2019-2020年高中物理 第三章 热力学基础 第二节 热力学第一定律自我小测 粤教版选修3-3.doc

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2019-2020年高中物理 第三章 热力学基础 第二节 热力学第一定律自我小测 粤教版选修3-3 1一定量的气体在某一过程中，外界对气体做了8104 J的功，气体的内能减少了1.2105 J，则下列各式中正确的是(　　) 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如图所示，厚壁容器的一端通过胶塞插进一支灵敏温度计和一根气针，另一端有个用卡子卡住的可移动胶塞．用打气筒慢慢向容器内打气，使容器内的压强增大到一定程度，这时读出温度计示数．打开卡子，胶塞冲出容器口后(　　) A．温度计示数变大，实验表明气体对外界做功，内能减少 B．温度计示数变大，实验表明外界对气体做功，内能增加 C．温度计示数变小，实验表明气体对外界做功，内能减少 D．温度计示数变小，实验表明外界对气体做功，内能增加 3氧气钢瓶充气后压强高于外界大气压，假设缓慢漏气时瓶内外温度始终相等且保持不变，忽略氧气分子之间的相互作用，在该漏气过程中瓶内氧气……(　　) A．分子总数减少，分子总动能不变 B．密度减小，分子平均动能不变 C．吸收热量，膨胀做功 D．压强降低，不对外做功 4某物体的温度升高了，这说明(　　) A．该物体一定吸收了热量 B．该物体可能放出了热量 C．外界对物体一定做了正功 D．外界对物体一定做了负功 5用隔板将一绝热容器隔成A和B两部分，A中盛有一定质量的理想气体，B为真空(如图甲)，现把隔板抽去，A中的气体自动充满整个容器(如图乙)，这个过程称为气体的自由膨胀．下列说法正确的是(　　) A．自由膨胀过程中，气体分子只做定向运动 B．自由膨胀前后，气体的压强不变 C．自由膨胀前后，气体的温度不变 D．容器中的气体在足够长的时间内，能全部自动回到A部分 6如图所示的导热气缸中，用活塞封闭一定质量的理想气体，如果迅速向下压活塞时气体的温度会骤然升高(设为甲过程)．如果缓慢地向下压活塞时，里面的气体温度不变(设为乙过程)．已知甲、乙两个过程中气体初态和末态的体积相同，不考虑活塞与气缸的摩擦，则下列说法正确的是(　　) A．甲过程中气体的内能增加，乙过程中气体的内能不变 B．两过程中外界对气体做的功一样多 C．乙过程中气体的压强不变，甲过程中气体的压强不断增大 D．乙过程的末态气体压强比甲过程的末态气体压强小 7如图所示为电冰箱的工作原理图．压缩机工作时，强迫制冷剂在冰箱内外的管道中不断循环，那么，下列说法中正确的是… (　　) A．在冰箱外的管道中，制冷剂迅速膨胀并放出热量 B．在冰箱内的管道中，制冷剂迅速膨胀并吸收热量 C．在冰箱外的管道中，制冷剂被剧烈压缩并放出热量 D．在冰箱内的管道中，制冷剂被剧烈压缩并吸收热量 8如图所示是用导热性能良好的材料制成的气体实验装置，开始时封闭的空气柱长度为22 cm，现在用竖直向下的外力F压缩气体，使封闭空气柱长度变为2 cm，人对活塞做功100 J，大气压强为p0＝1105 Pa，不计活塞重力．问： (1)若用足够长的时间缓慢压缩气体，求压缩后气体的压强多大？ (2)若以适当的速度压缩气体，向外散失的热量为20 J，则气体的内能增加多少？(活塞的横截面积S＝1 cm2) 9如图所示喷雾器内有10 L水，上部封闭有1 atm的空气2 L，关闭喷雾阀门，用打气筒向喷雾器内再充入1 atm的空气3 L(设外界环境温度一定，空气可看作理想气体)． (1)当水面上方气体温度与外界温度相等时，求气体压强，并从微观上解释气体压强变化的原因． (2)打开喷雾阀门，喷雾过程中封闭气体可以看成等温膨胀，此过程气体是吸热还是放热？简要说明理由． 参考答案 1解析：本题主要考查热力学第一定律的应用，因为外界对气体做功，W取正值，即W＝8104 J；内能减少，ΔU取负值，即ΔU＝－1.2105 J；根据ΔU＝W＋Q，可知Q＝ΔU－W＝－1.2105 J－8104 J＝－2105 J，即B选项正确． 答案：B 2解析：打开卡子，胶塞冲出容器口，密封气体体积增大，气体膨胀对外做功，气体内能减少，同时温度计示数变小，温度降低． 答案：C 3解析：因分子热运动的平均动能由温度决定，漏气过程分子平均动能不变．由Ek总＝nk，所以分子总数减少，分子总动能也减少，故A错；由ρ＝，因m减少，V不变，故密度减小，故B正确；因漏气过程中，瓶内氧气体积膨胀，对外做功，由ΔU＝W＋Q，因分子势能为零，故ΔU＝0，因为W＜0，则Q＞0，所以漏气过程瓶内氧气吸收热量，故C正确，D错误． 答案：BC 4解析：物体的内能决定于物体的温度与体积，改变内能的方式有做功与热传递，物体的温度虽升高，但内能变化情况不详，另外内能的变化由功W与热量Q共同决定，故B选项正确． 答案：B 5解析：抽去隔板后，气体做无规则热运动，故A选项错．因容器绝热，故Q＝0，又因气体自由膨胀，故W＝0，由热力学第一定律ΔU＝W＋Q可知，ΔU＝0，则气体的温度不变，C项正确．由pV/T＝C可知p减小，故B选项错．在足够长的时间内气体也不会自动回到A部分，D选项错误． 答案：C 6解析：温度是理想气体分子平均动能的标志，由题意知甲过程中气体温度升高，乙过程中气体温度不变，所以A项正确；外界对气体做功W＝pΔV，体积变化相同，但甲过程平均压强大于乙过程平均压强，故甲过程外界对气体做功多于乙过程的．且甲过程可以看作绝热过程．乙过程中气体向外界散热，所以B项错，D选项正确；乙过程为等温压缩过程，压强变大，C项错． 答案：AD 7解析：冰箱外的制冷剂温度低、体积小，进入冰箱膨胀对外做功，使气体的温度进一步降低． 答案：BC 8解析：(1)设压缩后气体的压强为p，活塞的横截面积为S，L0＝22 cm，L＝2 cm，V0＝L0S，V＝LS 缓慢压缩气体温度不变，由玻意耳定律得： p0V0＝pV 解得：p＝1.1106 Pa. (2)大气压力对活塞做功： W1＝p0S(L0－L)＝2 J 人做功W2＝100 J 由热力学第一定律： ΔU＝W1＋W2＋Q 将Q＝－20 J代入解得ΔU＝82 J. 答案：(1)1.1106 Pa　(2)82 J 9解析：(1)以喷雾器内封闭的气体和被充入的气体为研究对象，设气体初态压强为p1，体积为V1；末态压强为p2，体积为V2，由玻意耳定律p1V1＝p2V2 代入数据得p2＝2.5 atm 微观解释：影响气体压强的两个微观因素：一是分子平均动能；二是分子密集程度．温度不变，分子平均动能不变，体积减小，单位体积内分子数增加，所以压强增加． (2)吸热．气体对外做功而内能不变，根据热力学第一定律ΔU＝W＋Q可知气体吸热． 答案：(1)2.5 atm　见解析　(2)吸热　见解析