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1、2021屆物理一輪總復習40分鐘鞏固提升訓練
訓練:*熱力學定律和能量守恒*
一、選擇題
1.如圖為某種椅子與其升降部分的結(jié)構(gòu)示意圖,M、N兩筒間密閉了一定質(zhì)量的氣體,M可沿N的內(nèi)壁上下滑動.設筒內(nèi)氣體不與外界發(fā)生熱交換,在M向下滑動的過程中( )
A.外界對氣體做功,氣體內(nèi)能增大
B.外界對氣體做功,氣體內(nèi)能減小
C.氣體對外界做功,氣體內(nèi)能增大
D.氣體對外界做功,氣體內(nèi)能減小
2.如圖所示為常見的家用保溫瓶,頭一天用軟木塞密封了半瓶開水,過了一夜后軟木塞很難取出,則( )
A.瓶里所有氣體分子的動能都變小了
B.外界對瓶內(nèi)氣體沒有做功,瓶內(nèi)氣體的內(nèi)能不變
2、
C.瓶內(nèi)氣體溫度降低,氣體內(nèi)能減小
D.瓶內(nèi)氣體溫度降低,壓強增大
3.如圖所示,一定質(zhì)量的理想氣體,經(jīng)過圖線A→B→C→A的狀態(tài)變化過程,AB的延長線過O點,CA與縱軸平行.由圖線可知( )
A.A→B過程壓強不變,氣體對外做功
B.B→C過程壓強增大,外界對氣體做功
C.C→A過程壓強不變,氣體對外做功
D.C→A過程壓強減小,外界對氣體做功
4.一定質(zhì)量的頁巖氣(可看成理想氣體)狀態(tài)發(fā)生了一次循環(huán)變化,其壓強p隨熱力學溫度T變化的關系如圖所示,O、a、b在同一直線上,bc與橫軸平行.則( )
A.a(chǎn)到b過程,氣體的體積減小
B.a(chǎn)到b過程,氣體的體積增大
3、
C.b到c過程,氣體從外界吸收熱量
D.b到c過程,氣體向外界放出熱量
5.某同學將一氣球打好氣后,不小心碰到一個尖利物體而迅速破裂,則在氣球破裂過程中( )
A.氣體對外界做功,溫度降低
B.外界對氣體做功,內(nèi)能增大
C.氣體內(nèi)能不變,體積增大
D.氣體壓強減小,溫度升高
6.如圖是某噴水壺示意圖.未噴水時閥門閉合,壓下壓桿可向瓶內(nèi)儲氣室充氣;多次充氣后按下按柄打開閥門,水會自動經(jīng)導管從噴嘴處噴出.儲氣室內(nèi)氣體可視為理想氣體,充氣和噴水過程溫度保持不變,則( )
A.充氣過程中,儲氣室內(nèi)氣體內(nèi)能增大
B.充氣過程中,儲氣室內(nèi)氣體分子平均動能增大
C.噴水過程中
4、,儲氣室內(nèi)氣體放熱
D.噴水過程中,儲氣室內(nèi)氣體壓強增大
7. (多選)如圖,一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)a開始,經(jīng)歷過程①、②、③、④到達狀態(tài)e.對此氣體,下列說法正確的是( )
A.過程①中氣體的壓強逐漸減小
B.過程②中氣體對外界做正功
C.過程④中氣體從外界吸收了熱量
D.狀態(tài)c、d的內(nèi)能相等
E.狀態(tài)d的壓強比狀態(tài)b的壓強小
8. (多選)如圖,用隔板將一絕熱汽缸分成兩部分,隔板左側(cè)充有理想氣體,隔板右側(cè)與絕熱活塞之間是真空.現(xiàn)將隔板抽開,氣體會自發(fā)擴散至整個汽缸.待氣體達到穩(wěn)定后,緩慢推壓活塞,將氣體壓回到原來的體積.假設整個系統(tǒng)不漏氣.下列說法正確的是(
5、)
A.氣體自發(fā)擴散前后內(nèi)能相同
B.氣體在被壓縮的過程中內(nèi)能增大
C.在自發(fā)擴散過程中,氣體對外界做功
D.氣體在被壓縮的過程中,外界對氣體做功
E.氣體在被壓縮的過程中,氣體分子的平均動能不變
9.(多選)如圖,一定量的理想氣體從狀態(tài)a變化到狀態(tài)b,其過程如p-V圖中從a到b的直線所示.在此過程中( )
A.氣體溫度一直降低
B.氣體內(nèi)能一直增加
C.氣體一直對外做功
D.氣體一直從外界吸熱
E.氣體吸收的熱量一直全部用于對外做功
10.(多選)如圖所示,導熱的汽缸固定在水平地面上,用活塞把一定質(zhì)量的理想氣體封閉在汽缸中,汽缸的內(nèi)壁光滑.現(xiàn)用水平外力F
6、作用于活塞桿,使活塞緩慢地向右移動,由狀態(tài)①變化到狀態(tài)②,在此過程中如果環(huán)境保持恒溫,下列說法正確的是( )
A.每個氣體分子的速率都不變
B.氣體分子平均動能不變
C.水平外力F逐漸變大
