液体分子的热运动规律,C不符合题意;温度是分子平均动能的标志,则一定量的100℃的水变成100℃的水蒸气,所有分子的动能总和不变,D符合题意;热力学第二定律的内容可以表述为:热量不能自发的由低温物体传到高温物体而不产生其他影响,即只要产生其他影响,热量就能从低温物体传到高温物体;空调可制冷也可制热,说明不是在自发状态下热传递的方向是可逆的,选项E错误;
故答案为:ABD.
【分析】固体的扩散现象表明固体分子间也存在空隙;布朗运动是液体中固体小颗粒的运动,不是颗粒分子的运动,能反映液体分子的热运动规律;温度是分子平均动能的标志,100℃的水变成100℃的水蒸气,所有分子的动能总和不变;根据热力学第二定律可知,自然界符合能量守恒定律的宏观过程不一定都能自然发生,热量不能自发的由低温物体传到高温物体而不产生其他影响。
5.(2017高二下·呼图壁期末)下列关于热现象的描述正确的是( )
A.根据热力学定律,热机的效率不可能达到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律的
【答案】A,C
【知识点】分子动理论的基本内容;热力学第一定律(能量守恒定律);温度;热力学第二定律
【解析】【解答】解:A、根据热力学第二定律几可知,根据热力学定律,热机的效率不可能达到100%.A符合题意;
B、做功是通过能量转化的方式改变系统内能的,热传递是通过能量转移的方式改变系统内能的.B不符合题意;
C、根据热力学第0定律,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.C符合题意;
D、物体由大量分子组成,其单个分子的运动是无规则的,大量分子的运动是有规律的.D不符合题意.
故答案为:AC
【分析】本题是对热现象中常见描述正误的判断考查。做功是通过能量转化改变系统内能的,热传递是通过能量转移的改变系统内能的;单个分子的运动是无规则的,大量分子的运动是有规律的,符合统计规律。
6.(2017·佛山模拟)下列说法正确的是( )
A.布朗运动就是液体分子的运动
B.碎玻璃不能拼合在一起,说明分子间斥力作用
C.小昆虫水黾可以在水面上自由行走,是由于液体表面张力作用
D.给物体加热,物体的内能不一定增加
E.机械能可以全部转化为内能,也可以将内能全部转化为机械能
【答案】C,D,E
【知识点】布朗运动;热力学第一定律(能量守恒定律);毛细现象和液体的表面张力;改变内能的两种方式;热力学第二定律
【解析】【解答】解:A、布朗运动是固体颗粒的运动,间接反映了液体分子的无规则运动,故A错误;
B、碎玻璃不能拼合在一起,是由于多数分子间的距离大于分子直径的10倍以上,分子力的合力很小,不足以克服外力,所以,碎玻璃不能拼合在一起,不能说明分子间斥力作用,故B错误;
C、小昆虫水黾可以站在水面上是由于液体表面张力的缘故,故C正确;
D、给物体加热,物体吸热的同时可能对外做功,故物体的内能不一定增加,故D正确;
E、根据热力学第二定律,机械能可以全部自发地转化为内能,但将内能全部转化为机械能需要引起其它变化,故E正确;
故选:CDE
【分析】布朗运动是固体颗粒的运动,间接反映了液体分子的无规则运动;不可能可从单一热源吸收的热量并全部用于做功,而不引起其它变化.
7.(2017·临川模拟)以下说法正确的是( )
A.大量分子做无规则运动,速率有大有小,但是分子的速率按“中间少,两头多”的规律分布
B.一定质量的理想气体,温度升高时,分子平均动能增大,气体的压强不一定增大
C.由于液体表面层分子间平均距离大于液体内部分子间平均距离,液体表面存在张力
D.空气相对湿度越大时,空气中水蒸气压强越接近饱和气压,水蒸发越快
E.用油膜法测出油分子的直径后,要测定阿伏加德罗常数,只需要再知道油的摩尔体积即可
【答案】B,C,E
【知识点】分子动理论的基本内容;热力学第一定律(能量守恒定律);饱和汽及物态变化中能量;物态变化;热力学第二定律
【解析】【解答】解:A、大量分子做无规则运动,速率有大有小,但是分子的速率按“中间多,两头少”的规律分布;A不符合题意
B、压强是大量气体分子持续撞击器壁产生的,其大小取决于温度和体积,若温度升高体积增大则压强可能减小,B符合题意
C、液体表面表面张力的形成是由于液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离液体表面张力是露珠的成因,液体与大气相接触时,接触面的分子间距大表现为引力,C符合题意
D、影响蒸发快慢以及影响人们对干爽与潮湿感受的因素,不是空气中水蒸气的绝对数量,而是空气中水蒸气的压强与同一温度下水的饱和汽压的差距.
