高中4.1 热力学第一定律课时训练

这是一份高中4.1 热力学第一定律课时训练，共11页。试卷主要包含了一定质量的理想气体等内容，欢迎下载使用。

1．查理定律指出，一定质量的某种气体在体积一定时，气体的压强与温度之间有线性关系，如图所示。则一定质量的某种气体从状态A到状态B，下列说法正确的是（ ）
A．气体向外界放出热量
B．气体分子的平均动能不变
C．外界对气体做功
D．单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增多
2．关于气体压强和温度的理解，下列说法错误的是（ ）
A．气体对容器的压强是大量气体分子做不规则热运动不断撞击器壁的结果
B．等温压缩过程中，气体压强增大是因为单个气体分子每次碰撞器壁的平均冲力增大
C．同一温度下，速率很大和速率很小的分子数目相对较少，速率分布至现“中间多．两头少”的特征
D．温度升高时，气体中某些分子的速率可能反而减小
3．一定质量的理想气体，从状态M开始，经状态N．Q回到原状态M，其p—V图像如图所示，其中QM平行于横轴，NQ平行于纵轴，M．N在同一等温线上。下列说法正确的是（ ）
A．气体从状态M到状态N的过程中温度先降低后升高
B．气体从状态N到状态Q的过程中温度先升高后降低
C．气体从状态N到状态Q的过程中放出热量
D．气体从状态Q到状态M的过程中外界对气体所做的功大于气体从状态M到状态N的过程中气体对外界所做的功
4．一定质量的理想气体，在温度和下的压强与体积倒数的关系图像如图所示，气体由状态等压变化到状态的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．温度升高，吸收热量B．温度升高，放出热量
C．温度降低，吸收热量D．温度降低，放出热量
5．蛟龙号是我国首台自主研制的作业型深海载人潜水器，下潜深度已突破7000m。已知在深度3000m以下，海水温度基本不变。若蛟龙号在执行某次任务时，外部携带一装有氧气（可看作理想气体）的小型气缸，气缸及活塞导热性能良好，活塞与气缸间摩擦不计，若蛟龙号从4000m深度下潜到5000m深度的过程中，气体质量不变，则（ ）
A．气缸内氧气的内能增大
B．每个氧气分子的动能均不变
C．外界对氧气做的功等于氧气放出的热量
D．氧气分子单位时间撞击气缸壁单位面积的次数不变
6．某汽车的四冲程内燃机利用奥托循环进行工作，该循环可视为由a→b和c→d两个绝热过程和两个等容过程组成如图所示为一定质量的理想气体所经历的奥托循环，则该气体（ ）
A. 在d→a的过程中，气体温度升高
B. 在a→b过程外界对气体做的功大于在c→d过程气体对外界做的功
C. 在a→b的过程中，由于该过程绝热，故外界对其做的功全部用于增加内能
D. 在b→c的过程中，气体温度不变
7．一定质量的理想气体从状态a开始，经历ab．bc．ca三个过程回到原状态，其V-T图象如图所示，pa．．pc分别表示状态a．b．c的压强，下列判断正确的是（ ）
A．状态a．b．c的压强大小满足
B．a到b过程中气体内能减小
C．b到c过程中气体放出热量
D．c到a过程中每一个分子的速率都不变
8．一定质量的理想气体（分子力不计），体积由V膨胀到V′。如果通过压强不变的过程实现，对外做功大小为W1，传递热量的值为Q1，内能变化为ΔU1；如果通过温度不变的过程来实现，对外做功大小为W2，传递热量的值为Q2，内能变化为ΔU2，则（ ）
A．W1>W2，Q1＜Q2，ΔU1>ΔU2B．W1>W2，Q1>Q2，ΔU1>ΔU2
C．W1＜W2，Q1=Q2，ΔU1>ΔU2D．W1=W2，Q1>Q2，ΔU1>ΔU2
9．北京春秋两季的昼夜温差较大，细心的司机发现从早晨到中午，车胎的体积和胎内气体的压强都会变大。若这段时间胎内气体质量不变，且可将其视为理想气体，那么从早晨到中午这段时间内，车胎内的气体（ ）
A．对外界做功，内能减小
B．对外界做功，内能不变
C．吸收热量，内能不变
D．吸收的热量大于对外所做的功
10．做功和热传递都可以改变物体的内能，以下说法正确的是（ ）
A. 物体放出热量，内能一定减少
B. 物体对外做功，内能一定减少
C. 物体吸收热量，同时对外做功，内能一定减少
D. 物体放出热量，同时对外做功，内能一定减少
11．查理定律指出，一定质量的某种气体在体积一定时，气体的压强与温度之间有线性关系，如图所示。则一定质量的某种气体从状态A到状态B，下列说法正确的是（ ）
A. 气体向外界放出热量
B. 气体分子的平均动能不变
C. 外界对气体做功
