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题型: 多选题
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多选题

如图所示,导热的汽缸固定在水平地面上,用活塞把一定质量的理想气体封闭在汽缸中(状态①),汽缸的内壁光滑.现用水平外力F作用于活塞杆,使活塞缓慢地向右移动一段距离(状态②),在此过程中,如果环境保持恒温,下列说法正确的是(  )

A气体内能不变,却对外做功,此过程违反热力学第一定律,不可能实现

B气体分子平均动能不变

C水平外力F逐渐变大

D气体内能减少

正确答案

B,C

解析

解:A、温度不变,气体的内能不变.体积增大,对外做功,要吸收热量,符合热力学第一定律,故A错误.

B、封闭气体等温膨胀过程,温度是分子热运动平均动能的标志,故分子热运动的平均动能不变,故B正确.

C、温度不变,体积增大,由PV=c,知压强P减小,以活塞为研究对象,根据平衡条件:P0S=PS+F,得:F=P0S-PS,压强P减小,则F增大,故C正确.

D、理想气体的内能只与温度有关,温度不变,则内能不变,故D错误.

故选:BC.

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单选题

如图所示,质量不计的活塞把一定质量的理想气体封闭在上端开口的直立圆筒形气缸中,活塞上堆放细沙,活塞处于静止状态.现在对气体缓慢加热,同时不断去走细沙,使活塞缓慢上升,直到细沙全部取走,则在此过程中(  )

A气体压强增大,内能可能不变

B气体温度可能不变,气体对外做功

C气体的体积增大,压强减少,对外不做功

D气体对外做功,内能一定增加

正确答案

B

解析

解:A、因为逐渐取走细沙,直到细沙全部取走,根据活塞的受力平衡,所以可以判断气缸内的气体压强一定减小,故A错误.

B、C、D:对气体缓慢加热,气缸内的气体一定吸收热量,据热力学第一定律:△U=W+Q,Q为正数,因体积增大,气体对外做功,W为负数,所以:△U可能为零,温度可能不变.故B正确,C、D错误.

故选B.

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单选题

一定量的气体在某一过程中,外界对气体做了8×104J的功,气体的内能减少了1.2×105J,则下列各式中正确的是(  )

AW=8×104J,△U=1.2×105J,Q=4×104J

BW=8×104J,△U=-1.2×105J,Q=-2×105J

CW=-8×104J,△U=1.2×105J,Q=2×104J

DW=-8×104J,△U=-1.2×105J,Q=-4×104J

正确答案

B

解析

解:外界对气体做了8×104J的功,则W=8×104J,气体的内能减少了1.2×105J,则△U=-1.2×105J;

由热力学第一定律可得:Q=△U-W=-1.2×105J-8.0×104J=-2×105J,气体向外放出的热量为2×105J;

故选:B.

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题型: 单选题
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单选题

一定量气体膨胀做功100J,同时从外界吸热40J,气体内能的增加△U是(  )

A60J

B-60J

C-140J

D140J

正确答案

B

解析

解:一定量气体膨胀做功100J,W为负值,同时从外界吸热40J,Q为正值,由公式△U=Q+W=40-100=-60J

故选:B

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多选题

如图所示,绝热隔板K把绝热汽缸分隔成两部分,K与汽缸的接触是光滑的,隔板K用销钉固定,两部分中分别盛有相同质量、相同温度的同种理想气体a、b,a的体积大于b的体积.现拔去销钉(不漏气),当a、b各自达到新平衡时(  )

Aa的体积大于b的体积

Ba的体积小于b的体积

C在相同时间内两边与隔板碰撞的分子数相同

Da的温度比b的温度高

正确答案

A,D

解析

解:A、B、由于是相同质量的同种气体,可以看作同一种气体的两种状态,由于温度相等,根据理想气体状态方程得到P1V1=P2V2,a的体积大于b的体积,故P1<P2,故拔去销钉后活塞左移;左侧气体被压缩,右侧气体对外做功,气体都是绝热的,根据热力学第一定律,左侧气体温度升高,右侧气体温度降低;最终是平衡的,由于左侧气体分子热运动的平均动能较大,故分子数密度较低,即左侧气体的体积较大;故A正确,B错误;

C、由于是相同质量的同种气体,可以看作同一种气体的两种状态;由于温度相等,根据理想气体状态方程得到P1V1=P2V2,由于V1>V2,因而P1<P2,因而拔去销钉后,隔板达到平衡前会向左运动,气体b对隔板做正功,内能减少,温度降低,而隔板对气体a做正功,气体a内能增加,温度升高,由于开始时ab气体温度相等,因而重新平衡时a的温度比b的温度高;重新平衡后两部分的压强相等,温度不相等,所以在相同时间内两边与隔板碰撞的分子数不相同. 故C错误,D正确;

故选:AD.

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单选题

一定质量的气体,如果从外界吸收了30J的热量,同时外界对气体又做了50J的功,那么气体的内能将(  )

A增加20J

B增加80J

C减少50J

D减少30J

正确答案

B

解析

解:改变内能的方式有做功和热传递,由热力学第一定律公式有:△U=Q+W=30+50=80J,增加了80J.故B正确、ACD错误.