水蒸气的压强离饱和汽压越远,相对湿度越小,越有利于水的蒸发,人们感觉干爽,D不符合题意
E、油的摩尔体积除以单个分子的体积等于阿伏加德罗常数;E符合题意
故答案为:BCE
【分析】本题主要考查热学的基本概念,根据基础知识,分析判断即可。
三、巩固
8.(2023·惠州模拟)如图所示,一定质量的理想气体从状态a变化到状态b,其过程如p-V图中从a到b的直线所示。在此过程中( )
A.气体温度先上升后下降
B.气体内能一直增加
C.气体一直对外做功
D.气体吸收的热量一直全部用于对外做功
【答案】B,C
【知识点】理想气体与理想气体的状态方程;热力学第一定律及其应用
【解析】【解答】AB.由图知气体的 pV乘积一直增大,由
知气体的温度一直升高,内能一直增加,A不符合题意,B符合题意;
CD.气体的体积增大,则气体一直对外做功,气体的内能一直增加,根据热力学第一定律ΔU=W+Q
可知气体一直从外界吸热,吸收的热量用于对外功和增加内能,C符合题意,D不符合题意。
故答案为:BC。
【分析】根据理想气体状态方程得出气体温度的变化情况,从而得出内能的变化情况,利用热力学第一定律得出气体吸收的热量和对外做功之间的关系。
9.(2023高三上·新疆期末)如图所示,质量为m的活塞将一定质量的理想气体封闭在汽缸内,活塞与汽缸壁之间无摩擦。将汽缸放在冰水混合物中,气体达到的平衡状态如图中a所示,将汽缸从冰水混合物中移出后,气体在室温中达到的平衡状态如图中b所示。气体从a变化到b的过程中外部大气压强保持不变,下列说法正确的是( )
A.a中气体的内能较大
B.b中气体分子的平均动能较大
C.b中气体分子单位时间内单位面积上撞击活塞的次数较多
D.从a到b的过程中,气体从外界吸收的热量大于对活塞做的功
E.从a到b的过程中,气体对活塞做的功大于活塞重力势能的增加量
【答案】B,D,E
【知识点】动能;热力学第一定律及其应用;温度和温标
【解析】【解答】AB.理想气体的分子势能为0,当温度升高时,分子的平均动能增大,内能增大,则a中气体的内能小于b中气体的内能,A不符合题意、B符合题意;
C.b中分子平均动能大于a中分子平均动能,每个分子撞击活塞的平均作用力较大,而气体的压强不变,所以b中气体分子单位时间内单位面积上撞击活塞的次数较少,C不符合题意;
D.气体的内能增大,由热力学第一定律可知,从a到b的过程中,气体从外界吸收的热量大于对活塞做的功,D符合题意;
E.由动能定理可知,容器内气体对活塞做的功、外部气体对活塞做的功和重力对活塞做的功之和为零,所以从a到b的过程中,气体对活塞做的功大于活塞重力势能的增加量,E符合题意。
故答案为:BDE。
【分析】温度是分子平均动能的标志,结合分子内能得定义得出ab中气体内能的变化情况,通过热力学第一定律和动能定理进行分析判断。
10.(2022高二下·烟台期末)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
【答案】A,C
【知识点】热力学第二定律
【解析】【解答】A.根据热力学第二定律,一切与热现象有关的宏观自然过程都是不可逆的,A符合题意;
B.根据热力学第二定律,一切自发进行的与热现象有关的宏观过程,热传递存在方向性,B不符合题意;
C.从微观的角度看,热力学第二定律是一个统计规律:一个孤立系统总是从熵小的状态向熵大的状态发展,而熵值较大代表着较为无序,所以自发的宏观过程总是向无序度更大的方向发展,C符合题意;
D.根据热力学第二定律,械能和内能的转化过程具有方向性:机械能可以全部转化成内能,内能却不能全部转化成机械能,而不引起其他变化。即热机的效率不可能达到100%,D不符合题意。
故答案为:AC。
【分析】空调参与的热现象不属于自发现象,不能说明热传递不存在方向性;根据热力学第二定律可以判别不可能从单一热源吸收热量使之完全转化为功而不引起其他变化。
11.(2022高二下·开封期末)下列各种说法中正确的是( )
A.布朗运动是液体分子的热运动
B.晶体具有各向异性
C.液体与大气相接触时,表面层内的液体分子比液体内部稀疏
D.热量不能自发地从低温物体传到高温物体
E.理想气体等温膨胀时需要吸收热量
【答案】C,D,E
【知识点】热力学第二定律
【解析】【解答】A.布朗运动是悬浮在液体中颗粒的运动,不是液体分子的热运动,A不符合题意;
B.单晶体具有各向异性,多晶体具有各向同性,B不符合题意;
C.液体与大气相接触时,表面层内的液体分子比液体内部稀疏,C符合题意;
D.由热力学第二定律知,热量不能自发地从低温物体传到高温物体,D符合题意;
E.理想气体等温膨胀时,气体内能不变,同时气体对外做功,根据热力学第一定律
可知,理想气体等温膨胀时需要吸收热量,E符合题意。
故答案为:CDE。
【分析】布朗运动是悬浮在液体中颗粒的运动,不是液体分子的热运动,理想气体等温膨胀时需要吸收热量。
12.(2022高二下·南充期末)关于热力学第二定律,下列说法正确的是( )
A.浓度为75%的医用酒精长时间静置,可以自然分离为水和纯酒精
B.空调既能制热也能制冷,说明热量能够从低温物体传到高温物体
C.若不产生其它影响,不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来对外做功
D.理想热机的效率可以达到100%
【答案】B,C
【知识点】热力学第二定律
【解析】【解答】A.浓度为75%的医用酒精长时间静置,不会自然分离为水和纯酒精,违反热力学第二定律,A不符合题意;
B.空调既能制热也能制冷,说明通过压缩机做功热量能够从低温物体传到高温物体,B符合题意;
C.热力学第二定律可表述为:不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功,而不引起其他变化,C符合题意;
D.由C中分析可知,理想热机的效率不可以达到100%。D不符合题意。
故答案为:BC。
【分析】医用酒精不会自然分离为水和纯酒精,违反热力学第二定律,理想热机的效率不可以达到100%,结合热力学第二定律进行分析判断。
四、提升
13.(2023·赣州模拟)如图所示,一个与外界绝热的汽缸开口向上竖直放置,汽缸内有一个绝热的活塞,中间有一个固定的导热良好的隔板,封闭着两部分气体A和B,活塞处于静上状态。现通过电热丝对气体A加热一段时间,活塞达到新的静止状态。不计气体分子势能,不计活塞与汽缸壁的摩擦,大气压强保持不变,则( )