D.氣體內(nèi)能減小
11. (多選)一定質(zhì)量理想氣體的狀態(tài)沿如圖所示的圓周變化,則該氣體體積變化的情況是( )
A.沿a→b,逐步減小
B.沿b→c,先逐步增大后逐步減小
C.沿c→d,逐步減小
D.沿d→a,逐步減小
12. (5選3)如圖,一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)a出發(fā),經(jīng)過等容過程ab到達狀態(tài)b,再經(jīng)過等溫過程bc到達狀態(tài)c,最后經(jīng)等壓過程ca回到狀態(tài)a.下列說法正確的是
7、( )
A.在過程ab中氣體的內(nèi)能增加
B.在過程ca中外界對氣體做功
C.在過程ab中氣體對外界做功
D.在過程bc中氣體從外界吸收熱量
E.在過程ca中氣體從外界吸收熱量
13.(5選3)如圖所示,一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A依次經(jīng)過狀態(tài)B、C和D后再回到狀態(tài)A.其中,A→B和C→D為等溫過程,B→C和D→A為絕熱過程(氣體與外界無熱量交換).該循環(huán)過程中,下列說法正確的是( )
A.A→B過程中,氣體的內(nèi)能不變
B.B→C過程中,氣體分子的平均動能增大
C.C→D過程中,氣體分子數(shù)密度增大,單位時間內(nèi)碰撞單位面積器壁的分子數(shù)增多
D.D→A過程中,外界對氣體
8、做的功小于氣體內(nèi)能的增加量
E.若氣體在A→B過程中吸收63 kJ的熱量,在C→D過程中放出38 kJ的熱量,則氣體完成一次循環(huán)對外做的功為25 kJ
14.(5選3)關于內(nèi)能,下列說法中不正確的是( )
A.物體內(nèi)所有分子的動能與分子勢能的總和叫物體的內(nèi)能
B.一個物體的機械能發(fā)生變化時,其內(nèi)能也一定發(fā)生變化
C.若外界對系統(tǒng)做的功為W,則系統(tǒng)的內(nèi)能增加W
D.若系統(tǒng)從外界吸收的熱量為Q,則系統(tǒng)的內(nèi)能增加Q
E.做功和熱傳遞在改變物體內(nèi)能方面是等效的
15.(5選3)下列關于熱力學第二定律說法正確的是( )
A.所有符合能量守恒定律的宏觀過程都能發(fā)生
B.一切與熱現(xiàn)象
9、有關的宏觀自然過程都是不可逆的
C.機械能可以全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,而內(nèi)能無法全部用來做功以轉(zhuǎn)換成機械能
D.氣體向真空的自由膨脹是可逆的
E.熱運動的宏觀過程有一定的方向性
16.(5選3)下列說法正確的是( )
A.兩個物體只要溫度相等,那么它們分子熱運動的平均動能就相等
B.在自然界能量的總量是守恒的,所以不存在能源危機
C.熱力學第一定律也可表述為第一類永動機不可能制成
D.熱力學第二定律可描述為“不可能使熱量由低溫物體傳遞到高溫物體”
E.1 kg的0 ℃的冰比1 kg的0 ℃的水的內(nèi)能小些
17.(多選)如圖所示,汽缸和活塞與外界均無熱交換,中間有一個固定的導熱性良
10、好的隔板,封閉著兩部分氣體A和B,活塞處于靜止平衡狀態(tài).現(xiàn)通過電熱絲對氣體A加熱一段時間,后來活塞達到新的平衡,不計氣體分子勢能,不計活塞與汽缸壁間的摩擦,大氣壓強保持不變,則下列判斷正確的是( )
A.氣體A吸熱,內(nèi)能增加
B.氣體B吸熱,對外做功,內(nèi)能不變
C.氣體A分子的平均動能增大
D.氣體A和氣體B內(nèi)每個分子的動能都增大
E.氣體B分子單位時間內(nèi)對器壁單位面積碰撞總次數(shù)減少
二、非選擇題
18.(1)若一氣泡從湖底上升到湖面的過程中溫度保持不變,則在此過程中關于氣泡中的氣體,下列說法正確的是( )
A.氣體分子間的作用力增大
B.氣體分子的平均速率增大
C
11、.氣體分子的平均動能減小
D.氣體組成的系統(tǒng)一定吸熱
(2)若將氣泡內(nèi)的氣體視為理想氣體,氣泡從湖底上升到湖面的過程中,對外界做了0.6 J的功,則此過程中的氣泡________(填“吸收”或“放出”)的熱量是______J.氣泡到達湖面后,溫度上升的過程中,又對外界做了0.1 J的功,同時吸收了0.3 J的熱量,則此過程中,氣泡內(nèi)氣體內(nèi)能增加了________J.