D. 单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增多
12．如图所示为一定质量的理想气体的图像，气体状态经历了．．三个过程，其中的延长线过原点，已知气体在状态时的体积为，则该气体从状态经再到的全过程与外界交换的热量大小是（ ）。
A．B．C．D．
13．一定量的理想气体从状态a开始，经历三个过程ab．bc．ca回到原状态，其p－T图象如图所示，下列判断正确的是（ ）
A. 过程ab中气体一定放出热量
B. 过程bc中气体一定吸收热量
C. 过程ca中外界对气体所做的功等于气体所放的热
D. 过程ca中气体的内能保持不变
14．一定量的理想气体从状态M开始，经状态回到状态M，如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．过程，气体放热
B．过程，气体体积变大
C．气体在N时的体积比在Q时的体积小
D．过程，单位时间内撞击器壁单位面积的分子数增加
15．一定质量的理想气体从状态A变化到状态B，该过程气体的压强p与体积V的关系如图所示，则从A到B的过程（ ）
A．气体的温度降低B．气体的内能减小
C．外界对气体做功D．气体从外界吸收热量
参考答案与试题解析
1．【答案】D
【解析】【来源】2021届辽宁省大连市高三（下）一模物理试题
AC．题图为p-t图像转化p-T图像，则可知为一条过坐标原点的直线，该气体做等容变化，外界对气体不做功，温度升高，内能增加，必定从外界吸收热量，AC错误；
B．随着压强增大，气体的温度也增大，分子平均动能增大，B错误；
D．由于气体体积不变，分子数密度不变，但分子平均速率增加，所以单位时间碰撞到单位面积上的分子数增多，D正确；
故选D。
2．【答案】B
【解析】【来源】重庆市沙坪坝区一中2020-2021学年高二（下）第一次月考物理试题
A．气体对容器的压强是大量气体分子做不规则热运动不断撞击器壁的结果，A正确，不符合题意；
B．等温压缩过程中，气体压强增大是因为体积减小，密度增大，同一时间有更多气体分子撞击器壁的结果，B错误，符合题意；
C．同一温度下，速率很大和速率很小的分子数目相对较少，速率分布至现“中间多．两头少”的特征，C正确，不符合题意；
D．温度升高时，大量气体分子的平均速率增加，但气体中某些分子的速率可能反而减小，D正确，不符合题意。
故选B。
3．【答案】D
【解析】【来源】2021届山东省淄博市第四中学高三（上）期末物理试题
A．根据p—V图像的等温线可知，气体从状态M到状态N的过程中温度先升高后降低， A错误；
BC．气体从状态N到状态Q的过程中，体积不变，压强变大，故气体的温度升高，内能增大，结合热力学第一定律可知，该过程气体吸收热量， BC错误；
D．因气体从状态Q到状态M的过程中的压强较大，而两种情况气体体积的变化相同，故气体从状态Q到状态M的过程中外界对气体所做的功大于气体从状态M到状态N的过程中气体对外界所做的功，D正确。
故选D。
4．【答案】A
【解析】【来源】2021届山东省德州市第一中学高三（下）模拟预测卷物理试题
根据
可知
则在图像中过原点的斜率越大，则温度越高，则气体由状态A等压变化到状态B的过程中，气体温度升高，内能增加，体积变大，对外做功，根据热力学第一定律可知，气体吸收热量。
故选A。
5．【答案】C
【解析】
AC．根据热力学第一定律 由于温度不变，气体的内能不变，气体压强增大，体积减小，外界对气体做正功，则氧气放出热量，并且外界对氧气做的功等于氧气放出的热量，A错误C正确；
B．每个氧气分子的运动是无规律的，其动能无法确定，温度不变是分子的平均动能不变，B错误；
D．气体压强增大，体积增小，但是温度不变，气体分子的平均动能不变，则氧气分子单位时间撞击气缸壁单位面积的次数增加，压强才会增大，D错误。
故选C。
6．【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A．d→a的过程为等容过程，由查理定律
可得此过程温度降低，故A错误。
B．在p-V图象中图线与V轴所夹面积表示气体做功，所以在a→b过程外界对气体做的功小于在c→d过程气体对外界做的功，故B错误。
C．在a→b的过程中，由于该过程绝热，故外界对其做的功全部用于增加内能。故C正确。
D．b→c的过程为等容过程，由查理定律可知，温度升高压强变大，故D错误。
故选C。
7．【答案】C
【解析】
A．a到b为等容变化，有
解得
a到c过程，为等温变化，有
解得
综上可得
故A错误；
B．a到b过程中，温度升高，内能增大，故B错误；
C．b到c过程中温度降低，内能减小，即
体积减小，外界对气体做功
