鲁科版（2019）高中物理选修3-3.气体状态方程、热力学定律同步检测试卷（AB卷，2份打包）

鲁科版（2019）高中物理选修 3-3.气体状态方程、热力学定律同步检测试卷 A卷 1．如图，一定质量的理想气体从状态a开始，经历过程①、②、③、④到达状态e，对此气体，下列说法正确的是_____ A．过程①中气体的压强逐渐减小 B．过程②中气体对外界做正功 C．过程④中气体从外界吸收了热量 D．状态c、d的内能相等 E．状态d的压强比状态b的压强小 【答案】BDE 2．如图，一定量的理想气体从状态a变化到状态b，其过程如p-V图中从a到b的直线所示.在此过程中______. A．气体温度一直降低 B．气体内能一直增加 C．气体一直对外做功 D．气体一直从外界吸热 E．气体吸收的热量一直全部用于对外做功 【答案】BCD 3．关于热力学定律，下列说法正确的是________。（填正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分。每选错1个扣3分，最低得分为0分） A．气体吸热后温度一定升高 B．对气体做功可以改变其内能 C．理想气体等压膨胀过程一定放热 D．热量不可能自发地从低温物体传到高温物体 E．如果两个系统分别与状态确定的第三个系统达到热平衡，那么这两个系统彼此之间也必定达到热平衡 【答案】BDE 4．某容器中的空气被光滑活塞封住，容器和活塞绝热性能良好，空气可视为理想气体。初始时容器中空气的温度与外界相同，压强大于外界。现使活塞缓慢移动，直至容器中的空气压强与外界相同。此时，容器中空气的温度__________（填“高于”“低于”或“等于”）外界温度，容器中空气的密度__________（填“大于”“小于”或“等于”）外界空气的密度。 【答案】低于 大于 【解析】由题意可知，容器与活塞绝热性能良好，容器内气体与外界不发生热交换，故 ，但活塞移动的过程中，容器内气体压强减小，则容器内气体正在膨胀，体积增大，气体对外界做功，即 ，根据热力学第一定律可知： ，故容器内气体内能减小，温度降低，低于外界温度。最终容器内气体压强和外界气体压强相同，根据理想气体状态方程： ，又 ，m为容器内气体质量。联立得： ，取容器外界质量也为m的一部分气体，由于容器内温度T低于外界温度，故容器内气体密度大于外界。 5．如p-V图所示，1、2、3三个点代表某容器中一定量理想气体的三个不同状态，对应的温度分别是T1、T2、T3。用N1、N2、N3分别表示这三个状态下气体分子在单位时间内撞击容器壁上单位面积的次数，则N1______N2，T1______T3，N2______N3。（填“大于”“小于”或“等于”） 【答案】大于 等于 大于 【解析】1、2等体积，2、3等压强由pV=nRT得： = ，V1=V2，故 = ，可得：T1=2T2，即T1>T2，由于分子密度相同，温度高，碰撞次数多，故N1>N2；由于p1V1= p3V3；故T1=T3；则T3>T2，又p2=p3，2状态分析密度大，分析运动缓慢，单个分子平均作用力小，3状态分子密度小，分子运动剧烈，单个分子平均作用力大。故3状态碰撞容器壁分子较少，即N2>N3。 6．给某包装袋充入氮气后密封，在室温下，袋中气体压强为1个标准大气压、体积为1L。将其缓慢压缩到压强为2个标准大气压时，气体的体积变为0.45L。请通过计算判断该包装袋是否漏气。 【答案】漏气 【解析】若不漏气，设加压后的体积为V1，由等温过程得：，代入数据得V1=0.5L 因为0.45L<0.5L，故包装袋漏气 7．如题13A-2图所示，一定质量理想气体经历A→B的等压过程，B→C的绝热过程（气体与外界无热量交换），其中B→C过程中内能减少900 J．求A→B→C过程中气体对外界做的总功． 【答案】W=1 500 J 【解析】由题意可知， 过程为等压膨胀，所以气体对外做功为： ， 过程：由热力学第一定律得： ，则气体对外界做的总功为： ，代入数据解得： 。 8.如图所示，一定质量的理想气体在状态A时压强为2.0×105 Pa，经历ABCA的过程，整个过程中对外界放出61.4 J热量．求该气体在AB过程中对外界所做的功． 【答案】气体对外界做的功为138.6 J 【解析】整个过程中，外界对气体做功W=WAB+WCA，且WCA=pA（VC–VA） 由热力学第一定律ΔU=Q+W，得WAB=–（Q+WCA） 代入数据得WAB=–138.6 J，即气体对外界做的功为138.6 J. 9．如图，一粗细均匀的细管开口向上竖直放置，管内有一段高度为2.0 cm的水银柱，水银柱下密封了一定量的理想气体，水银柱上表面到管口的距离为2.0 cm。若将细管倒置，水银柱下表面恰好位于管口处，且无水银滴落，管内气体温度与环境温度相同。已知大气压强为76 cmHg，环境温度为296 K。 （1）求细管的长度； （2）若在倒置前，缓慢加热管内被密