2020届高三全国名校联考12月月考物理热力学定律试题及答案

2020 届高三全国名校联考 12 月月考物理热力学定律试题及答案 1、.（2020·湖南省师大附中高三上学期第二次月考）奥运祥云火炬的燃烧系统由燃气罐（内有液态丙烷） 稳压装置和燃烧器三部分组成。当稳压阀打开以后，燃气以气态形式从气罐里出米，经过稳压阀后进入燃 烧室进行燃烧，以下说法中正确的是（　　） A. 燃气由液态变为气态的过程中要对外做功 B. 燃气由液态变为气态的过程中分子的分子势能减少 C. 燃气在燃烧后释放在周围环境中的能量不可能被回收再利用 D. 若将两个丙烷气体分子从远处逐渐靠近，直到不能再靠近为止的过程中，分子间相互作用的合力先变大、 后变小再变大 【答案】AD 【解析】 A．燃气由液态变为气态的过程中体积增大对外做功，故 A 正确； B．燃气由液态变为气态的过程中吸收热量而温度不变，吸收的热量转化为分子势能，所以分子势能增大， 故 B 错误； C．燃气在燃烧后释放在周围环境中的能量变为品质低的大气内能，能量耗散了，很难再被利用，但消耗其 他能量也可以被回收利用，故 C 错误； D．两个丙烷气体分子从远处逐渐靠近，直到不能再靠近为止的过程中，分子间相互作用的合力从无到有， 先变大。当 r＞r0 时，表现为引力，随分子间距的减小而增大，当 r＜r0 时，表现为斥力，随分子间距的减 小而增大。由以上分析可知 D 正确。 故选 AD。. 2、（2020·陕西省高三第一次模拟考试）如图所示，一定质量的理想气体从状态 A 依次经过状态 B、C 和 D 后再回到状态 A.其中，A→B 和 C→D 为等温过程，B→C 和 D→A 为绝热过程．该循环过程中，下 列说法正确的是__________．A. A→B 过程中，气体对外界做功，吸热 B. B→C 过程中，气体分子的平均动能增加 C. C→D 过程中，单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数减少 D. D→A 过程中，气体分子的速率分布曲线发生变化 E. 该循环过程中，气体吸热 【答案】ADE 【解析】 【分析】 过程中，体积增大，气体对外界做功， 过程中，绝热膨胀，气体对外做功，温度降低， 过程中，等温压缩， 过程中，绝热压缩，外界对气体做功，温度升高． A. 过程中，体积增大，气体对外界做功，温度不变，内能不变，气体吸热，故 A 正确； B. 过程中，绝热膨胀，气体对外做功，内能减小，温度降低，气体分子的平均动能减小，故 B 错误； C. 过程中，等温压缩，体积变小，分子数密度变大，单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增多， 故 C 错误； D. 过程中，绝热压缩，外界对气体做功，内能增加，温度升高，分子平均动能增大，气体分子的速 率分布曲线发生变化，故 D 正确； E.该循环中，气体对外做功大于外界对气体做功，即 ；一个循环，内能不变， ，根据热力学 第一定律， ，即气体吸热，故 E 正确； 故选 ADE 【点睛】本题考查了理想气体状态方程的应用，根据图象判断出气体体积如何变化，从而判断出外界对气 体做功情况，再应用热力学第一定律与题目所给条件即可正确解题；要知道：温度是分子平均动能的标志， A B→ B C→ C D→ D A→ A B→ B C→ C D→ D A→ 0W < 0U = 0Q >理想气体内能由问题温度决定． 3、（2020·河北省武邑中学高三上学期 12 月月考）关于气体的内能和热力学定律，下列说法正确的是 A. 对气体做功可以改变其内能 B. 质量和温度都相同的气体,内能一定相同 C. 热量不可能从低温物体传到高温物体 D. 一定量的理想气体在等温膨胀过程中,一定吸收热量 E. 一定量的理想气体,温度越高,气体分子运动越剧烈,气体内能越大 【答案】ADE 【解析】 A．