2019—2020学年高中物理人教版选修3-3：第十章 热力学定律 章末检测精炼1（解析版）
文档属性
| 名称 | 2019—2020学年高中物理人教版选修3-3：第十章 热力学定律 章末检测精炼1（解析版） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 276.4KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2020-06-21 17:57:36 | ||
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文档简介
热力学定律
章末检测精炼（解析版)
1．关于热现象，下列说法正确的是（ ）
A．热量不能自发地从低温物体传到高温物体
B．物体的温度或者体积变化，都可能引起物体内能变化
C．相同质量的两个物体，升高相同温度，内能增加一定相同
D．绝热密闭容器中一定质量气体的体积增大，其内能一定减少
2．下列说法正确的是（ ）
A．物质的温度越高，分子热运动越剧烈，每个分子的速率都越大
B．若两个系统同时与状态确定的第三个系统达到热平衡，那么这两个系统必定达到热平衡
C．一个孤立系统如果过程不可逆，则熵是增加的
D．露珠成球状说明液体表面分子间呈现斥力
E.一定质量的理想气体等容升温，一定吸收热量
3．图示描述了一定质量的理想气体状态变化过程中的四个状态，图中ab的延长线过原点，则下列说法正确的是（ ）
A．气体从状态a到b的过程，气体体积不变
B．气体从状态b到c的过程，一定从外界吸收热量
C．气体从状态c到d的过程，外界对气体做功
D．气体从状态d到a的过程，气体对外界做功
4．如图所示，绝热气缸固定在水平面，用锁定的绝热活塞将一定质量的理想气体封闭在气缸内，解除锁定后活塞向右运动，不计活塞与气缸间的摩擦，活塞稳定后关于气缸内的气体，以下说法正确的是（ ）
A．所有气体分子的运动速率都减小
B．内能减小
C．一定时间内撞击气缸单位面积器壁的分子数减少
D．一定时间内气缸单位面积器壁受到分子的撞击力减小
E.温度不变
5．下列说法正确的是（ ）
A．分子间距离减小时，分子势能一定增大
B．内能不同的物体，它们分子热运动的平均动能可能相同
C．在绝热压缩和等温压缩过程中，气体内能均不变
D．知道某物质的摩尔尔质量和阿伏加德罗常数，一定可求其分子的质量
E.悬浮在空气中含有新冠病毒的气溶胶做布朗运动，气温越高，运动越剧烈
6．一定量的理想气体在密闭容器内从状态a开始，经历ab、bc、cd、da四个过程回到初始状态，T－V图像如图，其中ab平行于V轴、cd平行于T轴、da的延长线过原点O，下列判断正确的是
。
A．a→b过程，气体放出的热量等于外界对气体做的功
B．b→c过程，气体分子的平均动能变小
C．c→d过程，气体放出的热量等于气体内能的减少量
D．d→a过程，气体压强不变
E.容器壁单位时间内单位面积被气体分子撞击的次数，b状态比d的少
7．一定量的理想气体从状态a开始，经历三个过程ab、bc、ca回到原状态，其p－T图象如图所示．下列判断正确的是( )
A．过程ab中气体一定吸热
B．过程bc中气体既不吸热也不放热
C．过程ca中外界对气体所做的功等于气体所放的热
D．a、b和c三个状态中，状态a分子的平均动能最大
8．如图所示，导热的气缸固定在水平地面上，一个可自由移动的活塞把气体封闭在气缸中，气缸的内壁光滑。现用水平外力作用于活塞杆，使活塞缓慢地向右移动，保持气缸内气体温度不变，则对于封闭气体（ ）
A．外界对气体做功
B．气体分子平均动能不变
C．气体压强保持不变
D．单位体积内气体分子个数不变
9．根据热学知识可以判断，下列说法正确的是（ ）
A．载重汽车卸去货物的过程中，外界对汽车轮胎内的气体做正功
B．气体的摩尔质量为M，分子质量为m，若1摩尔该气体的体积为V，则该气体分子的体积为
C．一定量100℃的水变成100℃的水蒸气，其分子之间的势能增加
D．空调的压缩机制冷时，将热量从温度较低的室内送到温度较高的室外，所以这一过程不遵守热力学第二定律
