物理第1节 热力学第一定律达标测试

3.1热力学第一定律同步练习2021—2022学年高中物理鲁科版（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．气体绝热膨胀对外做功，内能一定增大

B．单晶体和多晶体都有确定的熔点

C．温度低的物体分子运动的平均速率小

D．液体表面存在张力是因为液体表面层分子间的距离小于液体内部分子间的距离

2．下列说法中正确的是

A．物体温度改变时，物体分子的平均动能一定改变

B．物体吸收热量后，温度一定升高

C．布朗运动就是液体分子的热运动

D．当分子间的距离变小时，分子间作用力一定减小

3．某系统的初状态具有内能1 J，在外界对它做0.5 J的功后，它放出0.2 J的热量，系统在这个过程中内能的增量是(　　)

A．0.7 J B．0.3 J C．1.3 J D．－0.3 J

4．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”，这一现象产生的原因可以用下面三句话解释：甲，水蒸气凝结成小水珠；乙，瓶内气体推动瓶塞做功，内能减小；丙，温度降低．三句话正确的顺序是

A．甲、乙、丙 B．乙、丙、甲

C．丙、甲、乙 D．乙、甲、丙

5．关于气体的内能，下列说法正确的是（　　）

A．质量和温度都相同的气体，内能一定相同

B．气体温度不变，整体运动速度越大，其内能越大

C．气体被压缩时，内能一定改变

D．一定量的某种理想气体的内能只与温度有关

6．下面过程中通过热传递改变物体内能的是（　　）

A．用气筒给自行车打气时，筒壁变热 B．古人钻木取火

C．用暖水袋暖手 D．摩擦生热

7．关于气体的内能，下列说法正确的是（　　）

A．质量和温度都相同的气体，内能一定相同

B．气体温度不变，整体运动速度越大，其内能越大

C．气体被压缩时，内能一定不变

D．一定量的某种理想气体的内能只与温度有关

8．一个用绝热材料做的气缸内用绝热的活塞封闭着一定质量的理想气体，用力推动活塞，使气体体积减小为原来的一半，则后来气体的压强p2与原来气体的压强p1相比较，下列关系正确的是

A．p2 > 2p1 B．p2 = 2p1 C．p2 < 2p1 D．无法确定

9．一定质量的理想气体，状态由a变到b，再由b变到c，其压强和体积的关系如题图甲所示，根据图象，下列说法正确的是______。

A．由a变到b，温度升高，放热 B．由a变到b，温度降低，放热

C．由b变到c，温度不变，放热 D．由b变到c，温度不变，吸热

10．如图所示，固定在水平面上的汽缸内封闭着一定质量的理想气体，汽缸壁和活塞绝热性能良好，汽缸内气体分子间相互作用的势能忽略不计，则以下说法正确的是（　　）

A．使活塞向左移动，汽缸内气体对外界做功，内能减少

B．使活塞向左移动，汽缸内气体内能增大，温度升高

C．使活塞向左移动，汽缸内气体压强减小

D．使活塞向左移动，汽缸内气体分子无规则运动的平均动能减小

11．下列说法正确的是

A．液体分子的无规则运动称为布朗运动

B．布朗运动间接反映了液体分子的无规则运动

C．物体从外界吸热，其内能一定增大

D．外界对物体做功，其内能一定增大

12．下列说法正确的是（　　）

A．液体不浸润固体的原因是附着层的液体分子比液体内部的分子稀疏

B．运送沙子的卡车停于水平面，在缓慢卸沙的过程中，若车胎不漏气，胎内气体温度不变，不计分子间势能，则胎内气体对外界放热

C．叶面上的露珠呈球形是因为重力作用的结果

D．某气体的摩尔体积为V，每个分子的体积为，则阿伏加德罗常数可表示为

13．如图所示，由导热材料制成气缸和活塞将一定质量的理想气体封闭在气缸内，活塞与气缸壁之间无摩擦，活塞上方存有少量液体，将一细管插入液体，活塞上方液体会缓慢流出，在此过程中，大气压强与外界的温度保持不变，则关于这一过程中气缸内的气体（　　）

A．单位时间内气体分子对活塞撞击的次数增多

B．气体分子间存在的斥力是活塞向上运动的原因

C．气体分子的速率分布情况不变

D．气体对外界做的功小于气体从外界吸收的热量

14．如图所示，某容器装有一定质量的理想气体，气体经历了A→B→C→A的循环过程，其中A→B是等温过程，B→C是绝热过程，则（　　）

A．A→B过程，每个气体分子动能保持不变

B．B→C过程，气体温度升高

C．B→C过程，单位时间内气体碰撞单位面积器壁的分子数减少

D．整个循环过程中，气体放热

15．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，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”。下列说法正确的是（　　）

