高中物理沪科版 (2019)选择性必修 第三册4.1 热力学第一定律当堂检测题

这是一份高中物理沪科版 (2019)选择性必修 第三册4.1 热力学第一定律当堂检测题，共10页。试卷主要包含了功与内能的改变理解，判断下列说法的正误等内容，欢迎下载使用。
【精编】第1节热力学第一定律-1优质练习一．填空题1．一定量的理想气体从状态A开始，经状态B．C．D回到状态A，其压强–温度图像（P–T图像）如图所示，从B到C过程中，气体对外___________（选填“放热”或“吸热”），气体在B和D状态时的体积___________（选填“相等”或“不相等”）。 2．对于一个系统，如果只由于外界对它做功而与外界交换能量，它不从外界___________，也不向外界___________，这样的过程叫做绝热过程。3．如图，一定质量的理想气体依次经历的三个不同过程，分别由压强-温度图上三条直线ab．bc和cd表示，其中，p1．p2分别是ab．cd与纵轴交点的纵坐标，t0是它们的延长线与横轴交点的横坐标，t0=-273.15℃，bc平行于纵轴。由图可知，气体在状态a和d的体积之比=__________，bc过程中气体__________热（填“吸”或“放”），cd过程中__________热（填“吸”或“放”）。
 4．功与内能的改变理解（1）ΔU＝W的适用条件是______过程．（2）在绝热过程中：外界对系统做功，系统的内能______；系统对外做功，系统的内能______。 5．判断下列说法的正误．（1）外界对系统做功，系统的内能一定增加．（____）（2）系统内能增加，一定是系统从外界吸收了热量．（____）（3）系统内能减少，一定是系统对外界做了功．（____）（4）违背能量守恒定律的过程是不可能发生的．（____） 6．如图所示是一定质量的理想气体沿直线ABC发生状态变化的图像，已知A→B的过程中，理想气体内能变化量为300J，气体对外做功为250J，则由B→C的过程中，气体温度_______（选填“升高”或“降低”），对外做功_______J，放出热量______J（大气压p0取1.0×105Pa）。
 7．一定质量的理想气体从状态A经过状态B变化到状态C，气体体积V随热力学温度T变化的图像如图所示，气体在状态A的压强___________（选填“大于”或“小于”）气体在状态C的压强，由状态A到状态B的过程中，气体___________（选填“吸热”或“放热”）。
 8．网上热卖的科普小制作——斯特林蒸汽发动机玩具车如图甲所示，它通过汽缸内的气体经过压缩．吸热．膨胀．冷却为一个周期的循环来输出动力，因此又被称为热气机。如图乙所示，在斯特林循环的图像中，一定质量的理想气体从状态A依次经过状态B．C和D后再回到状态A，其中AB．CD为等温过程，BC．DA为等容过程。则气体从状态B到状态C过程______（填“吸收”或“放出”）热量，状态A→B过程中外界对气体做的功______（填“大于”．“等于”或“小于”）状态C→D过程中气体对外界做的功。
 9．某房间内空调在制冷过程中，室内空气中的水蒸气接触蒸发器液化成水，经排水管排走，室内相对湿度______________（选填“变大”或“变小”），人会感觉干燥。该空调工作一段时间后，房间内水蒸气的质量为m。已知该房间的容积为V，水的摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为NA，则房间内一个水蒸气分子平均占有的体积为______________。10．如图所示，在空气压缩引火仪的玻璃筒底部，放入一小团干燥的棉花，用力将活塞迅速下压，玻璃筒内的空气温度升高，空气的内能___________（填“增加”或“减少”），空气的内能是通过___________方式改变的；筒内的棉花由于温度升高到着火点而燃烧，棉花的内能是通过___________方式改变的。11．一定质量的理想气体从A状态经AB．BC．CD．DA这四段过程回到A状态，其温度随体积变化的T-V图像如图所示，B→C的过程中，单位体积内的气体分子数___________（填“增多”，“不变”或“减少”）；C→D与A→B两过程中气体与外界交换的热量___________（填“相同”或“不同”）。