源于教材人教版选择性必修第三册第三章第1节“做一做”
取一个透明塑料瓶,向瓶内注入少量的水。将橡胶塞打孔,安装上气门嘴,再用橡胶塞把瓶口塞紧,并向瓶内打气,观察橡胶塞跳出时瓶内的变化。
一、真题链接
1.(2021·山东卷)如图所示,密封的矿泉水瓶中,距瓶口越近水的温度越高。一开口向下、导热良好的小瓶置于矿泉水瓶中,小瓶中封闭一段空气。挤压矿泉水瓶,小瓶下沉到底部;松开后,小瓶缓慢上浮,上浮过程中,小瓶内气体( )
A.内能减少
B.对外界做正功
C.增加的内能大于吸收的热量
D.增加的内能等于吸收的热量
B [由于越接近矿泉水瓶口,水的温度越高,因此小瓶上浮的过程中,小瓶内温度升高,内能增加,A错误;在小瓶上升的过程中,小瓶内气体的温度逐渐升高,压强逐渐减小,根据理想气体状态方程=C,气体体积膨胀,对外界做正功,B正确;由A、B分析,小瓶上升时,小瓶内气体内能增加,气体对外做功,根据热力学第一定律ΔU=W+Q,由于气体对外做功,因此吸收的热量大于增加的内能,C、D错误。]
2.(2020·天津卷)水枪是孩子们喜爱的玩具,常见的气压式水枪储水罐示意如图。从储水罐充气口充入气体,达到一定压强后,关闭充气口。扣动扳机将阀门M打开,水即从枪口喷出。若在水不断喷出的过程中,罐内气体温度始终保持不变,则气体( )
A.压强变大 B.对外界做功
C.对外界放热 D.分子平均动能变大
B [在水向外不断喷出的过程中,罐内气体体积增大,则气体对外做功,根据玻意耳定律可知,罐内气体的压强减小,A错误,B正确;由于一定质量的某种理想气体内能只与温度有关,温度不变,内能不变,即ΔU=0,由热力学第一定律W+Q=ΔU知,W<0,则Q>0,因此气体吸热,C错误;根据温度是分子平均动能的标志可知,温度不变,分子平均动能不变,D错误。]
二、真题拓展
3.(多选)如图所示,一开口向上的导热气缸内,用活塞封闭了一定质量的理想气体,活塞与气缸壁间无摩擦。现用外力作用在活塞上,使其缓慢下降。环境温度保持不变,系统始终处于平衡状态。在活塞下降过程中,下列说法正确的是( )
A.气体体积逐渐减小,内能增加
B.气体压强逐渐增大,内能不变
C.气体压强逐渐增大,放出热量
D.外界对气体做功,气体内能不变
BCD [一定质量理想气体的内能仅与温度有关,温度不变,气体内能不变,A错误;根据p1V1=p2V2,气体体积变小,压强增大,B正确;外界对气体做功W>0,内能不变ΔU=0,由ΔU=W+Q,可得Q<0,放出热量,C、D正确。]
4.古人发明的点火器的示意图如图所示,用牛角做套筒,木质推杆前端粘着艾绒,猛推推杆,可点燃艾绒。在筒内封闭的气体被推杆压缩过程中( )
A.气体温度升高,压强不变
B.气体温度升高,压强变大
C.气体对外界做正功,气体内能增加
D.外界对气体做正功,气体内能减少
B [封闭的气体被推杆压缩过程中,由热力学第一定律ΔU=W+Q知,在瞬间,气体与外界来不及交换热量,故Q=0,而外界对气体做功,W>0,则ΔU>0,故气体内能增加,温度升高,并且体积减小,压强增大,故B正确。]源于教材人教版选择性必修第三册第三章第1节“做一做”
取一个透明塑料瓶,向瓶内注入少量的水。将橡胶塞打孔,安装上气门嘴,再用橡胶塞把瓶口塞紧,并向瓶内打气,观察橡胶塞跳出时瓶内的变化。
一、真题链接
1.(2021·山东卷)如图所示,密封的矿泉水瓶中,距瓶口越近水的温度越高。一开口向下、导热良好的小瓶置于矿泉水瓶中,小瓶中封闭一段空气。挤压矿泉水瓶,小瓶下沉到底部;松开后,小瓶缓慢上浮,上浮过程中,小瓶内气体( )
A.内能减少
B.对外界做正功
C.增加的内能大于吸收的热量
D.增加的内能等于吸收的热量
2.(2020·天津卷)水枪是孩子们喜爱的玩具,常见的气压式水枪储水罐示意如图。从储水罐充气口充入气体,达到一定压强后,关闭充气口。扣动扳机将阀门M打开,水即从枪口喷出。若在水不断喷出的过程中,罐内气体温度始终保持不变,则气体( )
A.压强变大 B.对外界做功
C.对外界放热 D.分子平均动能变大
二、真题拓展
3.(多选)如图所示,一开口向上的导热气缸内,用活塞封闭了一定质量的理想气体,活塞与气缸壁间无摩擦。现用外力作用在活塞上,使其缓慢下降。环境温度保持不变,系统始终处于平衡状态。在活塞下降过程中,下列说法正确的是( )
A.气体体积逐渐减小,内能增加
B.气体压强逐渐增大,内能不变
C.气体压强逐渐增大,放出热量
D.外界对气体做功,气体内能不变
4.古人发明的点火器的示意图如图所示,用牛角做套筒,木质推杆前端粘着艾绒,猛推推杆,可点燃艾绒。在筒内封闭的气体被推杆压缩过程中( )
A.气体温度升高,压强不变
B.气体温度升高,压强变大
C.气体对外界做正功,气体内能增加
D.外界对气体做正功,气体内能减少
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