1、第十章 第三节 基础夯实 一、选择题(13题为单选题，45题为多选题)1第一类永动机是不可能制成的，这是因为(C)A不符合机械能守恒定律B做功产生的热量不符合热功当量C违背了热力学第一定律D找不到合适的材料和合理的设计方案解析：第一类永动机违背了热力学第一定律，所以是不可能制成的。故选项C正确。2在一个与外界没有热交换的房间内打开冰箱门，冰箱正常工作，过一段时间房间内的温度将(B)A降低B升高C不变D无法确定解析：取房间内气体及电冰箱(有散热装置)为系统，外界消耗电能，对系统做功，系统总内能增加。3.如图所示，某同学将空的薄金属筒开口向下压入水中。设水温均匀且恒定，筒内空气无泄漏，不计气体分子
2、间相互作用，则被淹没的金属筒在缓慢下降过程中，筒内空气体积减小(C)A从外界吸热B内能增大C向外界放热D内能减小解析：金属筒缓慢下降过程中，外界对筒内气体做功，而筒与水有热交换、水温恒定，所以筒内空气要向外界放热，温度保持不变，从而内能不变。4据报报道：天津一小男孩睡觉时，将压在臀部下面的打火机焐炸，丁烷气体外泄，致使屁股局部速冻成伤。请你运用学过的热学知识判断下列说法正确的是(ABD)A焐炸是因为打火机内丁烷液体变热汽化，体积增加，压强增大而爆炸B焐炸的过程符合热力学第一定律C报关于局部速冻成伤的报道不符合科学道理D爆炸后，丁烷外泄并迅速汽化吸热，由于吸热速度快而使屁股局部速冻成伤解析：丁烷
3、液体变热汽化，体积增加，压强增大而爆炸，由于吸热速度快而使屁股局部速冻成伤。5.如图所示，一定质量的理想气体由a状态变化到b状态，下列说法正确的有(BD)A外界对气体做功B气体对外界做功C气体向外界放热D气体从外界吸热解析：由图可看出从a到b气体体积增大温度升高，内能增大，气体对外界做功，气体从外界吸收热量，故选BD。二、非选择题6.(2017江苏省盐城市高二下学期期末)一定质量的理想气体由状态a沿abc变化到状态c，吸收了340 J的热量，并对外做功120 J。若该气体由状态a沿adc变化到状态c时，对外做功40 J，则这一过程中气体_吸收_(填“吸收”或“放出”)_260_ J热量。解析：
4、对该理想气体由状态a沿abc变化到状态c，由热力学第一定律可得：UQW340120 J220 J，即从a状态到c状态，理想气体的内能增加了220 J；若该气体由状态a沿adc变化到状态c时，对外做功40 J，此过程理想气体的内能增加还是220 J，所以可以判定此过程是吸收热量，再根据热力学第一定律可得：UQW，得QUW22040 J260 J。7.喷雾器内有10 L水，上部封闭有1 atm的空气2 L。关闭喷雾阀门，用打气筒向喷雾器内再充入1 atm的空气3 L(设外界环境温度一定，空气可看作理想气体)。(1)当水面上方气体温度与外界温度相等时，求气体压强，并从微观上解释气体压强变化的原因。(
5、2)打开喷雾阀门，喷雾过程中封闭气体可以看成等温膨胀，此过程气体是吸热还是放热？简要说明理由。答案：(1)2.5 atm(2)吸热解析：(1)设气体初态压强为p1，体积为V1；末态压强为p2，体积为V2，由玻意耳定律p1V1p2V2代入数据得p22.5 atm微观解释：温度不变，分子平均动能不变，单位体积内分子数增加，所以压强增加。(2)吸热。气体对外做功而内能不变，根据热力学第一定律可知气体吸热。 能力提升 一、选择题(1、2题为单选题，3题为多选题)1(2016海南省海南中学高二下学期期中)如图，一定质量的理想气体，由状态a经过ab过程到达状态b或者经过ac过程到达状态c。设气体在状态b和