12．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”。则打气过程中，瓶内气体的压强___________（填“增大”．“减小”或“不变”）；瓶内出现“白雾”的过程，瓶内气体的内能___________（填“增大”或“减小”）。13．一定质量的理想气体从状态A变化到状态B的p-T图像和V-T图像如图所示，此过程中气体的内能增加了100J，则此过程中气体_______________（选填“吸收”或“放出”）的热量为___________J。 14．如图所示，一定量的理想气体，从状态A开始，经图中AB．BC．CA三个过程后回到状态A。其中AB过程为等压变化，BC过程为等容变化，CA过程为等温变化，则________过程气体内能增加，________过程气体与外界交换的热量最大。15．如图所示，一定质量的理想气体从状态A依次经过状态B．C和D后再回到状态A。其中，A→B和C→D为等温过程，B→C和D→A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”．气体从状态A到状态B的过程是______（填“吸热”或“放热”）过程；气体从状态B到状态C的过程，气体分子的平均动能是______（填“增大”“减小”或“不变”）；从状态A经状态B．C．D再回到状态A的过程中，气体吸放热情况为______（选填“吸热”“放热”或“无吸放热”）。16．如图一定量的理想气体从状态a经过等温变化至状态b，又从状态b经过等容变化至状态c，则过程______（填“吸收”或“释放”）热量；______（填“吸收”或“释放”）热量。
 17．如图所示，内壁光滑的绝热气缸竖直固定在水平面上，用质量为m的绝热活塞把缸内空间分成P．Q两部分。两部分中封闭有相同质量和温度的同种理想气体，活塞用销钉K固定，已知P部分的体积小于Q部分的体积，现拔掉销钉，活塞将_______（填“上升”或“下降”），最后活塞稳定在某一位置，P部分气体温度___________（填“升高”或“降低”），两部分气体的内能之和_______（填“增大”“减小”或“不变”）。
 18．气动椅的部分升降结构示意图如图所示。虚线为封闭．可上下移动的气缸，通过体积忽略不计的细管将上下两部分气体联通。阴影为固定的物件，各部分横截面面积分别为S1和S2。若初始时气缸内被封闭的气体压强为p，上下两部分气体高度均为h，则气体对气缸竖直方向的作用力大小为_________；若因外力作用，气缸缓慢下移h，则内部气体压强变为_________。
  
参考答案与试题解析1．【答案】放热    相等    【解析】[1][2]在p–T图像中，由B到C，温度不变，压强增大，由理想气体状态方程可知气体体积减小，因此外界对气体做功，而温度不变即内能不变。由热力学第一定律可知气体对外放热；B．D在过原点的直线上，即故气体在B和D状态时的体积相等。2．【答案】吸收热量    放出热量    【解析】[1]绝热过程中系统不从外界吸收热量；[2]绝热过程中系统不向外界放出热量。3．【答案】    吸    放    【解析】[1]，根据理想气体状态方程有（273.15+t）可知，ab和cd均为等容变化，由图线斜率的物理意义可得[2]bc为等温降压过程，气体内能不变，体积增大，对外做功，由热力学第一定律知气体吸热；[3]cd为等容降温过程，气体内能减小，体积不变，既不对外做功，外界也不对气体做功，由热力学第一定律知气体对外放热。4．【答案】绝热    增加    减少    【解析】略5．【答案】错误    错误    错误    正确    【解析】略6．【答案】    ①. 降低    ②. 150    ③. 150【解析】【分析】【详解】[1]根据理想气体状态方程知C不变，pV越大，T越高。状态在B（2，2）处温度最高，故从A→B过程温度升高，由B→C的过程温度降低。[2][3]在A和C状态，pV乘积相等，所以温度相等，则内能相等；A→B的过程中，理想气体内能变化量为300J，则B→C的过程中，理想气体内能减少300J，由知由状态B变化到状态C的过程中，气体对外界做功可知放出的热量为150J。7．