A．过程中，气体放出热量

B．过程中，气体内能增加

C．过程中，内能减少

D．整个过程中，气体吸热

二、填空题（共4题）

16．我国“蛟龙”号深海探测船载人下潜超过七千米，再创载人深潜新纪录。在某次深潜实验中，“蛟龙”号探测到990 m深处的海水温度为280 K。某同学利用该数据来研究气体状态随海水深度的变化。如图所示，导热良好的汽缸内封闭一定质量的气体，不计活塞的质量和摩擦，汽缸所处海平面的温度T0＝300 K，压强p0＝1 atm，封闭气体的体积V0＝3 m3如果将该汽缸下潜至990 m深处，此过程中封闭气体可视为理想气体。

(1)求990 m深处封闭气体的体积（1 atm相当于10 m深的海水产生的压强）。(       )

(2)下潜过程中封闭气体________（选填“吸热”或“放热”），传递的热量________（选填“大于”或“小于”）外界对气体所做的功。

17．—定量的理想气体从状态a开始，经历三个过程ab、bc、ca回到原状态，其p-T图像如图所示。状态a的压强为p0，温度为T0；气体由状态c变到状态a的过程中，内能减少10J，外界对气体做的功为4J，则此过程中气体与外界的热量交换为___J；若b和c两状态气体分子单位时间内对容器壁单位面积撞击的次数分别为Nb和Nc，则Nb___ Nc（填“大于”、“等于”或“小于”）。

18．如图，一定质量的理想气体从状态a开始，经历过程①、②、③、④到达状态e。对此气体

过程①中气体的压强______（填写：增大、减小或不变）；

过程②中气体的体积______（填写：增大、减小或不变）；

过程③中气体______热量（填写：吸收或放出）；

过程④中气体______热量（填写：吸收或放出）；

状态c的内能______状态d的内能（填写：大于、小于或等于）；

状态d的内能______状态b的内能（填写：大于、小于或等于）。

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，一质量M=3kg，底面积的导热汽缸内由活塞将一定质量的理想气体封闭在其中，活塞通过一不可伸长的轻绳竖直悬挂在固定的天花板上，活塞和汽缸内壁间光滑无摩擦。初始时用手托住汽缸，汽缸内、外气体压强均为大气压强，活塞与汽缸底部的距离为，将汽缸由静止释放，经过足够长的时间后汽缸最终静止，此时活塞仍将气体封闭，整个过程中不漏气。取重力加速度。周围环境温度保持不变。

(1).求汽缸最终静止时活塞与汽缸底部的距离；

(2).整个过程中，缸内气体是从外界吸收热量还是向外界放出热量？数值为多少？

21．你可以用几种方法（或物理过程）使一铁块温度升高，分别指出这些方法在改变铁块内能上的本质区别。

22．如图，一横截面积为S的圆柱形气缸竖直放置在升降机中，质量为m的活塞在缸内封闭着一定质量的理想气体，活塞上表面水平，下表面与水平面的夹角为θ。不计活塞与气缸内壁之间的摩擦，大气压强为p0，重力加速度大小为g。

（i）当升降机以加速度a竖直向上做匀加速运动时，求缸内气体的压强；

（ii）当升降机静止时，对缸内气体缓慢加热，气体吸收的热量为Q，气柱高度增加了ΔL，求加热过程中气体内能的增量。

23．如图所示，竖直放置的圆柱形汽缸由导热材料制成，内有活塞，质量可忽略不计，横截面积为S=20cm2，活塞下方密封一定质量的空气（可视为理想气体），初始压强为大气压强，活塞到汽缸底部的距离为h1=0.1m，活塞与汽缸之间无摩擦且不漏气，将一定量的细沙缓缓加入汽缸中，活塞下移，到汽缸底部的距离变为h2=0.08m。已知大气压强p0=1.0×105Pa，重力加速度g=10m/s2，活塞下移过程中缸内气体温度不变。

（1）求加入细沙的质量；

（2）若加入细沙后，给活塞下面空气加热，可以使活塞恢复到加入细沙之前的原位置，设该过程空气吸收的热量为2J，求气体内能的变化量。

参考答案：

1．B

2．A

3．B

4．B

5．D

6．C

7．D

8．A

9．C

10．B

11．B

12．A

13．C

14．C

15．D

16．     2.8×10－2 m3     放热     大于

17．     -14     大于

18．     增大     增大     吸收     放出     相等     大于

19．①50℃；②晶体；③小于

20．(1)；(2)吸热；3J

21．

两种方法，即做功和热传递。做功的方法是其他形式的能转化为铁块的内能，热传递的方法是物体内能间的转移

22．（i）；（ii）

23．（1）5kg；（2）-3J