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1、
選考33題仿真2021·Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ卷高考模擬演練
1.(2021·山東名校聯(lián)考)(1)如下列圖,一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷了從狀態(tài)A變化到狀態(tài)B,再到狀態(tài)C,最后回到狀態(tài)A的過(guò)程,在該過(guò)程中,以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是________。
A.從A到B過(guò)程中,氣體對(duì)外做功
B.從B到C過(guò)程中,氣體放出熱量
C.從C到A過(guò)程中,氣體分子密度減小
D.從A到B過(guò)程和從C到A過(guò)程,氣體做功的絕對(duì)值相等
E.從A到B再到C過(guò)程中,氣體內(nèi)能先增加后減少
(2)如下列圖,質(zhì)量為M的導(dǎo)熱汽缸倒置在帶有開(kāi)口的平臺(tái)上,缸內(nèi)有兩個(gè)質(zhì)量均為m的活塞A和B,兩活塞用輕桿相連,大氣壓強(qiáng)為p0,溫度為T(mén)0,汽缸
2、內(nèi)底離平臺(tái)高度為h,活塞A離平臺(tái)高度為,活塞B離平臺(tái)的高度為,重力加速度為g,現(xiàn)給缸內(nèi)氣體緩慢加熱,兩活塞在缸內(nèi)移動(dòng)過(guò)程中始終與缸內(nèi)壁緊密接觸且無(wú)摩擦,活塞橫截面積為S,不計(jì)活塞厚度。求:
①當(dāng)活塞B剛好要與平臺(tái)接觸時(shí)氣體的溫度;
②當(dāng)汽缸剛好要離開(kāi)平臺(tái)時(shí),缸內(nèi)氣體的溫度。
解析 (1)從A到B過(guò)程,由理想氣體狀態(tài)方程可知,氣體的體積增大,因此氣體對(duì)外做功,A項(xiàng)正確;從B到C的過(guò)程中,氣體體積不變,溫度降低,內(nèi)能減少,根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知,氣體放出熱量,B項(xiàng)正確;從C到A過(guò)程中,氣體溫度不變,壓強(qiáng)增大,根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程可知,氣體體積減小,氣體分子密度增大,C項(xiàng)錯(cuò)誤;從A到B過(guò)程
3、和從C到A過(guò)程,氣體體積變化相同,但兩個(gè)過(guò)程氣體壓強(qiáng)的平均值不同,因此兩個(gè)過(guò)程氣體做功的絕對(duì)值不同,D項(xiàng)錯(cuò)誤;由于從A到B再到C過(guò)程中,氣體溫度先升高后降低,故氣體內(nèi)能先增加后減少,E項(xiàng)正確。
(2)①?gòu)拈_(kāi)始加熱到活塞B剛好要與平臺(tái)接觸時(shí),活塞A上方的氣體發(fā)生的是等壓變化,設(shè)活塞B剛好要與平臺(tái)接觸時(shí)氣體的溫度為T(mén)1,那么
=
解得T1=T0
②從活塞B剛好要與平臺(tái)接觸到汽缸剛好要離開(kāi)平臺(tái)時(shí),活塞A上方的氣體發(fā)生的是等容變化。活塞B剛好要與平臺(tái)接觸時(shí)活塞A上方氣體的壓強(qiáng)p1=p0-
當(dāng)汽缸剛好要離開(kāi)平臺(tái)時(shí)活塞A上方氣體的壓強(qiáng)p2=p0+
設(shè)汽缸剛好要離開(kāi)平臺(tái)時(shí),缸內(nèi)氣體的溫度為T(mén)2,
4、那么
=
解得T2=T0。
答案 (1)ABE (2)見(jiàn)解析
2.(2021·廣西欽州第三次質(zhì)檢)(1)關(guān)于氣體的內(nèi)能和熱力學(xué)定律,以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是________。
A.對(duì)氣體做功可以改變其內(nèi)能
B.質(zhì)量和溫度都相同的氣體,內(nèi)能一定相同
C.熱量不可能從低溫物體傳到高溫物體
D.一定量的理想氣體在等溫膨脹過(guò)程中,一定吸收熱量
E.一定量的理想氣體,溫度越高,氣體分子運(yùn)動(dòng)越劇烈,氣體內(nèi)能越大
(2)如下列圖,絕熱圓筒水平放置,圓筒內(nèi)有一絕熱活塞C,活塞的長(zhǎng)度是圓筒長(zhǎng)的,活塞的中心與圓筒中心重合,整個(gè)裝置置于溫度恒為300 K、壓強(qiáng)恒為1.0×105 Pa的大氣中?,F(xiàn)用導(dǎo)
5、熱材料A、B封閉圓筒的兩端,然后把圓筒左端放入一溫度恒定的密閉熱源中,并保持圓筒水平,發(fā)現(xiàn)活塞緩慢向右移動(dòng)。當(dāng)活塞移動(dòng)距離等于活塞長(zhǎng)度的時(shí),活塞保持靜止。不計(jì)活塞與圓筒內(nèi)壁間的摩擦,求:
