沪科版 (2019)选择性必修 第三册4.1 热力学第一定律当堂达标检测题

这是一份沪科版 (2019)选择性必修 第三册4.1 热力学第一定律当堂达标检测题，共10页。试卷主要包含了在装有食品的包装袋等内容，欢迎下载使用。
【精挑】第1节热力学第一定律-3优质练习一．填空题1．如图所示，一定质量的理想气体从状态A变化到状态B，再由状态B变化到状态C，在由状态A变化到状态B的过程中，气体内能      （选填“增加”．“减少”或“不变”），状态由A到B再到C的整个变化过程中，气体      热量（选填“吸收”或“放出”）； 2．如图所示，U形管右管横截面积为左管横截面积的2倍，在左管内用水银封闭一段长为30cm．温度为577.5K的空气柱，左右两管水银面高度差为21cm，外界大气压为76cmHg．若给左管的封闭气体降温，使管内气柱长度变为20cm．求：①此时左管内气体的温度为多少？②左管内气体　 　（填“吸收”或“放出”） 的热量，　  　（填“大于”．“等于”或“小于”）外界对气体做的功．3．如图所示，一定质量的理想气体从状态A开始分别经过等温膨胀和等压膨胀到相同体积，则等温膨胀过程中气体对外做功　     　（选填“大于”．“等于”或“小于”）等压膨胀过程中气体对外做功；等温膨胀过程中气体从外界吸收的热量　     　（选填“大于”．“等于”或“小于”）等压膨胀过程中气体从外界吸收的热量． 4．如图所示，某种自动洗衣机进水时，洗衣机缸内水位升高，与洗衣缸相连的细管中会封闭一定质量的空气，通过压力传感器感知管中的空气压力，从而控制进水量。⑴当洗衣缸内水位缓慢升高时，设细管内空气温度不变，则被封闭的空气（______）A．分子间的引力和斥力都增大B．分子的热运动加剧C．分子的平均动能增大D．体积变小，压强变大⑵若密闭的空气可视为理想气体，在上述⑴中空气体积变化的过程中，外界对空气做了0.6J的功，则空气_______（选填“吸收”或“放出”）了________J的热量；当洗完衣服缸内水位迅速降低时，则空气的内能______（选填“增加”或“减小”）。5．1912年，英国物理学家威尔逊发明了观察带电粒子运动径迹的云室，结构如图所示，在一个圆筒状容器中加入少量酒精，使云室内充满酒精的饱和蒸汽．迅速向下拉动活塞，室内气体温度________(选填“升高”“不变”或“降低”)，酒精的饱和汽压________(选填“升高”“不变”或“降低”)．6．如图所示，导热气缸内封闭着一定质量的理想气体，活塞可沿气缸内壁无摩擦地滑动且不会漏气．先通过加热使封闭气体的温度从T1升高到T2，此过程中封闭气体吸热18J．对外界做功6J．若将活塞固定，仍通过加热使封闭气体温度从T1升高到T2，则封闭气体对外界做功为　  　J．吸收的热量为　  　J，气体内能变化为　  　J．　 7．如图所示，一定质量的理想气体从状态A变化到状态B，已知在此过程中，气体内能增加，则该过程中气体       （选填“吸收”或“放出”）热量          J。8．在装有食品的包装袋（导热良好）中充入氮气，可以起到保质作用。某厂家为检测包装袋的密封性，在包装袋中充满一定量的氮气，然后密封进行加压测试。测试时，对包装袋缓慢地施加压力。将袋内的氮气视为理想气体，则加压测试过程中，包装袋内壁单位面积上所受气体分子撞击的作用力_______（选填“增大”，“减小”或“不变”），包装袋内氮气的内能_______（选填增大"．“减小"或“不变"），包装袋内氮气_______ （选填“吸热“．，放热"或“不吸热也不放热'）。9．如图所示，一定质量的理想气体在状态A时压强为p0，经历从状态A→B→C→A的过程。