10．如图所示，水平放置的密闭绝热气缸，被绝热隔板K分隔成体积相等的两部分，K与气缸壁的接触是光滑的。两部分中分别盛有相同质量、相同温度的同种气体a和b。现通过电热丝对气体a加热一段时间后，a、b各自达到新的平衡，此时a、b的体积分别为Va、Vb，温度分别为Ta、Tb，则下列正确的是（ ）
A．Va=Vb，Ta=Tb
B．VaVb，Ta=Tb
C．VaVb，TaTb
D．Va=Vb，TaTb
11．如图甲所示，用面积为S的活塞在气缸内封闭着一定质量的空气，活塞上放一砝码，活塞和砝码的总质量为m.现对气缸缓缓加热，使气缸内的空气温度从T1升高到T2，空气柱的高度增加了ΔL，已知加热时气体吸收的热量为Q，外界大气压强为p0.求：
（1）此过程中被封闭气体的内能变化了多少？
（2）气缸内温度为T1时，气柱的长度为多少？
（3）请在图乙的V－T图上大致作出该过程的图象(包括在图线上标出过程的方向)．
12．在一上面盖有活塞的汽缸中封闭一定质量的理想气体，该气体在初状态A时的温度tA=27℃，体积VA=2×10-3m3，压强pA=3×105Pa。气体体积保持不变，从状态A变化到状态B，压强降低为pB=2×105Pa。然后保持压强不变，从状态B变化到状态C，体积增大到Vc=3×10-3m3。
（1）求该气体在状态B、C时的温度。
（2）该气体从状态A到状态C的过程中是吸热还是放热?传递的热量是多少?
13．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1，求B气体内能增加量2
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．
14．如图所示，上端封闭、下端开口的玻璃管竖直放置，管长55cm，其中有一段长为6cm的水银柱，将长为20cm的空气柱A封闭在管的上部，空气柱B和大气连通现用一小活塞将管口封住，并将活塞缓慢往上压，当水银柱上升4cm时停止上压已知外界大气压恒为76cmHg，上压过程气体温度保持不变，A、B均为理想气体，求：
（1）气体A、B末状态的压强；
（2）试分析此过程中B气体是吸热还是放热？
15．在装有食品的包装袋（导热良好）中充入氮气，可以起到保质作用。某厂家为检测包装袋的密封性，在包装袋中充满一定量的氮气，然后密封进行加压测试。测试时，对包装袋缓慢地施加压力。将袋内的氮气视为理想气体，则加压测试过程中，包装袋内壁单位面积上所受气体分子撞击的作用力_______（选填“增大”，“减小”或“不变”），包装袋内氮气的内能_______（选填增大"、“减小"或“不变"），包装袋内氮气_______
（选填“吸热“、，放热"或“不吸热也不放热'）。
16．如图所示，有一个红酒瓶状的玻璃容器水平放置，左侧“瓶身”的体积为300cm3，右侧“瓶颈”是一段内部横截面积为0.5cm2，有效长度为40cm的玻璃管，管内有一段长度可忽略不计的水银柱，密闭了一定质量的气体在容器内．当大气压为1.0×105
Pa、密闭气体温度为27
℃时，水银柱刚好位于玻璃管最左侧，现缓慢升高密闭气体温度．则当温度升高到________℃时，水银柱会掉出容器；在此过程中，密闭气体从外界吸收的热量为12J，则在这一过程中密闭气体的内能变化了________J．
参考答案
1．ABD
【解析】
A．根据热力学第二定律可知，热量不能自发地从低温物体传到高温物体，故A正确；
B．物体内能等于所有分子的动能与所有分子势能的和，分子平均动能与温度有关，而分子势能与体积有关，所以物体的温度或者体积变化，都可能引起物体内能变化，故B正确；
C．相同质量的两个物体，形状不同，升高相同温度，体积变化可能不同，所以内能增加可能不同，故C错误；
D．根据热力学第一定律?U=Q+W，绝热容器Q=0，气体体积增大，所以气体对外做功，W<0所以?U<0，内能减小，故D正确；
故选ABD。
2．BCE
【解析】
A．温度是分子平均动能的标志，物体温度升高，分子平均动能增大，是对大量分子统计的结果，个别分子的速率可能减小，故A错误；
B．根据热力学定律可知，若两个系统同时与状态确定的第三个系统达到热平衡，则这两个系统也会达到热平衡，故B正确；
C．一个孤立系统若过程不可逆，则熵是增加的，故C正确；
