选择性必修 第三册第三章 热力学定律第一节 热力学第一定律一课一练

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）

1．一定质量理想气体的状态变化如图所示，该气体从状态a沿圆形线到状态b、c、d，最终回到状态a，则（　　）

A．状态b到状态d的过程是等温变化过程

B．状态a的压强大于状态b的压强

C．从状态c到状态d，体积减小

D．从状态a到状态c，内能增大

2．在装有食品的包装袋中充入氮气，然后密封进行加压测试，测试时，对包装袋缓慢施加压力，将袋内的氮气视为理想气体，在加压测试过程中，下列说法中不正确的是(　　)

A．包装袋内氮气的压强增大 B．包装袋内氮气的内能不变

C．包装袋内氮气对外做功 D．包装袋内氮气放出热量

3．压力锅结构如图所示，盖好锅盖，将压力阀套在出气孔上，对压力锅加热，当锅内气体压强达到一定值时，气体就把压力阀顶起。假定在压力阀被顶起时，停止加热。假定在一次放气过程中，锅内气体对压力阀及外界做功，并向外界释放了的热量，则下列说法正确的是（　　）

A．锅内原有气体的内能没有发生变化 B．锅内原有气体的内能增加了

C．锅内原有气体的内能减少了 D．锅内原有气体的内能减少了

4．下列说法正确的是

A．分子间距离变大时分子力变小

B．分子间距离变大时分子引力变小

C．分子间距离变大时分子势能一定变大

D．分子间距离变大时分子势能一定变小

5．下列说法正确的是

A．布朗运动是液体分子的无规则运动

B．只有外界对物体做功才能增加物体的内能

C．空气的相对湿度越大，说明空气中的水蒸气实际压强与同温度下水的饱和气压相差越大，水分越不容易蒸发

D．一定质量的气体，在压强不变时，分子每秒对器壁单位面积平均碰撞次数随着温度降低而增加

6．如图所示为某理想气体的图像，下列说法正确的是（　　）

A．由A到B的过程，气体对外做功，内能增加

B．由B到C的过程，外界对气体做功，放出热量

C．由B到C的过程，气体温度升高，所有气体分子的动能都增大

D．由A到B是等容过程，由B到C是等压过程，气体在C状态时的体积比在B状态时的体积大

7．下列说法正确的是（　　）

A．晶体一定具有规则的形状且有各向异性的特征

B．液体的分子势能与液体的体积无关

C．实际的气体的体积变化时，其内能可能不变

D．组成固体、液体、气体的物质分子依照一定的规律在空间整齐地排列成“空间点阵”

8．春节期间，小明去泡温泉，经细心观察，他发现水泡在上升过程中变得越来越大。若将水泡内的气体视为理想气体，且水泡内气体的温度不变，则在水泡上升的过程中（　　）

A．水泡内气体的压强减小，吸收热量

B．水泡内气体的压强减小，放出热量

C．水泡内气体的压强增大，吸收热量

D．水泡内气体的压强增大，放出热量

9．下列说法正确的是（　　）

A．物体从外界吸收热量，其内能一定增加

B．物体对外界做功，其内能一定减少

C．物体温度升高，其分子热运动平均动能增大

D．物体温度降低，其分子热运动剧烈程度增加

10．根据热力学定律和分子动理论可知，下列说法中正确的是(　　)

A．已知阿伏加德罗常数和某物质的摩尔质量，一定可以求出该物质分子的质量

B．满足能量守恒定律的宏观过程一定能自发地进行

C．布朗运动就是液体分子的运动，它说明分子做永不停息的无规则运动

D．当分子间距离增大时，分子间的引力和斥力同时减小，分子势能一定增大

11．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

12．如图所示，上端开口的圆柱形导热气缸竖直放置，一定质量的理想气体被光滑活塞封闭在气缸内，设环境的大气压保持不变，若外界温度逐渐升高，则缸内的气体（　　）

A．气体的体积增大，内能减小 B．气体的体积增大，吸收热量

C．气体的体积不变，内能增大 D．气体的体积不变，放出热量

13．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

14．在某一恒温水池（温度远低于1000C）底部有一气泡从池底缓慢上升，气泡内的气体可视为理想气体，在水泡上升的过程中，气体质量不变，则下面判断正确的是（       ）

