2022届高考物理一轮复习热学---热力学第一定律能力提升

这是一份2022届高考物理一轮复习热学---热力学第一定律能力提升，共17页。试卷主要包含了单选题，共10小题，多选题，共3小题，填空题，共4小题，解答题，共4小题等内容，欢迎下载使用。
2022届高考物理一轮复习热学---热力学第一定律能力提升练习  一、单选题，共10小题1．如图所示，气缸和活塞与外界均无热交换，中间有一个固定的导热性良好的隔板（固定），封闭着两部分气体和，活塞处于静止平衡状态。现通过电热丝对气体加热一段时间，后来活塞达到新的平衡，不计气体分子势能，不计活塞与气缸壁间的摩擦，大气压强保持不变，则下列判断正确的是（　　）
 A．气体吸热，但对外做功，内能不变B．气体吸热，对外做功，内能不变C．气体和气体内每个分子的动能都增大D．气体分子单位时间内对器壁单位面积碰撞次数减少2．关于热力学定律，下列说法正确的是（　　）A．气体吸收热量后，内能一定增大B．热量可能从低温物体传递到高温物体C．空调机既能制热又能制冷，说明热传递不存在方向性D．没有漏气、没有摩擦的理想热机，其效率可能是100%3．下列说法正确的是（　　）A．液体表面存在着张力是因为液体表面层分子间的距离大于液体内部分子间的距离B．一定质量的理想气体，在等压膨胀过程中，对外做功，分子平均动能减小C．理论上，第二类永动机并不违背能量守恒定律，所以随着人类科学技术的进步，第二类永动机是有可能研制成功的D．改进内燃机结构，提高内燃机内能转化率，最终可能实现内能完全转化为机械能4．对于一定质量的理想气体，下列说法正确的是（　　）A．如果气体绝热地自发向真空扩散，则扩散前后气体内能相同B．气体可通过不断对外做功从而达到绝对零度C．气体温度升高，每个分子速率一定增大D．在完全失重的状态下，气体的压强为零5．有关热的现象和规律，下列说法正确的是（　　）A．电冰箱工作时把热量由温度较低的箱内传递到箱外，违背了热力学第二定律B．用打气筒给自行车打气，越来越费劲，说明气体分子间表现为斥力C．气体的温度升高，每个气体分子运动的速率都增大D．一定质量的理想气体，经历绝热压缩过程，气体分子的平均动能增大6．对于热学现象的相关认识，下列说法正确的是（　　）A．在较暗的房间里，看到透过窗户的“阳光柱”里粉尘的运动是布朗运动B．气体分子速率呈现出“中间少、两头多”的分布规律C．定量的理想气体发生绝热膨胀时，其内能变大D．在分子力表现为斥力时，随分子间距离的减小，分子势能增大7．有一种在超市中常见的“强力吸盘挂钩”如图甲所示。图乙、图丙是其工作原理示意图。使用时，按住锁扣把吸盘紧压在墙上（如图乙），然后把锁扣扳下（如图丙），让锁扣以盘盖为依托把吸盘向外拉出，使吸盘牢牢地被固定在墙壁上，若吸盘内气体可视为理想气体，且温度始终保持不变。则此过程中（　　）A．吸盘内气体要吸收热量 B．吸盘内气体分子的密度增大C．吸盘被向外拉出过程中，吸盘内气体不对外界做功 D．吸盘内气体压强增大8．如图所示，A、B是两个完全相同的铁球，A放在绝热板上，B用绝热绳悬挂。现只让它们吸收热量，当它们升高相同的温度时，它们所吸收的热量分别为QA、QB，则（　　）A．QA=QB B．QA<QB C．QA>QB D．无法确定9．下列有关热和能的说法中，正确的是（　　）A．发生热传递时，温度总是从高温物体传递给低温物体B．夏天在室内洒水降温，利用了水的比热容较大的性质C．一块0℃的冰熔化成0℃的水后，温度不变，内能变大D．内燃机的压缩冲程，主要通过热传递增加了汽缸内物质的内能10．关于固体、液体和气体，下列说法正确的是（　　）A．一定质量的理想气体放出热量，它的内能一定减小B．晶体一定具有规则形状，且各向异性C．单晶体的某些物理性质可能具有各向异性，而多晶体和非晶体一定是各向同性的D．的水和的冰具有相同的内能 二、多选题，共3小题11．以下说法正确的是（　　）A．气体分子单位时间内与单位面积器壁碰撞的次数，仅与单位体积内的分子数有关B．用a mL的纯油酸配制成b mL的油酸酒精溶液，则每1mL此溶液中含有油酸mLC．