时间:2017-08-05 17:17:42
1、计算题 (2010年高考山东理综卷)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V0，开始时内部封闭气体的压强为p0.经过太阳曝晒，气体温度由T0＝300 K升至T1＝350 K.
图13－3－7
(1)求此时气体的压强．
(2)保持T1＝350 K不变，缓慢抽出部分气体，使气体压强再变回到p0.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) 
p0 (2) 
吸热 原因见解析
本题解析：(1)设升温后气体的压强为p1，由查理定律得
＝
①
代入数据得p1＝p0.②
(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V，由玻意耳定律得p1V0＝p0V③
联立②③式得V＝V0④
设剩余气体的质量与原来总质量的比值为k，由题意
得k＝
⑤
联立④⑤式得k＝
因为抽气过程中剩余气体温度不变，故内能不变，而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．
答案：(1) p0 (2) 吸热 原因见解析
本题难度：一般
2、选择题 对于一定质量理想气体，下列说法正确的是?（?）
A．在绝热变化中，外界对气体做多少功，气体内能就增加多少
B．在等温变化中，若气体对外做功，则必定同时从外界吸收等值的热量
C．若气体体积不变而温度升高，则内能增加量一定等于吸收的热量
D．气体压强不变而体积膨胀，则从外界吸热一定大于对外做功
参考答案：ABCD
本题解析：根据热力学第一定律，
，在绝热变化中，Q=0，则外界对气体做多少功，气体内能就增加多少，A正确；在等温变化中，Q=0，则气体对外做功多少，则必定同时从外界吸收等值的热量，B正确；气体体积不变，W=0，温度升高，则内能增加量一定等于吸收的热量，C正确；气体压强不变而体积膨胀，则温度升高，则从外界吸热一定大于对外做功，D正确。
本题难度：简单
3、简答题 （I）下列说法正确的是______．
（A）气体的内能是分子热运动的动能和分子间的势能之和；
（B）气体的温度变化时，其分子平均动能和分子间势能也随之改变；
（C）功可以全部转化为热，但热量不能全部转化为功；
（D）热量能够自发地从高温物体传递到低温物体，但不能自发地从低温物体传递到高温物体；
（E）一定量的气体，在体积不变时，分子每秒平均碰撞次数随着温度降低而减小；
（F）一定量的气体，在压强不变时，分子每秒对器壁单位面积平均碰撞次数随着温度降低而增加．
（II）一气象探测气球，在充有压强为1.00atm（即76.0cmHg）、温度为27.0℃的氦气时，体积为3.50m3．在上升至海拔6.50km高空的过程中，气球内氦气逐渐减小到此高度上的大气压36.0cmGg，气球内部因启动一持续加热过程而维持其温度不变．此后停止加热，保持高度不变．已知在这一海拔高度气温为-48.0℃．求：
（1）氦气在停止加热前的体积；
（2）氦气在停止加热较长一段时间后的体积．
参考答案：（I）A、气体的内能是分子热运动的动能和分子间的势能之和，故A正确；
B、气体的温度变化时，其分子平均动能不变，故B错误；
C、第二定律开尔文表述：不可能从单一热源取热，把它全部变为功而不产生其他任何影响．只有在不产生其它影响的条件下，从单一热源吸热全部变功才是不可能的（被客观规律所禁止的）．也就是说第二定律并不禁止下列情形：存在其他变化时，热全部变功．或者说：“从单一热源取热，把它全部变为功”并非不可能，但只有在发生其他变化时，才能实现．故C错误．
D、根据热力学第二定律得：热量能够自发地从高温物体传递到低温物体，但不能自发地从低温物体传递到高温物体，故D正确；
E、一定量的气体，在体积不变时，温度降低，压强减小，根据气体压强原理知道分子每秒平均碰撞次数也减小．故E正确．