【答案】小于    吸热    【解析】[1][2]A到C体积不变 ，故C的温度高，压强大，所以气体在状态A的压强小于气体在状态C的压强；由状态A到状态B的过程中，温度升高，内能增大，体积变大，对外做功，根据热力学第一定律可知，气体吸热。8．【答案】吸收    小于    【解析】[1]气体从状态B到状态C过程，体积不变，则W=0；温度升高，则内能增加，？U>0，根据热力学第一定律可知，Q>0，则气体吸收热量；[2]根据W=p？V可知，p-V图像与坐标轴围成的面积等于气体做功的值，则状态A→B过程中外界对气体做的功小于状态C→D过程中气体对外界做的功。9．【答案】变小        【解析】[1] 空调工作时，不断吸收室内的热空气，同时也吸收了空气中的水分，使得房间变得干燥，故相对湿度变小；[2]由题意可得，房间内水蒸气的物质的量为则分子个数为故房间内一个水蒸气分子平均占有的体积为10．【答案】增加    做功    热传递    【解析】[1]空气被压缩时，内能增加；[2]压缩过程是做功的方式改变了气体内能；[3]棉花的内能是通过热传递方式改变的。11．【答案】减少    相同    【解析】[1] B→C的过程中，气体体积增大，单位体积内的气体分子数减少。[2] C→D与A→B两过程中，温度的变化量大小相同，所以内能的变化量大小相同，且两个过程外界对气体均不做功，根据热力学第一定律可知两个过程中气体与外界交换的热量相同。12．【答案】增大    减小    【解析】[1]打气过程中，瓶内气体的质量增大，体积不变，相当把大量气体压缩回来，做等温变化，根据波意耳定律可知，体积减小，压强增大。[2]瓶内出现“白雾”的过程，气体对外界做正功，气体放出热量，根据热力学第一定律可知气体的内能将减小。13．【答案】吸收    300    【解析】[1][2]由题图知气体发生的是等压变化，由盖·吕萨克定律有代入数据解得V2=8.0×10-3m3此过程气体膨胀对外做功为W=p(V2-V1)=200J由热力学第一定律ΔU=W+Q可知气体吸热且Q=300J14．【答案】AB    AB    【解析】[1] AB过程为等压变化，体积增大，由可知，AB过程温度升高，气体内能增加； BC过程为等容变化，压强减小温度降低，内能减小；CA过程为等温变化，内能不变。[2] BC过程为等容变化，压强减小，温度降低，气体内能减少；CA过程为等温变化，体积减少，外界对气体做功；AB过程为等压变化，体积膨胀气体对外界做功，气体温度升高；根据P？v图象的物理意义，图象和坐标轴围成的面积表示气体对外做功，故AB过程做功大于CA过程做功，又AB过程气体升高的温度与BC过程气体降低的温度相同，故AB过程气体与外界交换的热量最大。15．【答案】吸热    减小    吸热    【解析】[1]气体从状态A到状态B的过程，温度不变内能不变，体积增大对外做功，由热力学第一定律可知，故该过程吸热。[2]气体从状态B到状态C的过程，绝热膨胀，对外做功，由热力学第一定律可知，内能减小．温度降低，故气体分子的平均动能减小。[3]从A→B→C过程，体积膨胀对外做功W1，C→D→A过程，体积减小外界对气体做功W2，由可知，p-V图线与横轴间的面积表示W，如图所示，可知W1> W2即气体对外做功较多，由于又回到初始状态，温度不变，内能不变，由热力学第一定律可知，气体应吸热。16．【答案】释放    吸收    【解析】[1]过程气体温度不变，则气体内能不变，体积减小，外界对气体做功，根据热力学第一定律因此气体释放热量；[2]过程气体体积不变，做功为零，温度升高，则气体内能增加，根据热力学第一定律可知气体吸收热量。17．【答案】下降    降低    增大    【解析】[1]根据热学知识可知P部分压强较大所以活塞下移；[2][3]根据热力学第一定律△U=Q+W，已知两部分气体都是绝热的，Q为零，既不吸热也不放热；P对Q做功，W<0，因此P内能减小，温度降低；Q内能增加，温度升高，因为活塞的重力势能减小，根据能量守恒定律可知，活塞重力势能的减少量之和等于P．Q部分气体内能的增加量，两部分气体的内能之和增大。18．【答案】pS2        【解析】[1]气体对气缸竖直方向的作用力大小为[2]开始时气体的体积压强 末态气体体积根据玻意耳定律可得解得