2019-2020年高中物理 第三章 熱力學基礎 第二節(jié) 熱力學第一定律自我小測 粵教版選修3-3.doc

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2019-2020年高中物理 第三章 熱力學基礎 第二節(jié) 熱力學第一定律自我小測 粵教版選修3-3 1一定量的氣體在某一過程中，外界對氣體做了8104 J的功，氣體的內能減少了1.2105 J，則下列各式中正確的是(　　) A．W＝8104 J，ΔU＝1.2105 J，Q＝4104 J B．W＝8104 J，ΔU＝－1.2105 J，Q＝－2105 J C．W＝－8104 J，ΔU＝1.2105 J，Q＝2104 J D．W＝－8104 J，ΔU＝－1.2105 J，Q＝－4104 J 2如圖所示，厚壁容器的一端通過膠塞插進一支靈敏溫度計和一根氣針，另一端有個用卡子卡住的可移動膠塞．用打氣筒慢慢向容器內打氣，使容器內的壓強增大到一定程度，這時讀出溫度計示數．打開卡子，膠塞沖出容器口后(　　) A．溫度計示數變大，實驗表明氣體對外界做功，內能減少 B．溫度計示數變大，實驗表明外界對氣體做功，內能增加 C．溫度計示數變小，實驗表明氣體對外界做功，內能減少 D．溫度計示數變小，實驗表明外界對氣體做功，內能增加 3氧氣鋼瓶充氣后壓強高于外界大氣壓，假設緩慢漏氣時瓶內外溫度始終相等且保持不變，忽略氧氣分子之間的相互作用，在該漏氣過程中瓶內氧氣……(　　) A．分子總數減少，分子總動能不變 B．密度減小，分子平均動能不變 C．吸收熱量，膨脹做功 D．壓強降低，不對外做功 4某物體的溫度升高了，這說明(　　) A．該物體一定吸收了熱量 B．該物體可能放出了熱量 C．外界對物體一定做了正功 D．外界對物體一定做了負功 5用隔板將一絕熱容器隔成A和B兩部分，A中盛有一定質量的理想氣體，B為真空(如圖甲)，現把隔板抽去，A中的氣體自動充滿整個容器(如圖乙)，這個過程稱為氣體的自由膨脹．下列說法正確的是(　　) A．自由膨脹過程中，氣體分子只做定向運動 B．自由膨脹前后，氣體的壓強不變 C．自由膨脹前后，氣體的溫度不變 D．容器中的氣體在足夠長的時間內，能全部自動回到A部分 6如圖所示的導熱氣缸中，用活塞封閉一定質量的理想氣體，如果迅速向下壓活塞時氣體的溫度會驟然升高(設為甲過程)．如果緩慢地向下壓活塞時，里面的氣體溫度不變(設為乙過程)．已知甲、乙兩個過程中氣體初態(tài)和末態(tài)的體積相同，不考慮活塞與氣缸的摩擦，則下列說法正確的是(　　) A．甲過程中氣體的內能增加，乙過程中氣體的內能不變 B．兩過程中外界對氣體做的功一樣多 C．乙過程中氣體的壓強不變，甲過程中氣體的壓強不斷增大 D．乙過程的末態(tài)氣體壓強比甲過程的末態(tài)氣體壓強小 7如圖所示為電冰箱的工作原理圖．壓縮機工作時，強迫制冷劑在冰箱內外的管道中不斷循環(huán)，那么，下列說法中正確的是… (　　) A．在冰箱外的管道中，制冷劑迅速膨脹并放出熱量 B．在冰箱內的管道中，制冷劑迅速膨脹并吸收熱量 C．在冰箱外的管道中，制冷劑被劇烈壓縮并放出熱量 D．在冰箱內的管道中，制冷劑被劇烈壓縮并吸收熱量 8如圖所示是用導熱性能良好的材料制成的氣體實驗裝置，開始時封閉的空氣柱長度為22 cm，現在用豎直向下的外力F壓縮氣體，使封閉空氣柱長度變?yōu)? cm，人對活塞做功100 J，大氣壓強為p0＝1105 Pa，不計活塞重力．問： (1)若用足夠長的時間緩慢壓縮氣體，求壓縮后氣體的壓強多大？ (2)若以適當的速度壓縮氣體，向外散失的熱量為20 J，則氣體的內能增加多少？(活塞的橫截面積S＝1 cm2) 9如圖所示噴霧器內有10 L水，上部封閉有1 atm的空氣2 L，關閉噴霧閥門，用打氣筒向噴霧器內再充入1 atm的空氣3 L(設外界環(huán)境溫度一定，空氣可看作理想氣體)． (1)當水面上方氣體溫度與外界溫度相等時，求氣體壓強，并從微觀上解釋氣體壓強變化的原因． (2)打開噴霧閥門，噴霧過程中封閉氣體可以看成等溫膨脹，此過程氣體是吸熱還是放熱？簡要說明理由． 參考答案 1解析：本題主要考查熱力學第一定律的應用，因為外界對氣體做功，W取正值，即W＝8104 J；內能減少，ΔU取負值，即ΔU＝－1.2105 J；根據ΔU＝W＋Q，可知Q＝ΔU－W＝－1.2105 J－8104 J＝－2105 J，即B選項正確． 答案：B 2解析：打開卡子，膠塞沖出容器口，密封氣體體積增大，氣體膨脹對外做功，氣體內能減少，同時溫度計示數變小，溫度降低． 答案：C 3解析：因分子熱運動的平均動能由溫度決定，漏氣過程分子平均動能不變．由Ek總＝nk，所以分子總數減少，分子總動能也減少，故A錯；由ρ＝，因m減少，V不變，故密度減小，故B正確；因漏氣過程中，瓶內氧氣體積膨脹，對外做功，由ΔU＝W＋Q，因分子勢能為零，故ΔU＝0，因為W＜0，則Q＞0，所以漏氣過程瓶內氧氣吸收熱量，故C正確，D錯誤． 答案：BC 4解析：物體的內能決定于物體的溫度與體積，改變內能的方式有做功與熱傳遞，物體的溫度雖升高，但內能變化情況不詳，另外內能的變化由功W與熱量Q共同決定，故B選項正確． 答案：B 5解析：抽去隔板后，氣體做無規(guī)則熱運動，故A選項錯．因容器絕熱，故Q＝0，又因氣體自由膨脹，故W＝0，由熱力學第一定律ΔU＝W＋Q可知，ΔU＝0，則氣體的溫度不變，C項正確．由pV/T＝C可知p減小，故B選項錯．在足夠長的時間內氣體也不會自動回到A部分，D選項錯誤． 答案：C 6解析：溫度是理想氣體分子平均動能的標志，由題意知甲過程中氣體溫度升高，乙過程中氣體溫度不變，所以A項正確；外界對氣體做功W＝pΔV，體積變化相同，但甲過程平均壓強大于乙過程平均壓強，故甲過程外界對氣體做功多于乙過程的．且甲過程可以看作絕熱過程．乙過程中氣體向外界散熱，所以B項錯，D選項正確；乙過程為等溫壓縮過程，壓強變大，C項錯． 答案：AD 7解析：冰箱外的制冷劑溫度低、體積小，進入冰箱膨脹對外做功，使氣體的溫度進一步降低． 答案：BC 8解析：(1)設壓縮后氣體的壓強為p，活塞的橫截面積為S，L0＝22 cm，L＝2 cm，V0＝L0S，V＝LS 緩慢壓縮氣體溫度不變，由玻意耳定律得： p0V0＝pV 解得：p＝1.1106 Pa. (2)大氣壓力對活塞做功： W1＝p0S(L0－L)＝2 J 人做功W2＝100 J 由熱力學第一定律： ΔU＝W1＋W2＋Q 將Q＝－20 J代入解得ΔU＝82 J. 答案：(1)1.1106 Pa　(2)82 J 9解析：(1)以噴霧器內封閉的氣體和被充入的氣體為研究對象，設氣體初態(tài)壓強為p1，體積為V1；末態(tài)壓強為p2，體積為V2，由玻意耳定律p1V1＝p2V2 代入數據得p2＝2.5 atm 微觀解釋：影響氣體壓強的兩個微觀因素：一是分子平均動能；二是分子密集程度．溫度不變，分子平均動能不變，體積減小，單位體積內分子數增加，所以壓強增加． (2)吸熱．氣體對外做功而內能不變，根據熱力學第一定律ΔU＝W＋Q可知氣體吸熱． 答案：(1)2.5 atm　見解析　(2)吸熱　見解析