（新課標）2019版高考物理一輪復習 主題十二 熱學 課時跟蹤訓練53.doc

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課時跟蹤訓練(五十三) 增分提能 一、選擇題 1．(多選)某同學用帶有刻度的注射器做驗證玻意耳定律的實驗，溫度計表明在整個實驗過程中都是等溫的，他根據實驗數據繪出了p－的關系圖線EF，從圖線可以得出(　　) A．如果實驗是從E狀態(tài)→F狀態(tài)，則表示外界有空氣進入注射器內 B．如果實驗是從E狀態(tài)→F狀態(tài)，則表示注射器內有部分空氣漏了出來 C．如果實驗是從F狀態(tài)→E狀態(tài)，則表示注射器內有部分空氣漏了出來 D．如果實驗是從F狀態(tài)→E狀態(tài)，則表示外界有空氣進入注射器內 [解析]　根據理想氣體狀態(tài)方程pV＝RT知p＝m，如果氣體等溫變化，則其p－圖象應該是經過坐標原點的一條射線，且該射線的斜率與氣體的質量成正比．所以如果實驗是從E狀態(tài)→F狀態(tài)，其斜率在變大，說明質量在增加，所以選項A正確；同理可知，選項C正確． [答案]　AC 2．(多選)(2017全國卷Ⅲ)如圖，一定質量的理想氣體從狀態(tài)a出發(fā)，經過等容過程ab到達狀態(tài)b，再經過等溫過程bc到達狀態(tài)c，最后經等壓過程ca回到初態(tài)a.下列說法正確的是(　　) A．在過程ab中氣體的內能增加 B．在過程ca中外界對氣體做功 C．在過程ab中氣體對外界做功 D．在過程bc中氣體從外界吸收熱量 E．在過程ca中氣體從外界吸收熱量 [解析]　在過程ab中，體積不變，外界不對氣體做功，氣體也不對外界做功，壓強增大，溫度升高，內能增加，故A正確，C錯誤；在過程ca中，氣體的體積減小，外界對氣體做功，故B正確；在過程bc中，溫度不變，內能不變，體積增大，氣體對外界做功，由熱力學第一定律可知，氣體要從外界吸收熱量，故D正確；在過程ca中，壓強不變，體積減小，溫度降低，故內能減少，而外界對氣體做功，氣體要向外界放出熱量，故E錯誤． [答案]　ABD 3．(多選)(2018廣西桂林中學月考)一定質量的理想氣體，從狀態(tài)A變化到狀態(tài)B，再變化到狀態(tài)C，其狀態(tài)變化過程的p－V圖象如圖所示．已知氣體處于狀態(tài)A時的溫度為300 K，則下列判斷正確的是(　　) A．氣體處于狀態(tài)B時的溫度是900 K B．氣體處于狀態(tài)C時的溫度是300 K C．從狀態(tài)A變化到狀態(tài)B，再變化到狀態(tài)C過程氣體內能一直增大 D．從狀態(tài)A變化到狀態(tài)B過程氣體放熱 E．從狀態(tài)B變化到狀態(tài)C過程氣體放熱 [解析]　本題考查了氣體實驗定律與熱力學定律的綜合應用，意在考查考生綜合分析問題的能力．由題意可知TA＝300 K，A→B過程為等壓變化，則有＝，解得TB＝TA＝300 K＝900 K，A正確；B→C過程是等容變化，則有＝，得TC＝TB＝900 K＝300 K，B正確；從狀態(tài)A變化到狀態(tài)B，再變化到狀態(tài)C過程，氣體的溫度先升高后降低，則氣體的內能先增大后減小，C錯誤；從狀態(tài)A變化到狀態(tài)B過程氣體的溫度升高，內能增大，體積增大，氣體對外做功，由熱力學第一定律ΔU＝W＋Q知，氣體吸熱，D錯誤；從狀態(tài)B變化到狀態(tài)C過程氣體的體積不變，不做功，溫度降低，氣體的內能減小，由熱力學第一定律ΔU＝W＋Q知，氣體放熱，E正確． [答案]　ABE 4．(多選)如圖所示，一定質量的理想氣體從狀態(tài)A依次經過狀態(tài)B、C和D后再回到狀態(tài)A.其中，A→B和C→D為等溫過程，B→C和D→A為絕熱過程(氣體與外界無熱量交換)．