4.1热力学第一定律基础巩固（word 含答案）

4.1热力学第一定律基础巩固2021—2022学年高中物理沪教版（2019）选择性必修第三册
一、选择题（共15题）
1．下列关于分子运动和热现象的说法正确的是（　　）
A．气体如果失去了容器的约束就会散开，这是因为气体分子之间存在斥力的缘故
B．一定质量100℃的水变成100℃的水蒸气，其分子之间的势能增加
C．对于一定量的气体，如果压强不变，体积增大，那么它一定向外界放热
D．如果气体分子总数不变，而气体温度升高，气体分子的平均动能增大，因此压强必然增大
2．美丽的氢气球是很多小孩喜欢的玩具，将一个氢气球释放，它就会在空中持续上升，环境温度会降低，气球体积变大，若氢气球不漏气，下列说法正确的是（　　）
A．气体分子平均间距减小
B．气体的压强不会发生变化
C．外界将对氢气球内气体做正功
D．气体放出的热量小于内能的减少量
3．在商场一些柜台前常见到一种气压凳（如图），它的高度可以调节且舒适性好。其原理结构简化模型就是一个气缸活塞模型，内部封闭一定质量氮气。如果有一个人坐上去，关于内部气体（理想气体，忽略与外界热交换）的说法正确的是（　　）
A．外界对气体做功，内能增加
B．气体对外界做功，内能增加
C．体积减小，压强增大，温度不变
D．体积减小，压强不变，温度升高
4．下列说法中正确的是（　　）
A．水的内能比冰的内能小
B．气体膨胀，它的内能一定减少
C．做功和热传递在改变物体内能上是等效的
D．对于一定质量的理想气体，当分子热运动变剧烈时，压强必变大
5．下列关于热现象的描述正确的是（　　）
A．分子间的距离越近，分子间的作用力就越大
B．扩散现象和布朗运动都能说明分子在永不停息的做无规则运动
C．气体温度每升高1℃所吸收的热量与气体经历的具体过程无关
D．水蒸气的压强离饱和汽压越远，人感觉越潮湿
6．要使0℃的冰融化，以下所采用的方法中无效的是（　　）
A．使冰块互相摩擦 B．用锤子敲击冰块
C．用炉火加热 D．浸入0℃的水中
7．将一定质量的理想气体缓慢压缩，压缩过程中温度保持不变。下列说法正确的是（　　）
A．气体分子的平均动能减小 B．气体与外界无热交换
C．气体的压强不变 D．气体的内能不变
8．如图所示，一定质量的理想气体从状态A开始，经历两个过程，先后到达状态B和C。有关A、B和C三个状态温度TA、TB和TC的关系，正确的是（　　）
A．TA＜TB，从状态A到状态B的过程中，气体的内能不变
B．TA＞TB，从状态A到状态B的过程中，气体的内能减少
C．TB＜TC，从状态B到状态C的过程中，气体的内能增加
D．TB＞TC，从状态B到状态C的过程中，气体的内能减少
9．如图所示，固定的绝热气缸内用活塞（活塞与气缸壁无摩擦，不漏气，且不导热）密封一定质量的理想气体，气缸置于温度不变的环境中。现用力F使活塞向左缓慢移动，密闭气体的状态发生了变化。用n表示单位体积内气体的分子数，p、V分别表示该气体的压强、体积，表示该气体分子的平均动能，U表示内能，下列四个图象（图中a、b为双曲线，c、d为直线）符合上述过程的是（　　）
B．
C． D．
10．如图所示，为一定质量的理想气体变化过程中的三个不同状态，下列说法正确的是（　　）
A．三个状态的压强相等
B．从到气体的内能减小
C．从到气体吸收热量
D．从到与从到气体对外界做功的数值相等
11．将装有一定质量氧气的薄铝筒开口向下浸入20℃的水中，如图所示，缓慢推动铝筒，使其下降2m，铝筒内氧气无泄漏，则铝筒在缓慢下降过程中，氧气（　　）
A．从外界吸热 B．对外界做正功
C．分子势能不变 D．内能减小
12．一定质量的理想气体的压强p随摄氏温度t变化的关系如图所示，气体从状态a变化到状态b的过程中，下列说法正确的是（　　）
A．体积不变 B．体积增大 C．外界对气体做功 D．一定向外界吸收热量
13．如图所示，一定质量的某种理想气体从状态A变化到状态（ ）
A．可通过等容变化实现
B．不可能经过体积减小的过程
C．气体一定从外界吸热
D．外界一定对气体做正功
14．如图所示，气缸置于水平面上，用活塞密封一定质量理想气体。已知气缸及活塞导热性能良好，在理想气体等压膨胀过程中，下列说法正确的是（ ）
A．气体对外做功，吸热
B．气体对外做功，放热
C．外界对气体做功，吸热
D．外界对气体做功，放热
15．封有理想气体的导热气缸开口向下被悬挂，活塞下系有钩码P，整个系统处于静止状态，如图所示。若大气压恒定，系统状态变化足够缓慢。下列说法中正确的是（　　）
A．外界温度升高，气体的压强一定增大
B．外界温度升高，外界可能对气体做正功
C．保持气体内能不变，增加钩码质量，气体一定吸热
D．保持气体内能不变，增加钩码质量，气体体积一定减小
二、填空题（共4题）
16．气缸的气体吸收了4.2×103J热量，同时推动活塞做了2.2×103J的功，那么它的内能_____（填增加或减少）_____J．
17．热和内能
（1）热量：在单纯的传热过程中系统______变化的量度．
（2）热与内能的改变
当系统从状态1经过单纯的传热达到状态2时，内能的变化量ΔU＝U2－U1等于外界向系统传递的热量Q，即ΔU＝______.
