高中物理热力学第一定律简答题

如图l所示，导热性能良好的气缸放置在水平平台上，活塞质量为10 kg，横截面积50 cm²，厚度l cm，气缸全长25 cm，气缸质量20 kg，大气压强为1×10⁵Pa，当温度为17℃时，活塞封闭的气柱长10 cm。现在用一条细绳一端连接在活塞上，另一端通过两个光滑的定滑轮后连接在一个小桶上，如图2所示。开始时活塞静止。现不断向小桶中添加细沙，使活塞缓慢向上移动（g取l0m／s²）

①通过计算判断气缸能否离开台面。
②活塞缓慢向上移动过程中，气缸内气体是________（填“吸热”或放热“），气体的内能__________（填“增加”或“减少”或“不变”）

(1)下列现象中,能说明液体存在表面张力的有 _________.
(A) 水黾可以停在水面上
(B) 叶面上的露珠呈球形
(C) 滴入水中的红墨水很快散开
(D) 悬浮在水中的花粉做无规则运动
(2)密闭在钢瓶中的理想气体,温度升高时压强增大. 从分子动理论的角度分析,这是由于
分子热运动的 _________增大了. 该气体在温度T₁、T₂时的分子速率分布图象如下图所示,则T₁ _________(选填“大于”或“小于”)T₂.

(3)如下图所示,一定质量的理想气体从状态A 经等压过程到状态B. 此过程中,气
体压强p =1.0*10⁵ Pa,吸收的热量Q =7.0*10²J,求此过程中气体内能的增量.

（1）下列关于热现象的描述正确的是（     ）
a.根据热力学定律，热机的效率可以达到100%
b.做功和热传递都是通过能量转化的方式改变系统内能的
c.温度是描述热运动的物理量，一个系统与另一个系统达到热平衡时两系统温度相同
d.物体由大量分子组成，其单个分子的运动是无规则的，大量分子的运动也是无规律的
（2）我国“蛟龙”号深海探测船载人下潜超七千米，再创载人深潜新纪录。在某次深潜实验中，“蛟龙”号探测到990m深处的海水温度为280K。某同学利用该数据来研究气体状态随海水温度的变化，如图所示，导热性良好的气缸内封闭一定质量的气体，不计活塞的质量和摩擦，气缸所处海平面的温度T_o=300K，压强P₀="1" atm，封闭气体的体积V_o=3m²。如果将该气缸下潜至990m深处，此过程中封闭气体可视为理想气体。

①求990m深处封闭气体的体积（1 atm相当于10m深的海水产生的压强）。
②下潜过程中封闭气体___________(填“吸热”或“放热”)，传递的热量__________（填“大于”或“小于”）外界对气体所做的功。

如图所示,一定质量的理想气体从状态A 依次经过状态B、C 和D 后再回到状态A. 其中,A®B 和C®D 为等温过程,B®C 和D®A 为绝热过程(气体与外界无热量交换). 这就是著名的“卡诺循环”.
(1)该循环过程中,下列说法正确的是_______.
(A)A®B 过程中,外界对气体做功
(B)B®C 过程中,气体分子的平均动能增大
(C)C®D 过程中,单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增多
(D)D®A 过程中,气体分子的速率分布曲线不发生变化
(2)该循环过程中,内能减小的过程是_______ (选填“A ®B”、“B ®C”、“C ®D”或“D®A”). 若气体在A®B 过程中吸收63 kJ 的热量,在C®D 过程中放出38 kJ 的热量,则气体完成一次循环对外做的功为_______kJ.
(3)若该循环过程中的气体为1 mol,气体在A 状态时的体积为10 L,在B 状态时压强为A状态时的. 求气体在B状态时单位体积内的分子数. ( 已知阿伏加德罗常数,计算结果保留一位有效数字)

[选修3-3]
（1）如图所示，一圆柱气缸直立于水平地面上，用横截面积为S、质量为m的活塞封闭了一定质量的理想气体，活塞处于静止状态，现通过气缸底部的电热丝给气体加热，活塞缓慢上升，则封闭气体        ；

A．状态变化是等压变化	B．内能不断减小
C．分子的平均动能不断增大	D．分子作用力是斥力

（2）在（1）的情况下，设电热丝电阻为R，通电电流为I，加热t时间后，活塞上升了h高度，同时气体向外传热Q，大气压强为p₀，此过程中气体对外做功为         ，气体内能变化为                    ；
（3）在“用油膜法测定分子的直径大小”的实验中，取1ml的油酸溶入1000ml的酒精中，再用滴管取1ml的油酸酒精溶液，测得共有99滴，然后让一滴溶液滴到表面撒有痱子粉的装水浅盘中，待油膜稳定后，测得油膜面积为253cm²，将油酸分子看成立方体模型，求：（保留一位有效数字）
①油酸分子直径d的大小；
②一滴溶液中所含的油酸分子数N。

