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题型: 单选题
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单选题

某同学用橡皮塞塞紧饮料瓶,并用打气筒向饮料瓶内打气,装置如图所示.当压强增大到一定程度时,橡皮塞冲出,发现饮料瓶内壁中有水蒸气凝结,产生这一现象的原因是饮料瓶中气体(  )

A体积增大,压强减小

B动能增大,温度升高

C对外做功,温度降低

D质量减少,温度降低

正确答案

C

解析

解:橡皮塞冲出,瓶内气体膨胀,对外界做功,W<0.因时间很短,吸放热Q≈0,根据热力学第一定律△U=W+Q,

得△U<0,内能减小,温度降低.

故选:C.

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题型:简答题
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简答题

(2016•黄山一模)地面上放一开口向上的气缸,用一质量为m=0.8kg的活塞封闭一定质量的气体,不计一切摩擦,外界大气压为P0=1.0×105Pa.活塞截面积为S=4cm2.重力加速度g取10m/s2,则活塞静止时,气体的压强为多少?若用力向下推活塞而压缩气体,对气体做功为6×105J,同时气体通过气缸向外传热4.2×105J,则气体内能变化为多少?

正确答案

解析

解:以活塞为研究对象,根据平衡条件得:

P0S+mg=PS

得:P=P0+

代入数据解得:P=1.2×105Pa;

由题W=6×105J,Q=-4.2×105J,则由热力学第一定律得到气体内能的变化为:△U=W+Q=1.8×105J,即内能增加了1.8×105J.

答:气体的压强是1.2×105Pa;气体内能增加了1.8×105J.

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题型: 多选题
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多选题

某汽车后备箱内安装有撑起箱盖的装置,它主要由气缸和活塞组成.开箱时,密闭于气缸内的压缩气体膨胀,将箱盖顶起,如图.在此过程中,若缸内气体与外界无热交换,忽略气体分子间相互作用,则缸内气体(  )

A对外做正功,分子的平均动能减小

B对外做正功,内能增大

C对外做负功,分子的平均动能增大

D对外做正功,内能减小

正确答案

A,D

解析

解:密闭于气缸内的压缩气体膨胀对外做正功,即外界对气体做负功,因而W<0,缸内气体与外界无热交换说明Q=0,忽略气体分子间相互作用,说明内能是所有分子动能的总和.根据热力学第一定律△U=W+Q,可知内能增加量△U<0,故内能减小,温度降低,分子平均动能减小,所以AD正确;

故选:AD.

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题型: 多选题
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多选题

氧气钢瓶充气后压强高于外界大气压.假设氧焊时,氧气从管口缓慢流出时,瓶内外温度始终相等且保持不变,氧气分子之间的相互作用不计.则在氧焊过程中瓶内氧气(  )

A分子总数减少,内能不变

B密度减小,分子平均动能不变

C吸收热量,对外做功

D单位时间内分子对氧气瓶单位面积的碰撞次数增加

正确答案

B,C

解析

解:A、由于缓慢用气,所以瓶内氧气分子总数减少.由于瓶内外温度始终相等且保持不变,所以瓶内外氧气分子平均动能相等,但瓶内氧气分子数逐渐减少,所以瓶内氧气内能减少.故A错误.

B、瓶中的氧气不断流出,就是说质量不断减小,而瓶的容积是不变的,氧气的密度会减小.故B正确.

C、由于瓶内气体缓慢流出过程中氧气体积增大,氧气对外做功,而作为理想气体,温度不变则内能不变,根据热力学第一定律可知:氧气需要吸收热量,故C正确.

D、根据B选项分析,知D错误.

故选BC.

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题型:简答题
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简答题

喷雾器内有10L水,上部封闭有Iatm的空气2L.关闭喷雾阀门,用打气筒向喷雾器内再充入1atm的空气3L(没外界环境温度-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.

正确答案

解析

解:(1)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==2.5atm.

压强变大,其微观解释为:温度不变,分子平均动能不变、单位体积内分子数增加,所以压强增加.

(2)因气体做等温变化,气体内能不变,而气体对外做功,根据热力学第一定律可知气体吸热.

答:(1)压强为2.5atm;因单位体积内分子数增加,压强增加;(2)气体吸热.

