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）
1．一定质量的理想气体从状态a开始，经历、、三个过程回到原状态，其图像如图所示，下列判断正确的是（　　）
A．整个变化过程，状态a气体的分子平均动能最大
B．状态a到状态b的过程，气体放出热量
C．状态b到状态c的过程，气体吸收热量
D．状态c到状态a的过程，气体吸收热量
2．密闭有空气（非理想气体，分子间的作用力表现为引力）的薄塑料瓶因降温而变扁，此过程中瓶内空气
A．内能不变 B．外界对瓶内空气做功
C．分子力做正功，分子势能变大 D．分子力做负功，分子势能变大
3．对于一定质量的理想气体,下列说法正确的是（ ）
A．若气体不和外界进行热传递,则气体内能一定不变
B．若气体发生等温膨胀,则气体对外做功和吸收的热量数值大小相等
C．足球充足气后很难压缩,是足球内气体分子间斥力作用的结果
D．在完全失重的情况下,气体对容器壁的压强为零
4．一竖直放置的U形玻璃管一端封闭，另一端开口向下，如图所示，用水银柱封闭一定质量的理想气体，在保持温度不变的情况下，假设在管子的D处钻一小孔，则管内左侧被封闭的气体压强p和体积V变化的情况及做功情况是（ ）
A．p、V都不变
B．V减小，p增大
C．封闭气体对外做功
D．该过程封闭气体从外界吸收热量
5．做功和热传递都可以改变物体的内能，以下说法正确的是（　　）
A．物体放出热量，内能一定减少
B．物体对外做功，内能一定减少
C．物体吸收热量，同时对外做功，内能一定增加
D．物体放出热量，同时对外做功，内能一定减少
6．关于温度的概念，下列说法正确的是（　　）
A．温度是分子平均动能的标志，物体的温度越高，则分子的平均动能越大
B．温度是分子平均动能的标志，温度升高，则物体的每一个分子的动能都增大
C．某物体当其内能增加时，该物体的温度一定升高
D．甲物体的温度比乙物体高，则甲物体分子的平均速率比乙物体的平均速率大
7．如图所示，一定质量的理想气体从状态A依次经过状态B、C和D后再回到状态A．其中，A→B和C→D为等温过程，B→C和D→A为绝热过程。该循环过程中，下列说法正确的是（　　）
A．A→B过程中，外界对气体做功，放热
B．B→C过程中，气体分子的平均动能减小
C．C→D过程中，单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数减少
D．D→A过程中，气体分子的速率分布曲线不发生变化
8．一定质量的理想气体由状态a经状态b、c到状态d，其体积V与热力学温度T关系如图所示，O、a、d三点在同一直线上，ab和cd平行于横轴，bc平行于纵轴，则下列说法正确的是（　　）
A．从状态a到状态b，气体放热
B．从状态a到状态b，每个气体分子的动能都增大
C．从状态b到状态c，气体对外做功，内能减小
D．从状态a到状态d，气体内能增加
9．恒温环境中，在导热良好的注射器内，用活塞封闭了一定质量的理想气体。用力缓慢向外拉活塞，此过程中（　　）
A．封闭气体分子间的平均距离不变
B．封闭气体分子的平均速率减小
C．活塞对封闭气体做正功
D．封闭气体的内能不变
10．在如图所示的坐标系中，一定质量的某种理想气体发生以下两种状态变化：第一种变化是从状态A到状态B，外界对该气体做功为6J；第二种变化是从状态A到状态C，该气体从外界吸热的热量为9J，图线AC的反向延长线通过坐标原点O，B、C两状态的温度相同，理想气体的分子势能为零，则下列说法中正确的是（　　）
A．从A状态到B状态气体放出3J的热量
B．从A状态到C状态气体内能增加9J
C．气体从A状态到B状态与外界交换热量和A状态到C状态相同
D．气体从A状态到B状态的内能变化小于从A状态到C状态
11．如图所示，汽缸和活塞与外界均无热交换，汽缸中间有一个固定的导热性良好的隔板，封闭着两部分气体A和B，活塞处于静止平衡状态。现通过电热丝对气体A加热一段时间，后来活塞达到新的平衡。不计气体分子势能，不计活塞与汽缸壁间的摩擦，大气压强保持不变。下列判断正确的是（　　）
A．气体B吸热，对外做功，内能不变
B．气体A分子的平均动能增大
C．气体A和气体B内每个分子的动能都增大
D．气体B分子单位时间内对器壁单位面积的碰撞次数增加
12．如图所示，活塞将一定质量的气体封闭在直立圆筒形导热的气缸中，活塞上堆放细沙，活塞处于静止，现逐渐取走细沙，使活塞缓慢上升，直到细沙全部取走．若活塞与气缸之间的摩擦可忽略，则在此过程中
A．气体对外做功，气体温度一定降低
B．气体对外做功，内能一定减少
C．气体压强减小，内能可能不变
D．气体从外界吸热，内能一定增加
