3.2 《热力学第一定律》筑基提能同步练习高中物理选择性...

更新时间：2024-09-29 浏览次数：10 类型：同步测试

一、筑基培根——建立物理观念

1. (2022高二下·海淀期末) 一定质量的理想气体在某过程中，从外界吸收热量30J，同时对外界做功10J，关于该气体在此过程中的内能变化量 $\text{[math]}$ ，说法正确的是（）

A . $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$ J

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2. (2022高二下·丰台期末) 如图所示，现用活塞压缩封闭在汽缸里的空气，对空气做了90J的功，同时空气向外散热21J，关于汽缸里空气的内能变化情况，下列说法正确的是（）

A . 内能增加90J B . 内能增加69J C . 内能减小111J D . 内能减少21J

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3. (2020高二下·沈阳期末) 如图是密闭的气缸，外力推动活塞P压缩气体，对缸内气体做功800 J，同时气体向外界放热200 J，缸内气体的（）

A . 温度升高，内能增加600 J B . 温度升高，内能减少200 J C . 温度降低，内能增加600 J D . 温度降低，内能减少200 J

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4. (2017高二下·集宁期末)
如图所示，A、B两球完全相同，分别浸没在水和水银中的同一深度内，A、B均是用一种密度大于水银的特殊材料制作．当温度稍升高时，球的体积会明显地变大，如果开始水和水银的温度相同，且两液体温度同时缓慢地升高同一值，两球膨胀后体积相等，则（）

A . A球吸收的热量较多 B . B球吸收的热量较多 C . 两球吸收的热量一样多 D . 无法判断两球吸收热量的多少

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5. (2024高二下·华州期末) 某汽车后备箱内安装有撑起箱盖的装置，它主要由汽缸和活塞组成．开箱时，密闭于汽缸内的压缩气体膨胀，将箱盖顶起，如图所示．在此过程中，若缸内气体与外界无热交换，忽略气体分子间相互作用，则缸内气体(　　)

A . 对外做正功，分子的平均动能减小 B . 对外做正功，内能增大 C . 对外做负功，分子的平均动能增大 D . 对外做负功，内能减小

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6. (2024高二下·绵阳期末) 在一个标准大气压下， $\text{[math]}$ 的水吸收 $\text{[math]}$ 的热量变为同质量的 $\text{[math]}$ 的水蒸气，在这个过程中，以下四个关系中正确的是（）

A . 水蒸气的内能与水的内能之差等于 $\text{[math]}$ B . 水蒸气的内能与水的内能之和等于 $\text{[math]}$ C . 水蒸气的内能与水的内能之差小于 $\text{[math]}$ D . 水蒸气的内能与水的内能之差大于 $\text{[math]}$

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7. (2024高二下·赫章月考) 如图，内壁光滑的汽缸竖直放置在水平桌面上，汽缸内封闭一定质量的气体。气体从状态A（活塞在A处）变为状态B（活塞在B处）时，气体吸收热量280J，气体的内能增加160J，则下列说法正确的是（　　）

A . 外界对气体做功120J B . 气体对外界做功120J C . 外界对气体做功440J D . 气体对外界做功440J

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二、能力发展——科学探究与思维

8. (2022高二下·滑县期末) 如图，一开口向上的导热气缸内，用活塞封闭了一定质量的理想气体，活塞与气缸壁间无摩擦。现把该气缸放入升降机中，若升降机竖直向上加速上升，且加速度逐渐增大，气体温度保持不变，则（）

A . 活塞相对气缸下降，气体内能增加 B . 气体压强逐渐增大，内能不变 C . 气体压强逐渐增大，放出热量 D . 外界对气体做功，气体内能不变 E . 外界对气体做功，气体吸收热量

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9. (2021高二下·十堰期末) 如图，用隔板将一绝热气缸分成两部分，隔板左侧充有理想气体，隔板右侧与绝热活塞之间是真空，现将隔板抽出，气体会自发扩散至整个气缸．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．下列说法正确的是（）

A . 气体自发扩散前后内能相同 B . 气体被压缩过程中内能增大 C . 气体被压缩过程中，气体分子的平均动能不变 D . 在自发扩散过程中，气体对外界做功

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10. (2020高三上·衡阳月考) 二氧化碳是导致“温室效应”的主要原因之一，人类在采取节能减排措施的同时，也是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某深处，气体体积减小为原来的一半，温度逐渐降低。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向外界放出热量

