（山东专用）2015高考物理二轮专题辅导训练 专题6 第13讲 热点二 热力学定律、内能与气体实验定律的组合（含解析）.doc

热点二　热力学定律、内能与气体实验定律的组合 ‎1．热力学定律 ‎2．牢记以下的几个结论：‎ ‎(1)热量不能自发地由低温物体传递给高温物体；‎ ‎(2)气体压强是由气体分子频繁地碰撞器壁产生的，压强大小与分子热运动的剧烈程度和分子密度有关；‎ ‎(3)做功和热传递都可以改变物体的内能，理想气体的内能只与温度有关；‎ ‎(4)温度变化时，意味着物体内分子的平均动能随之变化，并非物体内每个分子的动能都随之发生同样的变化．‎ ‎3．(1)关于分子、内能和温度，下列说法中正确的是________．(双选，填正确答案标号)‎ A．分子间距离越大，分子势能越大；分子间距离越小，分子势能也越小 B．不同分子的直径一般不同，但数量级基本一致 C．用打气筒向篮球充气时需用力，说明气体分子间有斥力 D．温度升高，物体的内能却不一定增大 图6－13－10‎ ‎(2)如图6－13－10所示，一圆柱形绝热气缸竖直放置，通过绝热活塞封闭着一定质量的理想气体．活塞的质量为m，横截面积为S，此时活塞处于平衡状态，气体的温度为T1.现通过电热丝缓慢加热气体，在气体吸收热量Q的过程中，气体对活塞做功的大小为W.已知大气压强为p0，重力加速度为g，不计活塞与气缸间的摩擦．‎ ‎①求气体的压强；‎ ‎②求加热过程中气体的内能增加量；‎ ‎③现停止对气体加热，同时在活塞上缓慢添加砂粒，当添加砂粒的质量为m0时，活塞恰好回到原来的位置，求此时气体的温度．‎ 解析　(1)若取两分子相距无穷远时的分子势能为零，则当两分子间距离大于r0时，分子力表现为引力，分子势能随间距的减小而减小(此时分子力做正功)．当分子间距离小于r0时，分子力表现为斥力，分子势能随间距的减小而增大(此时分子力做负功)，故A错误；不同分子直径一般不同，但数量级基本一致，B正确；用打气筒向篮球充气时需用力，是由于篮球内气体压强在增大，不能说明分子间有斥力，C错误；物体的内能取决于温度、体积及物体的质量等，温度升高，内能不一定增大，D正确．‎ ‎(2)①由力的平衡可知，气体的压强p1＝p0＋ ‎②由热力学第一定律可知，加热过程中气体的内能增加量ΔU＝Q－W ‎③末状态气体的压强p2＝p0＋ 由于气体的初始状态和末状态体积相同，由查理定律 - 2 -‎ ＝ 可得：T2＝T1‎ 答案　(1)BD　(2)①p0＋　②Q－W ‎③T1‎ ‎4．(2014·大连市一模)(1)关于热现象和热学规律，下列说法中正确的是______．(双选，填正确选项符号)‎ A．甲物体自发传递热量给乙物体，说明甲物体的内能比乙物体的多 B．煤、石油、天然气等能源所储存的能量最初来源可追溯到太阳能 C．当分子间距离从r0(此时分子间引力与斥力平衡)增大到r1时，分子力先减小后增大，则分子势能也先减小后增大 D．压缩气体，对其做2.0×105 J的功，同时气体向外界放出1.5×105 J的热量，则气体的内能增加了0.5×105 J 图6－13－11‎ ‎(2)一定质量的理想气体被活塞封闭在圆筒形的金属气缸内，如图6－13－11所示，气缸竖直放置，活塞的质量为‎1 kg，横截面积S＝‎5 cm2，活塞与气缸底之间用一轻弹簧连接，弹簧的自然长度l0＝‎10 cm、劲度系数k＝100 N/m，活塞可沿气缸壁无摩擦滑动且不漏气．开始时弹簧为原长，环境温度为‎27 ℃‎，对气缸内气体缓慢加热，活塞上升了‎5 cm，大气压强p0＝1.0×105 Pa，g＝‎10 m/s2，求：‎ ‎①最后气缸内气体的温度；‎ ‎②保持气缸内气体满足①问中的温度，使整个装置竖直向上做匀加速运动，达到稳定状态时发现弹簧又恢复了原长，则整个装置的加速度为多少？‎ 解析　(2)①对封闭气体分析 p1＝p0＋＝1.2×105 Pa p2＝p0＋＋＝1.3×105 Pa 由理想气体状态方程＝ 得T2＝487.5 K ‎②由玻意耳定律p2V2＝p3V3得p3＝1.95×105 Pa 对活塞据牛顿第二定律p3S－mg－p0S＝ma 得a＝‎37.5 m/s2‎ 答案　(1)BD　(2)①487.5 K　②‎37.5 m/s2‎ - 2 -‎