A.活塞的位置保持不变
B.气体A吸热,内能增加
C.气体B吸热,对外做功,内能不变
D.气体A分子单位时间内对器壁单位面积碰撞次数增多
E.气体B分子单位时间内对器壁单位面积碰撞次数减少
【答案】B,D,E
【知识点】热力学第一定律及其应用
【解析】【解答】B.气体A温度升高,内能增加;气体A体积不变,则做功为零,根据热力学第一定律可知,气体A吸热,B符合题意;
AC.对气体B上方活塞进行受力分析,根据平衡条件可知,气体B的压强不变,由于隔板导热性良好,气体B吸收A气体的热量后温度上升,内能增大;再根据理想气体状态方程,在压强不变,温度升高的情况下,体积增大,则气体对外做功,活塞上升,AC不符合题意;
D.气体A的体积不变,温度升高,可知气体A的分子平均动能增大,根据气体压强的微观意义,可知气体A分子单位时间内对器壁单位面积碰撞次数增多,D符合题意;
E.气体B的温度升高,可知气体B的分子平均动能增大,气体B的压强不变,根据气体压强的微观意义,气体B分子单位时间内对器壁单位面积碰撞次数减少,故E正确。
故答案为:BDE。
【分析】气体A温度升高可以判别气体内能增加,结合气体体积不变则做功为0,结合热力学第一定律可以判别气体吸热;气体B利用平衡条件可以判别压强不变,结合温度升高可以判别内能增大,结合压强不变可以判别气体体积增大;利用气体压强的变化可以判别气体单位时间内对器壁单位面积碰撞的次数变化。
14.(2022·宝鸡模拟)下列说法正确的是( )
A.附着层内分子间距离大于液体内部分子间距离时,液体与固体间表现为浸润
B.一定温度下饱和汽的密度为一定值,温度升高,饱和汽的密度增大
C.在分子间距离增大的过程中,分子间的作用力可能增大,也可能减小
D.一定质量的气体,当温度升高时,分子的平均动能增大,气体的压强一定增大
E.熵是物体内分子运动无序程度的量度
【答案】B,C,E
【知识点】分子间的作用力;理想气体与理想气体的状态方程;热力学第二定律
【解析】【解答】A.附着层内分子间距离小于液体内部分子间距离时,液体与固体间表现为浸润,A不符合题意;
B.饱和汽压与温度有关,控制液面上方饱和汽的体积不变,升高温度,则饱和汽压增大,达到动态平衡后该饱和汽的质量增大,密度增大,B符合题意;
C.分子间距离增大时,分子间先为斥力后为引力,其大小先减小,后增大再减小,故分子间的作用力可能增大,也可能减小,C符合题意;
D.一定质量的理想气体,其压强的大小和气体分子的平均动能、分子的密集程度均有关,所以温度升高,气体的压强不一定增大,D不符合题意;
E.熵是物体内分子运动无序程度的量度,E符合题意。
故答案为:BCE。
【分析】附着层分子间距离小于液体内部分子距离时其液体与固体间表现为浸润;温度升高时气体分子平均动能增大,其气体压强不一定增大;分子间距离增大时,分子间先为斥力后为引力,其大小先减小,后增大再减小,故分子间的作用力可能增大,也可能减小。
15.(2022·娄底模拟)很多热学现象伴随着我们的生活。下列关于热现象或热学规律的叙述正确的是( )
A.一切与热现象有关的宏观自然过程都具有方向性,是不可逆的
B.从外面回到家里,用75%酒精溶液喷鞋底和手部消毒,很快屋子里到处都是酒精的气味,这是布朗运动造成的
C.物体吸收热量同时对外界做功,物体的内能可能增大
D.空调机制冷时把热量从低温处带到高温处,违背了热力学第二定律
E.两个铅块压紧后不容易拉开是因为有分子力的作用
【答案】A,C,E
【知识点】热力学第一定律(能量守恒定律);分子间的作用力;热力学第二定律
【解析】【解答】A.一切与热现象有关的宏观自然过程都具有方向性,是不可逆的,A符合题意;
B.屋子里到处都是酒精的气味,这不是布朗运动,这是扩散现象造成的,B不符合题意;
C.根据热力学第一定律可得
物体吸收热量同时对外界做功,若
则,物体的内能增大,C符合题意;
D.空调机制冷时把热量从低温处带到高温处,有外界做功,并不违背热力学第二定律,D不符合题意;
E.两个铅块压紧后不容易拉开是因为接触面上的分子距离足够近,分子间的引力起主要作用,E符合题意。
故答案为:ACE。
【分析】扩散现象说明分子间有间隙,结合热力学第二定律以及热力学第一定律得出物体内能的变化情况,通过分子间的作用力进行分析判断正确的选项。
16.(2022·白山模拟)热学是研究物质处于热状态时的有关性质和规律的物理学分支,它起源于人类对冷热现象的探索。下列说法正确的是( )
A.温度高的物体,其内能一定大
B.气体对外界做功,其内能可能增加
C.做功和热传递对改变物体的内能是等效的
D.第一类永动机无法制成,这是因为它违背了热力学第二定律
E.在完全失重状态下,水滴呈现球状,这是液体表面张力作用的结果
【答案】B,C,E
【知识点】物体的内能;改变内能的两种方式
【解析】【解答】A.物体的内能不仅与温度有关,还与状态、质量有关,所以温度高的物体,其内能不一定大,A不符合题意;
B.根据热力学第一定律可知,做功和热传递都可以改变物体的内能,气体对外做功,若同时吸收一定的热量,其内能可能增加,B符合题意;
C.改变物体的内能有两种物理过程:做功与热传递,它们在改变内能能达到相同的效果,C符合题意;
D.第一类永动机无法制成,这是因为它违背了能量守恒定律,D不符合题意;
E.在完全失重状态下,水滴呈现球状,这是液体表面张力作用的结果,E符合题意。
故答案为:BCE。
【分析】物体的内能不仅与温度有关;改变物体的内能有两种物理过程:做功与热传递;第一类永动机违背了能量守恒定律;完全失重状态下,水滴呈现球状,这是由于液体表面张力。
17.(2022·长春模拟)关于生活中的热学现象,下列说法正确的是( )
A.夏天和冬天相比,夏天的气温较高,水的饱和汽压较大,在相对湿度相同的情况下,夏天的绝对湿度较大
B.民间常用“拔火罐”来治疗某些疾病,方法是用镊子夹一棉球,沾一些酒精,点燃,在罐内迅速旋转一下再抽出,迅速将火罐开口端紧压在皮肤上,火罐就会紧紧地被“吸” 在皮肤上。其道理是,当火罐内的气体体积不变时,温度降低,压强增大
C.理论上,第二类永动机并不违背能量守恒定律,所以随着人类科学技术的进步,第二类永动机是有可能研制成功的