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11. (2024高二下·市中区月考) 如图所示，绝热隔板K把绝热的汽缸分隔成体积相等的两部分，K与汽缸壁的接触是光滑的．两部分中分别盛有相同质量、相同温度的同种气体a和b．气体分子之间相互作用力忽略不计．现通过电热丝对气体a加热一段时间后，a、b各自达到新的平衡．则

A . a的体积增大了，压强变小了 B . a增加的内能大于b增加的内能 C . 加热后a的分子热运动比b的分子热运动更激烈 D . b的体积减小，压强增大，但温度不变

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12. (2024高二下·梅州期末) 一定质量的理想气体，状态从 $\text{[math]}$ 的变化过程可用如图所示的 $\text{[math]}$ 图线描述，其中 $\text{[math]}$ 为等温线，气体在状态A时的温度为T_A=300K，下列说法正确的是（　　）

A . 气体在状态C时的温度 $\text{[math]}$ B . 从A到C过程外界对气体做了-600J的功 C . 气体从状态D变化到状态A，单位体积内的气体分子数减小，气体分子的平均动能不变 D . 若气体从D到A过程中外界对气体做功为250J，则气体从 $\text{[math]}$ （一次循环）过程中气体吸收的热量为250J

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13. (2024高三下·东湖模拟) 一定质量的理想气体由状态a开始，经历ab、bc、ca三个过程回到状态a，其p-V图像如图所示，其中bc与纵轴平行。已知a、c两状态下气体的温度相同，a→b的过程中气体向外界放出热量大小为Q，下列说法正确的是（　　）

A . a、c状态下气体的内能相等 B . a→b的过程中气体内能变化量的绝对值大于放出热量的绝对值 C . b→c的过程中气体从外界吸收热量，大小为 $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$ 的整个过程中气体对外界做功，大小为 $\text{[math]}$

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三、科学本质——质疑交流与创新

14. (2024高二下·淮安期末) 如图所示，内部高为H、底面积为S的绝热气缸静止在水平地面上，气缸内部有加热装置，用轻质绝热活塞封闭一定质量的理想气体，活塞与劲度系数为k的轻质弹簧相连，轻质弹簧上端固定，气缸顶部开口但有卡扣，以保证活塞不会脱离气缸。缸内气体初始温度为： $\text{[math]}$ 此时活塞到气缸底部的距离为0.5H，弹簧伸长量为0.25H。现缓慢加热气体，活塞缓慢到达气缸顶部。已知大气压强恒为p₀ ，重力加速度为g，忽略活塞的厚度，不计一切摩擦。
（1）求温度为T₁时，封闭气体的压强p₁；
（2）求活塞刚好到达气缸顶部时，封闭气体的温度 $\text{[math]}$
（3）设整个加热过程中封闭气体吸收的热量为Q，求该气体内能的变化量△U。

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15. (2024高二下·宣威月考) 某同学估测室温的装置如图所示，用绝热的活塞封闭一定质量的理想气体，汽缸导热性能良好。室温时气体的体积 $\text{[math]}$ ，将汽缸竖直放置于冰水混合物中，稳定后封闭气体的体积 $\text{[math]}$ 。不计活塞重力及活塞与缸壁间的摩擦，室内大气压 $\text{[math]}$ ，阿伏加德罗常数 $\text{[math]}$ 。（取 $\text{[math]}$ ）
（1）求室温是多少；
（2）若已知该气体在 $\text{[math]}$ 、0℃灯时的摩尔体积为 $\text{[math]}$ ，求汽缸内气体分子数目N；（计算结果保留两位有效数字）
（3）若已知该气体内能U与温度T满足 $\text{[math]}$ ，则在上述过程中该气体向外释放的热量Q。

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16. (2024高二下·湖州月考) 如图所示，一个固定在水平面上的绝热容器被隔板A分成体积均为 $\text{[math]}$ 的左右两部分，面积为 $\text{[math]}$ 的绝热活塞B被锁定，隔板A的左侧为真空，右侧中一定质量的理想气体处于温度 $\text{[math]}$ 、压强 $\text{[math]}$ 的状态1。抽取隔板A，右侧中的气体就会扩散到左侧中，最终达到状态2，从状态1到状态2即为自由扩散过程，该过程气体对外不做功，因而内能不变，温度不变。之后解锁活塞B，同时施加水平恒力F，仍使其保持静止，当电阻丝C加热时，活塞B能缓慢滑动（无摩擦），使气体达到温度 $\text{[math]}$ 的状态3，气体内能增加 $\text{[math]}$ 。已知大气压强 $\text{[math]}$ ，隔板厚度和电阻丝体积均不计。
（1）求水平恒力F的大小；
（2）求电阻丝C放出的热量Q。

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