高中物理人教版 (2019)选择性必修 第三册2 热力学第一定律练习题

这是一份高中物理人教版 (2019)选择性必修 第三册2 热力学第一定律练习题，共6页。试卷主要包含了以下说法正确的是，8J，气体内能的变化量为多少？，8J等内容，欢迎下载使用。
1.(多选)以下说法正确的是( )
A．第一类永动机违反了能量守恒定律
B．第一类永动机不能制成，是因为有摩擦、热损失等因素的存在
C．某种形式的能量减少，一定有其他形式的能量增加
D．随着科技的发展，能量是可以凭空产生的
2．自由摆动的秋千摆动幅度越来越小，下列说法正确的是( )
A．机械能守恒
B．能量正在消失
C．只有动能和重力势能的相互转化
D．减少的机械能转化为内能，但总能量守恒
3．[2022·北京朝阳一模]一封闭容器中装有一定质量的理想气体，容器壁与外界没有热量交换，当气体被压缩时，下列说法正确的是( )
A．气体压强增大B．气体对外界做功
C．气体内能不变D．气体温度不变
4．一定质量的理想气体，从某一状态开始，经过一系列变化后又回到开始的状态，用W1表示外界对气体做的功，W2表示气体对外界做的功，Q1表示气体吸收的热量，Q2表示气体放出的热量，则在整个过程中一定有( )
A．Q1－Q2＝W2－W1
B．Q1＝Q2
C．W1＝W2
D．Q1>Q2
5．(多选)对于一定质量的理想气体，下列过程符合热力学第一定律的是( )
A．在恒定温度下，气体绝热膨胀
B．气体从外界吸收热量而温度保持不变
C.在绝热的条件下，气体体积不变而温度升高
D．气体对外做功的同时向外界放热
6．二氧化碳的大量排放是导致“温室效应”加剧的主要原因之一．人类在采取节能减排措施的同时，也在研究控制温室气体的新方法，目前专家们正在研究二氧化碳的深海处理技术．在某次实验中，将一定质量的二氧化碳气体封闭在一个可以自由压缩的导热容器中，将容器缓慢移到海水深处，气体体积减小为原来的一半，不计温度变化，二氧化碳气体可视为理想气体．此过程中( )
A．封闭的二氧化碳气体对外界做正功
B．封闭的二氧化碳气体压强一定增大
C．封闭的二氧化碳气体分子的平均动能增大
D．封闭的二氧化碳气体一定从外界吸收热量
7．(多选)某汽车的四冲程内燃机利用奥托循环进行工作，该循环可视为由两个绝热过程和两个等容过程组成．如图所示为一定质量的理想气体所经历的奥托循环，则该气体( )
A．在a→b的过程中，外界对其做的功全部用于增加内能
B．在状态a和c时气体分子的平均动能可能相等
C．在d→a的过程中，单位时间内撞击汽缸壁的分子数增多
D．在一次循环过程中气体吸收的热量大于放出的热量
8．一定质量的气体，在从一个状态变化到另一个状态的过程中，吸收热量280J，并对外做功120J，试问：
(1)这些气体的内能发生了怎样的变化？
(2)如果这些气体又返回原来的状态，并放出了240J热量．那么在返回的过程中是气体对外界做功，还是外界对气体做功？做了多少功？
9．汽缸内封闭了一定质量、压强p＝1.0×105Pa、体积V＝2.0m3的理想气体，现使气体保持压强不变，体积缓慢压缩至V′＝1.0m3，此过程气体向外界释放了Q＝1.2×105J的热量，则：
(1)压缩过程外界对气体做了多少功？
(2)气体内能变化了多少？
10．[2022·石家庄高二检测]如图所示，一定质量的理想气体被活塞封闭在可导热的汽缸内，活塞可沿汽缸无摩擦地滑动．活塞面积S＝1.0×10－3m2，质量m＝2kg，汽缸竖直放置时，活塞相对于底部的高度为h＝1.2m，室温等于27℃；现将汽缸置于77℃的热水中，已知大气压强p0＝1.0×105Pa，取g＝10m/s2，求：
(1)平衡时活塞离汽缸底部的距离．
