高中一輪復(fù)習(xí)物理課時(shí)檢測(cè)（六十八）氣體實(shí)驗(yàn)定律和熱力學(xué)定律（重點(diǎn)突破課）

課時(shí)檢測(cè)(六十八)氣體實(shí)驗(yàn)定律和熱力學(xué)定律(重點(diǎn)突破課)一、選擇題1．(2018·淄博、萊蕪模擬)健身球是一個(gè)充滿氣體的大皮球，現(xiàn)把健身球放在水平地面上。若在人壓向健身球的過(guò)程中球內(nèi)氣體溫度保持不變，則()A．氣體分子的平均動(dòng)能增大B．氣體的密度增大C．氣體的內(nèi)能增大D．外界對(duì)氣體做功解析：選BD在人壓向健身球的過(guò)程中，外界對(duì)球做功，氣體所占的體積減小，故氣體的密度增大；氣體溫度不變，故氣體分子的平均動(dòng)能不變；由于外界對(duì)氣體做功，但氣體溫度不變，故內(nèi)能不變，由熱力學(xué)第一定律可知，氣體對(duì)外放熱；故A、C項(xiàng)錯(cuò)誤，B、D項(xiàng)正確。2．(2015·北京高考)下列說(shuō)法正確的是()A．物體放出熱量，其內(nèi)能一定減小B．物體對(duì)外做功，其內(nèi)能一定減小C．物體吸收熱量，同時(shí)對(duì)外做功，其內(nèi)能可能增加D．物體放出熱量，同時(shí)對(duì)外做功，其內(nèi)能可能不變解析：選C根據(jù)熱力學(xué)第一定律(公式ΔU＝Q＋W)可知，做功和熱傳遞都可以改變物體的內(nèi)能，當(dāng)外界對(duì)物體做的功大于物體放出的熱量或物體吸收的熱量大于物體對(duì)外做的功時(shí)，物體的內(nèi)能增加，選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤，C正確；物體放出熱量同時(shí)對(duì)外做功，則Q＋W<0，內(nèi)能減小，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。3．(2018·福州質(zhì)檢)如圖是某噴水壺示意圖。未噴水時(shí)閥門K閉合，壓下壓桿A可向瓶?jī)?nèi)儲(chǔ)氣室充氣；多次充氣后按下按柄B打開(kāi)閥門K，水會(huì)自動(dòng)經(jīng)導(dǎo)管從噴嘴處噴出。儲(chǔ)氣室內(nèi)氣體可視為理想氣體，充氣和噴水過(guò)程溫度保持不變，則()A．充氣過(guò)程中，儲(chǔ)氣室內(nèi)氣體內(nèi)能增大B．充氣過(guò)程中，儲(chǔ)氣室內(nèi)氣體分子平均動(dòng)能增大C．噴水過(guò)程中，儲(chǔ)氣室內(nèi)氣體放熱D．噴水過(guò)程中，儲(chǔ)氣室內(nèi)氣體壓強(qiáng)增大解析：選A充氣過(guò)程中，儲(chǔ)氣室內(nèi)氣體的質(zhì)量增加，氣體的溫度不變，故氣體的平均動(dòng)能不變，氣體內(nèi)能增大，選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤；噴水過(guò)程中，氣體對(duì)外做功，體積增大，而氣體溫度不變，則氣體吸熱，氣體壓強(qiáng)減小，選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤。4．(2014·福建高考)圖為一定質(zhì)量理想氣體的壓強(qiáng)p與體積V關(guān)系圖像，它由狀態(tài)A經(jīng)等容過(guò)程到狀態(tài)B，再經(jīng)等壓過(guò)程到狀態(tài)C。設(shè)A、B、C狀態(tài)對(duì)應(yīng)的溫度分別為TA、TB、TC，則下列關(guān)系式中正確的是()A．TA＜TB，TB＜TC B．TA＞TB，TB＝TCC．TA＞TB，TB＜TC D．