D．液体表面张力时液体具有收缩的趋势，露珠成球形是由于液体表面张力的作用，故D错误；
E．一定质量的理想气体等容升温，内能增加，而体积不变，气体对外做功，根据热力学第一定律可知，一定吸收热量，故E正确。
故选BCE。
3．AB
【解析】
A．因ab的延长线过原点，根据，则从状态a到b，气体发生的是等容变化，气体的体积不变，故A正确；
B．从状态b到c，温度升高，压强不变，根据理想气体状态方程，体积增加，气体对外做功；温度升高，则内能增加，根据热力学第一定律公式△U=W+Q，气体吸收热量，故B正确；
C．从状态c到d，根据，各点与原点连线的斜率变小，体积变大，体积变大说明气体对外做功，故C错误；
D．从状态d到a，根据，各点与原点连线的斜率变大，体积变小，外界对气体做功，故D错误。
故选AB。
4．BCD
【解析】
本题考查对理想气体方程和热力学定律的理解应用。
【详解】
本体为绝热过程，无热传递。气体对外做功，内能减小。故温度降低，气体分子平均速率减小。体积变大，压强变低，故一定时间内撞击气缸单位面积器壁的分子数减少，一定时间内气缸单位面积器壁受到分子的撞击力减小。AE错误，BCD正确。
故选BCD。
5．BDE
【解析】
A．当时，分子力表现为引力，随着r的减小，分子引力做正功，分子势能减小，故A错误；
B．内能包括分子动能与分子势能，内能不同但分子热运动的平均动能可能相同，则B正确；
C．根据热力学第一定律，在绝热（）压缩（）过程中，内能增大，等温（）压缩，内能不变，故C错误；
D．由摩尔质量和阿伏加德罗常数，一定可求其分子的质量，故D正确；
E．当温度越高时，分子运动越激烈，导致做布朗运动的颗粒运动得越剧烈，故E正确。
故选BDE。
6．ACD
【解析】
A．a→b过程为等温变化，气体内能不变，体积减小，由热力学第一定律可知，气体放出的热量等于外界对气体做的功，故A正确；
B．由图像可知，b→c过程气体温度升高，则气体分子的平均动能变大，故B错误；
C.
c→d过程为等容变化，温度降低，气体内能减小，体积不变，由热力学第一定律可知，气体放出的热量等于气体内能的减少量，故C正确；
D．由图可知，d→a过程为等压变化，故D正确；
E．d→a过程为等压变化即a状态压强等d状态压强，a→b过程为等温过程且体积减小，则a状态压强小于b状态压强，即d状态压强小于b状态压强，则容器壁单位时间内单位面积被气体分子撞击的次数，b状态比d的大，故E错误。
故选ACD。
7．A
【解析】
A、由图示可知，ab过程，气体压强与热力学温度成正比，则气体发生等容变化，气体体积不变，外界对气体不做功，气体温度升高，内能增大，由热力学第一定律可知，气体吸收热量，故A正确；
B、由图示图象可知，bc过程气体发生等温变化，气体内能不变，压强减小，由玻意耳定律可知，体积增大，气体对外做功，由热力学第一定律可知，气体吸热，故B错误；
C、由图象可知，ca过程气体压强不变，温度降低，由盖吕萨克定律可知，其体积减小，外界对气体做功，W>0，气体温度降低，内能减少，△U<0，由热力学第一定律可知，气体要放出热量，过程ca中外界对气体所做的功小于气体所放热量，故C错误；
D、由图象可知，a状态温度最低，分子平均动能最小，故D错误；
故选A．
【点睛】由图示图象判断气体的状态变化过程，应用气态方程判断气体体积如何变化，然后应用热力学第一定律答题．
8．B
【解析】
A．气体的体积变大，则气体对外界做功，选项A错误；
B．气体温度不变，则气体分子平均动能不变，选项B正确；
C．根据可知，气体体积变大，温度不变，则气体压强减小，选项C错误；
D．气体体积变大，则单位体积内气体分子个数减小，选项D错误。
故选B。
9．C
【解析】
A．载重汽车卸去货物的过程中，轮胎体积变大，则汽车轮胎内的气体对外界做正功，故A错误；
B．若1摩尔该气体的体积为V
该气体分子所占空间的体积为
由于气体分子的体积远小于该气体分子所占空间的体积，故B错误；
C．对的，因为在水蒸发要吸收能量，蒸发过程中温度恒定，也就是说分子动能不变，能量转化到分子势能中，故分子之间的势能增加，故C正确；
