3.1热力学第一定律同步练习（word版含答案）

3.1热力学第一定律同步练习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）
1．一台电冰箱，制冷系数为其主要性能指标之一，所谓制冷系数是指冰箱从食物中吸收热量与电动机做功的比值.假设冰箱制冷系数为6，工作的某过程中从贮藏食物中吸收的热量为10 056 J，则在这一过程中这台电冰箱向外界释放的能量为(　　)
A．25.14 J
B．11732 J
C．1676 J
D．10056 J
2．关于热力学定律，下列说法正确的是（　　）
A．气体吸热后温度一定升高
B．对气体做功，气体内能一定发生改变
C．理想气体等压膨胀过程一定放热
D．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
3．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
4．一定质量的理想气体，沿箭头方向由状态1变化到状态2，其中放出热量的是（　　）
A． B．
C． D．
5．下列说法正确的是（　　）
A．液体温度越高，布朗运动越明显，液体分子热运动的平均动能越大
B．内能是物体中所有分子热运动动能的总和
C．气体膨胀对外做功，其内能一定减小
D．气体吸热且温度升高，分子的平均动能有可能不变
6．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．只有外界对物体做功才能增加物体的内能
C．空气的相对湿度越大，说明空气中的水蒸气实际压强与同温度下水的饱和气压相差越大，水分越不容易蒸发
D．一定质量的气体，在压强不变时，分子每秒对器壁单位面积平均碰撞次数随着温度降低而增加
7．如图，一定量的理想气体，由状态a等压变化到状态b，再从b等容变化到状态c。a、 c两状态温度相等。下列说法正确的是（　　）
A．从状态b到状态c的过程中气体吸热
B．气体在状态a的内能等于在状态c的内能
C．气体在状态b的温度小于在状态a的温度
D．从状态a到状态b的过程中气体对外做负功
8．一定质量的理想气体封闭在气缸内，当用活塞压缩气体时，一定增大的物理量为（　　）
A．气体分子的平均动能 B．气体分子的势能
C．气体的内能 D．气体密度
9．一定质量的理想气体从状态A 经过状态B 变化到状态C，其V-T 图像如图所示。下列说法正确的有（　　）
A．B→C 的过程中，气体压强不变
B．A→B 的过程中，气体吸收热量
C．A→B 的过程中，气体对外界做功
D．A→B→C 的过程中，气体内能增加
10．下列说法正确的是
A．液体中悬浮的微粒无规则运动称为布朗运动
B．液体分子的无规则运动称为布朗运动
C．物体从外界吸收热量，其内能一定增加
D．物体对外界做功，其内能一定减少
11．氧气钢瓶充气后压强高于外界大气压．假设氧焊时，氧气从管口缓慢流出时，瓶内外温度始终相等且保持不变，氧气分子之间的相互作用不计．则在氧焊过程中瓶内氧气(　　)．
A．分子总数减少，内能不变
B．密度减小，分子平均动能增大
C．吸收热量，对外做功
D．单位时间内分子对氧气瓶单位面积的碰撞次数增加
12．关于热现象，下列说法正确的是（　　）
A．布朗微粒越小，布朗运动越不明显
B．毛细管越小，毛细现象越不明显
C．如图，石蜡在固体片上熔化成椭圆形，则该固体可能是多晶体
D．一定质量的理想气体，体积从V1缓慢增大到V2，中间过程不同，气体对外做功可能不同
13．下列说法中正确的是 ．A．分子势能随分子间距离的增大而减小
B．超级钢具有高强韧性，其中的晶体颗粒有规则的几何形状
C．压强为1atm时，一定量的水蒸发为同温度的水蒸气，吸收的热量等于其增加的内能
D．水的温度升高时，水分子的速度都增大
14．一定质量的理想气体，经历从状态ABCDA的一个循环，在此循环过程中气体的压强p与温度T的关系如图所示。下列说法不正确的是（　　）
A．从状态A到B的过程中，每个气体分子的动能都在增大
B．从状态B到C的过程中，气体吸收热量
C．从状态C到D的过程中，气体内能不变
D．从状态D到A的过程中，气体的密度增大
15．如图所示，一导热性能良好的金属气缸内封闭一定质量的理想气体。现缓慢地向活塞上倒一定质量的沙土，忽略环境温度的变化，在此过程中（　　）
A．单位时间内撞击气缸壁单位面积上的分子数增多
B．气缸内大量分子撞击气缸壁的平均作用力增大
C．气缸内大量分子的平均动能增大
D．气体的内能增大
二、填空题（共4题）
16．一个物体的内能增加了，如果物体跟周围环境不发生热交换，周围环境需要对物体做_______J功，如果周围环境对物体没有做功，需要传给物体_______J热量.
