3.1热力学第一定律基础巩固练习（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．下列说法中正确的是
A．物体温度改变时，物体分子的平均动能一定改变
B．物体吸收热量后，温度一定升高
C．布朗运动就是液体分子的热运动
D．当分子间的距离变小时，分子间作用力一定减小
2．汽车消耗的主要燃料是柴油和汽油．柴油机是靠压缩汽缸内的空气点火的；而汽油机做功冲程开始时，汽缸中的汽油—空气混合气是靠火花塞点燃的．但是汽车蓄电池的电压只有12V，不能在火花塞中产生火花，因此，要使用如图所示的点火装置，此装置的核心是一个变压器，该变压器初级线圈通过开关连到蓄电池上，次级线圈接到火花塞的两端，开关由机械控制，做功冲程开始时，开关由闭合变为断开，从而在次级线圈中产生10000V以上的电压，这样就能在火花塞中产生火花了．下列说法正确的是( )
A．柴油机的压缩点火过程是通过做功使空气的内能增大的
B．汽油机点火装置的开关若始终闭合，次级线圈的两端也会有高压
C．接该变压器的初级线圈的电源必须是交流电源，否则就不能在次级产生高压
D．汽油机的点火装置中变压器的初级线圈匝数必须远大于次级线圈的匝数
3．一个用绝热材料做的气缸内用绝热的活塞封闭着一定质量的理想气体，用力推动活塞，使气体体积减小为原来的一半，则后来气体的压强p2与原来气体的压强p1相比较，下列关系正确的是
A．p2 > 2p1 B．p2 = 2p1 C．p2 < 2p1 D．无法确定
4．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
5．下列说法正确的是（　　）
A．气体分子热运动的平均动能减小时，则气体压强也一定减小
B．分子力随分子间距离的减小可能会增大
C．破碎的玻璃很难再“粘”在一起，说明分子间有斥力
D．一定质量的理想气体等温膨胀时会向外放热，但内能保持不变
6．如图所示，汽缸内封闭一定质量的气体，不计活塞与缸壁间的摩擦，也不考虑密封气体和外界的热传递，当外界大气压变化时，以下物理量中发生改变的有 (　 　)
①密封气体的压强　　　　　②密封气体的体积　
③弹簧弹力的大小　　　　　④密封气体的内能
A．①②
B．③④
C．③
D．①②④
7．如图所示的p-V图像中A→B→C→A表示一定质量理想气体的状态变化过程。则以下说法正确的是（ ）
A．在状态C和状态A时，气体的内能一定相等
B．从状态C变化到状态A的过程中，气体一定放热
C．从状态B变化到状态C的过程中，气体一定吸热
D．从状态B变化到状态C的过程中，气体分子的平均动能减小
8．某校开展探究性课外活动，一名同学用右图所示的装置研究气体压强、体积、温度三者之间的变化关系。该同学选用导热良好的汽缸将其开口向下，内装理想气体，并将汽缸固定不动，但缸内活塞可自由滑动且不漏气，他把一温度计通过缸底小孔插入缸内，插口处密封良好，活塞下挂一个沙桶，沙桶装满沙子时活塞恰好静止。他把沙桶底部钻一个小洞，让细沙慢慢漏出，外部环境温度恒定，由此可确定（　　）
A．外界对气体做功，内能增大 B．外界对气体做功，温度计示数不变
C．气体体积减小，温度计示数减小 D．外界对气体做功，温度计示数增大
9．如图所示，固定在水平面上的汽缸内封闭着一定质量的理想气体，汽缸壁和活塞绝热性能良好，汽缸内气体分子间相互作用的势能忽略不计，则以下说法正确的是（　　）
A．使活塞向左移动，汽缸内气体对外界做功，内能减少
B．使活塞向左移动，汽缸内气体内能增大，温度升高
C．使活塞向左移动，汽缸内气体压强减小
D．使活塞向左移动，汽缸内气体分子无规则运动的平均动能减小
10．下列说法中正确的是（ ）
A．气体的温度升高时，分子的热运动变得剧烈，分子的平均动能增大，撞击器壁时对器壁的作用力增大，从而气体的压强一定增大
B．气体的体积变小时，单位体积的分子数增多，单位时间内打到器壁单位面积上的分子数增多，从而气体的压强一定增大
C．压缩一定量的气体，气体的内能一定增加
D．分子a从远处趋近固定不动的分子b，当a到达受b的作用力为零处时，a的动能一定最大
11．如图描述了一定质量的理想气体压强p随体积V变化的图像，O、a、b在同一直线上，ac与横轴平行，下列说法正确的是（　　）
A．a到b过程，外界对气体做功
B．c到a过程，气体向外界放出热量大于气体内能的减少量
C．b到c过程，气体释放的热量大于气体内能的减少
D．a点时气体的内能等于b点时气体的内能