则气体在状态C时压强为________；从状态C到状态A的过程中，气体的内能增加ΔU，则气体_______（填“吸收”或“放出”）的热量为________。10．一定质量的理想气体，由状态A通过如图所示的箭头方向变化到状态C，其中曲线AB为双曲线的一部分，直线BC与纵轴平行。则气体由状态A到状态B的过程中，气体的内能__________（填“增大”“减小”或“不变”）；气体由状态A到状态C的过程中，气体与外界总的热交换情况是__________（填“吸热”“放热”或“无法确定”）。11．一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，其状态变化过程的图像如图所示.已知该气体在状态A时的温度为27℃，该气体在状态B时的温度为_________℃；该气体从状态A到状态C的过程中是_________（填吸热或放热）的.12．一定质量的理想气体从外界吸收了3×104J的热量，同时气体对外界做了5.5×l05J的功．则气体内能改变了是　     　J，分子的平均动能　     　（选填“变大”．“变小”或“不变”），气体的压强　    　（选填“增大”．“减小”或“不变”）．　 13．在如图所示p﹣V图象中，一定质量的理想气体从状态M变化至状态N，分别经历了过程1和过程2，已知M．N状态的温度相等，则在过程1中气体温度的变化情况是　      　（选填“先减少后增大”．“不变”或“先增大后减少”），若过程1中气体吸热Q1，过程2中气体吸热Q2，则Q1　   　Q2（选填“＞”．“=”或“＜”）．  14．带有活塞的汽缸中封有一定质量的理想气体，缸内气体从状态A变化到状态B，如图所示。设气体在状态A时的压强为pA，体积为VA，温度为TA，到状态B时的温度为TB。此过程中，汽缸单位面积上所受气体分子撞击的作用力____（选填“变大”“不变”或“减小”），____（选填“气体对外做功”或“外界对气体做功”）的绝对值为____，缸内气体____（选填“吸收”或“放出”）热量。15．汽车内燃机气缸内汽油燃烧时，气体体积膨胀推动活塞对外做功．已知在某次对外做功的冲程中，汽油燃烧释放的化学能为1×103J，因尾气排放．气缸发热等对外散失的热量为8×102J．该内燃机的效率为　    　．随着科技的进步，可设法减少热量的损失，则内燃机的效率能不断提高，其效率　    　（选填“有可能”或“仍不可能”）达到100%． 
参考答案与试题解析1．【答案】 增加，吸热【解析】考点：本题主要考查了理想气体状态方程．热力学第一定律的应用问题。试题分析：由理想气体状态方程pV＝nRT可知，气体从状态A变化到状态B的过程中，体积．压强都变为原来的2倍，则温度升高为原来的4倍，气体分子平均动能增加，理想气体不计分子势能，则气体内能增加，根据热力学第一定律有：ΔU＝Q＋W，由A到B再到C的整个变化过程中，气体压强不变，体积增大，说明气体对外做功，W＜0．温度升高，气体内能增加，ΔU＞0，所以Q＞0，即气体从外界吸收热量。2．【答案】①280K     ②放热；大于【解析】①初状态：P1=55cmHg，V1=30S  T1=577.5K降温后，水银面左管上升10cm，右管下降5cm．P2=40cmHgV2=20S由理想气体状态方程得：代入数据解得：T2=280K②由于体积减小，外界对气体做功，温度降低，内能减小，根据热力学第一定律知气体放热大于外界对气体做功．【思维拓展】理想气体状态方程与热力学第一定律的联合应用是此类题目的常用方法．3．【答案】小于，小于 【解析】【考点】理想气体的状态方程；热力学第一定律【分析】根据p﹣V图象与坐标轴包围的面积比较对外所做的功，根据热力学第一定律比较等温膨胀与等压膨胀过程中吸收的热量．