4.1热力学第一定律 基础巩固（Word版含答案）

4.1热力学第一定律基础巩固2021—2022学年高中物理沪教版（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．单晶体有确定的熔点，而多晶体没有确定的熔点
B．理想气体等压膨胀时一定吸收热量
C．布朗运动是分子热运动，而扩散现象不是分子热运动
D．叶面上的小露珠呈球形是由于液体表面分子引力小于分子斥力
2．一定质量的理想气体在状态变化的过程中，气体分子的平均动能始终不变，则在这过程中（ ）
A．气体既不吸热，也不放热 B．气体对外界不做功
C．气体的内能不改变 D．气体的压强和体积以相同比例减小
3．下列说法正确的是（　　）
A．对物体做功，同时物体放热，物体的内能一定减小
B．对物体做功，同时物体吸热，物体的内能一定减小
C．物体对外做功，同时放热，物体的内能一定减小
D．物体对外做功，同时吸热，物体的内能一定减小
4．下列说法正确的是
A．气体温度升高，则每个气体分子的动能都将变大
B．分子间距离增大时，分子间的引力和斥力都增大
C．气体的压强是由于大量分子频繁撞击器壁产生的
D．一定质量理想气体的温度升高，内能不一定增大
5．一定质量的理想气体经历了如图所示的A→B→C→D→A循环，该过程每个状态均可视为平衡态，各状态参数如图所示。对此气体，下列说法正确的是（　　）
A．A→B的过程中，气体对外界放热，内能不变
B．B→C的过程中，气体的压强增大，单位体积内的分子数增多
C．C→D的过程中，气体的压强不变，气体从外界吸热
D．D→A的过程中，气体的压强减小，分子的平均动能减小，单位体积内的分子数不变
6．如图所示，一定质量的理想气体从状态依次经过状态、和后再回到状态。其中，和为等温过程，为等压过程，为等容过程，则在该循环过程中，下列说法正确的是（ ）
A．过程中，气体吸收热量
B．过程中，气体分子的平均动能不变
C．过程中，单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增多
D．若气体在过程中内能变化量的数值为2kJ，与外界交换的热量为7kJ，则在此过程中气体对外做的功为5kJ
7．一定质量的理想气体的状态变化过程表示在如图所示的p-V图上，气体先由a状态沿双曲线经等温过程变化到b状态，再沿与横轴平行的直线变化到c状态，a、c两点位于与纵轴平行的直线上，以下说法中正确的是（　　）
A．由a状态至b状态过程中，气体放出热量，内能减少
B．由b状态至c状态过程中，气体对外做功，内能减少
C．c状态与a状态相比，c状态分子平均距离较大，分子平均动能较大
D．b状态与a状态相比，b状态分子平均距离较小，分子平均动能相等
8．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
9．如图所示，一定质量的理想气体先由状态a变化到状态b，再由状态b变化到状态a，这样经过一系列中间过程又回到原来状态的过程称为循环过程，在整个循环过程中，下列关于一定质量理想气体的说法中正确的是（　　）
A．内能变化为零
B．整个循环过程中，外界对理想气体做的功等于理想气体对外做的功
C．整个循环过程中，理想气体吸收的热量等于放出的热量
D．在一次循环过程中吸收的热量小于放出的热量
10．如图所示，一定质量的理想气体密封在绝热(即与外界不发生热交换)容器中，容器内装有一可以活动的绝热活塞．今对活塞施以一竖直向下的压力F，使活塞缓慢向下移动一段距离后，气体的体积减小．若忽略活塞与容器壁间的摩擦力，则被密封的气体(　　)
图13－2－4
A．温度升高，压强增大，内能减少
B．温度降低，压强增大，内能减少
C．温度升高，压强增大，内能增加
D．温度降低，压强减小，内能增加
11．回热式制冷机是一种深低温设备，制冷极限约50 K，某台设备工作时，一定量的氦气（可视为理想气体）缓慢经历如图所示的四个过程：从状态A到B和C到D是等温过程；从状态B到C和D到A是等容过程，体积分别为V0和5V0。下列说法正确的是（　　）
A．图中t1< t2 B．压强pD=5pC
C．B到C过程外界对氦气做正功 D．整个循环过程A-B-C-D-A氦气系统要放热
12．一定质量理想气体经历一个循环过程的图像如图所示，该循环是由两个绝热过程和两个等容过程组成，a状态为起始状态。对于该循环，下列说法正确的是（　　）
A．气体在状态b和c时内能一定相等
B．一次循环过程中气体吸收的热量大于放出的热量
C．过程中，外部对气体做的功大于气体内能的增加量
D．过程中外界对气体做的功大于过程中气体对外界做的功
13．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再回到状态a，其中，为等温过程，为等容过程，下列说法正确的是（ ）
A．过程，气体和外界无热交换
B．过程，气体分子的速率均保持不变
C．过程，气体内能减小
D．过程外界对气体做的功与过程气体对外做功相等
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
15．一个带活塞的气缸内盛有一定量的气体，若此气体的温度随其内能的增大而升高，则（ ）
A．将热量传给气体，其温度必升高
B．压缩气体，其温度必升高
C．压缩气体，同时气体向外界放热，其温度必不变
D．压缩气体，同时将热量传给气体，其温度必升高
二、填空题（共4题）
16．如图一定量的理想气体从状态a经过等温变化至状态b，又从状态b经过等容变化至状态c，则过程______（填“吸收”或“释放”）热量；______（填“吸收”或“释放”）热量。
17．一定质量理想气体的压强p随体积V的变化过程如图所示．已知状态A的温度是300 K,则状态B的温度是_______K.在BC过程中气体将________(填“吸热”或“放热”).
