4.3宏观过程的方向性 达标作业（解析版)

4.3宏观过程的方向性
达标作业（解析版)
1．关于内能和热力学第二定律，下列说法正确的是( )
A．温度高的物体的内能一定比温度低的物体的内能大
B．体积大的物体的内能一定比体积小的物体的内能大
C．可能使热量自发地从低温物体传向高温物体
D．如图所示，绝热气缸中左侧气体在隔板抽去后会自发地膨胀到右侧的真空
2．根据热力学定律判断下列说法中正确的是（　　）
A．第一类永动机不违反能量守恒定律
B．当人类的科学技术发展到一定程度时永动机是可以制造出来的
C．自发的热传导是不可逆的
D．冰箱可以自发地使热量由温度较低的冰箱内向温度较高的冰箱外转移
3．下列说法正确的是（　　）
A．气体扩散现象表明气体分子间存在斥力
B．液晶具有流动性，光学性质各向同性
C．机械能不可能全部转化为内能，内能也无法全部用来做功以转化成机械能
D．液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离，所以液体表面存在表面张力
4．下列有关热学的说法中正确的是
A．气体放出热量，其分子的平均动能一定减小
B．气体温度升高，分子的平均动能一定增大
C．随着科技的进步，物体的温度可以降低到－300 °C
D．热量不可以从低温物体传递到高温物体
5．如图所示，瓶内装有少量的水，瓶口已塞紧，水上方空气中有水蒸气，用打气筒向瓶内打气，当塞子从瓶口跳出时，瓶内出现“白雾”，这一现象产生的原因可以用下面三句话解释：甲，水蒸气凝结成小水珠；乙，瓶内气体推动瓶塞做功，内能减小；丙，温度降低。三句话正确的顺序是
A．甲、乙、丙 B．乙、丙、甲
C．丙、甲、乙 D．乙、甲、丙
6．如图，一绝热容器被隔板K隔开成a，b两部分。已知a内有一定量的稀薄气体，b内为真空。抽开隔板K后，a内气体进入b，最终达到平衡状态。在此过程中(　　)
A．气体对外界做功，内能减少 B．气体不做功，内能不变
C．气体压强变小，温度降低 D．气体压强不变，温度不变
7．关于热力学定律和分子动理论，下列说法正确的是( )
A．一定量气体吸收热量，其内能不一定增大
B．不可能使热量由低温物体传递到高温物体
C．若两分子间距离增大，分子势能一定增大
D．若两分子间距离减小，分子间引力和斥力都增大
8．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
9．根据热力学定律，可知下列说法中正确的是（　　）
A．外界对物体做功，物体的内能必定增加
B．随着科技的发展，机械效率是的热机是可能制成的
C．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
D．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
10．对于一定质量的理想气体，下列说法正确的是
A．温度升高，分子的平均动能增大，每次碰撞对容器壁的作用力增大，压强一定增大
B．体积减小，单位体积内的分子数增多，气体的内能一定增大
C．绝热压缩一定质量的理想气体时，外界对气体做功，内能增加，压强一定增大
D．一定质量的理想气体向真空自由膨胀时，体积增大，熵减小
11．如图所示，一质量为2m的气缸，用质量为m的活塞封有一定质量的理想气体，当气缸开口向上且通过活塞悬挂静止时，空气柱长度为L1(如图甲所示)．现将气缸旋转180°悬挂缸底静止(如图乙所示)，已知大气压强为P0，活塞的横截面积为S，气缸与活塞之间不漏气且无摩擦，整个过程封闭气体温度不变．求：
(1)图乙中空气柱的长度；
(2)从图甲到图乙，气体吸热还是放热，并说明理由．
12．一定质量的理想气体由状态C经状态B变化到状态A的P-V图象如图所示．
（1）若已知在状态C时，理想气体的温度为227，求处于状态B时气体的摄氏温度；
（2）从状态C变化到状态A气体是吸热还是放热？并求出吸收或放出的热量的数值．（已知）
13．一定质量的理想气体压强p与摄氏温度t的关系如图所示，气体从状态A变到状态B，则气体在状态A的体积______选填“”、“”或“”在状态B的体积；此过程中，气体做功的绝对值为W，内能变化量的绝对值为，则气体与外界之间传递的热量为______．
14．一定质量的理想气体，状态从A→B→C→D→A的变化过程可用如图所示的p－V图象描述，其中D→A为等温线，气体在状态A时的温度为320K。则气体从A到B过程对外界做___________(选填“正”或“负”)功；气体在状态C时的温度为___________ K。
参考答案
1．D
【解析】
【详解】
内能是物体内所有分子动能和势能之和，则温度高的物体只是分子的平均动能较大，但是内能不一定大，选项A错误；物体的内能与体积、温度以及物质的量等因素都有关，则体积大的物体的内能不一定比体积小的物体的内能大，选项B错误；根据热力学第二定律可知，不可能使热量自发地从低温物体传向高温物体，选项C错误；由图可知，绝热气缸中左侧气体在隔板抽去后会自发地膨胀到右侧的真空，选项D正确.
