- 热力学第一定律
- 共122题
33.请从给出的3道物理题中任选一题作答，如果多做，则按所做的第一题计分。
1．【物理——选修3-3】
（1）下列说法中正确的是____（填正确答案标号。选对1个得2分，选对个得4分，选对3个得5分；每选错1个扣3分，最低得分为0分）。
A．布朗运动就是液体分子的无规则运动
B．晶体有确定的熔点，非晶体没有确定的熔点
C．热量不可能从低温物体传到高温物体
D．物体的体积增大，分子势能不一定增加
E一定质量的理想气体，如果压强不变，体积增大，那么它一定从外界吸热
（2）如图所示，两端等高、粗细均匀、导热良好的
U形管竖直放置，右端与大气相通，左端用水银柱封闭着长的气柱（可视为理想气体），左管的水银面 比右管的水银面高出。现从右端管口缓慢注入水银，稳定后右管水银面与管口等高。若环境温度不变，取大气压强。求稳定后加入管中水银柱的长度。
2．【物理——选修3-4】
（1）如图所示为一列简谐横波在t-0时刻的图象。此时质点P的运动方向沿y轴负方向，且从t=0时刻开始计，当t=0.55s时质点P恰好第3次到达y轴正方向最大位移处。则下列说法正确的是____（填正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分：每选错1个扣3分，最低得分为9分）
A．该简谐波沿x轴负方向传播
B．该简谐波的频率为5Hz
C．该简谐波的波速大小为4m/s
D．从t=0至t=0.1s，质点P传播的距离为2m
E．从t=0至t=0.1s，质点Q运动的路程是1.Om
3．【物理-选修3-5】
（1）关于光的波粒二象性，下列说法中正确的是____（填正确答案标号。选对1
个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分；每选错1个扣3分，最低得分为O分）
A．个别光子的行为表现出粒子性，大量光子的行为表现出波动性
B．光的波动性是光子本身的一种属性，不是光子之间的相互作用引起的
C．光电效应揭示了光的粒子性，而康普顿效应则反映了光的波动性
D．频率越高的光其粒子性越显著，频率越低的光其波动性越显著
E．光表现出波动性时，就不具有粒子性，光表现出粒子性时，就不再具有波动性
（2）如图所示，上下表面均光滑的质量为M= 3kg的滑板B静止放在光滑水平面上，其右端固定一根轻质弹簧，质量为m=2 kg的小木块A，以速度由滑板B左端开始沿滑扳B上表面向右运动。求：
I．弹簧被压缩到最短时木块A的速度大小；
II．木块A离开滑板B时A、B的速度大小。
正确答案
正确答案
正确答案
13．请从33-35题中选择一题作答。
33．[物理——选修3-3]
（1）下列说法正确的是（ ）（填正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分，每选错1个扣3分，最低得分为0分）
A．遵守热力学第一定律的过程一定都能实现
B．气体的温度变化时，其分子平均动能也随之改变；
C．功可以全部转化为热，但热量不能全部转化为功
D．做功和热传递是改变物体内能的两种方式
E．一定质量的理想气体，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。
（2）一端开口的极细玻璃管开口朝下竖直立于水银槽的水银中，初始状态管内外水银面的高度差为l0=62cm，系统温度27℃。因怀疑玻璃管液面上方存在空气，现从初始状态分别进行两次试验如下：①保持系统温度不变，将玻璃管竖直向上提升2cm（开口仍在水银槽液面以下），结果液面高度差增加1cm；②将系统温度升到77℃，结果液面高度差减小1cm。已知玻璃管内粗细均匀，空气可看成理想气体，热力学零度可认为为-273℃。求：