【解答】解：由p=V图线所包围的面积的物理意义是气体对外做的功，等温膨胀包围的面积小，所以等温膨胀过程中气体对外做的功小于等压过程中气体对外所做的功；根据热力学第一定律，等温过程  等压过程等温过程中   吸收的热量=，即吸收的热量全部用于对外做功等压过程中，体积增加，温度升高，内能增加，，吸收的热量用于对外做功和增加内能所以，即等温膨胀过程中气体从外界吸收的热量小于等压膨胀过程中气体从外界吸收的热量．故答案为：小于，小于【点评】对于气体，往往是气态方程和热力学第一定律的综合应用，关键要根据p﹣V图象的面积比较对外做，运用热力学第一定律分析热传递情况．4．【答案】AD    放出    0.6    减小    【解析】【来源】江西省贵溪市实验中学2019-2020学年高二（下）期末物理试题 【分析】【详解】⑴[1]A．洗衣机缸内水位升高，气体体积减小，分子间的距离变小，分子间引力与斥力都变大，故A正确；BC．气体温度不变，分子运动的剧烈程度不变，分子平均动能不变，故B．C错误；D．洗衣机缸内水位升高，气体体积减小，被封闭气体做等温变化，根据理玻意耳定律可知被封闭的空气压强增大，故D正确；故选AD。⑵[2][3]温度不变，理想气体的内能不变，外界对空气做了0.6J的功，既有由热力学第一定律知负号说明空气放出了0.6J的热量；[4]缸内水位迅速降低时，则空气的体积膨胀，对外做功，则有瞬间，由热力学第一定律知即气体内能减小。5．【答案】降低    降低    【解析】【来源】江苏省扬州．泰州．淮安．南通．徐州．宿迁．连云港市2018届高三第三次调研测试物理试题 【分析】【详解】云室内充满酒精的饱和蒸汽，迅速向下拉动活塞，酒精蒸汽迅速膨胀，时间短，故看作绝热过程，Q=0，根据热力学第一定律公式△U=W+Q，内能减小，故温度降低；温度降低，故酒精的饱和气压降低．6．【答案】0；12； 12【解析】【分析】由热力学第一定律公式△U=W+Q分析内能的变化，若将活塞固定，仍使气体温度从T1升高到T2，则气体吸收的热量全部用来增加内能．【解答】解：由热力学第一定律公式△U=W+Q=18﹣6=12J，知气体的内能增加了12J；若将活塞固定则气体对外界不做功，W=0，仍使气体温度从T1升高到T2，气体内能的增量相同，根据热力学第一定律知，气体吸收的热量全部用来增加内能，所以仍然是12J．故答案为：0；12； 12【点评】该题考查对热力学第一定律的理解，在应用热力学第一定律的公式要理解各物理量的正负意义． 7．【答案】放出，【解析】试题分析：根据公式：，和外界对气体做功，可以得到：，所以放热。考点：热力学第一定律．【名师点睛】本题要要掌握热力学第一定律的应用．抓住温度的微观含义：温度是分子平均动能的标志，温度越高，分子的平均动能越大。8．【答案】增大    不变    放热    【解析】【来源】2020届广东省广州市天河区高三普通高中毕业班综合测试理综物理试题（二) 【详解】[1]．根据气体压强的微观意义可知，因为加压，故内部气体的压强增大，故包装袋内壁单位面积上所受气体分子撞击的作用力将增大；
[2]．因为是缓慢地施加压力，故认为温度不变，理想气体的内能只与温度有关，故包装袋内氮气的内能不变；
[3]．对气体加压的过程中气体的温度不变，则体积减小，该过程中外力对气体做功而内能不变，由热力学第一定律可知，包装袋内氮气放热。9．【答案】p0    吸收        【解析】【来源】2020届吉林省长春市高三下学期二模物理试题 【分析】【详解】[1]根据理想气体状态方程可得所以V-T图中过原点的直线表示等压变化，即气体从C到A过程是等压变化，[2][3]气体从状态C到状态A的过程中，温度升高内能增加，体积增加，外界对气体做功根据热力学第一定律得气体吸收的热量10．