13．如图所示，导热性能良好的气缸内用活塞封闭着一定质量、常温常压的气体，气缸固定不动．一条细线一端连接在活塞上，另一端跨过两个光滑的定滑轮后连接在一个小桶上，开始时活塞静止，现不断向小桶中添加细沙，使活塞缓慢向右移动（活塞始终未被拉出，气缸、周围环境温度不变，分子间作用表现为引力）．则在活塞移动的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．气缸内气体的分子平均动能不变，内能可能不变
B．气缸内气体的内能变小
C．气缸内气体的压强变小
D．气缸内气体向外界放热
14．如图，由导热材料制成的气缸和活塞将一定质量的理想气体封闭在气缸内，活塞与气缸壁之间无摩擦，活塞上方存有少量液体。将一细管插入液体，因虹吸现象，活塞上方的液体逐渐流出，大气压强与外界的温度保持不变。对封闭理想气体说法正确的是（　　）
A．在单位时间内，气体分子对活塞的冲量逐渐减小
B．在单位时间内，气体分子对活塞撞击的次数增多
C．气体分子间的斥力增大，且分子的平均动能不变
D．气体向外界放热
15．关于物体内能的改变，下列说法中正确的是 （ ）
A．物体对外做功，物体内能一定减小
B．物体吸收热量，它的内能一定增加
C．物体放出热量，它的内能一定减少
D．外界对物体做功，物体的内能不一定增加
二、填空题（共4题）
16．如图气体温度计结构图。玻璃测温泡A内充有理想气体，通过细玻璃管B和水银压强计相连。开始时A处于冰水混合物中，左管C中水银面在O点处，右管D中水银面高出O点h1=14cm，后将A放入待测恒温槽中，上下移动D，使C中水银面仍在O点处，测得D中水银面高出O点h2=44cm。（已知外界大气压为76cmHg）则恒温槽的温度_____，此过程A内气体内能_____（填“增大”、“减小”或“不变”）。
17．如图，一定质量的理想气体从状态a开始，经历过程①、②、③到达状态d。则：过程①中单位时间内气体分子对容器壁碰撞次数______（增加、减少）；过程②中气体对外界做______。（“正功”、“负功”）；状态c的内能______状态d的内能（“>”“<”或“=”），过程③气体______（“从外界吸收”或“对外放出）热量。
18．一定质量的理想气体从状态a变化到状态b，压强保持不变，其p-V图象如图所示．此过程中气体分子热运动的平均动能_____（选填“增大”、“减小”或“不变”）．若此过程中气体吸收热量200J，气体做功150J，则该过程中气体内能变化了_____J．
19．如图所示，一定质量的理想气体从状态A变化到状态B，已知在此过程中，气体吸收的热量为Q。求：
(1)两状态下气体温度的比值；
(2)该过程中气体内能的变化量。
三、综合题（共4题）
20．在一个标准大气压下，1kg冰在0℃时吸收336kJ的热量后变成同温度的水，外界同时对系统做了11kJ的功，阿伏伽德罗常数NA=6.0×1023mol-1，水的摩尔质量
M=18g mol-1.问
(Ⅰ)此过程中系统的内能变化了多少？
(Ⅱ)1kg冰所含的分子数为多少？(结果保留2位有效数字)
21．有一导热气缸，缸内有一定质量的密封活塞，气缸内密封一部分稀薄气体，如图气缸水平放置时，活塞距离气缸底部的距离为 L ，现将气缸竖立起来，活塞缓慢下降，稳定后，活塞距离气缸底部的距离为，若气缸活塞的横截面积为 S，大气压强为p0．
（1）求活塞的质量；
（2）当气缸竖起，活塞缓慢下降过程中，判断气缸内气体是吸热还是放热，并简述原因．
22．如图所示，A端封闭，B端开口，粗细均匀的玻璃管，长为L、内橫截面积为S，将其固定在水平面上并保持平衡状态。在B端用厚度不计的轻质活塞进行封闭，用力推活塞缓慢向里移动x时为止，该过程力推活塞做功为WF。设整个过程管内气体温度不变，管内气体视为理想气体，活塞与玻璃管壁间的摩擦不计，外界大气压强为P0.，求：
（1）活塞移动x时，管内气体压强Px；
（2）活塞移动x过程，气体与外界传递的热量Q。
23．如图所示，一圆柱形容器竖直放置，通过活塞封闭着摄氏温度为t的理想气体．活塞的质量为m，横截面积为S，与容器底部相距h.现通过电热丝给气体加热一段时间，结果活塞又缓慢上升了h，若这段时间内气体吸收的热量为Q，已知大气压强为p0，重力加速度为g，不计器壁向外散失的热量及活塞与器壁间的摩擦，求：
（1）容器中气体的压强；
（2）这段时间内气体的内能增加了多少？
（3）这段时间内气体的温度升高了多少？
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．C
2．B
3．B
4．B
5．D
6．A
7．B
8．D
9．D
10．B
11．B
12．C
13．C
14．A
15．D
16． 91 增大
17． 增加 正功 = 从外界吸收
18． 增大 50
19．(1)；(2)
20．(Ⅰ) 347kJ(Ⅱ) 3.3×1025个
21．（1） （2）放热；根据热力学第一定律，活塞下降过程对气体做功，而气体内能不变，所以应是放热
22．（1）；（2）
23．（1）；（2）；（3）
答案第1页，共2页