高考物理试卷《热力学第一定律》考点特训（2020年冲刺版） - 高考物理题库

1、简答题如图所示的圆柱形容器内用活塞密封一定质量的气体（可看做理想气体）。若活塞固定，密封气体温度升高1℃，需要吸收的热量为Q1；若活塞不固定，且可无摩擦滑动，仍使密封气体温度升高1℃，需要吸收热量为Q2。Q1和Q2哪个大？为什么？

参考答案：Q2大。由热力学第一定律，活塞固定时，气体吸收的热量全部用来使气体内能增加，活塞不固定时，气体吸收热量又对外做功，气体增加的内能又相同，所以Q2更大。

本题解析：

本题难度：一般

2、选择题下列说法正确的是( )（选对一个给3分，选对两个给4分，选对三个给6分。每选错一个扣3分，最低得分为0分）
A．液体中悬浮的微粒越大，布朗运动越显著
B．当分子力表现为引力时，分子势能随分子间距离的增大而增大
C．第二类永动机不可能制成，因为它违反能量守恒定律
D．一定质量的理想气体，当它的压强、体积都增大时，其内能一定增加
E．因为液体表面层分子分布比内部稀疏，因此液体表面有收缩趋势

参考答案：BDE

本题解析：悬浮微粒越小，表面积越小，同一时刻撞击颗粒的液体分子数越少，冲力越不平衡，合力越大，布朗运动越激烈，A正确；，分子力表现为引力，分子力表现为斥力，当r从无穷大开始减小，分子力做正功，分子势能减小，当r减小到继续减小，分子力做负功，分子势能增加，所以在处有最小势能．在时，r越大，分子势能越大；B正确；第二类永动机不违反能量守恒定律，但违反了热力学第二定律，C错误；根据公式可得，当体积压强都增大时，温度一定增大，所以分子内能一定增大，D正确；液体表面层分子比较稀疏，分子间距大于分子平衡距离，引力和斥力都减小，但斥力减小快，则分子引力大于斥力，分子力表现为引力，故具有收缩的趋势，E正确。
考点：考查了布朗运动，永动机，理想气体状态方程，分子作用力

本题难度：一般

3、填空题下列各物体在所经历的过程中，内能增加的有（?）
A．在光滑斜面上静止释放而滑下的物体
B．水平飞行并射穿木块的子弹
C．在绝热的条件下，被压缩的气体
D．在光滑水平面上运动着的两个小球，碰撞后以共同的速度运动

参考答案：BCD

本题解析：尽管选项A中的物体沿光滑斜面下滑过程中有重力做功，但重力做功只使物体的重力势能转化为动能，总的机械能守恒，而其内能并不变化.选项B中，射穿木块的子弹和D项中碰撞的小球，由于在射穿木块和碰撞过程中都有机械能损失，而损失的机械能将转化为物体的内能，因此，它们的内能均增加.选项C中的气体与外界无热交换，但在被压缩的过程中外界对系统做功，所以其内能也将增加.

本题难度：简单

4、计算题（8分）一太阳能空气集热器，底面及侧面为隔热材料，顶面为透明玻璃板，集热器容积为，开始时内部封闭气体的压强为。经过太阳曝晒，气体温度由升至。

（1）求此时气体的压强。
（2）保持不变，缓慢抽出部分气体，使气体压强再变回到。求集热器内剩余气体的质量与原来总质量的比值。判断在抽气过程中剩余气体是吸热还是放热，并简述原因。

参考答案：（1）
（2）吸热。因为抽气过程中剩余气体温度不变，故内能不变，二剩余气体膨胀对外做功，所以根据热力学第一定律可知剩余气体要吸热。

本题解析：（1）设升温后气体的压强为，由查理定律得
?①
?②
（2）抽气过程可等效为等温膨胀过程，设膨胀后气体的总体积为，由玻意耳定律得
?③
联立②③式得
?④
设剩余气体的质量与原来总质量的比值为，由题意得
?⑤
联立④⑤式得
?⑥
吸热。因为抽气过程中剩余气体温度不变，故内能不变，二剩余气体膨胀对外做功，所以根据热力学第一定律可知剩余气体要吸热。