①右端氣體此時(shí)的壓強(qiáng);
②熱源的溫度。
解析 (1)做功和熱傳遞在改變內(nèi)能上是等效的,都可以使內(nèi)能發(fā)生變化,A正確;溫度相同,那么分子平均動(dòng)能相同;質(zhì)量相同,假設(shè)為不同的氣體那么分子數(shù)目不同,內(nèi)能不一定相同,B錯(cuò)誤;熱量可能從低溫物體傳到高溫物體,但要引起其他變化,不是自發(fā)過(guò)程,C錯(cuò)誤;一定量的理想氣體在等溫膨脹過(guò)程中,對(duì)外做功,內(nèi)能不變,根據(jù)ΔU=W+Q可知Q>0,故一定從外界吸收熱量,D正確;理
6、想氣體內(nèi)能與體積無(wú)關(guān),一定量的理想氣體,溫度越高,氣體分子運(yùn)動(dòng)越劇烈,分子平均動(dòng)能越大,氣體內(nèi)能越大,E正確。
(2)①設(shè)活塞橫截面積為S,圓筒長(zhǎng)為L(zhǎng),對(duì)右側(cè)氣體:初態(tài):pB=1.0×105 Pa,VB=LS
末態(tài):pB′=?,VB′=LS
由玻意耳定律得:pBVB=pB′VB′
解得:pB′=1.25×105 Pa
②對(duì)左側(cè)氣體:初態(tài):pA=1.0×105 Pa,TA=300 K,VA=LS
末態(tài):pA′=pB′=1.25×105 Pa,TA′=?,
VA′=LS
由理想氣體狀態(tài)方程得=
解得TA′=450 K。
答案 (1)ADE (2)①1.25×105 Pa?、?5
7、0 K
3.(2021·山東德州二模)(1)如下列圖,在斯特林循環(huán)的p-V圖像中,一定質(zhì)量理想氣體從狀態(tài)a依次經(jīng)過(guò)狀態(tài)b、c和d后再回到狀態(tài)a,整個(gè)過(guò)程由兩個(gè)等溫和兩個(gè)等容過(guò)程組成。以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是________。
A.從a到b,氣體的溫度一直升高
B.從b到c,氣體與外界無(wú)熱量交換
C.從c到d,氣體對(duì)外放熱
D.從d到a,單位體積中的氣體分子數(shù)目增大
E.從b到c氣體吸收的熱量與從d到a氣體放出的熱量相同
(2)如下列圖,內(nèi)壁光滑的固定導(dǎo)熱氣缸豎直放置,內(nèi)部橫截面積為S,上部A、B間有多個(gè)較寬縫隙與外部相通,縫隙下端B與氣缸底部D的距離為H。現(xiàn)用一質(zhì)量為m,厚度不計(jì)
8、的活塞封閉一定量的氣體,穩(wěn)定時(shí)活塞所處位置C距氣缸底部D的距離為。此時(shí)封閉氣體的熱力學(xué)溫度為T(mén)0,外部的大氣壓強(qiáng)為P0,當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間?,F(xiàn)對(duì)封閉氣體緩慢加熱,求:
①隨著封閉氣體溫度升高,活塞會(huì)緩慢上升,活塞剛上升到B點(diǎn)時(shí)封閉氣體的熱力學(xué)溫度多大;
②繼續(xù)緩慢加熱一段時(shí)間,封閉氣體溫度達(dá)2T0時(shí)停止加熱,再經(jīng)一段時(shí)間后封閉氣體恢復(fù)至原來(lái)的溫度T0,此時(shí)假設(shè)將活塞緩慢拉離氣缸,拉離過(guò)程中封閉氣體的溫度看做不變,至少應(yīng)施加多大的拉力。
解析 (1)從a到b,體積不變,壓強(qiáng)增大,溫度一直升高,A正確;從b到c,溫度不變,內(nèi)能不變,壓強(qiáng)減小,體積增大,對(duì)外做功,氣體從外界吸收熱量,B錯(cuò)誤
9、;從c到d,體積不變,壓強(qiáng)減小,溫度降低,內(nèi)能減小,氣體對(duì)外放熱,C正確;從d到a,溫度不變,壓強(qiáng)增大,體積減小,單位體積中的氣體分子數(shù)目增大,D正確;從b到c氣體吸收的熱量等于氣體對(duì)外做的功,從d到a氣體放出的熱量等于外界對(duì)氣體做的功,兩個(gè)過(guò)程體積變化相同,但壓強(qiáng)不同,做的功不同,所以從b到c氣體吸收的熱量與從d到a氣體放出的熱量不同,E錯(cuò)誤。應(yīng)選ACD。
(2)①活塞上升過(guò)程封閉氣體壓強(qiáng)不變,由蓋呂薩克定律:=
得此時(shí)封閉氣體的熱力學(xué)溫度T=T0
②剛停止加熱時(shí),P1S=P0S+mg
將活塞拉離氣缸至B處時(shí)所需拉力最大,此時(shí)和剛停止加熱時(shí)體積相同,將活塞拉離氣缸至B處時(shí):P2S+F=P0S+mg
由查理定律:=
聯(lián)立得至少應(yīng)施加的拉力F=。
答案 (1)ACD (2)①T0 ②
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