粤教版 (2019)选择性必修 第三册第一节 热力学第一定律同步达标检测题

这是一份粤教版 (2019)选择性必修 第三册第一节 热力学第一定律同步达标检测题，共7页。试卷主要包含了关于热传递，下列说法中正确的是等内容，欢迎下载使用。

A组·基础达标
1．关于热传递，下列说法中正确的是( )
A．热传递的实质是温度的传递
B．物体间存在着温度差，才能发生热传递
C．热传递可以在任何情况下进行
D．物体内能发生改变，一定是吸收或放出了热量
【答案】B 【解析】热传递的实质是物体间内能的转移，故A错误．热传递的条件是物体间存在温度差，高温物体放出热量，低温物体吸收热量，若两物体温度相同，它们之间便不再发生热传递，即达到了热平衡，故B正确，C错误．物体吸收或放出热量，内能会发生变化，但内能变化不一定是热传递引起的，还可以通过做功的方式实现，故D错误．
2．出租车常以天然气作为燃料，加气站储气罐中天然气的温度随气温升高的过程中，若储气罐内气体体积及质量均不变，则罐内气体(可视为理想气体)( )
A．压强增大，内能减小
B．吸收热量，内能增大
C．压强减小，分子平均动能增大
D．对外做功，分子平均动能减小
【答案】B 【解析】质量一定的气体，体积不变温度升高，则压强增大，内能增大，A、C错误；体积不变的气体不做功，内能增大则需要吸收热量，B正确，D错误．
3．(多选)下列现象中，哪些是通过热传递的方式改变物体内能的( )
A．打开电灯开关，灯丝的温度升高，内能增加
B．夏天喝冰镇汽水来解暑
C．冬天搓搓手，会感觉到手变得暖和起来
D．太阳能热水器在阳光照射下，水的温度逐渐升高
【答案】BD 【解析】A是电流做功改变内能的，不是热传递；B是汽水与人体间有温度差，汽水吸热造成的，它属于热传递；C是摩擦做功改变内能的，也不属于热传递；D是太阳给热水器传热，通过热传递的方法改变物体内能的，故B、D正确．
4．如图所示，在紫铜管内滴入乙醚，盖紧管塞．用手拉住绳子两端迅速往复拉动，管塞会被冲开．管塞被冲开前( )
A．外界对管内气体做功，气体内能增大
B．管内气体对外界做功，气体内能减小
C．管内气体内能不变，压强变大
D．管内气体内能增大，压强变大
【答案】D 【解析】克服绳与金属管间的摩擦做功，使管壁内能增大，温度升高．通过热传递，乙醚的内能增大，温度升高，直至沸腾，管塞会被冲开．管塞被冲开前管内气体内能增大，压强变大，D正确．
5．(多选)(2023年中山联考)自热锅因其便于加热和方便携带，越来越受到户外驴友的欢迎．自热锅内有一个发热包，遇水发生化学反应而产生大量热能，不需要明火，温度可超过100 ℃，能在15分钟内迅速加热食品．自热锅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．对于这种现象下列说法正确的是( )
A．自热锅爆炸前，锅内气体温度升高
B．自热锅爆炸前，锅内气体内能增加
C．自热锅爆炸时，锅内气体温度降低
D．自热锅爆炸时，锅内气体内能增加
【答案】ABC 【解析】自热锅内有一个发热包，遇水发生化学反应而产生大量热能，可知自热锅爆炸前，锅内气体温度升高，锅内气体内能增加，A正确；自热锅爆炸时，由于时间极短，锅内气体对外做功，且来不及与外界发生热传递，根据热力学第一定律可知，锅内气体内能减小，锅内气体温度降低，C正确，D错误．
6．(2023年广州阶段检测)如图，用隔板将一绝热汽缸分成两部分，隔板左侧充有理想气体，隔板右侧与绝热活塞之间是真空．现将隔板抽开，气体会自发扩散至整个汽缸．待气体达到稳定后，缓慢推压活塞，将气体压回到原来的体积．假设整个系统不漏气．下列说法错误的是( )
A．气体自发扩散前后内能相同
B．气体在被压缩的过程中内能增大
C．气体在自发扩散过程中，气体对外界不做功
D．气体在被压缩的过程中，气体对外界做功
【答案】D 【解析】抽开隔板时，由于右方是真空，气体做自由扩散，气体没有对外做功，又没有热传递，则根据ΔU＝Q＋W可知，气体的内能不变，A、C正确，不符合题意；气体被压缩的过程中，外界对气体做功，又没有热传递，根据ΔU＝Q＋W可知，气体内能增大，B正确，不符合题意，D错误，符合题意．
7．(2023年宜春期末)飘在空气中的氢气球，在缓慢上升变大的过程中，不考虑气温的变化，以下说法正确的是( )
A．外界对气体做功，同时向外界放出热量
B．球内气体对外做功，同时向外界放出热量
C．球内气体对外做功，同时从外界吸收热量
D．球内气体压强增大
【答案】C 【解析】氢气球缓慢上升，体积变大，则泡内气体对外做功，温度不变，则内能不变，则气体同时从外界吸收热量，C正确，A、B错误．氢气球的体积变大，温度不变，则压强减小，D错误．
B组·能力提升
8．如图所示，活塞将汽缸分成甲、乙两气室，汽缸、活塞(连同拉杆)是绝热的，且不漏气．用E甲、E乙分别表示甲、乙两气室中气体的内能，则在将拉杆缓慢向左拉的过程中，下列说法正确的是( )
A．E甲不变，E乙减小B．E甲不变，E乙增大
C．E甲增大，E乙不变D．E甲增大，E乙减小
