3.2热力学第一定律同步练习（word版含答案）

2021-2022学年人教版（2019）选择性必修第三册第三章第2节热力学第一定律
节节练习
一、单选题
1． 如图，是某同学利用气缸设计的汽车加速度传感器示意图，将气缸水平固定在汽车上且开口向后，内壁光滑，用活塞封闭一定质量气体，通过活塞的移动判断汽车加速和减速的情况。若气缸和活塞均绝热，汽车由匀速变为加速前进，气缸内气体（ ）
A．单位体积内的分子数变多
B．分子的平均动能变大
C．单位时间分子撞击活塞的次数减小
D．内能变大
2． 如图所示，一定质量的理想气体从状态A依次经过状态、和后再回到状态A。其中，和为等温过程，和为绝热过程（气体与外界无热量交换）。这就是著名的“卡诺循环”。在该循环过程中，下列说法正确的是（ ）
A．过程中，气体从外界吸热并全部用来对外做功，所以违反了热力学第二定律
B．过程中，气体分子的平均动能增大
C．过程中，单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增多
D．过程中，气体分子的速率分布曲线不发生变化
3． 一定质量的理想气体从A状态开始，经过A→B、B→C、C→D、D→A最后回到初始状态A，各状态参量如图所示，则下列说法正确的是（ ）
A．A→B过程气体从外界吸热
B．A→B过程气体对外做功大于C→D过程外界对气体做功
C．C→D过程气体从外界吸热
D．A状态气体分子平均动能小于D状态气体分子平均动能
4． 物体从外界吸收了58J的热量，同时向外界做了42J的功，则其内能（ ）
A．增加了16J
B．减少了16J
C．增加了100J
D．减少了100J
5． 一定质量的理想气体从状态A开始，经历四个过程AB、BC、CD、DA回到原状态，其p-V图像如图所示，其中DA段为双曲线的一支。下列说法正确的是（ ）
A．A→B外界对气体做功
B．B→C气体对外界做功
C．C→D气体从外界吸热
D．D→A容器壁单位面积单位时间内受到气体分子撞击的次数变多
6． 一定质量的理想气体由状态A变到状态B的V－T图线如图所示，可知在由A到B的过程中正确的是（ ）
A．气体内能增加
B．气体分子间的平均距离不变
C．气体的体积增大，压强减小
D．气体一定放出热量
7． 一定质量的理想气体，体积由膨胀到，如果是通过等压过程实现，做功为、传递热量为、内能变化为；如果是通过等温过程实现，做功为、传递热量为、内能变化为，则下列关系式正确的是（ ）
A．，，
B．，，
C．，，
D．，，
8． 金属筒内装有与外界温度相同的压缩空气，打开筒的开关，筒内高压空气迅速向外逸出，待筒内外压强相等时，立即关闭开关。在外界保持恒温的条件下，经过一段较长时间后，再次打开开关，这时出现的现象是（ ）
A．筒外空气流向筒内
B．筒内空气流向筒外
C．筒内外有空气变换，处于动态平衡，筒内空气质量不变
D．筒内外无空气交换
9． 如图所示，圆柱形汽缸开口向上，活塞和汽缸中间的固定隔板将汽缸分为两个气室，分别密封等质量的同种气体甲、乙，汽缸、活塞绝热，隔板导热良好，活塞与汽缸壁间无摩擦，活塞处于静止状态，两气柱长度相等。现将一重物放在活塞上，大气压强保持不变，内部气体可视为理想气体，则（ ）
A．活塞达到新的平衡过程中，甲气体吸热 B．活塞达到新的平衡过程中，甲内能减小
C．活塞达到新的平衡后，甲内能比乙小 D．活塞达到新的平衡后，甲的压强比乙大
10．对于一定质量的理想气体，下列说法正确的是（ ）
A．该气体放出热量时，其内能一定减少
B．该气体膨胀对外做功时，其内能一定减少
C．该气体吸收热量同时对外膨胀做功，其内能可能增加
D．该气体放出热量同时膨胀对外做功，其内能可能不变
二、多选题
11．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(气体与外界无热量交换)．这就是著名的“卡诺循环”．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
B．B→C过程中，气体分子的平均动能增大
C．C→D过程中，单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增多
D．D→A过程中，气体分子的速率分布曲线发生变化
12．以下关于物体的内能与机械能的说法中，可能成立的是（ ）
A．内能为零，机械能不为零
B．机械能为零，内能不为零
C．内能、机械能都不为零
D．内能、机械能都为零
13．如图所示，在-图象中，一定质量的理想气体经历了从状态到状态、再到状态，最后回到状态的过程，在该过程中，下列说法正确的是（ ）
A．从到过程中，气体对外做功
B．从到过程中，气体放出热量
C．从到过程中，气体分子密度减小
D．从到过程和从到过程，气体做功的绝对值相等
E．从到再到过程中，气体内能先增加后减少
14．对非理想气体，下列说法正确的是______
A．气体分子的重力势能是气体内能的一部分
B．气体分子热运动的动能是气体内能的一部分
C．气体整体运动的动能是气体内能的一部分
D．分子之间相互作用的势能是气体内能的一部分
E．气体体积变化时，其内能可能不变
15．关于热力学规律，下列说法正确的是 。
A．热力学第一定律和热力学第二定律从不同角度阐述了能量守恒定律
B．从微观意义上讲，在任何自然过程中，一个孤立系统的总熵不会减小
C．从微观意义上讲，热力学第二定律是一个统计规律
D．一定质量的理想气体放出热量，则分子的平均动能不一定减少
E．一定质量的理想气体等温压缩，外界对气体做正功，内能一定增加
三、解答题
16．内壁光滑的导热汽缸竖直浸入在盛有冰水混合物的水槽中，用不计质量的活塞封闭压强为1.0×105Pa、体积为2.0×10－3m3的理想气体，现在活塞上缓慢倒上沙子，使封闭气体的体积变为原来的一半。
(1)求汽缸内气体的压强；
(2)若封闭气体的内能仅与温度有关，在上述过程中外界对气体做功145J，封闭气体吸收还是放出热量？热量是多少？
17．如图所示，一圆柱形汽缸竖直放置，汽缸正中间有挡板，位于汽缸口的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．开始时，活塞与汽缸底部相距L，测得气体的温度为T0．现缓慢降温，让活塞缓慢下降，直到恰好与挡板接触但不挤压．然后在活塞上放一重物P，对气体缓慢加热，让气体的温度缓慢回升到T0，升温过程中，活塞不动．已知大气压强为p0，重力加速度为g，不计活塞与汽缸间摩擦．
(ⅰ)求活塞刚与挡板接触时气体的温度和重物P的质量的最小值；
(ⅱ)整个过程中，气体是吸热还是放热，吸收或放出的热量为多少？
2021-2022学年人教版（2019）选择性必修第三册第三章第2节热力学第一定律（参考答案）
一、单选题
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 C C A A D A A B D C
二、多选题
题号 11 12 13 14 15
答案 CD BC ABE BDE BCD
三、解答题
16．(1)2.0×105Pa；(2)放出热量，145J
17． (ⅰ) 　m＋ (ⅱ)放热