D．空调机压缩机制冷时，空气压缩机做功，消耗电能，制冷过程不是自发的进行的，将热量从温度较低的室内送到温度较高的室外，所以这一过程遵守热力学第二定律，故D错误。
故选C。
10．C
【解析】
当电热丝对气体a加热时，气体a的温度升高，压强增大，由于K与气缸壁的接触是光滑的，绝热隔板K将向b气体移动
依题意，a、b可视作相同的理想气体，一方面据热力学第一定律，a对b做功，又无热交换，故b内能增加，b气体温度升高，另一方面，a气体压强等于b气体压强，但a气体体积大于b气体体积，则a的内能大于b的内能，亦即
故ABD错误，C正确。
故选C。
11．（1）
ΔU＝Q－(p0S＋mg)ΔL（2）（3）
【解析】
(1)对活塞和砝码：
，得
气体对外做功
由热力学第一定律
得
(2)
T1升高到T2，过程气体做等压变化，则，
解得
(3)
气体做等压变化，则体积随热力学温度成正比变化，V-T图所图所示：
12．（1）℃；℃；（2）吸热；Q=200J
【解析】
(1)气体从状态A到状态B做等容变化，由查理定律有
解得K，即℃
气体从状态B到状态C做等压变化，由盖一吕萨克定律，有
解得K，即℃
(2)因为状态A和状态C温度相等，且理想气体的内能是所有分子的动能之和，温度是分子平均动能的标志，所以在这个过程中气体内能变化量为零，即
由热力学第一定律△U=Q+W得
在整个过程中，气体从状态B到状态C过程对外做功，有
即
是正值，吸热。所以气体从状态A到状态C的过程是吸热，吸收的热量Q=200J。
13．
①.
②.
【解析】
试题分析：①气体对外做功B气体对外做功．．．
（1）
由热力学第一定律得．．．．．．．．．．．．．．．．．．．（2）
解得．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．（3）
②B气体的初状态
T1．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．（4）
B气体末状态
T2
．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．（5）
由气态方程．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．（6）
解得．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．（7）
考点：本题考查理想气体状态方程．
14．（1）气体A末状态的压强87.5cmHg，B气体末态压强93.5cmHg；???（2）B气体是放热。
【解析】
（1）气体A的初态的压强为pA：
pA+p柱=p0
末态时气柱的长度为lA′
lA′=lA-△l
气体A发生等温变化
pA?lAS=pA′lA′S
解得
pA′=87.5cmHg
气体B的末态压强为pB′，解得
pB′=pA′+p柱=93.5cmHg
（2）气体B的初态：压强为p0，气体柱的长度为lB
lB=L-lA-l柱=29cm
气体B发生等温变化
pB?lBS=pB′lB′S
解得
lB′=23.6cm
lB′＜lB，气体B的变化是等温压缩
等温变化，内能不变△U=0，压缩体积减小，外界对气体做功W＞0
由热力学第一定律△U=W+Q可知Q＜0：气体B要放热。
15．增大
不变
放热
【解析】
[1]．根据气体压强的微观意义可知，因为加压，故内部气体的压强增大，故包装袋内壁单位面积上所受气体分子撞击的作用力将增大；
[2]．因为是缓慢地施加压力，故认为温度不变，理想气体的内能只与温度有关，故包装袋内氮气的内能不变；
[3]．对气体加压的过程中气体的温度不变，则体积减小，该过程中外力对气体做功而内能不变，由热力学第一定律可知，包装袋内氮气放热。
16．47；
10
【解析】
当水银柱到达管口时，所测气温最高，设为T2，此时气体体积为V2，
初状态：T1=（273+27）K=300K；V1=300cm3，
末状态为：V2=（300+40×0.5）cm3=320cm3
气体发生等压变化，由盖吕萨克定律得：，
代入数据得：T2=320K，t2=T2-273=320-273=47℃；
水银柱移动过程中，外界对气体做功：W=-P0SL=-1×105×0.5×10-4×40×10-2J=-2.0J，