由热力学第一定律可知
即气体放出热量，故C正确；
D．温度时平均动能的标志，是大量分子运动的统计结果，对单个分子没有意义，故D错误。
故选C。
8．【答案】B
【解析】【来源】江苏省南通市平潮高级中学2020-2021学年高二（上）12月学情检测物理试题
气体体积由V膨胀到V′，由
可判断出，在等压变化中，因为压强不变，则气体对外做功
因为气体膨胀，所以温度升高，气体的内能增加，所以ΔU1>0，气体吸热；在等温变化中，气体内能不变，即ΔU2=0，所以
因为气体膨胀，对外做功，所以吸收的热量等于对外做的功，W2=Q2，且因为气体膨胀，压强减小，所以气体对外做功
则有
由
可得
故ACD错误，B正确。
故选B。
9．【答案】D
【解析】【来源】2021届北京市高三（下）综合能力测试物理试题
车胎的体积和胎内气体的压强都会变大。 ，温度升高，则气体内能增大，且对外做功，根据热力学第一定律可知，气体吸热大于对外所做的功。
故选D。
10．【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】A．物体放出热量，若外界对物体做更多的功，则内能增加，故A错误；
B．物体对外做功，如同时从外界吸收更多的热量，则内能增加，故B错误；
C．物体吸收热量，同时对外做功，如二者相等，则内能不变；若Q >W，则内能增加，若W> Q，则内能减少，故C错误；
D．物体放出热量，同时对外做功，则内能一定减少，故D正确。
故选 D。
11．【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】AC．题图为p-t图像转化p-T图像，则可知为一条过坐标原点的直线，该气体做等容变化，外界对气体不做功，温度升高，内能增加，必定从外界吸收热量，AC错误；
B．随着压强增大，气体的温度也增大，分子平均动能增大，B错误；
D．由于气体体积不变，分子数密度不变，但分子平均速率增加，所以单位时间碰撞到单位面积上的分子数增多，D正确；
故选D。
12．【答案】A
【解析】【来源】2021年山东省新高考测评卷物理（第五模拟）
利用
结合题图代入已知数据，得
则从到，气体发生等容变化，则该过程吸收热量，从状态到状态，气体发生等压变化，体积减小，外界对气体做的功为
该气体在状态和状态时温度相同，气体内能相等，则从状态经再到的全过程是放热过程，与外界交换的热量大小是。
故选A。
13．【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】A．由图示可知，ab过程，气体压强与热力学温度成正比，则气体发生等容变化，气体体积不变，外界对气体不做功，即
气体温度升高，内能增大，即
由热力学第一定律
可知
所以，气体吸收热量，故A错误；
B．由图示图象可知，bc过程气体发生等温变化，气体内能不变，即
压强减小，由玻意耳定律可知，体积增大，气体对外做功
由热力学第一定律
可知
气体吸热，故B正确；
CD．由图象可知，ca过程气体压强不变，温度降低，由盖吕萨克定律可知，其体积减小，外界对气体做功，即
气体温度降低，内能减少，即
由热力学第一定律
可知
所以，气体要放出热量，且过程ca中外界对气体所做的功小于气体所放热量，故CD错误；
故选B。
14．【答案】A
【解析】【来源】2021届江苏省扬州市高三（下）期初调研物理试题
A．由图示图象可知，N→P过程气体温度T不变而压强p增大，由理想气体状态方程，气体体积V减小，外界对气体做功，W＞0，气体温度不变，气体内能不变，△U=0，由热力学第一定律△U=W+Q可知，
Q=△U-W=-W＜0
气体放出热量，故A正确；
B．由图示图象可知，M→N过程气体温度T降低而压强p不变，由理想气体状态方程可知，气体体积V减小，故B错误；
C．由理想气体状态方程可知：，p-T图象的斜率，由图示图象可知，N．Q的连线过坐标原点，图象的斜率不变，说明气体在状态N和状态Q时的体积相等，故C错误；
D．由图示图象可知，P→M过程气体温度升高而压强减小，气体压强减小，气体分子对器壁单位面积的平均作用力减小，气体温度升高分子平均动能增大，则单位时间内撞击器壁单位面积的分子数减少，故D错误。
故选A。
15．【答案】D
【解析】【来源】2021届福建省莆田市高三（下）3月第二次教学质量检测物理试题
AB．因为从A到B，气体的pV乘积变大，则气体的温度升高，内能增加，选项AB错误；
C．从A到B，气体的体积变大，则气体对外界做功，选项C错误；
D．根据热力学第一定律，气体内能增加，且气体对外做功，则气体从外界吸收热量，选项D正确。
故选D。