高中物理鲁科版 (2019)选择性必修 第三册第1节 热力学第一定律同步训练题

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3.1热力学第一定律基础巩固2021—2022学年高中物理鲁科版（2019）选择性必修第三册一、选择题（共15题）1．一定质量的理想气体处于标准状态下的体积为V0，分别经过三个不同的过程使体积都增大到2V。①等温膨胀变为2V0，再等容升压使其恢复成一个大气压，总共吸收热量为Q1；②等压膨胀到2V0，吸收的热量为Q2；③先等容降压到0.5个大气压，再等压膨胀到2V0；最后等容升压恢复成一个大气压，总共吸收热量为Q3，则Q1，Q2，Q3的大小关系是（　　）A．Q1=Q2=Q3 B．Q1＞Q2＞Q3C．Q1＜Q2＜Q3 D．Q2＞Q1＞Q32．一定质量的理想气体在某一过程中， 外界对气体做了的功，气体的内能减少了，则下列各项中正确的是A．温度降低，密度减小B．温度升高，密度增大C．D．3．下列说法中正确的是A．布朗运动就是液体分子的热运动B．气体体积增大时，其内能一定减少C．气体分子单位时间内与单位面积器壁碰撞的次数与单位体积内的分子数和温度有关D．气体如果失去了容器的约束就会散开，这是因为气体分子之间斥力大于引力的缘故4．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．气体对外做的功大于气体吸收的热量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．气体分子单位时间撞击容器壁单位面积的次数减小5．下列说法正确的是（　　）A．1kg0℃水的内能比1kg0℃冰的内能小B．气体膨胀，它的内能一定减小C．已知阿伏伽德罗常数、某气体的摩尔质量和密度，就可估算出该气体中分子的平均距离D．对于一定质量的理想气体，当分子热运动变剧烈时，压强必变大6．有位科学家经过40多年，用多种方法做了400多次实验，测定了热功当量的值，为能的转化与守恒定律奠定了坚实的基础，这位科学家是（　　）A．爱因斯坦 B．麦克斯韦C．瓦特 D．焦耳7．关于物体的内能，下列说法正确的是（　　）A．温度高的物体内能大B．一定质量的理想气体，内能只与温度有关C．0℃的水和0℃的冰内能一样大D．外界对系统做功，系统内能一定增大8．以下说法中正确的是（　　）A．系统在吸收热量时内能一定增加B．悬浮在空气中做布朗运动的PM2.5粒子，气温越低，运动越剧烈C．封闭容器中的理想气体，若温度不变，体积减半，则单位时间内气体分子在容器壁单位面积上碰撞的次数加倍，气体的压强加倍D．用力拉铁棒的两端，铁棒没有断，说明此时分子间只存在引力而不存在斥力9．一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，下列判断正确的是（　　）A．整个变化过程，状态a气体的分子平均动能最大B．状态a到状态b的过程，气体放出热量C．状态b到状态c的过程，气体吸收热量D．状态c到状态a的过程，气体吸收热量10．如图所示，直立容器内有一薄层隔板，把容器分成体积相等的两部分A和B，A中气体的密度较小，B中气体的密度较大。若抽去隔板，加热容器，使A、B两部分气体均匀混合，设在此过程中气体共吸热Q，气体内能增量为，不考虑散热损失，则（　　）A． B． C． D．无法比较与Q的大小关系11．如图所示，水平放置的封闭绝热气缸，被一锁定的绝热活塞分为体积相等的a、b两部分。已知a部分气体为1mol氧气，b部分气体为2mol氧气，两部分气体温度相等，均可视为理想气体。解除锁定，活塞滑动一段距离后，两部分气体各自再次达到平衡态时，它们的体积分别为Va、Vb，温度分别为Ta、Tb。下列说法正确的是（　　）A．Va＞Vb，Ta＞Tb B．Va＞Vb，Ta＜TbC．Va＜Vb，Ta＜Tb D．Va＜Vb，Ta＞Tb12．对一定质量的理想气体，下列说法正确的是（　　）A．该气体在体积缓慢增大的过程中，温度可能不变B．该气体在压强增大的过程中，一定吸热C．如果该气体与外界没有发生热量交换，则其分子的平均动能一定不变D．该气体经等温压缩后，其压强一定增大，且此过程一定吸收热量13．一定质量的理想气体的压强p随摄氏温度t变化的关系如图所示，气体从状态a变化到状态b的过程中，下列说法正确的是（　　）A．体积不变 B．体积增大 C．外界对气体做功 D．一定向外界吸收热量14．下列说法正确的是（　　）A．物体吸收热量，其温度一定升高B．一定质量的理想气体，内能与温度和体积有关C．做功和热传递是改变物体内能的两种方式D．布朗运动是悬浮在液体中固体颗粒的分子无规则运动的反映15．