1、一定质量的理想气体的状态变化过程如图所示,AB为一条直线,则气体从状态A到状态B的过程中( )
A. 气体分子平均动能保持不变
B. 气体分子平均动能先增大后减小到初始状态
C. 整个过程中气体对外不做功
D. 气体的密度在不断增大
【答案】B
【解析】pV=CT,C不变,pV越大,T越高.状态在(2,2)处温度最高,在A和B状态,pV乘积相等,所以温度先升高,后又减小到初始温度,则气体分子平均动能先增大后减小到初始状态,气体内能先增大后减小,故A错误;B正确;气体膨胀,则气体对外界做功,即W<0,根据热力学第一定律:ΔU=W+Q,可知Q大于零,所以从外界吸收热量,故C错误;气体的体积在不断增大,质量一定,所以气体的密度在不断减小.故D错误
2、如图所示,a、b、c三根完全相同的玻璃管,一端封闭,管内各用相同长度的一段水银柱封闭了质量相等的空气,a管竖直向下做自由落体运动,b管竖直向上做加速度为g的匀加速运动,c管沿倾角为45°的光滑斜面下滑,若空气温度始终不变,当水银柱相对管壁静止时,a、b、c三管内的空气柱长度La、Lb、Lc间的关系为( )
A.Lb=Lc=La
B.Lb<Lc<La
C.Lb>Lc>La
D.Lb<Lc=La
【答案】D
【解析】设大气压为P0.对a管:a管竖直向下做自由落体运动,处于完全失重状态,封闭气体的压强等于大气压,即Pa=P0;对b管:以水银为研究对象,根据牛顿第二定律得:PbS-P0S-mg=ma,则得:Pb>P0;对c管:以水银为研究对象,根据牛顿第二定律得:P0S-PcS+mgsin45°=ma,又对管子和水银整体,有:Mgsin45°=Ma,得a=gsin45°,可解得:Pc=P0;所以可得:Pb>Pa=Pc;根据玻意耳定律PV=C得:Lb<Lc=La.故选D
3、一定质量的理想气体经历三个状态A→B→C的变化过程,P-V图象如图所示,BC是双曲线,则气体内能减小的过程是( )
A.A→B
B.B→C
C.A→B和B→C都是
D.A→B和B→C都不是
【答案】A
【解析】A到B的过程中是等压变化,体积减小,根据PV/T=C,知温度减小,理想气体的内能与温度有关(理想气体内能不考虑分子势能),温度降低,内能减小,所以A到B内能减小;B到C过程是等温变化,内能不变;故A正确,BCD错误.故选A
4、如图所示,一定质量的理想气体,经过图线A→B→C→A的状态变化过程,AB的延长线过O点,CA与纵轴平行.由图线可知( )
A. A→B过程压强不变,气体对外做功
B. B→C过程压强增大,外界对气体做功
C. C→A过程压强不变,气体对外做功
D. C→A过程压强减小,外界对气体做功
【答案】B
【解析】
A、由图示可知,AB过程,气体体积与热力学温度成正比,则气体发生等压变化,气体压强不变,体积减小,外界对气体做功,故A错误;
B、如图做过C的等容线,则体积相等的情况下,C的温度高,所以C的压强一定比AB的压强大,由图可知体积减小,外界对气体做功;故B正确;
CD、C的压强一定比AB两点的压强大,所以C→A过程压强减小;由图可知气体的体积增大,气体对外界做功.故CD错误.故选:B
5、如图所示,在水平面上放置着一个密闭绝热的容器,容器内一个有质量的活塞封闭着理想气体,活塞下部为真空 两端固定的轻弹簧被压缩后用绳扎紧 现在绳突然断开,当轻弹簧推动活塞上升的过程中,理想气体( )
A. 压强增大,温度升高
B. 压强增大,温度降低
C. 压强减小,温度升高
D. 压强减小,温度降低
【答案】A
【解析】活塞向上压缩气体的过程中对气体做正功,同时,由于是绝热的气缸,气体与外界之间没有热交换,根据热力学第一定律△U=Q+W可知,气体的内能一定增大,所以气体的温度升高.根据理想气体的状态方程:PV/T=C(恒量)可知,气体的温度升高,体积减小则气体的压强一定增大.故选A.
6、如图所示,粗细均匀U形管中装有水银,左端封闭有一段空气柱,原来两管水银面相平,将开关K打开后,放掉些水银,再关闭K,重新平衡后若右端水银下降h,则左管水银面( )
A. 不下降
B. 下降h
C. 下降高度小于h
D. 下降高度大于h
【答案】C
【解析】原来左右两边的水银等高,说明左边的气体的压强和大气压相等,当放掉一部分水银之后,左边气体的体积变大,压强减小,右边压强为大气压强,右边的水银下降h,左边的必定要小于h,所以C正确.故选C
7、(多选)如图所示,足够长U型管内分别由水银封有L1、L2两部分气体,则下列陈述中正确是( )
A .只对L1加热,则h减小,气柱L2长度不变
B .只对L1加热,则h减小,气柱L2长度减少
C .若在右管中注入一些水银,L1将增大
D .使L1、L2同时升高相同的温度,则L1增大、h减小
【答案】AD
【解析】AB.只对L1加热,假设体积不变,则压强增大,所以L1增大、h减小,气柱L2长度不变,因为此部分气体做等温变化,故A正确B错误; C.若在右管中注入一些水银,L2压强增大,假设L1的体积不变,L1的压强与h长度的水银柱产生的压强之和随之增大,L1的压强增大,根据玻意耳定律得L1将减小,故C错误; D.使L1、L2同时升高相同的温度,假设气体体积不变,L1的压强增大,L2压强不变,则L1增大、h减小,故D正确; 故选AD
8、(多选)封闭在气缸内一定质量的理想气体由状态A变到状态D,其体积V与热力学温度关T系如图所示,该气体的摩尔质量为M,状态A的体积为V0,温度为T0,O、A、D三点在同一直线上,阿伏伽德罗常数为NA,由状态A变到状态D过程中( )
A. 气体从外界吸收热量,内能增加
B. 气体体积增大,单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数减少
C. 气体温度升高,每个气体分子的动能都会增大
D. 气体的密度不变
【答案】AB
【解析】A点和D点在过原点的连线上,说明气体由A到D压强不变,体积增大,密度减小,单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数减少,气体对外做功,温度升高气体的平均动能增加,内能增加,故需要吸热,故AB正确,CD错误.故选AB
9、一氧气瓶的容积为0.08 m3,开始时瓶中氧气的压强为20个大气压.某实验室每天消耗1个大气压的氧气0.36 m3.当氧气瓶中的压强降低到2个大气压时,需重新充气.若氧气的温度保持不变,求这瓶氧气重新充气前可供该实验室使用多少天?
【答案】4天
【解析】