第三章　熱力學定律專題強化練8　氣體實驗定律和熱力學第一定律的綜合應用一、選擇題1.(2020山東萊州一中高二上月考,)(多選)如圖所示,絕熱隔板K把絕熱的汽缸分隔成體積相等的兩部分,K與汽缸壁的接觸面是光滑的。兩部分中分別盛有相同質量、相同溫度的同種氣體a和b,氣體分子的分子勢能忽略?，F通過電熱絲對氣體a加熱一段時間后,a、b各自達到新的平衡,則(　　)A.a的體積增大了,壓強變小了B.b的溫度升高了C.加熱后a的分子的熱運動比b的分子的熱運動更劇烈D.a增加的內能大于b增加的內能2.(2020云南高三上模擬節(jié)選,)(多選)一定質量的理想氣體從狀態(tài)A經過狀態(tài)B和C又回到狀態(tài)A,其壓強p隨體積V變化的圖線如圖所示,其中A到B為絕熱過程,C到A為等溫過程。則下列說法正確的是(　　)A.A狀態(tài)速率大的分子比例較B狀態(tài)多B.A→B過程,氣體分子平均動能增大C.B→C過程,氣體對外做功D.B→C過程,氣體放熱3.(2020江西景德鎮(zhèn)一中高二上期末,)(多選)如圖所示是一定質量的理想氣體的體積V和攝氏溫度t變化關系的V-t圖像,氣體由狀態(tài)A變化到狀態(tài)B的過程中,下列說法正確的是(　　)A.氣體的內能增大B.氣體的壓強減小C.氣體的壓強不變D.氣體對外做功,同時從外界吸收熱量二、非選擇題4.(2020寧夏銀川一中高三上月考,)如圖所示,一圓柱形絕熱容器豎直放置,通過絕熱活塞封閉著攝氏溫度為t1的理想氣體,活塞的質量為m,橫截面積為S,與容器底部相距h1?，F通過電熱絲給氣體加熱一段時間,使其攝氏溫度上升到t2,若這段時間內氣體吸收的熱量為Q,已知大氣壓強為p0,重力加速度為g,不計一切摩擦。(1)這段時間內活塞上升的距離是多少?(2)這段時間內氣體的內能如何變化,變化了多少?    5.(2020四川棠湖中學高三上期末,)如圖所示,一籃球內氣體的壓強為p0、體積為V0、溫度為T0,用打氣筒對球充入壓強為p0、溫度為T0的氣體,使球內氣體壓強變?yōu)?/span>3p0,同時溫度升至2T0,充氣過程中氣體向外放出Q的熱量,假設籃球體積不變,氣體內能U與溫度的關系為U=kT(k為正常數),求:(1)打氣筒對籃球充入壓強為p0、溫度為T0的氣體的體積;(2)打氣筒對籃球充氣過程中打氣筒對氣體做的功。 
答案全解全析1.BCD　對a加熱時,氣體a的溫度升高,壓強增大,由于K與汽缸壁的接觸面是光滑的,可以自由移動,所以a、b兩部分的壓強始終相同。氣體b被壓縮,外界對氣體b做功,又因與外界沒有發(fā)生熱交換,所以b的內能增大,溫度升高。根據理想氣體狀態(tài)方程=C,可知b體積減小,溫度升高,壓強一定增大,故A錯誤,B正確。a、b氣體的壓強始終相同,a的體積較大,則氣體a的溫度較高,所以加熱后a的分子的熱運動比b的分子的熱運動更劇烈,故C正確。由于氣體a膨脹,氣體b被壓縮,最終氣體a的體積大于氣體b的體積,所以a氣體的溫度較高,內能增加較多,故D正確。2.AC　由圖可知A→B過程,氣體絕熱膨脹,氣體對外做功,內能減小,溫度降低,氣體分子的平均動能減小,則A狀態(tài)速率大的分子比例較B狀態(tài)多,故選項A正確,B錯誤。B→C過程是等壓變化,氣體體積增大,則氣體對外做功,W<0;溫度升高,氣體內能增大,即ΔU>0,根據熱力學第一定律ΔU=W+Q,則Q>0,即氣體吸熱,故選項C正確,D錯誤。3.ABD　氣體由狀態(tài)A變化到狀態(tài)B的過程中,溫度升高,氣體的內能增大,故選項A正確;作出A、B兩狀態(tài)的等壓線如圖所示,由圖像分析可知圖線b斜率大,對應的壓強小,說明從狀態(tài)A到狀態(tài)B壓強減小,故選項B正確,C錯誤;氣體由狀態(tài)A變化到狀態(tài)B的過程中,溫度升高,則ΔU>0,體積增大,對外做功,則W<0,由熱力學第一定律ΔU=W+Q可知Q>0,說明氣體從外界吸收熱量,故選項D正確。4.答案　(1)h1(2)氣體的內能增大,增大了Q-(p0S+mg)h1解析　(1)對活塞受力分析如圖:由平衡條件得pS=p0S+mg解得p=p0+設溫度為t2時活塞與容器底部相距h2,因為氣體做等壓變化,由蓋-呂薩克定律有=即=解得h2=h1活塞上升了Δh=h2-h1=h1。(2)氣體對外做功,W取負值W=-pS·Δh=-(p0S+mg)h1由熱力學第一定律ΔU=Q+W得ΔU=Q+W=Q-(p0S+mg)h15.答案　(1)0.5V0　(2)Q+kT0解析　(1)設打氣筒對籃球充入壓強為p0、溫度為T0的氣體的體積為V,以籃球內氣體及充入的氣體整體為研究對象,氣體的初狀態(tài)參量:p1=p0、V1=V0+V、T1=T0氣體的末狀態(tài)參量:p2=3p0、V2=V0、T2=2T0根據理想氣體狀態(tài)方程有=解得V=0.5V0(2)因為氣體內能U與溫度的關系為U=kT所以打氣過程內能變化ΔU=k(2T0-T0)=kT0由熱力學第一定律得ΔU=W+(-Q)解得打氣筒對氣體做的功W=Q+kT0

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