D.热量能够自发地从温度高的物体传递到温度低的物体
E.一辆空载的卡车停在水平地面上,在缓慢装沙过程中,若车胎不漏气,胎内气体温度不变,车胎内气体可看成理想气体,则胎内气体向外界放热
【答案】A,D,E
【知识点】饱和汽及物态变化中能量;热力学第二定律
【解析】【解答】A.夏天和冬天相比,夏天的气温较高,水的饱和汽压较大,在相对湿度相同的情况下,夏天的绝对湿度较大,A选项正确;
B.把罐扣在皮肤上,罐内空气的体积等于火罐的容积,体积不变,气体经过热传递,温度不断降低,气体发生等容变化,由查理定律可知,气体压强减小,火罐内气体压强小于外界大气压,大气压就将罐紧紧地压在皮肤上,B选项错误;
C.理论上,第二类永动机并不违背能量守恒定律,但是违背热力学第二定律,所以随着人类科学技术的进步,第二类永动机也不可能研制成功,C选项错误;
D.热量只能自发地从温度高的物体传递到温度低的物体,D选项正确;
E.汽车在缓慢装沙的过程中,车胎内气体压强增大,而气体温度不变,所以体积变小,外界对气体做功,内能不变,由热力学第一定律可知,气体向外界放出热量,故E选项正确。
故答案为:ADE。
【分析】夏天温度高其水的饱和汽压大,所以相对湿度相同时其夏天的绝对湿度比较大;当火罐扣在皮肤时,其体积不变,温度降低时其气体的压强减小;第二类永动机违背热力学第二定律。
18.(2022·罗甸模拟)如图所示为电冰箱的工作原理示意图。压缩机工作时,强迫制冷剂在冰箱内外的管道中不断循环。在蒸发器中制冷剂汽化吸收箱体内的热量,经过冷凝器时制冷剂液化,放出热量到箱体外,下列说法正确的是( )
A.热量可以自发地从冰箱内传到冰箱外
B.电冰箱的制冷系统能够不断地把冰箱内的热量传到外界,是因为其消耗了电能
C.电冰箱的工作原理不违反热力学第一定律
D.电冰箱的工作原理违反热力学第一定律
E.电冰箱的工作原理正是热力学第二定律的应用
【答案】B,C,E
【知识点】热力学第一定律(能量守恒定律);热力学第二定律
【解析】【解答】AB.由热力学第二定律知,热量不能自发的有低温物体传到高温物体,除非施加外部的影响和帮助,电冰箱把热量从低温的内部传到高温外部,需要压缩机的帮助并消耗电能。A不符合题意,B符合题意;
CD.热力学第一定律是热现象中内能与其他形式能的转化规律,是能量守恒定律的具体表现,适用于所有的热学过程,C符合题意,D不符合题意;
E.电冰箱把热量从低温的内部传到高温外部,需要压缩机的帮助并消耗电能,电冰箱的工作原理没有违反热力学第二定律,E符合题意。
故答案为:BCE。
【分析】根据热力学第二定律知,热量不能自发的有低温物体传到高温物体;结合热力学第一定律以及能量守恒定律进行分析判断。
19.(2022·宜宾模拟)根据热力学定律和分子动理论,下列说法正确的是( )
A.布朗运动是液体分子的运动,它说明分子永不停息地做无规则运动
B.一切与热现象有关的宏观自然过程都是不可逆的
C.用活塞压缩密闭气缸里的气体,外界对气体做功2.0×105J,同时气体向外界放出热量0.5×105J,则气体内能增加了1.5×105J
D.一定质量的理想气体温度升高1K,其等容过程中吸收的热量小于等压过程吸收的热量
E.根据热力学第二定律可知,热量能够从高温物体传到低温物体,但不可能从低温物体传到高温物体
【答案】B,C,D
【知识点】布朗运动;热力学第一定律(能量守恒定律);热力学第二定律
【解析】【解答】A.布朗运动是悬浮在水中的微粒的运动,它间接说明液体分子永不停息地做无规则运动,A不符合题意;
B.根据热力学第二定律可知,一切与热现象有关的宏观自然过程都是不可逆的,B不符合题意;
C.用活塞压缩密闭气缸里的气体,外界对气体做功2.0×105J,为正值,同时气体向外界放出热量0.5×105J,为负值,根据热力学第一定律,有
C符合题意;
D.等容过程中吸收的热量仅仅增加为内能,而等压升温的过程中体积增大,对外做功,吸收的热量转化为内能和对外做功,所以一定质量的理想气体温度升高1K,其等容过程中吸收的热量小于等压过程吸收的热量,D符合题意;
E.根据热力学第二定律可知,热量能够从高温物体传到低温物体,但不可能从低温物体传到高温物体而不引起其他变化,E不符合题意。
故答案为:BCD。
【分析】(1)布朗运动是悬浮在液体固体微粒的无规则运动,A错误;
(2)由热力学第二定律判断B正确E错误;
(3)由热力学第一定律:△U=W十Q分析CD正确.
二一教育在线组卷平台(zujuan.21cnjy.com)自动生成 1 / 1登录二一教育在线组卷平台 助您教考全无忧
2023年高考物理全国甲卷真题变式·分层精准练:第13题 (1)
一、原题
1.(2023·全国甲卷)
(1)在一汽缸中用活塞封闭着一定量的理想气体,发生下列缓慢变化过程,气体一定与外界有热量交换的过程是 。(填入正确答案标号。)
A.气体的体积不变,温度升高
B.气体的体积减小,温度降低
C.气体的体积减小,温度升高
D.气体的体积增大,温度不变
E.气体的体积增大,温度降低
(2)一高压舱内气体的压强为1.2个大气压,温度为17℃,密度为1.46 kg/m3
(i)升高气体温度并释放出舱内部分气体以保持压强不变,求气体温度升至27℃时内气体的密度;
(ii)保持温度27℃不变,再释放出舱内部分气体使舱内压强降至10个大气压,求舱内气体的密度。
二、基础
2.(2020高二下·珠海月考)下列说法正确的是( )
A.第一类永动机虽然不违背能量守恒定律,但不可能制成
B.对孤立系统而言,一个自发的过程中熵总是向减少的方向进行
C.从单一热源吸取热量使之全部变成有用的机械功是可能的
D.第二类永动机不可能制成的原因是违反了热力学第二定律
3.(2019高二下·镇赉期中)下列说法正确的是( )
A.内能不同的物体,它们分子热运动的平均动能可能相同
B.物体的机械能增大时,其内能一定增大
C.当物体膨胀时,物体分子之间的势能减小
D.一定质量100 ℃的水变成100 ℃的水蒸气,其分子之间的势能增加
4.(2018·南宁月考)以下说法正确的是( )
A.固体的扩散现象表明固体分子间也存在空隙
B.自然界符合能量守恒定律的宏观过程不一定都能自然发生
C.布朗运动是固体小颗粒分子的运动,能反映液体分子的热运动规律
D.一定量的100℃的水变成100℃的水蒸气,所有分子的动能总和不变