2．C
【解析】
【详解】
第一类永动机违反能量守恒定律，则即使人类的科学技术发展到什么程度，永动机也是不可以制造出来的，选项AB错误；根据热力学第二定律可知，自发的热传导是不可逆的，选项C正确；热量只能自发地从高温物体转移到低温物体，但不能自发地从低温物体转移到高温物体；故D错误.
3．D
【解析】
【详解】
A、扩散说明分子在做无规则运动，不能说明分子间的斥力；故A错误；
B、液晶是一类介于晶体与液体之间的特殊物质，它具有流动性，光学性质各向异性；故B错误；
C、根据能量转化的方向可知，机械能可能全部转化为内能；根据热力学第二定律，内能也可以全部用来做功以转化成机械能，只是会引起其他的变化；故C错误；
D、液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离，分子之间的作用力表现为引力，所以液体表面存在表面张力；故D正确
4．B
【解析】
【详解】
A．物体放出热量，根据热力学第一定律的表达式△U=Q+W，由于不清楚W的变化，所以内能无法确定，从而无法判断温度的升降，温度是分子平均动能的标志，故A错误；
B．温度是分子平均动能的标志，温度越高，分子的平均动能越大，故B正确；
C．由热力学第三定律知物体的温度不可以降低到低于-273.15℃，故C错误；
D．在一定的条件下，热量可以从低温物体传递到高温物体，故D错误。
5．B
【解析】根据题意因果顺序的进程为：空气推动瓶塞做功——空气内能减小——瓶内空气温度降低——瓶内水蒸气液化成小水珠即“白雾”，而瓶塞跳起的原因是用打气筒往瓶内打气使气体压强增大所致。故顺序是乙、丙、甲，B正确。
6．B
【解析】
根据容器内的稀薄气体与外界没有热传递，Q=0.稀薄气体向真空扩散没有做功，W=0.根据热力学第一定律稀薄气体的内能不变，则温度不变。稀薄气体扩散体积增大，压强必然减小。
7．D
【解析】
做功和热传递都能改变内能，故一定量的气体吸收热量，若同时对外做更多的功，则内能减少，故A错误；在外界做功的情况下可以使热量从低温物体传递到高温物体，B错误；若在平衡距离以内，分子力表现为斥力，距离增大分子力做正功，分子势能减小，故C错误；分子间引力和斥力都岁距离的减小而增大，D正确．
8．D
【解析】
【详解】
A项：从状态d到c，气体温度不变，压强减小，由公式可知，体积增大，气体对外做功，故A正确；
B项：由图示图象可知，
a到b过程p与T成正比，是等容变化，则 ，从c到是等压变化，由等压变化可知，体积减小，即，则，从c到b过程体系积减小，外界对气体做功，故B正确；
C项：从状态a到d，压强不变，温度升高，内能增大，由公式可知，体积增大，气体对外界做功，由热力学第一定律可知，气体从外界吸热，故C正确；
D项：从状态b到a为等容变化，温度升高，内能增大，由公式可知，体积增大，气体对外界做功，由热力学第一定律可知，气体从外界吸热，故D错误。
9．C
【解析】
【详解】
A、根据热力学第一定律：△E=W+Q，外界对物体做功，若物体放出热量，则物体的内能不一定增大，故A错误；
B、无论科学技术多么发达，机械效率可能提高，但一定小于100%，即物体的机械效率不可能达到100%，故B错误；
C、根据热力学第二定律内容，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。故C正确；
D、根据热力学第二定律，热量不可能自发地从低温物体传到高温物体，但是只要外界提供能量，热量可以从低温传递到高温，比如冰箱的工作原理，故D错误。
故选：C。
10．C
【解析】对于一定质量的理想气体温度升高，但如果气体体积增大，压强不一定增大，A错；体积减小，单位体积内的分子数增多，但如果对外放热，气体的内能可能减小，B错；孤立系统总是从熵小的状态向熵大的状态发展，D错。只有C对。
11．（1） （2） 放出
【解析】
【详解】
（1）对气缸内气体处于甲状态时，压强
处于乙状态时，气体的压强为
根据玻意耳定律可得
解得
（2）气体从状态甲变化到状态乙，气体温度相同，内能相同，由于体积减小，外界对气体做功，根据热力学第一定律可知，气体要放出热量．
12．（1）852；（2）放热，1800J
【解析】
【详解】
(1) 对C到B状态根据理想气体状态方程可得：
解得：
TB=1125K
所以
tB=852
(2) C到A，根据图像可知PV乘积不变，体积减小，等温压缩，内能不变，外界对气体做功，所以放热，由热力学第一定律
Q=W
做功等于p-V图象的面积，所以
13．
【解析】
试题分析：据A，B两点与绝对零度连线，分析其斜率变化，判断体积变化，斜率越大，体积越小
B与绝对零度-273℃连线的斜率小于A与绝对零度-273℃连线的斜率，则B状态气体的体积大于A状态气体的体积，根据热力学第一定律可得
14．正 400
【解析】
【详解】
[1][2]气体从A到B过程体积增大，对外界做正功；C到D过程气体做等压变化，则
解得
TC=400 K