人教版高中物理选择性必修第3册课后习题 第三章 热力学定律 专题练习(四) 气体实验定律和热力学第一定律的综合应用.docVIP

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专题练习(四)气体实验定律和热力学第一定律的综合应用

课后篇素养形成

必备知识基础练

1.(多选)

如图所示,一定质量的理想气体从状态a出发,经过等容过程ab到达状态b,再经过等温过程bc到达状态c,最后经等压过程ca回到状态a。下列说法正确的是()

A.在过程ab中气体的内能增加

B.在过程ca中外界对气体做功

C.在过程ab中气体对外界做功

D.在过程bc中气体从外界吸收热量

答案ABD

解析在过程ab中,气体体积不变,外界不对气体做功,气体也不对外做功,即W=0,压强增大,温度升高,内能增加,A正确,C错误;在过程ca中,气体体积减小,外界对气体做功,即W0,B正确;在过程bc中,温度不变,内能不变,即ΔU=0,体积增加,W0,由热力学第一定律ΔU=W+Q,可知Q0,即气体从外界吸热,D正确。

2.在寒冷的冬天里泡一泡温泉,不仅可以消除疲劳,还可扩张血管,促进血液循环,加速人体新陈代谢。假设水温恒定,则温泉中正在缓慢上升的气泡()

A.压强增大,体积减小,吸收热量

B.压强增大,体积减小,放出热量

C.压强减小,体积增大,吸收热量

D.压强减小,体积增大,放出热量

答案C

解析温泉中正在缓慢上升的气泡,压强减小,由理想气体状态方程pVT

3.(多选)

一定质量的理想气体从状态A经过状态B变化到状态C,其V-T图像如图所示。下列说法正确的有()

A.A→B的过程中,气体对外界做功

B.A→B的过程中,气体放出热量

C.B→C的过程中,气体压强不变

D.A→B→C的过程中,气体内能增加

答案BC

解析由V-T图像知,从A到B的过程中,气体被等温压缩,外界对气体做正功,气体的内能不变。由热力学第一定律知,气体放出热量,A错误,B正确;从B到C的过程中气体做等压变化,温度降低,气体内能减少,故C正确,D错误。

4.(多选)一定质量的理想气体由状态Ⅰ(p1,V1,T1)被压缩至状态Ⅱ(p2,V2,T2),已知T2T1,则该过程中 ()

A.气体的内能一定是增加的

B.气体可能向外界放热

C.气体一定从外界吸收热量

D.外界对气体做正功

答案ABD

解析理想气体分子势能忽略不计,因此温度升高时,气体的内能增加,故A正确;压缩气体,外界对气体做正功,故D正确;由于不能确定外界对气体做功的多少,因此气体可能吸热,也可能放热,故B正确,C错误。

5.(多选)如图,一定质量的理想气体从状态a开始,经历过程①②③④到达状态e。对此气体,下列说法正确的是()

A.过程①中气体的压强逐渐减小

B.过程②中气体对外界做正功

C.过程④中气体从外界吸收了热量

D.状态c、d的内能相等

答案BD

解析过程①中,气体由a到b,体积V不变,T升高,则压强增大,A项错误;过程②中,气体由b到c,体积V变大,对外界做正功,B项正确;过程④中,气体由d到e,温度T降低,内能ΔU减小,体积V不变,气体不做功,根据热力学第一定律ΔU=Q+W得Q0,即气体放出热量,C项错误;状态c、d温度相同,所以内能相等,D项正确。

6.(多选)一定质量的理想气体,经历如图所示的循环,该过程每个状态视为平衡态,各状态参数如图所示,已知a状态的体积为2.0×10-3m3,则下列说法正确的是 ()

A.各状态气体体积Va=VbVc=Vd

B.b→c过程中,气体吸热

C.c→d过程中,气体内能增加

D.d→a过程中,外界对气体做功200J

答案BD

解析根据pVT=C可知过原点的直线为等容线,且斜率越大的等容线对应的气体的体积越小,由题图可知Va=VbVc=Vd,选项A项错误;b→c过程中,气体的体积变大,对外做功,温度升高,内能增加,根据热力学第一定律可知气体吸热,选项B正确;c→d过程中,气体温度降低,则气体内能减小,选项C错误;d→a过程中,气体体积减小,Vd=Vc,根据理想气体状态方程可知1.0×105×2.0×10-3200m3=2.0×10

7.用于消毒的喷壶示意图如图甲所示。储气室内气体可视为理想气体,在喷液过程中储气室内温度保持不变,气体的p-V图像如图乙所示,A、B是双曲线上的两点。下列说法正确的是()

A.气体在状态A的内能一定大于在状态B的内能

B.气体从状态A变化到状态B的过程中,气体吸收的热量大于气体对外做的功

C.图中△OAC和△OBD的面积一定相等

D.气体从状态A变化到状态B的过程中,气体分子单位时间内对器壁单位面积上的碰撞次数不变

答案C

解析喷液过程,气体的温度不变,则内能不变,选项A错误;从A到B过程,气体的体积增大,气体对外做功,又内能不变,则气体吸收的热量等于气体对外做的功,选项B错误;根据玻意耳定律可知pV=C,即p-V图像上各点的横纵坐标的乘积相等,