又因为：Q=12J
由热力学第一定律知内能变化为：△U=W+Q，
代入数据得：△U=10J，即内能增加了10J；
【点睛】
本题考查气体定律以及热力学第一定律的综合运用，对于气体状态变化问题，关键在于分析是等值变化还是三个参量同时变化的问题，要善于挖掘隐含的条件．
章末检测精炼（解析版)
1．关于热现象，下列说法正确的是（ ）
A．热量不能自发地从低温物体传到高温物体
B．物体的温度或者体积变化，都可能引起物体内能变化
C．相同质量的两个物体，升高相同温度，内能增加一定相同
D．绝热密闭容器中一定质量气体的体积增大，其内能一定减少
2．下列说法正确的是（ ）
A．物质的温度越高，分子热运动越剧烈，每个分子的速率都越大
B．若两个系统同时与状态确定的第三个系统达到热平衡，那么这两个系统必定达到热平衡
C．一个孤立系统如果过程不可逆，则熵是增加的
D．露珠成球状说明液体表面分子间呈现斥力
E.一定质量的理想气体等容升温，一定吸收热量
3．图示描述了一定质量的理想气体状态变化过程中的四个状态，图中ab的延长线过原点，则下列说法正确的是（ ）
A．气体从状态a到b的过程，气体体积不变
B．气体从状态b到c的过程，一定从外界吸收热量
C．气体从状态c到d的过程，外界对气体做功
D．气体从状态d到a的过程，气体对外界做功
4．如图所示，绝热气缸固定在水平面，用锁定的绝热活塞将一定质量的理想气体封闭在气缸内，解除锁定后活塞向右运动，不计活塞与气缸间的摩擦，活塞稳定后关于气缸内的气体，以下说法正确的是（ ）
A．所有气体分子的运动速率都减小
B．内能减小
C．一定时间内撞击气缸单位面积器壁的分子数减少
D．一定时间内气缸单位面积器壁受到分子的撞击力减小
E.温度不变
5．下列说法正确的是（ ）
A．分子间距离减小时，分子势能一定增大
B．内能不同的物体，它们分子热运动的平均动能可能相同
C．在绝热压缩和等温压缩过程中，气体内能均不变
D．知道某物质的摩尔尔质量和阿伏加德罗常数，一定可求其分子的质量
E.悬浮在空气中含有新冠病毒的气溶胶做布朗运动，气温越高，运动越剧烈
6．一定量的理想气体在密闭容器内从状态a开始，经历ab、bc、cd、da四个过程回到初始状态，T－V图像如图，其中ab平行于V轴、cd平行于T轴、da的延长线过原点O，下列判断正确的是
。
A．a→b过程，气体放出的热量等于外界对气体做的功
B．b→c过程，气体分子的平均动能变小
C．c→d过程，气体放出的热量等于气体内能的减少量
D．d→a过程，气体压强不变
E.容器壁单位时间内单位面积被气体分子撞击的次数，b状态比d的少
7．一定量的理想气体从状态a开始，经历三个过程ab、bc、ca回到原状态，其p－T图象如图所示．下列判断正确的是( )
A．过程ab中气体一定吸热
B．过程bc中气体既不吸热也不放热
C．过程ca中外界对气体所做的功等于气体所放的热
D．a、b和c三个状态中，状态a分子的平均动能最大
8．如图所示，导热的气缸固定在水平地面上，一个可自由移动的活塞把气体封闭在气缸中，气缸的内壁光滑。现用水平外力作用于活塞杆，使活塞缓慢地向右移动，保持气缸内气体温度不变，则对于封闭气体（ ）
A．外界对气体做功
B．气体分子平均动能不变
C．气体压强保持不变
D．单位体积内气体分子个数不变
9．根据热学知识可以判断，下列说法正确的是（ ）
A．载重汽车卸去货物的过程中，外界对汽车轮胎内的气体做正功
B．气体的摩尔质量为M，分子质量为m，若1摩尔该气体的体积为V，则该气体分子的体积为
C．一定量100℃的水变成100℃的水蒸气，其分子之间的势能增加
D．空调的压缩机制冷时，将热量从温度较低的室内送到温度较高的室外，所以这一过程不遵守热力学第二定律
10．如图所示，水平放置的密闭绝热气缸，被绝热隔板K分隔成体积相等的两部分，K与气缸壁的接触是光滑的。两部分中分别盛有相同质量、相同温度的同种气体a和b。现通过电热丝对气体a加热一段时间后，a、b各自达到新的平衡，此时a、b的体积分别为Va、Vb，温度分别为Ta、Tb，则下列正确的是（ ）
A．Va=Vb，Ta=Tb
B．VaVb，Ta=Tb
C．VaVb，TaTb