改变内能的方式有做功和热传递，对气体做功可以改变其内能．故 A 正确． B．理想气体的内能与物质的量、温度有关，质量相等的气体的物质的量不一定相等，内能不一定相等，如 质量相等的氢气与氧气．故 B 错误． C．根据热力学第二定律可知，热量可能从低温物体传到高温物体，但要引起其他的变化，如空调．故 C 错 误． D．温度是一定质量的理想气体内能的标志，一定量的理想气体在等温膨胀过程中，温度不变，内能不变， 膨胀过程中，对外做功，根据热力学第一定律可知，△U=W+Q，气体一定吸收热量．故 D 正确． E．一定量的理想气体的内能与物质的量、温度有关，一定量的理想气体温度越高，气体分子运动越剧烈， 气体内能越大．故 E 正确． 4、（2020·内蒙古通辽市科左后旗甘旗卡二中高三上学期 12 月月考）如图，一定量的理想气体从状态 a 变 化到状态 b，其过程如 p-V 图中从 a 到 b 的直线所示．在此过程中______．A. 气体温度一直降低 B. 气体内能一直增加 C. 气体一直对外做功 D. 气体一直从外界吸热 E. 气体吸收的热量一直全部用于对外做功 【答案】BCD 【解析】 A．由图知气体的 pV 一直增大，由 ，知气体的温度一直升高，故 A 错误； B．一定量的理想气体内能只跟温度有关，温度一直升高，气体的内能一直增加，故 B 正确； C．气体的体积增大，则气体一直对外做功，故 C 正确； D．气体的内能一直增加，并且气体一直对外做功，根据热力学第一定律△U=W+Q 可知气体一直从外界吸 热，故 D 正确； E．气体吸收的热量用于对外做功和增加内能，故 E 错误． 5、（2020·内蒙古巴彦淖尔市临河区三中高三上学期 12 月月考）如图所示，U 形管两端等高，左端封闭， 右端大所相通．左管中 A 部分为真空，B 部分封有气体．图中 L1=10cm，L2=40cm，L3=15cm，大气压强 p0=75cmHg．现往右管中缓慢加入水银，直到右管水银面与管口相平，求此时 B 中空气柱的长度． 【答案】5cm 【解析】 【详解】未加水银之前，对 B 中气体： ， pV CT = 1 40cmHgp = 1 15V S=设最终 B 中气柱长为 x，则： =115+x 根据玻意耳定律可知： 代入数据： 40×15S=（115+x）×xS 解得：x=5cm 6、（2020·内蒙古巴彦淖尔市临河区三中高三上学期 12 月月考）如图所示，开口向上的汽缸C 静置于水平 桌面上，用一横截面积 S=50cm2 的轻质活塞封闭了一定质量的理想气体，一轻绳一端系在活塞上，另一端 跨过两个定滑轮连着一劲度系数 k=2800N/m 的竖直轻弹簧 A，A 下端系有一质量 m=14kg 的物块 B．开始时， 缸内气体的温度 t1=27℃，活塞到缸底的距离 L1=120cm，弹簧恰好处于原长状态．已知外界大气压强恒为 p0=1.0×105Pa，取重力加速度 g=10m/s2，不计一切摩擦．现使缸内气体缓慢冷却，求： （1）当 B 刚要离开桌面时汽缸内封闭气体的温度； （2）气体的温度冷却到-93℃时 B 离桌面的高度 H．（结果保留两位有效数字） 【答案】（1）-66℃（2）15cm. 【解析】 (ⅰ)B 刚要离开桌面时弹簧拉力 kx1＝mg为 2 0 40p p x= + + 2V xS= 1 1 2 2pV p V=由活塞受力平衡得 p2S＝p0S－kx1 根据理想气体状态方程有 代入数据解得 T2＝207 K 当 B 刚要离开桌面时缸内气体的温度 t2＝－66 ℃； 由(ⅰ)得 x1＝5 cm 当温度降至－66 ℃之后，若继续降温，则缸内气体的压强不变，根据盖－吕萨克定律有 代入数据解得 H＝15 cm． 0 1 2 1 1 1 2 ( )P L S P L x S T T −= 1 1 1 1 2 3 ( ) ( )L x S L x H S T T − − −=