高中物理粤教版 (2019)选择性必修 第三册第一节 热力学第一定律优秀课时作业

3.1 热力学第一定律  同步练习

一、单选题

1．使用胶头滴管时，插入水中，捏尾部的橡胶头，使其体积减小，排出一定空气后稳定状态如图所示。然后松手，橡胶头体积增大，有体积的水进入了滴管。忽略温度的变化，下列说法正确的是（　　）

A．

B．滴管内部气体向外放热

C．水的表面层内分子比水内部稀疏，因此表面层内分子间只有分子引力

D．若知道最终滴管内部气体体积和气体分子个数就可以求出一个气体分子的直径

2．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，忽略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

3．分子间存在着分子力，并且分子力做功与路径无关，因此分子间存在与其相对距离有关的分子势能。如图所示为分子势能E随分子间距离r变化的图像，取r趋近于无穷大时Ep为零。通过功能关系可以从此图像中得到有关分子力的信息，若仅考虑这两个分子间的作用，下列说法中正确的是（　　）

A．图中r1是分子间引力和斥力平衡的位置

B．假设将两个分子从r=r2处释放，它们将相互靠近

C．假设将两个分子从r=r1处释放，当r=r2时它们的速度最大

D．假设将两个分子从r=r1处释放，当r=r2时它们的加速度最大

4．下列说法不正确的是（　　）

A．布朗运动是悬浮在液体中的固体颗粒的无规则运动，能够反映液体分子的无规则运动

B．已知阿伏伽德罗常数、气体的摩尔质量和密度，可算出气体分子的体积

C．空气相对湿度越大时，空气中水蒸气压强越接近同温度水的饱和汽压，水蒸发越慢

D．一定质量的理想气体经等温压缩后，其内能一定不增大

5．对封闭在汽缸中一定质量的理想气体，下列说法正确的是（　　）

A．温度升高，气体分子的平均动能一定增大

B．体积减小，气体的压强一定增大

C．外界对气体做功，气体的内能一定增大

D．气体从外界吸收热量，气体的内能一定增大

6．“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

7．一定质量的理想气体从状态a开始，经历、、三个过程回到原状态。其图像如图所示，下列说法正确的是（　　）

A．过程中外界对气体做功

B．过程中气体从外界吸热

C．处于状态c的气体压强最大

D．处于状态a的气体分子的平均动能最大

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

9．一定质量的理想气体被质量为的绝热活塞封闭在竖直放置的绝热汽缸中，活塞的面积为S，与汽缸底部相距，温度为。现接通电热丝给气体缓慢加热，活塞缓慢向上移动距离后停止加热，整个过程中，气体吸收的热量为，大气压强为p0，重力加速度为。则（       ）

A．初始时，气体压强

B．停止加热时，气体的温度

C．该过程中，气体内能增加量

D．该过程中，气体内能增加量

10．如图，一定质量的理想气体由状态a经状态b变化到状态c，已知气体由从状态a变化到状态b的过程中外界对气体做功为W1，与外界的热交换量为Q1；从状态b变化到状态c过程中外界对气体做功为W2，与外界的热交换量为Q2，下列说法正确的是（　　）

A．气体在状态a、状态b、状态c时的内能相等 B．W2＝3W1

C．Q1+Q2＝2p0V0 D．W1+W2＝Q1+Q2

二、多选题

11．如图所示为某同学设计的一个简易温度计，一根透明吸管插入导热良好的容器，连接处密封，在吸管内注入一小段油柱，外界大气压保持不变。将容器放入热水中，观察到油柱缓慢上升，下列说法正确的是（　　）

A．气体对外做的功小于气体吸收的热量

B．气体对外做的功等于气体吸收的热量

C．容器内壁的单位面积上受到气体分子的平均作用力增大

D．容器内壁的单位面积上受到气体分子的平均作用力大小不变

12．下列说法正确的是（　　）

A．一定质量的乙醚液体全部蒸发，变成同温度的乙醚气体，分子势能增加

B．当液体和固体之间表现为不浸润，附着层内分子间表现为引力

C．温度高的物体比温度低的物体内能大，热量多

D．气体和固体对容器底部的压强，都是因为大量分子对容器壁持续的碰撞引起的

E．热量与功是过程量，内能是状态量

13．如图所示，一定质量的理想气体由状态a开始，经历、、、四个过程回到原状态，其图像刚好是一个圆，气体在a、b、c、d四个状态的体积分别为、、，温度分别为、、，压强分别为、、、，其中，。下列说法正确的是（　　）

A．在这四个状态中，c状态时气体的内能最多

B．

C．

D．从状态a到状态b，气体从外界吸热

E．从状态c到状态d，气体对外界做功

14．一定质量的理想气体从状态A经过状态B和C又回到状态A。其压强p随体积V变化的图线如图所示，其中A到B为绝热过程，C到A为等温过程。则下列说法正确的是（　　）

A．A状态速率大的分子比例较B状态多

B．过程，气体对外做的功大于内能的减少量

C．A经过状态B和C又回到状态A，气体吸收的热量小于释放的热量

D．C状态单位时间内碰撞容器壁单位面积的分子数比A状态多

三、解答题

15．如图所示，封闭有一定质量理想气体的内壁光滑的导热汽缸固定在水平桌面上，且开口向右放置；缸内有一横截面积为0.01m2的活塞，其到汽缸底部的距离为10cm；活塞通过轻绳连接了一个质量为1kg的小物体，轻绳跨在定滑轮上，滑轮左侧细绳水平，右侧连接小物体的细绳竖直，轻绳恰好处于伸直状态。开始时汽缸内、外压强相同，且均为1.01×105Pa，汽缸内气体温度为101K，现缓慢降低汽缸内气体的温度（不计一切摩擦，g=10m/s2）。

（1）求小物体刚离开地面时缸内气体的温度；

（2）从开始降低温度到活塞移动至距气缸底部6cm时，缸内气体共放出热量10J，求此过程中缸内气体内能的变化量（活塞移动过程中气缸不漏气）。

16．如图所示，长方形容器体积为V，右上方有一开口与外界相连，活塞将导热容器分成左右两部分，外界温度为时，体积比为。当外界温度缓慢上升，活塞就会缓慢移动。设大气压强为，且保持不变，不计活塞与容器间的摩擦。

（1）活塞刚好移动到容器的正中央时，求外界的温度；

（2）若左边容器中气体的内能与温度的关系为，求活塞移动到容器正中央的过程中左边容器内气体吸收的热量。