D．Va=Vb，TaTb
11．如图甲所示，用面积为S的活塞在气缸内封闭着一定质量的空气，活塞上放一砝码，活塞和砝码的总质量为m.现对气缸缓缓加热，使气缸内的空气温度从T1升高到T2，空气柱的高度增加了ΔL，已知加热时气体吸收的热量为Q，外界大气压强为p0.求：
（1）此过程中被封闭气体的内能变化了多少？
（2）气缸内温度为T1时，气柱的长度为多少？
（3）请在图乙的V－T图上大致作出该过程的图象(包括在图线上标出过程的方向)．
12．在一上面盖有活塞的汽缸中封闭一定质量的理想气体，该气体在初状态A时的温度tA=27℃，体积VA=2×10-3m3，压强pA=3×105Pa。气体体积保持不变，从状态A变化到状态B，压强降低为pB=2×105Pa。然后保持压强不变，从状态B变化到状态C，体积增大到Vc=3×10-3m3。
（1）求该气体在状态B、C时的温度。
（2）该气体从状态A到状态C的过程中是吸热还是放热?传递的热量是多少?
13．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1，求B气体内能增加量2
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．
14．如图所示，上端封闭、下端开口的玻璃管竖直放置，管长55cm，其中有一段长为6cm的水银柱，将长为20cm的空气柱A封闭在管的上部，空气柱B和大气连通现用一小活塞将管口封住，并将活塞缓慢往上压，当水银柱上升4cm时停止上压已知外界大气压恒为76cmHg，上压过程气体温度保持不变，A、B均为理想气体，求：
（1）气体A、B末状态的压强；
（2）试分析此过程中B气体是吸热还是放热？
15．在装有食品的包装袋（导热良好）中充入氮气，可以起到保质作用。某厂家为检测包装袋的密封性，在包装袋中充满一定量的氮气，然后密封进行加压测试。测试时，对包装袋缓慢地施加压力。将袋内的氮气视为理想气体，则加压测试过程中，包装袋内壁单位面积上所受气体分子撞击的作用力_______（选填“增大”，“减小”或“不变”），包装袋内氮气的内能_______（选填增大"、“减小"或“不变"），包装袋内氮气_______
（选填“吸热“、，放热"或“不吸热也不放热'）。
16．如图所示，有一个红酒瓶状的玻璃容器水平放置，左侧“瓶身”的体积为300cm3，右侧“瓶颈”是一段内部横截面积为0.5cm2，有效长度为40cm的玻璃管，管内有一段长度可忽略不计的水银柱，密闭了一定质量的气体在容器内．当大气压为1.0×105
Pa、密闭气体温度为27
℃时，水银柱刚好位于玻璃管最左侧，现缓慢升高密闭气体温度．则当温度升高到________℃时，水银柱会掉出容器；在此过程中，密闭气体从外界吸收的热量为12J，则在这一过程中密闭气体的内能变化了________J．
参考答案
1．ABD
【解析】
A．根据热力学第二定律可知，热量不能自发地从低温物体传到高温物体，故A正确；
B．物体内能等于所有分子的动能与所有分子势能的和，分子平均动能与温度有关，而分子势能与体积有关，所以物体的温度或者体积变化，都可能引起物体内能变化，故B正确；
C．相同质量的两个物体，形状不同，升高相同温度，体积变化可能不同，所以内能增加可能不同，故C错误；
D．根据热力学第一定律?U=Q+W，绝热容器Q=0，气体体积增大，所以气体对外做功，W<0所以?U<0，内能减小，故D正确；
故选ABD。
2．BCE
【解析】
A．温度是分子平均动能的标志，物体温度升高，分子平均动能增大，是对大量分子统计的结果，个别分子的速率可能减小，故A错误；
B．根据热力学定律可知，若两个系统同时与状态确定的第三个系统达到热平衡，则这两个系统也会达到热平衡，故B正确；
C．一个孤立系统若过程不可逆，则熵是增加的，故C正确；
D．液体表面张力时液体具有收缩的趋势，露珠成球形是由于液体表面张力的作用，故D错误；
E．一定质量的理想气体等容升温，内能增加，而体积不变，气体对外做功，根据热力学第一定律可知，一定吸收热量，故E正确。
故选BCE。
3．AB
【解析】
A．因ab的延长线过原点，根据，则从状态a到b，气体发生的是等容变化，气体的体积不变，故A正确；
