- 热力学第一定律
- 共122题
一定质量的理想气体变化情况如图所示。已知在状态A时,气体温度TA=600K。
(1)求气体在状态B时的温度;
(2)气体由状态B→D,内能如何变化?若气体在这个过程中吸收热量为4.5×102J,则此过程中气体内能的增量为多大?
正确答案
(1)300K
(2)气体由状态B→D,内能增大;若气体在这个过程中吸收热量为4.5×102J,则此过程中气体内能的增量为150J.
解析
(1)由图可知:
由A到B气体做等容变化,根据查理定律得:
带入数据解得:TB=300K
(2)气体由B到D做等压变化,根据盖吕萨克定律可知体积增大,温度应升高,气体内能只与温度有关,所以内能增大;
由B到D过程气体对外做功为:
由热力学第一定律得:
气体内能增量为;△U=﹣W+Q=﹣300+4.5×102J=150J
知识点
如图所示,固定在水平面上的气缸内封闭一定质量的气体,气缸壁和活塞绝热性能良好,汽缸内气体分子间相互作用的势能忽略不计,则以下说法正确的是
正确答案
解析
略
知识点
(1)下列说法正确的是________。
A.当物质分子间距离减小时,若分子力为引力,则分子力增大
B.气体在绝热条件下膨胀,气体的内能一定减少
C.布朗运动说明只有液体分子才可以做无规则运动
D.气体体积增大,内能可能减小
(2)横截面积为S的导热气缸竖赢放置在水平地面上,两个轻活塞A和B将气缸分隔为I、Ⅱ两个气室,两活塞问距离为d,两气室体积之比为l:2,如图所示。在保持室温不变的条件下,缓慢在活塞A上加细沙,使之向下移动一段距离h=d。不计活塞与气缸壁之问的摩擦,室内大气压强为
,求所加细沙的质量。
正确答案
(1)BD
(2)m=
解析
(1)略。
(2)由于是轻活塞,质量不计,活塞与气缸间摩擦不计,因此两部分气体压强相等,状态1时,气体压强等于大气压强,气体Ⅰ的体积
,气体Ⅱ的体积
。
设所加细沙的质量为,此时活塞B下移距离为
,则状态2气体的压强
,气体Ⅰ的体积
,气体Ⅱ的体积
由于保持室温不变、气缸导热和缓慢加沙,气缸内气体作等温变化,由玻意耳定律得
p0dS= p′(d-h+ h′)S①
p02dS= p′(2d-h′)S②
联立①②式得h′=d③
③代入②解得m=④
知识点
如图所示,一根上粗下细(上下两段各自粗细均匀)的玻璃管上端开口、下端封闭,上端足够长,下端有一段水银柱封闭了一定质量的理想气体。现对封闭气体缓慢加热,气体温度不断升高,水银柱上升,则下图中的图线最接近被封闭气体体积V和热力学温度T关系的是( )
正确答案
解析
略
知识点
如图所示,一根粗细均匀、内壁光滑、竖直放置的玻璃管下端密封,上端留有一抽气孔。管内下部被一活塞封住一定量的气体(可视为理想气体)。开始时,封闭气体的温度为T1 ,活塞上、下方气体的体积分别为3V0、V0,活塞上方气体的压强为p0,活塞因重力而产生的压强为0.4p0。先保持气体温度不变,缓慢将活塞上方抽成真空并密封,然后再对气体缓慢加热。求:
(1)刚开始加热时活塞下方密闭气体的体积V1;
(2)活塞刚碰到玻璃管顶部时气体的温度T2;
(3)当气体温度达到T3=1.6 T1时气体的压强p3。
正确答案
(1)抽气过程为等温过程,活塞上面抽成真空时,下面气体的压强为0.4p0,体积为V0。
由玻意耳定律得 (p0+0.4p0)V0=0.4p0V1 得V1=3.5 V0
(2)气体等压膨胀,设活塞碰到玻璃管顶部时气体的温度是T2。
由盖·吕萨克定律得 得 T2=
T1
(3)气体温度达到时气体的压强为p3,活塞碰到顶部后的过程是等容升温过程。
由查理定律得 得 p3=0.56p0
解析
略
知识点
如图所示的装置,气缸分上、下两部分,下部分的横截面积大于上部分的横截面积,大小活塞分别在上、下气缸内用一根硬杆相连,两活塞可在气缸内一起上下移动。缸内封有一定质量的气体,活塞与缸壁无摩擦且不漏气,起初在小活塞上的杯子里放有大量钢球。能使两活塞相对气缸向下移动是
正确答案
解析
略
知识点
(1)如图所示,a、b、c、d表示一定质量的理想气体状态变化过程中的四个状态,图中ad平行于横坐标轴,ab的延长线过原点,dc平行于纵轴,以下说法正确的是
A.从状态d到c,气体不吸热也不放热
B.从状态c到b,气体放热
C.从状态a到d,气体对外做功
D.从状态b到a,气体吸热
(2)如图所示,上端开口的光滑圆柱形汽缸竖直放置,截面积为1000px2的活塞将一定质量的气体和一形状不规则的固体A封闭在汽缸内.在汽缸内距缸底1500px处设有a、b两限制装置,使活塞只能向上滑动.开始时活塞搁在a、b上,缸内气体的压强为=1.0×105Pa为大气压强),温度为300K.现缓慢加热汽缸内气体,当温度为330K,活塞恰好离开a、b;当温度为360K时,活塞上升了100px.
