某未密閉房間內的空氣溫度與室外的相同,現對該室內空氣緩慢加熱,當室內空氣溫度高于室外空氣溫度時( )A.室內空氣的壓強比室外的小
B.室內空氣分子的平均動能比室外的大
C.室內空氣的密度比室外的大
D.室內空氣對室外空氣做了負功
答案：B解析:未密閉房間內的空氣在溫度升高時等壓膨脹,對外做功,密度減小,所以室內空氣的壓強始終等于室外的壓強,故選項A、C、D錯誤.溫度是分子平均動能的標志,選項B正確.
2、關于一定量的氣體,下列敘述正確的是( )
A.氣體吸收的熱量可以完全轉化為功
B.氣體體積增大時,其內能一定減少
C.氣體從外界吸收熱量,其內能一定增加
D.外界對氣體做功,氣體內能可能減少
答案：AD解析:據熱力學第二定律,氣體在一定條件下可將吸收的熱量完全轉化為功,但要引起其他變化,所以選項A正確;據熱力學第一定律ΔU=W+Q,改變系統(tǒng)內能有兩種方式:做功和熱傳遞,所以選項B、C錯誤,D正確.
3、A、B兩裝置均由一支一端封閉、一端開口且?guī)в胁Ａ莸墓軤钊萜骱退y槽組成,除玻璃泡在管上的位置不同外,其他條件都相同.將兩管狀容器抽成真空后,開口豎直向下插入水銀槽中(插入過程中沒有空氣進入管狀容器內),兩水銀柱上升至如圖所示位置然后停止.假設這一過程中水銀與外界沒有熱交換,則下列說法正確的是( )
A.A中水銀的內能增量大于B中水銀的內能增量
B.B中水銀的內能增量大于A中水銀的內能增量
C.A和B中水銀體積保持不變,故內能增量相同
D.A和B中水銀溫度始終相同,故內能增量相同
答案：B解析:在水銀進入管狀容器中的過程中,大氣壓力對水銀做功,把大氣的能量轉化為水銀的內能和重力勢能,在一定的大氣壓下,A、B中水銀柱在穩(wěn)定后,兩者的高度是相同的,且進入管中的水銀體積相同,所以大氣壓力做功相同.但兩裝置中水銀重力勢能的增量不同,所以兩者內能的改變也不同,由圖可知B中水銀的重力勢能較小,所以B管中水銀的內能增量較大,故選項B正確.
4、關于一定量的氣體,下列說法正確的是( )
A.氣體的體積指的是該氣體的分子所能到達的空間的體積,而不是該氣體所有分子體積之和
B.只要能減弱氣體分子熱運動的劇烈程度,氣體的溫度就可以降低
C.在完全失重的情況下,氣體對容器壁的壓強為零
D.氣體從外界吸收熱量,其內能一定增加
E.氣體在等壓膨脹過程中溫度一定升高
答案：ABE解析:由于氣體分子之間的作用力很小,氣體分子可以自由運動,所以氣體的體積指的是氣體的分子所能夠到達的空間的體積,而不是該氣體所有分子的體積之和,選項A正確;根據溫度是分子平均動能的標志,只要能減弱氣體分子熱運動的劇烈程度,氣體的溫度就可以降低,選項B正確;根據氣體壓強的產生原因,在完全失重的情況下,氣體的壓強不為零,選項C錯誤;氣體從外界吸收熱量,若同時對外做功,其內能不一定增加,還可能減小,選項D錯誤;氣體在等壓膨脹過程中,體積增大,溫度一定升高,選項E正確,
5、二氧化碳是導致“溫室效應”的主要原因之一,人類在采取節(jié)能減排措施的同時,也在研究控制溫室氣體的新方法,目前專家們正在研究二氧化碳的深海處理技術.在某次實驗中,將一定質量的二氧化碳氣體封閉在一可自由壓縮的導熱容器中,將容器緩慢移到海水某深處,氣體體積減小為原來的一半,不計溫度變化,則此過程中( )
A.封閉氣體對外界做正功
B.封閉氣體向外界傳遞熱量
C.封閉氣體分子的平均動能增大
D.封閉氣體從外界吸收熱量
E.封閉氣體的壓強增為原來的2倍
答案：BE解析:因為氣體的溫度不變,所以氣體分子的平均動能不變,選項C錯誤;當氣體體積減小時,外界對氣體做功,選項A錯誤;由熱力學第一定律可得,封閉氣體將向外界傳遞熱量,選項D錯誤,B正確,由玻意耳定律可知,選項E正確.