B．从状态b到c，温度升高，压强不变，根据理想气体状态方程，体积增加，气体对外做功；温度升高，则内能增加，根据热力学第一定律公式△U=W+Q，气体吸收热量，故B正确；
C．从状态c到d，根据，各点与原点连线的斜率变小，体积变大，体积变大说明气体对外做功，故C错误；
D．从状态d到a，根据，各点与原点连线的斜率变大，体积变小，外界对气体做功，故D错误。
故选AB。
4．BCD
【解析】
本题考查对理想气体方程和热力学定律的理解应用。
【详解】
本体为绝热过程，无热传递。气体对外做功，内能减小。故温度降低，气体分子平均速率减小。体积变大，压强变低，故一定时间内撞击气缸单位面积器壁的分子数减少，一定时间内气缸单位面积器壁受到分子的撞击力减小。AE错误，BCD正确。
故选BCD。
5．BDE
【解析】
A．当时，分子力表现为引力，随着r的减小，分子引力做正功，分子势能减小，故A错误；
B．内能包括分子动能与分子势能，内能不同但分子热运动的平均动能可能相同，则B正确；
C．根据热力学第一定律，在绝热（）压缩（）过程中，内能增大，等温（）压缩，内能不变，故C错误；
D．由摩尔质量和阿伏加德罗常数，一定可求其分子的质量，故D正确；
E．当温度越高时，分子运动越激烈，导致做布朗运动的颗粒运动得越剧烈，故E正确。
故选BDE。
6．ACD
【解析】
A．a→b过程为等温变化，气体内能不变，体积减小，由热力学第一定律可知，气体放出的热量等于外界对气体做的功，故A正确；
B．由图像可知，b→c过程气体温度升高，则气体分子的平均动能变大，故B错误；
C.
c→d过程为等容变化，温度降低，气体内能减小，体积不变，由热力学第一定律可知，气体放出的热量等于气体内能的减少量，故C正确；
D．由图可知，d→a过程为等压变化，故D正确；
E．d→a过程为等压变化即a状态压强等d状态压强，a→b过程为等温过程且体积减小，则a状态压强小于b状态压强，即d状态压强小于b状态压强，则容器壁单位时间内单位面积被气体分子撞击的次数，b状态比d的大，故E错误。
故选ACD。
7．A
【解析】
A、由图示可知，ab过程，气体压强与热力学温度成正比，则气体发生等容变化，气体体积不变，外界对气体不做功，气体温度升高，内能增大，由热力学第一定律可知，气体吸收热量，故A正确；
B、由图示图象可知，bc过程气体发生等温变化，气体内能不变，压强减小，由玻意耳定律可知，体积增大，气体对外做功，由热力学第一定律可知，气体吸热，故B错误；
C、由图象可知，ca过程气体压强不变，温度降低，由盖吕萨克定律可知，其体积减小，外界对气体做功，W>0，气体温度降低，内能减少，△U<0，由热力学第一定律可知，气体要放出热量，过程ca中外界对气体所做的功小于气体所放热量，故C错误；
D、由图象可知，a状态温度最低，分子平均动能最小，故D错误；
故选A．
【点睛】由图示图象判断气体的状态变化过程，应用气态方程判断气体体积如何变化，然后应用热力学第一定律答题．
8．B
【解析】
A．气体的体积变大，则气体对外界做功，选项A错误；
B．气体温度不变，则气体分子平均动能不变，选项B正确；
C．根据可知，气体体积变大，温度不变，则气体压强减小，选项C错误；
D．气体体积变大，则单位体积内气体分子个数减小，选项D错误。
故选B。
9．C
【解析】
A．载重汽车卸去货物的过程中，轮胎体积变大，则汽车轮胎内的气体对外界做正功，故A错误；
B．若1摩尔该气体的体积为V
该气体分子所占空间的体积为
由于气体分子的体积远小于该气体分子所占空间的体积，故B错误；
C．对的，因为在水蒸发要吸收能量，蒸发过程中温度恒定，也就是说分子动能不变，能量转化到分子势能中，故分子之间的势能增加，故C正确；
D．空调机压缩机制冷时，空气压缩机做功，消耗电能，制冷过程不是自发的进行的，将热量从温度较低的室内送到温度较高的室外，所以这一过程遵守热力学第二定律，故D错误。
故选C。
10．C
【解析】
当电热丝对气体a加热时，气体a的温度升高，压强增大，由于K与气缸壁的接触是光滑的，绝热隔板K将向b气体移动