該循環(huán)過程中，下列說法正確的是(　　) A．A→B過程中，氣體的內能不變 B．B→C過程中，氣體分子的平均動能增大 C．C→D過程中，氣體分子數密度增大，單位時間內碰撞單位面積器壁的分子數增多 D．D→A過程中，外界對氣體做的功小于氣體內能的增加量 E．若氣體在A→B過程中吸收63 kJ的熱量，在C→D過程中放出38 kJ的熱量，則氣體完成一次循環(huán)對外做的功為25 kJ [解析]　根據A→B過程為等溫過程知，氣體的內能不變，A正確；B→C為絕熱過程，氣體沒有與外界熱交換，體積增大，氣體對外界做功，內能減小，所以B→C過程中，氣體分子的平均動能減小，B錯誤；C→D為等溫過程，C→D過程中，氣體體積減小，單位時間內碰撞單位面積器壁的分子數增多，C正確；D→A過程中，氣體與外界無熱量交換，體積減小，外界對氣體做功，外界對氣體做的功等于氣體內能的增加量，D錯誤；氣體完成一次循環(huán)，氣體的內能不變，由熱力學第一定律可知，氣體對外做的功為63 kJ－38 kJ＝25 kJ，E正確． [答案]　ACE 5．(多選)(2016深圳調研)如右圖所示，一定質量的理想氣體從狀態(tài)a變化到狀態(tài)b，在這一過程中，下列說法正確的是(　　) A．氣體體積變大 B．氣體溫度升高 C．氣體從外界吸收熱量 D．氣體的內能不變 E．氣體放出熱量 [解析]　a→b，p－T圖線的斜率反映的變化，a→b，p－T圖線的斜率減小，V增大，T升高，內能增加，根據ΔU＝W＋Q，ΔU>0，W<0，故Q>0，氣體吸熱，A、B、C正確，D、E錯誤． [答案]　ABC 二、非選擇題 6．(2017甘肅蘭州診斷)一定質量的理想氣體經歷了如圖所示的狀態(tài)變化．問： (1)已知從狀態(tài)A到狀態(tài)B的過程中，氣體的內能減少了300 J，則從狀態(tài)A到狀態(tài)B氣體吸收或放出的熱量是多少？ (2)試判斷氣體在狀態(tài)B、C的溫度是否相同．如果知道氣體在狀態(tài)C時的溫度TC＝300 K，則氣體在狀態(tài)A時的溫度為多少？ [解析]　本題考查p－V圖象、氣體做功的計算、熱力學第一定律、理想氣體狀態(tài)方程及其相關知識點． (1)從狀態(tài)A到狀態(tài)B，外界對氣體做功 有W＝pΔV＝15104(8－2)10－3 J＝900 J 根據熱力學第一定律ΔU＝W＋Q Q＝ΔU－W＝－1200 J，氣體放熱1200 J (2)由題圖可知pBVB＝pCVC，故TB＝TC 根據理想氣體狀態(tài)方程有＝ 代入圖中數據可得TA＝1200 K [答案]　(1)1200 J　(2)1200 K 7. (2018吉林通化模擬)一定質量的理想氣體經歷了如圖所示的A→B→C→D→A循環(huán)，該過程每個狀態(tài)均可視為平衡態(tài)，各狀態(tài)參數如圖所示．A狀態(tài)的壓強為1105 Pa，求： (1)B狀態(tài)的溫度； (2)完成一個循環(huán)，氣體與外界熱交換的熱量． [解析]　本題考查了理想氣體的狀態(tài)方程以及熱力學第一定律等知識點，意在考查考生綜合分析問題的能力． (1)理想氣體從A狀態(tài)到B狀態(tài)的過程中，壓強保持不變，根據蓋－呂薩克定律有＝ 代入數據解得TB＝TA＝600 K (2)理想氣體從A狀態(tài)到B狀態(tài)的過程中 外界對氣體做功W1＝－pA(VB－VA) 解得W1＝－100 J 氣體從B狀態(tài)到C狀態(tài)的過程中，體積保持不變 根據查理定律有＝ 解得pC＝2.5105 Pa 從C狀態(tài)到D狀態(tài)的過程中，外界對氣體做功W2＝pC(VB－VA) 解得W2＝250 J 一次循環(huán)過程中外界對氣體所做的總功W＝W1＋W2＝150 J 理想氣體從A狀態(tài)完成一次循環(huán)，回到A狀態(tài)，始末溫度不變，所以內能不變．