（i）实际大气压为多少cmHg？
（ii）初始状态玻璃管内的空气柱有多长？
34．[物理——选修3-4]
（1）如图所示，实线是沿x轴传播的一列简谐横波在t＝ 0时刻的波形图，虚线是这列波在t＝0．2s时刻的波形图。已知该波的波速是0．8m／s ，则下列说法正确的是（ ）
A．这列波的波长是14cm
B．这列波的周期是0．125s
C．这列波可能是沿x轴正方向传播的
D．t ＝0时，x＝4 处的质点速度沿y轴负方向
（2）如图所示，一玻璃砖的横截面为半圆形，MN为截面的直径，Q是MN上的一点且与M点的距离QM=R/2（R为半圆形截面的半径）,且与水平光屏P平行，两者的距离为d，一束与截面平行的红光由 Q点沿垂直于MN的方向射入玻璃砖，从玻璃砖的圆弧面射出后，在光屏上得到红光．玻璃砖对该红光的折射率为n=（3）1/2，求：
①红光由于玻璃砖的折射在屏上向什么方向移动？移动距离是多少？
②如果保持入射光线和光屏的位置不变，而使玻璃砖沿MN向左移动，移动的距离小于R/2，请定性说明屏上的光点如何移动？亮度如何变化？
35．[物理——选修3-5]
（1）质量为m的小球A以速度v在光滑水平面上运动，与质量为2m的静止小球B发生对心碰撞，则碰撞后A球的速度vA和B球的速度vB可能为（ ）
A ．vA=-v/3 vB=2v/3
B ．vA=2v/5 vB=7v/10
C ．vA=-v/4 vB=5v/8
D ．vA=3v/8 vB=5v/16
（2）．如图所示，两个木块的质量分别为m1=0．2kg、m2=0．6kg中间用轻弹簧相连接放在光滑的水平面上处于静止状态，且m1左侧靠一固定竖直挡板。某一瞬间敲击木块m2使其获得0．2m/s的水平向左速度，木块m2向左压缩弹簧然后被弹簧弹回，弹回时带动木块m1运动。求：
①当弹簧拉伸到最长时，木块m1的速度多大？
②在以后的运动过程中，木块m1速度的最大值为多少？
正确答案
33.（1）BDE
第二问：（1）75cmHg （2）12cm
34.（1）D
（2）① 向左移动，移动距离为
35.（1）AC
（2）① 0．15m/s ②0．3m/s
解析
33.（1）：热学过程除了要受到能量守恒定律的制约外，还具有方向性．A错误；物体的内能是分子热运动的动能和分子间的势能之和，而气体的内能是分子热运动的动能之和，B正确；若一个物体在由运动变为静止，他的动能就全部转化为热能了，前半句正确。后半句是教材上的原话，开尔文表述没有排除热量可以完全转化为功，但必然要发生其他变化，选项C错。D选项是教材原文，正确；气体压强产生的原因是大量气体分子对容器壁的持续的、无规则撞击产生的。气体压强与温度和体积有关。温度越高，气体压强越大，反之则气体压强越小。题目中表述为“一定量的气体”，“压强不变”，在此前提下，一定量的气体,表示分子个数不变,温度降低而压强不变时,体积必会缩小,即单位体积内的分子个数增加了,换个说法,也就是表示分子的密度增大了,当然碰撞容器壁的机率就增大了，E正确。
（2）设大气压强相当于高为H的水银柱产生压强，初始空气柱的长度为x，
则由理想气体状态方程第一次试验，由波意尔定律有：
（H-l0）x=（H-l0-1）（x+2-1） ……①
第二次试验：
式中T1和T2分别为300K和350K，
依据两式可求得：H=75cm，x=12cm
故实际大气压为75cmHg，
初始空气柱长12cm
34. （1）由题图易知波长λ=0．12m，结合波速v=0．8m/s，可知该波的周期T=λ/v=0．15s，A、B选项错误；0．2s时间间隔为
（2）①
如图所示，光线应向屏的左侧移动，由折射定律有：
tan（60°-30°）=
② 当玻璃砖左移时，入射角增大，折射角增大，所以光点左移，亮度减弱至消失。
