3.2热力学第一定律练习（Word版含答案）

3.2热力学第一定律专题复习2021—2022学年高中物理人教版（2019）选择性必修第三册
一、选择题（共15题）
1．下列说法正确的是（ ）
A．气体绝热膨胀对外做功，内能一定增大
B．单晶体和多晶体都有确定的熔点
C．温度低的物体分子运动的平均速率小
D．液体表面存在张力是因为液体表面层分子间的距离小于液体内部分子间的距离
2．在热力学第一定律的表达式ΔU=W+Q中,关于ΔU、W、Q各个物理量的正、负,下列说法中正确的是(　　)
A．外界对物体做功时W为正,吸热时Q为负,内能增加时ΔU为正
B．物体对外界做功时W为负,吸热时Q为正,内能增加时ΔU为负
C．外界对物体做功时W为负,吸热时Q为负,内能增加时ΔU为负
D．物体对外界做功时W为负,吸热时Q为正,内能增加时ΔU为正
3．下列说法中正确的是
A．液体与大气相接触，表面层内分子所受其它分子的作用表现为相互吸引
B．一定质量理想气体发生绝热膨胀时，其内能不变
C．物理性能各向同性的固体，可能是单晶体
D．分子运动的平均速率可能为零
4．下列各事例中通过热传递改变物体内能的是 　　
A．车床上车刀切削工件后发热 B．擦火柴时火柴头温度升高
C．用肥皂水淋车刀后车刀降温 D．搓搓手就会觉得手发热
5．如图所示，导热的气缸固定在平地面上，一个可自由移动的活塞把气体封闭在气缸中，气缸的内壁光滑．现用水平外力F作用于活塞杆，使活塞缓慢地向右移动，保持气缸内气体温度不变，则对于封闭气体（ ）
A．外界对气体做功
B．气体分子平均动能不变
C．气体压强保持不变
D．单位体积内气体分子个数增加
6．一定量的理想气体从状态a开始，经历等温或等压过程ab、bc、cd、da回到原状态，其p T图像如图所示，其中对角线ac的延长线过原点O。下列判断正确的是（　　）
A．气体在a、c两状态的体积相等
B．气体在状态a时的内能小于它在状态c时的内能
C．在过程cd中气体向外界放出的热量大于外界对气体做的功
D．在过程da中气体从外界吸收的热量小于气体对外界做的功
7．一定量的理想气体从状态M开始，经状态回到状态M，如图所示。下列说法正确的是（　　）
A．过程，气体放热
B．过程，气体体积变大
C．气体在N时的体积比在Q时的体积小
D．过程，单位时间内撞击器壁单位面积的分子数增加
8．下列说法正确的是（　　）
A．液体分子的无规则运动称为布朗运动
B．气体放出热量，其分子平均动能减小
C．玻璃裂口放在火上烧熔，其尖端变圆的原因是表面张力的作用
D．只要知道气体的摩尔体积和阿伏加德罗常数，就可以算出气体分子的体积
9．水枪是孩子们喜爱的玩具，常见的气压式水枪储水罐示意如图。从储水罐充气口充入气体，达到一定压强后，关闭充气口，扣动扳机将阀门M打开，水即从枪口喷出，罐内气体可看作理想气体，若在水不断喷出的过程中，罐内气体温度始终保持不变，则罐内气体（　　）
A．压强变大 B．对外界不做功 C．从外界吸热 D．分子平均动能变小
10．如图所示为一带活塞的气缸，缸内盛有气体，缸外为恒温环境，气缸壁是导热的。现令活塞向外移动一段距离，在此过程中气体吸热，对外做功，用W1表示，然后设法将气缸壁及活塞绝热，推动活塞压缩气体，使活塞回到原来位置，此过程外界对气体做功用W2表示，则（ ）
A．有可能使气体回到原来状态，且W1B．不可能使气体回到原来状态，但W1=W2
C．有可能使气体回到原来状态，且W1>W2
D．上面A、B、C三种说法都不可能实现
11．如图所示，固定的气缸内由活塞B封闭着一定质量的理想气体，在外力F作用下，将活塞B缓慢地向右拉动．在拉动活塞的过程中，假设气缸壁的导热性能良好，环境的温度保持不变，则下列说法正确的是
A．气体从外界吸热，内能增加
B．气体向外界放热，内能减少
C．气体对外界做功，气体压强变小
D．外界对气体做功，气体压强变小
12．关于物体的内能，下列说法正确的是（　　）
A．物体内部所有分子动能的总和叫做物体的内能
B．一定质量的 冰融化为的水时，分子势能增加
C．一定质量的理想气体放出热量，它的内能一定减小
D．通电时电阻发热，它的内能增加是通过“热传递”方式实现的
13．一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中气体一定吸热
B．过程bc中气体既不吸热也不放热
C．过程ca中外界对气体所做的功等于气体所放的热
D．a、b和c三个状态中，状态a分子的平均动能最大
14．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
15．在热力学第一定律的表达式ΔU=W＋Q中关于ΔU、W、Q各个物理量的正、负，下列说法中正确的是（　　）
