单选题 (共 3 题 ),每题只有一个选项正确
一定质量的理想气体在某一过程中,外界对气体做功 $7.0 \times 10^4 \mathrm{~J}$ ,气体内能减少 $1.3 \times 10^5 \mathrm{~J}$ ,则此过程
$\text{A.}$ 气体从外界吸收热量 $2.0 \times 10^5 \mathrm{~J}$
$\text{B.}$ 气体向外界放出热量 $2.0 \times 10^5 \mathrm{~J}$
$\text{C.}$ 气体从外界吸收热量 $6.0 \times 10^4 \mathrm{~J}$
$\text{D.}$ 气体向外界放出热量 $6.0 \times 10^4 \mathrm{~J}$
下列说法正确的是
$\text{A.}$ 物体放出热量,其内能一定减小
$\text{B.}$ 物体对外做功,其内能一定减小
$\text{C.}$ 物体吸收热量,同时对外做功,其内能可能增加
$\text{D.}$ 物体放出热量,同时对外做功,其内能可能不变
某汽车后备箱内安装有撑起箱盖的装置,它主要由汽缸和活塞组成。开箱时,密闭于汽缸内的压缩气体膨胀,将箱盖顶起,如图所示,在此过程中,若缸内气体与外界无热交换,忽略气体分子间的相互作用,则缸内气体
$\text{A.}$ 对外做正功,分子的平均动能减小
$\text{B.}$ 对外做正功,内能增大
$\text{C.}$ 对外做负功,分子的平均动能增大
$\text{D.}$ 对外做负功,内能减小
多选题 (共 3 题 ),每题有多个选项正确
关于热力学定律,下列说法正确的是
$\text{A.}$ 为了增加物体的内能,必须对物体做功或向它传递热量
$\text{B.}$ 对某物体做功,必定会使该物体的内能增加
$\text{C.}$ 可以从单一热源吸收热量,使之完全变为功
$\text{D.}$ 不可能使热量从低温物体传向高温物体
关于永动机和热力学定律的讨论,下列叙述正确的是
$\text{A.}$ 第二类永动机违反能量守恒定律
$\text{B.}$ 如果物体从外界吸收了能量,则物体的内能一定增加
$\text{C.}$ 保持气体的质量和体积不变,当温度升高时,每秒撞击单位面积器壁的气体分子数增多
$\text{D.}$ 做功和热传递都可以改变物体的内能,但从能量转化或转移的观点来看,这两种改变方式是有区别的
关于热力学定律,下列说法正确的是( )
$\text{A.}$ 气体吸热后温度一定升高
$\text{B.}$ 对气体做功可以改变其内能
$\text{C.}$ 理想气体等压膨胀过程一定放热
$\text{D.}$ 热量不可能自发地从低温物体传到高温物体
填空题 (共 5 题 ),请把答案直接填写在答题纸上
如图,用带孔橡皮塞把塑料瓶口塞住,向瓶内迅速打气,在瓶塞弹出前,外界对气体做功 15 J ,橡皮塞的质量为 20 g ,橡皮塞被弹出的速度为 $10 \mathrm{~m} / \mathrm{s}$ ,若橡皮塞增加的动能占气体对外做功的 $10 \%$ ,瓶内的气体作为理想气体,则瓶内气体的内能变化量为 $\_\_\_\_$ J ,瓶内气体的温度 $\_\_\_\_$ (填"升高"或"降低")。
如图所示的 $p-V$ 图象中,一定质量的理想气体由状态 $A$ 经过 $A C B$ 过程至状态 $B$ ,气体对外做功 280 J ,吸收热量 410 J ;气体又从状态 $B$ 经 $B D A$ 过程回到状态 $A$ ,这一过程中外界对气体做功 200 J .则:
(1)$A C B$ 过程中气体的内能是增加还是减少?变化量是多少?
(2)$B D A$ 过程中气体是吸热还是放热?吸收或放出的热量是多少?
如图所示,一坚直放置、内壁光滑的汽缸内用不计质量的活塞封闭有一定质量的理想气体,开始时活塞距汽缸底部的高度为 $h_1=0.5 \mathrm{~m}$ ,给汽缸加热,活塞缓慢上升到距离汽缸底部 $h_2=0.8 \mathrm{~m}$处.
(1)若封闭气体在加热前的温度为 $27{ }^{\circ} \mathrm{C}$ ,试计算在此过程中气体温度的变化量 $\Delta t$ ;
(2)若在此过程中汽缸内的气体吸收了 450 J 的热量,试计算在此过程中汽缸内封闭气体增加的内能 $\Delta U$ .(已知活塞的横截面积 $S=5.0 \times 10^{-3} \mathrm{~m}^2$ ,大气压强 $p_0=1.0 \times 10^5 \mathrm{~Pa}$ .)