E.空调可制冷也可制热,说明在自发状态下热传递的方向是可逆的
5.(2017高二下·呼图壁期末)下列关于热现象的描述正确的是( )
A.根据热力学定律,热机的效率不可能达到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律的
6.(2017·佛山模拟)下列说法正确的是( )
A.布朗运动就是液体分子的运动
B.碎玻璃不能拼合在一起,说明分子间斥力作用
C.小昆虫水黾可以在水面上自由行走,是由于液体表面张力作用
D.给物体加热,物体的内能不一定增加
E.机械能可以全部转化为内能,也可以将内能全部转化为机械能
7.(2017·临川模拟)以下说法正确的是( )
A.大量分子做无规则运动,速率有大有小,但是分子的速率按“中间少,两头多”的规律分布
B.一定质量的理想气体,温度升高时,分子平均动能增大,气体的压强不一定增大
C.由于液体表面层分子间平均距离大于液体内部分子间平均距离,液体表面存在张力
D.空气相对湿度越大时,空气中水蒸气压强越接近饱和气压,水蒸发越快
E.用油膜法测出油分子的直径后,要测定阿伏加德罗常数,只需要再知道油的摩尔体积即可
三、巩固
8.(2023·惠州模拟)如图所示,一定质量的理想气体从状态a变化到状态b,其过程如p-V图中从a到b的直线所示。在此过程中( )
A.气体温度先上升后下降
B.气体内能一直增加
C.气体一直对外做功
D.气体吸收的热量一直全部用于对外做功
9.(2023高三上·新疆期末)如图所示,质量为m的活塞将一定质量的理想气体封闭在汽缸内,活塞与汽缸壁之间无摩擦。将汽缸放在冰水混合物中,气体达到的平衡状态如图中a所示,将汽缸从冰水混合物中移出后,气体在室温中达到的平衡状态如图中b所示。气体从a变化到b的过程中外部大气压强保持不变,下列说法正确的是( )
A.a中气体的内能较大
B.b中气体分子的平均动能较大
C.b中气体分子单位时间内单位面积上撞击活塞的次数较多
D.从a到b的过程中,气体从外界吸收的热量大于对活塞做的功
E.从a到b的过程中,气体对活塞做的功大于活塞重力势能的增加量
10.(2022高二下·烟台期末)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
11.(2022高二下·开封期末)下列各种说法中正确的是( )
A.布朗运动是液体分子的热运动
B.晶体具有各向异性
C.液体与大气相接触时,表面层内的液体分子比液体内部稀疏
D.热量不能自发地从低温物体传到高温物体
E.理想气体等温膨胀时需要吸收热量
12.(2022高二下·南充期末)关于热力学第二定律,下列说法正确的是( )
A.浓度为75%的医用酒精长时间静置,可以自然分离为水和纯酒精
B.空调既能制热也能制冷,说明热量能够从低温物体传到高温物体
C.若不产生其它影响,不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来对外做功
D.理想热机的效率可以达到100%
四、提升
13.(2023·赣州模拟)如图所示,一个与外界绝热的汽缸开口向上竖直放置,汽缸内有一个绝热的活塞,中间有一个固定的导热良好的隔板,封闭着两部分气体A和B,活塞处于静上状态。现通过电热丝对气体A加热一段时间,活塞达到新的静止状态。不计气体分子势能,不计活塞与汽缸壁的摩擦,大气压强保持不变,则( )
A.活塞的位置保持不变
B.气体A吸热,内能增加
C.气体B吸热,对外做功,内能不变
D.气体A分子单位时间内对器壁单位面积碰撞次数增多
E.气体B分子单位时间内对器壁单位面积碰撞次数减少
14.(2022·宝鸡模拟)下列说法正确的是( )
A.附着层内分子间距离大于液体内部分子间距离时,液体与固体间表现为浸润
B.一定温度下饱和汽的密度为一定值,温度升高,饱和汽的密度增大
C.在分子间距离增大的过程中,分子间的作用力可能增大,也可能减小
D.一定质量的气体,当温度升高时,分子的平均动能增大,气体的压强一定增大
E.熵是物体内分子运动无序程度的量度
15.(2022·娄底模拟)很多热学现象伴随着我们的生活。下列关于热现象或热学规律的叙述正确的是( )
A.一切与热现象有关的宏观自然过程都具有方向性,是不可逆的
B.从外面回到家里,用75%酒精溶液喷鞋底和手部消毒,很快屋子里到处都是酒精的气味,这是布朗运动造成的
C.物体吸收热量同时对外界做功,物体的内能可能增大
D.空调机制冷时把热量从低温处带到高温处,违背了热力学第二定律
E.两个铅块压紧后不容易拉开是因为有分子力的作用
16.(2022·白山模拟)热学是研究物质处于热状态时的有关性质和规律的物理学分支,它起源于人类对冷热现象的探索。下列说法正确的是( )
A.温度高的物体,其内能一定大
B.气体对外界做功,其内能可能增加
C.做功和热传递对改变物体的内能是等效的
D.第一类永动机无法制成,这是因为它违背了热力学第二定律
E.在完全失重状态下,水滴呈现球状,这是液体表面张力作用的结果
17.(2022·长春模拟)关于生活中的热学现象,下列说法正确的是( )
A.夏天和冬天相比,夏天的气温较高,水的饱和汽压较大,在相对湿度相同的情况下,夏天的绝对湿度较大
B.民间常用“拔火罐”来治疗某些疾病,方法是用镊子夹一棉球,沾一些酒精,点燃,在罐内迅速旋转一下再抽出,迅速将火罐开口端紧压在皮肤上,火罐就会紧紧地被“吸” 在皮肤上。其道理是,当火罐内的气体体积不变时,温度降低,压强增大
C.理论上,第二类永动机并不违背能量守恒定律,所以随着人类科学技术的进步,第二类永动机是有可能研制成功的
D.热量能够自发地从温度高的物体传递到温度低的物体
E.一辆空载的卡车停在水平地面上,在缓慢装沙过程中,若车胎不漏气,胎内气体温度不变,车胎内气体可看成理想气体,则胎内气体向外界放热
18.(2022·罗甸模拟)如图所示为电冰箱的工作原理示意图。压缩机工作时,强迫制冷剂在冰箱内外的管道中不断循环。在蒸发器中制冷剂汽化吸收箱体内的热量,经过冷凝器时制冷剂液化,放出热量到箱体外,下列说法正确的是( )
A.热量可以自发地从冰箱内传到冰箱外
B.电冰箱的制冷系统能够不断地把冰箱内的热量传到外界,是因为其消耗了电能
C.电冰箱的工作原理不违反热力学第一定律
D.电冰箱的工作原理违反热力学第一定律