6、状态c的温度分别为Tb和Tc，在过程ab和ac中吸收的热量分别为Qab和Qac。则(C)ATbTc，QabQacBTbTc，QabQacCTbTc，QabQacDTbTc，QabQac解析：根据热力学定律C，可知b、c状态的温度相等，又因为ab过程中，体积变大，气体对外做功，所以吸收的热量比ac过程的多，故C项正确。综上所述，本题正确答案为C。2如图所示，有一导热性良好的气缸放在水平面上，活塞与气缸壁间的摩擦不计，气缸内用一定质量的活塞封闭了一定质量的气体，忽略气体分子间的相互作用(即分子势能视为零)，忽略环境温度的变化，现缓慢推倒气缸，在此过程中(A)A气体吸收热量，内能不变B气缸内分子的平
7、均动能增大C单位时间内撞击气缸壁单位面积上的分子数增多D气缸内分子撞击气缸壁的平均作用力增大解析：由题图可知，该过程气体对外做功，由于忽略环境温度变化，温度不变，内能不变，由热力学第一定律可知，气体吸收热量，内能不变。A正确。3(2019河北省邢台市一中高二下学期检测)如图，用隔板将一绝热汽缸分成两部分，隔板左侧充有理想气体，隔板右侧与绝热活塞之间是真空。现将隔板抽开，气体会自发扩散至整个汽缸。待气体达到稳定后，缓慢推压活塞，将气体压回到原来的体积。假设整个系统不漏气。下列说法正确的是(AB)A气体自发扩散前后内能相同B气体在被压缩的过程中内能增大C在自发扩散过程中，气体对外界做功D气体在被压
8、缩的过程中，气体分子的平均动能不变解析：抽开隔板，气体自发扩散过程中，气体对外界不做功，与外界没有热交换，因此气体的内能不变，A项正确，C项错误；由于气体与外界没有热交换，根据热力学第一定律可知，气体在被压缩的过程中内能增大，因此气体的温度升高，气体分子的平均动能增大，B项正确，D项错误。二、非选择题4如图所示为一定质量理想气体的pV图象，气体状态由A经B到C的变化过程中，气体吸收了420 J热量，对外做功400 J。已知状态A的温度为300 K。求气体：(1)内能改变的数值；(2)状态C的温度TC。答案：(1)增加20 J(2)240 K解析：(1)由热力学第一定律UQW420 J400 J
9、解得U20 JU为正，则气体内能增加(2)由理想气体状态方程：解得状态C的温度：TC240 K5.爆米花酥脆可口、老少皆宜，是许多人喜爱的休闲零食。如图为高压爆米花的装置原理图，玉米在铁质的密闭容器内被加热，封闭气体被加热成高温高压气体，当打开容器盖后，“砰”的一声气体迅速膨胀，压强急剧减小，玉米粒就“爆炸”成了爆米花。设当地温度为t127 ，大气压为p0，已知密闭容器打开前的气体压强达到4p0。试分析：(1)将容器内的气体看作理想气体，求容器内气体的温度。(2)假定在一次打开的过程中，容器内气体膨胀对外界做功15 kJ，并向外释放了20 kJ的热量，容器内原有气体的内能如何变化？变化了多少？
10、答案：(1)927 (2)减少35 kJ解析：(1)根据查理定律：p1p0，T1300 K，p24p0。解得：T21 200 K，则t2927 。(2)由热力学第一定律UQW得U20 kJ15 kJ35 kJ，故内能减少35 kJ。6.(2018广东深圳市南山区高三教学质量检测)绝热气缸倒扣在水平地面上，缸内装有一电热丝，缸内有一光滑的绝热活塞，封闭一定质量的理想气体，活塞下吊着一重为G的重物，活塞重为G0，活塞的截面积为S，开始时封闭气柱的高为h，气体的温度为T1，大气压强为p0。现给电热丝缓慢加热，若气体吸收热量Q时，活塞下降了h，求：(1)气体的温度升高多少；(2)气体的内能增加多少？答案：(1)T1(2)Q(GG0)hp0Sh解析：气体初状态的参量为：V1hS，T1；气体末状态参量为：V22hS，T2气体发生等压变化，由盖吕萨克定律得：解得：T22T1，故气体的温度升高TT2T1T1封闭气体的压强为：pp0加热过程气体对外做功为：WFSpSh(p0SGG0)h由热力学第一定律得：UWQQ(GG0)hp0Sh