根據熱力學第一定律有ΔU＝W＋Q 解得Q＝－150 J 故完成一個循環(huán)，氣體對外界放熱150 J. [答案]　(1)600 K　(2)150 J 8. 帶有活塞的氣缸內封閉一定量的理想氣體，其變化圖如圖所示．氣體開始處于狀態(tài)A，由過程A→B到達狀態(tài)B，后又經過程B→C到達狀態(tài)C.設氣體在狀態(tài)A時的壓強、體積和溫度分別為pA、VA和TA.在狀態(tài)B時的體積為VB，狀態(tài)C時的溫度為TC. (1)求氣體在狀態(tài)B時的溫度TB. (2)A→B過程中，其內能減小了E，求氣體吸收的熱量． (3)求氣體在狀態(tài)A的壓強pA與狀態(tài)C的壓強pC之比． [解析]　(1)讀取V－T圖象信息．A→B過程等壓變化，由蓋－呂薩克定律得＝ 解得TB＝① (2)A→B過程等壓降溫，內能減小．體積減小，外界對其做正功W＝pA(VA－VB) 由熱力學第一定律知吸收熱量為Q＝－E－W＝pA(VB－VA)－E 該過程有pA＝pB② (3)B→C過程等容變化，由查理定律＝③ 解①②③式得＝ [答案]　(1)　(2)pA(VB－VA)－E　(3) 9. 應用DIS實驗系統(tǒng)研究一定量理想氣體的狀態(tài)變化，計算機屏幕顯示如圖所示的p－t圖象，已知在狀態(tài)B時氣體體積為VB＝3 L. (1)求狀態(tài)A的壓強； (2)求D→B過程中外界對氣體做的功． [解析]　(1)讀取p－t圖象信息．B→A過程等容變化，由查理定律得＝ 解得pA＝0.75 atm (2)D→B過程等壓變化，由蓋－呂薩克定律得＝ 解得VD＝2.25 L 該過程中體積增大，外界對氣體做負功W＝pB(VD－VB)＝1.0105 Pa(2.25－3)10－3 m3＝－75 J [答案]　(1)0.75 atm　(2)－75 J 10. (2017貴陽三校聯(lián)考)如圖所示，豎直放置的圓柱形汽缸固定不動，內壁光滑，下端與大氣相連，A、B兩活塞的面積分別為SA＝20 cm2、SB＝10 cm2，它們通過一條細繩連接，活塞B又與另一條細繩連接，繩子跨過兩個光滑定滑輪與重物C連接．已知A、B兩活塞的質量分別為mA＝2mB＝1 kg，當活塞靜止時，汽缸中理想氣體壓強p1＝1.2105 Pa，溫度T1＝800 K，活塞A距地面的高度為L＝10 cm，上、下汽缸內氣體的長度分別為2L、L，大氣壓強為p0＝1105 Pa，上汽缸足夠長，重力加速度g＝10 m/s2. (1)求重物C的質量M； (2)緩慢降低汽缸內氣體的溫度直至210 K，請在p－V圖上畫出缸內氣體狀態(tài)變化的圖線，并計算出拐點處氣體的溫度及最終活塞B離地面的高度． [解析]　(1)設活塞A、B間的細繩張力為FT，則對活塞A、B受力分析有p1SA＋mAg＝p0SA＋FT p0SB＋mBg＋FT＝p1SB＋Mg 聯(lián)立解得M＝3.5 kg (2)剛開始降溫時汽缸內氣體做等壓變化，活塞A、B均向上緩慢運動，直到A不能再上升，設此時氣體溫度為T2，則由蓋－呂薩克定律有＝ 解得T2＝600 K>210 K 此后氣體再降溫時，A、B間細繩張力逐漸減小至零，氣體做等容變化．設細繩張力為零時，氣體壓強為p2，溫度為T3，則此時對活塞B受力分析有Mg＋p2SB＝p0SB＋mBg 解得p2＝7104 Pa 由查理定律有＝ 解得T3＝350 K>210 K 之后氣體做等壓變化，活塞A不動，活塞B下降，設B與A距離為x時，溫度變化為T4＝210 K，由蓋－呂薩克定律有＝ 解得x＝18 cm 故B離地面的高度為H＝2L＋x＝38 cm 汽缸內氣體狀態(tài)變化的圖線如圖所示． [答案]　(1)3.5 kg　(2)見解析