17．改变内能的方式有______和______两种，这两种方式在改变物体的内能上是______的。但做功和热传递是有本质区别的：做功是______和______之间发生相互转化，而热传递是内能在______的转移。
18．热力学第一定律：一个热力学系统的内能变化量等于外界向它传递的_______与外界对它所_______的和．
19．下列说法中正确的是( )
A．悬浮在水中的花瓣颗粒的布朗运动反应了花粉分子的无规则热运动
B．在轨道上运行的航天器内小水滴呈球形是水的表面张力作用的结果
C．封闭容器中气体压强是由于气体受到重力而产生的，所以做自由落体运动的容器内气体压强为零
D．油膜法测分子直径的实验中，将油膜的厚度作为分子的直径
E．密闭、绝热的气缸中的理想气体对外做功时，其温度一定会降低
三、综合题（共4题）
20．如图所示，导热材料制成的截面积相等，长度均为45cm的气缸A、B通过带有阀门的管道连接。初始时阀门关闭，厚度不计的光滑活塞C位于B内左侧，在A内充满压强Pa的理想气体，B内充满压强Pa的理想气体，忽略连接气缸的管道体积，室温不变。现打开阀门，求：
①平衡后活塞向右移动的距离和B中气体的压强；
②自打开阀门到平衡，B内气体是吸热还是放热（简要说明理由）。
21．如图甲所示的V-T图像中，一定质量的理想气体从状态A经过状态B、C、D后又回到状态A。已知该气体在状态A时的压强为1×105Pa，气体在BC过程中吸收热量为Q1，在DA过程中放出热量为Q2。
（1）求此气体经过一次循环又回到初态A过程中，外界对气体做的总功W；
（2）将该循环过程用图乙的p-T图像表示出来（在图中标出状态A、B、C、D）。
22．一定质量的理想气体从状态开始先经绝热变化到状态，再经等压变化到状态，气体放出的热量为．已知状态气体压强为，体积为，温度为；状态压强为，体积为；状态体积为，求：
①状态的温度；
②气体从状态到状态外界做的功．
23．一定量的气体从外界吸收了2.6×105 J的热量，内能增加了4.2×105 J.
(1)是气体对外界做了功，还是外界对气体做了功？做了多少焦耳的功？
(2)如果气体吸收的热量仍为2.6×105 J不变，但是内能只增加了1.6×105 J，计算结果W＝－1.0×105 J，是负值，怎样解释这个结果？
(3)在热力学第一定律ΔU＝W＋Q中，W，Q和ΔU为正值、负值各代表什么物理意义
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．B
2．D
3．C
4．B
5．A
6．D
7．B
8．D
9．A
10．A
11．C
12．D
13．B
14．A
15．A
16． 20 20
17． 做功 热传递 等效 其他形式的能 内能 不同温度物体间
18． 热量 做的功
19．BDE
20．①15cm，Pa；②放热
21．(1)W=Q2-Q1；
(2)结合图甲所示的V-T图像，及题中信息可知
， ；
从A到B是等容变化，根据
可得
从B到C是等温变化，根据
可知
从C到D上等容变化，根据
可知
因此在图乙的p一T图像中作出其循环过程如图所示
22．①；②．
23．（1）外界对气体做了1.6×105 J的功 （2）说明气体对外界做功 （3）在公式ΔU＝W＋Q中，ΔU>0，物体内能增加；ΔU<0，物体内能减少．Q>0，物体吸热；Q<0，物体放热．W>0，外界对物体做功；W<0，物体对外界做功
答案第1页，共2页