故选:B

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多选题

如图所示,一定质量的气体被绝热活塞封闭在绝热的气缸中,气缸固定,活塞通过细绳绕过定滑轮后与一沙桶连接.现不停地向沙桶中加沙子,使活塞缓慢地向右移动(活塞始终未被拉出气缸),则在活塞移动的过程中,下列说法正确的是(  )

A气体内能不断减小

B气体内能不断增大

C气体温度可能不变

D气体压强减小

正确答案

A,D

解析

解:在沙筒中加入沙子,使活塞缓慢右移,内部气体的体积增大,气体膨胀做负功,绝热汽缸没有热传递,根据热力学第一定律可知气体的内能减小,气体的内能与温度有关,内能减小温度一定减小,故A正确,BC错误;

根据活塞的平衡条件:PS+F=P0S,可得气体的压强P必然减小,故D正确.

故选AD.

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题型: 单选题
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单选题

如图所示是密闭的气缸,外力推动活塞P压缩气体,对缸内气体做功800J,同时气体向外界放热200J,缸内气体的(  )

A温度降低,内能增加600J

B温度降低,内能减少200J

C温度升高,内能增加600J

D温度升高,内能减少200J

正确答案

C

解析

解:由热力学第一定律可知:△U=W+Q

外界对气体做功,W=800J;气体向外散热,故Q=-200J;

故△U=800-200J=600J;

气体内能增加,则温度升高;

故选:C.

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题型: 多选题
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多选题

一定量的理想气体在某一过程中,从外界吸收热量2.5×104J,气体对外界做功1.0×104J,则该理想气体的(  )

A温度降低

B密度减小

C温度升高

D密度增大

正确答案

B,C

解析

解:理想气体的内能仅用温度来衡量,由热力学第一定律△U=W+Q,可知,

△U=1.5×104J,即气体内能增加,故温度升高.

因对外做功,体积膨胀,故密度减小.

故选:BC.

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题型: 单选题
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单选题

下列说法中正确的是(  )

A物体的温度可以一直降低到绝对零度

B热量会自发地从低温物体传给高温物体

C第二类永动机违反了能量守恒定律

D气体的分子平均动能增大,不一定是由外界向气体传热造成的

正确答案

D

解析

解:A、绝对零度是一切低温物体的极限,不可能达到,A错误;

B、热量能自发从高温物体传向低温物体,B错误;

C、第二类永动机违反了热力学第二定律,C错误;

D、气体的分子平均动能增大,不一定是由外界向气体传热造成的,也可能是对气体做功造成的,D正确;

故选D

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题型:简答题
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简答题

一定质量的气体,从外界吸收了500J的热量,同时对外做了100J的功,问:物体的内能是增加还是减少?变化了多少?

正确答案

解析

解:气体从外界吸:Q=500J,气体对外界做功:W=-100J,

由热力学第一定律得△U=W+Q=500J-100J=400J

△U为正,说明气体内能增加了400J

答:物体的内能是增加了400J.

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题型: 单选题
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单选题

气体膨胀对外做功200J,同时从外界吸收了220J的热量,它的内能增大了(  )

A220J

B420J

C20J

D200J

正确答案

C

解析

解:由热力学第一定律得:

△U=W+Q=-200J+220J=20J,

则气体内能增加了20J;

故选:C.

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题型: 单选题
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单选题

一定质量的气体在保持压强恒等于1.0×105Pa的状况下,体积从20L膨胀到30L,这一过程中气体从外界吸热4×103J,则气体内能的变化为(  )

A增加了5×103J

B减少了5×103J

C增加了3×103J

D减少了3×103J

正确答案

C

解析

解:由W=FS得气体对外做的功:W=Fx=P•S•x=P•△V=1.0×105×(20-30)×10-3=-1000J

根据热力学第一定律:△U=Q+W=4×103J+(-1000)J=3×103J,所以内能增加3×103J,正确的选项为C.

故选:C.

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题型: 单选题
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单选题

一个内壁光滑,绝热的气缸固定在地面上,绝热的活塞下方封闭着空气,若突然用竖直向上的力F将活塞向上拉一些,如图所示,则缸内封闭着的气体(  )

A每个分子对缸壁的冲力都会减小

B单位时间内缸壁单位面积上受到的气体分子碰撞的次数减小

C分子平均动能不变

D若活塞重力不计,拉力F对活塞做的功等于缸内气体内能的改变量

正确答案

B

解析

解:A、向上拉活塞时,气体体积变大,气体对外做功,W<0,由于气缸与活塞是绝热的,在此过程中气体既不吸热,也不放热,则Q=0,由热力学第一定律可知,△U=W+Q<0,气体内能减小,温度降低,分子平均动能变小,但并不是每一个分子动能都减小,每个分子对缸壁的冲力都会减小,故AC错误;

B、气体物质的量不变,气体体积变大,分子数密度变小,单位时间内缸壁单位面积上受到气体分子碰撞的次数减少,故B正确;

D、若活塞重力不计,则活塞质量不计,向上拉活塞时,活塞动能与重力势能均为零,拉力F与大气压力对活塞做的总功等于缸内气体的内能改变量,故D错误;

故选B.

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题型:填空题
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填空题

一定质量的理想气体,若它的体积减小同时温度升高,则单位体积内气体分子数目将______;完成这个过程可以通过______来实现.

正确答案

变大

外界对气体做功

解析

解:由于气体质量一定,因此其分子总数是一定的,体积减小,则单位体积内气体分子数目将增大;

气体体积变化与做功之间关系为:体积减小,外界对气体做功,体积增大,气体对外界做功.

故答案为:变大,外界对气体做功.

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