6、如圖所示,密閉絕熱容器內有一絕熱的具有一定質量的活塞,活塞的上部封閉著氣體,下部為真空,活塞與器壁的摩擦忽略不計.置于真空中的輕彈簧的一端固定于容器的底部,另一端固定在活塞上.彈簧被壓縮后用繩扎緊,此時彈簧的彈性勢能為Ep(彈簧處在自然長度時的彈性勢能為零).現繩突然斷開,彈簧推動活塞向上運動,經過多次往復運動后活塞靜止,氣體達到平衡狀態(tài).經過此過程( )
A.Ep全部轉換為氣體的內能
B.Ep一部分轉換成活塞的重力勢能,其余部分仍為彈簧的彈性勢能
C.Ep全部轉換成活塞的重力勢能和氣體的內能
D.Ep一部分轉換成活塞的重力勢能,一部分轉換為氣體的內能,其余部分仍為彈簧的彈性勢能
答案：D解析:依題可知,斷開繩子,活塞最終靜止后的位置高于初始位置,Ep的能量轉化有三種形式:活塞的重力勢能、氣體的內能及彈簧的彈性勢能,故選項D正確.
7、下列過程中,可能發(fā)生的是( )
A.某工作物質從高溫熱源吸收20 kJ的熱量,全部轉化為機械能,而沒有產生其他任何影響
B.打開一高壓密閉容器,其內氣體自發(fā)溢出后又自發(fā)收縮進去,恢復原狀
C.利用其他手段,使低溫物體溫度更低,高溫物體溫度更高
D.將兩瓶不同液體混合,然后它們又自發(fā)地各自分開
E.冬季的夜晚,放在室外的物體隨氣溫的降低,不會由內能自發(fā)地轉化為機械能而動起來
答案：CE解析:根據熱力學第二定律,熱量不可能從低溫物體自發(fā)地傳遞給高溫物體,而不引起其他的變化,但通過一些手段是可以實現的,故選項C正確;內能轉化為機械能不可能自發(fā)地進行,要使內能全部轉化為機械能必定要引起其他影響,故選項A錯誤,E正確;氣體膨脹具有方向性,故選項B錯誤;擴散現象也有方向性,選項D錯誤.
8、圖為某同學設計的噴水裝置,內部裝有2 L水,上部密封1 atm的空氣0.5 L,保持閥門關閉,再充入1 atm的空氣0.1 L.設在所有過程中空氣可看做理想氣體,且溫度不變,下列說法正確的有( )
A.充氣后,密封氣體壓強增加
B.充氣后,密封氣體的分子平均動能增加
C.打開閥門后,密封氣體對外界做正功
D.打開閥門后,密封氣體從外界吸熱
E.打開閥門后,不再充氣也能把水噴光
答案：
ACD解析:由=常量知,充氣后,當V、T不變時,單位體積內含有的分子個數增加,密封氣體壓強增加,選項A正確;充氣后,由于溫度不變,密封氣體的分子平均動能不變,選項B錯誤;打開閥門后,密封氣體對外界做正功,且內能不變,由熱力學第一定律可知密封氣體從外界吸熱,選項C、D正確;當桶內氣體壓強變?yōu)? atm時,氣體體積為0.1 L+0.5 L=0.6 L.小于容積2 L,所以需要再充氣才能把水噴光,選項E錯誤.
9、對于一定量的理想氣體,下列說法正確的是( )
A.若氣體的壓強和體積都不變,其內能也一定不變
B.若氣體的內能不變,其狀態(tài)也一定不變
C.若氣體的溫度隨時間不斷升高,其壓強也一定不斷增大
D.氣體溫度每升高1 K所吸收的熱量與氣體經歷的過程有關
E.當氣體溫度升高時,氣體的內能一定增大
答案：
ADE解析:一定質量的理想氣體,=常量,p、V不變,則T不變,分子平均動能不變,又理想氣體分子勢能為零,故氣體內能不變,選項A正確;理想氣體內能不變,則溫度T不變,由=常量知,p及V可以變化,故狀態(tài)可以變化,選項B錯誤;等壓變化過程,溫度升高、體積增大,故選項C錯誤;由熱力學第一定律ΔU=Q+W知,溫度升高1 K,內能增量ΔU一定,而外界對氣體做的功W與經歷的過程可能有關(如體積變化時),因此吸收的熱量與氣體經歷的過程也有關,選項D正確;溫度升高,分子平均動能增大,理想氣體分子勢能為零,故內能一定增大,選項E正確.
