选择性必修三3.1热力学第一定律(word版含答案)

选择性必修三 3.1 热力学第一定律
一、单选题
1．封闭在汽缸内一定质量的理想气体由状态A经B，C，D，再回到状态A，其体积V与热力学温度T的关系如图所示，O，A，D三点在同一直线上，BC垂直于T轴。下列说法正确的是（　　）
A．由状态A变化到状态B过程中，气体放出热量
B．由状态B变化到状态C过程中，气体放出热量
C．由状态D变化到状态A过程中，气体放出热量
D．A状态时单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数比D状态时少
2．物理观念是物理概念和规律等在头脑中的提炼和升华，下列说法正确的是（　　）
A．相同质量的同种理想气体在相同压强和相同温度下的密度相等
B．布朗运动是悬浮在液体中的固体颗粒做无规则运动的体现
C．绝热过程中，外界压缩气体，对气体做功，气体的内能可能减少
D．若体积为V的氮气中每个氮气分子的体积为，则此部分氮气所含氮气分子的个数为
3．对于一定质量的理想气体，下列说法中错误的是（　　）
A．温度不变时，压强增大倍，单位体积内的分子数一定也增大倍
B．体积不变时，压强增大，气体分子热运动的平均速率也一定增大
C．压强不变时，若单位体积内的分子数增大，则气体分子热运动的平均速率一定增大
D．气体体积增大时，气体分子的内能可能增大
4．下列说法正确的是 （　　）
A．气体难以被压缩说明分子间存在斥力
B．当分子力表现为引力时，分子势能随着分子间距的增大而增大
C．气体温度升高，分子平均动能增大，气体压强也增大
D．若一定质量的气体膨胀对外做功 50J，则气体内能一定减小50J
5．某汽车后备箱内安装有撑起箱盖的装置，它主要由汽缸和活塞组成。开箱时，密闭于汽缸内的压缩气体膨胀，将箱盖顶起，如图所示。在此过程中，若缸内气体与外界无热交换，忽气体分子间相互作用，则（　　）
A．缸内气体对外做功，分子的平均动能减小
B．缸内气体对外做功，内能增大
C．外界对缸内气体做功，分子的平均动能增大
D．外界对缸内气体做功，内能减小
6．关于下列热学现象的说法正确的是（　　）
A．气温高时，水的饱和汽压高，所以人感到更潮湿
B．在水蒸气凝结成同温度的水珠的过程中要吸热
C．在熔化过程中，晶体要吸收热量，但温度保持不变，内能也保持不变
D．给农田松土是为了破坏土壤里的毛细管，使地下的水分不会被快速引上来蒸发掉
7．“回热式热机”热循环过程可等效为如图所示的曲线，、为等温过程，、为等容过程．对于一定质量的理想气体，在热循环过程中（ ）
A．a状态气体温度比c状态低
B．，两过程气体放出、吸收的热量相等
C．整个循环过程，气体对外放出热量
D．d状态下单位时间与器壁单位面积碰撞的气体分子数比c状态少
8．如图所示，一定量的理想气体从状态a开始，经历两个状态变化过程，先后到达状态b和c。下列说法正确的是（　　）
A．在a→b过程中外界对气体做功，吸收热量
B．在a→b过程中气体对外界做功，放出热量
C．在b→c过程中外界对气体做功，放出热量
D．在b→c过程中气体对外界做功，吸收热量
9．山地自行车前轮有气压式减震装置来抵抗颠簸，其原理如图所示。当路面不平时，活塞上下振动，在气缸内封闭气体的作用下，起到延缓震动的目的。当活塞迅速下压过程中（　　）
A．气缸内的气体分子的平均动能不变
B．气缸内所有分子的速率增大
C．气缸内的气体压强可能不变
D．单位时间内撞到气缸内壁单位面积上的气体分子数增多
10．如图，一定量的理想气体从状态经热力学过程、、后又回到状态a。对于、、三个过程，下列说法正确的是（　　）
A．过程中，气体始终吸热，内能增大
B．过程中，气体始终吸热，内能增大
C．过程中，气体的温度先降低后升高
D．气体在经历的循环过程后是放热的
11．一种气压式玩具水枪的储水罐如图所示，从储水罐充气口充入气体，达到一定压强后，关闭充气口。将阀门M打开，水迅速从枪口喷出。若在迅速喷水过程中，罐内气体为理想气体，则（　　）
A．气体内能不变 B．外界对气体做功
C．气体分子之间的斥力使水被排出 D．单位时间与单位面积碰撞的气体分子数减少
12．如图所示，一定质量的理想气体从状态A开始，经历两个过程，先后到达状态B和C，A、B和C三个状态的温度分别为、和。下列说法正确的是（　　）
A．
B．
C．状态A到状态B的过程中气体分子的平均动能增大
D．状态B到状态C的过程中气体的内能增大
13．某同学用如图所示的喷壶对教室进行消毒。闭合阀门K，向下压压杆A可向瓶内储气室充气，多次充气后按下按柄B打开阀门K，消毒液会自动经导管从喷嘴处喷出。若气体可视为理想气体，充气和喷液过程中气体温度可视为不变。则下列说法正确的是（　　）
A．充气过程中，储气室内气体分子数密度不变
B．充气过程中，储气室内气体分子的平均动能增大
