人教版 (2019)选择性必修 第三册2 热力学第一定律精练

这是一份人教版 (2019)选择性必修 第三册2 热力学第一定律精练，共6页。试卷主要包含了答案等内容，欢迎下载使用。
A．W＝8×104J，ΔU＝1.2×105J，Q＝4×104J
B．W＝8×104J，ΔU＝－1.2×105J，Q＝－2×105J
C．W＝－8×104J，ΔU＝1.2×105J，Q＝2×104J
D．W＝－8×104J，ΔU＝1.2×105J，Q＝－4×104J
2.
如图所示，内壁光滑的绝热汽缸固定在水平面上，其右端由于有挡板，厚度不计的绝热活塞不能离开汽缸，汽缸内封闭着一定质量的理想气体，活塞距汽缸右端的距离为0.2m．现对封闭气体加热，活塞缓慢移动，一段时间后停止加热，此时封闭气体的压强变为2×105Pa.已知活塞的横截面积为0.04m2，外部大气压强为1×105Pa，加热过程中封闭气体吸收的热量为2000J，则封闭气体的内能变化量为( )
A.400J B．1200J C．2000J D．2800J
3．在研究大气现象时可把温度、压强相同的一部分气体叫做气团，气团可看做理想气体，将其作为研究对象．气团直径很大可达几千米，其边缘部分与外界的热交换相对于整个气团的内能来说非常小，可以忽略不计．气团从地面上升到高空后温度可降低到－50℃，关于气团上升过程中下列说法正确的是( )
A．气团体积膨胀，对外做功，内能增加，压强减小
B．气团体积收缩，外界对气团做功，内能减少，压强增大
C．气团体积膨胀，对外做功，内能减少，压强减小
D．气团体积收缩，外界对气团做功，内能增加，压强不变
4.
在如图所示的两端开口的“U”形管中，盛有同种液体，并用管闩K将液体隔成左、右两部分，左边液面比右边液面高．现打开管闩K，从打开管闩到两边液面第一次平齐的过程中，液体向外放热为Q，内能变化量为ΔU，动能变化量为ΔEk；大气对液体做功为W1，重力做功为W2，液体克服阻力做功为W3，由功能关系可得：①W1＝0 ②W2－W3＝ΔEk ③W2－W3＝Q＝ΔU ④W3－Q＝ΔU，其中正确的是( )
A．①②③B．①②④C．②③D．①③
5.
如图是一自热米饭盒，盒内有一个发热包，遇水发生化学反应而产生大量热量，盖上盒盖便能在10～15分钟内加热食品．自热米饭盒的盖子上有一个透气孔，如果透气孔堵塞，容易造成小型爆炸，下列说法正确的是( )
A．饭盒爆炸前，盒内气体温度升高，则盒内每一个气体分子速率都增大了
B．饭盒爆炸，是盒内气体温度升高，气体压强增大导致的结果
C．在饭盒爆炸的瞬间，外界对盒内气体做正功
D．在饭盒爆炸的瞬间，盒内气体温度急剧升高
6.
(多选)如图为一消毒水简易喷洒装置，内部装有一定量的水，水上部是密封的空气，喷洒口管径细小．现保持阀门紧闭，通过打气筒再充入一些空气．设所有过程温度保持不变，下列说法正确的有( )
A．充气后，密封气体分子单位时间撞击器壁次数增多
B．充气后，密封气体的分子平均动能增大
C．打开阀门后，密封气体对外界做正功
D．打开阀门后，密封气体从外界吸热
7．(多选)如图是某种喷雾器示意图，在贮液筒内装入一些药液后将密封盖盖好．多次拉压活塞充气，然后打开喷嘴开关，活塞位置不再改变，药液可以持续地喷出，贮液筒内的空气可视为理想气体，设充气和喷液过程筒内的空气温度可视为不变，下列说法正确的是( )
A．充气过程中，贮液筒内的气体内能增大
B．充气过程中，贮液筒内的气体压强增大，体积也变大
C．喷液过程中，贮液筒内的气体压强减小，气体内能减小
D．喷液过程中，贮液筒内的气体吸收热量全部用来对外做功
8.
如图所示，汽缸和活塞与外界均无热交换，汽缸中间有一个固定的导热性良好的隔板，封闭着两部分气体A和B，活塞处于静止平衡状态．现通过电热丝对气体A加热一段时间，后来活塞达到新的平衡．不计气体分子势能，不计活塞与汽缸壁间的摩擦，大气压强保持不变．下列判断正确的是( )
A．气体A吸热，内能减少
B．气体B吸热，对外做功，内能不变
C．气体A分子的平均动能增大
D．气体A和气体B内每个分子的动能都增大
9.
某地突发洪涝灾害，救援人员驾驶气垫船施救，到达救援地点后，将围困在水中的群众拉上气垫船，如图所示．若在救援人员将群众拉上气垫船的过程中，气垫船中气垫内的气体视为理想气体温度不变，气垫不漏气，则在该过程中，下列说法正确的是( )
A．气垫内的气体内能增加
B．外界对气垫内的气体做负功
C．气垫内的气体从外界吸收热量
D．气垫内的气体单位时间、单位面积撞击气垫壁的分子数增加
10.
