3.2熱力學(xué)第一定律同步練習(xí)2021—2022學(xué)年高中物理人教版（2019）選擇性必修第三冊(cè)一、選擇題（共15題）1．下列說法正確的是A．布朗運(yùn)動(dòng)是液體分子的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)B．只有外界對(duì)物體做功才能增加物體的內(nèi)能C．空氣的相對(duì)濕度越大，說明空氣中的水蒸氣實(shí)際壓強(qiáng)與同溫度下水的飽和氣壓相差越大，水分越不容易蒸發(fā)D．一定質(zhì)量的氣體，在壓強(qiáng)不變時(shí)，分子每秒對(duì)器壁單位面積平均碰撞次數(shù)隨著溫度降低而增加2．如圖所示，置于水平桌面上的汽缸導(dǎo)熱良好，用活塞封閉了一定質(zhì)量的理想氣體，活塞與汽缸壁間無摩擦?，F(xiàn)用水平向右的外力F作用在活塞上，使其緩慢向右移動(dòng)，汽缸始終靜止，外界溫度保持不變。在活塞被拉出汽缸前的過程中（　?。?/span>A．氣體對(duì)外界做功，吸收熱量 B．氣體溫度降低，放出熱量C．氣體壓強(qiáng)逐漸減小，內(nèi)能減小 D．氣體體積逐漸增大，內(nèi)能增大3．下列說法正確的是（　?。?/span>A．一物質(zhì)在某狀態(tài)下是晶體，在一定條件下，它可能變?yōu)榉蔷wB．某氣體溫度升高，單位時(shí)間內(nèi)分子撞擊器壁單位面積上的次數(shù)一定增大C．氣體從外界吸熱，其分子平均動(dòng)能一定增大D．人們可以直接觀察到墨水在清水中的擴(kuò)散現(xiàn)象，說明肉眼可以直接觀察到墨水分子的運(yùn)動(dòng)4．下列關(guān)于物體內(nèi)能變化的說法，正確的是（ ）A．一定質(zhì)量的晶體在熔化過程中內(nèi)能保持不變B．一定質(zhì)量的氣體在體積膨脹過程中內(nèi)能一定增加C．一定質(zhì)量的物體在熱膨脹過程中內(nèi)能不一定增加D．一定質(zhì)量的物體在體積保持不變的過程中，內(nèi)能一定不變5．如圖所示，氣缸和活塞與外界均無熱交換，中間有一個(gè)固定的導(dǎo)熱性良好的隔板（固定），封閉著兩部分氣體和，活塞處于靜止平衡狀態(tài)?，F(xiàn)通過電熱絲對(duì)氣體加熱一段時(shí)間，后來活塞達(dá)到新的平衡，不計(jì)氣體分子勢(shì)能，不計(jì)活塞與氣缸壁間的摩擦，大氣壓強(qiáng)保持不變，則下列判斷正確的是（　?。?/span> A．氣體吸熱，但對(duì)外做功，內(nèi)能不變B．氣體吸熱，對(duì)外做功，內(nèi)能不變C．氣體和氣體內(nèi)每個(gè)分子的動(dòng)能都增大D．氣體分子單位時(shí)間內(nèi)對(duì)器壁單位面積碰撞次數(shù)減少6．如圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體由狀態(tài)，O、A、D三點(diǎn)在同一直線上，由狀態(tài)過程中（　　）A．氣體內(nèi)能增加且向外界放出熱量B．氣體分子勢(shì)能增大C．每個(gè)氣體分子的動(dòng)能都增大D．狀態(tài)A的壓強(qiáng)小于狀態(tài)C的壓強(qiáng)7．下列說法中正確的是 (       )A．溫度低的物體內(nèi)能小B．分子之間距離減小時(shí)，引力和斥力都增大，且引力增大得比斥力快C．做加速運(yùn)動(dòng)的物體，由于速度越來越大，因此物體分子的平均動(dòng)能越來越大D．外界對(duì)物體做功時(shí)，物體的內(nèi)能不一定增加8．如圖，在上端有活塞的玻璃管底部放置一小塊硝化棉，用手快速向下壓活塞，可觀察到硝化棉被點(diǎn)燃。在此過程中（　　）A．氣體對(duì)外界做功，氣體內(nèi)能增加 B．外界對(duì)氣體做功，氣體內(nèi)能增加C．氣體對(duì)外界做功，氣體內(nèi)能減少 D．外界對(duì)氣體做功，氣體內(nèi)能減少9．關(guān)于固體、液體的性質(zhì)，下列說法正確的是（　?。?/span>A．單晶體有確定的熔點(diǎn)，多晶體沒有確定的熔點(diǎn)B．外界對(duì)物體做功，同時(shí)物體向外界放出熱量，物體的內(nèi)能不一定改變C．