10、地球上有很多的海水,它的總質量約為1.4×1018噸,如果這些海水的溫度降低0.1 ℃,將要放出5.8×1023焦耳的熱量,有人曾設想利用海水放出的熱量使它完全變成機械能來解決能源危機,但這種機器是不能制成的,其原因是( )
A.內能不能轉化成機械能
B.內能轉化成機械能不滿足熱力學第一定律
C.只從單一熱源吸收熱量并完全轉化成機械能的機器不滿足熱力學第二定律
D.上述三種原因都不正確
答案：C解析:機械能可以全部轉化為內能,而內能全部轉化為機械能是有條件的,選項C正確.
11、
蒸汽機、內燃機等熱機以及電冰箱工作時都利用了氣體狀態(tài)變化來實現能量的轉移和轉化,我們把這些氣體稱為工質.某熱機經過一個循環(huán)后,工質從高溫熱源吸熱Q1,對外做功W,又對低溫熱源放熱Q2,工質完全回復初始狀態(tài),內能沒有變化.根據熱力學第一定律,在工質的一個循環(huán)中,Q1、Q2、W三者之間滿足的關系是 .熱機的效率η=不可能達到100%,從能量轉換的角度,說明 能不能完全轉化為 能,而不引起任何變化. 解析:根據題述,工質完全回復初始狀態(tài),內能沒有變化.由熱力學第一定律,Q1、Q2、W三者之間滿足的關系是Q1=W+Q2.熱機的效率η=不可能達到100%,從能量轉換的角度,說明內能不能完全轉化為機械能,而不引起任何變化.
答案:Q1=W+Q2 內 機械
12、如圖所示,在豎直放置的圓柱形容器內用質量為m的活塞密封一部分氣體,活塞與容器壁間能無摩擦滑動,容器的橫截面積為S.開始時氣體的溫度為T0,活塞與容器底的距離為h0.現將整個裝置放在大氣壓恒為p0的空氣中,當氣體從外界吸收熱量Q后,活塞緩慢上升d后再次平衡,求:
(1)外界空氣的溫度是多少?
(2)在此過程中的密閉氣體的內能增加了多少?
解析:(1)取密閉氣體為研究對象,活塞緩慢上升過程為等壓變化,由蓋呂薩克定律有
=,
得外界溫度
T=T0=T0=T0.
(2)活塞上升的過程,密閉氣體克服大氣壓力和活塞的重力做功,所以外界對系統(tǒng)做的功
W=-(mg+p0S)d,
根據熱力學第一定律得密閉氣體增加的內能
ΔU=Q+W=Q-(mg+p0S)d.
答案:(1)T0 (2)Q-(mg+p0S)d
13、一定質量的理想氣體由狀態(tài)A經狀態(tài)B變?yōu)闋顟B(tài)C,其中A→B過程為等壓變化,B→C過程為等容變化.已知VA=0.3 m3,TA=TC=300 K,TB=400 K.
(1)求氣體在狀態(tài)B時的體積;
(2)說明B→C過程壓強變化的微觀原因;
(3)設A→B過程氣體吸收熱量為Q1,B→C過程氣體放出熱量為Q2,比較Q1、Q2的大小并說明原因.
解析:(1)設氣體在B狀態(tài)時的體積為VB,由蓋呂薩克定律得=.
代入數據得VB=0.4 m3
(2)微觀原因:氣體體積不變,分子密集程度不變,溫度變化(降低),氣體分子平均動能變化(減小),導致氣體壓強變化(減小).
(3)Q1大于Q2.因TA=TC,故A→B增加的內能與B→C減少的內能相同,而A→B過程氣體對外做正功,B→C過程氣體不做功,由熱力學第一定律可知Q1大于Q2.
答案:(1)0.4 m3 (2)見解析 (3)Q1>Q2,原因見解析