.求:
①活塞的质量;
②物体A的体积.
正确答案
解析
(2)①设物体A的体积为ΔV.
=300K,
=1.0×105Pa,
=60×40-ΔV
=330K,
=(1.0×105+)Pa,
=
=360K,
=
,
=64×40-ΔV
由状态1到状态2为等容过程:
代入数据得:m=4kg
②由状态2到状态3为等压过程:
代入数据得:ΔV=640cm3
知识点
(1)下列说法正确的是__________。
a.密闭容器里气体产生的压强是由于大量气体分子频繁碰撞器壁产生的
b.荷叶上的露珠呈球形主要是由于水的表面张力的作用
c.可以从单一热源吸收热量并将它用来全部做功,而不引起其它变化
d.物体对外界作功,其内能一定变化
(2)如图所示,水平放置导热良好的圆筒形气缸与一装有水银的U形管右端相连,U形管左端开口,气缸中封闭一定质量的理想气体。开始时U形管两臂中水银面齐平,活塞处于静止状态,此时气体体积为500mL。若用力F缓慢向左推动活塞,使活塞向左移动一段距离后,U形管左臂水银比右臂高24cm,已知外界大气压强为760毫米汞柱,不计活塞与气缸内壁间的摩擦,试回答下列问题:
①活塞移动过程中,气体内能__________(填“增加”“减小”或“不变”)
②求活塞移动后气体的体积。
正确答案
(1)ab
(2)①不变;②375mL
解析
(1)略。
(2)①气体做等温变化,内能不变
②P1=P0=750mmHg
V1=500mL P2=1000mmHg
气体做等温变化,根据玻意耳定律 P1V1=P2V2
mL=375 mL
知识点
15. 如下图所示,导热性能良好的气缸内用活塞封闭一定质量的空气,气缸固定不动,外界温度恒定。一条细线左端连接在活塞上.另一端跨过定滑轮后连接在一个小桶上,开始时活塞静止。现在不断向小桶中添加细沙,使活塞缓慢向右移动(活塞始终未被拉出气缸)。忽略气体分子间相互作用,则在活塞移动过程中,下列说法正确的是( )
正确答案
解析
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知识点
33.【物理——选修3-3】
(1)(6分)下列说法正确的是:
A.温度是分子平均动能的宏观标志,所以两个物体只要温度相等,那么他们分子的平均速率就相等
B.在自然界能的总量是守恒的,所以不存在能源危机
C.热力学第一定律也可表述为第一类永动机不可能制成
D.热力学第二定律可描述为“不可能使热量由低温物体传递到高温物体”
E.质量相同且温度也相同的两种不同理想气体,其内能一定相同
F.1kg的0℃的冰比1kg的0℃的水的内能小些
(2)内壁光滑的导热气缸竖直浸放在冰水混合物的水槽中,用不计质量的活塞封闭压强为P0=1.0×105Pa、体积V0=2.0×10-3m3的理想气体。现在在活塞上方缓慢倒上沙子,使封闭气体的体积变为原来的一半,然后将气缸移出水槽,缓慢加热,使气体的温度变为127℃.求气缸内气体的最终体积和压强。
(1)(6分)下列说法正确的是:
34. 【物理——选修3-4】
(1)(6分)如图所示(甲)为一列简谐横波在t=20秒时的波形图,图(乙)是这列波中P点的振动图线,那么该波的传播速度和传播方向是( )
(2)(9分)如图所示为一玻璃砖,MN垂直NP,一束单色光从MN上的一点A进入玻璃砖后,又从NP上一点B进入空气中,已知入射角和出射角
⑴求玻璃的折射率.
⑵若已知,o≤≤
,求β的最小值.
35. 【物理——选修3-5】
(1)(6分).一个质子以1.0×107m/s的速度撞入一个静止的铝原子核后被俘获,铝原子核变为硅原子核,已知铝原子核的质量是质子的27倍,硅原子核的质量是质子的28倍,则下列判断中正确的是( )
(2)(9分)如图2-4-6所示,光滑的水平面上有mA=2kg,mB= mC=1kg的三个物体,用轻弹簧将A与B连接.在A、C两边用力使三个物体靠近,A、B间的弹簧被压缩,弹簧获得弹性势能72 J,然后从静止开始释放,求:
(1)当物体B与C分离时,C的速度是多大?
(2)B、C分离后,弹簧可获得的最大弹性势能为多少?
正确答案
正确答案
正确答案
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