F、一定量的气体，在压强不变时，随着温度降低体积在减小，所以分子每秒对器壁单位面积平均碰撞次数在增加，故F正确．
故选ADEF．
（II）（1）在气球上升至海拔6.50km高空的过程中，气球内氦气经历一等温过程．
根据玻意耳-马略特定律有p1V1=p2V2①
式中，p1=76.0cmHg，V1=3.50m3，p2=36.0cmHg，V2是在此等温过程末氦气的体积．由①式得V2=7.39m3 ．
（2）在停止加热较长一段时间后，氦气的温度逐渐从T1=300K下降到与外界气体温度相同，即T2=225K．这是一等过程?根据盖-吕萨克定律有V2T1=V3T2②
式中，V3是在此等压过程末氦气的体积．由②式得V3=5.54m3 ．
故答案为：（I）ADEF
（II）（1）氦气在停止加热前的体积为7.39m3 ．；
（2）氦气在停止加热较长一段时间后的体积为5.54m3 ．
本题解析：
本题难度：一般
4、计算题 （1）以下说法正确的是?（选对一个给3分，选对两个给4分，选对3个给6分。每选错一个扣3分，最低得分为0分）
A．浸润现象是表面张力作用的结果，不浸润现象不是表面张力作用的结果
B．温度越高物体分子的平均动能越大
C．热量可以自发地由低温物体传到高温物体
D．压缩气体，气体的内能不一定增加
E．气体的体积变小，其压强可能减小
（2）（9分）如图所示，在一竖直放置的圆环形管道内封闭有一定质量的理想气体。用一绝热的固定活塞C和绝热、不计质量、可自由移动的活塞A将管道内气体分隔成体积相等的两部分，A、C与圆环的圆心O等高，两部分气体的温度均为T?0 =300K。现保持下部分气体的温度不变，对上部分气体缓慢加热至T=500K，求此时活塞A的位置与O点的连线跟竖直方向OB之间的夹角θ。（不计两活塞的体积）
参考答案：(1)BDE? (2)
本题解析：（1）浸润和不浸润都是分子力作用的表现，当液体与固体接触时，在接触处形成一个液体薄层，这个液体薄层叫做附着层。附着层内部的分子同时受到液体分子和固体分子的吸引。当固体分子对液体分子的引力大于液体分子之间的引力时，附着层内的分子相互作用表现为斥力，液面呈现扩散的趋势，便形成了浸润现象。当固体分子对液体分子的引力小于液体分子之间的引力时，附着层内的分子相互作用表现为引力，液面呈现收缩的趋势，便形成了不浸润现象。表面张力是液体表面层由于分子引力不均衡而产生的沿表面作用于任一界线上的张力，故A错误；温度是分子平均动能的标志，分子运动越剧烈，温度越高分子平均动能越大，故B正确；根据热力学第二定律得：热量能够自发地从高温物体传递到低温物体，但不能自发地从低温物体传递到高温物体，故C错误；影响内能的方式有做功和热传递，根据热力学第一定律知，当压缩气体，外界对气体做功时，若同时散热，物体的内能不一定增加，故D错误；根据理想气体状态方程
，如果体积减小，由于温度变化情况不清楚，所以压强可能增大，可能减小，可能不变，故E正确．
（2）因活塞A可自由移动，所以上下两部分压强相等．设圆环管道内上下两部分气体的初始体积为
，加热前后两部分气体的压强分别为
、
，上部分气体体积的增加量为
，根据理想气体的状态方程得
对上部分气体有：
因活塞A、C是绝热的，故下部分气体是等温变化，有：
联立以上两式解得：
故由几何知识可知，活塞A的位置与O点的连线和竖直方向的夹角为：
．
本题难度：一般
5、选择题 关于热力学第一、第二定律，下列论述正确的是（?）
A．这两条定律都是有关能量的转化和守恒定律，它们不但不矛盾，而且没有本质区别
B．其实，能量守恒定律已经包含了热力学第一、第二定律
C．内能可以全部转化为其他形式的能，同时会产生其他影响
D．热力学第一定律指出内能可以和其他形式的能量相互转化，而热力学第二定律则指出内能不可能完全转化为其他形式的能
参考答案：C
本题解析：能量守恒定律，热力学第一、第二定律是各自独立的．由热力学第二定律知C正确．
本题难度：简单