E.电冰箱的工作原理正是热力学第二定律的应用
19.(2022·宜宾模拟)根据热力学定律和分子动理论,下列说法正确的是( )
A.布朗运动是液体分子的运动,它说明分子永不停息地做无规则运动
B.一切与热现象有关的宏观自然过程都是不可逆的
C.用活塞压缩密闭气缸里的气体,外界对气体做功2.0×105J,同时气体向外界放出热量0.5×105J,则气体内能增加了1.5×105J
D.一定质量的理想气体温度升高1K,其等容过程中吸收的热量小于等压过程吸收的热量
E.根据热力学第二定律可知,热量能够从高温物体传到低温物体,但不可能从低温物体传到高温物体
答案解析部分
1.【答案】(1)A;B;D
(2)解: (i)初状态:,,末状态:,,根据盖吕萨克定律得:,解得:。又,所以;
(ii)以现在高压仓中的气体作为研究对象。初状态:,,末状态:,,根据玻意耳定律得:,解得:,所以。
【知识点】理想气体与理想气体的状态方程;热力学第一定律及其应用;气体的等温变化及玻意耳定律;气体的等压变化及盖-吕萨克定律
【解析】【解答】(1)A.气体体积不变,不存在做功问题,温度升高,内能增大,系统一定从外界吸收热量,故A符合题意;
B.气体体积减小,外界对气体做功,温度降低,内能减小,系统一定向外界放出热量,故B符合题意;
C.气体体积减小,外界对气体做功,温度升高,内能增大,系统可以与外界不进行热交换,故C不符合题意;
D.气体的体积增大,气体对外界做功,温度不变,内能不变,系统一定从外界吸收热量,故D符合题意;
E.气体的体积增大,气体对外界做功,温度降低,内能减小,系统可以与外界不进行热交换,故E不符合题意。
故答案为:ABD。
【分析】(1)根据热力学第一定律分析判断。
(2) (i)根据根据盖吕萨克定律求得末状态气体的体积,再求密度;
(ii)根据玻意耳定律求得末状态气体的体积,再求密度。
2.【答案】C,D
【知识点】热力学第一定律(能量守恒定律);热力学第二定律
【解析】【解答】A.第一类永动机违背能量守恒定律,A不符合题意;
B.对孤立系统而言,一个自发的过程中熵总是向增加的方向进行,B不符合题意;
C.从单一热源吸取热量使之全部变成有用的机械功是可能的,只是会引起外界变化,C符合题意;
D.第二类永动机不可能制成的原因是违反了热力学第二定律,D符合题意。
故答案为:CD。
【分析】第一类永动机违背了能量守恒定律;第二类永动机违背了热力学第二定理,都不可能成功,根据热力学第二定律,机械能可以自发的全部转化为内能,而内能全部转化为机械能必须受外界影响。
3.【答案】A,D
【知识点】物体的内能;改变内能的两种方式
【解析】【解答】A 、 内能包括所有分子的势能和动能之和,所以动能可以相同,A符合题意;
B 、 机械能的增大不会影响内能变化,B不符合题意;
C 、 物体膨胀时分子间间距增大,分子力做负功所以分子势能增加,C不符合题意。;
D 、 100 ℃ 水吸收热量才能汽化成100°水蒸气,平均动能没变,所以势能增加引起内能升高,D符合题意。
故答案为:AD
【分析】考查分子热运动相关知识内能包括所有分子的势能和动能之和,所以动能可以相同,机械能的增大不会影响内能变化,物体膨胀时分子间间距增大,分子力做负功所以分子势能增加。
4.【答案】A,B,D
【知识点】分子动理论的基本内容;布朗运动;物体的内能;热力学第二定律
【解析】【解答】根据热力学第二定律可知,自然界符合能量守恒定律的宏观过程不一定都能自然发生,A符合题意;固体的扩散现象表明固体分子间也存在空隙,B符合题意;布朗运动是固体小颗粒的运动,不是颗粒分子的运动,能反映液体分子的热运动规律,C不符合题意;温度是分子平均动能的标志,则一定量的100℃的水变成100℃的水蒸气,所有分子的动能总和不变,D符合题意;热力学第二定律的内容可以表述为:热量不能自发的由低温物体传到高温物体而不产生其他影响,即只要产生其他影响,热量就能从低温物体传到高温物体;空调可制冷也可制热,说明不是在自发状态下热传递的方向是可逆的,选项E错误;
故答案为:ABD.
【分析】固体的扩散现象表明固体分子间也存在空隙;布朗运动是液体中固体小颗粒的运动,不是颗粒分子的运动,能反映液体分子的热运动规律;温度是分子平均动能的标志,100℃的水变成100℃的水蒸气,所有分子的动能总和不变;根据热力学第二定律可知,自然界符合能量守恒定律的宏观过程不一定都能自然发生,热量不能自发的由低温物体传到高温物体而不产生其他影响。
5.【答案】A,C
【知识点】分子动理论的基本内容;热力学第一定律(能量守恒定律);温度;热力学第二定律
【解析】【解答】解:A、根据热力学第二定律几可知,根据热力学定律,热机的效率不可能达到100%.A符合题意;
B、做功是通过能量转化的方式改变系统内能的,热传递是通过能量转移的方式改变系统内能的.B不符合题意;
C、根据热力学第0定律,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.C符合题意;
D、物体由大量分子组成,其单个分子的运动是无规则的,大量分子的运动是有规律的.D不符合题意.
故答案为:AC
【分析】本题是对热现象中常见描述正误的判断考查。做功是通过能量转化改变系统内能的,热传递是通过能量转移的改变系统内能的;单个分子的运动是无规则的,大量分子的运动是有规律的,符合统计规律。
6.【答案】C,D,E
【知识点】布朗运动;热力学第一定律(能量守恒定律);毛细现象和液体的表面张力;改变内能的两种方式;热力学第二定律
【解析】【解答】解:A、布朗运动是固体颗粒的运动,间接反映了液体分子的无规则运动,故A错误;
B、碎玻璃不能拼合在一起,是由于多数分子间的距离大于分子直径的10倍以上,分子力的合力很小,不足以克服外力,所以,碎玻璃不能拼合在一起,不能说明分子间斥力作用,故B错误;
C、小昆虫水黾可以站在水面上是由于液体表面张力的缘故,故C正确;
D、给物体加热,物体吸热的同时可能对外做功,故物体的内能不一定增加,故D正确;
E、根据热力学第二定律,机械能可以全部自发地转化为内能,但将内能全部转化为机械能需要引起其它变化,故E正确;
故选:CDE
【分析】布朗运动是固体颗粒的运动,间接反映了液体分子的无规则运动;不可能可从单一热源吸收的热量并全部用于做功,而不引起其它变化.
