3.1热力学第一定律基础巩固（word版含答案）

3.1热力学第一定律基础巩固2021—2022学年高中物理粤教版（2019）选择性必修第三册
一、选择题（共15题）
1．下列关于气体的说法中，正确的是( )
A．气体的内能增加一定是吸收了热量
B．气体的温度变化时，其分子平均动能和分子间势能也随之改变
C．一定量的气体，在体积不变时，分子间每秒平均碰撞次数随着温度的降低而减小
D．一定量的气体，在压强不变时，分子每秒对器壁单位面积的平均碰撞次数随着温度的降低而减小
2．如图所示，在竖直放置的导热性能良好的圆柱形容器内用质量为m的活塞密封一部分理想气体，活塞能无摩擦地滑动，容器的横截面积为S。整个装置放在大气压为p0的室内，稳定时活塞与容器底的距离为h0。现把容器移至大气压仍为p0的室外，活塞缓慢上升d后再次平衡，重力加速度大小为g。若此过程中气体吸收的热量为Q，则密闭气体的内能（　　）
A．减少了Q－(mg+p0S)d
B．减少了Q+(mg+p0S)d
C．增加了Q－(mg+p0S)d
D．增加了Q+(mg+p0S)d
3．如图所示,质量不计的活塞把一定质量的理想气体封闭在上端开口的直立圆筒形气缸中,活塞上堆放细砂,活塞处于静止状态.现在对气体缓慢加热,同时不断取走细砂,使活塞缓慢上升,直到细砂全部取走,则在此过程中( )
A．气体压强增大,内能可能不变
B．气体温度可能不变,气体对外做功
C．气体的体积增大,压强减小,对外不做功
D．气体对外做功,内能一定增加
4．下列说法正确的是（　　）
A．布朗运动是液体分子的无规则运动
B．随液体的温度升高，布朗运动更加剧烈
C．物体从外界吸收热量，其内能一定增加
D．内能是物体中所有分子热运动动能的总和
5．下列说法中正确的是
A．对于一定质量的理想气体，当温度升高时，分子的平均动能增大，则气体的压强一定增大
B．对于一定质量的理想气体，当体积减小时，单位体积的分子数增多，则气体的压强一定增大
C．压缩一定质量的理想气体，其内能一定增加
D．分子a从很远处趋近固定不动的分子b，当分子a运动到与分子b的相互作用力为零时，分子a的动能一定最大
6．如图为一个斯特林热气机理想循环的V–T图象，一定质量理想气体从状态A依次经过状态B、C和D后再回到状态A完成一个循环过程，则
A．气体从状态A变化到状态C的过程当中，气体的内能减小
B．气体从状态C变化到状态D的过程中，气体分子单位时间内碰撞容器壁的次数增多
C．气体从状态D变化到状态A的过程中，气体放热
D．气体从状态D变化到状态A的过程中，气体吸热
7．下列说法正确的是（　　）
A．当分子间间距变大时，分子间斥力变小，引力变大
B．液体表面张力的存在是因为液体表面层分子间作用力合力表现为斥力
C．一定质量理想气体的压强和体积都增大，该气体一定吸热
D．液体的汽化热只和液体温度有关
8．关于物体的内能，下列说法正确的是（　　）
A．水分子的内能比冰分子的内能大
B．物体所处的位置越高分子势能越大
C．一定质量的0℃的水结成的0℃冰，内能一定减少
D．相同质量的两个同种物体，运动物体的内能一定大于静止物体的内能
9．下列说法中不正确的是
A．雨水没有透过布雨伞是因为液体表面存在张力
B．对于温度相同的氧气与氢气，它们的分子平均速率不同
C．液体表面张力的方向与液面垂直并指向液体内部
D．压强不变时，一定量的水蒸发为同温度的水蒸气，吸收的热量大于其增加的内能
10．二氧化碳是导致“温室效应”的主要原因之一，人类在采取节能减排措施的同时，也是在研究控制温室气体的新方法，目前专家们正在研究二氧化碳的深海处理技术．在某次实验中，将一定质量的二氧化碳气体封闭在一个可以自由压缩的导热容器中，将容器缓慢移到海水某深处，气体体积减小为原来的一半，温度逐渐降低．此过程中（ ）
A．封闭的二氧化碳气体对外界做正功
B．封闭的二氧化碳气体压强一定增大
C．封闭的二氧化碳气体分子的平均动能增大
D．封闭的二氧化碳气体一定从外界吸收热量
11．下列有关热和能的说法中，正确的是（　　）
A．发生热传递时，温度总是从高温物体传递给低温物体
B．夏天在室内洒水降温，利用了水的比热容较大的性质
C．一块0℃的冰熔化成0℃的水后，温度不变，内能变大
D．内燃机的压缩冲程，主要通过热传递增加了汽缸内物质的内能
12．一定量的理想气体从状态a开始，经历三个过程ab、bc、ca回到原状态，其p－T图象如图所示，下列判断正确的是（　　）
A．过程ab中气体一定放出热量
B．过程bc中气体一定吸收热量
C．过程ca中外界对气体所做的功等于气体所放的热
D．过程ca中气体的内能保持不变
13．在下列叙述中，正确的是
A．物体里所有分子动能的总和叫做物体的内能
B．—定质量的气体，体积不变时，温度越高，气体的压强就越大
C．对一定质量的气体加热，其内能一定增加
D．随着分子间的距离增大分子间引力和斥力的合力一定减小
14．如图所示是一定质量理想气体的状态变化图线。已知a→d是等温膨胀过程，则对于图中所示的4个过程中，以下说法中错误的是（　　）
A．a→b过程气体对外做功最多，内能增加也最多