玻璃管的裂口放在火焰上燒熔，其尖端變鈍，這是由于液體重力的作用D．唐詩《觀荷葉露珠》中有“霏微曉露成珠顆”句，詩中荷葉和露水表現(xiàn)為浸潤(rùn)10．一定質(zhì)量的氣體在某一過程中，外界對(duì)氣體做了800J的功，氣體的內(nèi)能減少了200J，則下列說法正確的是：A．W＝ 800J，     ΔU＝ -200J，     Q＝ -1000JB．W＝ -800J，     ΔU＝ -200J，     Q＝ 600JC．W＝ 800J，     ΔU＝ -200J，     Q＝ 600JD．W＝ -800J，   ΔU＝ 200J，     Q＝ 1000J11．一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)a開始，經(jīng)歷三個(gè)過程ab、bc、ca回到原狀態(tài)，其P-T圖象如圖所示．下列判斷正確的是（ ）A．氣體在狀態(tài)c體積最小B．過程bc中氣體既不吸熱也不放熱C．過程ca中外界對(duì)氣體所做的功等于氣體所放的熱D．b和c兩個(gè)狀態(tài)中，容器壁單位面積單位時(shí)間內(nèi)受到氣體分子撞擊的次數(shù)不同12．如圖所示，一定質(zhì)量的氫氣(可看作理想氣體)由狀態(tài)A經(jīng)狀態(tài)B變化到狀態(tài)C，設(shè)由A到B、由B到C的過程外界對(duì)氣體做的功分別為W1、W2，氣體從外界吸收的熱量分別為Q1、Q2，則A．，B．，C．D．13．下列說法中不正確的是A．雨水沒有透過布雨傘是因?yàn)橐后w表面存在張力B．對(duì)于溫度相同的氧氣與氫氣，它們的分子平均速率不同C．液體表面張力的方向與液面垂直并指向液體內(nèi)部D．壓強(qiáng)不變時(shí)，一定量的水蒸發(fā)為同溫度的水蒸氣，吸收的熱量大于其增加的內(nèi)能14．如圖所示為某一定質(zhì)量的理想氣體循環(huán)過程的p-V圖像。B→ C為等壓過程，D→A為等容過程，A→B和C→D為等溫過程。關(guān)于該循環(huán)過程中，下列說法正確的是（　?。?/span>A．A狀態(tài)氣體的溫度高于C狀態(tài)B．B狀態(tài)氣體分子的平均動(dòng)能大于D狀態(tài)。C．C→D過程氣體從外界吸收的熱量小于氣體對(duì)外界做的功D．整個(gè)循環(huán)過程中，A狀態(tài)單位時(shí)間內(nèi)碰撞單位面積器壁的分子數(shù)最少15．如圖所示為一定質(zhì)量氣體的絕熱變化圖像（實(shí)線）。圖中虛線為某條等溫線，則氣體在上述過程中溫度（　?。?/span>A．一直升高 B．一直減小 C．先升高后降低 D．先降低后升高二、填空題（共4題）16．圖為一定質(zhì)量理想氣體的壓強(qiáng)P與體積V的關(guān)系圖象，它由狀態(tài)A經(jīng)等容過程到狀態(tài)B，再經(jīng)過等壓過程到狀態(tài)C．設(shè)A、B、C狀態(tài)對(duì)應(yīng)的溫度分別為TA、TB、TC，則TA＝________TC，從狀態(tài)B到狀態(tài)C過程氣體________(填“吸”、“放”)17．在大氣中，空氣團(tuán)豎直運(yùn)動(dòng)經(jīng)過各氣層的時(shí)問很短，因此，運(yùn)動(dòng)過程巾空氣團(tuán)與周圍空氣熱量交換極少，可看作絕熱過程．潮濕空氣團(tuán)在山的迎風(fēng)坡上升時(shí)，水汽凝結(jié)成云雨，到山頂后變得干燥，然后沿著背風(fēng)坡下降時(shí)升溫，氣象上稱這股干熱的氣流為焚風(fēng)（大氣壓強(qiáng)隨高度的增加而減小）空氣團(tuán)沿背風(fēng)坡下降時(shí)，下列描述其壓強(qiáng)p隨體積V變化關(guān)系的圖象中，可能正確的是_____（圖中虛線是氣體的等溫線）．空氣團(tuán)在山的迎風(fēng)坡上升時(shí)溫度降低，原因是空氣團(tuán)___（選填“對(duì)外放熱”或“對(duì)外做功”）：設(shè)空氣團(tuán)的內(nèi)能U與溫度T滿足U＝CT（C為一常數(shù)），空氣團(tuán)沿著背風(fēng)坡下降過程中，外界對(duì)空氣團(tuán)做功為W，則此過程中空氣團(tuán)升高的溫度ΔT＝__18．