C．喷液过程中，储气室内气体吸收热量
D．喷液过程中，储气室内气体放出热量
14．如图，一开口向上的导热汽缸内，用活塞封闭了一定质量的理想气体，活塞与汽缸壁间无摩擦。现用外力作用在活塞上，使其缓慢下降。环境温度保持不变，系统始终处于平衡状态。在活塞下降过程中（　　）
A．气体体积逐渐减小，内能增加
B．气体压强逐渐增大，内能不变
C．气体压强逐渐增大，吸收热量
D．外界对气体做功，气体内能增加
15．一定质量的理想气体从状态a开始，经a→b、b→c、c→a三个过程后回到初始状态a，其p-V图像如图所示。已知三个状态的坐标分别为a（V0 ， 2p0）、b（2V0 ， p0）、c（3V0 ， 2p0）。以下判断正确的是（　　）
A．气体在a→b过程中对外界做的功小于在b→c过程中对外界做的功
B．气体在a→b过程中从外界吸收的热量小于在b→c过程中从外界吸收的热量
C．在c→a过程中，外界对气体做的功等于气体向外界放出的热量
D．气体在c→a过程中内能的减少量大于b→c过程中内能的增加量
二、填空题
16．某同学用如图所示的喷壶对教室进行消毒。闭合阀门K，向下压压杆A可向瓶内储气室充气，多次充气后按下按柄B打开阀门K，消毒液会自动经导管从喷嘴处喷出。充气和喷液过程中温度保持不变，则充气过程中，储气室内所有气体的内能__________（填“增大”、“减小”或“不变”）；喷液过程中，储气室内气体___________（填“吸收”或“放出”）热量，所有气体均可看成理想气体。
17．一定质量的理想气体在某一过程中，从外界吸收热量J，气体对外界做功J，则该理想气体的内能增加了_____J；气体分子的平均动能_______。（填“增大”、“减小”或“不变”）
18．可膨胀容器中迅速充入某种压强大于标准大气压的气体，立刻密封，过1分钟后容器的体积增大了，容器与外界绝热，该气体可视为理想气体，容器中气体分子的平均动能_________（选填“增加”“不变”或“减小”），此过程中气体对外________（选填“做正功”“做负功”或“不做功”）。
三、解答题
19．如图甲所示，用质量为10kg的活塞在竖直气缸内封闭一定质量的理想气体，气缸顶部装有卡扣。开始时活塞距气缸底部高度为40cm，对气缸内的气体缓慢加热，活塞距气缸底部的高度h随温度T的变化规律如图乙所示，自开始至温度达到400K的过程中，缸内气体吸收的热量为700J。已知活塞的横截面积为200cm2，外界大气压强为1.0×105Pa，活塞与气缸壁间的摩擦忽不计，重力加速度g取10m/s2。
（1）求由状态A到C，气体内能的变化量；
（2）用p表示缸内气体的压强，请作出气体由状态A经过B变为C的p-h图像，并标出A、B、C的坐标值。
20．生活中的热学问题通常涉及多个过程。例如，将气泡内的气体视为理想气体，气泡在从湖底上升到湖面过程中，对外界做了0.20J的功。假设湖水温度保持不变，此过程中的气泡是吸热还是放热？吸收或放出的热量是多少？气泡到达湖面后，在其温度上升的过程中，又对外界做了0.02J的功，同时吸收了0.05J的热量，气泡内气体内能增加了多少？
21．居家生活种植花草，可以提高家庭生活品位，家用洒水壶成家庭必备。如图所示，圆柱形洒水壶密封时容积为V，打气筒气室容积△V＝，某次浇花时，倒入壶中水的体积为并密封，然后开始打气，每一次打入压强为p0、体积为的空气，已知大气压强为p0，不计喷水细管的体积及喷水后细管内剩余液体的压强，设气体质量m∝（p为气体压强，V为气体体积，T为热力学温度），打气过程及喷洒过程中环境温度不变。
①至少打几次气后，洒水壶里的水可以全部喷完；
②若在喷洒过程中洒水壶中空气从外界吸收热量为12J，求壶中空气做功为多少。
22．如图所示，瓶内装有少量的水，瓶口已塞紧，水上方空气中有水蒸气，用打气筒向瓶内打气，当塞子从瓶口跳出时，瓶内出现“白雾”。某同学对这一现象做了以下解释：水蒸气凝结成小水珠，温度降低。瓶内气体推动瓶塞做功，内能减小，该同学的描述准确吗？如果不准确，可以如何修正？
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．C
2．A
3．C
4．B
5．A
6．D
7．B
8．C
9．D
10．A
11．D
12．C
13．C
14．B
15．B
16． 增大 吸收
17． 增大
18． 减小 做正功
19．（1）280J；（2）见解析
20．吸热，吸收0.2J，0.03J
21．①40；②12J
22．不准确，根据题意，瓶内空气推动瓶塞做功，瓶内空气内能减小，瓶内空气温度降低，瓶内水蒸气液化成小水珠即“白雾”，而瓶塞跳起是用打气筒往瓶内打气使气体压强增大所致
答案第1页，共2页
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