TA＝TB，TB＞TC解析：選C由狀態(tài)A到狀態(tài)B過(guò)程中，氣體體積不變，由查理定律可知，隨壓強(qiáng)減小，溫度降低，故TA＞TB，A、D項(xiàng)錯(cuò)；由狀態(tài)B到狀態(tài)C過(guò)程中，氣體壓強(qiáng)不變，由蓋—呂薩克定律可知，隨體積增大，溫度升高，即TB＜TC，B項(xiàng)錯(cuò)，C項(xiàng)對(duì)。5．(2018·廣東模擬)如圖所示為一定質(zhì)量理想氣體的體積V與溫度T的關(guān)系圖像，它由狀態(tài)A經(jīng)等溫過(guò)程到狀態(tài)B，再經(jīng)等容過(guò)程到狀態(tài)C。設(shè)A、B、C狀態(tài)對(duì)應(yīng)的壓強(qiáng)分別為pA、pB、pC，則下列關(guān)系式中正確的是()A．pA＜pB，pB＜pC B．pA＞pB，pB＝pCC．pA＞pB，pB＜pC D．pA＝pB，pB＞pC解析：選A由eq\f(pV,T)＝常量得：A到B過(guò)程，T不變，體積減小，所以pA＜pB，B到C過(guò)程，V不變，溫度升高，則pB＜pC，所以A正確。6．如圖所示，U形汽缸固定在水平地面上，用重力不計(jì)的活塞封閉著一定質(zhì)量的氣體，已知汽缸不漏氣，活塞移動(dòng)過(guò)程中與汽缸內(nèi)壁無(wú)摩擦。初始時(shí)，外界大氣壓強(qiáng)為p0，活塞緊壓小擋板?，F(xiàn)緩慢升高汽缸內(nèi)氣體的溫度，則選項(xiàng)圖中能正確反映汽缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)p隨熱力學(xué)溫度T變化的是()解析：選B當(dāng)緩慢升高汽缸內(nèi)氣體溫度時(shí)，氣體發(fā)生等容變化，根據(jù)查理定律可知，缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)p與汽缸內(nèi)氣體的熱力學(xué)溫度T成正比，在pT圖像中，圖線是過(guò)原點(diǎn)的傾斜的直線；當(dāng)活塞開(kāi)始離開(kāi)小擋板時(shí)，缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)p等于外界的大氣壓p0，氣體發(fā)生等壓膨脹，在pT圖像中，圖線是平行于T軸的直線，B項(xiàng)正確。二、非選擇題7．(2018·淮海中學(xué)模擬)如圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體被活塞密封在一容器中，活塞與容器壁間無(wú)摩擦。當(dāng)氣體的溫度升高時(shí)，氣體體積________(選填“增大”“減小”或“不變”)，從微觀角度看，產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因是_______________。解析：由題意知，氣體等壓變化，氣體壓強(qiáng)大小一定，當(dāng)氣體溫度升高時(shí)，氣體分子的平均動(dòng)能增大，從而引起單位體積內(nèi)分子數(shù)減小，氣體的體積增大。答案：增大見(jiàn)解析8．(2018·鹽城一模)帶有活塞的汽缸中封有一定質(zhì)量的理想氣體，缸內(nèi)氣體從狀態(tài)A變化到狀態(tài)B，如圖所示。此過(guò)程中，汽缸單位面積上所受氣體分子撞擊的作用力________(選填“變大”“不變”或“減小”)，缸內(nèi)氣體________(選填“吸收”或“放出”)熱量。解析：由題圖可知，缸內(nèi)氣體從狀態(tài)A變化到狀態(tài)B，為等壓變化，故汽缸單位面積上所受氣體分子撞擊的作用力不變，理想氣體對(duì)外做功的同時(shí)，溫度升高，分子的平均動(dòng)能增大，即內(nèi)能增大，根據(jù)熱力學(xué)第一定律ΔU＝W＋Q可知：ΔU＞0，W<0，所以Q＞0，即氣體吸收熱量。答案：不變吸收9．“拔火罐”是一種中醫(yī)療法，為了探究“火罐”的“吸力”，某人設(shè)計(jì)了如圖所示實(shí)驗(yàn)。