如图所示,一定质量的理想气体由状态 $a$ 沿 $a \rightarrow b \rightarrow c$ 变化到状态 $c$ 时,吸收了 340 J的热量,并对外做功 120 J .若该气体由状态 $a$ 沿 $a \rightarrow d \rightarrow c$ 变化到状态 $c$ 时,对外做功 40 J ,则这一过程中气体 $\_\_\_\_$ (填"吸收"或"放出") $\_\_\_\_$ J 热量.
(1)在高原地区烧水需要使用高压锅.水烧开后,锅内水面上方充满饱和汽.停止加热,高压锅在密封状态下缓慢冷却.在冷却过程中,锅内水蒸气的变化情况为 $\_\_\_\_$ .
A.压强变小
B.压强不变
C.一直是饱和汽
D.变为未饱和汽
(2)如图甲所示,在斯特林循环的 $p-V$ 图象中,一定质量理想气体从状态 $A$ 依次经过状态 $B 、 C$和 $D$ 后再回到状态 $A$ ,整个过程由两个等温和两个等容过程组成。 $B \rightarrow C$ 的过程中,单位体积中的气体分子数目 $\_\_\_\_$ (选填"增大"、"减小"或"不变").状态 $A$ 和状态 $D$ 的气体分子热运动速率的统计分布图象如图乙所示,则状态 $A$ 对应的是 $\_\_\_\_$ (选填"(1)"或"(2)").
(3)如图甲所示,在 $A \rightarrow B$ 和 $D \rightarrow A$ 的过程中,气体放出的热量分别为 4 J 和 20 J .在 $B \rightarrow C$ 和 $C \rightarrow D$的过程中,气体吸收的热量分别为 20 J 和 12 J .求气体完成一次循环对外界所做的功.
解答题 (共 5 题 ),解答过程应写出必要的文字说明、证明过程或演算步骤
如图所示,圆柱形容器内用活塞封闭一定质量的理想气体,已知容器横截面积为 $S$ ,活塞重为 $G$ ,大气压强为 $p_0$ .若活塞固定,封闭气体温度升高 $1{ }^{\circ} \mathrm{C}$ ,需吸收的热量为 $Q_1$ .若活塞不固定,仍使封闭气体温度升高 $1^{\circ} \mathrm{C}$ ,需吸收的热量为 $Q_2$ .不计一切摩擦,在活塞可自由移动时,封闭气体温度升高 $1{ }^{\circ} \mathrm{C}$ ,活塞上升的高度 $h$ 应为多少?
一定量的理想气体从状态a开始,经历等温或等压过程ab、bc、cd、da回到原状态,其p-T图象如图所示,其中对角线ac的延长线过原点O.下列判断正确的是
A.气体在 $a 、 c$ 两状态的体积相等
B.气体在状态 $a$ 时的内能大于它在状态 $c$ 时的内能
C.在过程 $c d$ 中气体向外界放出的热量大于外界对气体做的功
D.在过程 $d a$ 中气体从外界吸收的热量小于气体对外界做的功
E.在过程 $b c$ 中外界对气体做的功等于在过程 $d a$ 中气体对外界做的功
如图所示,一定质量的理想气体经过一系列变化过程,下列说法中不正确的是( )
A.b→c过程中,气体压强不变,体积增大
B.a→b过程中,气体体积增大,压强减小
C.c→a过程中,气体压强增大,体积变小
D.c→a过程中,气体内能增大,体积变小
E.c→a过程中,气体从外界吸热,内能增加
将如图所示的装置的右端部分汽缸 $B$ 置于温度始终保持不变的环境中,绝热汽缸 $A$ 和导热汽缸 $B$ 均固定在地面上,由刚性杆连接的绝热活塞与两汽缸间均无摩擦,开始时两形状相同的长方体汽缸内装有理想气体,压强均为 $p_0$ 、体积均为 $V_0$ 、温度均为 $T_0$ ,缓慢加热 $A$ 中气体,使汽缸 $A$ 中气体的温度升高到 $1.5 T_0$ ,稳定后,求:
(1)汽缸 $A$ 中气体的压强 $P_A$ 以及汽缸 $B$ 中气体的体积 $V_B$ ;
(2)此过程中 $B$ 中气体吸热还是放热?试分析说明.
某同学利用废旧物品制作了一个简易气温计:在一个空葡萄酒瓶中插入一根两端开口的玻璃管,玻璃管内有一段长度可忽略的水银柱,瓶口处用蜡密封,将酒瓶水平放置,如图所示.已知该酒瓶容积为 $480 \mathrm{~cm}^3$ ,玻璃管内部横截面积为 $0.4 \mathrm{~cm}^2$ ,瓶口外的有效长度为 48 cm .当气温为 $7{ }^{\circ} \mathrm{C}$ 时,水银柱刚好处在瓶口位置。
(1)求该气温计能够测量的最高气温;
(2)假设水银柱从瓶口处缓慢移动到最右端的过程中,密封气体从外界吸收了 3 J 热量,则在这一过程中该气体的内能变化了多少?(已知大气压强 $p_0=1.0 \times 10^5 \mathrm{~Pa}$ )