如图所示，A、B是两个完全相同的铁球，A放在绝热板上，B用绝热绳悬挂。现只让它们吸收热量，当它们升高相同的温度时，它们所吸收的热量分别为QA、QB，则（　　）A．QA=QB B．QA<QB C．QA>QB D．无法确定二、填空题（共4题）16．一定质量的理想气体“卡诺循环”过程如图所示，从状态A依次经过状态、、后再回到状态A。其中，和为等温过程，和为绝热过程。气体从状态到状态的过程，气体分子的平均动能___________（选填“增大”“减小”或“不变”）；整个循环过程，气体从外界___________（选填“吸收”“放出”或“无吸放”）热量。17．如图所示，一定质量的理想气体由状态a经过等压变化到达状态b，再从状态b经过等容变化到达状态c。状态a与状态c温度相等。则：气体在状态a的温度___________在状态b的温度，气体在状态a的内能___________在状态c的内能（选填“小于”、“等于”或“大于”）；从状态b到状态c的过程中，气体___________（选填“吸热”或“放热”）18．如图所示，质量为M的汽缸静置于水平地面，通过质量为m的活塞封闭一定质量的理想气体。若活塞可以自由滑动（活塞与气缸间无摩擦、不漏气），使气缸内气体降低到一定的温度，在这一过程中，气体放出的热量为Q，外界对气体做功为W，则两者的大小关系为Q______W（选填“大于”、“等于”或“小于”）；若活塞固定，也使气缸内气体降低相同的温度，其放出的热量为Q′，则Q______Q′。（选填“大于”“等于”或“小于”）19．一定质量的理想气体从状态A经过B、C、D等状态回到状态A的p-V图像如图所示，其中状态变化过程A→B、B→C、C→D、D→A分别简称为①、②、③、④过程，且②、④过程为等温过程，温度分别为T2和T4，则T2___________（填“大于”“小于”或“等于”）T4，下列说法正确的是___________（填正确答案标号）。A．①过程中气体从外界吸热B．②过程中外界对气体做的功等于气体向外界散发的热量C．③过程中外界对气体做的功等于气体向外界散发的热量D．④过程中外界对气体做的功等于气体向外界散发的热量三、综合题（共4题）20．如图所示，透热的汽缸内封有一定质量的理想气体，汽缸质量M=200kg，活塞横截面积S=100cm2，此时缸内气体的温度为27℃，活塞位于汽缸正中，整个装置都静止。 活塞与汽缸壁无摩擦且不漏气，忽略汽缸壁的厚度，大气压恒为Pa，重力加速度为g=10m/s2。求：①汽缸内气体的压强P1；②缸内体的温度升高到多少摄氏度时，活塞恰好会静止在汽缸缸口AB处？此过程中汽内的气体是吸热还是放热？21．如图所示，圆柱形气缸竖直放置，质量m3.0kg，横截面积S1.0103m2的活塞封闭一定质量的理想气体，活塞与气缸壁封闭良好，不计摩擦，不计活塞和气缸的厚度。开始时活塞距气缸底距离h10.50m，此时温度t127C。给气缸缓慢加热至t2，活塞上升到距离气缸底h21.00m处，同时缸内气体内能增加250J，已知外界大气压p01.0105Pa，取g10m/s2。求：（i）缸内气体加热后的温度t2为多少摄氏度；（ii）此过程中缸内气体吸收的热量Q。22．如图所示,在竖直放着的高为H的圆柱形气缸内用质量m的活塞密封住一定质量的理想气体,活塞与容器壁之间无摩擦、容器的横截面积为S．开始时气体的温度为,活塞位于气缸中部,现对气缸缓慢加热,当活塞缓慢上升到距离顶部处时再次平衡,此过程气体吸收的热量为,外界大气压始终为、重力加速度为g．求:（i）此过程中气缸内气体内能的变化量；（ii）再次平衡时气体的温度T．23．某次科学实验中，从高温环境中取出一个如图所示的圆柱形导热气缸，把它放在大气压强为P0=latm、温度为t0=27℃的环境中自然冷却。该气缸内壁光滑，容积为V=lm3，开口端有一厚度可忽略的活塞。开始时，气缸内密封有温度为t=447℃、压强为P=1.2atm的理想气体，将气缸开口向右固定在水平面上，假设气缸内气体的所有变化过程都是缓慢的。求：(1)活塞刚要向左移动时，气缸内气体的温度t1；(2)最终气缸内气体的体积V1；(3)在整个过程中，气缸内气体对外界_____（填“做正功”“做负功”或“不做功”），气缸内气体放出的热量_____（填“大于”“等于”或“小于”）气体内能的减少量。
参考答案1．A2．D3．C4．D5．C6．D7．B8．C9．C10．B11．D12．A13．C14．C15．C16．不变    吸收    17．小于    等于    放热    18．大于    大于    19．大于    AB    20．①；②327℃，吸收热量21．（i）；（ii）315J22．(1)     (2)23．(1)327℃；(2)0.5m3；(3)做负功；大于