圓柱狀汽缸(橫截面積為S)被固定在鐵架臺(tái)上，輕質(zhì)活塞通過(guò)細(xì)線與重物m相連，將一團(tuán)燃燒的輕質(zhì)酒精棉球從缸底的開(kāi)關(guān)K處扔到汽缸內(nèi)，酒精棉球熄滅時(shí)(設(shè)此時(shí)缸內(nèi)溫度為t℃)密閉開(kāi)關(guān)K，此時(shí)活塞下的細(xì)線剛好拉直且拉力為零，而這時(shí)活塞距缸底為L(zhǎng)。由于汽缸傳熱良好，重物被吸起，最后重物穩(wěn)定在距地面eq\f(L,10)處。已知環(huán)境溫度為27℃不變，eq\f(mg,S)與eq\f(1,6)大氣壓強(qiáng)相當(dāng)，汽缸內(nèi)的氣體可視為理想氣體，求t值。解析：對(duì)汽缸內(nèi)封閉氣體，初狀態(tài)：p1＝p0V1＝LS，T1＝(273＋t)K末狀態(tài)：p2＝p0－eq\f(mg,S)＝eq\f(5,6)p0V2＝eq\f(9,10)LS，T2＝300K由理想氣體狀態(tài)方程得eq\f(p1V1,T1)＝eq\f(p2V2,T2)，解得t＝127℃。答案：127℃10．(2018·淮海中學(xué)模擬)某壓力鍋結(jié)構(gòu)如圖所示。蓋好密封鍋蓋，將壓力閥套在出氣孔上，給壓力鍋加熱。(1)在壓力閥被頂起前，停止加熱。若此時(shí)鍋內(nèi)氣體的體積為V、摩爾體積為V0，阿伏加德羅常數(shù)為NA，計(jì)算鍋內(nèi)氣體的分子數(shù)。(2)在壓力閥被頂起后，停止加熱。假設(shè)放氣過(guò)程中氣體對(duì)外界做功為W0，并向外界釋放了Q0的熱量。求該過(guò)程鍋內(nèi)原有氣體內(nèi)能的變化量。解析：(1)物質(zhì)的量等于氣體體積除以摩爾體積，分子數(shù)等于物質(zhì)的量與阿伏加德羅常數(shù)的積，設(shè)分子數(shù)為n，故有：n＝eq\f(V,V0)NA。(2)由熱力學(xué)第一定律ΔU＝W＋Q，得：ΔU＝－W0－Q0，即原有氣體內(nèi)能的變化量為W0＋Q0。答案：(1)eq\f(V,V0)NA(2)W0＋Q011．一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷了溫度緩慢升高的變化，如圖所示的pT和VT圖像各記錄了其部分變化過(guò)程，求：(1)溫度為600K時(shí)氣體的壓強(qiáng)；(2)在pT圖像上將溫度從400K升高到600K的變化過(guò)程補(bǔ)充完整。解析：(1)由pT圖像可知，氣體由200K→400K的過(guò)程中做等容變化，由VT圖像可知，氣體由400K→500K仍做等容變化，對(duì)應(yīng)pT圖像可得出：T＝500K時(shí)，氣體的壓強(qiáng)為1.25×105Pa，由VT圖像可知，氣體由500K→600K做等壓變化，故T＝600K時(shí)，氣體的壓強(qiáng)仍為1.25×105Pa。(2)根據(jù)(1)中所述氣體狀態(tài)變化過(guò)程，在pT圖像上補(bǔ)充畫出400K→600K的氣體狀態(tài)變化圖像，如圖所示。答案：(1)1.25×105Pa(2)見(jiàn)解析圖12．如圖所示，一導(dǎo)熱性能良好、內(nèi)壁光滑的汽缸豎直放置，用不漏氣的輕質(zhì)活塞封閉一定質(zhì)量的理想氣體，固定導(dǎo)熱隔板上有一小孔，將A、B兩部分氣體連通。已知活塞的橫截面積為S，初始時(shí)A、B兩部分體積相同，溫度為T0，大氣壓強(qiáng)為p0。(1)若緩慢加熱氣體，使A、B兩部分體積之比達(dá)到2∶1，求此時(shí)的溫度T1；(2)保持氣體溫度T0不變，在活塞上施加一豎直向下的推力，緩慢推動(dòng)活塞，當(dāng)A、B兩部分體積之比為1∶2時(shí)，求氣體的壓強(qiáng)p和所加推力大小F。解析：(1)設(shè)B的體積為V，則初狀態(tài)A、B總體積為2V，末狀態(tài)A、B總體積為3V由蓋—呂薩克定律有eq\f(2V,T0)＝eq\f(