35. （1）若A选项正确，则碰撞后系统动量为：-mv/3+2m·2v/3=mv，符合题意；碰撞后的能量为
若B选项正确，则碰撞后系统动量为：-2mv/5+2m·7v/10=18mv/10>mv，B选项错误；
若C选项正确，则碰撞后系统动量为：-mv/4+2m·5v/8=mv，符合题意；碰撞后的能量为
若D选项正确，则碰撞后A物体与B物体速度方向一致，但A的速度大于B的速度，这是不可能的，所以D选项错误。
（2）① 木块m2弹回后，在弹簧第一次恢复原长时带动m1运动，设此时木块m2的速度
由机械能守恒可知返回的速度与初始时刻相同，v0=0．2m/s。
当弹簧拉伸最长时，木块m1、m2速度相同，设为v，由动量守恒定律得：mv0=（m1+m2）v
解得：v=0．15m/s
② 当弹簧再次恢复到原长时，m1获得最大速度为v1，此时m2的速度为v2。
由动量守恒定律得：m2v0=m1v1+m2v2
由机械能守恒定律得：
解得：v1=0．3m/s
考查方向
33.（1）本题考查热力学定律，分子动理论的基本观点，气体热现象的微观观点等知识点，简单题。
（2）理想气体的状态方程。
34. （1）本题考查横波的图象；波长、频率和波速的关系；
（2）折射定律，全反射
35. （1）动量守恒定律，碰撞中的能量守恒；
（2）考查学生应用动量守恒定律，能量守恒定律及牛顿运动定律的综合应用解决物理问题的能力。解决本题首先要明确研究的过程，其次把握隐含的条件：弹簧伸长最长时两木块的速度相同。
解题思路
33.（1）掌握基础知识，逐一排查。
（2）第一次试验封闭气体做等温变化，根据管内外水银面的高度差，求出被封闭气体的压强，然后根据等温变化气态方程即可求解．
第二次试验找出初末状态参量，利用理想气体状态方程即可求解
34.（1）由图读出波长，求出周期，根据时间t=0．8s与周期的关系判断波的传播方向，并判断t=0．8s时，x=1．8m处的质点速度方向；分析质点P在0．95s时的位置，确定其位移；分析质点P在1．0s时刻的状态，分析速度与加速度方向的关系．
（2）根据折射定律做出光路图，在穿出玻璃砖时，考虑全反射即可
35.（1）A、B组成的系统在水平方向上动量守恒，故而mv=mvA+2mvB，系统初始能量：
（2）①先研究木块m2向左压缩弹簧到弹簧第一次恢复原长的过程，根据机械能守恒可得到此时木块m2的速度为v0=0.2m/s。此后，弹簧开始伸长，当弹簧拉伸最长时，木块m1、m2速度相同，设为v，由动量守恒定律可求得v；
②当弹簧再次恢复到原长时，m1获得最大速度，再对弹簧和两个木块组成的系统动量守恒和机械能守恒列方程，求解木块m1速度的最大值。
易错点
33.（1）热学过程除了要受到能量守恒定律的制约外，还具有方向性；
（2）物体内能与气体内能的区别；
（3）功能转化的原理
34.（1）波形图的平移
（2）当光线从光密介质向光疏介质传播时，才会发生全反射现象
35.（1）① 总动量的方向性；② 系统碰撞后的机械能不会大于碰撞前的机械能；③ A物体碰撞后的速度不会大于B物体碰撞后的速度。
（2）系统动量守恒的条件：在m1物体未脱离挡板前，两物体组成的系统动量不守恒，但机械能守恒。m1物体离开墙面后系统动量守恒，机械能守恒。
知识点
33、(物理------选修3-3)下列说法中正确的是（ ）
A.饱和汽压与分子的密度和分子的种类有关，随温度升高而增大，与体积无关
B. 在完全失重的情况下,气体对容器壁的压强为零
C. 分子势能可能随着分子间距的增大可能先减小后增大
D.要使系统状态通过绝热过程发生变化，做功的数量只由过程始末两个状态决定，而与做功的方式无关。
E.熵增加原理说明一切自然过程总是向着分子热运动的无序性减小的方向进行