7.【答案】B,C,E
【知识点】分子动理论的基本内容;热力学第一定律(能量守恒定律);饱和汽及物态变化中能量;物态变化;热力学第二定律
【解析】【解答】解:A、大量分子做无规则运动,速率有大有小,但是分子的速率按“中间多,两头少”的规律分布;A不符合题意
B、压强是大量气体分子持续撞击器壁产生的,其大小取决于温度和体积,若温度升高体积增大则压强可能减小,B符合题意
C、液体表面表面张力的形成是由于液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离液体表面张力是露珠的成因,液体与大气相接触时,接触面的分子间距大表现为引力,C符合题意
D、影响蒸发快慢以及影响人们对干爽与潮湿感受的因素,不是空气中水蒸气的绝对数量,而是空气中水蒸气的压强与同一温度下水的饱和汽压的差距.
水蒸气的压强离饱和汽压越远,相对湿度越小,越有利于水的蒸发,人们感觉干爽,D不符合题意
E、油的摩尔体积除以单个分子的体积等于阿伏加德罗常数;E符合题意
故答案为:BCE
【分析】本题主要考查热学的基本概念,根据基础知识,分析判断即可。
8.【答案】B,C
【知识点】理想气体与理想气体的状态方程;热力学第一定律及其应用
【解析】【解答】AB.由图知气体的 pV乘积一直增大,由
知气体的温度一直升高,内能一直增加,A不符合题意,B符合题意;
CD.气体的体积增大,则气体一直对外做功,气体的内能一直增加,根据热力学第一定律ΔU=W+Q
可知气体一直从外界吸热,吸收的热量用于对外功和增加内能,C符合题意,D不符合题意。
故答案为:BC。
【分析】根据理想气体状态方程得出气体温度的变化情况,从而得出内能的变化情况,利用热力学第一定律得出气体吸收的热量和对外做功之间的关系。
9.【答案】B,D,E
【知识点】动能;热力学第一定律及其应用;温度和温标
【解析】【解答】AB.理想气体的分子势能为0,当温度升高时,分子的平均动能增大,内能增大,则a中气体的内能小于b中气体的内能,A不符合题意、B符合题意;
C.b中分子平均动能大于a中分子平均动能,每个分子撞击活塞的平均作用力较大,而气体的压强不变,所以b中气体分子单位时间内单位面积上撞击活塞的次数较少,C不符合题意;
D.气体的内能增大,由热力学第一定律可知,从a到b的过程中,气体从外界吸收的热量大于对活塞做的功,D符合题意;
E.由动能定理可知,容器内气体对活塞做的功、外部气体对活塞做的功和重力对活塞做的功之和为零,所以从a到b的过程中,气体对活塞做的功大于活塞重力势能的增加量,E符合题意。
故答案为:BDE。
【分析】温度是分子平均动能的标志,结合分子内能得定义得出ab中气体内能的变化情况,通过热力学第一定律和动能定理进行分析判断。
10.【答案】A,C
【知识点】热力学第二定律
【解析】【解答】A.根据热力学第二定律,一切与热现象有关的宏观自然过程都是不可逆的,A符合题意;
B.根据热力学第二定律,一切自发进行的与热现象有关的宏观过程,热传递存在方向性,B不符合题意;
C.从微观的角度看,热力学第二定律是一个统计规律:一个孤立系统总是从熵小的状态向熵大的状态发展,而熵值较大代表着较为无序,所以自发的宏观过程总是向无序度更大的方向发展,C符合题意;
D.根据热力学第二定律,械能和内能的转化过程具有方向性:机械能可以全部转化成内能,内能却不能全部转化成机械能,而不引起其他变化。即热机的效率不可能达到100%,D不符合题意。
故答案为:AC。
【分析】空调参与的热现象不属于自发现象,不能说明热传递不存在方向性;根据热力学第二定律可以判别不可能从单一热源吸收热量使之完全转化为功而不引起其他变化。
11.【答案】C,D,E
【知识点】热力学第二定律
【解析】【解答】A.布朗运动是悬浮在液体中颗粒的运动,不是液体分子的热运动,A不符合题意;
B.单晶体具有各向异性,多晶体具有各向同性,B不符合题意;
C.液体与大气相接触时,表面层内的液体分子比液体内部稀疏,C符合题意;
D.由热力学第二定律知,热量不能自发地从低温物体传到高温物体,D符合题意;
E.理想气体等温膨胀时,气体内能不变,同时气体对外做功,根据热力学第一定律
可知,理想气体等温膨胀时需要吸收热量,E符合题意。
故答案为:CDE。
【分析】布朗运动是悬浮在液体中颗粒的运动,不是液体分子的热运动,理想气体等温膨胀时需要吸收热量。
12.【答案】B,C
【知识点】热力学第二定律
【解析】【解答】A.浓度为75%的医用酒精长时间静置,不会自然分离为水和纯酒精,违反热力学第二定律,A不符合题意;
B.空调既能制热也能制冷,说明通过压缩机做功热量能够从低温物体传到高温物体,B符合题意;
C.热力学第二定律可表述为:不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功,而不引起其他变化,C符合题意;
D.由C中分析可知,理想热机的效率不可以达到100%。D不符合题意。
故答案为:BC。
【分析】医用酒精不会自然分离为水和纯酒精,违反热力学第二定律,理想热机的效率不可以达到100%,结合热力学第二定律进行分析判断。
13.【答案】B,D,E
【知识点】热力学第一定律及其应用
【解析】【解答】B.气体A温度升高,内能增加;气体A体积不变,则做功为零,根据热力学第一定律可知,气体A吸热,B符合题意;
AC.对气体B上方活塞进行受力分析,根据平衡条件可知,气体B的压强不变,由于隔板导热性良好,气体B吸收A气体的热量后温度上升,内能增大;再根据理想气体状态方程,在压强不变,温度升高的情况下,体积增大,则气体对外做功,活塞上升,AC不符合题意;
D.气体A的体积不变,温度升高,可知气体A的分子平均动能增大,根据气体压强的微观意义,可知气体A分子单位时间内对器壁单位面积碰撞次数增多,D符合题意;
E.气体B的温度升高,可知气体B的分子平均动能增大,气体B的压强不变,根据气体压强的微观意义,气体B分子单位时间内对器壁单位面积碰撞次数减少,故E正确。
故答案为:BDE。