A．气泡内气体分子的平均动能增大

B．气泡内气体的内能增大

C．气泡内气体分子的平均距离增大

D．气泡气体向外放热

15．如图所示，ABCA表示一定质量的理想气体的一个循环过程，下列说法正确的是（　　）

A．在A→B过程中，气体对外做了功 B．B→C过程中，气体内能不变

C．C→A过程中，气体内能减少 D．A→B→C过程中，气体放热

二、填空题（共4题）

16．一定质量的理想气体，状态从A→B→C→D→A的变化过程可用如图所示的p－V图象描述，其中D→A为等温线，气体在状态A时的温度为320K．则气体从A到B过程对外界做___________(选填“正”或“负”)功；气体在状态C时的温度为___________ K．

17．在带活塞的汽缸中，封闭一定质量的气体，假设汽缸不漏气且汽缸和活塞不吸收热量，当气体吸收100J热量，同时对活塞做了40J功，则气体的内能变化________J．当气体放出100J热量，同时活塞对它做了40J的功，则气体的内能变化________J．

18．一定质量的理想气体从状态A变化到状态B再变化到状态C，其变化过程的V-T图像如图所示，BC的反向延长线通过坐标原点O。已知该气体在状态A时的压强为1.5×105Pa，则该气体在状态C时的压强为__________Pa；该气体从状态A到状态C的过程中吸收的热量为__________J。

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，透热的汽缸内封有一定质量的理想气体，汽缸质量M=200kg，活塞横截面积S=100cm2，此时缸内气体的温度为27℃，活塞位于汽缸正中，整个装置都静止。 活塞与汽缸壁无摩擦且不漏气，忽略汽缸壁的厚度，大气压恒为Pa，重力加速度为g=10m/s2。求：

①汽缸内气体的压强P1；

②缸内体的温度升高到多少摄氏度时，活塞恰好会静止在汽缸缸口AB处？此过程中汽内的气体是吸热还是放热？

21．内壁光滑的汽缸通过活塞封闭有压强为1.0×105Pa、温度为27℃的气体，初始活塞到汽缸底部距离为50cm，现对汽缸加热，气体膨胀而活塞右移．已知汽缸横截面积为200cm²，总长为100cm，大气压强为1.0×105Pa．

(1)计算当温度升高到927℃时，缸内封闭气体的压强；

(2)若在此过程中封闭气体共吸收了800J的热量，试计算气体增加的内能．

22．如图甲所示的V-T图像中，一定质量的理想气体从状态A经过状态B、C、D后又回到状态A。已知该气体在状态A时的压强为1×105Pa，气体在BC过程中吸收热量为Q1，在DA过程中放出热量为Q2。

（1）求此气体经过一次循环又回到初态A过程中，外界对气体做的总功W；

（2）将该循环过程用图乙的p-T图像表示出来（在图中标出状态A、B、C、D）。

23．如图所示，气缸放置在水平平台上，活塞质量为10kg，横截面积50cm2，厚度不计．当温度为27℃时，活塞封闭的气柱长10cm，若将气缸倒过来放置时，活塞下方的空气能通过平台上的缺口与大气相通．g取10m／s2，不计活塞与气缸之间的摩擦，大气压强保持不变

①将气缸倒过来放置，若温度上升到127℃，此时气柱的长度为20cm，求大气压强．

②分析说明上述过程气体是吸热还是放热．

参考答案：

1．D

2．C

3．D

4．B

5．D

6．D

7．C

8．A

9．C

10．A

11．D

12．B

13．C

14．C

15．D

16．     正     400

17．     60；     -60；

18．     1.0×105     100

19．①50℃；②晶体；③小于

20．①；②327℃，吸收热量

21．(1) 2.0×105 Pa            (2) －200 J

22．(1)W=Q2-Q1；

(2)结合图甲所示的V-T图像，及题中信息可知

， ；

从A到B是等容变化，根据

可得

从B到C是等温变化，根据

可知

从C到D上等容变化，根据

可知

因此在图乙的p一T图像中作出其循环过程如图所示

23．①；②气体吸热.