(2)此过程中内部气体吸收热量28.8J，气体内能的变化量为多少？
B级 关键能力提升练
11．(多选)如图所示，在水平面上放置着一个密闭绝热的容器，容器内部有一个一定质量的活塞，活塞的上部封闭着理想气体，下部为真空，活塞与器壁的摩擦忽略不计，置于真空中的轻弹簧的一端固定于容器的底部，另一端固定在活塞上，弹簧被压缩后用绳扎紧，此时弹簧的弹性势能为Ep(弹簧处于自然长度时弹性势能为零)，现在绳突然断开，则下列说法中正确的是( )
A．由于能量的转化与守恒，活塞将不停地振动起来
B．容器内气体的温度将趋于一个定值
C．活塞最终会停留在比原来高的位置上
D．活塞最终会停下来，Ep全部转化为其他形式的能量
12．[2022·临沂高二检测]如图所示的p­V图像中A→B→C→A表示一定质量的理想气体的状态变化过程，1atm＝1.01×105Pa，则以下说法正确的是( )
A．气体在A、B两状态时的温度相等，由状态A到状态B的过程中，气体温度保持不变
B．由状态A到状态B的过程中，气体从外界吸收的热量大于气体对外界所做的功
C．由状态B到状态C的过程中，外界对气体做了202J的功
D．由状态C到状态A的过程中，气体吸收的热量等于外界对气体做的功
13．[2022·河南名校联盟高二联考]如图甲所示，质量为m＝2kg的绝热活塞将一定质量的理想气体封闭在上端开口直立圆筒形绝热的汽缸中，活塞横截面积S＝5×10－4m2，可沿汽缸无摩擦滑动且不漏气，开始活塞处于A位置时汽缸内气体的内能为U0＝90J，现通过电热丝缓慢加热气体，直到活塞缓慢到达位置B，在此过程中，缸内气体的V­T图像如图乙所示．已知大气压强p0＝1.0×105Pa，g取10m/s2，一定质量理想气体内能与其热力学温度成正比，求：
(1)汽缸内气体的压强和活塞处于B位置时汽缸内气体的热力学温度；
(2)活塞由A位置缓慢到达B位置，汽缸内气体变化过程中从电热丝吸收的总热量．
分层作业(十一) 热力学第一定律 能量守恒定律
1．解析：第一类永动机不可能实现，是因为它违反了能量守恒定律，A正确，B错误；根据能量守恒定律可知，某种形式的能量减少，一定有其他形式的能量增加，C正确；由能量守恒定律可知，能量是不能凭空产生的，D错误．
答案：AC
2．解析：自由摆动的秋千摆动幅度越来越小，说明机械能在减少，A、C错误；减少的机械能通过摩擦做功转化成了内能，但总能量守恒，B错误，D正确．
答案：D
3．解析：当气体被压缩时，外界对气体做功，即W>0，因容器壁与外界没有热量交换，则Q＝0，根据热力学第一定律ΔU＝W＋Q，可知ΔU>0，即气体内能增加，温度升高，根据eq \f(pV,T)＝C可知，V减小，T变大，则压强p变大，B、C、D错误，A正确．
答案：A
4．解析：对一定质量的理想气体，经过一系列的状态变化后又回到原状态，表明整个过程中内能的变化为零，即通过做功和热传递引起的内能变化相互抵消，所以A选项正确．当然，若Q1＝Q2，则必定有W1＝W2；若Q1>Q2，则必定有W10，根据热力学第一定律ΔU＝W＋Q可知，封闭气体向外界传递热量，故D错误．
答案：B
7．解析：由于a→b是绝热过程，根据热力学第一定律，外界对其做的功全部用于增加内能，A正确；由于a→b的过程气体的内能增加，温度升高；b→c的过程，体积不变，压强增大，根据eq \f(p,T)＝C可知温度升高，因此Tc>Ta，可得在状态a时气体分子的平均动能小于状态c时气体分子的平均动能，B错误；在d→a的过程中，体积不变，根据eq \f(p,T)＝C，可知温度降低，单位体积内分子数不变，分子的平均速率减小，因此单位时间内撞击汽缸壁的分子数减少，C错误；在题图所示的一次循环过程中，封闭图线围成的面积等于气体对外做的功，由于总体对外做功W