显微镜下观察到墨水中的小碳粒在不停地做无规则运动，这反映了碳分子运动的无规则性D．液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离，所以液体表面存在表面张力E.体积可变的绝热密闭容器中一定质量的气体体积增大，其内能一定减少12．如图所示，一定质量的理想气体，由A状态经历两个不同的变化过程到C状态（A→C．A→B→C）且A、C处于同一条等温线上，以下说法正确的是（　　）A．气体在A→C过程吸收的热量小于在A→B→C过程吸收的热量B．气体在B→C过程中，压强减小的原因是气体分子平均动能减小C．气体在A→C的过程中吸收的热量大于对外做的功D．气体在A→C的过程中，气体分子的平均动能不变，分子密集程度减小，压强减小13．在光滑水平面上运动的物体，受到一个与速度同方向的推力，物体的温度与环境温度相同，在这个过程中以物体为研究对象（　　）A．与传热等效的功是正功，物体的内能增加B．与传热等效的功是零，内能不变C．动能定理中的功是正功，动能增加D．动能定理中的功是零，动能不变  三、填空题，共4小题14．热力学系统和外界（1）热力学系统：由_______组成的研究对象叫作热力学系统，简称系统。（2）外界：系统之外与系统发生_______的其他物体统称外界。15．（1）空气压缩机在一次压缩过程中，活塞对汽缸中的气体做功为2.0×105J，同时气体的内能增加了1.5×105J。试问：此压缩过程中，气体放出的热量等于___________J。 （2）若一定质量的理想气体状态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”或“减少”）。A． B． C．16．一定质量的气体从外界吸收了50 J的热量，同时对外做功100 J，则物体的内能________（填“增加”或“减少”）________ J.17．某汽车后备箱内安装有撑起箱盖的装置，它主要由气缸和活塞组成。开箱时，密闭于气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，忽略气体分子间相互作用，则缸内气体对外做___________功（填正、负），分子的平均动能___________，内能___________（填增大、减小或不变）。 四、解答题，共4小题18．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？19．如图所示，一台四冲程内燃机，活塞在压缩冲程某段时间内移动的距离为，这段过程对气体的压力逐渐增大，其做的功相当于恒力使活塞移动相同距离所做的功。已知活塞的面积为，开始压缩时气缸内气体的体积为，温度为，压强为，气体可视为理想气体。（1）若气体被压缩后的温度为，则被压缩后压强为多大？（2）上述压缩过程中，气体传递给气缸的热量为，则气体内能的变化量是多少？
 20．某同学估测室温的装置如图所示，用绝热的活塞封闭一定质量的理想气体，气缸导热性能良好。室温时气体的体积，将气缸竖直放置于冰水混合物中，稳定后封闭气体的体积。不计活塞重力及活塞与缸壁间的摩擦，室内大气压，阿伏加德罗常数。（取）（1）求室温是多少；（2）若已知该气体在、0℃灯时的摩尔体积为，求气缸内气体分子数目N；（计算结果保留两位有效数字）（3）若已知该气体内能U与温度T满足，则在上述过程中该气体向外释放的热量Q。21．某同学估测室温的装置如图所示，用绝热的活塞封闭一定质量的理想气体，气缸导热性能良好。室温时气体的体积，将气缸竖直放置于冰水混合物中，稳定后封闭气体的体积。不计活塞重力及活塞与缸壁间的摩擦，室内大气压，阿伏加德罗常数。（取）（1）求室温是多少；（2）若已知该气体在、0℃灯时的摩尔体积为，求气缸内气体分子数目N；（计算结果保留两位有效数字）（3）若已知该气体内能U与温度T满足，则在上述过程中该气体向外释放的热量Q。