【答案】不变    吸热    【解析】【来源】2019年河南省安阳市高三毕业班第一次调研考试物理试题 【详解】[1].理想气体从状态A变化到状态B做等温变化，故气体的内能不变；[2].理想气体从状态A变化到状态B，气体体积增大，对外做功，W<0；从B到C，体积不变，压强增大，所以温度升高，内能增加，由可知，气体由状态A到状态C的过程中，气体与外界总的热交换情况是Q>0，则气体吸热。11．【答案】-73    吸热    【解析】【来源】第二部分单元卷第六章分子和气体定律基础测试卷 【详解】[1][2] 对于理想气体由图象可知：A→B等容变化，由查理定律代入数据得：又：T=273+t得：tB=-73℃A到状态C体积增大，对外做功，即W＜0，根据理想气体状态方程可知：TA=TC所以，A到状态C的过程中内能变化量为0．由热力学第一定律得：Q＞0，所以A→C的过程中是吸热．12．【答案】﹣2.5×l05，变小，减小【解析】【考点】热力学第一定律【分析】根据热力学第一定律求气体内能的变化量．根据内能的变化判断温度的变化，从而得到分子的平均动能如何变化．根据气体做功情况判断气体体积的变化，最后应用理想气体状态方程判断压强如果变化．【解答】解：已知 Q=3×104J，W=﹣5.5×l05J，由热力学第一定律：△U=W+Q可得：△U=﹣5.5×l05J+3×104J=﹣2.5×l05J气体的内能减小了2.5×105J．理想气体气体内能减小，温度T降低，分子的平均动能变小．由于气体对外做功，则气体体积V增大，由理想气体状态方程：=C可知：气体压强p减小；故答案为：﹣2.5×l05，变小，减小．【点评】本题考查了热力学第一定律．理想气体状态方程即可正确解题；应用热力学第一定律解题时，要理解各符号正负的含义． 13．【答案】先变大再变小，＞【解析】【考点】热力学第一定律；温度是分子平均动能的标志．【分析】根据气体状态方程=C已知的变化量去判断其温度的变化．对于一定质量的理想气体，由△U=W+Q可确定Q的大小．【解答】解：在过程1中，PV的值先变大再变小，由=C可知则温度也先变大再变小；1，2两过程体积变化，对外做功相同，做功大小为每一小段为W=Ps△d=P△V，则在图上对应的做功量在数值上为图线与横轴所围成的面积值，则由由图可知1过程做功大于2过程的做功，而温度不变，内能不变，由△U=W+Q可确定Q1＞Q2．故答案为：先变大再变小，＞ 14．【答案】不变    气体对外做功        吸收    【解析】【来源】2020届湖南省雅礼中学高三月考理综物理试题（七) 【分析】【详解】[1]．缸内气体从状态A变化到状态B为等压变化，故气缸单位面积上所受气体分子撞击的作用力不变；
[2] [3]．气体体积变大，对外做功；由可得则气体对外做功的绝对值[4]．理想气体对外做功的同时，温度升高，内能增大，根据热力学第一定律△U=W+Q可知：△U＞0，W＜0，所以Q＞0．即气体吸收热量．15．【答案】20%，仍不可能【解析】【考点】热力学第一定律【分析】解答本题需掌握：热力学第一定律公式：△U=W+Q；热力学第二定律：不可能把热从低温物体传到高温物体而不产生其他影响；不可能从单一热源取热使之完全转换为有用的功而不产生其他影响；不可逆热力过程中熵的微增量总是大于零．【解答】解：汽油燃烧释放的化学能为1×103J，因尾气排放．汽缸发热等对外散失的热量为8.0×102J，根据热力学第一定律，转化为机械能的能量为：200J；机械效率：η=×100%=20%；根据热力学第二定律，不可能从单一热源取热使之完全转换为有用的功而不产生其他影响，故热机的效率不可能达到100%；故答案为：20%，仍不可能．【点评】本题考查了热力学第一定律和热力学第二定律，关键熟悉热力学第二定律的不同表述形式，基础题．