19.如圖所示,一圓柱形容器豎直放置,通過活塞封閉著攝氏溫度為t的理想氣體.活塞的質(zhì)量為m,橫截面積為S,與容器底部相距h.現(xiàn)通過電熱絲給氣體加熱一段時間,結(jié)果活塞緩慢上升了h,若這段時間內(nèi)氣體吸收的熱量為Q,已知大氣壓強為
12、p0,重力加速度為g,不計器壁向外散失的熱量及活塞與器壁間的摩擦,則:
(1)容器中氣體的壓強是多少?
(2)這段時間內(nèi)氣體的內(nèi)能增加了多少?
(3)這段時間內(nèi)氣體的溫度升高了多少?
20.如圖所示的p—V圖象中,一定質(zhì)量的理想氣體由狀態(tài)A經(jīng)過ACB過程至狀態(tài)B,氣體對外做功280 J,吸收熱量410 J;氣體又從狀態(tài)B經(jīng)BDA過程回到狀態(tài)A,這一過程中外界對氣體做功200 J.則:
(1)ACB過程中氣體的內(nèi)能是增加還是減少?變化量是多少?
(2)BDA過程中氣體是吸熱還是放熱?吸收或放出的熱量是多少?
參考答案
1
2
3
4
5
6
7
8
13、
9
A
C
B
C
A
A
BDE
ABD
BCD
10
11
12
13
14
15
16
17
BC
BC
ABD
ACE
BCD
BCE
ACE
ACE
18.(1)考慮氣體分子間作用力時,分子力表現(xiàn)為引力,氣泡膨脹,分子間距增大,分子力減小,A錯誤;氣泡上升過程中溫度不變,分子的平均動能不變,分子的平均速率也不變,B、C錯誤;氣泡上升過程中體積膨脹,溫度不變,而氣體對外做功,故氣體一定吸收熱量,D正確.
(2)將氣體視為理想氣體時,其內(nèi)能只與溫度有關.氣泡上升過程中溫度不變,ΔU=0,對外做功,W=-0.6 J,由ΔU=
14、Q+W有Q=ΔU-W=0.6 J>0,即需從外界吸收0.6 J的熱量.氣泡到達湖面后,由ΔU=Q+W得ΔU′=(0.3-0.1) J=0.2 J.
19.(1)以活塞為研究對象,對其進行受力分析,由平衡條件有
mg+p0S=pS,得容器中氣體的壓強
p=p0+.
(2)根據(jù)功的定義知:氣體對外做功為
W=-pSh,
得W=-(p0S+mg)h.
根據(jù)熱力學第一定律得:這段時間內(nèi)氣體的內(nèi)能增加量
ΔU=Q+W=Q-(p0S+mg)h.
(3)在加熱過程中活塞緩慢上升,壓強保持不變,是等壓變化,由蓋·呂薩克定律有=,即=
得t′=273.15 K+2t,
所以這段時間內(nèi)氣體的溫度升高了Δt=t′-t=273.15 K+t.
20.(1)ACB過程中W1=-280 J,Q1=410 J,
由熱力學第一定律得UB-UA=W1+Q1=130 J,
故ACB過程中氣體的內(nèi)能增加了130 J.
(2)因為一定質(zhì)量的理想氣體的內(nèi)能只與溫度有關,BDA過程中氣體內(nèi)能的變化量UA-UB=-130 J
由題意知W2=200 J,由熱力學第一定律得
UA-UB=W2+Q2,
代入數(shù)據(jù)解得Q2=-330 J,
即BDA過程中氣體放出熱量330 J.
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