参考答案1．D【详解】A．对A气体加热时，A气体的温度升高，体积不变，不对外做功，由于理想气体的内能由温度决定，则气体A吸热，内能增加，所以A错误；B．气体B做等压变化，体积增大，温度升高，则气体B吸热，对外做功，内能增大，所以B错误；C．气体A和气体B内分子的平均动能增大，但每个分子的动能不一定增大，所以C错误；D．由于气体B的体积增大，压强不变，温度升高，则气体B分子单位时间内对器壁单位面积碰撞总次数减少，所以D正确；故选D。2．B【详解】A．根据气体吸收热量后，物体对外做功内能可能不变，A错误B．根据热力学第二定律，热量可以从低温物体传递到高温物体，但不能自发的从低温物体到高温物体，B正确C．空调机在制冷时，热量从低温物体传向高温物体，在电机做功的情况下。所以热传递存在方向性，C错误D．虽然没有漏气和摩擦，但是会有热传递，效率不会100%，D错误故选B。3．A【详解】A．液体表面存在着张力是因为液体表面层分子间的距离大于液体内部分子间的距离，选项A正确；B．一定质量的理想气体，在等压膨胀过程中，对外做功，温度升高，则分子平均动能增大，选项B错误；C．理论上，第二类永动机并不违背能量守恒定律，但是违背热力学第二定律，所以即使随着人类科学技术的进步，第二类永动机也不可能研制成功，选项C错误；D．根据热力学第二定律可知，热机的效率不能达到百分之百，即使改进内燃机结构，提高内燃机内能转化率，最终也不可能实现内能完全转化为机械能，选项D错误。故选A。4．A【详解】A．如果气体绝热，则气体自发向真空扩散，不做功，则根据热力学第一定律可知气体内能不变，故A正确；B．通过任何方式都不可能使气体温度达到绝对零度，故B错误；C．气体温度升高，则分子平均动能增大，但每个分子速率并不一定增大，故C错误；D．气体压强是由于气体分子热运动撞击器壁形成的，在完全失重状态下，气体分子的撞击仍然存在，故气体的压强不为零，故D错误；故选A。5．D【详解】A．电冰箱工作时把热量由温度较低的箱内传递到箱外消耗了电能，没有违背热力学第二定律，故A错误；B．用打气简给自行车打气，越来越费劲是因为自行车轮胎内气体的压强在逐渐增大，而不是体分子间的斥力造成的；故B错误；C．气体的温度升高，分子的平均动能增大，并不是每个气体分子运动的速率都增大，故C错误；D．一定质量的理想气体，经历绝热压缩过程，根据热力学第一定律可知气体的内能增加，分子的平均动能增大，故D正确。故选D。6．D【详解】A．在较暗的房间里，看到透过窗户的“阳光柱”里粉尘的运动不是布朗运动，布朗运动肉眼是看不到的，所以A错误；B．气体分子速率呈现出“中间多、两头少”的分布规律，所以B错误；C．定量的理想气体发生绝热膨胀时，根据热力学第一定律 可知，绝热，膨胀时外界对气体做负功，则内能变小，所以C错误；D．在分子力表现为斥力时，随分子间距离的减小，分子力做负功，则分子势能增大，所以D正确；故选D。7．A【详解】AC．吸盘内气体体积增大，气体对外做功，W<0，由于气体温度不变，气体内能不变，∆U=0，由热力学第一定律∆U=W+Q可知Q=∆U−W>0吸盘内气体要吸收热量，A正确，C错误；B．吸盘内气体分子数不变，而气体体积变大，则吸盘内气体分子的密度减小，B错误；D．吸盘内气体温度不变而体积变大，由玻意耳定律PV=C可知，吸盘内气体压强减小，D错误。故选A。8．C【详解】A、B升高相同的温度，根据可知，升温需要的能量是相同的。由于受热膨胀，A的重心升高，重力势能增加，吸收的热量QA一部分用于升温，剩余部分用于增加重力势能，即B受热膨胀重心降低，重力势能减小，吸收的热量QB和减少的重力势能共同用于升温，即显然故C正确，ABD错误。故选C。9．C【详解】A．发生热传递时，热量总是从高温物体传递给低温物体，故A错误；B．夏天在室内洒水降温，利用了水蒸发吸热的特点，故B错误；C．一块0℃的冰熔化成0℃的水后，虽然温度不变，但是熔化过程中吸热，故内能变大，故C正确；D．内燃机的压缩冲程，主要通过做功增加了汽缸内物质的内能，故D错误。故选C。10．C【详解】A．一定质量的理想气体放出热量的同时如果外界对它做功，则它的内能可能不变，故A项错误；BC．