（3）传热与做功在改变系统内能上的异同．
①做功和传热都能引起系统______的改变．
②做功时，内能与其他形式的能发生______；传热只是不同物体（或一个物体的不同部分）之间内能的______。
18．做功和热传递是改变物体内能的两种方式。现有一内壁光滑的汽缸固定竖直放置，如图所示，其上端有一挡板，使一厚度忽略不计的轻质活塞不能离开汽缸，汽缸内封闭着一定质量的理想气体，活塞距汽缸上端的距离为0.1m。现对封闭气体加热，活塞缓慢上移到汽缸的上端后，一段时间后停止加热。已知活塞的横截面积为0.02 m2，外部大气压强为1×105 Pa，加热过程中封闭气体吸收的热量为1000J，加热过程中，气体对外所做的功为______；封闭气体的内能变化量为______。
19．（2）如图甲，是“探究某种固体物质熔化时温度变化规律”的实验装置，图 乙是根据实验数据描绘出的该物质在熔化过程中温度随时间变化的图象。
①该物质的熔点是 ______ ℃。
②该物质是 ______ （选填“晶体”或“非晶体”）。
③该物质在B 点的内能 _______ （选填“大于”“小于”或“等于”）C 点的内能
三、综合题（共4题）
20．一定质量的理想气体由状态A经状态B变化C的p﹣V图象如图所示．
①若已知在A状态时，理想气体的温度为27℃，求处于B状态时气体的摄氏温度．
②从A状态变化到C状态气体是吸热还是放热？并求出吸收或放出的热量的数值．（已知1atm＝1×105Pa）
21．如图所示，上端开口、下端封闭的导热细玻璃管竖直放置，管内用长为的水银柱封闭有一定质量的理想气体，当环境温度为，大气压强为时，封闭气体的长度也为。已知玻璃管粗细均匀，横截面积为S，总长为，水银密度为，重力加速度为。
（1）求管内封闭气体的压强；
（2）现缓慢加热管内气体，使气体膨胀，直至水银柱上端与玻璃管口平齐。已知封闭气体的内能U与温度T的关系为，为已知常数，求此过程中气体从外界吸收的热量？
22．如图所示，水平面上固定一绝热汽缸，汽缸底部安装有与外电路连接、阻值的加热电阻丝，汽缸内一绝热活塞封闭着一定质量的理想气体，活塞与汽缸壁间无摩擦且不漏气。活塞通过连杆与放在汽缸右侧粗糙水平面上的物体（图中未画出）接触，最初时活塞位于位置Ⅰ，缸内气体压强，与连杆接触的物体静止不动。某时刻开始，闭合电路开关，电阻丝给气体加热，电流表读数恒为，后断开开关。加热过程中活塞通过连杆推着物体在水平面上缓慢向右运动，最终活塞运动到位置Ⅱ处。已知电阻丝产生的热量全部传递给气体，这一过程中气体体积和热力学温度之间的关系如图所示，图中倾斜直线过原点。求：
①电阻丝产生的热量。
②活塞运动到位置Ⅱ时缸内气体的体积。
③活塞从位置Ⅰ到位置Ⅱ的过程中气体内能的变化量。
23．一定质量的理想气体从状态A经等压过程到状态B，如图所示。在这个过程中，气体压强，吸收的热量，求此过程中气体内能的增量。
参考答案
1．B
2．D
3．A
4．C
5．B
6．D
7．D
8．D
9．A
10．C
11．C
12．C
13．C
14．A
15．C
16．增加 2×103
17．内能 Q 内能 转化 转移
18．
19．①50℃；②晶体；③小于
20．①127℃；②吸热 ，400J
21．（1）+ lg；（2）+kT0+ Sgl2
22．①3000J；②8.0×10-3m3；③2000J
23．