（2）如图所示，一个绝热的气缸竖直放置，内有一个绝热且光滑的活塞，中间有一个固定的导热性良好的隔板，隔板将气缸分成两部分，分别密封着两部分理想气体 A 和 B。活塞的质量为m，横截面积为S，与隔板相距h。现通过电热丝缓慢加热气体，当A气体吸收热量Q时，活塞上升了h，此时气体的温度为T1。已知大气压强为P0，重力加速度为g。
①加热过程中，若A气体内能增加了
②现停止对气体加热，同时在活塞上缓慢添加砂粒，当活塞恰好回到原来的位置时A气体的温度为T2。求此时添加砂粒的总质量
正确答案
（1）ACD （2）见解析
解析
①气体对外做功B气体对外做功
由热力学第一定律得 
②B气体的初状态
B气体末状态
由气态方程
解得 
考查方向
本题主要考查热力学定律以及理想气体状态方程
解题思路
由热力学第一定律解得B气体内能增加量，利用理想气体状态方程寻求气体变化前后的对应状态参量的关系
易错点
理想气体内外的压强关系
知识点
27．在一个大气压下，水在沸腾时，1 g水吸收2 263.8 J的热量后由液态变成同温度的气态．其体积由1.043 cm3变为1 676 cm3，（已知大气压强p0＝1.0×105Pa，水的摩尔质量为M＝18g／mol，阿伏加德罗常数NA＝6.0×1023mol－1）求：
①1 g水所含的分子个数；
②上述过程的1g水体积膨胀时气体对外界做的功；
③上述过程的1 g水的内能变化。
正确答案
解析
解析已在路上飞奔，马上就到！
知识点
13． 对于一个热力学系统，下列说法中正确的是（ ）
正确答案
解析
解析已在路上飞奔，马上就到！
知识点
31. 【物理——选修3-3】下列说法中正确的是 .（选对1个给2分，选对2个给4分，选
对3个给5分。每选错一个扣3分，最低得分为0分）
正确答案
解析
A、速度增大，不会改变物体的分子的动能；故A错误；
B、体积增大时，物体对外做功，不吸热也不放热时，内能减小；故B正确；
C、质量相同，但物体的物质的量不同；故温度提高相同的温度时，内能的增量不一定相同；故C错误；
D、物体的内能取决于物体的温度和体积；故D正确；
E由热力学第二定律可知，与是与热现象有关的宏观过程都具有方向性；故E正确；
故选：BDE．
考查方向
分子势能，温度是分子平均动能的标志，热力学第二定律
解题思路
温度是分子平均动能的标志，影响内能的因素还有质量，改变内能的方式有做功和热传递，当分子间作用力表现为斥力时，分子势能随分子间距离的减小而增大．
易错点
常见概念的分析
教师点评
掌握温度是分子平均动能的标志，知道改变内能的方式，理解分子间作用力与分子间距的关系。
知识点
15．某同学用导热性能良好的气缸和话塞将定质量的空气（视为理想气体）封闭在气缸内（活塞与缸壁间的摩擦不计），待活塞静止后，将小石子缓慢的加在活塞上，如图所示在此过程中，若大气压强与室内的温度均保持不变，下列说法正确的是（ ）
正确答案
解析
解析已在路上飞奔，马上就到！
知识点
20．图中活塞将气缸分成两气室，气缸、活塞（连同拉杆）是绝热的，且气缸不漏气，以E甲、E乙分别表示甲、乙两气体的内能，则在一定的拉力将拉杆缓慢向外拉的过程中（）
正确答案
解析
解析已在路上飞奔，马上就到！
知识点
19．如图所示，在固定的真空容器A内部固定着一个绝热气缸B，用质量为m的绝热活塞P将一部分理想气体封闭在气缸内。撤去销子K，不计摩擦阻力，活塞将向右运动，该过程（ ）
正确答案
解析
解析已在路上飞奔，马上就到！
知识点
14．某汽车后备箱内安装有撑起箱盖的装置，它主要由气缸和活塞组成。开箱时，密闭于气缸内的压缩气体膨胀，将箱盖顶起，如图所示。在此过程中，若缸内气体与外界无热交换，忽略气体分子间相互作用，则缸内气体( )
正确答案
解析
解析已在路上飞奔，马上就到！
知识点
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