晶体分为单晶体和多晶体，只有单晶体具有规则形状，而多晶体没有规则形状，单晶体的某些物理性质可能是各向异性的，多晶体和非晶体的物理性质一定是各向同性的，故C项正确，B项错误；D．水结冰时需要放热，故在相同质量下的水的内能大于的冰的内能，同时内能与物质的量有关，如果不能明确质量大小，则无法比较内能的大小，故D项错误。 故选C。11．BDE【详解】A．气体分子单位时间内与单位面积器壁碰撞的次数，与单位体积内的分子数有关，还与分子平均速率有关，故A错误；B．用a mL的纯油酸配制成b mL的油酸酒精溶液，则每1mL此溶液中含有油酸V=mL故B正确；C．墨水中的碳粒的运动是因为大量水分子对它的撞击作用力不平衡导致向各方向运动，并且没有规则，故C错误；D．液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离，液体分子间表现为引力，在宏观上表现为液体表面存在表面张力，故D正确；E．一定量的某种理想气体绝热膨胀过程中体积增大，对外做功，但同时与外界没有热交换，根据热力学第一定律可知气体的内能减小，故E正确。故选BDE。12．AB【详解】AC．气体从A到C的两个过程中，由热力学第一定律△U=W+Q由于A、C处于同一条等温线上，则TA=TC△U=0A到C体积增大，气体对外做功，则气体在A→C过程中吸收的热量等于气体对外做的功；根据可知p-V图像的面积等于气体做功WAC＜WABC故QABC＞QAC即气体在A→C过程吸收的热量小于在A→B→C过程吸收的热量，故A正确，C错误；
B．气体在B→C过程中，体积不变，气体分子密集程度不变，温度降低、气体分子平均动能减小，因此压强减小，故B正确；D．气体在A→C的过程中，温度先升高后降低，气体分子的平均动能先增大后减小，气体体积增大、分子数密度减小，压强减小，故D错误；
故选AB。13．BC【详解】水平面光滑无摩擦，推力对物体做功只是使物体机械运动的动能增加，没有机械能与物体内能之间的转化，因此物体的内能不变。故B、C正确，A、D错误。故选BC。14．大量分子    相互作用    【详解】略15．5104J    C    增加    【详解】(1)[1]由热力学第一定律可得其中W=2.0×105J1.5×105J代入解得Q=-5104J故气体放出的热量等于5104J。(2)[2]A．从1到2的过程压强在减小，A错误B．从1到2的过程压强在增大，B错误；C．由可得对比图线可知，斜率恒定，压强不变，C正确。故选C。[3]该过程中气体的温度升高，故内能增加。16．减少    50    【详解】略17．正功    减小    减小    【详解】[1] 密闭于气缸内的压缩气体膨胀，将箱盖顶起，则缸内气体对外做正功；[2][3]若缸内气体与外界无热交换，忽略气体分子间相互作用，则气体内能是所有分子动能之和，根据热力学第一定律可知，气体对外做功，所以气体的内能减小，温度降低，故分子的平均动能减小。18．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【详解】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。19．（1）；（2）【详解】(1)根据理想气体状态方程有解得(2)压缩过程活塞对气体所做的功根据热力学第一定律有20．（1）300.3K（或27.3℃）；（2）个；（3）1.419J【详解】（1）由等压变化得解得或（2）气缸内气体分子数目个解得个（3）根据关系式得，初状态的气体的内能为末状态气体的内能为内能变化量气体经历等压变化，外界对气体做功由热力学第一定律，得即气体向外界释放的热量为1.419 J。21．（1）300.3K（或27.3℃）；（2）个；（3）1.419J【详解】（1）由等压变化得解得或（2）气缸内气体分子数目个解得个（3）根据关系式得，初状态的气体的内能为末状态气体的内能为内能变化量气体经历等压变化，外界对气体做功由热力学第一定律，得即气体向外界释放的热量为1.419 J。