时间:2017-07-17 07:42:52
1、选择题 对一定质量的理想气体，下列过程违反热力学第一定律的是（ ）
A．在温度一定条件下，气体绝热膨胀对外做功
B．气体从外界吸收热量而保持温度不变
C．在绝热条件下，体积增大而温度降低
D．气体对外做功的同时向外界放出热量
参考答案：
A、一定质量的理想气体温度一定时，其内能一定，气体膨胀对外做功，根据热力学第一定律得知，气体应吸热．违反了热力学第一定律．故A正确．
B、气体从外界吸收热量，若对外做功，而且热量与功的数值相等，根据热力学第一定律气体的温度不变．符合热力学第一定律气体．故B错误．
C、在绝热条件下，气体的体积增大对外做功，根据热力学第一定律得到气体的温度降低，符合热力学第一定律．故C错误．
D、气体对外做功的同时向外界放出热量，而且数值相等，根据热力学第一定律气体的温度不变．符合热力学第一定律气体．故D错误．
故选A．
本题解析：
本题难度：简单
2、计算题 现代典型的燃煤发电厂，总效率一般为40%，有 一座大型燃煤发电厂，如果发出1.0 ×109 J 的电能，可供一座大城市使用，下图表示这座发电厂的能量流向．请回答：
(1)燃煤提供的能量应等于哪几项能量之和？
(2)图中烟囱废气所带走的能量没有标出，请你算出来，在图中补上．
(3)算出这座发电厂的总效率．
(4)根据图所示的电厂能量流向，你认为在哪些地方作些改进，可以提高发电厂的总效率？
参考答案：解：(1) 燃煤提供的能量等于进入涡轮机的能量和通过烟囱排出的能量之和．?
(2) 根据(1) 中的解析可得通过烟囱废气所带走的能量
E =2.5×109J -2.2×109J =0.3×109J.?
补在图上的部分（略）．?
(3) 由能量流向图可知该发电厂发出的电能为1.0×109J．?
消耗的总能量为2.5×109J ．
所以总效率
?
(4)从能量流向图中可以看出，该发电厂的损耗共达到了1.6×109J ，最主要的损耗是涡轮机的损耗，由冷凝器排出，所以这个地方应作为改造的重点，降低通过冷凝器时能量的消耗，以此提高涡轮机的效率，进而提高整个发电厂的效率，另外，也要尽可能降低另外一个途径的损耗，即通过烟囱废气带走的能量，对燃煤锅炉及其烟囱进行改造．
本题解析：
本题难度：一般
3、选择题 如图所示，导热的汽缸固定在水平地面上，用活塞把一定质量的理想气体封闭在汽缸中，汽缸的内壁光滑．现用水平外力F作用于活塞杆，使活塞缓慢地向右移动，由状态①变化到状态②，在此过程中，如果环境温度保持不变，下列说法正确的是
A．气体分子平均动能不变
B．气体内能减少
C．气体吸收热量
D．气体内能不变，却对外做功，此过程违反热力学第一定律，不可能实现
参考答案：AC
本题解析：1)汽缸是导热的，封闭气体的温度始终与环境温度相同，保持不变，而温度是分子平均动能的标志，故选项A正确；一定质量的理想气体的内能仅与温度有关，内能不变，选项B错误；气体内能不变，对外做功，根据热力学第一定律
，可知气体吸收热量，选项C正确；气体是从单一热源吸热，全部用来对外做功，同时伴随着外力F的作用，即引起了其他的变化，所以此过程不违反热力学第二定律，选项D错误．
本题难度：一般
4、简答题 在导热的气缸内用质量不计的轻活塞，封闭一定质量的理想气体，活塞可沿气缸无摩擦地滑动，开始气缸开口向上竖直放置，活塞相对于底部的高度为h．现缓慢向活塞上加沙粒，活塞距缸底的距离减少h/4，外界大气的压强为P0，温度始终保持不变，活塞面积为s．求：
（1）最后缸内气体压强多大，所加沙粒的质量多大；
（2）从微观角度解释气体压强变化的原因；
（3）在此过程中缸内气体是吸热还是放热，为什么．
参考答案：（1）该过程是等温变化，开始气体的压强为p0，气体体积为v1=sh
加上沙子的质量为m，气体压强为p，气体体积为v2=3hs4由玻意耳定律得：
p0h=p（h-14h）…?①
加沙子后由平衡方程：P=P0+mgs…?②
由①式得P=43P0…③
联立②③式解得：m=p0s3g
（2）温度不变分子热运动的平均动能不变，体积减小，单位体积内的分子数增加，分子密集程度增大，气体压强变大．
（3）在此过程中外界对气体做正功，且内能不变，据热力学第一定律△U=W+Q知，气体放出热量．
答：（1）最后缸内气体压强多大，所加沙粒的质量是p0s3g；
（2）温度不变分子热运动的平均动能不变，体积减小，单位体积内的分子数增加，分子密集程度增大，气体压强变大．；
（3）在此过程中缸内气体是放热．
本题解析：
本题难度：一般
5、选择题 将一装有压缩空气的金属瓶的瓶塞突然打开，使压缩空气迅速跑出，当瓶内气体压强降至等于大气压p0时，立即盖紧瓶塞，过一段时间后，瓶内压强将：（设瓶外环境温度不变）
A．仍为p0
B．大于p0
C．小于p0
D．无法确定
参考答案：B
本题解析：
【错解分析】错解：由于是在内外气压相等的情况下塞上瓶塞的，所以过一段时间后，内外压强应该仍然相等，所以答案应该选A。
上述解答中没有从热力学规律出发，不能把生活语言，如“突然”，“空气迅速跑出”等词语，“翻译”成“物理语言”。上述表达的物理语言可表述为：压缩气体对外做功，与外界来不及进行热交换，即所谓的绝热过程。另外就是“过一段时间”，这是一个可能有热交换的过程，因为瓶子是金属的，金属一般都是热的良导体。上述错误正是因为没有分析这两个热力学过程所致。
【正解】拔开瓶塞，瓶内空气急速膨胀跑出来，这是一个近似的绝热膨胀过程，气体对外做功。根据热力学第一定律，气体的内能一定减少，即温度迅速降低。由于是在室温下拔开瓶塞的，所以瓶内气体的温度一定低于室温。当瓶内外气体压强相等后，塞上瓶塞，立刻又出现了一个新的热力学过程，由于瓶内气温低于室温，必将有热量从外界传向瓶内空气，使瓶内空气的温度升高，瓶内空气的压强也就随着温度的升高而增大。所以，正确答案应为B。
【点评】解此类题时要注意把握住题设的关键词所反映的隐含条件，注意分析物理过程，而只是根据自己的生活经验想当然一般是要出错的。
本题难度：简单