12．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
13．一定质量的理想气体，由初始状态A开始，状态变化按图中的箭头所示方向进行，最后又回到初始状态A，对于这个循环过程，以下说法正确的是（　　）
A．由A→B，气体的分子平均动能增大，放出热量
B．由B→C，气体的分子数密度增大，内能减小，吸收热量
C．由C→A，气体的内能减小，放出热量，外界对气体做功
D．经过一个循环过程后，气体内能可能减少，也可能增加
14．一定质量的理想气体被质量为的绝热活塞封闭在竖直放置的绝热汽缸中，活塞的面积为S，与汽缸底部相距，温度为。现接通电热丝给气体缓慢加热，活塞缓慢向上移动距离后停止加热，整个过程中，气体吸收的热量为，大气压强为p0，重力加速度为。则（ ）
A．初始时，气体压强
B．停止加热时，气体的温度
C．该过程中，气体内能增加量
D．该过程中，气体内能增加量
15．夏天，小明同学把自行车轮胎上的气门芯拔出的时候，会觉得从轮胎里喷出的气体凉，如果把轮胎里的气体视为理想气体，则关于气体喷出的过程，下列说法不正确的是（　　）
A．气体的内能减少
B．气体的内能增大
C．气体来不及与外界发生热交换，对外做功，温度降低
D．气体分子的平均动能减小
二、填空题（共4题）
16．一定质量的理想气体由状态a等压膨胀到状态b，再等容增压到状态c，然后膨胀到状态d，其压强p与体积V的关系如图所示，其中曲线为双曲线的一支。若气体在状态a时的热力学温度为，气体由状态a等压膨胀到状态b的过程中内能增加了，则该过程中气体从外界吸收的热量为__________，在状态d时的热力学温度为___________。
17．如图所示，竖直放置的粗细均匀的U形管，右端封闭有一段空气柱，两管内水银面高度差为h=19 cm，封闭端空气柱长度为L1=40 cm。为了使左、右两管中的水银面相平，（设外界大气压强p0=76 cmHg，空气柱温度保持不变）试问：
①需从左管的开口端再缓慢注入高度多少的水银柱？_____此时封闭端空气柱的长度是多少？____
②注入水银过程中，外界对封闭空气做________（填“正功”“负功” 或“不做功”），气体将______（填“吸热”或“放热”）。
18．如图所示是一定质量的理想气体沿直线ABC发生状态变化的图像，已知A→B的过程中，理想气体内能变化量为300J，气体对外做功为250J，则由B→C的过程中，气体温度_______（选填“升高”或“降低”），对外做功_______J，放出热量______J（大气压p0取1.0×105Pa）。
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，一绝热容器被隔板隔开成、两部分。已知内有一定量的稀薄气体，内为真空。抽开隔板后，内气体进入，最终达到平衡状态。分析此过程中气体内能的变化情况。
21．一定质量的理想气体体积V与热力学温度T的关系图像如图所示，其中BC的延长线过原点，BA的延长线平行V轴交T轴于T0点，气体在状态C时的压强为p0：
①从状态A变化到状态B的过程中，气体对外界做功20J，求该过程中气体与外界传递的热量；
②求气体在状态A时的压强PA和状态C时的温度TC。
22．一定质量的理想气体从状态开始经状态、、又变化回状态，其状态变化过程的图象如图所示．已知该气体在状态时的压强为，状态与状态温度相等．已知热力学温度与摄氏温度间的关系为，求：
①气体在状态的压强；
②完成一个循环的过程中，气体与外界交换的热量．
23．一定质量理想气体经历如图所示的A→B、B→C、C→A三个变化过程，已知TA=300K，气体从C→A的过程中做功为100J，同时吸热250J、已知气体的内能与温度成正比.求：
（1）气体处于B状态时的温度TB；
（2）气体处于C状态时的温度TC；
（5）气体处于C状态时内能EC．
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．A
2．A
3．A
4．D
5．B
6．D
7．D
8．B
9．B
10．D
11．B
12．C
13．C
14．B
15．B
16．
17． 39 cm 30 cm 正功 放热
18． 降低 150 150
19． AD 50 10 2.66g
20．内能不变
21．①气体吸收热量为20J；②
22．①②100J
23．(1) 300K (2) (3)
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