【答案】D 【解析】本题解题的关键是明确甲、乙两气室气体都经历绝热过程，内能的改变取决于做功的情况．对于甲室内的气体，在拉杆缓慢向左拉的过程中，活塞左移，压缩气体，外界对甲室气体做功，其内能应增大；对乙室内的气体，活塞左移，气体膨胀，气体对外界做功，内能应减小，D正确．
9．如图所示，一定质量的理想气体，由状态a到达状态b或者状态c；设气体在状态b和状态c的温度分别为Tb和Tc，在过程ab和ac中吸收的热量分别为Qab和Qac，则( )
A．Tb>Tc，Qab>QacB．Tb＝Tc，Qab>Qac
C．Tb>Tc，Qab【答案】B 【解析】因为pbVb＝pcVc，故Tb＝Tc，所以ac和ab两个过程的内能变化量相同；而ac过程是个等容过程，做功是零，故Qac＝ΔU，又因为ab过程是个等压过程，体积增大，故气体对外做功，故Qab＝ΔU＋W，所以Qab>Qac，B正确．
10．如图为某种椅子与其升降部分的结构示意图，M、N两筒间密闭了一定质量的气体，M可沿N的内壁上下滑动，设筒内气体不与外界发生热交换，在M向下滑动的过程中( )
A．外界对气体做功，气体内能增大
B．外界对气体做功，气体内能减小
C．气体对外界做功，气体内能增大
D．气体对外界做功，气体内能减小
【答案】A 【解析】本题考查了热力学第一定律，理解做功和热传递可以改变物体的内能．筒内气体不与外界发生热交换，M向下滑动的过程中，外界对气体做功，由热力学第一定律可知气体内能增大，A正确．
11．(多选)如图，一开口向上的导热汽缸内，用活塞封闭了一定质量的理想气体，活塞与汽缸壁间无摩擦．现用外力作用在活塞上，使其缓慢上升．环境温度保持不变，大气压不变，系统始终处于平衡状态．在活塞上升过程中( )
A．气体体积逐渐增大，内能增加
B．气体压强逐渐减小，内能不变
C．气体压强逐渐增大，放出热量
D．气体对外界做功，吸收热量
【答案】BD 【解析】活塞上升，体积逐渐增大，理想气体的内能与温度相关联，温度保持不变，则内能不变，A错误；根据理想气体状态方程 eq \f(pV,T)＝c，可知体积增大，温度不变，故压强减小；因为温度不变，内能不变，体积增大，气体对外界做功，根据热力学第一定律ΔU＝W＋Q，可知系统吸热，B、D正确，C错误．
12．(2023年北京期末)一定质量的理想气体从状态A经过状态B变化到状态C，其V－T图像如图所示．下列说法正确的是( )
A．A→B的过程中，气体的压强一定变大
B．A→B的过程中，气体分子的平均动能变大
C．B→C的过程中，气体内能一定增加
D．B→C的过程中，气体一定放出热量
【答案】D 【解析】A→B的过程中，温度不变、体积变大，据 eq \f(pV,T)＝c可知，气体的压强一定变小，A错误；A→B的过程中，气体温度不变，分子的平均动能不变，B错误；由理想气体状态方程可得V＝ eq \f(c,p)，B→C的过程中，图线为过原点的倾斜直线，气体压强不变，温度降低、体积变小，气体内能一定减少，体积变小外界对气体做功，据热力学第一定律可知，气体一定放出热量，C错误，D正确．
13．(2023年武汉阶段检测)如图所示，内壁光滑的足够长导热汽缸竖直悬挂在天花板下，汽缸内封闭一定质量的理想气体．活塞质量m＝4 kg，活塞横截面积S＝20 cm2.活塞初始状态位于离底部高度h1＝6 cm处．假设外界空气热力学温度恒为T0＝300 K，大气压强p0＝1×105 Pa，g＝10 m/s2.求：
(1)若用外力将活塞缓慢下拉2 cm，求此时汽缸内气体的压强；
(2)若对汽缸内气体缓慢加热，当温度升到T＝400 K时，气体吸收了30 J的热量，求此过程中气体内能的增加量．
解：(1)根据题意，对活塞初状态受力分析，由平衡条件有
mg＋p1S＝p0S，
解得p1＝0.8×105 Pa，
由玻意耳定律有p1h1S＝p2(h1＋Δh)S，
解得p2＝6×104 Pa.
(2)根据题意可知，该过程是等压变化，由盖－吕萨克定律有
eq \f(h1S,T0)＝ eq \f(h2S,T)，解得h2＝8 cm.
外界对气体做功W＝－p1(h2－h1)S＝－3.2 J．
由热力学第一定律有ΔU＝W＋Q，
解得ΔU＝26.8 J.
14．在一个标准大气压下，水在沸腾时，1 g的水由液态变成同温度的水汽，其体积由1.043 cm3变为1 676 cm3.已知水的汽化热为2 263.8 J/g.求：
(1)体积膨胀时气体对外界做的功W；
(2)气体吸收的热量Q；
(3)气体增加的内能ΔU.
解：取1 g水为研究系统，1 g沸腾的水变成同温度的水汽需要吸收热量，同时由于体积膨胀，系统要对外做功，所以有ΔU＜Q吸．
(1)气体在等压(大气压)下膨胀做功W＝p(V2－V1)＝1.013×105×(1 676－1.043)×10-6 J＝169.7 J.
(2)气体吸热Q＝1×2 263.8 J＝2 263.8 J.
(3)根据热力学第一定律ΔU＝Q＋W＝2 263.8 J＋(－169.7) J＝2 094.1 J．