18．如图所示，一导热性良好的气缸竖直放置于恒温的环境中，气缸内有一质量不可忽略的水平活塞，将一定质量的理想气体封在气缸内，活塞与气缸壁无摩擦，气缸不漏气，整个装置处于平衡状态．活塞上放置一广口瓶，瓶中盛有一定量的酒精，经过一段较长时间后，与原来相比较，气体的压强________(填“减小”“不变”或“增大”)，气体________(填“吸热”或“放热”)．
19．（1）空气压缩机在一次压缩过程中，活塞对气缸中的气体做功为2.0×105J，同时气体的内能增加了1.5×105J。试问：此压缩过程中，气体___________(填“吸收”或“放出”)的热量等于____________J。
（2）若一定质量的理想气体分别按下图所示的三种不同过程变化
其中表示等压变化的是________(填“A”、“B”或“C”)，该过程中气体的内能__(填“增加”、“减少”或“不变”)。
（3）设想将1g水均匀分布在地球表面上，估算1cm2的表面上有多少个水分子。(已知1mol，水的质量为18g，地球的表面积约为5×1014m2，结果保留一位有效数字) ____
三、综合题（共4题）
20．一定质量的理想气体从状态A经状态B变化到状态C，其图像如图所示，其中A状态时温度为150K，求：
（1）气体在状态B时的温度；
（2）气体从状态A变化到状态C的过程中吸收的热量Q；
（3）若气体在状态C时密度为，摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为，则气体单位体积内的分子数n为多少？
21．如图所示，一容积为V0的导热容器连接横截面积为S的两端开口的长直管，用一小段水银封闭了一定质量的气体，当温度为T0时，水银柱停在长直管下端. 已知大气压强为p0，该小段水银柱产生的压强为，大气压强不变，不计水银与管壁间的摩擦.
①已知封闭气体在某过程中从外界吸收热量Q，水银柱上升h，求气体内能的增加量；
②若环境温度缓慢升高，请推导出该小段水银柱在直管内相对下端移动的距离x随封闭气体热力学温度T的变化关系式.
22．如图所示在绝热气缸内，有一绝热活塞封闭一定质量的理想气体，开始时缸内气体温度为47℃，封闭气柱长为8cm，活塞横截面积S=60cm2。现通过气缸底部电阻丝给气体加热一段时间，此过程中气体吸热22J，稳定后气体温度变为127℃。已知大气压强为105Pa，活塞与气缸间无摩擦，不计活塞重力，求：
(1)加热后活塞到气缸底部的距离；
(2)此过程中气体内能改变了多少。
23．一定质量的理想气体经历了如图所示的A→B→C→D→A循环，该过程每个状态视为平衡态，各状态参数如图所示。A状态的体积为，求：
①B状态的体积；
②完成一次循环，气体与外界进行热交换的热量。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．B
2．C
3．C
4．C
5．D
6．D
7．D
8．B
9．A
10．C
11．D
12．B
13．C
14．B
15．D
16． 释放 吸收
17． 900 放热
18． 减小　 吸热
19． 放出 5×104 C 增加 7×103（6×103～7×103都算对）
20．(1)300K；(2)；(3)
21．①；②
22．(1)10cm；(2)10J
23．①；②吸热150J
答案第1页，共2页