氣缸內(nèi)封閉了一定量壓強(qiáng)為=1.0×105Pa，體積為V=2.0m3的理想氣體，現(xiàn)使氣體保持壓強(qiáng)不變體積緩慢壓縮至V′=1.0m3，此過程氣體向外界釋放了Q=1.2×105J的熱量，則壓縮過程外界對(duì)氣體做了______J的功，氣體的內(nèi)能變化了______J 。19．（1）如圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體發(fā)生如圖所示的狀態(tài)變化，狀態(tài)A與狀態(tài)B 的體積關(guān)系為VA __VB(選填“大于”、“小于”或“等于”)； 若從A狀態(tài)到C狀態(tài)的過程中氣體對(duì)外做了100J的功，則此過程中_____(選填“吸熱”或“放熱”)三、綜合題（共4題）20．如圖是用導(dǎo)熱性能良好的材料制成的氣體實(shí)驗(yàn)裝置，開始時(shí)封閉的空氣柱長(zhǎng)度為20cm，人用豎直向下的力F壓活塞，使空氣柱長(zhǎng)度變?yōu)樵瓉淼囊话?，人?duì)活塞做功10J，大氣壓強(qiáng)為P0＝1×105Pa，不計(jì)活塞的重力．問：①若用足夠長(zhǎng)的時(shí)間緩慢壓縮，求壓縮后氣體的壓強(qiáng)多大？②若以適當(dāng)?shù)乃俣葔嚎s氣體，此過程氣體向外散失的熱量為2J，則氣體的內(nèi)能增加多少？（活塞的橫截面積S＝1cm2）21．如圖所示，上端開口、下端封閉的導(dǎo)熱細(xì)玻璃管豎直放置，管內(nèi)用長(zhǎng)為的水銀柱封閉有一定質(zhì)量的理想氣體，當(dāng)環(huán)境溫度為，大氣壓強(qiáng)為時(shí)，封閉氣體的長(zhǎng)度也為。已知玻璃管粗細(xì)均勻，橫截面積為S，總長(zhǎng)為，水銀密度為，重力加速度為。（1）求管內(nèi)封閉氣體的壓強(qiáng)；（2）現(xiàn)緩慢加熱管內(nèi)氣體，使氣體膨脹，直至水銀柱上端與玻璃管口平齊。已知封閉氣體的內(nèi)能U與溫度T的關(guān)系為，為已知常數(shù)，求此過程中氣體從外界吸收的熱量？22．如圖所示在絕熱汽缸內(nèi)，有一絕熱輕活塞封閉一定質(zhì)量的氣體，開始時(shí)缸內(nèi)氣體溫度為 ，封閉氣柱長(zhǎng)9 cm，活塞橫截面積S=50 cm2現(xiàn)通過汽缸底部電阻絲給氣體加熱一段時(shí)間。此過程中氣體吸熱22 J，穩(wěn)定后氣體溫度變?yōu)?/span> 。已知大氣壓強(qiáng)等于105 Pa，求：(1)加熱后活塞到汽缸底端的距離；(2)此過程中氣體內(nèi)能改變了多少。23．如圖甲所示，一質(zhì)量為m=10kg的活塞在氣缸內(nèi)封閉一定質(zhì)量的理想氣體，開始時(shí)活塞距氣缸底高度h1=1.00m．給氣缸加熱，活塞緩慢上升到距離氣缸底h2=1.60m處，在此過程中缸內(nèi)氣體吸收了Q=700J的熱量．已知活塞橫截面積S=5.0×10﹣3m2   ， 大氣壓強(qiáng)p0=1.0×105Pa，活塞與氣缸壁間摩擦忽略不計(jì)，重力加速度g=10m/s2 ． 求：①此過程中缸內(nèi)氣體增加的內(nèi)能△為多少？②此后，若保持氣缸內(nèi)氣體溫度不變，讓活塞最終穩(wěn)定在距氣缸底高度h3=0.50m處，如圖乙所示，需要在輕質(zhì)活塞上放一個(gè)質(zhì)量M為多大的重物？
參考答案：1．D2．A3．A4．C5．D6．D7．D8．B9．B10．A11．D12．B13．C14．D15．B16．          吸熱17．     C     對(duì)外做功     18．     1.0×105     ﹣0.2×10519．     ＜     吸熱20．①2×105Pa；②9J21．（1）+?lg；（2）+kT0+ ?Sgl222．(1)12 cm；(2)7 J23．（1） （2）  

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2 熱力學(xué)第一定律

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