B．a→c过程气体一定吸热
C．b、c、d、e各状态下，单位体积内的气体分子个数都相同
D．a→e过程气体内能的减少量不可能恰好等于气体对外做的功
15．一定质量理想气体的状态变化如图所示，该气体从状态a沿圆形线变化到状态b、c、d，最终回到状态a，则（　　）
A．从状态a到状态b是等温变化过程
B．从状态a到状态c是等压膨胀过程
C．从状态a到状态c，气体放出热量、内能增大
D．从状态a经b、c、d回到状态a，气体放出热量
二、填空题（共4题）
16．气闸舱是载人航天器中供航天员进入太空或由太空返回用的气密性装置。如图所示，座舱A与气闸舱B之间装有阀门K，座舱A中充满一定质量的空气（可视为理想气体），气闸舱B内为真空。航天员从太空返回气闸舱时，打开阀门K，A中的气体进入B中，最终达到平衡。假设此过程中系统与外界没有热交换，平衡后气体的内能___________，压强___________（均填“增大”“减小”或“不变”）。
17．一定质量的理想气体，经历一膨胀过程，这一过程可以用图上的直线ABC来表示，TA______TB，（填＞，＜或＝），A到C过程________（吸，放）热。
18．一定质量的理想气体，由初始状态A开始，按图中箭头所示的方向进行了一系列状态变化，最后又回到初始状态A，即A→B→C→A(其中BC与纵轴平行，CA与横轴平行)，则由A→B，气体的内能________(填“增大”、“减小”或“不变”)；由C→A________(填“气体对外做功”或“外界对气体做功”)。
19．把一个小烧瓶和一根弯成直角的均匀玻璃管用橡皮塞连成如图所示的装置.在玻璃管内引入一小段油柱,将一定质量的空气密封在容器内,被封空气的压强跟大气压强相等.如果不计大气压强的变化,利用此装置可以研究烧瓶内空气的体积随温度变化的关系.
(1) 关于瓶内气体,下列说法中正确的有____.
A．温度升高时,瓶内气体体积增大,压强不变
B．温度升高时,瓶内气体分子的动能都增大
C．温度升高,瓶内气体分子单位时间碰撞到容器壁单位面积的次数增多
D．温度不太低,压强不太大时,可视为理想气体
(2) 改变烧瓶内气体的温度,测出几组体积V与对应温度T的值,作出V-T图象如图所示.已知大气压强p0=1×105 Pa,则由状态a到状态b的过程中,气体对外做的功为____J.若此过程中气体吸收热量60 J,则气体的内能增加了____J.
(3) 已知1 mol任何气体在压强p0=1×105 Pa,温度t0=0 ℃时,体积约为V0=22.4 L.瓶内空气的平均摩尔质量M=29 g/mol,体积V1=2.24 L,温度为T1=25 ℃.试估算瓶内空气的质量____.
三、综合题（共4题）
20．如图所示，一绝热光滑容器放在水平光滑的桌面上.容器内一个光滑轻质活塞被插销插住，将空间一分为二，左半边为真空，右半边有一定质量的气体。不计气体分子间的相互作用力，当把插销拔掉后，容器还会静止吗？容器内气体温度会怎样变化？
21．全球爆发的新型冠状病毒威胁着人们的身体健康，某防疫站消毒用的喷雾消毒器的原理图如图所示，圆柱形喷雾器高为，体积为，内有体积为的消毒液和标准大气压的空气，消毒液的密度，外界大气压强，重力加速度g取，喷雾口与喷雾器等高，忽略喷雾管的体积。现把喷雾管阀门K关闭，用打气筒打气，打气筒每次可以把压强为、体积的气体打入桶中，设整个过程中喷雾器中气体可视为理想气体，温度保持不变。求：
（ⅰ）打气筒至少打气几次，才能在打开阀门K后使消毒液全部流出；
（ⅱ）打开阀门K后，在消毒液流出的过程中，桶内气体内能怎么变化，吸热还是放热。
22．容器里装有0°C的冰和水各0.5kg，向里面通入100°C的水蒸气后，容器里水升高了30°C，假设容器吸收热量可忽略不计，并且容器是绝热的．计算一下通入水蒸气有多少？（已知此状态水汽化热L=2.26×106J/kg，冰的熔解热λ=3.35×105J/kg，水的比热容c=4.2×103J/kg·°C）
23．如图所示，一定质量的理想气体经历A→B的等温过程，B→C的等压过程，其中A状态时气体温度为300K，A→B过程中气体吸收热量400J。求:
(1)C状态时的温度；
(2)A→B→C过程中气体对外界做的总功；
(3)若气体在C状态时密度为ρ，摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为NA，则气体单位体积内的分子数n为多少
参考答案
1．C
2．C
3．B
4．B
5．D
6．C
7．C
8．C
9．C
10．B
11．C
12．B
13．B
14．D
15．D
16．不变 减小
17．< 吸热
18．增大 外界对气体做功
19．AD 50 10 2.66g
20．不会，
并不是气体膨胀就一定会对外做功.此外，由于不计分子间相互作用力，故不必考虑分子势能的变化.由此可得出气体内能不变的结论.
21．（ⅰ）；（ⅱ）打开阀门K后，在消毒液流出的过程中，温度不变，桶内气体内能不变，体积增大对外做功，吸热。
22．m=0.115kg
23．(1)200K；(2)300J；(3)