某次科学实验中，从高温环境中取出一个如图所示的圆柱形导热气缸，把它放在大气压强为P₀=1atm、温度为t₀=27^oC的环境中自然冷却。该气缸内壁光滑，容积为V=1m³，开口端有一厚度可忽略的活塞。开始时，气缸内密封有温度为t=447^oC、压强为P=1．2atm的理想气体，将气缸开口向右固定在水平面上，假设气缸内气体的所有变化过程都是缓慢的。求：
①活塞刚要向左移动时，气缸内气体的温度t₁；
②最终气缸内气体的体积V₁；
③在整个过程中，气缸内气体对外界       （填“做正功”“做负功”或“不做功”），气缸内气体放出的热量          （填“大于”“等于”或“小于”）气体内能的减少量。

【物理一选修3-3】
（1）下列说法正确的是          。（选对一个给3分，选对两个给4分，选对3个给6分。每选错一个扣3分，最低得分为0分）

A．空气相对湿度越大时，空气中水蒸气压强越接近饱和气压，水蒸发越慢

B．温度高的物体分子平均动能一定大，内能也一定大

C．气体压强的大小跟气体分子的平均动能、分子的密集程度有关

D．生产半导体器件时，需要在纯净的半导体材料中掺入其他元素，可以在高温条件下利用分子的扩散来完成

E．功转变为热的实际宏观过程是可逆过程
（2）一定质量的理想气体体积V与热力学温度T的关系图象如图所示，气体在状态A时的压强p₀=1.0×10⁵ Pa，线段AB与V轴平行。

①求状态B时的压强为多大？  
②气体从状态A变化到状态B过程中，对外界做的功为10 J，求该过程中气体吸收的热量为多少？

[选修3-3]
如图所示，一定质量的理想气体从状态a依次经过状态b、c和d后再回到状态a。已知a、c的连线平行于横轴，b、d连线垂直于横轴。

（1）对于该气体的状态变化过程，下列说法正确的是             。

A．状态b的压强大于状态c的压强

B．从状态a到状态b，气体分子的平均动能逐渐减小

C．从状态c到状态d，气体的体积减小，内能增大

D．从状态d到状态a，气体对外界做功

（2）从状态b到状态c，气体      （选填“吸收”或“放出”）热量；若在从状态b到状态d的过程中，气体对外做功40kJ，那么气体在该过程中吸收的热量为      kJ。
（3）空调在制冷过程中，室内空气中的水蒸气接触蒸发器（铜管）液化成水，经排水管排走，空气中水份越来越少，人会感觉干燥。某空调工作一段时间后，排出液化水的体积V=1.0×10³ cm³。已知水的密度=1.0×10³ kg/m³、摩尔质量M=1.8×10^-2 kg/mol，阿伏伽德罗常数N_A=6.0×10²³mol^-1。试求该液化水中含有水分子的总数N。（结果保留一位有效数字）

如图所示，一定质量的理想气体从状态A依次经过状态B、C和D后再回到状态A.其中，A→B和C→D为等温过程，B→C和D→A为绝热过程(气体与外界无热量交换)．这就是著名的“卡诺循环”．

(1)该循环过程中，下列说法正确的是________
A．A→B过程中，外界对气体做功
B．B→C过程中，气体分子的平均动能增大
C．C→D过程中，单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增多
D．D→A过程中，气体分子的速率分布曲线不发生变化
(2)该循环过程中，内能减小的过程是________(选填“A→B”“B→C”“C→D”或“D→A”)．若气体在A→B过程中吸收63 kJ的热量，在C→D过程中放出38 kJ的热量，则气体完成一次循环对外做的功为________kJ.
(3)若该循环过程中的气体为1 mol，气体在A状态时的体积为10 L，在B状态时压强为A状态时的.求气体在B状态时单位体积内的分子数．(已知阿伏加德罗常数N_A＝6.0×10²³ mol^－1，计算结果保留一位有效数字)

(1)从分子动理论的角度看，对一定质量的理想气体，下列说法正确的是________．

A．若保持体积不变而温度升高，则压强一定增大

B．若保持压强不变而体积减小，则温度一定升高

C．若将该气体密闭在绝热容器里，则压缩气体时气体的温度一定升高

D．可以在体积、温度、压强这三个物理量中只改变一个

(2)如图所示，内壁光滑的汽缸竖直放置在水平桌面上，汽缸内封闭一定质量的气体，在活塞从A运动到B的过程中，气体吸收热量280 J，并对外做功120 J，气体的内能________(填“增加”或“减少”)了________J；若活塞在外力作用下从B返回到A，且返回A时温度与原来在A处的温度相同，此过程气体放出热量240 J，那么在返回的过程中________(填“气体对外”或“外界对气体”)做功________ J.

(3)某气体的摩尔质量为M、密度为ρ，用N_A表示阿伏加德罗常数，求该气体分子间的平均距离．