A．外界对物体做功时W为正，吸热时Q为负，内能增加时ΔU为正
B．物体对外界做功时W为负，吸热时Q为正，内能增加时ΔU为负
C．物体对外界做功时W为负，吸热时Q为正，内能增加时ΔU为正
D．外界对物体做功时W为负，吸热时Q为负，内能增加时ΔU为负
二、填空题（共4题）
16．一定质量的理想气体由状态A经状态B变化到状态C的图象如图所示，气体分子在单位时间内撞击容器上单位面积的次数用表示，则______。气体在AB过程中放出的热量______在BC过程中吸收的热量。（填“大于”、“小于”或“等于”
17．如图所示，一个活塞将绝热容器分成A、B两部分，用控制栓K固定活塞．保持A体积不变，给电热丝通电，则此过程中气体A的内能________ ， 温度________；拔出控制栓K ， 活塞将向右移动压缩气体B ， 则气体B的内能________ ．
18．在大气中，空气团竖直运动经过各气层的时间很短，因此，运动过程中空气团与周围空气热量交换极少，可看作绝热过程。潮湿空气团在山的迎风坡上升时，水汽凝结成云雨，到山顶后变得干燥，然后沿着背风坡下降时升温，气象上称这股干热的气流为焚风（大气压强随高度的增加而减小）。空气团在山的迎风坡上升时温度降低，原因是空气团___________（选填“对外放热”或“对外做功”）；设空气团的内能U与温度T满足U=CT（C为一常数），空气团沿着背风坡下降过程中，外界对空气团做功为W，则此过程中空气团升高的温度ΔT=___________。
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．如图所示，一圆柱形绝热气缸竖直放置，通过绝热活塞封闭着一定质量的理想气体．活塞的质量为m，横截面积为S，与容器底部相距h．现通过电热丝缓慢加热气体，当气体的温度为T1时活塞上升了h．已知大气压强为p0．重力加速度为g，不计活塞与气缸间摩擦．
①求温度为T1时气体的压强；
②现停止对气体加热，同时在活塞上缓慢添加砂粒，当添加砂粒的质量为m0时，活塞恰好回到原来位置，求此时气体的温度．
21．某物理兴趣小组为了测出一个内部形状不规则的球状玻璃容器的容积，在容器开口处插入一根两端开口的玻璃管，并对容器与玻璃管的接口密封，保持玻璃管竖直放置，如图所示。玻璃管中空部分粗细均匀，横截面积为S．用一段长度为h的水银柱封闭气体，当温度为且水银柱静止时，玻璃管内封闭气体的长度为；当把容器浸到温度为的热水中，水银柱再次静止时，玻璃管内封闭气体的长度变为。已知整个过程中，大气压强未发生变化，水银柱没有溢出管口，气体可以看做理想气体，水银密度为，大气压强为，重力加速度为g，求：
（1）容器的容积V为多少？
（2）若整个过程中，被封闭气体吸收的热量为Q，则气体的内能变化了多少？
22．如图所示，内壁光滑且长为L＝50cm的绝热气缸固定在水平面上，气缸内用横截面积为S＝100cm2的绝热活塞封闭有温度为t0＝27℃的理想气体，开始时处于静止状态的活塞位于距左侧缸底l＝30cm处．现用电热丝对封闭的理想气体加热，使活塞缓慢向右移动．（已知大气压强为P0＝1.0×105Pa）
①试计算当温度升高到t＝377℃时，缸内封闭气体的压强P；
②若气缸内电热丝的电阻R＝100Ω，加热时电热丝中的电流为I＝0.2A，在此变化过程中共持续了t'＝300s，不计电热丝由于温度升高而吸收热量，试计算气体增加的内能ΔU．
23．如气体压强-体积图所示，摩尔数为的双原子理想气体构成的系统经历一正循环过程（正循环指沿图中箭头所示的循环），其中自A到B为直线过程，自B到A为等温过程。双原子理想气体的定容摩尔热容为﹐R为气体常量。
（1）求直线AB过程中的最高温度；
（2）求直线AB过程中气体的摩尔热容量随气体体积变化的关系式，说明气体在直线AB过程各段体积范围内是吸热过程还是放热过程，确定吸热和放热过程发生转变时的温度Tc；
（3）求整个直线AB过程中所吸收的净热量和一个正循环过程中气体对外所作的净功。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．B
2．D
3．A
4．C
5．B
6．A
7．A
8．C
9．C
10．D
11．C
12．B
13．A
14．B
15．C
16． 大于 小于
17． 增加 升高 增加
18． 对外做功
19．①50℃；②晶体；③小于
20．①温度为T1时气体的压强；
②此时气体的温度．
21．（1）；（2）
22．① ②
23．（1）；（2），；（3），
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