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题型: 多选题
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多选题

如图所示,绝热气缸中间用固定栓将可无摩擦移动的导热隔板固定,隔板质量不计,左右两室分别充有一定量的氢气和氧气(视为理想气体).初始时,两室气体的温度相等,氢气的压强大于氧气的压强,松开固定栓直至系统重新达到平衡,下列说法中正确的是(  )

A初始时氢分子的平均动能大于氧分子的平均动能

B系统重新达到平衡时,氢气的内能比初始时的小

C松开固定栓直至系统重新达到平衡的过程中有热量从氧气传递到氢气

D松开固定栓直至系统重新达到平衡的过程中,氧气的内能先增大后减小

正确答案

C,D

解析

解:温度是分子平均动能的标志,温度相同,分子的平均动能相同,与分子质量无关,两部分气体温度相同,故分子的平均动能相同,故A错误;

松开固定栓至系统达到平衡过程中,先是氢气对氧气做功,内能减少,氧气内能增加,温度升高.由于存在温度差,发生热传递,最后两者温度相同,故氧气内能又减小,等于初始值,所以两种气体的内能与初始时相同.故B错误,CD正确;

故选CD

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题型: 单选题
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单选题

器壁透热的气缸放在恒温环境中,如图所示.气缸内封闭着一定量的气体,气体分子间相互作用的分子力可以忽略不计,当缓慢推动活塞Q向左运动的过程中,下列说法:①活塞对气体做功,气体的平均动能增加;②活塞对气体做功,气体的平均动能不变;③气体的单位分子数增大,压强增大;④气体的单位分子数增大,压强不变.其中正确的是(  )

A①③

B①④

C②③

D②④

正确答案

C

解析

解:推动活塞的过程中,活塞对气体做功;但由于气缸温度保持不变,故气体的分子的平均动能不变,故①错误;②正确;

由于气体体积减小,故气体单位体积内的分子数增多,压强增大;故③正确,④错误;

故选C.

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题型: 单选题
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单选题

一定质量的气体在某一物理过程中内能减少了4×106J,对外界做了8×106J的功,则这一过程中(  )

A气体向外界放热4×106J

B气体向外界吸热1.2×107J

C气体向外界放热1.2×107J

D气体向外界吸热4×106J

正确答案

D

解析

解:由题,气体内能减少了4×106J,△U=4×106J.气体对外界做功8×106J,W=-8×106J,根据热力学第一定律△U=W+Q得,Q=△U-W=4×106J-(-8×106J)=4×106J>0,即气体向外界吸热4×106J.

故选D

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题型: 单选题
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单选题

一位同学为了表演“轻功”,用打气筒给4只相同的气球充以相等质量的空气(可视为理想气体),然后将它们放置在水平木板上,再在气球的上方平放一块轻质硬塑料板,如图所示.这位同学慢慢站上轻质塑料板中间位置的过程中,气球一直没有破裂,球内气体温度可视为不变.下列说法正确的是(  )

A由于该同学压迫气球,球内气体分子间表现为斥力

B表演过程中,气球内所有气体分子的动能都不变

C表演过程中,外界对球内气体做功等于球内气体吸收的热量

D表演过程中,球内气体分子对气球内壁单位面积的压力增大了

正确答案

D

解析

解:A、气体分子间表现为引力,则A错误;

B、温度是分子平均动能的标志,这是统计规律,对于单个分子是不成立的,因此温度不变说明分子的平均动能不变,但是每个分子的动能变化情况,无法判断.故B错误;

C、表演过程中,球内气体温度不变,分子平均动能和内能不变,外界对球内气体做功,由热力学第一定律△U=W+Q可知,球内气体放热,故C错误;

D、表演过程中,球内气体温度不变,分子平均动能和内能不变,气体的体积减小,球内气体分子对气球内壁单位面积的压力增大了.故D正确.

故选:D.

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题型: 多选题
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多选题

家用电热灭蚊器中电热部分的主要元件是PTC,PTC元件是由钛酸钡等半导体材料制成的用电器,其电阻率与温度的关系如图所示,由于这种特性,因此,PTC元件具有发热、控温双重功能.对此,下列判断中正确的是(  )

A通电后,其电功率先增大后减小

B通电后,其电功率先减小后增大

C当其产生的热量与散发的热量相等时,温度能自动保持在t1或t2不变

D当其产生的热量与散发的热量相等时,温度能自动保持在t1~t2的某一值不变

正确答案

A,D

解析

解:A、通电后半导体材料的温度逐渐升高,由图象可知,半导体的电阻率先变小,后变大,由电阻定律R=ρ可知,半导体材料的电阻R先变小后变大,电源电压U不变,由P=可知,半导体材料的电功率先变大,后变小,故A正确,B错误;

C、由图象可知,在0~t1这区间里电阻R随温度升高而减小;在t1~t2这区间里电阻R随温度的升高而增大;在t2~区间里电阻R随温度的升高而减小.在家庭电路中电压不变,电热器的电功率P=,可知电阻器的发热功率与电阻成反比.在温度升到t1前,电阻R随温度的升高而减小,功率增大,温度升高更快;温度一旦超过t1,电阻R随温度的升高而增大,功率减小,放出热量减小,温度升高变慢,当其产生的热量与散发的热量相等时,温度保持在t1至t2间的某一值不变,保持稳定,故C错误,D正确.

故选AD.

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