某同学用如图所示的喷壶对教室进行消毒．闭合阀门K，向下压压杆A可向瓶内储气室充气，多次充气后按下按柄B打开阀门K，消毒液会自动经导管从喷嘴处喷出．设充气和喷液过程中瓶内气体温度保持不变，则( )
A．喷液过程中，外界对瓶内气体做正功
B．喷液过程中，瓶内气体从外界吸收热量
C．充气过程中，瓶内气体的分子平均动能增大
D．充气过程中，瓶内所有气体分子的速率均不变
11.如图a，一台四冲程内燃机，活塞在压缩冲程某段时间内移动的距离为0.1m，这段过程活塞对气体的压力逐渐增大，其做的功相当于2×103N的恒力使活塞移动相同距离所做的功(图b甲).内燃机工作时汽缸温度高于环境温度，该过程中压缩气体传递给汽缸的热量为25J.
(1)求上述压缩过程中气体内能的变化量；
(2)燃烧后的高压气体对活塞做功，气体推动活塞移动0.1m，其做的功相当于9×103N的恒力使活塞移动相同距离所做的功(图b乙)，该做功过程气体传递给汽缸的热量为30J，求此做功过程气体内能的变化量．
微点4 热力学第一定律的理解及应用
1．答案：B
解析：由符号法则可知，外界对气体做功W取正，气体内能减少，ΔU为负值，代入热力学第一定律表达式得Q＝－2×105J．故选项B正确．
2．答案：B
解析：由题意可知，气体先等压变化，到活塞运动到挡板处再发生等容变化，等压变化过程气体对外做功，做功为W＝－p0Sx＝－1×105×0.04×0.2J＝－800J，由热力学第一定律可知，封闭气体的内能变化量为ΔU＝W＋Q＝(－800＋2000) J＝1200J，故B正确．
3．答案：C
解析：据热力学第一定律：ΔU＝W＋Q，忽略气团与外界的热交换，ΔU＝W，气团上升过程中，外界压强随高度升高而变小，气团体积膨胀，对外做功，导致内能大量减少而温度降低，ABD错误，C正确．
4．答案：B
解析：由动能定理可知W2－W3＋W1＝ΔEk
其中W1＝p×ΔV左－p×ΔV右＝0，可知①②正确．
由热力学第一定律ΔU＝W＋Q，得ΔU＝W3－Q
可知④正确，③错误．故B正确，ACD错误．
5．答案：B
解析：饭盒爆炸前，盒内气体温度升高，分子的平均动能增大，但并不是盒内每一个气体分子速率都增大了，故A错误；饭盒爆炸前，盒内气体温度升高，分子的平均动能增大，所以气体压强增大导致饭盒爆炸，故B正确；在饭盒爆炸的瞬间，气体体积增大，气体对外界做正功，故C错误；根据热力学第一定律可知，爆炸前气体温度升高，内能增大，在饭盒爆炸的瞬间，气体对外界做功，其内能应减小，盒内气体温度急剧下降，故D错误．
6．答案：ACD
解析：充气后，温度和体积不变，密封气体的分子平均动能不变，气体分子数增大，密封气体分子单位时间撞击器壁次数增多，气体压强增大，大于外界大气压强，打开阀门后，密封气体对外界做正功，且内能不变，由热力学第一定律可知密封气体从外界吸热，故A、C、D正确，B错误．
7．答案：AD
解析：充气过程筒内的空气温度可视为不变，则分子的平均动能不变；充气的过程中分子的总个数增加，则内能增加，而充气的过程中气体的体积不变，故A正确，B错误；喷液过程筒内的空气温度可视为不变，则分子的平均动能不变，气体的内能也不变；药液可以持续地喷出，气体体积增大，对外做功，由于没有其他的变化，可知贮液筒内的气体吸收热量全部用来对外做功，故C错误，D正确．
8．答案：C
解析：由题意可知气体A发生等容变化，则W＝0，根据ΔU＝W＋Q可知，气体A吸收热量，内能增加，温度升高，气体A分子的平均动能变大，但并不是每个分子的动能都增大，C正确，AD错误；因为中间是导热隔板，所以气体B吸收热量，温度升高，内能增加，根据eq \f(pV,T)＝C，又因为压强不变，故体积变大，气体对外做功，B错误．
9．答案：D
解析：由于该过程中气垫内的气体温度不变，因此气垫内的气体内能不变，该过程中气垫内的气体压强增大，根据玻意耳定律可知，气垫内的气体体积减小，外界对气垫内的气体做正功，结合热力学第一定律可知，该过程中气垫内的气体放热，选项ABC均错误；由于温度不变，气垫内的气体分子平均动能不变，而气体压强增大，因此该过程中气垫内的气体单位时间、单位面积撞击气垫壁的分子数增加，选项D正确．
10．答案：B
解析：喷液过程中储气室内气体体积增大，瓶内气体对外做功，A错误；喷液过程中瓶内气体对外做功而温度保持不变，由热力学第一定律ΔU＝Q＋W可知，瓶内气体从外界吸收热量，B正确；充气过程中，瓶内气体温度保持不变，分子平均动能不变，C错误；充气过程中，瓶内气体的平均速率不变，但不是所有气体分子的速率均不变，D错误．
11．答案：(1)175J (2)变化量为－930J
解析：(1)压缩过程活塞对气体做的功
W1＝F1l1＝2×103×0.1J＝200J
气体内能的变化量ΔU1＝W1＋Q1＝200J－25J＝175J
(2)气体膨胀过程中气体对外界所做的功
W2＝F2l2＝－9×103×0.1J＝－900J
气体内能的变化量
ΔU2＝W2＋Q2＝－900J－30J＝－930J
汽缸内气体在压缩过程中内能增加了175J，在膨胀做功过程中气体内能减少了930J．