依题意，a、b可视作相同的理想气体，一方面据热力学第一定律，a对b做功，又无热交换，故b内能增加，b气体温度升高，另一方面，a气体压强等于b气体压强，但a气体体积大于b气体体积，则a的内能大于b的内能，亦即
故ABD错误，C正确。
故选C。
11．（1）
ΔU＝Q－(p0S＋mg)ΔL（2）（3）
【解析】
(1)对活塞和砝码：
，得
气体对外做功
由热力学第一定律
得
(2)
T1升高到T2，过程气体做等压变化，则，
解得
(3)
气体做等压变化，则体积随热力学温度成正比变化，V-T图所图所示：
12．（1）℃；℃；（2）吸热；Q=200J
【解析】
(1)气体从状态A到状态B做等容变化，由查理定律有
解得K，即℃
气体从状态B到状态C做等压变化，由盖一吕萨克定律，有
解得K，即℃
(2)因为状态A和状态C温度相等，且理想气体的内能是所有分子的动能之和，温度是分子平均动能的标志，所以在这个过程中气体内能变化量为零，即
由热力学第一定律△U=Q+W得
在整个过程中，气体从状态B到状态C过程对外做功，有
即
是正值，吸热。所以气体从状态A到状态C的过程是吸热，吸收的热量Q=200J。
13．
①.
②.
【解析】
试题分析：①气体对外做功B气体对外做功．．．
（1）
由热力学第一定律得．．．．．．．．．．．．．．．．．．．（2）
解得．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．（3）
②B气体的初状态
T1．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．（4）
B气体末状态
T2
．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．（5）
由气态方程．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．（6）
解得．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．（7）
考点：本题考查理想气体状态方程．
14．（1）气体A末状态的压强87.5cmHg，B气体末态压强93.5cmHg；???（2）B气体是放热。
【解析】
（1）气体A的初态的压强为pA：
pA+p柱=p0
末态时气柱的长度为lA′
lA′=lA-△l
气体A发生等温变化
pA?lAS=pA′lA′S
解得
pA′=87.5cmHg
气体B的末态压强为pB′，解得
pB′=pA′+p柱=93.5cmHg
（2）气体B的初态：压强为p0，气体柱的长度为lB
lB=L-lA-l柱=29cm
气体B发生等温变化
pB?lBS=pB′lB′S
解得
lB′=23.6cm
lB′＜lB，气体B的变化是等温压缩
等温变化，内能不变△U=0，压缩体积减小，外界对气体做功W＞0
由热力学第一定律△U=W+Q可知Q＜0：气体B要放热。
15．增大
不变
放热
【解析】
[1]．根据气体压强的微观意义可知，因为加压，故内部气体的压强增大，故包装袋内壁单位面积上所受气体分子撞击的作用力将增大；
[2]．因为是缓慢地施加压力，故认为温度不变，理想气体的内能只与温度有关，故包装袋内氮气的内能不变；
[3]．对气体加压的过程中气体的温度不变，则体积减小，该过程中外力对气体做功而内能不变，由热力学第一定律可知，包装袋内氮气放热。
16．47；
10
【解析】
当水银柱到达管口时，所测气温最高，设为T2，此时气体体积为V2，
初状态：T1=（273+27）K=300K；V1=300cm3，
末状态为：V2=（300+40×0.5）cm3=320cm3
气体发生等压变化，由盖吕萨克定律得：，
代入数据得：T2=320K，t2=T2-273=320-273=47℃；
水银柱移动过程中，外界对气体做功：W=-P0SL=-1×105×0.5×10-4×40×10-2J=-2.0J，
又因为：Q=12J
由热力学第一定律知内能变化为：△U=W+Q，
代入数据得：△U=10J，即内能增加了10J；
【点睛】
本题考查气体定律以及热力学第一定律的综合运用，对于气体状态变化问题，关键在于分析是等值变化还是三个参量同时变化的问题，要善于挖掘隐含的条件．