【分析】气体A温度升高可以判别气体内能增加,结合气体体积不变则做功为0,结合热力学第一定律可以判别气体吸热;气体B利用平衡条件可以判别压强不变,结合温度升高可以判别内能增大,结合压强不变可以判别气体体积增大;利用气体压强的变化可以判别气体单位时间内对器壁单位面积碰撞的次数变化。
14.【答案】B,C,E
【知识点】分子间的作用力;理想气体与理想气体的状态方程;热力学第二定律
【解析】【解答】A.附着层内分子间距离小于液体内部分子间距离时,液体与固体间表现为浸润,A不符合题意;
B.饱和汽压与温度有关,控制液面上方饱和汽的体积不变,升高温度,则饱和汽压增大,达到动态平衡后该饱和汽的质量增大,密度增大,B符合题意;
C.分子间距离增大时,分子间先为斥力后为引力,其大小先减小,后增大再减小,故分子间的作用力可能增大,也可能减小,C符合题意;
D.一定质量的理想气体,其压强的大小和气体分子的平均动能、分子的密集程度均有关,所以温度升高,气体的压强不一定增大,D不符合题意;
E.熵是物体内分子运动无序程度的量度,E符合题意。
故答案为:BCE。
【分析】附着层分子间距离小于液体内部分子距离时其液体与固体间表现为浸润;温度升高时气体分子平均动能增大,其气体压强不一定增大;分子间距离增大时,分子间先为斥力后为引力,其大小先减小,后增大再减小,故分子间的作用力可能增大,也可能减小。
15.【答案】A,C,E
【知识点】热力学第一定律(能量守恒定律);分子间的作用力;热力学第二定律
【解析】【解答】A.一切与热现象有关的宏观自然过程都具有方向性,是不可逆的,A符合题意;
B.屋子里到处都是酒精的气味,这不是布朗运动,这是扩散现象造成的,B不符合题意;
C.根据热力学第一定律可得
物体吸收热量同时对外界做功,若
则,物体的内能增大,C符合题意;
D.空调机制冷时把热量从低温处带到高温处,有外界做功,并不违背热力学第二定律,D不符合题意;
E.两个铅块压紧后不容易拉开是因为接触面上的分子距离足够近,分子间的引力起主要作用,E符合题意。
故答案为:ACE。
【分析】扩散现象说明分子间有间隙,结合热力学第二定律以及热力学第一定律得出物体内能的变化情况,通过分子间的作用力进行分析判断正确的选项。
16.【答案】B,C,E
【知识点】物体的内能;改变内能的两种方式
【解析】【解答】A.物体的内能不仅与温度有关,还与状态、质量有关,所以温度高的物体,其内能不一定大,A不符合题意;
B.根据热力学第一定律可知,做功和热传递都可以改变物体的内能,气体对外做功,若同时吸收一定的热量,其内能可能增加,B符合题意;
C.改变物体的内能有两种物理过程:做功与热传递,它们在改变内能能达到相同的效果,C符合题意;
D.第一类永动机无法制成,这是因为它违背了能量守恒定律,D不符合题意;
E.在完全失重状态下,水滴呈现球状,这是液体表面张力作用的结果,E符合题意。
故答案为:BCE。
【分析】物体的内能不仅与温度有关;改变物体的内能有两种物理过程:做功与热传递;第一类永动机违背了能量守恒定律;完全失重状态下,水滴呈现球状,这是由于液体表面张力。
17.【答案】A,D,E
【知识点】饱和汽及物态变化中能量;热力学第二定律
【解析】【解答】A.夏天和冬天相比,夏天的气温较高,水的饱和汽压较大,在相对湿度相同的情况下,夏天的绝对湿度较大,A选项正确;
B.把罐扣在皮肤上,罐内空气的体积等于火罐的容积,体积不变,气体经过热传递,温度不断降低,气体发生等容变化,由查理定律可知,气体压强减小,火罐内气体压强小于外界大气压,大气压就将罐紧紧地压在皮肤上,B选项错误;
C.理论上,第二类永动机并不违背能量守恒定律,但是违背热力学第二定律,所以随着人类科学技术的进步,第二类永动机也不可能研制成功,C选项错误;
D.热量只能自发地从温度高的物体传递到温度低的物体,D选项正确;
E.汽车在缓慢装沙的过程中,车胎内气体压强增大,而气体温度不变,所以体积变小,外界对气体做功,内能不变,由热力学第一定律可知,气体向外界放出热量,故E选项正确。
故答案为:ADE。
【分析】夏天温度高其水的饱和汽压大,所以相对湿度相同时其夏天的绝对湿度比较大;当火罐扣在皮肤时,其体积不变,温度降低时其气体的压强减小;第二类永动机违背热力学第二定律。
18.【答案】B,C,E
【知识点】热力学第一定律(能量守恒定律);热力学第二定律
【解析】【解答】AB.由热力学第二定律知,热量不能自发的有低温物体传到高温物体,除非施加外部的影响和帮助,电冰箱把热量从低温的内部传到高温外部,需要压缩机的帮助并消耗电能。A不符合题意,B符合题意;
CD.热力学第一定律是热现象中内能与其他形式能的转化规律,是能量守恒定律的具体表现,适用于所有的热学过程,C符合题意,D不符合题意;
E.电冰箱把热量从低温的内部传到高温外部,需要压缩机的帮助并消耗电能,电冰箱的工作原理没有违反热力学第二定律,E符合题意。
故答案为:BCE。
【分析】根据热力学第二定律知,热量不能自发的有低温物体传到高温物体;结合热力学第一定律以及能量守恒定律进行分析判断。
19.【答案】B,C,D
【知识点】布朗运动;热力学第一定律(能量守恒定律);热力学第二定律
【解析】【解答】A.布朗运动是悬浮在水中的微粒的运动,它间接说明液体分子永不停息地做无规则运动,A不符合题意;
B.根据热力学第二定律可知,一切与热现象有关的宏观自然过程都是不可逆的,B不符合题意;
C.用活塞压缩密闭气缸里的气体,外界对气体做功2.0×105J,为正值,同时气体向外界放出热量0.5×105J,为负值,根据热力学第一定律,有
C符合题意;
D.等容过程中吸收的热量仅仅增加为内能,而等压升温的过程中体积增大,对外做功,吸收的热量转化为内能和对外做功,所以一定质量的理想气体温度升高1K,其等容过程中吸收的热量小于等压过程吸收的热量,D符合题意;
E.根据热力学第二定律可知,热量能够从高温物体传到低温物体,但不可能从低温物体传到高温物体而不引起其他变化,E不符合题意。
故答案为:BCD。
【分析】(1)布朗运动是悬浮在液体固体微粒的无规则运动,A错误;
(2)由热力学第二定律判断B正确E错误;
(3)由热力学第一定律:△U=W十Q分析CD正确.
二一教育在线组卷平台(zujuan.21cnjy.com)自动生成 1 / 1